【文章內(nèi)容簡介】 7 天喝水，身體脫水達(dá)體重的 27%，仍然照常行走。它不僅具有貯水的胃，駝峰還儲藏豐富脂肪，在消耗過程中產(chǎn)生大量水分； 其血液中具特殊的脂肪和蛋白質(zhì)，不易脫水。 動物對水因子適應(yīng)與植物不同之處在于：動物有活動能力，動物可以通過遷移等多種行為途徑來主動避開不良的水分環(huán)境。 土壤的組成部分有礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、土壤水分和土壤空氣。具有肥力是土壤最為顯著特性。 土壤的生態(tài)學(xué)意義 （ 1）土壤是許多生物的棲息場所。 土壤中的生物包括細(xì)菌、真菌、放線菌、藻類、原生動物、輪蟲、線蟲、蚯蚓、軟體動物、節(jié)肢動物和少數(shù)高等動物。 四、土壤因子對生物的生態(tài)作用 （ 2）土壤是生物進(jìn)化的過渡環(huán)境。 土壤中既有空氣，又有水分，正好成為生物進(jìn)化過程中 的過渡環(huán)境。 （ 3）土壤是植物生長的基質(zhì)和營養(yǎng)庫。 土壤提供了植物生活的空間、水分和必需的礦質(zhì)元素。 （ 4）土壤是污染物轉(zhuǎn)化的重要場地。 土壤中大量的微生物和小型動物，對污染物都具有分解能力。 土壤質(zhì)地與結(jié)構(gòu)對生物的影響 根據(jù)土壤質(zhì)地可分為砂土、壤土和粘土三大類。 砂土：砂粒含量在 50%以上，土壤疏松、保水保肥性差、通氣透水性強(qiáng)。 壤土：質(zhì)地均勻，粗粉粒含量高，通氣透水、保水保肥性能較好，抗旱能力強(qiáng)，適宜生物生長。 粘土：組成顆粒以細(xì)粘土為主，質(zhì)地粘重，保水保肥能力較強(qiáng)，通氣透水性差。 土壤質(zhì)地與結(jié)構(gòu)常 通過影響土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)來影響生物的活動。 土壤的物理化學(xué)性質(zhì)對生物的影響 （ 1）土壤物理特性：包括土壤溫度、水分和空氣等。 土壤溫度對植物種子萌發(fā)和根系生長、呼吸及吸收能力有直接影響，還通過限制養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化來影響根系的生長活動。 土溫過低，會降低根系的代謝和呼吸強(qiáng)度，抑制根系生長，減弱其吸收作用；土溫過高則促使根系過早成熟，根部木質(zhì)化加大，從而減少根系的吸收面積。 土壤溶液參與土壤物質(zhì)轉(zhuǎn)化，促進(jìn)有機(jī)物分解與合成。 土壤的礦質(zhì)營養(yǎng)必需溶解在水中才能被植物吸收利用。土壤水分太少引起干旱，太多導(dǎo)致澇害。 土壤水分還影響土壤內(nèi)無脊椎動物的數(shù)量和分布。 土壤空氣組成與大氣不同，土壤中 O2 的含量只有 1012%，在不良條件下，可降至 10%以下，抑制植物根系的呼吸作用。 土壤中 CO2 濃度比大氣高幾十到上千倍，光合作用所需 CO2 有一半來自土壤。當(dāng)土壤中 CO2 含量過高時(shí)（如 1015%），根系的呼吸和吸收機(jī)能會受阻，甚至窒息死亡。 （ 2）土壤化學(xué)特點(diǎn)：土壤 pH 和土壤氧化還原電位。 土壤酸堿度與土壤微生物活動、有機(jī)質(zhì)合成與分解、營養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化與釋放、微量元素的有效性、土壤保持養(yǎng)分的能力及生物生長等有密切關(guān)系。 土壤 PH 值與植物的關(guān)系：① PH 值 3 或 9 對根系嚴(yán)重傷害；②影響植物礦質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收。 土壤污染的植物監(jiān)測 土壤污染 —— 重金屬污染，如汞、鎘、砷及農(nóng)藥等。 監(jiān)測：植物群落調(diào)查；蔬菜及作物調(diào)查；實(shí)驗(yàn)分析。 鹽土對植物的不利影響為： 1）引起植物的生理干旱。 2）傷害植物組織。 3）引起細(xì)胞中毒。 4）影響植物的正常營養(yǎng)。 5）植物容易干旱枯萎。 堿土對植物的不利影響為： 1）土壤的強(qiáng)堿性毒害植物根系。 2）導(dǎo)致土壤物理性質(zhì)惡化，土壤結(jié)構(gòu)受到破壞，不利于植物生長。 聚鹽、泌鹽、不透鹽性植物的特征（ 略） 五、生物因子對生物的影響 表 1 生物之間相互關(guān)系類型 第四節(jié) 生物的生態(tài)適應(yīng)及對環(huán)境的影響 趨同適應(yīng)：不同種類的生物生長在相同的環(huán)境條件下，往往形成相同（相似）的適應(yīng)方式和途徑，稱為趨同適應(yīng)。 生活型：不同種的生物，由于長期生存在相同的自然生態(tài)條件和人為培育條件下，發(fā)生趨同適應(yīng)；并經(jīng)過自然選擇和人工選擇而形成的、具有類似形態(tài)、生理和生態(tài)特性的生物類群成為生物生活型。 生活型是種以上的分類單位。 一、生物對環(huán)境的綜合適應(yīng) 趨異適應(yīng)：同種生物的不同個(gè)體群，由于分布地區(qū)的間隔，長期接受不同環(huán)境條件 的綜合影響，不同個(gè)體群之間所產(chǎn)生的相應(yīng)的生態(tài)變異。 生態(tài)型：同種生物的不同個(gè)體群，長期生存在不同的自然生態(tài)條件和人工培育條件下，發(fā)生趨異適應(yīng)，并經(jīng)自然選擇和人工選擇而形成的生態(tài)、形態(tài)和生理特性不同的基因群。 生態(tài)型是分類學(xué)上種以下的分類單位 . 大地女神 (Gaia)假說： 地球表面的溫度和化學(xué)組成是受地球表面的生命總體（生物圈）所主動控制的，當(dāng)?shù)厍虼髿獾幕瘜W(xué)成分、溫度和氧化狀態(tài)受天文的、物理的或其他的干擾而發(fā)生變化、產(chǎn)生偏離后，生物將通過改變其生長代謝，如光合作用吸收 CO2 釋放 O2，呼吸作用吸收 O2 釋放 CO2，排泄廢氣物和分解等過程，對偏離作出反應(yīng)，緩和地球表面的這些變化。 (20 世紀(jì) 70 年代由英國 Lovelock 和美國 Lynn Margulis 提出 ) 二、生物對環(huán)境的影響 Gaia 假說具有十分重要的現(xiàn)實(shí)生態(tài)學(xué)意義，正受到越來越多的關(guān)注。 生物對環(huán)境的改良：涵養(yǎng)水源、保持水土，防風(fēng)固沙、保護(hù)農(nóng)田，凈化空氣、防止污染。 什么是環(huán)境？地球環(huán)境由哪幾部分組成？ 生態(tài)因子的概念及其分類。 生態(tài)因子的作用特征。 簡述最小因子定律和謝爾福特耐受定律。 簡述光的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)。 簡述 有效積溫法則，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上和蟲害預(yù)報(bào)上有何意義？ 簡述溫度的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)。 水分對生物有何影響，生物如何適應(yīng)？ 土壤的生態(tài)作用？ 名詞解釋：貝格曼規(guī)律、阿倫規(guī)律、三基點(diǎn)溫度、趨同適應(yīng)、趨異適應(yīng)。 第二章 思考題 第一節(jié) 種群概述 一、種群的定義 種群 (population)：在一定時(shí)間內(nèi)占據(jù)一定空間的同種生物個(gè)體的集合。 種群是物種存在的基本單位； 種群是生物群落的基本組成單位； 種群是物種進(jìn)化的一個(gè)演化單位。 概念中時(shí)間和空間的界限，隨研究工作者的方便而定。 第三章 種群生態(tài)學(xué) 二、自然種群的三個(gè)基本特征 空間特征 種群具有一定的分布區(qū)域，即占據(jù)一定空間。 分布區(qū)受非生物因素 (氣候、水文、地質(zhì) )和生物因素 (種間競爭、捕食、寄生 )的影響。 數(shù)量特征 種群具有一定數(shù)量組成，且是變動的。 種群大小通常與該物種營養(yǎng)級及其生態(tài)學(xué)、生物學(xué)特性相關(guān)。 如捕食者種群個(gè)體數(shù)量總比獵物種群個(gè)體數(shù)量為少。 遺傳特征 種群具有一定的基因組成，即一個(gè)基因庫，區(qū)別于其他物種，但基因組成同樣是處于變動之中。 三、種群生態(tài)學(xué)理論的主要來源 來源于人口統(tǒng)計(jì)學(xué)和應(yīng)用昆蟲學(xué)。 英國人 Graunt 是近代人口統(tǒng)計(jì)學(xué)的創(chuàng)始人， 1662 年他進(jìn)行了人類種群數(shù)量研究。 Malthus(1798)發(fā)表《人口論》指出人口按幾何級數(shù)增長。 英國昆蟲學(xué)家 Ross(1908)用表示病原體、傳染病按蚊與人類數(shù)量的相互關(guān)系的數(shù)學(xué)式描述了瘧病流行。提出公式即是 LotkaVolterra 模型的原型。 1889 年， Koebele 引進(jìn)澳洲瓢蟲防治吹綿蚧獲得成功。從此應(yīng)用昆蟲學(xué)開始研究天敵與害蟲的相互關(guān)系，這方面的研究促進(jìn)了種群生態(tài)學(xué)發(fā)展。 四、種群生態(tài)學(xué)的研究內(nèi)容 種群的空間格局； 種群的數(shù)量動態(tài)及其調(diào)節(jié)； 種群的空間動態(tài)（擴(kuò) 散、遷移）及其調(diào)節(jié)； 種群間相互作用。 五、種群生態(tài)學(xué)的研究目的 了解種群密度的水平； 了解種群數(shù)量變動及其原因； 了解種群的空間分布； 了解種群間相互作用及協(xié)同進(jìn)化的問題。 六、種群的研究方法 野外觀察 實(shí)驗(yàn)研究（驗(yàn)證） 數(shù)學(xué)模型研究 分析、解釋、假說 種群動態(tài)：指種群數(shù)量在時(shí)間和空間上的變化。 有多少（數(shù)量和密度） 哪里多？哪里少？（分布） 怎樣變動？（數(shù)量的變動、擴(kuò)散遷移） 為什么這樣變動？（種群調(diào)節(jié)） 第二節(jié) 種群的動態(tài) 種群動態(tài)的研究意義 預(yù)報(bào)流行病的發(fā)生及 發(fā)生強(qiáng)度； 確定漁撈量； 確定毛皮收獲量； 合理的放牧制度（時(shí)間及強(qiáng)度）； 確定林場的采伐量； 珍稀瀕危野生動物的保護(hù)。 一、種群密度（大小、數(shù)量） 種群密度：一定時(shí)間內(nèi)單位面積上或單位空間內(nèi)的某個(gè)物種個(gè)體數(shù)。通常用個(gè)體數(shù)目或生物量表示。 種群數(shù)量統(tǒng)計(jì)方法：絕對密度和相對密度統(tǒng)計(jì)。 絕對密度：單位面積或空間上的個(gè)體數(shù)目。 相對密度：調(diào)查范圍內(nèi)種群數(shù)量高低的相對指標(biāo)。 （一）絕對密度統(tǒng)計(jì)方法 總數(shù)量調(diào)查法：借助于航空攝影、衛(wèi)星定位儀等。 如調(diào)查一片草原上黃羊種群大小，繁 殖地海豹數(shù)量。 取樣調(diào)查法 計(jì)數(shù)種群的一小部分，估計(jì)種群整體的數(shù)量。 （ 1）樣方法 在調(diào)查范圍內(nèi)隨機(jī)取若干樣方，計(jì)數(shù)樣方中全部個(gè)體，然后將其平均數(shù)推廣，來估計(jì)種群的整體。 （ 2）標(biāo)志重捕法 在調(diào)查地段中，捕獲一部分個(gè)體進(jìn)行標(biāo)志，然后放回，經(jīng)一定期限后進(jìn)行重捕，根據(jù)重捕中標(biāo)志數(shù)的比例，估計(jì)該地段中個(gè)體的總數(shù)。 公式： N:M=n:m N=M n/m N: 該地段中種群的總個(gè)體數(shù) M: 重捕前的標(biāo)志數(shù) n: 重捕個(gè)體數(shù) m: 重捕中被標(biāo)記的個(gè)體數(shù) （二）相對密度統(tǒng)計(jì)方法 直接數(shù)量指標(biāo)：捕獲率（夾子、陷阱、生物網(wǎng)、黑光燈）。 間接數(shù)量指標(biāo)：動物糞堆、洞穴、鳴叫、毛皮收購量、巢、雪地上的足跡等）。 總之，種群數(shù)量調(diào)查方法豐富多樣，要根據(jù)具體工作的任務(wù)，不同種類、地理?xiàng)l件、工作季節(jié)進(jìn)行選擇，創(chuàng)造數(shù)量調(diào)查的新方法。 二、種群的基本參數(shù)（種群的統(tǒng)計(jì)特征） （一）出生率和死亡率 出生率 ：任何生物產(chǎn)生新個(gè)體的能力。（生產(chǎn)、孵化、出芽、分裂等）。 最大出生率或生理出生率：種群在理想條件下的最大出生率。（不受任何生態(tài)因子的限制作用，只受生理因數(shù)限制）。 實(shí)際出生率：種群在實(shí)際環(huán)境 條件下的出生率，又稱生態(tài)出生率。它隨種群的組成和大小，環(huán)境條件而變化。 出生率高低的決定因素 1）性成熟速度（猿 1520 歲；田鼠 2 月；甲殼類幾天） 2）每次產(chǎn)仔數(shù)目（靈長類：一胎一仔；雞： 1020；海洋魚類：數(shù)萬 — 數(shù)百萬）。 3）每年繁殖次數(shù)（鯨、象： 1 次 /23 年；某些魚一生一次；田鼠： 45 窩 /年） 此外，胚胎期、孵化期、繁殖年齡等都影響出生率的高低。 死亡率：指在一定時(shí)期內(nèi)死亡的個(gè)體數(shù)。 最低死亡率 :種群在最適環(huán)境條件下的死亡率（由于年老而死，活到其生理壽命）。 實(shí)際死亡率：種群在特定 環(huán)境條件下的死亡率（多數(shù)死于捕食者、疾病和不良?xì)夂颍┯址Q生態(tài)死亡率。 （二） 遷入和遷出 出生和遷入使種群的數(shù)量增加；死亡和遷出使種群的數(shù)量減少。 遷入和遷出即擴(kuò)散有助于基因交流，防止近親繁殖。 （三）種群的年齡結(jié)構(gòu)和性比 種群的年齡結(jié)構(gòu)：不同年齡組在種群內(nèi)所占比例或配置情況 (年齡錐體 )，即種群內(nèi)各個(gè)體的年齡分布狀況。測定種群（特別是優(yōu)勢種）的年齡結(jié)構(gòu)，可分析它的自然動態(tài)，預(yù)測未來。 年齡結(jié)構(gòu)是種群及其所在群落動態(tài)趨勢的主要指標(biāo)。 （三）種群的年齡結(jié)構(gòu)和性比 A 增長型種群 Expanding pop. B 穩(wěn)定型種群 Stable pop. C 衰退型種群 Dimishing pop. 老年個(gè)體數(shù) 成體數(shù) 幼體數(shù) 出生率 死亡率 出生率 =死亡率 出生率 死亡率 種群性比 性比：種群中雄性和雌性個(gè)體數(shù)目的比例。 性比對種群配偶關(guān)系及繁殖潛力有很大的影響。 種群的雌雄比例 一雌一雄制：大多數(shù)動物，如鴛鴦。 一雌多雄制：少見，如某些蝙蝠。 一雄多雌制：如狼、猴、獅等。 第一性比：受精卵雌雄比，受精卵♂ /♀大致 1:1。 第二性比：幼體到個(gè)體成熟時(shí)的雌雄比。 第三性比：充分成熟時(shí)的性比。 分析 : 人口是增長的 19721982 的計(jì)劃生育成效顯著 19621972 計(jì)劃生育放松 19371947 戰(zhàn)爭年間出生的人口較少 種群存活率常以存活曲線表示。 存活曲線以對數(shù)形式表示在每一生活階段存活個(gè)體的比率。 基本類型 Ι型（凸型）：哺乳動物、人 、許多一年生植物。 Π型（直線型）：鳥類、多年生一次結(jié)實(shí)植物。 Ⅲ型（凹型）：低等動物、產(chǎn)卵魚類、真菌等。 中間類型：大多數(shù)居于Ι和 Π型。 （四）種群存活率 存活率 年齡 凸型存活曲線 特點(diǎn)：幼體存活率高，老年死亡率高。 如：哺乳動物、人 、許多一年生植物 。 凸型存活曲線，表示種群在接近于生理壽命之前，只有個(gè)別死亡，即幾乎所有個(gè)體都能達(dá)到生理壽命。 凸型存活曲線 直線型存活曲線 年齡 存活率 特點(diǎn)：整個(gè)生活期間，死亡率穩(wěn)定。 存活曲線呈對角線，個(gè)體各時(shí)期的死亡率對等。 如鳥類、多年生一次結(jié)實(shí)植物。 凹型存活曲線 年齡 存活率 特點(diǎn)： 幼年期死亡率高。以后的死亡率低而穩(wěn)定。 如低等動物、產(chǎn)卵魚類、真菌等。 三、生命表 生命表：是指列舉同一種群在特定年齡中個(gè)體的死亡和存活比率的一張清單。 生命是表示描述種群死亡過程的有用工具。 作用（意義）： 綜合記錄了 生物體