【正文】 1imatic C1imax)。 演替的頂極學(xué)說 (climax theory)是英美學(xué)派提出的 。通過群落的自我調(diào)節(jié)作用，群落還 可回復(fù) 到接近于原來的狀態(tài)。群落的季節(jié)動態(tài)是群落本身 內(nèi)部的變化 ， 并不影響整個(gè)群落的性質(zhì) ， 稱為群落的 內(nèi)部動態(tài) 。 如果被選擇的喜食種屬于優(yōu)勢種 ， 則捕食能提高多樣性 。 關(guān)鍵種 （ keystone species） 關(guān)鍵種對群落具有重要和不均衡的影響 。 群落交錯(cuò)區(qū)種的數(shù)目及一些種的密度增大的趨勢被稱為 邊緣效應(yīng) (edge effect)。 群落內(nèi)部環(huán)境因子的不均勻性 ， 例如小地形和微地形的變化，土壤濕度和厚度的差異以及人與動物的影響，是形成群落鑲嵌性的主要原因。 生物群落中 動物的分層現(xiàn)象也很普遍 ， 動物之所以有分層現(xiàn)象 ， 主要與食物有關(guān) 。 層 (1ayer)的分化主要決定于植物的 生活型 。 ． 層片 (synusia) 層片作為群落的結(jié)構(gòu)單元 ， 是在群落產(chǎn)生和發(fā)展過程中逐步形成的 。 (4) 隱芽植物 (Cryptophytes) 更新芽位于 較深土層中或水中 ， 多為鱗莖類 、 塊莖類和根莖類多年生草本植物或水生植物 。 群落空間結(jié)構(gòu)決定于兩個(gè)要素 ，即群落中各物種的 生活型 （ lifeform）及相同生活型的物種所組成的 層片(synusia)， 它們可看做群落的結(jié)構(gòu)單元 。香農(nóng) 威納指數(shù)即按此原理設(shè)計(jì)的，其計(jì)算公式為： H= — iSii PP 21lo g??、 物種多樣性在空間上的變化規(guī)律 （ 1） .多樣性隨 緯度 變化 從熱帶到兩極隨緯度的增加 ， 物種多樣性有逐漸減少的趨勢 。那么，甲群落的均勻度就比乙群落低得多。如果 B、 C、 D級的比例增高時(shí)，則群落中種的分布不均勻，暗示著植被的分化與演替的趨勢。林業(yè)上常用郁閉度來表示林木層的蓋度。樣地內(nèi)某一物種的個(gè)體數(shù)占全部物種個(gè)體數(shù)的百分比稱做 相對密度(relative density)。 K1K2/β， 即 1/K1β/K2； K2K1/α， 即 1/K2α/K1， 兩種群的種內(nèi)競爭強(qiáng)度都大于種間競爭 。 而 α/K1是種群 2對種群 1的種間競爭強(qiáng)度的指標(biāo)； β/K2稱為種群 1對種群 2的種間競爭強(qiáng)度的指標(biāo)。 α為種群 1的競爭系數(shù) ， 表示在種群 1的環(huán)境中 ，每增加一個(gè)種群 2個(gè)體對種群 1所產(chǎn)生的密度效應(yīng) 。 生態(tài)對策包括生殖對策、取食對策、逃避捕食對策、擴(kuò)散對策等多種對策。 分裂選擇 ：當(dāng)選擇對兩側(cè)的 “ 極端 ” 個(gè)體有利時(shí) ， “ 中間 ” 個(gè)體被淘汰 ， 使種群分成兩部分 。 分類 特征 獸類 種子植物 極不穩(wěn)定型 壽命小于 1 年，出生率高，數(shù)量變動快。 在此拐點(diǎn)上 ， dN/dt最大 。 在空間和資源都有限的情況下 ， 種群的增長表現(xiàn)為 S型 ， 這樣的增長稱為邏輯斯諦增長 。 低滲動物： （ 攝取水分并排出離子 ） 海洋硬骨魚 ，大量飲水 ， 以排泄器官和鹽腺排出溶質(zhì) 。 ⑤ 據(jù)此制定農(nóng)業(yè)氣候規(guī)劃 ， 合理安排作物 。 高溫 ： 形態(tài)上 ， 難以奏效 。 謝爾福德的耐受性定律 長期生活于低溫環(huán)境中的生物通過自然選擇 ， 在形態(tài) 、 生理和行為上表現(xiàn)出很多明顯的適應(yīng) 。 C 不可替代性和互補(bǔ)性：任何生態(tài)因子都不可缺少 ， 無法替代 ， 但是 ， 數(shù)量的不足可以由其它因子一定程度補(bǔ)償 。 傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)是研究生物個(gè)體以上水平 （ 包括個(gè)體 、 種群 、 群落 、 生態(tài)系統(tǒng) ） 的生物與生物 、 生物與環(huán)境之間關(guān)系的科學(xué) 。 他指出 “ 植物的生長取決于處在最小量狀態(tài)的營養(yǎng)成分 ” 。 ： 高溫 ： 形態(tài)上 ， 某些植物生有密絨毛和鱗片 ， 體呈白色 ， 可反射部分光線；葉片垂直排列；木栓層厚 。 、 動物對溫度的適應(yīng) ：植物和某些變溫動物完成某一發(fā)育階段所需總熱量 （ 有效積溫 ）是一個(gè)常數(shù) K。 動物獲得水的方式有三種：飲水 、 食物和代謝水的利用 。 、淡水動物： 溯河性 （ 海洋里的魚類 ,繁殖時(shí)要到淡水中產(chǎn)卵 ,這種現(xiàn)象叫溯河性洄游 ,如大馬哈魚 ） 鮭鱒魚類和 降河性 鰻鱺 。 B. 隨著種群密度上升 ， 種群增長率逐漸按比例降低 ， 即 每增加一個(gè)個(gè)體的影響是 1/K（ 種群增長受密度的制約 ） 。 時(shí)滯越長 ， 種群越不穩(wěn)定 。 K 選擇者 有蹄類、大型食肉類 木本植物 按其對種群表現(xiàn)型的選擇結(jié)果 ， 可以將自然選擇分為三類： 穩(wěn)定選擇 ：環(huán)境條件對靠近種群數(shù)量特征分布中間的個(gè)體有利 ， “ 淘汰 ” 兩側(cè)的極端個(gè)體， 選擇屬于穩(wěn)定型的 。 形成過程如下： 地理隔離： 地理屏障將兩個(gè)種群隔開 ， 種群間個(gè)體和基因交流受阻 。 進(jìn)化對策 項(xiàng)目（特征） r 選擇（對策）者 （鼠 ） K 選擇（對策）者 （象） 1. 壽命 2. 出生率 3. 體型 4. 存活率 5. 密度 6. 對子代投資 7. 能量分配 8. 遷移能力 9. 發(fā)育速度 10 適應(yīng)環(huán)境 1 1. 種群增長曲線 短，常小于 1 年 高， rm 高，提早生育，平均世代長度短 小，種間競爭能力弱 低， C 型存活曲線，死亡多因環(huán)境引起 不穩(wěn)定，常低于 K 少，缺乏撫育和保護(hù)機(jī)制 較多地用于繁殖器官，以量取勝 強(qiáng)，適于擴(kuò)散 快 多變，不確定的環(huán)境，自然反應(yīng)時(shí)間短 平衡點(diǎn)不穩(wěn)定，種群數(shù)量劇烈波動 長，常大于 1 年 低， rm 低，延遲生育，平均世代長度長 大，種間競爭能力強(qiáng) 高， A ， B 型存活曲線，死亡多因密度引起 穩(wěn)定，常在 K 附近 大，具完善的撫育和保護(hù)機(jī)制 較多地用于提高適應(yīng)、競爭能力，以質(zhì)取勝 弱，不易占領(lǐng)新的生境 慢 穩(wěn)定的、較確定的環(huán)境，自然反應(yīng)時(shí)間長 有一個(gè)穩(wěn)定的平衡點(diǎn)，并接近 K ，受擾動可恢復(fù)，擾動過大，趨于消亡。 那么種群 1的增長模型變?yōu)椋? dN1/dt=r1N1((K1N1αN2)/K1) 同理 ， 種群 2的增長模型為： dN2/dt=r2N2((K2N2βN1)/K2) 種間競爭模型 、模型 1取勝 ， 種群 2被排擠掉 。 K1K2/β， 即 1/K1β/K2， 種群 1的種內(nèi)競爭強(qiáng)度小于種間競爭強(qiáng)度 。 種類組成的數(shù)量特征 為了說明群落特征 ， 必須研究不同種的數(shù)量關(guān)系 。 后來又出現(xiàn)了 “ 基蓋度 ” 的概念 ， 即植物基部的覆蓋面積 。某一物種的蓋度占蓋度最大物種的蓋度的百分比稱為 蓋度比 (cover ratio)。 重要值是美國的 Curtis和(1951)首先使用的 ，計(jì)算的公式如下： 重要值 (IV) = 相對密度十相對頻度十相對優(yōu)勢度 上式用于 草原群落 時(shí) ， 相對優(yōu)勢度可用相對蓋度代替 ： 重要值 = 相對密度十相對頻度十相對蓋度 種的多樣性 生物多樣性 可定義為 “ 生物的多樣化和變異性及物種生境的生態(tài)復(fù)雜性 ” 。 (1) 辛普森多樣性指數(shù) (Simpson’s diversity index)。 （ 2 ） .多樣性隨 海拔 變化 如果在赤道地區(qū)登山 ， 隨海拔的增高 ， 能見到熱帶 、 溫帶 、 寒帶的環(huán)境 ， 同樣也能發(fā)現(xiàn)物種多樣性隨海拔增加而逐漸降低 。 同一生活型的生物 ， 不但體態(tài)相似 ， 而且在適應(yīng)特點(diǎn)上也是相似的 。 在不同的氣候區(qū)域 ， 生活型的組成存在顯著差異：在潮濕的熱帶地區(qū) ， 以高位芽為主；在干旱的草原和沙漠 ， 一年生植物最多；溫帶和極地 ， 地面芽植物占多數(shù) 。 前蘇聯(lián)著名植物群落學(xué)家 B. H. 蘇卡喬夫 (1957)指出： “ 層片具有一定的種類組成，這些種具有一定的生態(tài)生物學(xué)一致性，而且特別重要的是它具有一定的小環(huán)境，這種小環(huán)境構(gòu)成植物群落環(huán)境的一部分 ” 。 生物群落的分層包括地上分層和地下分層 。多數(shù)浮游動物一般是趨向弱光的，因此，它們白天多分布在較深的水層，而在夜間則上升到表層活動，此外，在不同季節(jié)也會因光照條件的不同而引起垂直分布的變化。 群落結(jié)構(gòu)周期性的變化是指隨著氣候季節(jié)性交替 ， 群落呈現(xiàn)不同的外貌 ， 這就是 季相 。 ： 競爭 導(dǎo)致群落生態(tài)位的分化 ，因此對群落結(jié)構(gòu)的形成具有至關(guān)重要的作用 。 泛化捕食者 兔把有競爭力的植物種吃掉，可以使競爭力弱的種生存，所以多樣性提高。與選擇性的捕食者的作用相似，如果捕食的種屬于劣勢種類，則捕食降低了多樣性；如果捕食優(yōu)勢種，則捕食能提高多樣性，但捕食能力很強(qiáng)時(shí)，多樣性下降。 群落的波動多數(shù)是由群落所在地區(qū)氣候條件的不規(guī)則變動引起的，其特點(diǎn)是群落區(qū)系成份的相對穩(wěn)定性，群落數(shù)量特征變化的不定性以及變化的可逆性 。 生物群落演替 (succession)，就是指在某一地段上的生物群落發(fā)生變化的過程中 ， 由低級到高級 、由簡單到復(fù)雜 、 一個(gè)階段接著一個(gè)階段 、 一種生物群落被另一種生物群落所取代的自然演變現(xiàn)象 。 任何一類演替都經(jīng)過遷移 、 定居 、 群聚 、 競爭 、 反應(yīng) 、 穩(wěn)定 6個(gè)階段 。 除了氣候頂極之外，還可有 土壤頂極、地形頂極、火燒頂極、動物頂極；同時(shí)還可存在一些復(fù)合型的頂極， 如地形 —土壤頂極和火燒 動物頂極等等。 由于受能量傳遞效率的限制 ，食物鏈的長度不可能太長 ， 一般有4～ 5個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成 。 在大多數(shù)陸地生態(tài)系統(tǒng)和淺水生態(tài)系統(tǒng)中 ， 生物量的大部分不是被取食 ， 而是死后被微生物所分解 ， 因此能流是以通過 碎屑食物鏈 為主 。 第三個(gè)營養(yǎng)級 包括所有以植食動物為食的肉食動物。能量隨著從一個(gè)營養(yǎng)級到另一個(gè)營養(yǎng)級的流動是逐漸減少的，所以，營養(yǎng)級一般不超過 6個(gè)。對植物來說，它是指凈初級生產(chǎn)量 (Net Production)；對動物來說，它是同化量扣除維持消耗后的生產(chǎn)量，即 P=AR。 負(fù)反饋 (negative feedback)是比較常見的一種反饋，它的 作用是能夠使生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到和保持平衡或穩(wěn)態(tài)，反饋的 結(jié)果 是抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化。 這三者之間的關(guān)系是： GP=NP+R NP=GPR 初級生產(chǎn)量通常是用每年每平方米所生產(chǎn)的有機(jī)物質(zhì)干重 (g／ m2一般說來 ， 在生態(tài)系統(tǒng)演替過程中 ， 通常GPR， NP為正值 ， 這就是說 ， 凈生產(chǎn)量中除去被動物取食和死亡的一部分 ， 其余則轉(zhuǎn)化為生物量 ， 因此生物量將隨時(shí)間推移而漸漸增加 ， 表現(xiàn)為生物量的增長 。 分解作用實(shí)際上是一個(gè)很復(fù)雜的過程 ， 參加這個(gè)過程的生物都可稱為分解者 。 、 細(xì)菌和真菌 細(xì)菌和真菌成為有成效的分解者 ， 主要依賴于 生長型 和 營養(yǎng)方式 兩類適應(yīng) 。 但在缺氧和一些極端環(huán)境中只有細(xì)菌能起分解作用 。 熱力學(xué)第二定律 ： 在封閉系統(tǒng)中 ， 一切過程都伴隨著能量的改變 ， 在能量的 傳遞和轉(zhuǎn)化 過程中 ，除了一部分可以繼續(xù)傳遞和作功的能量 (自由能 )外 ，總有一部分不能繼續(xù)傳遞和作功而 以熱的形式消散的能量 ， 這部分能量使系統(tǒng)的熵和無序性增加 。 而物質(zhì)的流動是循環(huán)式的 ，各種物質(zhì)都能以可被植物利用的形式重返環(huán)境 。特別是毀滅性的資源利用 、 掠奪式的能源開發(fā)以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的環(huán)境污染 ， 引起了人類社會的嚴(yán)重不安 。 我國是一個(gè)發(fā)展中國家 ， 同時(shí)存在著這兩類環(huán)境問題 ， 而且都相當(dāng)嚴(yán)重 。 懸浮粒子 當(dāng)太陽輻射射向大氣層時(shí) ， 有一部分從云的上表面 、 煙霧層 、塵埃粒子等物質(zhì)上反射向太空 ， 懸浮粒子越多 ， 大氣層反射越多 ， 地球上獲得能量越少 ， 溫度越 低 。 在南半球測量表明 ， 早在 40年代所觀察到的變暖趨勢至今未見減弱 。 兩極地區(qū)卻比平均值高 3倍左右 。 提高效能 ， 不僅能減少二氧化碳的排放量 ， 也是生產(chǎn)發(fā)展的重要措施之一 。 如氟利昂(CFCl3)， 用于火箭發(fā)射 ,也應(yīng)用于冷凍機(jī) 、 電冰箱及高級電子元件作清潔劑 。 由工廠和汽車