種群生態學知識點1．種群：生物群落的基本構成單位種群，作為生物群落的基礎構成單位，在生態學中占據著至關重要的地位。它指的是在一定空間和時間范圍內，相互關聯的同種生物個體的集合。這些個體通過相互作用和影響，共同構成了一個復雜的生態系統。種群不僅在維持生態平衡方面發揮著關鍵作用，還是研究生物多樣性和物種進化的重要起點。2、種群的定義種群是指在特定時間和空間范圍內，所有相互關聯的同種生物個體所組成的集合。它是生物群落的基本構成單位。3、種群的特征數量特征是種群的核心屬性，它包括種群密度（即單位面積或體積內的個體數量，是種群最基本的數量特征）、生率和死亡率、年齡結構、性別比例以及遷入率和遷出率。這些特征共同決定了種群的發展趨勢和動態變化。

4、種群密度的調查方法樣方法：通過隨機取樣，以若干樣方的平均密度來估計總體平均密度。標志重捕法：這種方法常用于動物種群密度的調查。5、種群數量的增長規律種群增長的“J”型曲線揭示了一個重要的數學關系：Nt=N0λt。其中，Nt代表t時刻的種群數量，N0是種群的起始數量，而λ則表示種群數量增長的倍數。這一公式為我們理解種群數量的增長模式提供了有力的數學工具。

（1）在食物（養料）充足、空間條件優越、氣候適宜且無天敵干擾等理想環境下，種群內個體數量會持續攀升。

（2）這種增長的特點是，種群的增長率始終保持穩定，不會發生變化。接下來，我們將探討種群增長的“S”型曲線。

（1）在有限的環境中，隨著種群密度的逐漸上升，種內個體間的競爭也會不斷加劇，同時捕食者的數量也會有所增加。

（2）當種群內個體數量達到環境條件所允許的最大值（即K值）時，種群的增長將停止，個體數量將不再增加。此外，種群的增長率也會發生變化，在K/2時增速最快，而在K值時則增長率為0。

（3）這一規律在實際應用中具有重要意義。例如，大熊貓棲息地的破壞導致食物減少和活動范圍縮小，從而使其K值降低。因此，建立自然保護區、改善棲息環境以及提高K值，是保護大熊貓的根本措施。而對于家鼠等有害動物的控制，則應通過降低其K值來達到目的。6、探究種群數量變化的意義：這一研究對于有害動物的防控、野生生物資源的有效保護與利用，以及瀕危動物種群的復蘇與壯大，均具有深遠的意義。6、[實驗：培養液中酵母菌種群數量的動態變化]

實驗設計及方法：首先培養一個酵母菌種群，隨后通過顯微鏡仔細觀察，并利用“血球計數板”在七天內對10ml培養液中的酵母菌數量進行精確計數。最后，根據所得數據計算平均值，并繪制出“酵母菌種群數量的增長曲線”。

數據分析：由于空間、食物等環境資源無法無限供給，酵母菌種群數量的增長呈現出典型的“S”型曲線。7、生物群落的概念：生物群落是指在同一時間、占據特定空間范圍內的，相互間存在直接或間接聯系的各種生物種群所組成的集合。這些群落通常包括多種動物、植物和微生物種群。8、生物群落的結構：群落結構是在進化過程中，由群落內各生物種群間的相互作用所塑造的。它主要包括垂直結構和水平結構。（1）垂直結構：這是指群落在垂直方向上所呈現出的分層現象。由于群落中的生態因子，特別是光的分布不均，植物會按照高度分為喬木層、灌木層和草本層。而動物的分層現象則主要受到群落不同層次的食物和微環境差異的影響。（2）水平結構：這是指群落中的各個種群在水平狀態下的空間分布或格局，通常呈現為片狀分布。其形成受到多種因素的影響，包括地形、光照、濕度以及人與動物的活動等。9、生物群落的意義：生物群落的存在顯著提高了生物利用環境資源的能力。隨著生物群落的演替，這種能力不斷增強，從而推動了生態系統的持續發展。10、原生演替的定義與過程：（1）定義：原生演替是指在從未有過生物生長或雖有過生物生長但已被徹底消滅的原生裸地上，所發生的生物群落更替。

（2）過程：這一演替通常遵循地衣、苔蘚階段→草本植物階段→灌木階段→森林階段的順序，逐步演替。11、次生演替（1）定義：當某個群落遭受洪水、火災或人類活動等外力破壞，導致其植被嚴重受損，進而形成的裸露土地，被稱為次生裸地。在次生裸地上所發生的生物群落更替，便稱為次生演替。

（2）引發次生演替的主要因素：

自然因素：包括火災、洪水、病蟲害以及嚴寒等自然災害。

人類活動：過度砍伐、過度放牧、墾荒以及開礦等人類活動也是導致次生演替的重要原因。特別值得一提的是，森林被完全砍伐或火燒后，以及農田被棄耕后，都可能引發次生演替的發生。12、植物的入侵與定居植物的繁殖體，包括種子、果實等，通過傳播與定居，構成了群落形成的關鍵環節，同時也為植物群落的演替奠定了堅實基礎。13.數量特征間的相互關聯

(2)深入分析：

①種群密度，作為種群最基礎的數量特征，是衡量種群大小的關鍵指標。

②出生率、死亡率以及遷入、遷出率則直接決定了種群的大小和密度。當出生率和遷入率高于死亡率時，種群數量會增長；反之，則減少。

③而年齡組成與性別比例則通過影響出生率和死亡率來間接影響種群密度和數量。特別地，年齡組成被視為預測種群未來變化趨勢的重要依據。接下來，我們將深入探討種群年齡組成的類型及其判斷方法。通過圖示示例，我們可以更清晰地理解不同年齡組成模式的特點及其在種群動態中的作用。

14.“J”型曲線與“S”型曲線在探討種群年齡組成時，我們常常會遇到兩種不同的曲線模式：“J”型曲線和“S”型曲線。這兩種曲線模式反映了種群在不同條件下的增長趨勢，對于理解種群動態具有重要意義。接下來，我們將詳細分析這兩種曲線模式的特征及其在種群年齡組成中的應用。

15.K值與K/2值在實踐中的應用在種群生態學中，K值和K/2值扮演著重要的角色，它們不僅影響著種群的增長趨勢，還在實際生活中有著廣泛的應用。具體來說，K值和K/2值的應用主要體現在野生生物資源保護、有害生物防治以及資源開發與利用等多個方面。首先，K值的應用主要體現在野生生物資源保護方面。通過保護野生生物的生活環境，減少環境阻力，我們可以有效地增大K值，從而確保種群能夠持續、穩定地增長。同時，在有害生物防治方面，我們也可以通過增加環境阻力（例如，通過封鎖糧食、清除生活垃圾、保護鼠的天敵等措施）來降低K值，進而控制有害生物的種群數量。其次，K/2值在實踐中的應用也至關重要。在資源開發與利用方面，當種群數量達到環境容納量的一半時，種群的增長速率會達到最大，再生能力也會最強。因此，把握K/2值處的黃金開發點，將資源開發活動維持在K/2值附近，可以實現資源的最大化利用與種群的高速增長并行不悖。而在有害生物防治方面，我們需要密切關注種群數量的變化，一旦接近或達到K/2值，就必須立即采取措施進行控制，以防止有害生物的爆發成災。16.種群增長曲線的對比在探討種群生態學時，我們常常會遇到兩種不同類型的種群增長曲線：指數增長曲線和邏輯斯諦增長曲線。這兩種曲線在描述種群增長方面各有特點，同時也為我們的實踐提供了不同的指導意義。指數增長曲線描繪的是一種理想狀態下的種群增長，其特點是種群數量隨時間呈指數級上升。然而，在實際生活中，由于環境阻力的存在，種群增長往往受到限制，這時邏輯斯諦增長曲線則更為貼切。邏輯斯諦增長曲線考慮了環境因素對種群增長的影響，呈現出一種“S”型的增長趨勢。當種群數量接近環境容納量時，增長速率會逐漸放緩，最終趨于穩定。這種曲線更符合現實生活中的種群增長情況。通過對比這兩種增長曲線，我們可以更深入地理解種群生態學的原理，并為實踐中的野生生物資源保護、有害生物防治以及資源開發與利用等活動提供更有針對性的指導。

陰影部分象征著環境所施加的壓力，這同樣可以理解為達爾文自然選擇理論中不適者被淘汰的體現。17．K值變化圖解

(1)同一生物的K值并非一成不變，它受到環境因素的深刻影響。在環境保持穩定的情況下，K值通常會在其平均水平附近呈現微小的波動。一旦種群數量偏離了這一平均水平，種群內部會啟動負反饋機制，促使數量重新回歸到K值所限定的安全范圍內。

(2)然而，當環境遭受破壞時，K值會出現顯著的下降；而一旦環境得到有效的改善和恢復，K值則會相應地出現回升。

探究“培養液中酵母菌種群數量的變化”實驗

（續）在環境遭受破壞后，K值的顯著下降表明種群數量受到了嚴重威脅。但當環境得到改善和恢復時，K值的回升則預示著種群數量有望逐漸恢復。這一現象為我們揭示了環境因素對種群數量變化的重要影響，以及種群自身具有的恢復能力。18．實驗原理(1)酵母菌在液體培養基中生長，其種群數量的增長受到多種因素的影響，包括培養液的成分、可用空間、pH值以及溫度等。

(2)在假設的理想環境中，資源與空間無限，酵母菌種群將呈現“J”型增長曲線；然而，在真實的自然環境中，資源和空間總是有限的，因此酵母菌種群的增長會遵循“S”型增長曲線。

(3)為了計算酵母菌的數量，我們可以采用抽樣檢測的方法，即顯微計數法，來估算種群數量。19．實驗步驟(1)首先，我們需要準備一個500毫升的錐形瓶，并注入質量分數為5%的葡萄糖溶液。

(2)接著，將0.1克活性干酵母加入錐形瓶中，確保酵母與培養液充分混合，并放置在適宜的環境下進行培養。

(3)在接下來的幾天里，我們需要每天定時從培養液中取樣，并采用抽樣檢測的方法來估算1毫升培養液中酵母菌的平均數量。

(4)最后，我們將收集到的數據用曲線圖的形式呈現出來，通過分析這些實驗結果，我們可以得出酵母菌種群數量隨時間變化的規律。20．注意事項(1)在進行顯微計數時，若酵母菌壓在小方格的邊線上，我們僅需計算其固定的相鄰兩個邊及其頂角的酵母菌數量。

(2)在從試管中吸取培養液進行計數之前，應輕輕振蕩試管數次，以確保培養液中的酵母菌能夠均勻分布，從而減小計數誤差。

(3)為了更清晰地記錄實驗結果，建議使用記錄表來記錄數據，如以下所示：時間/天21．持續觀察與記錄(4)為了確保數據的準確性，建議每天在固定的時間點進行酵母菌數量的計數。

(5)在培養和記錄的過程中，我們必須遵循客觀事實，不得進行任何主觀臆造或篡改。

22．(2)群落空間結構的多樣性：在實際觀察中，我們會發現群落的空間結構呈現出多種不同的類型。這些類型不僅影響著群落中各個物種的分布和相互作用，還對整個生態系統的穩定性和功能發揮具有深遠的影響。因此，在研究群落生態時，對空間結構類型的準確觀察和記錄顯得尤為重要。23．①垂直結構：a．主要表現——群落內的分層現象。

24．(3)群落演替的后果：①能量層面：隨著演替的進行，群落的總生產量逐漸增加，從而使得群落中的有機物總量也隨之上升。

②結構層面：在演替過程中，群落內的生物種類日益增多，進而導致群落的結構變得愈發復雜。

③穩定性層面：演替實質上是生物與環境之間不斷相互作用的過程，這一過程在時間和空間上均展現出不可逆的特性，因此，群落的穩定性也隨之逐漸增強。

通常，在自然狀態下，群落的演替趨勢是向著物種多樣性、群落結構復雜性以及生態功能完善性的方向發展。然而，演替的最終結果往往受到演替地氣候條件的影響和制約，例如，在干旱的荒漠地區，森林的形成便顯得尤為困難。25．巧解種間關系曲線之謎種間關系，作為生態學中的核心概念，描述的是不同物種之間相互影響、相互制約的復雜關系。為了更好地理解和分析這種關系，我們需要掌握幾種常用的種間關系曲線。這些曲線不僅能夠直觀地展示種群數量的變化趨勢，還能幫助我們揭示物種之間的相互作用機制。接下來，我們將一起探索幾種重要的種間關系曲線，從而深化對生態系統的理解。

1．互利共生曲線揭示了種間關系的同步性變化，即“同生共死”的現象。

2．捕食曲線則展現了不同步性變化，其中一方數量的減少伴隨著另一方數量的增加，呈現出此消彼長的態勢。值得注意的是，這種關系并不會導致其中任何一種生物的滅絕。在捕食數量關系圖中，我們可以根據兩條曲線的變化關系以及個體數量的對比，來判斷捕食者與被捕食者。具體來說，當捕食者的曲線隨著被捕食者的變化而變化時，或者被捕食者的個體數多于捕食者時，我們就可以判斷出哪種生物是捕食者，哪種是被捕食者。

3．競爭曲線揭示了一種生物數量增加而另一種下降甚至消失的現象。只要曲線中顯示出兩種生物共同競爭空間或食物資源，那么這種關系就一定是競爭關系。競爭的激烈程度取決于空間和食物資源的重疊程度。這種關系在土壤中小動物類群豐富度的研究中具有重要意義。26．實驗原理(1)土壤不僅作為植物的水分和礦質元素的來源，還是眾多小動物的理想棲息地。

(2)由于許多土壤動物體型微小且移動迅速，因此可以采用取樣器取樣的方法來高效采集和調查它們。

(3)在統計土壤動物豐富度時，通常采用兩種方法：一種是記名計算法，即逐個記錄并統計每種動物的名稱和數量；另一種是目測估計法，即根據樣本中的動物數量和活動情況來大致估算總體豐富度。種群與群落概述及研究方法1、種群的數量特征涵蓋了多個方面，其中種群密度被視為最基礎且核心的指標。此外，出生率和死亡率、遷入率和遷出率、年齡組成以及性別比例等也是種群數量特征的重要組成部分。

2、種群密度的變化直接受到出生率和死亡率、遷入率和遷出率的影響，這些因素被視為影響種群密度的關鍵因素。

3、種群，即一定區域內同種生物的全部個體集合，是生態學研究的基礎對象。而群落，則是指一定區域內各種生物種群的組合，它體現了生物與生物、生物與環境之間的復雜關系。生態系統則更為宏觀，它是由生物群落及其無機環境相互關聯、相互作用而構成的一個整體。

4、種群數量變化的曲線揭示了不同的生長模式。其中，“J”型增長是在特定條件下發生的，如充足的食物和空間、適宜的氣候以及缺乏敵害。這種增長模式在理想環境中最為明顯，種群數量隨時間呈指數級增長。然而，實際情況往往更為復雜，種群數量變化往往受到多種因素的影響，因此需要綜合考慮生態系統的各個組成部分來深入理解種群數量的動態變化。

在自然生態系統中，資源和空間往往是有限的。因此，種群數量的增長模式往往呈現為“S”型曲線。這種增長模式反映了種群數量隨時間逐漸增加，但增長速度逐漸放緩，直至達到環境承載力的極限。

當種群數量達到K/2時，其增長速率達到最大值；而當種群數量進一步增長至K時，其增長率則降為0。

5、K值（環境容納量）的定義：在環境條件保持穩定的前提下，某一特定空間內所能持續支持的種群最大數量。

7、物種組成是群落間差異的關鍵特征。豐富度則衡量了群落內物種的多少。

8、種間關系錯綜復雜，包括競爭、捕食、寄生和互利共生等多種形式。

9、群落的空間結構既表現為垂直結構，也表現為水平結構。植物的垂直結構主要受光照強度影響，而動物的則與食物和棲息空間相關。水平結構則呈現出一種鑲嵌式的分布格局。

9、演替，這一生態學中的關鍵概念，包含兩種主要類型：初生演替與次生演替。初生演替，顧名思義，發生在從未被植物覆蓋的地面，或是原有植被已被徹底消滅的地方，如沙丘、火山巖、冰川泥等之上。而次生演替，則是指在原有植被雖已消失，但土壤條件基本得以保留，甚至還殘留著植物的種子或其它繁殖體的地方所發生的演替過程，常見于火災后的草原、過度砍伐的森林以及棄耕的農田等地。

10、人類的活動往往會對群落的演替產生顯著影響，導致其演替的速度和方向偏離自然演替的軌跡。知識點總結第一章

種群及其動態1.1種群的數量特征1.種群的概念：在一定的空間范圍內，同種生物的所有個體所形成的集合。分析：大明湖里所有的魚一個種群；大明湖里所有的鯉魚一個種群（填“是”或“不是”）。2.種群密度：指種群在單位面積或單位體積中的個體數。種群密度是種群最基本的數量特征。3.種群密度的調查方法（1）逐個計數法—適用于調查范圍小、個體較大的種群。（2）估算法①樣方法范圍：試用于植物、活動范圍小的動物，如昆蟲的卵、作物上蚜蟲的密度、蜘蛛、跳蝻等。步驟：準備；確定調查對象（一般選擇雙子葉植物，單子葉植物叢生或蔓生，不好辨別）；確定樣方的大小：一般以1m2正方形為宜；隨機取樣：取樣的關鍵是要做到隨機取樣，隨機取樣的方法：五點取樣法和等距取樣法；計數：對于邊界上的調查對象，采取“計上不計下、計左不計右”的方式，然后計算密度；計算：以所有樣方的種群密度平均值作為該種群的種群密度。②標記重捕法范圍：適用于活動能力強、活動范圍比較大的生物。步驟：第一次捕獲生物量，記為M，并做好標記，放回一段時間，保證充分混合。第二次捕獲生物量，記為N，其中帶標記的生物量記為m。設種群的生物總量為X，則M/X=m/N。注意：若標志物易脫落，或生物帶標記后易被天敵捕殺，導致m減小，測得X偏大；

若第一次標記后，在較短時間內進行重捕，則會導致測得X值偏小。③黑光燈誘捕法

范圍：適用于有趨光性的昆蟲。④抽樣檢測法

范圍：適用于微生物。4.與種群數量有關的其他因素種群密度反映了種群在一定時期的數量，但無法體現種群數量的變化趨勢。因此還需研究其他數量特征。出生率：指在單位時間內新生的個體數目占該種群個體總數的比值。死亡率：指在單位時間內死亡的個體數目占該種群個體總數的比值。遷入/遷出率：單位時間內遷入或遷出的個體占該種群個體總數的比值。年齡結構：一個種群中各年齡群的個體數目所占的比例。性別比例：種群中雌雄個體數目的比例。1.2種群數量的變化1、種群的“J”形增長模型假設：食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種等條件下，種群數量每年以一定的倍數增長，第二年是第一年的λ倍。建立模型：t年后種群的數量：Nt=N0λt增長率與λ的關系：增長率=λ—12.種群數量的“S”形增長（高斯）模型假設：資源、空間有限，天敵的威脅和競爭者的競爭等因素存在。環境容納量：一定環境條件所能維持的種群最大數量稱為環境容納量，簡稱K值。（注意：K值只與環境條件有關，不受種群數量的影響）保護野生動物最根本的措施是保護它們的棲息環境，從而提高環境容納量。K值不是種群數量的最大值，K值應略低于種群所能達到的最大值（種群有過度繁殖的傾向，種群數量應圍繞K值上下波動）。建立模型：種群數量呈S型增長K/2值：當種群數量達到K/2時，種群有最大增長速率；其意義在于：養殖業上，通常在2/K后進行捕撈，將生物數量保留在此處，目的是可以盡快恢復生物數量；害蟲的防治則控制在K/2以下。J形增長模型和S形增長模型的聯系兩種模型存在的不同主要是因為存在環境阻力。4.種群數量的波動和下降受氣候、食物、天敵、傳染病等因素的影響，大多數種群的數量總是在波動中。當種群長久處在不利的條件下，種群數量會出現持續性的或急劇下降。種群的延續需要以一定的個體數量為基礎，當一個種群數量過少，可能會由于近親繁殖等原因而衰退、消亡。5.探究培養液中酵母菌種群數量的變化（1）實驗原理用液體培養基培養酵母菌，種群的增長受培養液的成分、空間、pH、溫度等因素的影響。在理想的環境條件下，酵母菌種群的增長呈“J”型曲線；在有環境阻力的條件下，酵母菌種群的增長呈“S”型曲線。計算酵母菌數量可用抽樣檢測的方法。（2）血細胞計數板(如下圖所示)血細胞計數板每個大方格的面積為1mm2，深度為0.1mm，容積為0.1mm3。計算公式如下：①在計數時，先統計(圖B所示)5個中方格中的總菌數，求得每個中方格的平均值再乘以25，就得出一個大方格中的總菌數，然后再換算成1mL菌液中的總菌數。②設5個中方格中總菌數為A，菌液稀釋倍數為B，則0.1mm3菌液中的總菌數為(A/5)×25×B。已知1mL＝1cm3＝1000mm3,1mL菌液的總菌數＝(A/5)×25×10000×B＝50000A·B。（3）實驗步驟①酵母菌的培養：條件為液體培養基，無菌培養；②振蕩培養基：使酵母菌分布均勻；③抽樣；④觀察計數：先將蓋玻片放在計數室上，然后將酵母菌培養液滴在蓋玻片一側，讓培養液自行滲入，再用吸水紙吸去多余的培養液，待細胞全部沉降到計數室的底部，再用顯微鏡進行計數并計算；⑤重復步驟④，連續觀察7天；

⑥繪圖分析。（4）注意事項該實驗無需設計對照實驗，因不同時間取樣已形成對照；該實驗需要做重復實驗，取平均值，目的是盡量減少誤差；若每個小方格內酵母菌數量過多，需要重新稀釋培養基再計數。1.3影響種群數量變化的因素1.非生物因素：如陽光、溫度、水等。其影響主要是綜合性的。森林中林下植物的種群密度主要取決于林冠層的郁閉度；植物種子春季萌發；蚊類等昆蟲冬季死亡；東亞飛蝗因氣候干旱而爆發等。2.生物因素：種群內部和種群外部兩方面影響。種內競爭會使種群數量的增長受到限制；種群間的捕食與被捕食、相互競爭關系等，都會影響種群數量；寄生蟲也會影響宿主的出生率和死亡率等。3.食物和天敵的因素對種群數量的影響與種群密度有關。如同樣缺少食物，密度越高，種群受影響越大，這樣的因素稱為密度制約因素。而氣溫、干旱、地震、火災等自然災害，屬于非密度制約因素。4.種群研究的應用（1）瀕危物種的保護。（2）漁業方面：中等強度的捕撈更有利于持續獲得較大的魚產量。（3）有害生物防治：控制數量，降低環境容納量，增加天敵等。第二章

群落及其演替2.1群落的結構1.群落是指在相同時間聚集在一定地域中各種生物種群的集合。2.群落的物種組成群落的物種組成是一個群落區別于另一個群落的重要特征，也是決定群落性質最重要的因素。物種數目的多少稱為豐富度。群落中有些物種不僅數目很多，而且對其他物種的影響也很大，往往占據優勢，這樣的物種稱為優勢種。群落中的物種組成不是固定不變的，隨著時間和環境的變化，原來不占優勢的物種可能逐漸變得有優勢，原來有優勢的物種可能逐漸失去優勢。3.群落的種間關系項目原始合作互利共生寄生競爭捕食數量坐標圖在一起更好，分開了也沒事實例海葵與寄居蟹等豆科植物與根瘤菌，地衣等菟絲子、寄生蟲馬與羊等狼與兔子4.群落的空間結構（1）垂直結構大多數群落都在垂直方向上有明顯的分層現象。植物的垂直分層主要與對光的利用率有關，這種分層現象提高了群落對光的利用率。陸生群落中，決定植物地上分層的環境因素還有溫度等，地下分層的環境因素有水分、無機鹽等。動物的垂直分層主要與棲息空間和食物條件有關。（2）水平結構生物的垂直分層是由于地形變化、土壤濕度、鹽堿度、光照強度的不同以及生物自身生長特點的差異、人與動物的相互影響等引起的，在水平上往往呈現鑲嵌分布。5.群落的季節性：由于陽光、溫度、水分等隨季節而變化，群落的外貌和結構也會隨之發生有規律的變化。6.生態位：一個物種在群落中的地位和作用，包括所處的空間位置，占用資源的情況，以及與其他物種的關系等，稱為這個物種的生態位。研究動物的生態位，通常要研究它的棲息地、食物、天敵以及與其他物種的關系等；研究植物的生態位，通常要研究它在研究區域內出現的頻率、種群密度、植株高度等特征，以及它與其他物種的關系等。群落中每種生物都占據著相對穩定的生態位，這有利于不同生物充分利用環境資源，是群落中物種之間及生物與環境間協調進化的結果。7.土壤中小動物類群豐富度的研究【實驗原理】(1)取樣方法：許多土壤動物身體微小且有較強的活動能力，而且身體微小，因此常用取樣器取樣的方法進行采集、調查。(2)僅僅統計群落中的物種數，不足以全面了解群落的結構，因此還需統計群落中物種的相對數量。常用的統計方法：記名計算法和目測估計法（預先確定多度等級）。【實驗流程】提出問題：如調查和比較不同時間的土壤小動物類群豐富度。制訂計劃：包括三個操作環節——取樣、觀察和分類、統計和分析。準備：制作取樣器，記錄調查地點的地形和環境的主要情況。實施計劃取樣：選取取樣地點，注意在不同的時間、不同的地點取樣。采集：可采用誘蟲器和吸蟲器進行采集，也可以采用簡易采集法。采集的小動物可以放入體積分數為70%的酒精中。觀察與分類：對采集的小動物進行分類。觀察時使用體視顯微鏡，如用普通光學顯微鏡，可以用4倍的物鏡和5倍的目鏡。統計和分析：設計統計表，分析所收集的數據。得出結論：組成不同群落的優勢種是不同的，不同群落的物種豐富度是不同的。一般來說，環境條件越優越，群落發育的時間越長，物種越豐富，群落結構也越復雜。立體農業：指充分利用群落的空間結構和季節性，進行立體種植、立體養殖或立體復合種養的生產模式。2.2群落的主要類型1.荒漠生物群落：年降水量稀少且分布不均勻，物種少，群落結構非常簡單。仙人掌具有肉質莖，氣孔夜間開放；爬行類動物體表有角質的鱗片或甲，蛋殼堅硬；體溫變化，早上去陽光下，天熱去陰涼處；以固態尿酸鹽的形式排出代謝廢物等。2.草原生物群落：季節降雨量不均勻，動植物種類少，群落結構相對簡單。植物葉片狹窄，表面有絨毛和蠟質；動物有挖洞和快速奔跑的特性。3.森林生物群落：分布在濕潤或較濕潤的地區，群落結構非常復雜且相對穩定。森林中植物有喬木、灌木、草本、藤本植物等，有明顯的垂直分層現象；動物種類繁多，樹棲和攀緣類生物較多。4.群落中生物的適應性生活在某一地區的物種能形成群落，，是因為它們都能適應所處的非生物環境。因此有人說，群落是一定時空條件下不同物種的天然群聚。2.3群落的演替1.概念：隨著時間的推移，一個群落被另一個群落替代的過程，就叫做群落演替。2.演替的類型（1）初生演替：裸巖階段—地衣階段—苔蘚階段—草本植物階段—灌木階段—喬木階段。實例：火山巖、冰川泥、沙丘等沒有生物痕跡的地方。方向：土壤有機物越豐富，群落中的物種豐富度逐漸增大，食物網越來越復雜，群落的結構也越來越復雜。（2）次生演替—棄耕農田上的演替一年生雜草—多年生雜草—小灌木—喬木。實例：棄耕的農田、火災過后的草原、過量砍伐的森林等。進程：演替成森林往往需要數十年的時間，但是在干旱的地區或許只能發展到草本植物階段或稀疏的灌木階段。注意：在時間、資源、條件適宜的情況下，群落最終會演替成森林。次生演替所需的時間比初生演替所需的時間短，原因是次生演替保留了原有的土壤條件，植物的種子或其他繁殖體。演替的原因：前一個群落為后一個群落的發展提供了條件；后一個群落的生物更有競爭力。3.演替實質：在演替過程中，適應變化的種群數量增長或得以維持，不適應的數量減少甚至淘汰。群落演替的實質是優勢取代。4.人類活動人類活動往往會使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向進行。第三章

生態系統及其穩定性3.1生態系統的結構1.概念：在一定的空間內，由生物群落和它的無機環境相互作用而形成的統一整體，叫做生態系統。地球上最大的生態系統是生物圈。2.生態系統的類型：自然生態系統和人工生態系統兩類。2.生態系統的結構——組成成分：生產者：將太陽能固定在它們所制造的有機物中，是生態系統的基石。自養生物都是生產者。主要是綠色植物，但菟絲子等不是生產者。消費者：通過自身新陳代謝，將有機物轉變為無機物，加速生態系統的物質循環。有助于植物傳粉和傳播種子。主要是動物，但禿鷲、蚯蚓等屬于分解者。分解者：將動植物的遺體殘骸和動物的排遺物分解成無機物。硝化細菌屬于自養生物，屬于生產者非生物的物質和能量：陽光、水、空氣、無機鹽等。是生態系統中物質和能量的根本來源。生產者和分解者是聯系生物群落和無機環境的紐帶。3、生態系統的結構——營養結構(1)食物鏈(捕食鏈)①概念：生態系統中各生物之間由于食物關系形成的一種聯系。②特點：起點是生產者，為第一營養級；終點是最高營養級。只包含生產者和消費者。③營養級與消費者級別的關系：消費者級別＝營養級級別－1。(2)食物網①概念：在一個生態系統中，許多食物鏈彼此相互交錯連接成的復雜營養結構。②形成原因：生態系統中，一種綠色植物可能是多種植食性動物的食物，而一種植食性動物既可能吃多種植物，也可能被多種肉食性動物所食。③特點：同一種消費者在不同的食物鏈中，可以占據不同的營養級，某一個營養級也會有不同的消費者。(3)食物鏈和食物網的作用：生態系統物質循環和能量流動的渠道。(4)復雜的食物網是使生態系統保持相對穩定的重要條件。一般認為，食物網越復雜，生態系統抵抗外界干擾的能力越強。3.2生態系統的功能——能量流動1.能量流動的概念：生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程。———太陽能→有機物中的化學能→熱能—2.能量流動的過程：第一營養級的能量流動：消費者的能量流動3.能量流動的特點：（1）生態系統的能量單向流動——因為捕食關系不能逆轉，能量只能從第一營養級流向第二營養級。（2）生態系統的能量流動逐級遞減——輸入某一營養級的能量（同化量）一部分通過呼吸散失，另一部分被分解者分解，只有少部分流向下一營養級。生態系統的能量傳遞效率為10%~20%。在一個生態系統中，營養級越多，在能量流動中消耗的能量就越多。因此，營養級一般不超過5個。生態系統能量傳遞效率的計算指的是相鄰兩個營養級同化量的比值。（3）任何生態系統都需要源源不斷得到來自系統外的能量補充，以便維持生態系統的正常功能。4.生態金字塔能量金字塔：主要分析能量。生物量金字塔：分析每個營養級所容納的有機物的總干重。數量金字塔：分析每個營養級的生物個體數。5.研究能量流動的意義（1）研究生態系統的能量流動，可以幫助人們將生物在時間、空間是進行合理配置，增大流入某個生態系統的總能量。（2）研究生態系統的能量流動，可以幫助人們科學的規劃和設計人工生態系統，提高能量的利用率。（3）研究生態系統的能量流動，可以幫助人們合理調整生態系統的能量流動關系，使能量持續高效的流向對人類有益的部分。3.3生態系統的功能——物質循環1.碳循環注意：（1）C元素在生物體內主要以含碳有機物的形式存在，在無機環境中主要以CO2、碳酸鹽的形式存在。（2）C元素從無機環境進入生物群落的途徑：光合作用以及化能合成作用。（3）C元素從生物群落進入無機環境的途徑：動植物的呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃料的燃燒。2.物質循環物質循環的概念：組成生物體的C、H、O、N、P、S等元素，都在不斷地進行著從非生物環境到生物群落、又從生物群落到非生物環境的循環過程，這就是生態系統的物質循環。物質循環具有全球性，因此其的范圍是生物圈，因此又叫生物地球化學循環。3.生物富集生物體從周圍環境吸收、積蓄某種元素或難以降解的化合物，使其在機體內濃度超過環境濃度的現象，稱作生物富集。這些有害物質可以通過水、大氣、生物遷移等途徑擴散，因此生物富集也是全球性的。4.能量流動與物質循環的關系（1）物質是能量的載體，使能量沿著食物鏈和食物網流動；能量作為動力，使物質能夠不斷的在生物群落和無機環境之間循環往復。（2）物質可以循環利用，但能量是逐級遞減、單向流動的。3.4生態系統的功能——信息傳遞1.信息：人們通常將可以傳播的消息、情報、指令、數據與信號等稱作信息。信息流：生態系統中的生物種群之間，以及它們內部都有信息的產生與交換，能夠形成信息傳遞，即信息流。2.生態系統中的信息種類物理信息：光、聲、溫度、濕度、磁力等，通過物理過程傳遞的信息，都屬于物理信息。化學信息：生物生命活動中產生的可以傳遞信息的化學物質，如植物的生物堿、有機酸等代謝產物，以及動物的性外激素等，都屬于化學信息。行為信息：動物的特殊行為，對于同種或異種生物也能夠傳遞某種信息，即生物的行為特征可以體現為行為信息。3.生物可以通過一種或多種信息類型進行交流。4.信息傳遞的過程信息源；信道：空氣、水以及其他介質；信息受體：動物的眼鼻、耳朵、皮膚，植物的葉、芽以及細胞中的特殊物質（如光敏色素等）可以接收多樣化的信息。2、信息傳遞的作用對于個體：生命活動的正常進行，離不開信息的作用；對于種群：生物種群的繁衍，離不開信息的傳遞；對于生態系統：信息傳遞還能調節生物的種間關系，維持生態系統的穩定。3、信息傳遞在農業中的作用（1）提高農產品或畜產品的產量；（2）對有害生物進行控制：化學防治、生物防治、機械防治等。3.5生態系統的穩定性1.生態平衡：指生態系統的結構和功能處于相對穩定的一種狀態。特點：結構平衡：生態系統的各組分保持相對穩定；功能平衡：生產—消費—分解的生態過程正常進行，保證了物質總在循環，能量不斷流動，生物個體持續發展和更新。收支平衡：植物制造的可供其他生物利用的有機物的量，處于比較穩定的狀態。2.生態系統穩定性的概念：生態系統所具有的維持或恢復自身結構和功能處于相對平衡狀態的能力，叫做生態系統的穩定性。生態系統具有穩定性的原因：生態系統具有自我調節能力。生態系統的自我調節能力有一定的限度。生態系統自我調節能力的基礎：負反饋調節。負反饋調節：在一個系統中，系統工作的效果，反過來作為信息調節該系統的工作，并且使系統工作的效果減弱或受到限制，它可使系統保持穩定。2、抵抗力穩定性：生態系統所具有的抵抗外界干擾并使自身的結構與功能保持原狀的能力。恢復力穩定性：生態系統所具有的受到外界干擾因素的破壞后恢復到原狀的能力。一般兩者成反比。圖中：y表示受到干擾時偏離正常范圍的大小，偏離的越大，抵抗力穩定性越弱；x表示恢復到原狀所需的時間，x越大，表示恢復力穩定性越小；TS表示生態系統總穩定性，TS面積越大，表示生態系統的總穩定性越低。提高生態系統的穩定性控制對生態系統的干擾強度；對人類利用較大的生態系統，應給予相應的物質、能量輸入。4.設計并制作生態缸設計要求相關分析生態缸一般是封閉的防止外