1、緒論部分生態(tài)學：是研究有機體與周圍環(huán)境相互關(guān)系的科學。生態(tài)學研究對象生態(tài)學是研究生物與生物，生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學。生態(tài)學主要研究以下三種關(guān)系：（1）生物與環(huán)境的關(guān)系；（2）各種生物之間的關(guān)系；（3）環(huán)境各要素之間的關(guān)系生態(tài)學研究的三大對象：1、以自然生態(tài)系統(tǒng)為對象；2、以人工或半人工生態(tài)系統(tǒng)為對象。3、以社會生態(tài)系統(tǒng)為對象。著名的生態(tài)學家以及他們對于生態(tài)學發(fā)展作出的重要貢獻1、德國博物學家赫克爾（Haeckel）1866年最早提出生態(tài)學一詞2、RobertRicklefs的生態(tài)學著作自然經(jīng)濟學3、Haeckel,（1869,德）：研究生物與環(huán)境（包括生物環(huán)境和非生物環(huán)境）相互關(guān)系的科學

2、。4、Elton,（1927,英）：在動物生態(tài)學中定義生態(tài)學科學的自然史5、Kawkapob（1945,蘇）：研究生物的形態(tài)、生理和行為適應性的科學。6、Andrewarthes,（1954,澳）：研究生物有機體的分布和多度的科學。7、Odum,（1963,美）：研究生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的科學。8、我國的生態(tài)學家馬世俊在1980年提出，生態(tài)學是研究生命系統(tǒng)之間的相互作用及其作用機理的科學。9、Charles,（1985，加）研究生物的分布規(guī)律和豐度變化的科學。10、E.Odum,著生態(tài)學基礎教科書，提出生態(tài)系統(tǒng)的概念，對大學的生態(tài)學教學和研究具有重要影響。11、約翰泰勒和愛麗絲泰勒在1973年創(chuàng)

3、辦，由南加州大學管理，授予對發(fā)現(xiàn)和解決世界范圍的環(huán)境問題做出重大貢獻的科學家，被譽為生態(tài)學領(lǐng)域的諾貝爾獎生態(tài)學的基本研究方法.野外觀測；.受控實驗；.理論研究第一章、生物與環(huán)境一、環(huán)境與生態(tài)因子環(huán)境：是指某一特定生物體或生物群體周圍一切的總和，包括生物生存的空間及直接或間接影響該生物體或生物群體生存的各種因素。大環(huán)境：是指地區(qū)環(huán)境、地球環(huán)境和宇宙環(huán)境。大氣候：是指大環(huán)境中的氣候，是地面1.5m以上的氣候。小環(huán)境：是指特定生物棲息地小范圍內(nèi)，對生物有直接影響的鄰接環(huán)境。小氣候：小環(huán)境中的氣候，是指近地面大氣層中1.5m以下的氣候。生態(tài)因子：是指環(huán)境要素中對生物起作用的因子，如光照、溫度、水分、氧

4、氣、二氧化碳、食物和其它生物等。生態(tài)因子的各種分類1）按其性質(zhì)分為：氣候因子、土壤因子、地形因子、生物因子和人為因子。2）按有無生命的特征分為：生物因子和非生物因子。3）按生態(tài)因子的作用強度是否與動物的種群密度有關(guān)，將其分為：密度制約因子（調(diào)節(jié)數(shù)量）和非密度制約因子（決定分布）。（相對性）4）按生態(tài)因子的作用特點，分為：穩(wěn)定因子和變動因子。穩(wěn)定因子決定著生物的分布，而變動因子決定著生物的分布（周期性變動因子）和數(shù)量（非周期性變動因子）。二、生態(tài)因子對生物作用的特點選擇性：指生物喜歡的那個溫度范圍，即最適范圍。耐受性：指生物能生存和繁殖的溫度范圍，有上下限，耐受范圍也叫生態(tài)幅。抗性：指生物的生命

5、周期中某一個特殊時期能經(jīng)受最惡劣環(huán)境條件的范圍。生態(tài)因子對生物作用的特點：1、綜和性：每一個生態(tài)因子都是在與其它生態(tài)因子的相互影響、相互制約中起作用的，任何一個因子的變化都會在不同程度上引起其它因子的變化，形成綜合作用。2、非等價性：對生物起作用的諸多生態(tài)因子，它們作用的大小是不相等的，其中有1-2個是起主要作用的主導因子。主導因子的改變常會引起其它生態(tài)因子發(fā)生明顯變化，從而對生物的生長發(fā)育產(chǎn)生明顯的影響。3、階段性：生物在生長發(fā)育的不同階段往往需要不同生態(tài)因子或同一生態(tài)因子的不同強度。4、不可替代性和可調(diào)劑性：生態(tài)因子雖非等價，但都不可缺少，一個因子的缺失不能由另一個因子來代替。但某一因子的

6、數(shù)量不足，有時可以由其他因子來補償。5、直接作用和間接作用：生態(tài)因子對生物體的作用可以分為直接作用和間接作用。三、生態(tài)因子對生物的制約最小因子定律：在穩(wěn)定條件下，任何特定因子的可利用量低于生物所需最小量時，這種物質(zhì)將成為一個限制因素，限制其它處于良好狀態(tài)的因子發(fā)揮效應，進而限制生物的生存和分布（綜合性、非等價性）。最小因子定律也就是我們常說的笊桶定律限制因子定律：任何生態(tài)因子，當接近或超過某種生物的耐受性極限而阻礙其生存、生長、繁殖或擴散時，這個因子就成為限制因子。耐受定律：任何一個生態(tài)因子在數(shù)量上或質(zhì)量上的不足或過多，當其接近或達到某種生物的耐受限度時，會使該種生物減少或滅絕。生態(tài)幅：生物對

7、各種生態(tài)因子的耐受范圍，由生物的遺傳特性決定，能夠經(jīng)馴化而發(fā)生改變。內(nèi)穩(wěn)態(tài)機制：生物通過生理或行為來控制自身的體內(nèi)環(huán)境（體溫、糖、氧濃度、體液組成），使其保持相對穩(wěn)定的機制。三個定律的相同點和不同點，相關(guān)的生態(tài)學家1、最小因子定律：1840年，由德國有機化學家利比希提出。應用最小因子定律的前提：、必須是在穩(wěn)定條件（物質(zhì)和能量的輸入和輸出平衡）下才能運用；、應考慮生態(tài)因子之間的補償作用。（補償性）如：軟體動物在鈣缺乏時用銅作補償；植物光合作用中光照和溫度的相互補償?shù)取?、限制因子定律：1905年，布萊克曼發(fā)展了最小因子定律，提出了限制因子定律。某個因子不足時會成為生物的限制因子，但某個因子過量時

8、，同樣會成為限制因子。例如過高的溫度、過強的光照或過多的水份。3、耐受性定律：基于最小因子定律和限制因子的概念，美國生態(tài)學家謝爾福德（V.E.Shelford）于1913年提出了耐受性定律。耐受性定律的優(yōu)點：、考慮了生態(tài)因子量的變化；、估計了生物本身的耐受限度（階段性）；、包括了生態(tài)因子間的相互作用。了解生物生態(tài)幅發(fā)生變化的情況四、幾個主要生態(tài)因子的作用1、光陽光：太陽表面以電磁波的形式釋放的能量，即太陽輻射。光質(zhì)：陽光的光譜成分組成稱為光質(zhì)。可見光：人類和大多數(shù)脊椎動物能看見的陽光光波范圍。光合有效輻射：綠色植物光合作用所能利用的太陽輻射中可見光范圍之內(nèi)的有限波帶。黃化現(xiàn)象：在黑暗條件下，植

9、物不能合成葉綠素，但能形成胡蘿卜素，導致葉子發(fā)黃的現(xiàn)象。光合能力：接收到的太陽輻射能飽和，溫度適宜、相對濕度高、大氣中CO2和02的濃度正常時的光合作用速率。光飽和點：在一定范圍內(nèi)，植物的光合能力與有效光強成正比，達到一定強度后實現(xiàn)飽和，再增加光強，光合能力也不會提高，這時的光強稱為光飽和點。光補償點：光合作用的有機物合成剛好與呼吸作用的有機物消耗相等時的光照強度。光照長度：白晝的持續(xù)時間或太陽光的照射時間。光周期現(xiàn)象：借助于自然選擇和進化形成了各類生物所特有的對日照長度變化的反應方式。陽光（光質(zhì)、光強、光照時間）在地球上的分布和變化規(guī)律、對生物的意義（生態(tài)學意義）1、地球表面光質(zhì)分布的規(guī)律在

10、空間變化上，低緯度地區(qū)短波光多，高緯度地區(qū)長光波多；短波光隨海拔升高而增多。在時間變化上，夏季短光波多，冬季長光波多；中午短光波多，早晚長光波多。光質(zhì)在水中的變化更大，波長越短，穿透能力越強；能深入海底的都是藍綠光。2、光照強度在地球表面有空間和時間的變化。1）空間變化：緯度、海拔高度、地形和坡向緯度變化：光照強度在赤道最大；隨著緯度的增加，太陽高度角變小，光照強度相應減弱。海拔變化：因為海拔高度越高，空氣密度越稀薄，光照強度隨著海拔高度的升高而增強。坡向和坡度變化：在北半球溫帶地區(qū)太陽的位置偏南，南坡所接受的光照要比平地多；而北坡就比平地少。2）時間變化：四季變化和晝夜變化。在一年中以夏天光

11、照最強，冬季最弱；就一天而言，中午光照最強，早晚最弱。3、光照長度隨緯度變化而進行不同的周期性變化，除兩極外，春分和秋分時全球晝夜相等。緯度越低，光照長度的最大和最小值之間的差距越小，如赤道地區(qū)的最大和最小值都是12小時，差距為零；隨著緯度的增加，光照長度的最大和最小值之間的差距越來越大，即緯度越高光照時間長短的周期變化越明顯。光質(zhì)的生態(tài)作用：短波紫外線有殺菌作用，還可以促進生物體維生素D的合成，但過量的紫外線照射可能引起動物的皮膚紅疹甚至皮膚癌。紫外線是昆蟲新陳代謝所必須的。長波紅外線對外溫動物的體溫調(diào)節(jié)和能量代謝起決定作用。光照強度的生態(tài)作用：、影響動物的生長發(fā)育（主要是卵的孵化）以及體色

12、。、影響植物葉綠素的形成。植物光合器官葉綠體必須在一定光強條件下才能形成，在黑暗條件下，植物不能合成葉綠素，但能形成胡蘿卜素，導致葉子發(fā)黃，出現(xiàn)黃化現(xiàn)象”。、影響植物組織和器官的生長發(fā)育及分化。光照強度促進植物細胞的增長和分化，光照強度的增加有利于有利于花的發(fā)育、果實的成熟與品質(zhì)的提高。光照時間的生態(tài)作用：是生物的晝夜節(jié)律的外源性周期；造成生物的光周期現(xiàn)象；光周期包括日周期和年周期，它使生物的生長發(fā)育與季節(jié)變化協(xié)調(diào)一致，以便適應變化的環(huán)境；動物的許多行為對日照長短都表現(xiàn)出周期性。日照時間長短的變化是地球上最嚴格和最穩(wěn)定的周期變化，所以是生物節(jié)律最可靠的信號系統(tǒng)。掌握生物對陽光（光質(zhì)、光強、光照

13、時間）的適應1、生物對光質(zhì)的適應1）動物對光質(zhì)的適應動物對光質(zhì)的適應主要表現(xiàn)在對可見光范圍的選擇性適應?？梢姽獾膹姸群凸庹諘r間對動物的生殖、生長、發(fā)育、行為、形態(tài)和體色有顯著的影響。2）植物對光質(zhì)的適應綠色植物的光合作用只能利用太陽輻射中可見光范圍之內(nèi)的有限波帶（380-710nm）。光質(zhì)不同也影響植物的光合強度?？梢姽庵屑t光是被葉綠素吸收最多的成分，其次是藍、紫光。綠光很少被吸收，在不同區(qū)域生活的植物利用光質(zhì)的差異，體現(xiàn)為所含色素種類的差異，反映了它們對各自生活環(huán)境中光質(zhì)環(huán)境的適應。光質(zhì)不同，對植物形態(tài)建成、向光性及色素形成的影響也不同。2、生物對光強的適應1）植物對光強的適應植物的葉子在一

14、天之內(nèi)會隨著光強度和光照方向的變化而運動，落葉樹葉子的脫落則是對光強度年變化的反應。不同植物的光合能力對光照強度的反應有差異，C4植物（如玉米）的光合能力隨有效輻射強度而增加，C3植物（如小麥）的光合能力隨有效輻射強度增加變化不明顯。因此熱帶和亞熱帶植物區(qū)系主要是C4植物。不同植物對光強的反應不一樣，根據(jù)植物對光強適應的生態(tài)類型可分為陽性植物、陰性植物和中性植物（耐陰植物）植物對光強的形態(tài)適應陽性植物：葉子以銳角形式暴露于正午陽光中，常排列成多層冠狀，分散了入射光，降低了光強度，充分利用陽光。陰性植物：葉子在水平方向單層排列，光能利用效率低。單株植物葉冠內(nèi)產(chǎn)生不同結(jié)構(gòu)的陽葉”和陰葉”。陽葉小而

15、厚，含有更多的細胞、葉綠體和葉脈，增加了單位面積的光合能力；陰葉更大而透明，干重輕，光合能力低。2）動物對光照強度的適應光照強度使動物在視覺器官的形態(tài)上產(chǎn)生可遺傳的適應性變化，與很多動物的行為有著密切的關(guān)系?？筛鶕?jù)此將動物分為晝行性動物、夜行性動物或晨昏性動物等。動物對光強的形態(tài)適應生活在黑暗中的生物對微弱光強的適應有三種模式：.視覺退化，發(fā)展出其它強力的感覺器官。.具有發(fā)達的視覺器官，在黑暗中有很好的視力。夜行性動物具有較大的眼睛，有的夜行性嚙齒類動物眼球突出于眼眶外，可以從各個方面感受微弱的光線。.本身具有發(fā)光器官。動物對光照時間的適應1、生物的晝夜節(jié)律動物的活動行為、體溫變化、能量代謝以

16、及激素變化等。植物的光合作用、蒸騰作用、有機物質(zhì)的積累與消耗等。2、生物的光周期現(xiàn)象植物的光周期現(xiàn)象：開花結(jié)果、落葉及休眠等。根據(jù)開花對日照長度的要求，可把植物分為長日照植物、短日照植物、中日照植物和中間型植物。動物的光周期現(xiàn)象：繁殖、冬眠、遷徙和換毛換羽等。根據(jù)動物繁殖與日照長短的關(guān)系，可以將動物分成長日照動物和短日照動物。了解光譜組成陽光光譜主要由紫外線（波長小于380nm）、可見光（380760nm）和紅外線（波長大于760nm）組成，三者分別占太陽輻射能的9%,45%,46%。2、溫度日較差：一天之中最高和最低氣溫的差值。年較差：一年內(nèi)最熱月和最冷月的平均溫度之差。有效積溫法則：動植物

17、發(fā)育不僅需要一定的溫度，還需要溫度與時間結(jié)合，即需要一定的總熱量（稱總積溫或有效積溫）才能完成某一階段的發(fā)育。發(fā)育閾溫度：生物開始生長發(fā)育的溫度，也稱生物學零度，在發(fā)育閾溫度以上，生物的發(fā)育速度隨溫度上升呈線性增加。春化：有的植物需要低溫刺激之后才能發(fā)育和開花結(jié)果（冬小麥、蘋果、梨、桃），由低溫誘導的開花稱為春化。臨界溫度：溫度低于或高于一定數(shù)值，生物便會受害，這個數(shù)值稱為臨界溫度。冷害：指喜溫的生物在0c以上溫度條件下受到傷害或死亡。凍害：指0c以下的低溫使生物體內(nèi)形成冰晶而造成的損害。冰晶的形成會使原生質(zhì)膜發(fā)生破裂，使蛋白質(zhì)失活和變性。貝格曼規(guī)律：生活在高緯度地區(qū)的動物個體通常較低緯度地區(qū)

18、的同類個體大，其單位體重散熱量相對較小。阿倫規(guī)律：恒溫動物身體的突出部分在低溫環(huán)境中有變小和變短的趨勢，從而縮小體表面積，以減少熱量的散失。物候：是指生物長期適應于一年中溫度的節(jié)律性變化，形成的與此相適應的發(fā)育節(jié)律。掌握溫度（氣溫、水溫、土溫）在地球上的分布和變化規(guī)律以及影響因素、溫度對生物的意義（生態(tài)學意義）太陽輻射使地表受熱，產(chǎn)生氣溫、水溫和土溫的變化。1、地表大氣溫度的分布和變化規(guī)律1）氣溫的空間分布和變化 .緯向變化：緯度決定一個地區(qū)太陽入射高度的大小及晝夜長短，因此也決定了太陽輻射量的多少。低緯度地區(qū)太陽高度角大，太陽輻射量也大，晝夜長短差異小，太陽輻射量的季節(jié)分配比較均勻。在北半球

19、隨著緯度北移，太陽輻射量減少，溫度逐漸降低。緯度每增加1度，年均溫度大約降低0.5C。因此，從赤道到極地一般劃分為熱帶、亞熱帶、溫帶和寒帶。 .海陸位置變化：水的熱容量大，海洋升溫和降溫速度比陸地慢，對于沿岸地區(qū)的氣候有調(diào)節(jié)效應，使得緯度相同的地區(qū)溫度差異很大，形成海洋性氣候和大陸性氣候。 .海拔變化：海拔高的地方，空氣稀薄，水蒸氣和CO2含量低，地面的輻射散熱量大，所以盡管太陽輻射較強，但溫度還是較低。在干燥空氣中，通常海拔每升高100m,平均溫度降低0.5-0.6C,相當于緯度北移1度。 .地形變化：東西走向的山脈，對南北冷暖氣流常具有阻擋作用，使山坡兩側(cè)溫度明顯不同。我國的秦嶺山脈和南嶺

20、山脈能夠成為不同生物氣候帶的分界線。山谷和盆地的晝夜溫差很大，也是地形對溫度的影響。2）氣溫的時間分布和變化時間變化分為季節(jié)變化和晝夜變化。溫度的晝夜變化是地球的自轉(zhuǎn)引起的。日出后溫度逐步上升，一般在13-14點達到最高值，以后逐漸下降，直到日出前降至最低值。一天之中最高和最低氣溫的差值稱為日較差，日較差隨緯度增高而增加、隨海拔升高而增加，并受到海陸位置、地形特點和地面性質(zhì)等因素的影響。地球繞太陽的公轉(zhuǎn)是一年四季溫度變化的原因。根據(jù)氣候的冷暖、晝夜長短的節(jié)律，一年分為春、夏、秋、冬四季（平均溫度10-22C為春秋季，10c以下為冬季，22C以上為夏季）。四季長短受緯度、海拔高度、海陸位置、地形

21、、大氣環(huán)流等因素的影響，各地差異較大。一年內(nèi)最熱月和最冷月的平均溫度之差稱為年較差。年較差受緯度、海陸位置和地形等眾多因素的影響。2、土壤溫度變化白天土壤表面受熱后，熱量從表土向深層輸送；夜間土表冷卻后，熱量從深層向表層流動。土壤熱量正反兩方面的輸送量及流動速率決定了土壤溫帶的狀況。深層土壤溫度的變化比大氣要緩慢且穩(wěn)定，所以地下冬暖夏涼。地球上各地土壤的溫度與當?shù)貧鉁叵嚓P(guān)，又土壤的組成及性質(zhì)特征而具有自身特點： .土壤表層的溫度變化遠比氣溫變化劇烈，隨土壤深度加大，土壤溫度變化幅度減小。 .隨土壤深度增加，土壤最高溫和最低溫出現(xiàn)的時間后延。土壤溫度的變化特征有利于棲息地下的外溫性動物選擇自身需

22、要的外界溫度以進行體溫調(diào)節(jié)。 .土壤溫度的日變化體現(xiàn)在土壤上層，年變化則體現(xiàn)在深層土壤。 .土壤溫度的年變化在不同地區(qū)差異很大：高緯度地區(qū)的和高海拔地區(qū)的土壤溫度的年變化與積雪有關(guān)。中緯度地區(qū)由于光照強度與光照時間變化較大，土溫變化大。熱帶地區(qū)光照強度與光照時間變化較小，土溫受雨量控制。3、水體溫度變化水體溫度分層：由于水是熱的不良導體，而且水體的熱容量大，在湖泊中水體存在溫度分層的現(xiàn)象。典型的淡水水體溫度分層主要出現(xiàn)在中高緯度地區(qū)的水體之中。在低緯度地區(qū)，雨季和旱季的交替決定了當?shù)厮w的溫度分層情況；雨季引起表層水變涼，旱季導致表層水變暖。海洋水溫的成層現(xiàn)象，僅出現(xiàn)在低緯度水域的全年和中緯度

23、水域的夏季。溫度的生態(tài)作用1）溫度影響生物的代謝率：溫度通過影響生物酶的活性對生物產(chǎn)生作用。每一種酶的活性都有最適溫度范圍、低溫下限和高溫上限。在酶的最適溫度以下，酶催化反應的速度隨溫度升高而增加。2）溫度影響生物發(fā)育：動植物發(fā)育不僅需要一定的溫度，還需要溫度與時間結(jié)合，即需要一定的總熱量（稱總積溫或有效積溫）才能完成某一階段的發(fā)育。3）溫度影響生物的繁殖和遺傳性：溫度能夠作為一種刺激條件，決定有機體發(fā)育和繁殖的開始。很多動物都要在一定的溫度下才開始繁殖，以便幼子出生時有適宜的環(huán)境溫度，提高成活率。不同區(qū)域的同種生物種群在溫度響應上存在差異，這是溫度對其基因產(chǎn)生影響，導致其基因變異的結(jié)果。這是

24、我們研究同種生物不同地理種群的種質(zhì)差異時要重點考慮的問題，希望能篩選出耐高溫或耐低溫的養(yǎng)殖品種家系。4）溫度影響生物的生殖力和壽命：生物對于其生存環(huán)境的溫度具有適應性，在其適應范圍之內(nèi)，生物的生殖能力隨著溫度上升而升高。生物在高溫下成熟時間縮短，能夠更快地完成其生命周期，壽命縮短。因此水體的熱污染會嚴重干擾水生生物正常的生活和繁殖。5）溫度影響生物分布：地球上主要生物群系的分布是主要溫度帶的反映，物種在不同海拔高度上分布的情況也是溫度變化的反映。溫度的變化和其它一系列生態(tài)因子的變化緊密聯(lián)系，其中溫度和相對濕度的共同作用決定了地球上生物群系分布的總格局。掌握有效積溫法則有效積溫公式：K=N（T-

25、C）K:生物完成某階段發(fā)育所需的總熱量，即日度”。N:發(fā)育所需天數(shù)；T:發(fā)育時環(huán)境平均溫度；C:發(fā)育閾溫度T=C+K/N=C+KVV:發(fā)育速率（1/N）有效積溫法則的意義 .制定農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃，合理安排作物和引種； .應用積溫預報農(nóng)時： .預測害蟲來年的發(fā)生程歷； .預測生物地理分布的北界；掌握生物對極端溫度的適應 .低溫：長期生活在低溫環(huán)境中的生物通過自然選擇，在形態(tài)、生理和行為方面表現(xiàn)出明顯的適應。形態(tài)適應：植物的芽和葉片受到油脂類物質(zhì)的保護，芽具有鱗片，植物體表面具有蠟粉和密毛，植物矮小并呈匍匐狀、墊狀或蓮座狀，樹皮堅厚，以保持小氣候中較高的溫度。動物適應低溫的形態(tài)特點可以總結(jié)為兩條規(guī)律：

26、阿倫規(guī)律和貝格曼規(guī)律生理適應：植物通過減少細胞中的水分而增加糖類、脂肪和色素等物質(zhì)來減低植物細胞的冰點。極地或高山植物對于可見光譜具有更寬的吸收帶，能吸收更多的熱量。動物通過增加體內(nèi)基礎代謝產(chǎn)熱來增強御寒能力并保持恒定的體溫；通過大大減低身體終端部位的溫度來減少熱量的散失（空間異溫性）；另外內(nèi)溫動物肢體中血管的幾何排列，增加了逆流熱交換，減少了體表熱散失。通過增加代謝來適應寒冷的動物對寒冷的適應能力不強。行為適應：植物在冬季會產(chǎn)生休眠現(xiàn)象，樹葉脫落，在春天再長出新芽。寒冷地區(qū)植物的休眠和后熟作用也是對寒冷的適應。動物對低溫的行為適應包括休眠、集群和遷移。當環(huán)境溫度很低時，有些動物可以產(chǎn)生日麻痹

27、和季節(jié)性麻痹：冬眠，在冬眠期間，代謝率極低，身體溫度接近環(huán)境溫度（時間異溫性）。在冬眠過程中，當環(huán)境溫度過低時，內(nèi)溫動物能自發(fā)地從冬眠中恢復到正常狀態(tài)，而不致凍死，外溫冬眠動物不會自發(fā)醒來，只有當環(huán)境溫度上升到足以維持其正常生活時才會蘇醒 .高溫：生物對高溫的適應也是在在形態(tài)、生理和行為方面表現(xiàn)出來。形態(tài)適應：有些植物生有密絨毛和磷片，能過濾部分陽光；有些植物呈白色，葉片為革質(zhì)能反射大部分陽光；有些植物通過改變?nèi)~片的排列或在高溫下使葉片折疊，減少吸光面積，有些植物的根莖具有隔熱的木栓層。熱帶動物體形相對較小，外露部分增大；腿長可以將體抬離灼熱的地面；身上的毛皮形成隔熱層，夏季毛皮顏色變淺，具有

28、光澤，有利于反射太陽光。生理適應：植物：降低細胞含水量，增加糖或鹽濃度，減緩代謝率，增加原生質(zhì)的抗凝結(jié)能力；蒸騰作用旺盛，可以降低植物體的溫度。動物：放寬身體的恒溫范圍，可以貯存熱量，使體溫有較大幅度的變化，減少內(nèi)外溫差；通過形成獨特的生理結(jié)構(gòu)進行散熱，以降低身體中熱敏感組織的溫度。行為適應：植物：關(guān)閉氣孔，減少水分蒸發(fā)；使葉片閉合，減少陽光的曝曬。動物：休眠，穴居，晝伏夜出等。3、水相對濕度：同一溫度下空氣中水蒸氣的實際含量e與飽和含量E的比值，用百分數(shù)表示。絕對濕度：一定溫度下，單位體積空氣中，所含水蒸氣的實際量。飽和差：某一溫度下飽和濕度和實際濕度之間的差值（Ee）。水的特性與生態(tài)意義

29、.水分子具有極性，能和其它生物成分結(jié)合，使水成為最好的溶劑，保證了各種營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運。 .水具有高熱容量，可以吸收大量熱，而升溫少，為水生生物提供良好的生存環(huán)境，也可以調(diào)節(jié)沿岸陸地的氣溫。 .水具有特殊的密度變化，4c的水密度最大，冰的密度比0C的水密度大，冰可以浮在水面，作為絕熱體阻止冰下水進一步降溫，減少水體凍結(jié)，保護水生生物的生存。 .水容易產(chǎn)生相變：液態(tài)、氣態(tài)和固態(tài)。水的相變過程是熱量轉(zhuǎn)化的重要途徑，對生態(tài)系統(tǒng)能量流動和轉(zhuǎn)化具有重要的意義。陸地上水的來源和分布以及影響因素降雨是陸地獲得水的最主要方式；在高緯度地區(qū)和高山，降雪是水分的主要來源；露水對于干旱少雨的荒漠地區(qū)植物生長和動物飲水

30、意義重大。地球上的降雨量隨著緯度發(fā)生很大變化（與大氣環(huán)流有關(guān)）：、赤道南北兩側(cè)20度范圍內(nèi)，濕熱空氣上升，降雨量最大。、緯度2040度的區(qū)域，空氣受冷下降，吸收水分，降雨減少；一些主要的沙漠位于這一地帶。、緯度4060度的區(qū)域，南北冷暖氣團相遇形成氣旋雨，降雨量又有所增加。、極地地區(qū)水分蒸發(fā)少，因而降水也極少。陸地上的降雨量還受到海陸位置、地形及季節(jié)的影響：、海洋蒸發(fā)量大，潮濕空氣由海洋吹向大陸，遇冷凝結(jié)成雨。因此沿海地區(qū)降雨量較多。、在迎風的山坡一側(cè)降雨量多，背風的山坡降雨量少。、一般地區(qū)夏季的降雨量約占全年降雨量的一半，而冬季降雨很少。生物獲得水分和保存水分的方式。獲得水分途徑植物：根部吸

31、收，莖和葉面吸收。動物：飲水、食物，體表吸收，代謝水。損失水分途徑植物：蒸騰作用，分泌失水。動物：蒸發(fā)失水，排泄、分泌失水。了解旱生植物、水生植物的類型和適應特點；水生動物的類型和適應特點、陸生動物的水平衡機制。（植物）形態(tài)適應：具有發(fā)達的根系，獲得水分的能力強。葉面積較小，葉子外表面覆蓋有不易透水的角質(zhì)層，能降低葉表面的蒸騰量，水分的損失少。具有發(fā)達的貯水組織。生理適應：細胞原生質(zhì)的滲透濃度高，不容易失水。行為適應：部分單子葉植物具扇狀的運動細胞，可使葉面卷曲，以減小葉片蒸騰面積?？刂迫~片上氣孔的開與閉，調(diào)節(jié)蒸發(fā)量。3）水生動物的水分平衡調(diào)節(jié)機制等滲生物（isosmoticorganism）

32、：體內(nèi)和體外的滲透壓相等，水和鹽以大致相等的速度在體內(nèi)外之間擴散。通過排泄失水，通過食物、飲水、代謝水獲得水，泌鹽器官排出多余的鹽分。比如鯊魚等軟骨魚類和海洋無脊椎動物高滲生物（hyperosmoticorganism）：體內(nèi)滲透壓高于體外，水由環(huán)境中向體內(nèi)擴散，體內(nèi)的鹽分向外擴散。腎臟發(fā)育完善，通過排泄作用排出多余的水；鹽分通過食物和鯉攝入。比如淡水硬骨魚低滲生物（hypoosmoticorganism）：體內(nèi)滲透壓低于體外，水分向外擴散，鹽分通過鯉進入體內(nèi)。通過食物、代謝水和飲水獲得水，具有多種多樣的泌鹽組織排出多余的鹽分。比如海洋硬骨魚類。變滲透壓生物：依靠腎臟調(diào)節(jié)水，在淡水中排尿量大，

33、在海水中排尿量少，并大量飲水；依靠鯉調(diào)節(jié)鹽，鯉在海水中排出鹽，在淡水中攝取鹽。比如河口動物和泡游魚類。4）陸生動物的水平衡調(diào)節(jié)機制體表具有角質(zhì)層和蠟膜，或者具有鱗片，減小皮膚的透水性，減少身體的表面蒸發(fā)。通過逆流交換機制減少呼吸失水。哺乳動物腎臟具有保水能力，爬行動物、鳥類和昆蟲通過排泄尿素和尿酸，減少排泄失水行為適應：晝伏夜出，夏眠和滯育。4、大氣溫室效應：由大氣層溫室氣體吸收太陽輻射能，引起的全球變暖現(xiàn)象。氧氣和二氧化碳的生態(tài)意義1）氧氣與生物氧氣是動物能量代謝不可缺少的原料生物生存所需的能量來自于食物的氧化過程。在水中，溶解氧少，氧氣成為限制水生動物存活和和分布的重要生態(tài)因子。在陸地上，

34、空氣中的氧氣容易獲得，使陸生動物可以具有高的代謝率，能夠進化成為恒溫動物。2）CO2對植物的意義CO2是植物光合作用的重要原料，植物的生物產(chǎn)量絕大部分來源于大氣中的CO2。由于受到葉片表皮阻力和氣孔阻力的影響，CO2進入葉綠體的速度慢，效率低，氣孔的開張度是決定CO2擴散速度的重要條件，是高產(chǎn)作物提高生產(chǎn)力的限制因素。各種植物利用CO2的效率不同，C4植物（甘蔗、玉米、高梁）利用效率高，而C3植物（水稻、小麥、大豆）利用效率低。在溫室中，增加空氣中CO2的濃度可以加快植物的生長，這對C3植物的效果比較明顯。生物對低氧的適應動物對高海拔低氧的適應無脊椎動物、兩棲動物和爬行動物的血紅蛋白在低氧環(huán)境

35、下對氧結(jié)合的能力增加，高山氧分壓下降對這些外溫動物的生存與分布沒有太大的影響；而鳥獸的血紅蛋白在低氧環(huán)境下對氧結(jié)合的能力減小，高山氧分壓下降成為內(nèi)溫動物生存與分布的重要影響因子。內(nèi)溫動物對高海拔低氣壓的適應性反映在呼吸和血液組成。呼吸：動物的呼吸深度增加，肺泡膜的氣體擴散能力增高，組織內(nèi)毛細血管增生，骨骼肌中攜氧能力強的肌紅蛋白濃度增加，有利于在低氧狀態(tài)下給組織供氧。血液組成：紅細胞數(shù)量、血紅蛋白濃度及血球比積值升高。了解大氣的成份氮占78.9%、氧占21%、二氧化碳占0.032%、惰性氣體、氨、甲烷、臭氧、氮氧化合物及水蒸氣等占0.068%5、土壤土壤的組成、物理化學性質(zhì)及其生態(tài)意義土壤是由

36、固體、水分和空氣組成的三相復合系統(tǒng)。土壤的物理性質(zhì)包括：土壤質(zhì)地與結(jié)構(gòu)、土壤水分、土壤大氣和土壤溫度。土壤的化學性質(zhì)取決于形成土壤的母巖的化學成分和不同地理帶上土壤形成過程的特點。土壤的生態(tài)意義1、土壤為土壤動物和微生物提供了棲息地；2、是植物萌發(fā)、扎根和獲得資源的場所，也是植物殘體分解，釋放營養(yǎng)物質(zhì)的場所；3、是水分和營養(yǎng)物質(zhì)的貯存場所、加工轉(zhuǎn)化場所和轉(zhuǎn)運通道；4、是污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化和清除的重要場所。第二章、種群生態(tài)學一、種群及其基本特征種群：是在同一時期內(nèi)占有一定空間的同種生物個體的集合。單體生物：個體區(qū)分清楚，每一個體來源于一個受精卵，個體的形態(tài)和發(fā)育都可以預測。構(gòu)件生物：由一個受精卵發(fā)育成

37、一套構(gòu)件，由這些構(gòu)件組成個體，構(gòu)件發(fā)育的形式和時間是不可預測的。種群動態(tài)：種群數(shù)量在時間和空間上的變動規(guī)律。阿利氏規(guī)律：種群密度過大會惡化本身的食物、氧氣和其它生活條件。但是種群密度過稀也有不良影響，比如繁殖時難以找到異性。種群內(nèi)分布型：組成種群的個體在其生活空間中的位置狀態(tài)或布局。年齡錐體：按一定年齡分組，統(tǒng)計各年齡組的個體數(shù)占總個體數(shù)的比例；用矩形的長度表示比例大?。辉侔堰@些矩形按年齡從小到大疊起，就形成年齡錐體。存活曲線：以存活數(shù)的對數(shù)為縱坐標，以年齡為橫坐標作圖畫成的曲線，可反映種群的死亡過程。生命表：描述種群中個體死亡與存活過程，預計種群中個體存活情況的一種工具。內(nèi)稟增長率：具有穩(wěn)定

38、年齡結(jié)構(gòu)的種群，在沒有任何環(huán)境因素（包括食物、領(lǐng)地和其它天敵生物）限制，同種其它個體密度維持在最適水平的條件下，在某一環(huán)境條件組合下，由種群內(nèi)在因素決定的穩(wěn)定的種群最大增殖速率，又稱生物潛能或生殖潛能。環(huán)境容納量：某個種群在有限的環(huán)境中所能達到的穩(wěn)定的最大數(shù)量或最大密度，稱環(huán)境對該物種的環(huán)境容納量。集合種群：是指局域種群通過某種程度的個體遷移而連接在一起的區(qū)域種群。種群的定義及其基本特征自然種群具有三個基本特征（1）空間特征：種群具有的一定分布區(qū)域和分布形式。（2）數(shù)量特征：每單位面積（或空間）上的個體數(shù)量（即密度）將隨時間而發(fā)生變動。（3）遺傳特征：種群具有一定的基因組成，即一個基因庫，以區(qū)

39、別于其它物種，但種群的基因組成同樣是處于變動之中的。年齡錐體和存活曲線的類型1）年齡錐體的類型增長型：含大量新生個體，種群出生率大于死亡率，種群數(shù)量呈上升趨勢。穩(wěn)定型：各年齡組個體比例適中，分布均勻，種群出生率和死亡率相近，種群大小趨于平衡。下降型：含老年個體數(shù)較大，幼年個體很少，種群出生率小于死亡率，種群數(shù)量趨于減少。三種理想化的存活曲線模式A型：凸型的存活曲線，表示種群在接近生理壽命之前，只有個別的死亡，即幾乎所有的個體都能達到生理壽命。如人類。B型：呈對角線的存活曲線，表示生物個體各時期的死亡率是幾乎相等的。如鳥類。C型：凹型的存活曲線，表示幼體的死亡率很高，以后的死亡率低而穩(wěn)定。如牡蠣

40、、大部分魚類。生命表的涵義和作用、重要參數(shù)的意義作用：從生命表中可以判斷種群的死亡過程，看哪一個年齡組死亡危險最大，找出死亡原因，有效加以控制。這在養(yǎng)殖業(yè)的育苗工程中具有重要意義。重要參數(shù)白意義：K-因子分析：通過對某種生物進行連續(xù)觀察所獲得的綜合生命表，了解在該生物的整個生命周期中,哪一個時期種群的死亡率最大，確定該生物的存活曲線類型，有針對性地找出對該物種總死亡效應影響最大的關(guān)鍵因子。在某種綜合生命表中，K值是一個時期個體數(shù)目（或存活率）的對數(shù)減去下一個時期個體數(shù)目（或存活率）的對數(shù)，即這種生物在這個生活史時期的致死力。計算K值并將其累加，就可以得到某種生物的總死亡效應（ktotal）,并

41、知道其在生活史各周期中是如何分布的。指數(shù)增長模型、邏輯斯諦方程的作用、方程中重要參數(shù)的生態(tài)意義時間t處的種初始種群個體數(shù)量種群數(shù)量變化率種群增長的時間跨度種群瞬時增長率種群的指數(shù)增長模型指數(shù)增長模型的應用1 .根據(jù)模型求人口增長率。Nt=N0ertr=（lnNt-lnN0）+t2 .用指數(shù)增長模型進行種群數(shù)量變化的預測。當種群數(shù)量加倍時，Nt=2N0Nt=N0ert因而：ln2=rt,t=0.6931/r3 .用生命表數(shù)據(jù)R0和T值求r值和入值r=lnR0/T=ln入4 .估計種群受到干擾后種群恢復平衡的時間。環(huán)境容納量(1+ea-rt)種群增長的時間跨度曲線與原點的相對位置,取決于種群初始個

42、數(shù)N。時間t時的種群個體數(shù)r值和K值的生態(tài)學意義r:種群瞬時增長率表示物種的潛在增殖能力K同其他種群的生態(tài)學K:是環(huán)境容納量，即物種在特定環(huán)境中的平衡密度，表示物種的對環(huán)境資源的需求。應注意特征一樣，隨資源量的改變而改變。邏輯斯諦方程的意義、是兩個相互作用（競爭、捕食）種群增長模型的基礎；、確定漁業(yè)、牧業(yè)、林業(yè)的最大持續(xù)產(chǎn)量；、模型參數(shù)r和K,是生物進化對策理論中的重要概念種群調(diào)節(jié)學說的類型和內(nèi)容氣候?qū)W派：種群數(shù)量受氣候條件的強烈影響、俳密度調(diào)節(jié)）I生物學派：捕食、寄生、競爭，食物等生物因r外源性調(diào)節(jié)素對種群起調(diào)節(jié)作用（密度調(diào)節(jié)）內(nèi)源性調(diào)節(jié)自動調(diào)節(jié)學說行為調(diào)節(jié)學說：社群的等級和領(lǐng)域性內(nèi)分泌調(diào)節(jié)

43、學說：激素分泌的反饋調(diào)節(jié)遺佞調(diào)節(jié)學說：種群的遺傳多態(tài)性機制內(nèi)源性調(diào)節(jié)學說注重種群數(shù)量變動過程中，生物個體的行為、生理和遺傳特征的相應變動情況及其對種群調(diào)節(jié)的意義，了解種群分布的格局，種群波動的類型和特點種群內(nèi)分布型可分為：隨機型、均勻型、成群型；種群波動的類型：不規(guī)則波動、周期性波動二、生物種及其變異與進化多態(tài)現(xiàn)象：種群中許多等位基因的存在導致種群中存在多種表現(xiàn)型的現(xiàn)象。地理變異：分布范圍廣泛的生物種群的形態(tài)、生理、行為和生態(tài)特征在不同地區(qū)往往有顯著差異的現(xiàn)象。自然選擇：自然環(huán)境對生物種群中存活能力和生殖能力有差別的個體進行選擇，優(yōu)勝劣汰。進化：物種的基因頻率不斷發(fā)生變化，以適應性更強的基因取

44、代適應性較差的基因。遺傳漂變：是基因頻率隨機增減的現(xiàn)象，在小的種群里較明顯，與自然選擇導致定向的基因頻率變化不同。建立者效應：某一物種以少數(shù)個體在空白生境中建立一個新種群（建立者種群）。新種群的遺傳變異和特定基因在新種群中的呈現(xiàn)，將完全依賴少數(shù)移植者的基因型。由于新種群和母種群的基因庫發(fā)生了分離，而且由于兩者所處地域的不同，各有不同的選擇壓力，使得新種群和母種群之間差異越來越大，形成建立者效應。變異的類型及其生態(tài)學意義變異既是進化的產(chǎn)物，又是進化的基礎。、種群內(nèi)的變異包括遺傳物質(zhì)的變異、基因表達的蛋白質(zhì)（特別是酶）的變異以及種群中表現(xiàn)型的數(shù)量的變異。、種群內(nèi)在的變異導致了種內(nèi)個體在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和

45、功能上的差異（多態(tài)現(xiàn)象和地理變異），形成了漸變?nèi)汉偷乩韥喎N。、變異導致了生物種群個體形態(tài)、生理、行為和生態(tài)特征上的差異和區(qū)別，產(chǎn)生了存活能力和生殖能力的差別，是自然選擇的基礎。自然選擇的類型.穩(wěn)定選擇：當環(huán)境條件對靠近種群的數(shù)量性狀正態(tài)分布線中間那些個體有利，選擇淘汰兩側(cè)的極端”個體時，選擇屬于穩(wěn)定型的。.定向選擇：當選擇對一側(cè)的極端”個體有利，從而使種群的平均值向這一側(cè)移動，選擇屬定向型。.分裂選擇：當選擇對兩側(cè)的個體有利，而不利于中間的個體時，種群分化成兩部分，選擇是分裂的或歧化的。物種形成的過程和類型物種形成是進化的關(guān)鍵階段，其過程大致分為三個步驟：.地理隔離：由于地理屏障使種群隔離，阻

46、礙了種群中個體間的交流，從而使基因流受阻。.獨立進化：彼此隔離的種群適應于各自的特殊環(huán)境，獨立地進化。.生殖隔離機制建立：如果獨立進化形成了生殖隔離機制，即使地理隔離屏障消失，即使隔離種群的個體再次相遇，但基因交流已不可能。此時原來的種群因為生殖隔離而分化為不同的物種，物種形成過程完成。物種形成方式1、異域性物種形成是由地理隔離造成的，包括兩類：.由于大范圍的地理隔離，分離的群體各自演化，經(jīng)過很長時間才能建立生殖隔離機制，形成新物種。主要發(fā)生在分布范圍廣闊的大型貓科、犬科食肉動物和鳥類種群中。.處于種群分布區(qū)邊緣中的少數(shù)個體從原種群中分離出去，到達其它地方并經(jīng)地理隔離和獨立演化而形成新種。2、

47、鄰域性物種形成：出現(xiàn)在地理分布區(qū)相鄰，僅有部分地理隔離的種群內(nèi)的物種形成。占據(jù)很大地理區(qū)域的物種在其分布區(qū)內(nèi)適應不同的環(huán)境條件，種群內(nèi)產(chǎn)生分化和獨立，形成基因流動的障礙，形成新物種。3、同域性物種形成：在原種群分布區(qū)內(nèi)部，由于生態(tài)位的分離，逐漸建立起若干子群，子群間由于逐步建立的選擇適應和生殖隔離，形成基因庫的分離而形成新種。比如植物多倍體的形成。4、適應輻射：一個物種在進化過程中分化成許多類型，適應于各種生活方式，形成一系列的新物種。三、生活史對策生活史：生物從出生到死亡所經(jīng)歷的全部過程。生活史的關(guān)鍵要素是個體大小，生長率、繁殖策略和壽命。生活史對策：生物在生存斗爭中所采取的生存對策，包括生

48、長發(fā)育方式、體形大小、攝食方式以及繁殖方式等。r-對策和k-對策生物的形態(tài)、生理和行為特點，比較其優(yōu)缺點。r選擇種類的特點r-選擇種類具有所有使種群增長率最大化的特征：快速發(fā)育、小型成體、數(shù)量多而個體小的后代，高的繁殖能量分配和短的世代周期。缺點：r-選擇種類個體競爭能力弱，死亡率高。優(yōu)點：r-選擇種類具有高的種群增長率，在種群遭到破壞后能夠迅速恢復，具有強大的擴散能力可以使其迅速離開惡化的生境，在其它地方建立新種群。r-選擇種類具有高死亡率、高運動性和廣泛的適應性，更有利于形成新種群。k選擇種類的特點k-選擇種類具有所有使種群競爭能力最大化的特征：慢速發(fā)育、大型成體，數(shù)量少而個體大的后代，低的繁殖能量分配和長的世代周期。優(yōu)點：k-選擇種類競爭能力強，數(shù)量通常穩(wěn)定在環(huán)境容納量周圍，種群個體死亡率低，對于生存環(huán)境高度適應，能夠與