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文檔簡介
1、第一章1【簡答題】簡述生態學的定義類型,并給出你對不同定義的評價。1 .Haeckel:生態學是研究有機體及其周圍環境相互關系的科學。評價:賦予生態學的定義過于廣泛。2 .Elton:在最早的一本動物生態學雜志,把生態學定義為“科學的自然史”。評價:該定義較為廣泛。3 .克什卡洛夫:生態學研究“生物的形態、生理、行為的適應性”,即達爾文的生存斗爭中所指的各種適應性。評價:定義廣泛,與生物學這個概念不易區分。4 .C.krebs:生態學是研究有機體的分布和多度與環境相互作用的科學。評價:強調的只是種群生態學。5 .Warming:生態學研究“影響植物生活的外在因子及其對植物的影響;地球上所出現的
2、植物群落及其決定因子。”評價:此定義強調的是群落生態學。6 .E.Odum:生態學是研究生態系統結構和功能的科學。評價:該系統側重生態系統方面,比較抽象。7 .馬世駿:生態學是研究生命系統與環境系統相互關系的科學。評價:將兩系統結合了起來,研究更加的全面。2【簡答題】簡述現代生態學的基本特點。現代生態學的研究對象進一步向微觀與宏觀兩個方向發展,例如分子生態學、景觀生態學和全球生態學;現代生態學十分重視研究的尺度。(生態學中一般認為尺度有三種:空間尺度、時間尺度和組織尺度。)3【簡答題】根據你對生態學學科的總體認識,談談生態學學科的特殊性。按研究對象組織層次分為個體生態學、種群生態學、群落生態學
3、、生態系統生態學(全球生態學);按研究對象的生物分類劃分有動物生態學、昆蟲生態學、植物生態學、微生物生態學,此外還有獨立的人類生態學;按棲息地劃分如淡水生態學、海洋生態學、濕地生態學和陸地生態學;按交叉的學科劃分為數學生態學、物理生態學、地理生態學、化學生態學等等。生態學研究的特殊性應該體現在研究對象和研究單位的特殊性。上世紀40-50年代,動物生態學研究單位主要是種群,而植物生態學的研究單位是群落;60年代以后,生態學的研究單位是生態系統。4【簡答題】按照生態學研究對象的組織層次劃分,生態學應包括哪幾個分支學科?個體生態學、種群生態學、群落生態學、生態系統生態學(全球生態學)5【簡答題】如何
4、理解生物與地球環境的協同進化?生物與地球環境的協同進化是指生物的生存會使環境改變,環境的改變又會影響生物的進化方向,而進化了的生物又繼續使環境改變,最終形成一個生物與環境相互依存、相互影響的共生關系。6【簡答題】論述生態學的發展過程,并簡述各個階段的特點。生態學的發展過程可分為:生態學的萌發時期,建立時期、鞏固時期和現代生態學四個時期。萌發時期時間為公元16世紀以前,特點為在長期的農牧漁貓生產中積累了樸素的生態學知識;建立時期時間為17世紀到19世紀,植物生態學產生;生態學鞏固時期時間為20世紀到20世紀中葉,以地區為背景分化為3個不同的學派;現代生態學時期,時間為20世紀60年代到現在,向微
5、觀宏觀發展,研究方法手段改變。7【簡答題】列出3位世界著名的生態學家,并概括其在生態學上的最主要貢獻。德國生態學家Haeckel提出了“ecology”一詞,并將生態學定義為研究有機體及其周圍環境相互關系的科學。植物生態學家Warming指出生態學研究“影響植物生活的外在因子及其對植物的影響;地球上所出現的植物群落及其決定因子。”美國生態學家E.Odum指出生態學是研究生態系統結構和功能的科學。他的著名的教科書生態學基礎以生態系統為中心。對大學生生態學教學產生了很大影響。第二章1【簡答題】為什么說一個復雜的食物網是使生態系統保持穩定的重要條件?因為具有復雜食物網的生態系統,一種物種的消失不致引
6、起整個生態系統的失調,但食物網簡單的系統,尤其是在生態系統功能上起關鍵作用的種,一旦消失或受嚴重破壞,就可能引起整個系統的劇烈波動。2【簡答題】簡述生態系統營養結構的表示方法與評價。1 .食物鏈:研究能量流動方便實用但不能真正了解生態系統的能量關系;2 .食物網:闡明了一個生態系統的結構(營養結構)但不是一個定性直觀的描述,不便于各系統之間的比較和能量流動定量表達;3 .生態學金字塔:克服了食物網的弱點,但仍有大量信息難以表達,如兩種食物鏈的重要能量流動,每次能量流動因呼吸造成的損失;4 .能量流動圖:克服了以上弱點是目前一種較好的表達方式。3【簡答題】舉例說明什么是食物鏈,有哪些類型?浮游植
7、物一浮游動物一食草性魚類一食肉性魚類,類似于這樣生產者所固定的能量,通過一系列的取食與被食的關系而在生態系統中傳遞,各種生物按其取食與被食的關系而排列的鏈狀順序稱為食物鏈。食物鏈可分為捕食食物鏈、碎屑食物鏈和寄身食物鏈。4【簡答題】簡述生態系統的基本結構(組成)和基本功能。生態系統由生物群落與無機環境構成,其中生物群落包括生產者、消費者和分解者。生產者:通過光合作用把水和二氧化碳等無機物質合成為碳水化合物等有機物質并把太陽能轉化為化學能,儲存在有機物質中,為自身提供生存、生長的能量以及為消費者,分解者提供能量;消費者:進行能量傳遞,將能量由生產者逐級傳遞;分解者:把植物動物體的復雜有機物分解為
8、生產者能重新利用的簡單化合物,并釋放能量;無機環境:為生物群落提供一個生活的環境,為生產者提供合成有機物質的無機物質。5【簡答題】簡述生態系統概念與生態系統的基本特征。生態系統就是在一定空間中共同棲居著的所有生物(即生物群落)與其環境之間由于不斷的進行物質循環和能量流動過程而形成的統一整體。基本特征:結構特征、功能特征、動態特征、相互作用相互聯系特征、穩定平衡特征和對外開放特征。6【簡答題】根據生態系統的有關原理,說明為什么西部大開發,環境保護要先行。西部為干旱半干旱荒漠綠洲生態環境,一旦破壞,恢復較為困難。在這樣的生態條件下開發建設,就必須貫徹和實施可持續發展戰略,注意生態環境保護,西部開發
9、,環保先行,保護好綠洲等自然生態環境不能引進污染大、耗水大的項目,不能引進污染重的行業和產品。7【簡答題】從負反饋調節入手,談談生態系統的自我調節功能。比如在草原上有草、羊和狼,如果羊增多,狼也會多;狼多到一定數量,羊就會下降。即一個物種的數量多到一定程度后,由于食物或天敵等因素,數量又會下降,即為自我調節,羊少了以后,狼由于食物短缺也會減少。8【簡答題】簡述生態危機的概念與產生生態危機的原因。生態危機是指由于人類盲目活動而導致局部地區甚至整個生物圈的結構和功能的失衡,從而威脅到人類的存在。生態危機原因:生態系統的自我調節能力是有一定限度的,當外來干擾因素,如火山爆發、地震、泥石流、雷擊火燒、
10、人類修建大型工程、排放有毒物質、噴灑大量農藥、人為引入或消滅某些生物等超過一定限度的時候,生態系統自我調節功能本身會受到傷害,從而引起生態失調,甚至導致發生生態危機。生態平衡是指生態系統通過發育和調節所達到的一種穩定狀況,它包括結構上的穩定、功能上的穩定和能量輸入、輸出上的穩定。平衡的標志:能夠自我調節和維持自己的功能,并能在很大程度上克服和消除外界帶來的干擾,保持自身的穩定性。10【簡答題】系統概念與系統的特征。系統是指彼此間相互作用、相互依賴的事物有規律的聯合的集合體,是有序的整體。系統特征:1.整體性:系統有界、水平分離特征、垂直分離特征;2 .有序性:各組分間有一定的量比關系制,約著系
11、統性質;各組分通過聯系的相互作用性;各組分在功能上的分工合作性;3 .系統的整合效應性第三章1【簡答題】如何測算次級生產量?簡述其方法步驟。首先測定能流參數。包括攝取量(I)、呼吸量(R)、同化量(A);計算次級生產的生產效率;繪制能量流動圖。2【簡答題】簡述幾個基本能流參數的概念及相互關系。攝取量(I):一個生物所攝取的能量;同化量(A):動物消化道內被吸收的能量。對于植物:A指光合作用固定的日光能,常用總初級生產量來表示(GP或GPP),GP=NP+R呼吸量(R):生物在呼吸等新陳代謝和各種活動中所消耗的全部能量。生產量(P):生物呼吸消耗后凈余同化能量值,以有機物質形式貯藏在生物體內或生
12、態系統中。對于植物:P指凈初級生產量(NP或NPP);其中:NP=AR=GP-R3【簡答題】用熱力學定律解釋生態系統的有序性。能量是生態系統的動力,是一切生命活動的基礎。在生態系統中,能量流動開始于太陽輻射能的固定,結束于生物體的完全分解,能量流動的過程稱為“能流”。能流是生態系統的重要功能之一,而熱力學就是專門研究能量傳遞規律和能量形式轉換規律的科學。一個體系的能量發生了變化,必然環境的能量也發生相應的變化。如果體系能量增加了,環境的能量必然減少,反之,亦然。對于生態系統也是如此。4【簡答題】概述生態系統中次級生產過程的一般模式。對食草動物來說,食物資源是植物(凈初級生產量),對食肉動物來說
13、食物種群是指動物(次級生產量)食肉動物捕到獵物后往往不是全部吃下去,而是剩下毛皮、骨頭、內臟等等。所以能量從一個營養級到另一個營養級時往往損失很大。5【簡答題】簡述在陸地生態系統中,初級生產過程能量損失的途徑。(1)日光能中不能被光合作用利用的紫外、紅外輻射的能量損失。(2)可見光中被反射而不能利用的能量損失。(3)可見光中不具生理活性的生理無效光的損失。(4)吸收了,但不足以引起光合作用機理中電子傳遞的非活性吸收的損失。(5)制造了糖類,但形成了不穩定中間產物的能量損失。(6)呼吸消耗的損失。6【簡答題】地球上各種生態系統初級生產效率都不高,那么初級生產量的限制因素有哪些?溫度、捕食、水、二
14、氧化碳、光、營養等因素特點:食物鏈層次上的能流分析是把每一個物種都作為能量從生產者到頂級消費者移動過程中的一個環節,當能量沿著一個食物鏈在幾個物種間流動時,測定食物鏈每一個環節上的能量值,就可以提供生態系統內一系列特定點上能流的詳細和準確資料。由圖中可以看出,食物鏈每個環節的凈生產量只有很少一部分被利用,未被利用的部分占很大比例。能量損失的另一個途徑是呼吸消耗,植物呼吸消耗較少,動物則很大。由于能量在沿著食物鏈從一種生物到另一種生物的流動過程中,未被利用的能量和通過呼吸以熱的形式消耗的能量損失極大,致使鼬的數量不可能很多,因此鼬的潛在捕食者(如貓頭鷹)即使能夠存活的話,也要在該地區以外的大范圍
15、內捕食才能維持其種群的延續。因此,由于能量在流動中的損失和消耗,食物鏈中營養級的數量不可能很多。8【簡答題】測定初級生產量的方法有哪些?收獲量測定法;氧氣測定法;CO2測定法;放射性標記物測定法;葉綠素測定法。第四章1【簡答題】全球水循環與水量平衡模式圖及特點。模式:水循環可以分為一個水分大循環和兩個水分小循環。水分大循環:海洋中的水受熱蒸發以水汽形式進入到海洋上空,海洋上空的水汽在太陽能的推動下通過大氣環流進行大尺度的移動,移動到陸地上空,陸地上空的水汽通過降水降落到陸地的地表,以地表徑流、壤中流和地下水等徑流的形式又回到海洋,構成了一個水分大循環。兩個水分小循環:海洋水分小循環和陸地水分小
16、循環。海洋中的水在太陽能的作用下受熱蒸發,以水汽的形式進入海洋上空,海洋上空的水汽通過降水直接回到海洋,這就是一個海洋水分小循環;陸地表面的水一部分以物理蒸發的方式,通過通過地表或物體表面進入陸地上空,另一部分通過植物葉片的蒸騰的方式通過植物葉片進入陸地上空,這兩個過程可以稱為一個蒸發散,蒸散的水分通過降水又回到陸地表面,這就是一個陸地水分小循環。其次,全球水量平衡,河流,湖泊,海洋表層的水及土壤中的水都在不斷地通過蒸發進入到大氣中,而大氣中的中的水分又通過降水回到陸地表面,總的來說,地球上的降水量和蒸發量在一定時間內總是相等的,即蒸發量=降水量。特點:水循環是在太陽能推動下進行的,大氣、海洋
17、、陸地形成一個水循環系統,水循環也是地球上各種物質循環的中心循環;地球上的水分通過降水和蒸散兩種形式,基本達到平衡狀態;海洋水分小循環和陸地水分小循環,其蒸發和降水并不平衡,一般而言,海洋蒸發大于降水,陸地降水大于蒸發,海洋與陸地之間通過水分在大氣層的大尺度移動和陸地水分徑流完成二者之間的平衡。2【簡答題】N循環模式圖及特點。模式圖:氮的循環大致通過固氮作用、氨化作用、硝化作用和反硝化作用。固氮作用是將大氣圈中的氣態氮通過與氧或氫的結合,形成硝酸鹽、亞硝酸鹽或者與氫結合形成氨以后,進入土壤的過程。其中,固氮可分為三類,一是通過生物固氮,這是一個需要能量的過程,自身固氮菌通過氧化有機碎屑獲得能量
18、,根瘤菌通過共生的植物提供能量,而藍細菌通過光合作用固定的能量;二是高能固氮,即通過閃電、宇宙射線、隕石、火山爆發等,形成氨和硝酸鹽,隨降水而到達地表;三是工業固氮。通過以上三個途徑,將空氣中的氮轉化為硝酸鹽、亞硝酸鹽或者氨進入土壤,植物通過過根部的吸收合成各種蛋白質,構成植物體的組成成分,將各種無機態的氮變成有機態的氮,植物通過食物鏈的過程在生態系統中的各營養級之間轉移,各營養級其尸體、枯枝落葉及排泄物通過氨化作用將有機態的氮進行分解和轉化。氨化作用:有機氮(氨基酸、核酸)在氨化細菌和真菌作用下,生成氨氣和氨化合物,氨氣與水結合生成鏤鹽(被植物體吸收利用);硝化作用:是氨的氧化過程,其第一步
19、是通過土壤中的亞硝化毛桿菌和海洋中的亞硝化球菌將氨轉化為亞硝酸鹽,然后進一步被土壤中硝化桿菌和海洋中的硝化球菌轉化為硝酸鹽;反硝化作用:第一步是把硝酸鹽還原為亞硝酸鹽,釋放NO。這種主要出現在有漬水和缺氧的土壤中,或水體生態系統的沉積物中,它是由異養類細菌所完成。然后亞硝酸鹽進一步還原產生N2O和分子態氮,兩者都是氣體。特點:(1)固N作用:高能固N:閃電、宇宙射線、隕石、火山等作用,形成鏤和硝酸鹽,隨降水而到達地表。98.9kg/hm2.;工業固N:20世紀末全世界固N能力達到了1億噸/年。;生物固N:固N菌、根瘤菌、藍藻等自養生物和異養微生物進行固N。大約占地球固N的90%。0100-20
20、0kg/hm2.(2)無機態氮被植物吸收,形成有機態氮,生物之間轉移(3)含N有機物的轉化和分解過程:氨化作用一一硝化作用一一反硝化作用3【簡答題】C-W環模式圖及其特點。模式:碳在大氣、水體、土壤和巖石等庫的循環大致經過以下途徑:碳的循環主要從大氣中的二氧化碳蓄庫開始,大氣中的二氧化碳經過植物的光合作用將它固定,生成糖類,綠色植物從空氣中獲得二氧化碳通過光合作用轉化為葡萄糖后再轉化為植物體的碳化合物,在經過食物鏈的傳遞,成為動物體的碳化合物植物和動物通過呼吸作用把攝入體內的一部分碳轉化為二氧化碳釋放到大氣中,另一部分則構成生物的機體或機體內貯存,植物或動物死后,殘體中的碳通過微生物的分解作用
21、,也以二氧化碳的形式最終釋放到大氣中。當發生地質運動的時候,一部分動植物尸體在被分解之前被層積物所掩埋成為有機層積物,這些層積物經過漫長的掩埋,在熱力和壓力的作用下變為礦物燃料,如煤、石油、天然氣等,當它們風化過程中或作為燃料燃燒時,其中的碳氧化為二氧化碳釋放到大氣中;通過水體生態系統,大氣中的二氧化碳溶解在雨水和地下水中成為碳酸,一部分,一部分碳酸能把石灰巖變為可溶碳的重碳酸鹽,并被河流輸送到海洋中,海水中的碳酸鹽和重碳酸鹽的含量是飽和的,吸納新輸入的碳酸鹽便有等量的碳酸鹽沉積下來,通過不同的沉積過程就形成為石灰巖,白云石等,當發生地質運動時,在化學和物理作用下,這些巖石被破壞所含的碳又以二
22、氧化碳的形式釋放到大氣中,另一部分的碳酸由于在水中不穩定分解為二氧化碳和水,水中的二氧化碳參與水生植物的光合作用的過程,然后進行這類似于陸生植物的過程,生物體內的碳最終以二氧化碳的形式進入到大氣中;火山爆發也可使一部分有機碳和碳酸鹽中的碳再次加入碳的循環特點:在自然生態系統中,植物通過光合作用從大氣中攝取碳的速率與通過呼吸和分解作用而把碳釋放到大氣中的速率大致相等。由于人類活動的影響,大氣中二氧化碳含量有升高的趨勢;二氧化碳在大氣和水圈的界面上通過擴散作用而相互交換,其擴散方向取決于兩側的相對濃度;在生態系統中,碳循環的速度相對較快,最快幾分鐘或幾小時就能夠返回大氣,一般在幾周到幾個月返回大氣
23、。4【簡答題】簡述物質循環的一般模式。物質循環泛指生態系統中的一切物質,包括有機物、無機物、化學元素及水(作為介質)在繁轉移和循環流動。一般模式:水循環(所有物質的循環都是在水的的推動下進行的。其庫包括大氣、海洋、江、河、湖、泊。)氣態循環,這類循環,參與循環的物質,其分子或化合物主要以氣態的形式參與循環過程,其主要儲存庫是大氣和海洋。沉積循環,參與循環的物質及其分子或化合物主要通過巖石的風化和沉積物的溶解轉變為可被微生物利用的營養物質,其儲存庫為巖石,土壤,沉積物。5【簡答題】論述有毒物質的循環及生態危害。有毒物質循環是指那些對有機體有毒有害的物質進入生態系統,通過食物鏈富集或被分解的過程。
24、有毒有害物質循環特點是具有生物放大作用(食物鏈的富集);生態危害:a.這些物質不易被生物內的酵素分解,危害生物體內的代謝作用,也不易排出體外,便累積于生物體內(易累積于肝臟和脂肪中);b.經由食物鏈中各環節的消費者的食性關系而逐層累積。c.在愈高級消費者體內,該有毒有害物質累積濃度愈高(形成生物放大)(生物放大是指有毒物質的濃度通過食物鏈加以濃縮的過程)第五章1【簡答題】論述低溫對植物危害的機理與類型。低溫對植物造成影響主要是在低溫時植物體內酶的活性受到影響。其類型主要包括:凍害:當溫度低于零下一攝氏度時,很多物種被凍死。這是由于細胞內冰晶形成的損傷效應,是原生質膜發生破裂,蛋白質失活或變性;
25、寒害:即冷害,指喜溫植物在0攝氏度以上的溫度條件下受害或死亡,這可能是通過降低了植物的生理活動及破壞平衡造成的;凍舉:由于土壤凍結時,通常距地面一定深度的土壤中開始,逐漸向上加厚,由于在凍結時,會發生膨脹,植物的跟隨著冰的形成而上移,而在解凍時,植物的根部便會露出,因而對植物造成損傷;凍裂:多發生在溫差較大的西南坡面上,由于下午太陽照射樹干,夜間氣溫突然大幅度下降,木材導熱慢,內膨脹,外冷縮的弦外拉力使樹干縱向開裂;生理干旱:冬季或早春,土壤解凍時,根系不活動,如果氣溫過暖,地面蒸騰加劇,但由于根系不活動,根系不能補充,時間長了,就會使樹葉干枯,脫落。2【簡答題】簡述光因子的生態作用及植物對光
26、的適應。光因子是指綠色植物所吸收的太陽能,通過光合作用合成有機質,將一部分太陽能轉化為儲存在有機物中的化學能,它不僅能供給自身的需要,而且還維持著人類和食物鏈中所有成員的生物量及生命過程。生態作用:紫外線95%97%被表皮吸收,只有3%5%進入葉肉,其破壞細胞分裂及生長素,促使植物矮化;破壞分子化學鍵對生物組織有破壞作用,并引起突變;可促使氧氣的形成;藍紫光被葉綠素、類胡蘿卜素吸收,還可抑制植物的伸長生長,促進花青素的形成;紅橙光為葉綠素吸收最多的光,光和效益強,其中紅光還可促進葉綠素的形成,赤光有利于碳水化合物的形成;紅外光可促進植物莖的伸長生長,同時紅外還可提高植物體溫度,有利于種子和抱子
27、的萌發。植物對光的適應:植物對光質的適應:不同植物的光合色素有一定的差異,例如,陸生植物和分布在水表層的綠藻主要含葉2素a、b和類胡蘿卜素,深海中的紅藻含藻紅蛋白和藻藍蛋白,褐藻和硅藻含葉黃素,這些色素種類的差異,反映了不同植物對它們光質的適應;植物對不同光強的適應:光強會對植物的光合作用產生影響,所以說在無光萌發時會產生黃化苗,其實這里出現的黃化現象就是對光強的一種適應。同時,光強還會對植物的形態產生影響,如莖干和冠行、根系和開花結果、葉面結構等。很多植物葉子每日運動反映了光強度和光方向的日變化,而溫帶落葉樹葉子的脫落是對光強度的年變化反應。還有因為接受不同光強的植物會有喜光植物、中性植物和
28、喜蔭植物的區別,其主要是喜光植物光補償點位置較高,光合作用速率和代謝速率都較高,喜蔭植物則相反,而中性植物介于兩者之間;植物對光周期現象的適應:植物的開花結果、落葉及休眠是對日照長短的規律性變化的適應,根據植物開花對日照長度的反應,可把植物分為長日照植物、短日照植物、中日照植物和日中性植物。3【簡答題】論述高溫對植物危害的機理與類型。機理:當環境溫度超過植物的最適溫度范圍以后,再繼續上升達到最高忍耐點后(一般45C-55C),對植物產生傷害。高溫可導致植物蛋白凝固變性、酶失活或者代謝的組分不平衡,例如植物呼吸過程快于光合作用而導致饑餓,最終導致細胞死亡,另外就是破壞水分平衡,蒸騰大于呼吸,植物
29、萎鬻干枯。分類:1.皮燒:是形成層,樹皮組織局部死亡,多發生在樹面光滑的成年樹上,給細菌侵入創造了條件;2.根頸灼燒:由于土溫升高,使幼苗根頸處形成灼燒的環帶,一般寬幾毫米,因高溫殺死疏導組織和形成層而死亡。4【簡答題】簡述生態因子作用的一般特征。生態因子作用的一般特征:生態因子的綜合性:環境中各種生態因子相互促進,相互制約。環境中任何一個單因子的變化,必將引起其它因子發生變化或反作用。一個生態因子不論對生物有多么重要的作用,其作用也只能在其它因子的配合下才能表現出來;主導因子作用:組成環境的所有因子,都是生物直接或間接所必須的,但在一段時間或一定條件下,其中必有一個或兩個因子起主要作用,這種
30、起主要作用的因子就是主導因子;不可替代性和可調劑性:生物在生長發育過程中,所需的生存條件一光、熱、水、空氣、無機鹽等因子,對生物的作用雖不是等價的,但卻是同等重要和不可替代的。而且任何一個因子都不能由另一因子來代替,此為生物生態因子的不可替代性和同等重要性規律。另一方面,在一定情況下,其中一個因子在量上不足,可由其它因子的增加或加強而得到調劑,并且仍然有可能獲得相似或相等的生態效益;生態因子作用的階段性:由于生物生長發育不同階段對生態因子的需求不同,因此生態因子對生物的作用也具有階段性。這種階段性是由生態環境的規律變化所引起的;直接作用和間接作用:直接作用因子能夠直接以物質和能量的形式輸入,或
31、直接進入生物體的反應系統。間接作用因子主要通過影響直接因子去影響生物。即間接作用因子對直接因子起重新組合、排列、分配的作用。所以在某些情況下常常重要。5【簡答題】簡述有效積溫,評價其意義和局限性。有效積溫(E)是指日平均溫度高于生物學起點溫度的那一部分的總和,即E=N(T-B)其中N為大于生物學起點溫度的天數,T為N天的日平均溫度值,B為生物學起點溫度。評價:克服了S、B的缺點;局限性:但未能考慮生物學最適溫度以上的高溫對植物的危害。如B=10C,N=1天,T=34C,E=(34-10)X1=24CB=10C,N=2天,T=22C,E=(22-10)X2=24C34c一天與22c一天對植物的生
32、物學進程不同。6【簡答題】簡述水因子的生態作用。水是生物生存的重要條件水:其中水是生物物質組成部分,參與生理生化反應,使生物保持一定形狀,穩定生物體溫度。大氣中水對長波輻射的吸收,是維持地表溫度,是不致劇烈變化的重要因素。水循環對地球表面的能量平衡起著重要作用;水對動植物生長發育的影響:植物:水分太少會使植物萎鬻,生長停止;水分太多使根系缺氧、窒息、爛根;水分適宜才能維持植物體水分平衡,保持最優生長條件;動物:有些動物在水分不足時,出現滯育或休眠。如降水季節在草原上形成一些暫時性的水潭,其中一些水生昆蟲,密度較高,雨季一過,就進入滯育期。再如,澳州的鸚鵡在干旱年分停止繁殖。有些動物在水分豐富時
33、,繁殖率高。如羚羊出生時間,正好是水草豐茂的時間。水分條件與動植物分布相關:降水量P:在降水量多的地方,植被生長更加的多樣;溫潤度(P/E)溫濕度大的地方植被生長的更好,如美國P/E>200為森林、P/E100-200時為高草或矮草草原、P/E<100荒漠;干燥度(K):我國常用的指標是張寶坤在中國自然區劃一文中指出的干燥度。K一指可能蒸散量與同期降水量之比值。由于可能蒸散量很難直接測定,一般都用經驗公式求算。我國常用日平均溫度大于或等于10c穩定期的活動積溫X0.16倍作為可能蒸發量。7【簡答題】論述植物對水分因子的適應。植物適應水分的生態類型:水生植物(沉水植物、浮水植物、挺水
34、植物)、中性植、旱生植物(避旱植物、抗旱植物);植物對水分過多的適應(水生植物):沉水植物:表皮細胞無角質,能直接吸收水分、礦質營養及水中氣體,這些表皮細胞逐漸取代根的機能,因此根系退化;葉具有耐蔭性植物的特點,葉綠體大而多,柵欄組織極度退化,皮層大而中柱小;有一完整的通氣組織,氧氣和二氧化碳很容易從葉和莖流入通氣組織;由于水流波動大,葉變成細裂如絲的復葉;多為無性繁殖,如是有性繁殖,采粉多在水面上進行;浮水植物:水面以下的葉是細裂的,水面以上的葉較為完善;多為無性繁殖,而且快,生產率高;挺水植物:有出入水通氣根,即根系更多生長在通氣良好的表層。如可生長于淺水的落羽杉、池杉有膝根,即對少氧的適
35、應。又如,紅樹的氣生根;3.植物對水分過少的適應(旱生植物):避旱植物:以抱子或抱子階段避開干旱影響。特點:個體小,短期完成生活史周期短,無抗干旱植物的特征。如,干旱區雨季開花的小型一年生植物(短命植物);抗旱植物:防旱植物(保水型:肉質保水類,大量吸收可利用水并貯存在薄壁細胞和液泡中,氣孔開放時間短,葉小、少、退化;或非肉質保水類;具有不透水的角質層,脂類物質多在角質層中沉淀,減少蒸騰耗水型:葉脈,輸導組織發達、蒸騰率高;根/莖比值極大,根系發達,可達土壤深層。如牧豆樹(美國東部沙漠植物)、駱駝剌等)、耐旱植物(當嚴重缺水時,細胞液溶質含量提高,產生低滲透勢(高滲透壓),細胞持續膨脹,從而防
36、止細胞脫水)、適旱植物(形態特征:縮小枝條,增加根系范圍、縮小葉面、增加葉厚度,細胞壁,角質層增厚,氣孔減少,柵欄組達,海綿組織不明顯。細胞間隔變小等)。8【簡答題】簡述植物耐蔭性及其測定方法。耐蔭性是指植物能忍耐庇蔭的能力。生態類型包括:喜光植物(陽性植物),又稱陽性植物,要求強光照或全光照條件下生長發育,在水分、溫度等適合條件下,不存在光照過強的問題。在弱光條件下一般生長發育不良,冠下不能正常更新。如馬尾松、杉木、栓皮棟、蒲公英、楊柳、樺、槐等等;耐蔭植物(陰性植物),在弱光條件下生長良好,在冠下可以正常更新,有些強耐蔭樹種甚至只能在冠下方能完成更新;中性植物:介于喜光植物和耐蔭植物之間。
37、樹木耐蔭性的簡易測定方法直接測定法:直接對天然種或人工栽培種的生長、發育繁殖情況進行觀測,并測出多種生長發育條件下的光照強度;間接測定法:根據林相和林木生長發育情況以及樹種外形,用觀察對比的方法,確定其耐蔭性。9【簡答題】簡述溫周期現象及晝夜變溫對植物的影響。溫周期現象:生物對一天內溫度變化的適應。晝夜變溫對植物的影響:促進種子的萌發:一方面降溫后可增加氧氣在細胞中的溶解度,改善通氣條件;另一方面溫度交替能提高細胞膜的透性,有利于吸收水分,促進萌發;促進植物生長:白天適當高溫有利于光合作用,夜間適當低溫有利于呼吸作用減弱,從而使凈積累量增加;促進開花結實:一般來說,草本比木本更明顯;促進產品質
38、量:植物產品蛋白質的含量與溫度交替變化和變幅呈正相關。10【簡答題】簡述環境因子的分類類型及其生態作用特點。1 .R.F.Daubenmaire(1947):三類:氣候類、土壤類、生物類七項:光照、溫度、水分、大氣、土壤、生物、火2 .Gill將非生物環境因子分為三個層次(1975):第一層次:生物生活所必須的環境因子。如光、溫等。第二層次:不以生物是否存在而發生的對生物有影響的環境因子。如火山、風暴、洪澇、地震等。第三層次:存在與發生受植被影響,反過來又間接影響植被的環境因子。如放牧、火燒等。11【簡答題】從植物對日照長度變化的適應出發解釋生物的光周期現象。光周期現象是植物的開花結果、落葉及
39、休眠、動物的繁殖、冬眠、遷徙和換毛換羽等,是對日照長短規律性變化的反應。光周期現象是一種光形態建成的反應,是在自然選擇和進化過程中形成的。它使生物的生長發育與季節的變化協調一致,對動植物適應所處環境具有很重大的意義。12【簡答題】說明限制因子概念在生態學研究中的重要性。限制因子:生物的生存和繁殖依賴于各種生態因子的綜合作用,其中限制生物生存和繁殖的關鍵性因子。限制因子的重要性:掌握了限制因子就相當于掌握了了解生物與環境關系的一把鑰匙,一旦找到了限制因子,就意味著找到了生物生長發育的關鍵因子。13【簡答題】論述影響物候的因素,物候期的作用。物候是指在季節明顯的地區,生物適應于天氣條件的節律性變化
40、,形成與此相應的發育節律。影響物候的因素:緯度:影響溫度,從南向北物候推遲;經度:影響水熱條件,從東南向西北物候推遲;海拔高度:海拔升高,氣溫降低物候推遲,就像人們常說的:人間四月芳菲盡,山寺桃花始盛開;太陽黑子:太陽黑子群的出現能產生包括磁爆、極光、電離層擾動,同時加劇電荷的放射,進而造成大氣上部電荷離子下沉,生命力下降,物候期推遲。物候期的作用:預報農時、預報蟲害出現日期、確定藥用植物產品質量等等。第六章1【簡答題】簡述種群增長的Logistic模型及其主要參數的生物學意義。種群增長的Logistic模型為種群可利用的資源總有一個最大值,它是種群增長的一個限制因子,種群增長越接近這個上限,
41、其增長速度就越慢,直至停止增長。這個最大值稱為負荷量或者環境L最大容納量,記為K(K取決于食物和空間等生態因子)生物學意義:1 .關于環境阻力:該模型中(k-N)/k稱為“環境阻力”,表示最大增長的實現程度,其生物學含義是“未被個體占領的剩余空間”。當N趨近于0時,(K-N)/K趨近于1,表示K空間幾乎被種群個體占領和利用,這是種群增長接近指數增長;當N趨近于K時,(K-N)K趨近于0,表示K空間幾乎全部被種群個體占領或利用,這時種群增長變小,抑制增長的作用逐漸增大。這種抑制性影響稱環境阻力;2 .闡述了種群的密度制約因素,揭示了種群與其增長率之間存在的負反饋機制。可表達為:種群增長率=種群潛
42、在最大增長率X最大增長的實現程度;3 .自然反應時間TR(又稱特征返回時間)TR=1/r,TR度量種群受干擾后,返回平衡的時間長短,TR是瞬時增長率的倒數。r值越大,則TR越小。表示種群增長迅速,種群受干擾后,返回平衡時所需的時間越短;r值越小,則TR越大,表示種群增長緩慢,種群受干擾后,返回平衡時所需的時間越長。因此在生物多樣性保護中,人們更多重視對r值小的物種的保護,如大熊貓、金絲猴、東北虎等。2【簡答題】論述幾種主要有種群調節學說。營養恢復學說:Pitelka&Schults(1964)提出了營養物恢復學說nutrientrecoveryhypothesis,在阿拉斯加荒漠上,旅
43、鼠的周期性數量變動是植食動物與植被間交互作用所導致的。在旅鼠數量很高的年份,食物資源被大量消耗,植被量減少,食物質和量有所下降,幼鼠因營養條件惡化而大量死亡,種群數量下降;Wyune-Edwards學說:認為動物的社群等級、領域性、植物種內個體對資源的競爭,等是一種種群調節密度的機制;Christian內分泌學說:種群密度上升-個體間種群壓力增大-個體間處于緊張狀態-影響腦下垂體腎上腺功能-生長素減少代謝受阻,個體死亡率增加,機體防御能力減弱。另一方面,性激素減少,生殖受到抑制-出生率降低,死亡率增長-種群密度下降;Chitty遺傳學說:當種群數量較低并處于上升期時,自然選擇有利于適于低密度的
44、基因型的。這時候,其種群繁殖力增高,個體之間比較能相互容忍。這些特點促使種群數量的上升。但是,當種群數量上升到很高的時候,自然選擇則轉而對適于高密度的那組有利。這時,個體之間的進攻性加強,死亡率增加,繁殖率下降,有的個體可能外遷到其他棲息地,這些變化又會促使種群密度的降低。3【簡答題】種群的基本特征是什么,它包括哪些參數?種群的基本特征為:空間特征,即種群具有一定的分布區域;數量特征,每單位面積(或空間)上個體數量(即密度)是變動的;遺傳特征,種群具有一定的基因組成,即系一個基因庫,以區別于其他物種,但基因組成同樣處于變動之中;時間特征。它包括的參數有出生率(B),死亡率(D),遷入(I)和遷
45、出(E)。4【簡答題】簡述種群的連續增長模型并判斷種群消長趨勢。1 .種群的連續增長模型:種群世代重疊,增長連續(如壽命很長的大動物,樹木和人等);環境無限(種群增長不受資源和空間的限制);凈遷移為0(遷入等于遷出或無遷移現象);瞬時增長率r為常數(r不隨時間而變化,不受種群密度的影響);2 .根據r的大小可判斷種群數量的發展趨勢:r=B-Do當r>0時,種群上升;當r=0時,種群穩定;當r>0時,種群下降。5【簡答題】什么是內稟增長率,生態學中研究內稟增長率有何意義?1 .內稟增長率用rm表示,其表示種群在最適條件下的增長率,即表達生物潛能的種群。Chapman建議把生物體在最適
46、條件下所能達到的最大增長率稱為“生物潛能”。2 .研究rm值的重要意義a.實驗室中測定的值,雖然在自然界中是不存在的,但它可以成為一種模型,與在自然界中觀測的實際增長能力進行比較研究;b.rm還可以用于比較各物種對待繁殖和死亡的生態對策。6【簡答題】種群密度的調查方法有哪些?直接計數法:直接計算種群中的每一個個體;樣方統計法:利用數理統計的基本原理,設置樣方,以估計種群整體數量;標記重捕法:對移動性的動物,在樣地調查的基礎上,捕獲一部分個體進行標記-釋放-再捕獲,統計種群數量。假如:M為標記個體數;n為重捕個體數;m為重捕樣中的標記數;N為樣地上個體總數。則:7【簡答題】生命表的概念與類型。1
47、 .生命表一指描述種群死亡過程的具有固定格式的表(起源于人壽保險,用于估計人的期望壽命)。生命表通常記述一個世代全部死亡的整個過程的生存和生殖情況,從而分析影響種群數量的各個因素。2 .類型:劃分方法一:動態生態表和靜態生態表;劃分方法二:常規生命表和圖解生命表。8【簡答題】簡述種群個體空間分布格局及其判斷方法。分布格局:a.隨機分布(randomdistribution)種群個體分布是偶然的,分布的機會相等,個體間是彼此獨立的,任一個體的出現與其它個體是否存在無關。出現隨機分布的條件可能是:生境條件對許多種的作用差不多;某一主導因子呈隨機分布;生境條件比較一致。b.均勻分布(nuiformd
48、istribution)種群的個體等距分布或個體間保持一定的均勻的間距。出現均勻分布的原因可能是:種內競爭;自毒現象;優勢種呈均勻分布,導致伴生植物也如此;地形或土壤物理性狀的均勻分布。均勻分布一般在自然條件下比較少見。c.集群分布(又稱核心分布clumpeddistribution)種群個體分布極不均勻,常呈群、呈簇、呈塊、呈斑點。狀密集分布,各簇大小、群間距離、群內個體密度不等,且各簇大多呈隨機分布。形成集群分布原因可能是:種的繁殖特點、環境中局部條件的差異;種間相互關系。集群分布是自然界中最常見的一種分布格局。判斷方法:a.空間分布指數法(indexofdispersion)假設有n個樣
49、方,x為各樣方的實際個體數,xi為第i個樣方的實際個體數,m為n個樣方的個體平均數,那么可用分散度表示,則空間分布指數:。則當I=1時為隨機分布;當I=0時為均勻分布;當I>>1時為集群分布。對種群分布格局的研究,有助于了解種群供人工栽培和種群管理的某些信息;b.相鄰個體最小距離法(nearest-neighberdistance)為了使計算結果不受樣方大小的影響,可用相鄰個體最小距離法.如果種群內的個體是隨機分布的,則任何隨機選擇的個體與它相鄰個體的最小距離應當符合以下公式:(式中:d為最小距離理論值。N為種群密度)。理論值d可與最小距離的平均觀測值加以比較。通過實際觀測平均值與
50、最小距離理論值可計算距離指數J,J為距離指數。當J=1時為隨機分布;當Jv1時為集群分布;當J>1時為均勻分布。9【簡答題】年齡金字塔概念,類型及研究意義。年齡金字塔是用不同齡級的個體數或年齡比率來表示的。年齡比率=某齡級個體數/種群個體總數。年齡金字塔一般有三類:增長型(基部寬,頂部窄,表示種群中有大量的幼體,而老年個體很少,種群出生率大于死亡率);穩定型(鐘形,這種種群出生率與死亡率大致平衡,年齡結構和種群大小都保持不變)下降型(椎體基部比較窄,而頂部比較寬,表示種群中幼體個數比較少,而老年個體占很大比例,說明該種群正處于衰老階段,死亡率大于出生率)。研究意義:a.研究年齡結構可以確
51、定種群生殖力的強弱,估計種群未來的興衰。因此研究種群動態不能離開年齡結構。b.年齡結構對出生率和死亡率都有很大的影響。死亡率是隨年齡不同而改變的,而繁殖則常常局限在一定的年齡組。如高等動植物的中年齡組,所以種群中不同年齡組的比率對種群的繁殖能力和可能發展的前景起著決定性的作用。在迅速擴張的種群中,青年組的比率大,在停滯的種群中,各年齡組常處于平均分配的狀態,而在衰老的種群中,老年個體總是占大多數。10【簡答題】簡述種群數量變動有哪些基本形式?種群增長:一般為J-型或S-型增長,但更多種群在實際增長中常出現介于J-型和S-型之間的類型如薊馬種群的增長。種群消長:在時間上有年內變動(季節消長)和年
52、間變動種群波動:有不規則的波動(如東亞飛蝗大發生)和周期性波動(如加拿大猙泡與雪兔的9-10年周期性波動)。種群爆發:具不規則或周期性波動的生物都可能出現種群爆發。如蝗災等。水生生態系統出現赤潮和水華也是種群爆發的結果。赤潮和水華是指水域中一些浮游生物暴發性繁殖引起水色異常的現象,赤潮通常發生在近海海域(如赤藻),水華通常發生在湖泊、水庫等水域(如藍藻)。種群平衡:種群較長期地維持在幾乎同一水平上,稱為種群平衡。大型有蹄類、肉食動物等多數一年只產一仔,壽命長,種群數量一般穩定。另外,一些蜻蜓成蟲和具有良好種內調節機制的社昆蟲(如紅蟻,黃墩蟻),其數量也是十分穩定的。種群的衰落(decline)
53、和消亡(extinction)當種群處于長久不利條件下(人類過捕或棲息地被破壞),其數量會出現持久性下降,即種群衰落,甚至消亡。個體大、出生率低、生長慢、成熟晚的生物,最易出現這種情況。第七章1【簡答題】為什么說在物種資源面臨威協時,對K物種的保護要比r策略者的保護更困難,更緊迫,更重要?K-物種是指在穩定的環境中(如熱帶雨林),生物有可能已接近環境容納量K,因此誰能更好地利用環境承載力,達到更高的環境容納量,對誰就有利;也就是說,有利于競爭能力增加的選擇稱為K-選擇,采用K-選擇的物種稱為K-策略者。r-決策者是指在不利的環境中(如溫帶地區),只有較高的繁殖能力才能補償災害所造成的損失。誰具
54、有較高的繁殖能力,對誰就有利(即高的rm值),因此有利于增加rm的選擇,就是r-選擇,采用r-選擇的物種就是r-策略者。K-策略者是穩定環境的維護者,即保守主義者,當發生環境災變則很難恢復,可能滅絕;r-策略者是新生境的開拓者,存活要靠機會,即它們是機會主義者,容易出現“突然爆發和猛烈破產”。所以說在物種資源面臨威協時,對K-物種的保護要比r-策略者的保護更困難,更緊迫,更重要。2【簡答題】K對策和r對策在進化過程中各有什么特點?K-策略者具有使種群競爭能力最大化的特征:慢速發育,大型成體,數量少但體型大的后代,低繁殖能量分配和長的世代周期;而r-策略者具有使種群增長率最大化的特征:快速發育,
55、小型成體,數量多但體型小的后代,高的繁殖能量分配和短的世代周期。r-選擇隨氣候的變化而變化,不能確定其具體的選擇方向,難以預測;死亡具有災變性,無規律,非密度制約;幼體成活率低;種群數量時間上變動大,不穩定,低于K值;競爭多變,通常不緊張;在自然選擇中通常為發育快,增長力高,體型小,一次繁殖個體;r-策略者一般壽命短,通常小于一年,種群個體具有很高的繁殖力。K-選擇不怎么隨氣候的變化而變化,進化過程較穩定,可預測;在進化過程中,個體的死亡是比較規律的,受密度制約;幼體成活率高;種群數量在時間上穩定,通常臨近K值;競爭緊張;K-選擇的傾向是發育緩慢,個體競爭力高,個體延遲生育,體型大,且在一生中
56、可多次繁殖;種群個體具有較高的存活力。3【簡答題】簡述擴散的生態學意義。擴散是指有機體擴展種群空間的行為過程,即生物個體或繁殖體從一個生境轉移到另一個生境中。擴散包括被動擴散和主動擴散。擴散的生態學意義:有利于物種間的基因交流;可以補充和維持種群的數量;通過擴散可以擴大種群的分布區;但同樣再擴散的過程中,風險與機會是并存的。4【簡答題】簡述Cody能量分配原理,舉例說明。Cody能量分配原理:任何真正的生物其生活史策略,是一種能量協調使用的結果,生活史中的各個生命環節(如維持生命、生長、繁殖以及各種競爭),都要分享有效資源。如果增加某一生命環節的能量分配,就必然要以減少其它環節能量分配為代價。
57、樹木種子生產量與相應年輪的關系:花旗松每株樹種子的產量隨著年輪相對寬度的增加而降低。說明花旗松的生長率與繁殖率之間呈負相關。紅鹿存活與繁殖的關系:在不同年齡級雌性紅鹿中,哺乳期雌鹿總是比同齡待生育的雌鹿有較高的死亡危險。5【簡答題】一般生物在個體大小、生長發育和生殖方面采用哪些對策(策略)?個體大小是生物體明顯的表面性狀,不同種群個體大小存在差異,同一種群不同個體也存在差異。一般而言,個體大小由遺傳特征所決定,但在一定的范圍內,也受外界條件的影響。如動物的Bergman法則和Allen法則,植物種子大小的差異等。個體大小與生活史長短具有很強的正相關關系,并與內稟增長率有同樣強的負相關關系。有個體大則壽命長個體小則壽命短的趨勢;較大個體一方面增加其成活率的機會。另一方面也增加了危險的機會。因為個體大,種間競爭大,捕食率增加,受襲擊減少,繁殖更多的子代;另一方面危險也增加,如樹大遭風,易遭雷擊;一般而言,大個體有利于生存,小個體有利于進化(發
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