Allen定律：在寒冷地區(qū)生活的哺乳動物的四肢、耳、 鼻、尾均由明顯縮短的趨勢。 交互群落(ecotone)，交錯群落，群落交錯區(qū) n相鄰生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡帶，其特征是由相鄰生態(tài)系統(tǒng)之間相互作用的空間 、時間和強度所決定的，兩個或多個群落之間的過渡區(qū)即交互群落，這種過渡區(qū)有寬有狹，存在時間有長有短，交互群落擁有更豐富的物種多樣性。 邊緣效應(edge effect):保護區(qū)的中央或中心區(qū)域是可以最有效地保護物種的空間，但邊緣地區(qū)由于人為干擾等原因而保護功能常受到限制。標志重捕法(recapture method):是在野外估計動物種群大小或密度的一種方法。假設：標志動物對其存活不發(fā)生影響、標志動物與群體其他個體具有同樣的被捕獲可能 原理： 根據(jù)重新捕獲個體(n)中標志個體數(shù)(m)所占比例以及種群中全部已經(jīng)標志個體數(shù)量(M)來估計種群大小(N)。伯格曼定律(Bergmann law)：高緯度的恒溫動物比低緯度的相似種類個體要大。 捕食模型Lotka-Volterra predation model n被食者在捕食者作用下種群N增長受到抑制： dN/dt=rN-PN=（r-P）N n捕食者在被食者存在條件下種群增長：dP/dt=-r1P+NP=（-r1+N）P n其中：N、P為捕食者被食者種群大小，捕食效率和逃避效率； n若0, 被食者完全逃避，捕食效率0； 若增大，則捕食者對被食者壓力增大。食物鏈(food chain)：植物所固定的能量在一系列取食與被取食過程中傳遞所形成的鏈狀結構。食物網(wǎng)(food web)：上述能量傳遞很少形成單線的鏈狀結構，而是形成網(wǎng)狀的關系稱為食物網(wǎng)。 以食物鏈特點分類： 捕食食物鏈，牧食食物鏈； 碎屑食物鏈； 寄生食物鏈； 其他食物鏈。 以食物鏈所在生態(tài)系統(tǒng)分類 陸地食物鏈； 海洋食物鏈； 淡水食物鏈； 其他食物鏈。營養(yǎng)級trophic level：在生態(tài)系統(tǒng)中，所有處于食物鏈同一水平（營養(yǎng)水平）的生物的總和。捕食/牧食食物鏈：以食植性動物牧食植物開始、食肉動物捕食食草動物而形成生態(tài)系統(tǒng)能流主線的食物鏈稱為捕食食物鏈或牧食食物鏈,食物鏈開始時植物一般為生活著的植物。 碎屑食物鏈：在生態(tài)系統(tǒng)中，生物死亡后形成的碎屑被動物攝取而起始的食物鏈成為碎屑食物鏈。 在許多生態(tài)系統(tǒng)中，這種食物鏈是有機物質/能量消耗的主要途徑。如紅樹林生態(tài)系統(tǒng) 土壤、海洋生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)：生態(tài)系統(tǒng)的功能特征之一，環(huán)境中的物質（元素、水、化合物）由植物的光和作用或動物的攝食進入生態(tài)系統(tǒng)，并在食物鏈中傳遞，經(jīng)消費者或還原者將有機物質分解為重新可被植物利用的簡單化合物或元素返回環(huán)境的過程。生物地化循環(huán)biogeochemical cycle：指地球上的元素或簡單化合物循環(huán)境生物群落環(huán)境的途徑周轉的過程。有氣型循環(huán)，沉積型循環(huán)等。(水循環(huán)) 捕食作用(predation):兩物種共同生活，其一獲利另一受損表現(xiàn)為廣義捕食作用，實際上表現(xiàn)多種形式。 狹義或典型捕食作用：食肉動物為捕食者(predator)捕捉、損傷、殺死并以另一動物為食物(prey)，如虎捕食鹿特點：一般造成被食者死亡。 食草作用：食草動物牧食綠色植物，如羊吃草。 寄生作用：寄生生物從宿主獲取營養(yǎng)，一般不致宿主死亡 。擬寄生者(parasitoid), 寄生蜂將卵產(chǎn)在昆蟲卵中，緩慢殺死宿主。層片(synusia):是將植物按照種類、生活型進行劃分和組合所構成的群體結構 劃分： 一級層片為同種個體組合（相當于種群）， 二級層片是相同生活型的植物組合， 三級層片是不同生活型的組合（相當于群落） 特征：同一生活型的物種在數(shù)量、聯(lián)系程度發(fā)展到一定水平才構成層片，層片具有小環(huán)境，并組合構成群落，各層片具有一定的時空特征，其變化形成了群落的結構特征，群落中的各層片具有一定的獨立性，在群落中形成優(yōu)勢、伴生、偶見等層片頂級/頂級群落(climax)：演替最終達到穩(wěn)定階段，終點就是頂級，所形成的群落就是頂級群落。先鋒群落：在演替初始階段首先侵入演替空間并形成的群落為先鋒群落。演替階段(sere)：也成為系列，演替過程中的各群落類型都是演替階段 亞頂級(subclimax)：氣候頂級前的一個相當穩(wěn)定的演替階段偏途頂級(disclimax)：強烈而頻繁的干擾使演替在達到氣候頂級前停留在一個相當穩(wěn)定的階段，又稱分頂級或干擾頂級，如經(jīng)?；馃龑е卵萏嫱谀畴A段 前頂級(preclimax)：由于局部氣候適宜而產(chǎn)生的優(yōu)越氣候區(qū)的頂級 超頂級(postclimax)：由于局部干熱形成的穩(wěn)定群落 單元頂級論(monoclimax hypothesis)：Cowles & Clements等提出的一種解釋群落演替的學說，其大致內容如下：氣候是決定演替的最主要因素，其他均是第二位的。演替就是在一定空間不同群落順序出現(xiàn)的時間過程，經(jīng)過遷移、定居、群聚、競爭、反應、穩(wěn)定6個階段。當演替達到穩(wěn)定階段時，該群落是和當?shù)貧夂騾f(xié)調平衡的，就是頂級群落。同一氣候區(qū)內最終形成的都趨向于中生型生境的相對穩(wěn)定的氣候頂級。同一氣候區(qū)內由于地形、土壤、人為等因素差異可能出現(xiàn)不同的穩(wěn)定群落，稱為前頂級(包括亞頂級、偏途頂級、前頂級、超頂級)并認為這些頂級群落只要有足夠時間仍能形成氣候頂級。多元頂級論(polyclimax theory)：Tansley 1954提出，如果群落演替在一個生境中能自行繁衍并達到基本穩(wěn)定就結束其演替過程達到頂級，在一個氣候區(qū)域內并不一定匯集于單一的氣候頂級，同上，可以形成多種頂級，只要形成的群落基本穩(wěn)定，與環(huán)境形成了較好的協(xié)調，就是頂級。 地理變異(geographic variation) 廣布種的形態(tài)、生理、行為和生態(tài)特征在不同地區(qū)常常有顯著差異及地理變異氣候頂級(climatic climax)氣候頂級是Clements(1916)等單元頂級學說所提出的演替終點 演替條件可能千差萬別，先鋒群落也可能極不相同，但在一個氣候大致相同的區(qū)域內，最終演替都會趨向于中生型生境并發(fā)展成一個相對穩(wěn)定的群落，稱為氣候頂級 總/凈初級生產(chǎn)量gross/net PP 總初級生產(chǎn)量：植物經(jīng)光和作用所制造的有機物質總量（可計量為單位時間生產(chǎn)的能量或物質），未經(jīng)植物自身呼吸消耗。 凈初級生產(chǎn)量：植物的初級總生產(chǎn)經(jīng)植物自身呼吸消耗所留存的部分。在理論上是可以為消費者所利用的。 參考資料：影響植物凈初級生產(chǎn)力的因素 總初級生產(chǎn)=凈初級生產(chǎn)植物呼吸消耗 參考資料：次級生產(chǎn)量 次級生產(chǎn)量/力 secondary production/productivity次級生產(chǎn)指消費者通過攝取、吸收直接或間接來自植物生產(chǎn)的有機物質，通過消費者自身的生物過程將這些物質轉化為自身有機物質的過程，在此過程中，植物制造的有機物質所包含的能量也有部分轉化為消費者制造有機物質中儲存的能量。 參考資料：初級生產(chǎn)量群落演替(succession)概念：指在一定空間內，不同群落隨時間變化而逐次替代的過程 例：農田休耕雜草群落灌叢群落森林群落，在這一過程中隨植物群落主體的演化，動物群落也在變化 其他名詞 群落演替簡稱演替，有時稱為生態(tài)演替 本質：任何一個群落在形成的過程中改變了環(huán)境，隨著自身的發(fā)展、繁榮的同時也未自身的退出創(chuàng)造了條件原生/次生演替 primary/secondary succession蕪原：因自然或人為原因破壞了原來植被造成的裸地，雖無植被但存在植物繁殖體和動物、微生物等原生演替：開始于原生裸地或蕪原界面上的群落演替 次生演替：開始于次生裸地或蕪原界面上的群落演替 頂級-格局假說 climax-pattern hypothesisWhittaker(1953) 提出多元頂級學說的變型，認為： 1. 在任何區(qū)域內，環(huán)境因子都在不斷變化著，隨環(huán)境梯度的變化，形成各種類型頂級(氣候頂級、土壤頂級、地形頂級、火燒頂級)的連續(xù)變化格局 2. 在上述格局中，分布最廣且通常位于中心的頂級群落是優(yōu)勢頂級群落，常常是反應當?shù)貧夂蛱卣鞯?氣候)頂級群落演替模型 J.H.Connell & R. O. Slatyer,1977提出的演替模型有3種 1. 促進模型：物種替代是先期物種改變了環(huán)境條件，時環(huán)境不利于自身而利于其他物種的進入和繁盛，演替有順序和方向性。 2. 抑制模型：先期物種抑制后來物種，因而物種替代無一定的順序。演替方向取決于那些物種(機會種)先入侵。結局難于預測，非有規(guī)律替代。演替決定于物種的個體生活史和物種對策。 3. 忍耐模型：認為演替取決于物種的競爭能力。機會種在決定演替途徑上并不重要，有競爭能力的物種可能形成頂極群落的優(yōu)勢種。演替動力是物種的入侵還是初始種逐漸減少可能與開始情況有關。大/小環(huán)境，大/小氣候大環(huán)境： 地區(qū)環(huán)境、地球環(huán)境、宇宙環(huán)境 小環(huán)境： 直接影響生物生命活動的近鄰環(huán)境 大氣候： 地區(qū)以上范圍的氣候條件 小氣候：小環(huán)境的氣候條件 單體生物(unitary organism) 構件生物(modular organism)單體生物 個體由一個受精卵發(fā)育而成，形態(tài)上基本一致，器官數(shù)目基本固定的生物，如高等動物和多數(shù)自由活動的低等動物 構件生物 由一個合子發(fā)育形成一套構體(modules)組成的生物，構體產(chǎn)生構件，構件數(shù)量隨環(huán)境條件變化。如同種樹的枝條數(shù)量差異頗大 單體生物和構件生物的區(qū)別單體生物構件生物組成個體的器官形態(tài)數(shù)量分明器官形態(tài)數(shù)量差異較大器官左右前后四肢不能替代四肢有相同的年齡枝條、分蘗等各種構件可以有不同年齡來源均由一個受精卵發(fā)育而成構件器官可以產(chǎn)生新的器官環(huán)境影響器官數(shù)量受環(huán)境影響很小或無構件器官數(shù)量受環(huán)境影響大統(tǒng)計個體數(shù)量個體數(shù)量，構件數(shù)量例脊椎動物植物,及動物中固著生活的種類自然選擇類型 穩(wěn)定選擇(stabilizing selection):環(huán)境條件有利于處于正態(tài)分布性狀的中間類型淘汰兩側個體。如人類出生體重表現(xiàn)為穩(wěn)定選擇 定向選擇(directional selection)：環(huán)境條件有利于一側極端性狀，如大多數(shù)人工選擇 分裂選擇(disruptive selection)：環(huán)境對兩側極端個體有利。自然選擇模型 適合度W：具有某種基因型的個體存活率與其生育能力之乘積。 模型： Nt+1=（pt2w11+2ptqtw12+qt2w22）Nt pt+1=（ptw11+ptw12）pt）/（pt2w11+2ptqtw12+qt2w22） 假設純合個體A1A1適合度最高，A2A2適合度最低，雜合個體A1A2居中；設：W11=2, W12=1.75, W22=1.5 初始種群1000, A1基因初產(chǎn)生， p0=.0001, 則A2基因頻率為q0=1-p0， W11=m11l11, 即A1A1基因型個體的適合度； m11, l11為A1A1基因型個體的生育率和存活率；配子選擇(gamete selection)自然選擇可發(fā)生在配子上，即配子選擇 配子選擇表現(xiàn) 如果配子的活力與死亡率與基因有關，自然選擇就能夠獨立作用與配子群體從而表現(xiàn)配子選擇 如果花粉管的生長速度與基因有關，則這種花粉就有更多機會使卵受精，則植物的花粉就經(jīng)受了自然選擇親屬選擇(kin selection)如果個體行為有利于其親屬的存活能力或繁殖能力提高，且親屬個體具有某些相同的基因，則可出現(xiàn)親屬選擇 親屬選擇的作用 親屬選擇多與利它行為有關 親屬選擇對種群的社群結構(social structure) 有重大影響群體選擇(group selection)種群可分割為不連續(xù)的小群體，發(fā)生在小群體之間的自然選擇為群體選擇 不同看法 1. 認為最大生育能力使資源受到過度利用，對種群生存不利，而領域行為可以調節(jié)密度對最事宜的水平 2.基因是“自私的”，所以，沒有群體選擇性選擇(sexual selection)發(fā)生在性別差異上的自然選擇 性選擇表現(xiàn) 在種群內部個體的爭奪配偶的過程中，最強壯活躍的雄性才有機會傳遞自己的基因，因而其特征才在自然選擇的過程中得以保存。環(huán)境和環(huán)境因子environment & environmental factor 環(huán)境因子 凡對生物的生命活動產(chǎn)生影響的外界條件就是環(huán)境因子，又稱為生態(tài)因子。 1.生物，2.生命活動，3.影響，4.外界條件 生態(tài)因子(ecological factor)：即環(huán)境因子 環(huán)境 環(huán)境因子或生態(tài)因子的總和就是環(huán)境。 問題：生物的基因對生命活動影響深遠，是不是生態(tài)因子呢？環(huán)境因子分類之1依生物種類分類1 生物因子（biotic factor) 同種或異種生物是所研究生物的環(huán)境因子，它們可能影響所研究生物的生命活動。如在研究虎時，其它成為其食物的動物對虎的生命活動有重要作用。 2 非生物因子(abiotic factor) 環(huán)境中的各種物質或物質的屬性都可能成為影響所研究生物的環(huán)境因子。如溫度、濕度、風、土壤中的各種物質和營養(yǎng)元素，所在環(huán)境的緯度、高度等等。環(huán)境因子分類之2依性質分類 2.1 氣候因子 溫度、濕度、光、降水、風、氣壓、雷電等 2.2 土壤因子 土壤結構、土壤有機/無機質、理化性質和土壤生物 2.3 地形因子 地面起伏，山的陰/陽坡等 2.4 生物因子：參見按照物種分類 2.5 人為因子 人類活動對生物發(fā)生巨大影響，表現(xiàn)多方面，如污染等。 環(huán)境因子分類 之3依與生物密度關系分類密度制約因子(density-dependent factor) 環(huán)境因子中，對生物作用的強度隨生物的密度而變化的因子。 類型有正負兩類，在密度增加的狀態(tài)下，正者作用導致生物的密度進一步增長；負者導致密度的反饋性降低，有調節(jié)種群密度的作用。一般是生物因子常常為密度制約性的環(huán)境因子。如密度高時食物不足導致死亡率升高從而降低了種群密度，食物就成為密度制約性環(huán)境因子。 非密度制約因子(density-independent factor) 環(huán)境因子中，對生物作用的強度與生物密度變化無關的因子。如溫度等非生物因子。突然降溫導致部分生物死亡，這對密度大或小的種群的作用是相同的。環(huán)境因子分類 之4依因子的穩(wěn)定程度分類 穩(wěn)定因子 指終年恒定的因子，如太陽輻射、地磁等，主要決定生物的分布 變動因子 周期性變動的因子：周期性變化的因素，如潮汐，季節(jié)性氣候變化，晝夜變化如光照 非周期性變動的因子：風、捕食、寄生等因素 這些因子主要影響生物的數(shù)量變化抽彩式競爭(competive lottery)n抽彩式競爭：一旦群落出現(xiàn)斷層，哪個物種首先入侵斷層是隨機發(fā)生的 n條件：群落中具有入侵能力的物種多個，入侵物種具有阻止其他物種繼續(xù)進入的能力 生命表(life table)生命表 追蹤種群死亡過程的工具，將同時出生的個體的死亡過程推斷各 年齡組生命的平均存活幾率 結構 按照年齡組計算存活數(shù)、死亡率、生存期望 類型 動態(tài)生命表：初始種群個體同時出生 靜態(tài)生命表：以種群年齡結構或死亡年齡等資料為依據(jù)，假設個體同時出生制作 群落(community) 群落，生物群落(biocoenosis) 在一定時空條件下各種生物種群的有規(guī)律的集合。 生態(tài)系統(tǒng)中有生命的部分 植物群落，動物群落，微生物群落。斷層(gap)斷層：指連續(xù)群落的中斷部分。 形成 由于自然事件和人為原因對連續(xù)群落的局部破壞，如雷電、火燒、水流沖擊、泥石流覆蓋等，也可因動物活動部分破壞原來的群落局面 意義 斷層形成為生物入侵造成了可能 斷層對群落生物多樣性的影響 斷層研究對環(huán)境(群落)的生態(tài)管理的啟迪多度、蓋度、頻度、優(yōu)勢度等多度(abundance) ，對群落中各物種的個體數(shù)目多少的估測參數(shù) 密度(density)，單位空間的個體數(shù) 蓋度(coverage)，植物地上部分垂直投影占地面積百分比。蓋度比：上面積占總面積的百分比 頻度(frequency)，物種在全部樣方中出現(xiàn)的頻率 優(yōu)勢度，物種在群落中地位和作用重要程度，是一種綜合數(shù)量指標，不同作者采用上述不同指標綜合計算 其他參數(shù)：高度、重量、體積等， 反饋調節(jié)反饋(feedback) 系統(tǒng)的一個組分的變化，引起了另外組分的變化反過來又導致或調整前一組分的變化就是反饋 正反饋(positive feedback) 上述變化中，如果另外組分的變化導致前一組分變化的進一步加強就是正反饋，如麥克風對著擴音器會導致嘯叫 負反饋(negative feedback) 上述變化中，另外組分的變化導致前一組分的變化的減弱從而調整或控制變化的幅度即負反饋，如恒溫箱的控制即負反饋漸變群(cline)選擇壓力在地理空間上的連續(xù)變化，導致基因頻率或表現(xiàn)型形成一變異梯度成為漸變群 例：1. 豆粉蝶的翅中黑色素含量隨分布的海拔高度變化 2. 底鳉LDHB等位基因的漸變表現(xiàn) 平衡說1平衡說：主要強調群落的穩(wěn)定狀態(tài)；認為群落是因競爭,捕食,互利等種間關系而形成相互制約的整體。認為群落穩(wěn)定，群落內物種和個體數(shù)變化小,干擾引起的變化可以恢復。其主要支持為MacArthur的島嶼的物種遷入與滅絕相平衡的假說，也稱為平衡說 與此觀點相對的有非平衡說 平衡說2 , 島嶼物種平衡說 MacArthur的島嶼物種平衡說 假設隨物種數(shù)量增加而遷入率逐漸降低，而滅絕率漸增，最后達到平衡。平衡點即留居種數(shù)。遷入率和滅絕率與島嶼大小、距大陸遠近有關。非平衡說3, 群落結構 n在群落形成理論方面，有平衡說與非平衡說的爭論，兩種學說各有其道理和證據(jù) 非平衡說認為群落處于非穩(wěn)定狀態(tài)，變化的環(huán)境導致競爭結局是非排斥性的，競爭難于達到平衡（失利可遷移至另一小室）因而群落處于始終變化之中；群落是一個開放系統(tǒng)。其代表是Huston的中度干擾說 平衡說非平衡說物種數(shù)量變化穩(wěn)定狀態(tài)非穩(wěn)定狀態(tài)，始終變化數(shù)量變化的原因、結果群落為因競爭,捕食,互利等種間關系而形成相互制約的整體群落抗外界干擾的能力環(huán)境變化導致物種數(shù)量變化群落受干擾后恢復能力競爭失利導致滅絕競爭失利可遷至另一小室，斑塊狀分布研究代表MacArthur島嶼生物地理學Huston中度干擾說內容及結論物種數(shù)量的遷入/滅絕平衡中度干擾導致多樣性最大說明因種間關系群落穩(wěn)定，種/個體數(shù)變化小,干擾引起的變化可以恢復變化的環(huán)境導致競爭結局非排斥性系統(tǒng)的性質有一定的封閉性質開放系統(tǒng)，難于達到平衡立足點系統(tǒng)處于平衡點時刻的性質系統(tǒng)行為變化過程干擾引起的變化不大，可以恢復中度干擾說生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)定義：生態(tài)系統(tǒng)是生物群落與其環(huán)境通過物質循環(huán)、能量流通、信息交流而形成的一個功能單元 特征：結構功能單位 自我調節(jié)作用；具有功能特征：物質循環(huán)、能量流通、信息交流；營養(yǎng)層次；動態(tài)特征：隨時空條件的變化而變化生態(tài)系統(tǒng)成份 非生物組成： 無機物質：日光 ，水，各種元素，化合物等 有機物質：各種無生命的有機物質 氣候因素（物質的理化性質） 生物群落 生產(chǎn)者：綠色植物進行光合作用，將無機物質轉化為有機物質，并固定能量。此外還有化能合成細菌。 消費者：攝取、吸收生產(chǎn)者生產(chǎn)的有機物質合成自身的有機物，如動物等 分解者：吸收有機物，并將其最終轉化為無機物。Gaia假說之一 大地假說主要內容：假說認為，地球表面的溫度和化學組成是受地球表面的生命總體（生物圈）所主動調節(jié)的。 J. Lavelock 1965提出。英國科學家 Gaia假說之二假說的說明：地球和大氣是一個調控系統(tǒng)：地球大氣的化學成分、溫度和氧化狀態(tài)受天文的、生物的或其他的干擾而發(fā)生變化，產(chǎn)生偏離，生物通過改變其生長和代謝，對偏離作出反應，緩和地球表面的這些變化。使得地球大氣系統(tǒng)維持穩(wěn)定。中度干擾說(intermediate disturbance hypothesis)Connell等提出中度干擾說，認為中等程度的干擾可維持群落高水平的多樣性 干擾：指對群落正常過程的擾動、干擾 高頻度干擾，先鋒種不能發(fā)展到演替中期，多樣性低下 低頻度干擾可能使群落演替發(fā)展到最后，從而導致多樣性降低 中等程度干擾導致更多物種入侵和定居機體論(organismic school)認為群落是一個和生物個體、種群相似的自然單位，是有生命的系統(tǒng)。 群落的演替具有定向特征相當與生物的生活史或生物的發(fā)育，具有機體特征。 個體論(individualistic school)n與機體論相反，認為群落并不是一個自然單位，而是自然界中在空間和時間連續(xù)變化系列中的個區(qū)段。 群落沒有邊界；自然界沒有兩個群落是相同的因為環(huán)境變化導致的群落差異是連續(xù)的。 濕生/中生/旱生植物濕生植物 抗旱能力弱，不能長期忍耐缺水的植物，如水稻。 中生植物 適于生長在水濕條件適中的環(huán)境，結構介于上下兩種植物之間的植物。如大多數(shù)陸生植物。 旱生植物 抗旱能力強的植物，分布于干熱草原和荒漠環(huán)境。如仙人掌類植物。黑白瓶法測量水體初級生產(chǎn)力以對照瓶、遮光黑瓶、透光白瓶在水體光照深度內測量初級生產(chǎn)力的方法 原理：以水體溶解氧量為參數(shù)，對照瓶為水體狀況參照，白瓶為水體植物經(jīng)過光合作用和呼吸作用之后的參數(shù)，黑瓶為無光合有呼吸的參數(shù)?？捎嬎愠隹?凈初級生產(chǎn)量。 總初級生產(chǎn)量溶氧量白瓶溶氧量黑瓶 凈初級生產(chǎn)量溶氧量白瓶溶氧量對照 總呼吸量溶氧量對照溶氧量黑瓶 互利共生在一個時空條件下的兩物種的相互作用，可能表現(xiàn)為雙方均因共生而獲得利益 1 行為上：牛背鷺及其他鳥類清除有蹄類動物背部寄生蟲，裂唇魚(Labriodes)專吃笛鯞(Lutijanus)類口腔和斯鰓部的寄生生物 2 傳粉：傳粉動物，昆蟲、蝙蝠、鳥等與傳粉植物之間 3 植物與微生物：豆科植物與固氮菌 4 動物與微生物：白蟻和鞭毛蟲，消化木質素 基底(Substratum)生物(動物)所附著的物質的表面。 基底和介質 基底附著表面，可有或無，種類繁多 介質在其中， 不可缺， 空氣和水 基底類型 水體基底：水面，泥沙，巖石，人造物 陸地基底：巖石土壤，生物體，人造物，水面 優(yōu)勢種(dominant species)概念：群落中起決定和控制作用的物種 性質難于判斷，常常用數(shù)量來判斷 數(shù)量判斷的界限常常由研究者自定建群種(constructive species)群落優(yōu)勢層次中的優(yōu)勢種為建群種 高緯度森林和草原的建群種多為單種，這種群落為單建群種群落 低緯森林草原的建群種常為2個以上物種，這種群落成為共建種群落亞優(yōu)勢種/伴生種/偶見種 subdominant/companion/rare speciesn亞優(yōu)勢種：群落中作用僅次于優(yōu)勢種的物種，但在某些方面有重要作用 n伴生種：群落中相伴優(yōu)勢種而存在的常見物種，但作用并不突出 偶見種/罕見種：群落中出現(xiàn)頻率很低的物種，常常是種群本身的數(shù)量較少進展演替和逆向演替Clements 認為演替有一定的方向性。在自然狀況下，演替總是向前發(fā)展的， 進展演替(progressive succession) 正向進行的演替，如荒漠草地灌叢森林 逆行演替(regressive succession) 與正常演替順序相反的演替，常為人類干擾造成，如森林灌叢草地荒漠生態(tài)幅度指Shelford 規(guī)律中的生物適應環(huán)境因子梯度范圍的廣、狹。 生態(tài)學 生態(tài)學是研究生物/生命系統(tǒng)與環(huán)境/環(huán)境系統(tǒng)間相互關系的科學。 穩(wěn)態(tài)/非穩(wěn)態(tài)（homeostasis）生物維持內環(huán)境因子穩(wěn)定在相對狹小的幅度上的生理特征為穩(wěn)態(tài)機制。 約丹定律(Jordan law)n定律內容：在低溫條件下生活的魚類脊椎增多，個體較大。 原因：溫度較低，性成熟延緩，能量分配用于生長較多。李必希定律(Liebig law)在穩(wěn)定條件下處于最小量的營養(yǎng)元素將影響植物的生命活動，成為限制因子。 希爾福德定律(Shelford law)之一定律：生物在任何環(huán)境因子隨梯度變化時都有各自的最適梯度范圍、亞適應范圍，和不適應范圍，并有耐受的高、低兩個梯度極限，在此限度之外，生物不能生存。 生物對適應范圍的表現(xiàn)： 1. 群體數(shù)量變化 2. 生命活動的能力變化：存活與否，正常生活與否，能夠繁殖與否等等。 3. 極限梯度檢驗：半數(shù)死亡率限制因子和限制作用限制因子： 當環(huán)境因子在沿梯度變化時接近或達到生物的耐受極限而阻礙生物的生命活動時就成為限制因子。 限制作用 上述對生物生命活動的阻礙作用就是限制限制作用。 環(huán)境因子并不是總對生物起限制作用，只有當其沿梯度范圍變化達到一定程度的時候才對生物的生命活動起到限制作用，才成為限制因子。馴化(acclimation) (acclimatisation) 在實驗條件下誘發(fā)的生理補償機制。過程迅速。 在自然環(huán)境下所誘發(fā)的生理補償變化。過程較緩慢。 休眠(dormancy)指生物以降低新陳代謝率使身體處于不活動狀態(tài)度過不良條件的生理狀態(tài)。 蟄伏(torpor)：同休眠，一般指冬眠，多用于文學。 休眠的類型 夏眠：夏季發(fā)生的休眠，如非洲肺魚的夏眠。 冬眠：發(fā)生在冬季，如兩棲類冬眠。 冬睡：指食肉類冬季休眠，如熊。其休眠有別于冬眠，并不呈麻痹狀態(tài)，心搏、呼吸頻率降低有限，隨時可出眠自衛(wèi)，妊娠等生理活動可繼續(xù)，食物不足時可不進行冬睡。有效積溫法則法則內容：生物發(fā)育階段所需要的總熱量是一個常數(shù)： K=N(T-C)，K=常數(shù)，總溫度；N=發(fā)育所需時間；T =發(fā)育所需時間；C=發(fā)育的起點溫度。 應用：1.預測（發(fā)生代數(shù)、范圍，程度）；2.制定農業(yè)區(qū)劃；3.預報農時滯育（diapause） n滯育：節(jié)肢動物在其生活史中生長發(fā)育或生殖暫時中止的生理現(xiàn)象。 n誘因：引起滯育的因子有光照、溫度及食料等， 其中以光照的作用為最大，溫度次之。 滯育與休眠差異：休眠由不利環(huán)境條件（主要是溫度和濕度）引起，而可由適宜的條件來防止其發(fā)生，業(yè)可以迅速使它消除。滯育雖也由不利環(huán)境條件引起，但一旦進入滯育后，必須經(jīng)過教長的時間，并要求一定的刺激因素（主要是低溫）再回到合適條件下才能繼續(xù)發(fā)育。 注：在脊椎動物中也發(fā)現(xiàn)有滯育現(xiàn)象。適應組合（adaptive suites）內容：生物所表現(xiàn)的對特定環(huán)境條件在形態(tài)結構、生理生化特征及行為上的相互協(xié)調的一整套適應成為適應組合。 1. 形態(tài)適應：隔熱性能極好的毛皮 2. 生理適應：利用代謝水，體溫過熱節(jié)水，高尿液體液濃度比 3.行為適應：可大量飲水，選擇含水充分的食物，選擇適宜活動時間滲透壓穩(wěn)定/隨變動物 homoi -/poikil-osmotic animals滲透壓穩(wěn)定動物,又稱為恒滲動物，滲透壓調節(jié)動物(osmoregulator)指體液滲透壓濃度保持恒定，不隨環(huán)境滲透濃度的變化而改變的動物，具有調節(jié)機制。 如硬骨魚類，草履蟲 滲透壓隨變動物(osmocomformer)：又稱為變滲動物，指體液滲透壓濃度隨著環(huán)境滲透濃度的改變而改變的動物，自身無調節(jié)機制。 如很多的海洋無脊椎動物增長率(increasing rate)概念：增長率指種群經(jīng)過一段時間之后種群大小的變化，導致變化是由于種群出生率/死亡率，遷入/遷出等作用的結果 有多種表示 種群凈增殖率，凈增殖率：經(jīng)過一個世代種群大小增長（或減?。┑谋堵?R0lxmx, 種群增長率：在一定時間內種群大小增長的能力（或比率）,r=lnR0/T, T:世代時間 內稟增長率：即種群本身具有的增長能力； 最大內稟增長率：理想狀態(tài)下種群所表現(xiàn)出的種群增長能力； 周限增長率：經(jīng)過一定的時間間隔種群增長的倍率；er，Nt=N0ert, 若t確定，則=Nt/N0種間關系，種間相互作用等 兩個或兩個以上物種共同生活在一個時空條件下所表現(xiàn)的各種相互之間的作用和影響 類型（A、B兩物種之間，表示受益，表示受損,O表示無顯著影響）種間競爭 (interspecific competition)兩個或兩個以上物種因要求相同資源而表現(xiàn)出均受到不良影響的相互作用 競爭排斥原理 competive exclusion principle 又稱高斯假說 表述 要求共同資源的物種不共存 高斯的實驗研究表明具有相同資源需求的兩個物種，因競爭而導致其一受到排斥的局面 分析 實驗室條件和自然界條件的差異 野外動物滅絕也有被認為是種間競爭所導致競爭模型，種間競爭模型 interspecific competion model1. Lotka-Volterra 模型 dN1/dt=r1N1（K1-N1-N2）/K1 dN2/dt=r2N2（K2-N2-N1）/K2 其中：（）分別表示N2（N1）個體相當于（）個N1個體；N,K同邏輯斯諦模型 2. Tilman 模型 植物對資源競爭的模型，種群（population）定義：在一定時空條件下，由同種生物的個體所構成的群體。 1 時空條件：一個種群占據(jù)一定的空間范圍，種群數(shù)量隨時間而變化，種群表現(xiàn)一定空間特征。 2. 同種個體：是理論上可以隨機相互配育的，這是種群的遺傳學特征。 3. 群體表明種群中擁有一定數(shù)量的個體，當種群數(shù)量減少的一定程度的時候，種群將必然走向滅亡。種群生態(tài)學(population ecology)是研究種群的數(shù)量、分布以及種群與其棲息環(huán)境中的生物和非生物因子的相互作用。 在種群水平上研究生物與環(huán)境關系。 種群生物學 包括種群生態(tài)學和種群遺傳學兩個內容 種群遺傳學 研究種群中的遺傳過程，包括選擇、基因流、突變和遺傳漂移等。種群動態(tài)（population dynamics)種群動態(tài)就是指種群隨時間而表現(xiàn)出來的數(shù)量變化規(guī)律以及導致這種變化的原因。 表現(xiàn)：種群數(shù)量，即種群大小或密度如何變化；種群在空間分布的變化；變化的原因等 種群動態(tài)重要性 種群動態(tài)是種群生態(tài)學的核心問題 人們有理由認為種群在自然界的數(shù)量變化有其規(guī)律，因而從理論上探討這一規(guī)律成為種群生態(tài)學的重要內容。種群大小(population size)種群大小指組成種群的個體數(shù)量，但一般仍有空間范圍或單位 種群密度(population density)單位空間的種群大小 空間單位：面積、容積、條塊、線狀 種群大小單位：個、生物量、其他任何表達多少的參數(shù) 相對/絕對密度 絕對密度：同上，實際表示出單位空間的種群大小 相對密度：可表達單位空間種群個體多少的參數(shù) 粗密度與生態(tài)密度 crude/ecological density粗密度，又稱整體密度 指在未區(qū)分生物所要求生境的情況下所估算的種群密度 如在未區(qū)分水體和陸地的情況下，以整體空間除水體中的某魚類的總生物量和個體數(shù)量 生態(tài)密度 按照生物所適應的生境估算單位空間的生物數(shù)量所得密度為生態(tài)密度 如將水體面積除水體中的某魚類的總生物量和個體數(shù)量種群個體分布型 distribution pattern指種群中個體在種群所占據(jù)空間中的位置狀態(tài)或分布格局，類型，如均勻、隨機和集群分布 判別：方法多種，如取各樣本中個體數(shù)量，用方差和均值比(S2/m)判別 S2/m=0為均勻分布， S2/m=1隨機分布， S2/m1為集群分布種群出生率(natality)種群產(chǎn)生新個體的能力 單位種群個體在一定時間區(qū)段內產(chǎn)生新個體的比例：N=Nnew/N, N:種群大小，Nnew:單位時間內出生的新個體 最大出生率:無限環(huán)境下種群的生理可能表現(xiàn)的出生率 生態(tài)出生率:在特定環(huán)境下種群實際表現(xiàn)的出生率死亡率(mortality)種群中個體死亡的比例 種群在一定時間內死亡個體在種群中所占比率：d=Ndead/N, Ndead死亡個體數(shù)，N種群大小 最小死亡率：在理想狀態(tài)下，種群在其個體均活到生理壽命所表現(xiàn)的死亡率 生態(tài)死亡率：在特定環(huán)境條件下種群所實際表現(xiàn)的死亡率性比(sex ratio) 種群中不同性別個體所占的比例 一般認為高等脊椎動物較多表現(xiàn)為1：1的性別比例 正常的性比常常是種群正常增長的條件年齡分布(age distribution)年齡分布，年齡結構，年齡錐體 種群中不同年齡組個體的比例或配置狀況 按比例將上述資料制圖形成的錐體為年齡錐體或年齡金字塔 年齡錐體類型 增長型：幼體比重大，老年比重小，出生率大于死亡率 穩(wěn)定型：老、中、幼比例適當，出生率與死亡率相當 下降型：幼體比重小而老年比重大，出生率小于死亡率 生存曲線(survivorship)生存曲線，存活曲線，Deevey-survivorship 種群隨時間變化的存活數(shù)量在半對數(shù)坐標制圖即可得到Deevey生存曲線 Deevey存活曲線類型 I型：如大型哺乳 II型：如鳥類 III型：如魚、蟲指數(shù)模型 n世代交替種群的指數(shù)增長模型 dN/dt=rN ，Nt=N0ert r:增長率，N:種群大小 條件：無限環(huán)境增長率(increasing rate)概念：增長率指種群經(jīng)過一段時間之后種群大小的變化，導致變化是由于種群出生率/死亡率，遷入/遷出等作用的結果 種群凈增殖率，凈增殖率：經(jīng)過一個世代種群大小增長（或減?。┑谋堵?R0lxmx, 種群增長率：在一定時間內種群大小增長的能力（或比率）,r=lnR0/T, T:世代時間 內稟增長率：即種群本身具有的增長能力； 最大內稟增長率：理想狀態(tài)下種群所表現(xiàn)出的種群增長能力； 周限增長率：經(jīng)過一定的時間間隔種群增長的倍率；er，Nt=N0ert,t確定，則= Nt/N0=er 凈增值率凈增殖率：經(jīng)過一個世代種群大小增長（或減?。┑谋堵?R0lxmx Nt=N0ert, Nt/N0=ert，當t為一個世代時，t=T, 即 R0 = NT/N0 ，則 R0=erT 注意： R0=erT， r=ln R0 /T 若降低r則必須降低R0或加大T,這是我國計劃生育政策的生態(tài)學理論依據(jù)：為什么？邏輯斯諦模型(logistic model)模型前提 a. 環(huán)境載力；b.每增長1個體作用相同； 方程： =rN N:種群大小，r:種群增長率，K:環(huán)境載力 模型特點 拐點處增長速度最快世代不重疊的種群增長模型模型：Nt+1=Nt， Nt+1/Nt ：世代增長率，周限增長率。 1，種群穩(wěn)定。 平衡密度的設置：Neq 模型：Nt+1=1.0-B（Nt-Neq） Nt 模型表現(xiàn)a.增長平衡；b.振蕩；c.波動消亡 時滯對種群增長的影響最后產(chǎn)量衡值法則 law of constant final yield在密度變化的一定區(qū)間內，最終產(chǎn)量是恒定的而與播種的密度無關 c=wd, c: 總產(chǎn)量，w:平均株重，d:密度 種內競爭激烈，在資源有限的條件下，密度升高，則植株變小，構件減少-3/2自疏法則（the 3/2 thinning law） n內容：播種密度超過某一臨界密度，則不僅影響植株的生長發(fā)育（速度），而且影響到種群的存活率，種群表現(xiàn)為密度越高，密度制約性死亡發(fā)生越早，且死亡率越高。自疏表現(xiàn)早晚在密度與平均株重的坐標圖中表現(xiàn)出-3/2斜率的自疏線。原因：種內競爭，資源匱乏導致部分個體死亡，但為何形成-3/2斜率的自疏線則尚無圓滿解釋。性別生態(tài)學(sex ecology)研究各物種種群內部性別關系類型、動態(tài)及其決定的環(huán)境因素即性別生態(tài)學 有性繁殖和無性繁殖的意義，如何形成？ 動物婚配制度的類型、意義、與環(huán)境因素的關系 植物性別系統(tǒng)的表現(xiàn)，意義及與環(huán)境關系領域、領域性 territory, territorility領域：由動物個體、群體所獨占的排斥同種其他個體或群體進入的空間 領域性與動物物種 很多脊椎動物具有領域行為，成為領域性的物種或個體 領域行為的意義 一般認為領域行為保障了資源獨占，對調節(jié)種群密度具有一定意義社群等級(social hierarchy)指動物種群中各個動物的地位具有一定的順序地位的現(xiàn)象 表現(xiàn) 個體與個體間的支配從屬關系 對資源利用（如取食、交配等）的順序關系 家雞中的啄序（peck order），靈長類中的首領，昆蟲中的分工等利它行為(altruism)動物種群中的一個個體犧牲自我而使得群體或其他個體獲得利益的行為 表現(xiàn) 社會性昆蟲的保衛(wèi)巢穴個體的行為 高等動物的親代關懷(parental care) 一些動物保衛(wèi)巢穴時的吸引捕食者行為 利它行為發(fā)生的群體水平 對直系親屬有利，家庭選擇 對近親家族有利，親屬選擇 對整個群體有利，群體選擇偏利作用 偏利共生 在一個時空條件下的兩物種的相互作用，可能表現(xiàn)為其一因共生而獲得利益，但另一物種未因此而受明顯影響 偏害作用 偏害共生 在一個時空條件下的兩物種的相互作用，可能表現(xiàn)為其一因共生而受到損害，但另一物種未因此而受明顯影響 中性作用 中性共生 在一個時空條件下的兩物種，可能表現(xiàn)為并無利害關系可視為中性作用。 例 大象與螞蟻生態(tài)位(niche) Hutchinson的多元生態(tài)位概念生境指生物在環(huán)境中的空間位置 對不同的環(huán)境變量的定量描述所形成的多元空間體積即為物種的生態(tài)位。 空間異質性 spacial heterogeneity概念：群落的空間環(huán)境的非均勻表現(xiàn)，主要指群落空間的層次性和水平的差異性。 水平表現(xiàn) 群落底面的差異：水生群落底面和陸生群落的地面的不均勻表現(xiàn) 空間層次表現(xiàn) 陸地群落內部海拔高差的存在 群落內植被形成的層次，如森林中的葉簇層次、灌叢層次、草本層次、地面層次等 對生物多樣性影響 空間異質性豐富導致生物多樣性豐富庫、池，pool指生物地化循環(huán)中貯存元素或物質的地理單位或量。 林德曼規(guī)律(Lindemans law) 又稱為“林德曼效率”，“十分之一規(guī)律”從一個營養(yǎng)級到下一個營養(yǎng)級的能量傳遞效率大約為百分之十（10%）。 生物圈(biosphere)地球表層有生物棲居的范圍，包括生物本身及其賴以生存的自然環(huán)境，并可看作地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)。有人認為生物圈僅指生物總體而不包括它周圍的自然環(huán)境，而另以生態(tài)圈一詞來概括二者。 生物圈的范圍 地球表層又大氣圈、水圈和巖石圈構成，三圈中適于生物生存的范圍就是生物圈。生態(tài)平衡(ecological equilibrium)在一定時空條件下，生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能表現(xiàn)為相對穩(wěn)定，能量與物質的輸入、輸出接近相當，外來干擾所引起的變化可由自我調節(jié)而恢復到原初的穩(wěn)定狀態(tài)，生態(tài)系統(tǒng)的這種狀況即為生態(tài)平衡。 反饋調節(jié)反饋(feedback) 系統(tǒng)的一個組分的變化，引起了另外組分的變化反過來又導致或調整前一組分的變化就是反饋 正反饋(positive feedback) 上述變化中，如果另外組分的變化導致前一組分變化的進一步加強就是正反饋，如麥克風對著擴音器會導致嘯叫 負反饋(negative feedback) 上述變化中，另外組分的變化導致前一組分的變化的減弱從而調整或控制變化的幅度即負反饋，如恒溫箱的控制即負反饋影響生態(tài)平衡的因素自然因素 主要表現(xiàn)在環(huán)境突變上。如隕石撞擊、影響的局限性和廣泛性火山爆發(fā)、地震、山洪、水/旱災、海嘯、泥石流、電擊火燒。特點：局限性。 人為因素 特點普遍性和加劇表現(xiàn)。關鍵物種人為滅絕（獵捕、生境、經(jīng)濟原因）；引種導致食物鏈破壞：物種的引入（有意、無意）；砍伐森林，破壞植被木材需求（人口增長）、戰(zhàn)爭、政治原因；污染，農業(yè)、生活、工業(yè)原因（如除草劑、化學藥品、除蟲劑）；人類的大型工程建設；人類工業(yè)重大事故；此外如基因工程的潛在危險等等。如何調整被破壞的生態(tài)平衡收獲量與生產(chǎn)量關系 調整食物鏈 從生態(tài)系統(tǒng)整體性考慮問題：如大型工程綜合考慮。 從生態(tài)學角度和整體角度考慮和規(guī)劃生態(tài)區(qū)域及工業(yè)、農林牧業(yè)發(fā)展方向； 人造高產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展； 建立自然保護區(qū)； 控制和治理污染生態(tài)金字塔 ecological pyamid 又稱為營養(yǎng)金字塔，生態(tài)、營養(yǎng)錐體 n表示生態(tài)系統(tǒng)中能量、生物量和個體數(shù)量在各營養(yǎng)級分布比例的圖形。方框長度代表各級能量、生物量或個體數(shù)量 大小按營養(yǎng)級順序由下而上疊置在一起，又分別稱為能量/生物量/數(shù)量錐體(或金字塔)。 比較這3種錐體，只有能量錐體能夠較切實地反映生態(tài)系統(tǒng)功能。生物量錐體易夸大大型動物作用，數(shù)目錐體夸大小型動物的作用。生態(tài)入侵(ecological invasion)概念：生態(tài)入侵指由于人類有/無意識將非本地區(qū)系的生物物種帶入，因環(huán)境適宜該生物種群迅速增長而不斷擴大分布區(qū)的現(xiàn)象 1.人類作用；2.非本地區(qū)系；3.增長擴大分布區(qū) Jordan law（約丹定律）n定律內容：在低溫條件下生活的魚類脊椎增多，個體較大。 原因：溫度較低，性成熟延緩，能量分配用于生長較多。周轉期、周轉率、流通率n在貯庫中某種物質全部更新一次所需的時間為周轉期。 單位時間某種物質在貯庫中周轉的量占貯庫總量的比率為周轉率或流通率。生物多樣性(biodiversity) 生物多樣性即生物的個體和群體以及它們的賴以生存的從基因到生態(tài)系統(tǒng)的各等級的生命組