生态学复习题 联系客服

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种选择策略称为r-对策或r-选择。如昆虫、细菌、杂草及一年生植物;另一类生物个体大、寿命大、存活率高,适应于稳定的栖息环境,扩散能力较弱而竞争能力强,种群密度较稳定,常处于K(环境容纳量)的周围,称为K-对策(选择)。如乔木、大型肉食动物。r—对策者与K—对策者是两种极端的类型,中间有很多过渡类型,自然界中的生物大多介于两者之间,有的更接近r—对策,有的更接近K—对策,是一个连续的谱系,有人称为r—K连续体。两种对策者的主 5.有效积温的概念及其生态学意义。(10分)

生物在生长发育过程中必须从环境中摄取一定的热量才能完成生活史或某一阶段的发育,并且这个温度总量(热量)通常是常数,这就是所谓的有效积温法则。 有效积温的计算方法是,某一段时间内的平均温度减去生物学零度,再乘以该时期天数,即:K=(t—t0)?n

其中,t0为生物学零度,即为某种生物生长发育的起始温度,亚热带地区植物的生物学零度在10℃左右。t为某时期的平均温度;n为该时期所经历的天数。 上式中,若以物理学零度代替生物学零度,即t0=0,计算的结果就是活动积温。 通过有效积温计算可以预测一个地区某种害虫可能发生的时期和世代数,从而预测某种害虫的分布区、来年的发生程度、推算生物的年发生历。以此,可以合理安排作物生产并利用积温来预报农时,远比其他温度指标和生物指标更为准确、可靠。

6. 请以N循环为例说明生物地球化学循环的特点。(8分)

N是生物最重要的生命元素之一,是生物蛋白和核酸的主要元素。 N的主要储存库是大气圈。因此N循环属于气态循环,因N为惰性气体,其循环途径主要通过自然合成(如雷电、火山爆发等化学合成)、人工合成(N肥生产)和生物固定三个途径。

(1)N的固定 大气占79%,最主要的N库。 无机态N的存在对生物最有意义。 生物固N的作用。

(2)氨化作用(ammonification)式的矿化作用(mineralization) 通过微生物的作用,是释放能量的构成。

(3)硝化作用(nitrification) 自养和海洋中的一些异养细菌可以利用氨和氨盐合成自己的原生蛋白。由于含N化合物很难被直接利用,而必须使其在硝化作用中转化为硝酸盐。 即第一步在酸性条件下先把氨或氨盐转化为亚硝酸盐;第二步,再进一步转化为硝酸盐(硝化细菌的参与)。 (4)反硝化作用(脱氨作用)把盐酸盐等较复杂的含N化合物转化为简单的N2,NO,N2O的过程。一般在无氧的条件,通过细菌和真菌的参与。 7.以北亚热带森林为例,说明顶极群落的特征。(9分)

演替就是在地表的同一地段顺序,地分布着各种不同植物群落的时间过程。经过迁移、定居、群聚、竞争、反应、稳定6个阶段,到达稳定阶段的植被,就是和当地气候条件保持协调和平衡的植被。演替的终点称为演替顶极,中间称为演替系列群落。如果一个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,就可看作顶极群落。并最终发展成为一个相对稳定的气候顶极(climatic climax)。

R.H.Whittaker(1974)还提出了识别顶极群落的方法。他认为一个顶极群落具有如下特征:

(1)群落中的种群处于稳定状态; (2)达到演替趋向的最大值,即群落呼吸量与总第一性生产量的比值接近1:1; (3)与生境的协同性高,相似的顶极群落分布在相似的生境; (4)不同的干扰形式和时间所导致的不同演替系列都向类似的顶极落会聚;

(5)在同一区域内具最大的中生性; (6)占有发育最成熟的土壤; (7)在一个气候区内最占优势。 8.请根据水生演替系列的特点说明水生生态系统的恢复策略。(10分)参考答案:

水生演替:演替开始于水生环境中,但一般都发展到陆地群落。如淡水湖或池塘中水生群落向中生群落的转变过程。一般可以分为以下几个阶段:(1)自由飘浮植物阶段:有机质的聚集靠浮游有机体的死亡残体,以及湖岸雨水冲刷所带来的矿质微粒,导致湖底增高。

(2)沉水植物阶段:5-7米水深,首先出现轮藻属植物,由于它的生长,湖底有机质积累较快而多,由于湖底嫌气条件轮藻的残体分解不完全,湖底进一步抬高;水深2-4米左右,有金鱼藻、狸藻等出现,繁殖强,垫高湖底。 (3)飘浮植物阶段:水深1米左右,睡莲等植物飘浮水面,导致水下的沉水植物得不到光照而被排挤,飘浮植物的茎部的阻碍,更多泥沙沉积下来,同时植物残体量更大,湖底抬高,有利于下一阶段植物入侵。 (4)挺水植物阶段:水变浅,芦苇、香蒲等个体更大,突出水面,枝叶茂密,根常纠缠绞结,拦截泥沙能力更强,残体也更多,水更浅,使湖底迅速升高。 (5)湿生草本植物:水变成季节性积水,根茎发达的湿生的沼泽植物开始生长。如莎草科、禾本科等一些湿生种类。排水能力更强和垫高能力更强。 (6)疏林阶段:耐水湿的灌木、乔木出现,如柳、赤杨。 (7)中生森林:随树木的侵入,形成森林。地下水位降低,大量地被物改变了土壤条件。(5分)

水生生态系统具有水陆过渡的特征,其退化和污染不但有水体自身的原因,也有陆生系统污染源的进入。其生态系统的恢复就是通过恢复生态系统的合理结构,实现生态系统的基本功能。 水生演替系列反映出从水体到陆地的逐渐演变过程,因此,从水生生态系统的恢复主要是构建不同水深合理的群落结构,并通过对生态过渡带和陆地植物群落的配置,构建从深水到浅水、岸边、水陆过渡带、陆地的复合植物群落带,吸收不同类型的有机物、无机物及各种污染物并控制,提高水体的自净能力,恢复水体系统的功能。(5) 9生态因子相互作用规律的特点有:(1)生态因子作用的综合性: (2)主导因子作用: (3)生态因子的限制作用:

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(4)生态因子的可补偿性和不可替代性: (5)生态因子作用阶段性:

10. 全球气候变暖的影响因素及生态对策

全球气候变暖是一个非常复杂的过程,既可能与地球的自转和公转有关,也可能与太阳的活动等因子有关。但总的来说由于人类活动影响,而加速全球气候变暖的趋势主要体现为:对资源利用的不合理,大量的化石燃料和矿物开采,改变了全球生物圈的原有格局,特别是改变了地球岩石圈和大气圈的平衡,释放出的大量CO2、CH4、氟里昂等温室气体,加速了全球气候变暖;对森林的大量砍伐和破坏,降低了自然生态系统对温度的调节作用;海洋污染等环境问题也是水圈对CO2等吸收能力下降,对大气圈的调节能力降低。

因此,人们应通过改变能源结构、合理利用森林资源、降低温室气体排放、减少环境污染等方面着手,通过保护自然生态系统及其生态功能,维持地球生物圈的生态平衡。 全球变暖:指因自然和认为因素,地球表层大气、土壤、水体及植被温度表现出年际间缓慢上升的现象。

主要原因有:温室气体浓度增加,全球气温升高;两极冰雪融化,海平面上升;土地利用和覆盖变化;生态系统组成及生物多样性变化;生态系统的生产力、呼吸和分解变化;生物群落的空间分布变化;生态系统结构变化;生态系统的功能变化等。

主要对策有:控制温室气体的排放和颗粒物的形成,其核心是控制化石能的消耗;提高化石能的能效;改善能源结构,开发其他形式的清洁能源;加强生态系统管理;建立健全法律、技术、教育和管理等社会机制建设;加强的科学研究和国际间的合作。

11影响植物光能利用效率的主要因子有那些?在生产实践中可通过哪些措施提高

单位面积的土地生产效率?影响植物光能利用效率的主要因子有:环境因子中的光、温、水、养分等;生物因子为光和时间、光和面积、光和能力。 从环境因子出发可,以通过灌溉、施肥、增加光照时间、控制温度等提高生物生产效率;从生物因子出发,可以通过生物筛选选择光和面积大、光和时间长和光和能力强的物种;从经营管理的角度出发,可以通过混交、复层林经营等手段提高单位面积土地的生产效率。 12简述生态系统的主要特征。(1)是生态学的一个主要结构和功能单位,属于生态学研究的高层次。( 2)内部具有自我调节能力。

3)能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能。 4)生态系统中营养级的数目受限于生产者所固定的最大能值和这些能量在流动中巨大损失,因此生态系统中营养级不会超过5-6个。 5)生态系统是一个动态系统。

13.群落分布水平地带性与垂直地带性及其关系? 14.请论述“低碳”的理念及其在当今社会、经济和环境发展中的意义

15.论述森林在全球气候变化中意义。 16Logistic种群增长模型及数量变化特点 17.试以两种间的竞争模型说明竞争排斥理论在生态平衡中的意义。竞争排除即两个生态位相同或相似的物种不能在一个稳定的环境中长期共存,其中一个物种最终必将另一个物种排斥掉。而生态平衡是指生态系统通过发育和调节所达到的一种稳定状态,包括结构上的稳定、功能的稳定和能量输入与输出的稳定。 从Lotaka-wolterra两种间竞争模型分析,竞争的结果可能是:两个种群形成协调的平衡状态;或者一个种群取代另一个种群;或者一个种群将另一个种群赶到别的空间中去,从而改变原生态系统的生物种群结构。

因此,在群落或系统中,应注意不同物种间的相互关系,尽量避免种间竞争,特别是相互干扰式的竞争,通过生态位的分化,以水平上的群落镶嵌和层次上垂直分布,合理布局种间结构,维持系统的结构稳定和平衡,并进而在功能上、能量和物质的交换上达到稳定和平衡。

18.影响植物光能利用效率的主要因子有那些?在生产实践中可利用哪些措施提高单位面积植物的生产效率?

环境因子有:光、温、水、养分等; 生物因子有:光和时间、光和面积、光和能力。 从环境因子出发可,以通过灌溉、施肥、增加光照时间、控制温度等提高生物生产效率;从生物因子出发,可以通过生物筛选选择光和面积大、光和时间长和光和能力强的物种;从经营管理的角度出发,可以通过混交、复层林经营等手段提高单位面积土地的生产效率。

19.请以苏南丘陵山地为例,分析在一次皆伐后森林的演替过程,并分析不同演替阶段群落结构和功能的变化。

苏南丘陵山地地处北亚热带地区,在一次森林皆伐后,经过草本、灌丛、落叶阔叶林和带有常绿成分的落叶阔叶林等几个森林的演替阶段,其群落结构合功能变化如下:(1)演替初期阶段:因光照强烈,土壤干燥,以喜光植物为先锋树种为主,但容易产生水土流失,物种较单一,群落结构简单。(2)演替中期:生物多样性不断增加但以喜光的落叶植物为主、种间竞争激烈、可以形成林下小环境、有一定的层测结构但不稳定,土壤发育使土壤的保水保肥能力不断增强。(3)演替的稳定阶段:具有稳定的层次结构、种间关系稳定、土壤发育成熟、能形成稳定的林下小环境,各种环境调节功能达到最优。

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