李博《生态学》课后习题答案

1． 如何理解生物与地球环境的协同进化？生物依赖于环境，只有适应了环境生物才能生存并进化；同时，环境又靠生物来维持与调控；生物与环境是相互依存的。 2． 试述生态学的定义、研究对象与范围。生态学的定义：生态学是研究生物及环境间相互关系的科学。研究对象与范围：从分子到生物圈都是生态学研究的对象。 3． 现代生态学的民展趋势及特点是什么？研究对象的层次性更加明显，向宏观与微观两极发展；研究手段的更新；研究范围的扩展；国际性是其民展趋势。 4． 简述经典生态学的几个学派及其特点法瑞学派：重视群落研究的方法，用特征种和区别种划分群落的类型，建立了严密的植被等级分类系统。北欧学派：重视群落分析、森林群落与土壤pH值关系。英美学派：重视群落的动态，从植物群落演替观点提出演替系列、演替阶段群落分类方法，并提出了演替顶极的概念。苏联学派：注重建群种与优势种，建立了一个植被等级分类系统，并重视植被生态、植被地理与植被制图工作。 5． 简述生态因子的概念及生态因子作用的一般特征。生态因子：指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。生态因子作用的一般特征：综合作用；直接和间接作用；主导因子作用(非等价性)；不可替代作用和补偿作用；阶段性作用。 6． 关于生态因子的限制性作用有哪些定律？限制因子：限制生物生存和繁殖的关键性因子就是限制因子。主要有以下两个定律： A． Leibig最小因子定律：生物的生长取决于处在最小量食物的量；不少学者对此作了两补充：这一定律只适用于稳定状态；要考虑各生态因子之间的相互作用。 B． Shelford耐性定律：生物的生存与繁殖要依赖于某种综合环境因子的存在，只要其中一项因子的量(或质)不足或过多，超出了某种生物的耐性限度，则使该物种不能生存，甚至灭绝。应作几点补充：生物能够对一个因子耐受范围很广，而对另一个因子耐受范围很窄；对所有因子耐受范围很宽的生物一般分布较广；在一个因子处于不适状态时，对另一个因子耐受性会受影响；生物不同生长阶段对生态因子的耐受范围不同，繁殖往往是敏感期；生物实际并不是在某一特定环境因子最适范围内生活，可能有其它更重要的因子在起作用。 7． 生物内稳态保持机制，有何生态意义？生物内稳态：生物控制体内环境使其保持相对稳定的机制。机制：恒温动物通过体内产热过程以调节体温(生理过程)；变温动物靠减少散热或利用环境热源使身体增温。生态意义：使生物对环境因子的耐受范围扩大。 8． 贝格曼规律与阿伦规律。 Bergman 规律：生活在高纬度地区的恒温动物，其身体往往比生活在低纬度地区的同类个体大。因为个体大的动物，单体面积的散热相对较少。 Allen 规律：恒温动物身体的突出部分，如耳、尾、四肢等在低温环境下有变小变短的趋势。 9． 土壤的生态作用，三种耐碱植物类型各有哪些特征？生态作用：a 是许多生物的栖息场所；b 是生物进化的过渡环境；c 是植物生长的基质和营养库；d 是污染物转化的重要场地。 聚盐性植物特征：这类植物能适应在强盐渍化土壤生长，能从土壤里吸收大量的可溶性盐类，并把这些盐类积聚在体内而不受伤害。该类植物原生质对盐的抗性强，极高的渗透压。泌盐性植物特征：这类植物的根细胞对于盐类的透过性与聚盐性植物一样是很大，但是他们吸进体内的盐分不积累在体内，而是通过茎、叶表面上密布的分泌腺，把所吸收的过多盐分排出体外，这种作用称为泌盐作用。不透盐性植物：这类植物的根细胞对盐类的透过性非常小，所以他们虽然生长在盐碱土上，但在一定盐分浓度的土壤溶液中，几乎不吸收或很少吸收土壤中的盐类。 10．什么是种群？与个体特征相比较，种群有哪些重要的群体特征？种群：一定空间中同种个体的组合。群体特征：a 空间特征 具有一定的分布区域及分布方式；b 数量特征 密度随时间而发生变化；c 遗传特征 具有一定的基因组成，以区别与其它物种。 11．内禀增长率及其在控制人口方面的意义。内禀增长率是指当环境不受限制时稳定年龄结构的种群所能达到的最大增长率。计算公式rm=lnR/T 控制人口途径：降低Ro值：降低世代增值率，限制每对夫妇的子女数；Ｔ值增大：推迟首次生殖时间或晚婚来达到。 12．比较种群指数增长模型(Z)和逻辑斯谛增长模型(L)。 A 前者适用于资源无限的条件下，后者适用于资源有限的条件下。 B 种群指数增长模型是与密度无关的增长模型，逻辑斯谛增长模型是与密度有关的增长模型。 C Z的增长曲线呈“J”型；L的增长曲线呈“S”型。 13．描述并分析Logistic模型，该模型有何重要的意义。 描述与分析：呈“S”型。具体可分为5个时期：①开始期，由于种群个体数很少，密度增长缓慢；②加速期，随个体数增加，密度增长逐渐加快；③转折期，当个体数达到饱和密度一半(K/2)时密度增长最快；④减速期，个体数超过K/2以后，密度增长逐渐变慢；⑤饱和期，种群个体数达到K值而饱和。 重要的意义：它是许多两个相互作用种群增长模型的基础；它是农、林、渔业等实践领域中，确定最大持续产量的主要模型；模型中r、K两个参数已成为生物进化对策理论中的重要概念。 14．举例说明生态入侵现象。 由于人类有意识或无意识地把某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区，种群不断扩大，分布区逐步稳定地扩展，这种过程称生态入侵（ecological invasion）。紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）原产墨西哥，解放前由缅甸、越南进入我国云南，现已蔓延至25°33’N地区，并向东扩展到广西、贵州境内。它常连接成片，发展成单种优势群落，侵入农田，危害牲畜，影响林木生长，成为当地“害草”。 15．什么是种群空间格局，主要有哪些类型？ 种群空间格局（spatial pattern）定义： 组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局，称为种群空间格局或内分布型（internal distribution pattern）。 三种类型①均匀型（uniform）②随机型（random）③成群型（clumped） 16．比较主要种群调节假说的优缺点。 ① 气候学派, 气候学派多以昆虫为研究对象，他们的观点认为，种群参数受天气条件强烈影响，他们强调种群数量的变动，否定稳定性； ② 生物学派, 生物学派主张捕食、寄生、竞争等生物过程对种群调节的决定作用； ③ 食物因素； ④ 自动调节学说，包括行为调节、内分泌调节和遗传调节。 17．简述生物繁殖方式的生态学意义。1包括有性繁殖和无性繁殖两种方式。2生态学意义：①在现有环境压力下的扩展性；②对多变环境的适应；③繁殖速度；④繁殖潜力；⑤在自然选择条件下的进化速度。3比较而言，无性繁殖在现有环境扩展性、繁殖速度、繁殖潜力方面优于有性繁殖，但对多变环境的适应性却较差。 18．简述动植物扩散的生物学及生态学意义。　　答：扩散是指生物体或繁殖体从一个生境转移到另一个生境的过程。动物扩散的生物学和生态学意义如下：①可以使种群内和种群间的个体得以交换，防止长期近亲繁殖而产生的不良后果；②可以补充或维持在正常分布区以外的暂时性分布区域的种群数量；③扩大种群的颁布区。对于动物来说，扩散可能带来遭到天敌侵袭、存活和繁殖成功率降低等诸多风险，但也可能降低暴露给捕食者了染上疾病的机会，增加遇到资源和配偶的机会。并由于杂种优势而产生更多的合适后代的机会。 19．理解繁殖价值、亲本投资、繁殖成本的含义。繁殖价值：是指在相同时间内特定年龄个体相对于新生个体的潜在繁殖贡献。亲本投资：有机体在生产子代以及抚育和管护时所消耗的能量、时间和资源量。繁殖成本：有机体在繁殖后代时对能量或资源的所有消费。 20．比较两种繁殖策略（r－选择和K－选择）。r—K选择理论在生产实践中具有什么指导意义？答：具体见下表： 21．种间关系有哪些基本类型？　　答：种间关系是指生活在同一生境中的不同物种之间的关系。种间关系有三大类，即有利、有害、无利无害，具体见下表：（两偏两竞，寄互捕中原） 22．生物密度效应的基本规律有哪两个？其主要特征是什么？答：生物密度效应：在一定时间内，当种群的个体数目增加时，出现的个体之间的相互影响。主要两个基本规律是指产量恒定法则和－3/2法则。前者是指在一定范围内，当条件相同时，不管一个种群的密度如何，最后的产量差不多总是一样，即Y=W*d=Ki .后者则是指当种群密度提高时会出现“自疏现象”，即W=C*d-a,其中a为一个恒值3/2。 23．什么是他感作用？研究他感作用有什么重要意义？他感作用：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。研究意义：①他感作用与歇地现象；②他感作用与植物群落中的种类组成；③他感作用与植物群落的演替。 24．什么是高斯假说与竞争排斥原理？高斯假说：当两个物种对同一种资源和空间的利用越相似，其生态重叠越多，竞争就越激烈。竞争排斥原理：在一个稳定的环境内，两个以上受资源限制的、但具有相同资源利用方式的种，不能长期共存。 25．理解生态位、基础生态位和实际生态位的含义。生态位：在生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。基础生态位：在生物群落中，能够为某一物种所栖息的、理论上的最大空间。实际生态位：在生物群落中，一个种实际占有的实际生态空间。 26．什么是生物群落？它的主要特征有哪些？答：生物群落是指在特定空间或特定环境下，具有一定的生物种类组成及其与环境之间彼此影响、相互作用，具有一定的外貌及结构，包括形态结构与营养结构，并具特定的功能的生物集合体。基本特征：①具有一定的外貌；②具有一定的种类组成；③具有一定的群落结构；④形成群落环境；⑤不同物种之间的相互影响；⑥一定的动态特征；⑦一定的分布范围；⑧群落的边界特征。 27．群落种类组成及其研究意义。答：以发展比较成熟的植物群落为例，群落组成主要有：①优势种（对群落的结构和环境的形成有明显控制作用的植物种）和建群种（优势层的优势种）；②亚优势种（个体数量和作用仅次于优势种的物种）；③伴生种（与优势种相伴存，但不起主要作用）；④偶见种或稀见种（在群落中出现频率很低的种类）。群落种类组成的研究意义：①群落种类组成是决定群落性质最重要的因素，也是鉴别不同群落类型的基本特征；②群落学研究一般都从分析种类组成开始。 28．群落结构的时空格局及其生态意义。答：群落结构的时间格局：主要是指群落波动（如群落季相变化）和群落演替。群落结构的空间格局：包括水平格局和垂直格局。生态意义：对群落结构的时空格局的研究是研究群落性质与功能、群落变化或演替必不可少的内容之一。 29．简述群落交错区的生态意义。答：群落交错区是两个或多个群落之间（或生态地带之间）的过渡区域。群落交错区是一个特殊的区域，具有相邻群落的特征又有自己独特的特征；群落交错区种的数量及一些种的密度有增大的趋势，也即边缘效应。　　　　生态意义：目前，人类活动正在大范围地改变着自然环境，形成许多交错带，如城市的民展，工矿的建设，土地的开发等。这些新的交错带，可以控制不同系统之间能量、物质与信息的流通。对生态系统交错区生物多样性、能流、物流及信息流的研究，有助于了解生态交错区对全球气候变化、土地利用、污染物的反应及敏感性，也有助于对变化的环境中怎样对生态交错带加以管理。 30．影响群落结构的因素有哪些？答：主要因素有：生物因素：竞争（引起生态位的分化）；捕食（泛化捕食者的捕食强度与植物多样性的关系是呈单峰曲线，具选择性的捕食者喜食的是群落中的优势种，则捕食可以提高多样性，如捕食者喜食的是竞争上占劣势的种类，则捕食会降低多样性。）。干扰：不同程度的干扰，对群落的物种多样性的影响是不同的；干扰对群落种不同层和不同层片的影响是不同的。空间异质性：空间异质性愈高，群落多样性也愈高。岛屿：广义上的岛屿是指一类群落被其它群落包围而成。岛屿的面积大小、隔离程度均对岛屿生物多样性有影响。 31．干扰理论与生态管理答：干扰理论：中等程度的干扰水平能维持高多样性。生态管理：如要保护自然界生物的多样性，就不要简单地排除干扰。 32．岛屿生态与自然保护 答：MacArthur 的平衡说认为，岛屿上物种数目是迁入和消失之间动态平衡的结果。岛屿生态主要内容：①岛屿上的物种数不随时间而变化；②.动态平衡，灭亡种不断被迁入的种所代替；③大岛比小岛能“供养”更多的种；④随岛距大陆的距离由近到远，平衡点的种数逐渐降低。在自然保护中的应用：①保护区地点的选择。为了保护生物多样性，应首先考虑选择具有最丰富物种的地方作为保护区，另外，特有种、受威胁种和濒危物种也应放在同等重要的位置上。②保护区的面积。按平衡假说，保护区面积越大，对生物多样性保育越有利。如果保护区被周围相似的生态系统所包围，其面积可小一些，反之，则适当增加保护区面积。③保护区的形状。保护区的最佳形状是圆形，如果狭长形的保护区包含较复杂的生境和植被类型，狭长形保护区反而更好。④一个大保护区还是几个小保护区好？许多研究认为，一个大的保护区比几个小保护区好。⑤保护区之间的连接和廊道。一般认为，几个保护区通过廊道连接起来，要比几个相互隔离的保护区好。⑥景观的保护。许多学者现在倾向对整个群落的保护，而景观水平的探索和研究越来越引起人们的重视。 33．群落结构的平衡说与非平衡说　答：平衡说：共同生活在同一群落中的物种处于一种稳定状态。非平衡说：组成群落的物种始终处在不断的变化之中，自然界中的群落不存在全局稳定，存在只是群落的抵抗性和恢复性。三点不同：①对干扰作用的强调不同；②对时间和变异的注意不同；③是封闭系统还是开放系统，认识不同。 34．简述群落演替及其类型 答：演替是一个群落被另一群落代替的过程，是朝着一个方向连续的变化过程。演替有很多类型：根据演替时间的长短可以分为世纪演替、长期演替和快速演替；根据演替的基质可以分为水生演替和旱生演替；根据演替的起始条件可以分为原生演替、次生演替；根据控制演替的主导因素可以分为内因性演替和外因性演替。 35．阐述主要的演替顶极学说。答：单元顶极论：在一个气候区内，群落会朝着与当地气候条件保持协调和平衡的演替顶极演替，即气候顶极。除气候顶极外，还有亚顶极、偏途顶极、前顶极、超顶极。　　　　多元顶极学说：在一个气候区内，群落演替的最终结果不一定都汇集于一个共同的气候顶极终点，只要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，就可以看作顶极群落。顶极---格局学说：在任何一个区域内，环境因子都是连续不断地