1、复习题一、 术语解释1、环境生态学是环境科学与生态学之间的交叉学科,是研究人为干扰下,生态系统内在的变化机制、规律和对人类的反效应。寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学。即运用生态学的理论,阐明人与环境间相互作用的机制和效应以及解决环境问题的生态途径的科学。2、主导因子作用在各种生态因子中,对生物的生长发育具有决定性作用的因子,称为主导因子。主导因子发生变化,会引起其它因子也发生变化或使生物的生长发育发生明显变化。3、指示生物生物与环境相互作用,协同进化过程中,各物种都写下了深刻的环境烙印。因此,可根据生物的表现,指示环境的变化。用于指示环境状况或环境变化的生物称为指示生物。4、食物链指
2、生产者所固定的能量和物质,通过一系列取食和被食的关系在生态系统中不同生物间传递,各种生物按食物关系排列成一环套一环的链状营养顺序。5、生物种形态相似、能实际地或潜在地彼此杂交的种群的集合构成一个种。6、生态因子的阶段性作用生物的生长发育过程中,不同的阶段对生态因子的要求不同,因此生态因子对生物的影响也是有阶段性的。7、生态平衡指生态系统通过发育和调节所达到的一种稳定状态,包括结构上的稳定、功能上的稳定和能量输入输出上的稳定。8、食物网在生态系统中,各种生物间的取食和被食的关系,往往不是单链的,营养级常错综复杂,一种消费者同时取食多种食物,而同一食物又可被多种消费者取食。食物链间交错纵横,彼此交
3、叉相连,构成一种复杂的网状结构,这样就形成了食物网。9、环境环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间,以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。环境是针对某一特定主体或中心而言的,是一个相对的概念,离开这个主体或中心也就无所谓环境。10、生态因子的综合作用环境中的各种生态因子不是孤立的,而是相互联系、相互制约或相互促进,一个生态因子的变化可能会引起其它生态因子不同程度的变化。11、生物内稳态即生物控制体内环境使其保持相对稳定的机制。它能减少生物对外界条件的依赖性,从而大大提高生物对外界环境的适应能力。12、生态学生态学是研究生物与环境间相互关系的科学。生物是指动物、植物、微生
4、物及人类,环境包括生物环境和非生物环境。13、限制因子生物的生长发育依赖于多种生态因子的综合作用,其中限制生物生存和繁殖的关键因子就是限制因子。14、生态入侵由于人类有意识或无意识地把某种生物带入其适宜栖息和繁衍的地区,种群不断扩大,分布区逐步稳定地扩展,危害当地的生产和生活,改变当地的生态环境,这种过程称为生态入侵。15、生态系统指一定的时间和空间范围内,生物群落和非生物环境通过能量流动和物质循环所形成的一个相互影响、相互作用并且有自我调节功能的自然整体。二、 简答题1、现代生态学与传统生态学的主要区别在哪里?现代生态学与传统生态学相比,在研究层次、研究手段和研究范围上都有发展: 在研究层次
5、上向宏观和微观两极发展(4 分)传统生态学以动植物物种(个体) 、种群、群落为主要研究对象。现代生态学在宏观上扩展到对生态系统、景观与全球生物圈的研究。在微观方向上,出现了分子生态学等新的分支学科。 研究手段有很大更新(3 分)传统生态学研究中,着重于对象的描述,研究方法及所用仪器都很简单,现代生态学研究已广泛采用电子仪器、同位素示踪技术、遥感及地理信息系统、生态建模等技术。 研究范围的扩展(3 分)传统生态学以研究自然现象为主,很少涉及人类社会。现代生态学则结合人类活动对生态过程的影响,从纯自然现象环境研究扩展到自然经济社会复合系统的研究。2、简述光周期现象及生物对光周期的适应性(1)光周期
6、现象(5 分)由于太阳高度角的变化,地球上各地区的日照长短在一年中的不同季节存在周期性变化。日照长度的周期性变化,对动植物有重要的生态作用。地球上的动植物,由于长期生活在这种周期性变化的光照环境中,经过漫长的自然选择和进化,形成了各自对这种周期性变化的适应方式,这就是生物中普遍存在的光周期现象。(2)生物对光周期的适应性(5 分)根据植物对日照长短的反应类型,可以将植物分为长日照植物、短日照植物及中间性植物。长日照植物通常要在日照长度超过一定值后才能开花,如冬小麦、油菜。短日照植物通常是在日照短于一定的值后才能开花,如水稻、玉米、大豆。中间性植物对日照长度不敏感,只要其它条件合适,在一年中任何
7、时间都能开花。如黄瓜、蕃茄等。3、简述外源因子调节学说的三个学派。(1)气候学派(3 分)气候学派多以昆虫为研究对象,该学派认为,气候因子对种群影响很大。最早提出气候因素是调节昆虫种群密度的主要因素的是以色列学者Bidenheimer,在 1928 年提出。他认为天气条件通过影响昆虫的发育和存活来决定种群密度。(2)生物学派(3 分)生物学派主张捕食、寄生和竞争等生物过程对种群密度起决定性作用。生物学派认为种群是一个自我管理的系统,按自身的性质和环境状况调节自身的密度,而调节种群密度的因素始终是竞争,包括对食物及生存空间的竞争。(3)食物因素(4 分)强调食物因素的学者可归入生物学派。英国的鸟
8、类学家 Lack 是这方面的代表。他通过研究后认为,制约鸟类密度的原因有 3 个:食物短缺、捕食和疫病,而食物是决定性因素。凡是食物丰富的地方,鸟的数量就高,只有少数成鸟死于捕食或疫病。4、环境生态学的研究内容是什么?人为干扰下生态系统的内在变化机理和规律;(2 分)各类生态系统的功能、保护和利用;(2 分)生态系统退化的机理及其修复;(2 分)解决环境问题的生态对策;(2 分)全球性环境生态问题的研究。 (2 分)5、简述三种盐土植物对盐土的适应性。(1)聚盐性植物。细胞原生质对盐类的抗性很强,根细胞能积累高浓度盐而不受伤害。 (3 分)(2)泌盐性植物。根系能吸收大量的盐,但盐分并不积累体
9、内,而是通过茎、叶表面密布的分泌腺(盐腺)把过多的盐分排出体外,这种作用称为泌盐作用。 (4 分)(3)不透盐性植物。这类植物的根细胞对盐类的通透性很小, 在一定浓度的土壤盐溶液中,吸收的盐类很少。 (3 分)6、简述内源因子调节学说的三种理论。(1)行为调节学说。该学说认为动物的社群等级和领域性等社群行为是一种调节种群密度的机制。通过社群行为,调节生境中的有机体数量,使食物供应和繁殖场所在种群内部得到合理分配,把剩余个体从适宜生境中排挤出去,使种群密度不致上升太高。 (3 分)(2)内分泌调节学说。内分泌调节又叫生理调节,指种内个体间因生理功能的差异,致使生理功能强的个体在种内竞争中取胜,而
10、生理功能弱的个体被淘汰。当种群数量上升时,个体间的社群压力增加,加强了对中枢神经系统的刺激,影响了脑下垂体和肾上腺的功能,一方面使生长素分泌减少,生长代谢受阻,个体死亡增加;另一方面,性激素分泌减少,生殖受到抑制,出生率降低,胚胎死亡率增高,幼体发育不良等。 (4 分)(3)遗传调节学说。遗传调节是指种群数量可通过自然选择压力和遗传组成的改变而加以调节。种群中的遗传双态或遗传多态现象是调节的基础,在种群数量的升降过程中,种群的遗传组成也在变化。当种群数量较低时,自然选择有利于繁殖力强的一组基因型,种群数量加速上升;当种群密度升高后,自然选择逐渐转向有利于繁殖力低,适应密集种群的一组基因型,于是
11、种群数量又趋下降。 (3 分)7、广义的捕食作用包括哪些类型?捕食作用有什么生态学意义?广义的捕食作用包括四种类型:食肉动物捕食其它动物(狭义捕食) 。食草动物取食植物;昆虫拟寄生者。如寄生蜂杀死寄主;同类相食。 (5 分)捕食作用的生态学意义:(5 分)捕食作用对猎物种群的数量和质量起重要的调节作用。捕食者可控制猎物种群数量的过度上升,另一方面捕食者捕食的大多数是独特中生理功能较差、体弱多病者,从而提高猎物的种群质量。捕食者和被捕食者协同进化。8、简述光强的生态作用与生物的适应性。光强对生物的生长发育和形态建成有重要作用(5 分)光强对植物细胞的生长和分化、体积的增长和重量的增加有重要影响,
12、植物生长所需要的干物质积累主要来源于光合作用。光还促进植物组织和器官的分化,制约器官的生长发育速度,使植物各器官和组织保持发育上的正常比例。植物中的叶绿体必须在一定的光强下才能形成。黑暗条件下会产生黄化现象。植物对光照强度的适应性(5 分)在一定的范围内,光合作用的效率随光强的上升而提高,但达到一定值后,光强增加光合作用速率不提高,这个点称为光饱和点。植物在进行光合作用的同时,也在进行呼吸作用。在一定条件下,光合作用的速率与呼吸作用的速率相等,此时的光强称为补偿点。根据植物对光照强度的要求不同,可将植物分为阳地植物和阴地植物。9、简述高等植物的五个生活型。 (每点 2 分)按休眠芽或复苏芽所处
13、的位置高低和保护方式,把高等植物划分为五个生活型:高位芽植物:休眠芽位于地面 25cm 以上,多为乔木、灌木等。地上芽植物:更新芽位于土壤表面之上,25cm 以下,芽受土表或残留物保护。多为灌木、半灌木或草本植物。地面芽植物:在不利季节、其地上部分死亡,但被土壤和残落物保护的地下部分仍然活着,更新芽位于近地面土层内。多为多年生草本植物。隐芽植物:又称地下芽植物。更新芽位于土表以下或水中。多为鳞茎类、块茎类和根茎类多年生草本植物或水生植物。一年生植物:植物只能在适宜的季节生长,以种子的形式渡过不良季节。10、简述食物链的三种基本类型。根据食物链能量流动的起点和生物成员取食方式的差异,食物链可分成
14、三种:(1)捕食食物链或牧食食物链。从活体绿色植物 草食动物 一级肉食动物 二级肉食动物组成的食物链。如在陆地生态系统中:草 蝗虫 蛇 鹰;在水域生态系统中:藻类 甲壳类 小鱼 大鱼。 (4 分)(2)腐食食物链或碎食食物链。从死的动植物残体开始,食物链上的生物以微生物和小型动物为主。如:动植物残体 蚯蚓 线虫 节肢动物。(3 分)(3)寄生食物链。以活的生物有机体为营养源,取食者以寄生方式而生存的食物链。一般开始于较大的生物,如:哺乳动物 跳蚤 原生动物 细菌 病毒。 (3 分)11、简述光质的生态作用。不同波长的光对生物有不同的作用,植物叶片对光的吸收、反射和透射的程度直接与波长有关。所以
15、不同的光质对植物的光合作用、色素形成、向光性及形态建成等的作用不一样。光合作用的光谱范围是可见光区(380760nm) 。叶绿素吸收的主要是红、橙光,红、橙光对叶绿素的形成有促进作用,蓝紫光也能被叶绿素和类胡萝卜素吸收,这部分光容易被植物吸收利用,产生生理效应,因而称为生理有效辐射。而绿光很少被植物吸收利用,称为生理无效辐射。 (5分)实验表明,红光有利于糖的合成,蓝光有利于蛋白质的合成。蓝紫光和青光对植物的生长及幼芽的形成有较大影响,能抑制植物的伸长而使植物形成矮壮的形态,也是支配细胞分化的重要光线,还影响植物的向光性。 (3 分)在不可见光区,紫外线具有杀菌作用,对动植物有害。但适量的紫外
16、线光照射对昆虫等动物新陈代谢所必需的。这与唯生素 D 的合成有密切关系。 (2 分)12、简述有效积温法则及其在农业上的应用。法国学者 Reaumur 就从变温动物的生长发育过程中总结出了温度与生物发育关系的普遍规律,即有效积温法则。这个法则表明,植物在生长发育过程中,需要从环境中摄取一定的热量后才能完成某一阶段的发育,而且某一特定植物类别其各发育阶段所需要的总热量是一个常数。 (5 分)其公式可表示为:K=N(t-t 0) ,t 0为生物学零度。不同种类的生物,生物学零度是不同的。 (2 分)这个法则在今天的植物生态学和农业生产中得到广泛应用。有效积温法则在农业生产中的种植制度和茬口安排、害
17、虫防治预报上很有意义。 (3 分)13、简述他感作用及其生态学意义。他感作用指一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质,对其他植物产生直接或间接的影响。 (3 分)他感作用的生态学意义:他感作用与歇地现象。植物的他感作用在农业及林业生产上有重要意义。在农业上,有些作物不宜连作,必须与其他作物轮作,因为连作对作物的长势有很大影响,降低产量。这种现象被称为歇地现象。如早稻不宜连作,因为它的根系能分泌一种物质,对下一茬早稻有抑制作用。西瓜也不宜连作。 (3 分)他感作用与植物群落中的种类组成。植物群落都由一定种类的植物组成,他感作用是造成植物群落中一定种类植物的形成,而另一些种类植物消退的主要原因
18、之一。 (2 分)他感作用与植物群落的演替。他感作用被认为是影响植物群落演替的内在因素之一。据研究,一些植物群落的演替过程,与各阶段植物的他感作用有关。 (2 分)14、简述群落交错区及其生态学意义。不同的生物群落间往往有过渡带,这种过渡带被称为群落交错区,又称生态交错区或生态过渡带。如森林与草原间,不同类型森林间,不同草本群落间。群落交错区的环境条件往往与邻近群落内部核心区有明显差异。 (4 分)由于群落交错区的环境条件比较复杂,能容纳不同生态类型的植物定居,从而为更多的动物提供食物及其它生存条件。因而在群落交错区中既可有相邻群落的生物种类,又可有交错区特有的生物种类。这种在群落交错区中生物
19、种类增加和某些种类密度增大的现象,称为边缘效应。边缘效应在养殖业和种植业上有重要的生态学意义。 (6 分)15、简述种群的概念及其群体特征种群的定义是指一定空间中同种个体的组合。种群内的个体间能相互进行杂交,具有一定结构,具有一定的遗传特性等。 (4 分)种群具有个体所不具备的群体特征,这些特征大体分三类:种群密度。初级种群参数,包括出生率、死亡率、迁入及迁出率。次级种群参数,包括性比、年龄分布和种群增长率等。 (6 分)三、 论述题1、比较 r-选择和 k-选择的主要特征,r-k 选择理论有什么实际意义?r-选择 k-选择发育快 发育慢高增长率 高竞争力生育早 生育迟幼体存活率低 幼体存活率
20、高体型小 体型大一次繁殖 多次繁殖高繁殖力 高存活率寿命短,常少于一年 寿命长,常大于一年具灾变性,无规律 比较有规律(10 分)由于大多数有害动物和农田杂草属于 r 对策者,而大多数珍稀和濒危野生生物属于 k 对策者,因此在防除上要充分注意其繁殖方面的特点。对于 r 对策者,仅靠一、二次灭杀只能暂时控制其数量,一旦停止灭杀,由于其繁殖能力很强,能迅速增殖,种群数量将很快恢复到原有水平。对于 k 对策者,繁殖能力低,一旦种群数量下降到一定的限度(灭绝点) ,则难以自然地恢复增长,因此应当不断地给予保护。 (5 分)2、生物对温度的适应性。(1)生物对低温环境的适应(5 分)长期生活在低温环境下
21、的生物,通过自然选择和进化,在形态、生理及行为方面形成了很多对低温的适应性。在形态方面,对生长在极地及高山上的植物,芽、叶片及植物表面有油腊类物质、鳞片、蜡粉、密毛的保护,植物矮小并呈匍匐状、垫状或莲座状,有利于保温。生活在高纬度地区的恒温动物个头较大,身体突出部分少,有利于保温及减少散热,还通过增加羽毛的厚度、密度及皮下脂肪的厚度,提高身体的隔热性能。植物常以不易受冻的种子、根、块茎等越冬。木本植物则以落叶相适应。在生理方面,低温环境中的植物常通过减少组织中的水分及增加细胞中物质的浓度来降低植物组织的结冰点,增加抗寒力。通过这种方式,可使一些植物的冰点降低到-30甚至更低。在生理方面,动物可
22、以靠增加体内产热量来保持体温。(2)生物对高温环境的适应(5 分)生物对高温环境的适应也表现在形态、生理及行为这三个方面。在形态上,植物的绒毛和鳞片能阻挡太阳光,有些植物体表呈白色、银白色、革质发亮,可以反射阳光。在生理上,植物对高温的适应性是降低细胞含水量,增加糖或盐类的浓度,减缓植物代谢速度及增加原生质的抗凝结能力。植物还靠旺盛的蒸腾作用来散热。动物对高温的适应主要靠行为:如躲到阴凉处、昼伏夜出、夏眠等。3、试比较群落演替顶级学说的三种主要演替顶级理论。(1)单元顶级论(3 分)是美国生态学家 Clements 于 1916 年提出。他认为一个特定的气候区,只有一个顶级群落,即气候顶级群落
23、,其它一切群落类型都朝着这唯一的一种顶级群落发展。(2)多元顶级论(6 分)由英国生态学家 Tansley 于 1954 年提出。这个学说认为,如果一个群落在某种生境中基本稳定,能自行繁殖并结束它的演替过程,就可以看作顶级群落。在一个气候区域内,群落演替的最终结果,不一定都汇聚于一个共同的气候顶级。除气候顶级外,还可有土壤顶级、地形顶级、火烧顶级、动物顶级等。同时还可能存在复合型顶级,如地形土壤顶级,火烧动物顶级等。(3)顶级格局假说(6 分)实际上是多元顶级论的一个变型,也称作种群格局顶级论。该学说认为,在任何一个区域内,环境因子都是不断变化着的,随着环境梯度的变化,各种类型的顶级群落,如气
24、候顶级、土壤顶级、地形顶级、火烧顶级等,不是截然呈离散状态,而是连续变化的,因而形成连续的顶级群落类型,构成一个顶级群落连续变化的格局。4、试比较生态金字塔的三种基本类型并说明生态金字塔形成的原因。(1)生态金字塔(6 分)生态金字塔是用于反映食物链中不同营养级的生物之间数量及能量比例关系的一种图解模型。根据生态系统中各种生物营养级的顺序,以初级生产者为底层,向上按一级消费者、二级消费者的顺序,各营养级生物的个体数量、生物量及能量比例通常呈现基部宽、顶部尖,类似金字塔形状,所以形象地称为生态金字塔。生态金字塔可分为数量金字塔、生物量金字塔和能量金字塔三种基本类型,其中能量金字塔能够最客观地反映
25、不同营养级生物之间的能量比例关系。(2)生态金字塔形成的原因(9 分)后一营养级生物不可能百分之百地利用前一营养级的生物量,总有一部分自然死亡,被分解者所利用。各营养级的能量利用率不可能是 100%,总有一部分以排泄物的形式被排放到环境中,被分解者所利用。各营养级的生物在进行生命活动的过程中,都要消耗一定的能量,这部分能量最后变成热能而扩散掉。5、试述生物对水因子的适应性。根据植物对水分的需求量和依赖程度可把植物划分为水生植物和陆生植物。水生植物(8 分)水生植物就是生活在水中的植物的总称。包括:沉水植物、浮水植物及挺水植物。沉水植物如苦草、黑藻;浮水植物如浮萍(漂浮植物) 、荷花(浮叶植物)
26、 ;挺水植物如了芦苇、香蒲等。水生环境与陆生环境有很大区别。水生环境的主要特点为:弱光、缺氧、密度大、粘性高、温度变化平缓以及能溶解各种无机盐类。因此水生植物与陆生植物在植株形态及组织结构上有本质区别。由于弱光,水生植物水下的叶片多分裂为带状、线状,而且很薄,以增加吸收阳光和 CO2的面积。由于水下缺氧,水生植物有发达的通气组织,有利于空气从水上部器官进入水下器官,以保证各器官及组织对氧气的需要。如水稻、荷花。另外,水生植物的机械组织不发达,甚至退化,以增强植物的弹性和抗扭曲能力,适应于水体流动。陆生植物(7 分)陆生植物指生长在陆地上的植物。包括湿生、中生和旱生三种类型。陆生植物主要表现为对
27、水分不足的适应性。湿生植物适宜生长在潮湿环境中,不能忍受较长时间的水分不足。中生植物指生长在水分条件适中的环境中的植物。具有一整套保持水分平衡的结构和功能。如有较发达的根系和水分输导组织。旱生植物生长在干旱环境中,能耐受较长时间的干旱环境。这类植物多分布在干热草原及荒漠区,该类植物一般有很发达的根系,增加对水分的吸收,同时地上部叶面积很小,叶片特化为针状、鳞片状等,且气孔下陷,叶片表面有很厚的角质层或白色绒毛,在干旱条件下叶片可以收缩、卷曲,减少水分散失。有的旱生植物有发达的贮水组织,美洲沙漠中的仙人掌贮水可达 2t, 西非的猴面包树贮水可达 4t。6、论述群落的垂直结构和水平结构及其生态学意
28、义。(1)群落的垂直结构(5 分)群落的垂直结构主要指群落的分层现象。在群落中,不同生活型的动、植物生活在在一起,这些动、植物的生态幅和适应特点各有差异,它们各自占据一定的空间,并排列在空间的不同高度和一定土壤深度中。群落中这种垂直分化就形成了群落的层次,称为群落的分层现象。成层现象发育最好的是森林群落,各层次随着光照强度逐渐减弱,依次发展为林冠层、下木层、灌木层、草本层和地被层等层次。群落的水平结构(5 分)群落的水平结构是指群落的水平格局或二维结构,是群落结构的另一特征。由于环境因素在群落内部不同地点上分布不均匀,就会形成一个个小群落。如森林群落中,在阴暗的地方,一些植物种类形成小型组合,而在较明亮的地点,则是另外一些植物种类形成的组合。沙漠中的灌木大多也是成群型分布的。群落水平分化成各个小群落,使群落在外貌上表现为斑块相间,称之为镶嵌性,具有这种特征的植物群落叫做镶嵌群落。(3)生态学意义(5 分)群落的成层现象是自然选择的结果,它提高了生物利用环境资源的能力,保证了单位空间的自然资源得到充分利用。镶嵌群落的形成,提供了小群落内部一个局部优越的小环境,有利于植物的生长。