环境生态学(复习重点)(4)

Meta-种群理论：

?玛他种群：生活在栖息地已破碎的，呈斑块状分布的种群，这一种群可由局部斑块中种群的不断灭绝和再迁入达到平衡而长期生存。

?玛他种群的两个基本要点：

?亚种群频繁地从生境斑块中消失

?亚种群之间存在生物繁殖体或个体的交流，从而使玛他种群在景观水平上表现出复合稳定性 玛他种群动态的数学模型(Levins)： dP/dt=mP(1-P)-eP 该模型的平衡值为： P=1-e/m

式中，P为未灭绝的亚种群比例；m为与物种定居能力有关的常数（重建率）；e为与物种灭绝速率有关的常数。可见，只有当m≥e时，玛他种群才能维持，而如果m＜e时，则玛他种群将逐步灭绝。 玛他理论的几个要点：

?玛他种群是指由一组空间上隔离，又相互有联系的局部种群所组成的种群。

?一个玛他种群要长期生存，组成的各个局部种群之间的迁入率必须大于各自的灭绝率。 ?玛他种群越大（即组成该玛他种群的局部种群越多），种群能生存的时间越长。 ?玛他种群的稳定性由局部种群之间的迁移率来维持，局部种群之间的迁移率越高，玛他种群的动态稳定性越高。 ?组成玛他种群的局部种群所生存的栖息环境的不同对玛他种群的生存有重要作用

?组成玛他种群的局部种群之间的距离、动物的扩散能力对玛他种群的维持有重要作用。

?有一个大种群和许多小卫星种群所组成的玛他种群，如果大种群的数量足够大或互相之间有一定的扩散率，则对物种的保护十分有利。

第三节 生物群落

生物群落的概念及其特征：

生物群落是指在特定空间或生境下，具有一定的生物种类组成及其与环境之间彼此影响、相互作用而形成一定的外貌和结构，并具有特定功能的生物集合体。它具有如下基本特征： ?具有一定的外貌 ?不同物种之间相互影响 ?具有一定的种类组成 ?具有一定的动态特征 ?具有一定的群落结构 ?具有一定的分布范围 ?形成一定的群落环境 ?具有特定的群落边界特征 群落的种类组成（成员型）： ?优势种和建群种

对群落的结构和群落环境的形成具有明显控制作用的植物种，称为优势种，其中优势层的优势种称为建群种。 ?亚优势种 ?伴生种 ?偶见种

物种组成的数量特征： ?丰富度（多度）：表示一个种在群落中的个体数目。 ?密度：单位面积上植物株数

?盖度：植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比 ?频度：某个物种在调查范围内出现的频率 ?高度、重量、体积 ?优势度和重要值

重要值＝相对密度＋相对频度＋相对盖度

Drude的七级多度标准：

?Soc(Sociales) 极多 地上部分郁闭 ?Cop(Copiosae)

?Cop1 很多 数量很多 ?Cop2 多 数量多 ?Cop3 尚多 数量尚多 ?Sp(Sparsal) 少 数量不多而散生 ?Sol(Solitariae) 稀少 数量很少且稀疏 ?Un(Unicum) 个别 单株 生物群落的结构： ?群落的外貌与季相

随着气候的季节性交替变化，群落所呈现出的不同外貌称为群落的季相。 ?决定群落外貌的因素 ?植物的生活型和生长型 ?组成群落的物种 ?植物的季相 ?植物的生活期 生物群落的结构：

?群落的垂直结构，即群落的分层现象。植物群落层的分化主要决定于植物的生活型 生物群落的结构： ?群落的水平结构

群落在水平方向上配置状况或水平格局。 由于环境的不均匀性，使得群落内各物种在二维空间中所呈现的不均匀配置称为群落的镶嵌性，分为融合型和轮廓型两类。

两个或多个群落之间的过渡区域称为群落交错区。 群落交错区内，种的数目及一些种的密度增大的趋势，某些种的活动强度和生产力增强的现象，称为边缘效应。

第四节 群落组成与结构的影响因素 群落组成和结构的影响因素： ?干扰

干扰是一个偶然发生的不可预知的事件，是在不同空间和时间尺度上发生的自然现象。 干扰使群落造成缺口后，有的在没有继续干扰下会逐渐恢复，但缺口也可能被周围群落的任何一个种侵入和占有，并发展为优势者，哪一个种是优胜者则完全取决于随机因素，这称为对缺口的抽彩式竞争。 中度干扰假说：中等程度的干扰水平能维持最高的生物多样性。 ?生物因素 ?竞争 ?捕食

?空间异质性

?岛屿效应与MacArthur平衡说 ?

岛屿的种－面积曲线：S＝cAz ?MacArthur平衡说：dS/dt＝I－E

第五节 生物群落的演替 生物群落演替的概念：

随着时间的推移，生物群落内一些物种消失，另一些物种侵入，群落组成及其环境向着一定方向产生有顺序的发展变化过程，称为群落演替。

在特定区域内，群落演替各个阶段由一种群落类型转变成另一种群落类型的整个取代顺序，称为演替序列；在演替过程中，最先出现的物种称为先锋种，在演替过程中出现的物种称为演替种或过渡种，通过演替最终达到的稳定群落称为顶极群落，在顶极群落中出现的物种称为顶极种。 群落演替的类型：

? 按演替延续的时间长短分 ? 按控制演替的主导因素分

? 世纪演替 ? 内因性演替 ? 长期演替 ? 外因性演替 ? 快速演替 ? 按群落的代谢特征分 ? 按演替的起始条件不同分 ? 自养性演替

? 原生演替 ? 异养性演替 ? 次生演替

群落演替序列：

?旱生演替系列：

地衣群落→苔藓群落→草本群落→木本群落

?水生演替系列：

自由漂浮植物→沉水植物→浮叶根生植物→直立水生植物→湿生草本植物→木本植物 生物群落演替理论：

?单元顶极论(H.C.Cowle and F.E.Clements) ?多元顶极论(A.G.Tansley)

?顶极－格局假说(R.H.Whittaker) ?群落中的种群处于稳定状态 ?群落演替达到演替趋向的最大值

?与生境的协同性高，相似的顶极群落分布于相似的生境中

?不同的干扰形式和不同的干扰时间所导致的不同演替序列都向类似的顶极群落汇聚 ?在同区域内具有最大的中生性 ?占有发育最成熟的土壤 ?在一个气候区内最占优势

群落演替过程中群落结构和功能的变化趋势

群落特征 总生产量/群落呼吸 总生产量/生物量 群落能量学 单位能流维持的生物量 群落净生产量 食物链 有机质总量 群落结构 无机营养物 物种多样性 生化多样性 层次性和空间异质性 演替 阶段 大于1 高 低 高 线状 牧食 少 生物外 低 低 简单 顶极 阶段 等于1 低 高 低 网状 腐食 多 生物内 高 高 复杂 物质循环 生活史 群落特征 生态位特化 生物大小 生活周期 无机物循环 演替阶段 宽 小 短 简单 开放 顶极阶段 窄 大 长 复杂 封闭 慢 重要 发达 好 强 低 生物与环境的物质交换 快 腐屑在营养物再生中的不重要 作用 内部共生 不发达 差 弱 高 内稳定营养保持 性 抗干扰能力 熵 生物群落演替的影响因素：

?植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性是群落演替的先决条件 ?群落内部环境的变化是群落演替的动力 ?种内和种间关系是群落演替的催化剂 ?外界环境条件的变化是群落演替的诱因 ?人类活动是重要的影响因素

第四章 生态系统生态学

第一节 系统和系统观

系统的概念：

系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的、具有特定功能的有机整体。 构成一个系统必须具备三个条件： ?具有两个以上的组分 ?组分之间具有密切的联系

?各组分能以整体的方式共同完成特定的功能 系统的基本特征： ?系统组分的整体性

?系统都具有一定的边界特征

?系统具有水平分离特性和垂直分离特性 ?系统结构的有序性

?组成系统的各组分之间有一定的量比关系 ?各组分通过各种联系相互作用、相互制约 ?各组分、各层次分工合作，共同完成系统功能 ?系统功能的整合性（系统的整合效应）

系统的整体功能大于各部分功能之和的特性。 ?系统结构和功能的可调控性 生态系统的概念：

生态系统（Ecosystem）：即生物群落与其生存环境之间，以及生物种群之间密切联系、相互作用，通过物质交换、能量转换和信息传递，成为占据一定空间、具有一定结构、执行一定功能的动态平衡体系。 生态系统的概念是英国生态学家A.G.Tansley于1935年首次提出的，它成为当代生态学中最重要的概念之一，它强调系统中各组分的普遍联系。近年来，都把自然生态系统扩展为自然－社会－经济复合生态系统。 生态系统的基本特征：

?具有一定的地区特点和空间结构 ?具有时间变化特征 ?具有自动调控功能

?同种生物的种群密度调控 ?不同种群之间的数量调控

?生物与环境之间的相互适应调控 ?生态系统是开放系统

地球上主要的生态系统类型： ? 湿地生态系统 ? 森林生态系统 ? 富养沼泽 ? 中养沼泽 ? 物种繁多、结构复杂 ? 贫养沼泽 ? 生态系统类型多样 ? 城市生态系统 ? 生态系统稳定性高 ? 以人为主体 ? 生产力高、现存量大、对环境 ? 开放度大 影响大

? ? ? ? 草地生态系统 荒漠生态系统 淡水生态系统 海洋生态系统

? 农业生态系统

? 高能耗，以大量燃料供能为特征

第二节 生态系统的组成和结构 生态系统的基本组成要素：

?非生物组分（non-living environment） ?非生物环境：能源、气候、基质和介质 ?物质代谢原料

?生产者（producers）：自养生物 ?消费者（consumers）：大型异养生物 ?分解者（decomposers）：小型异养生物 食物链和食物网：

生产者所固定的能量和物质，通过一系列吃与被吃的关系在生态系统中传递，各种生物按其食物营养关系排列起来的链状顺序称为食物链(Food Chain)。食物链某一环节上的所有生物种的总和称为一个营养级(Trophic Levels)。多条食物链彼此交错连结形成的网状结构称为食物网(Food Web)。 食物链的基本类型：

?草牧食物链(Grazing Food Chain)

?捕食食物链(Predatory Food Chain) 禾苗→蚱蜢→螳螂→黄雀→猫头鹰 ?寄生食物链(Parasite Food Chain) 马→蛔虫→原生动物 ?腐食食物链(Saprophytric Food Chain) 稻秆→平菇→人

?混合食物链 稻草→牛粪→蚯蚓→鸡粪→猪粪→鱼 生态金字塔：

由于能量通过食物链各营养级时逐级减少，所以如果沿着食物链，营养级由低到高，把每一营养级上的有机体的生物量或个体数量或所含能量按顺序排列起来，绘制成图，就会形成一个底部宽、顶部窄的金字塔形结构，这种结构称为生态金字塔。

?数量金字塔（pyramid of number） ?生物量金字塔（biomass pyramid） ?能量金字塔（energy pyramid）

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