生态学重要知识点总结

第二章

（一）环境的概念

环境：指某一特定生物体或生物群体以外的空间及直接、间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。针对某一特定主体，相对的意义。

（一）生态因子的概念

生态因子是指环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。（二）生态因子的类型

1. 按有无生命的特征：（1）生物因子，（2）非生物因子。

2. 按生态因子的性质：（1）气候因子，（2）土壤因子，（3）地形因子，（4）生物因子，（5）人为因子

3. 按生态因子的稳定性及其作用特点：（1）稳定因子，（2）变动因子。

4. 按生态因子对动物种群数量变动的作用：（1）密度制约因子，（2）非密度制约因子。

三、生态因子的作用特点

（一）综合作用

相互联系、相互影响，一个单因子变化，必起其他因子发生不同程度变化。

（二）主导因子作用（非等价性）

对生物起作用的众多因子是非等价的，其中必有1-2起主要作用的主导因子。

（三）不可替代性和补偿性作用

不可替代性：非等价但都不可缺少。

补偿性作用：一定条件下，某一因子在量上的不足，可以由其他因子的增加或加强而得到补偿仍有可能获得相似的生态效应。

（四）阶段性作用

某一生态因子的有益作用常常只限于生物生长发育的某一特定阶段。

（五）直接作用和间接作用

生态因子对生物的行为、生长、繁殖和分布的作用可以是直接的，也可以是间接的。

（一）Liebig最小因子定律

其他元素供应充足时，植物的生长取决于处于最小量状态物质的量。

（二）限制因子定律

生物在一定环境中生存，必须得到生存发展的多种因子，某种生态因子不足或过量都会影响生物生存和发展，布莱克曼：提出生态因子的最大状态也具有限制性影响。

（三）Shelford耐性定律

1.一种生物能够生长与繁殖，要依赖综合环境中全部因子的存在，其中一种因子在数量或质量上的不足或过多，超过了生物的耐受限度，该种生物就会衰退或不能生存。

2.生态幅：每一种生物对每一生态因子都有一个耐受范围，即这个耐受范围的大小。生态幅的宽窄是由遗传特性决定，是生物长期适应其原产地生态条件的结果。

驯化：如果一种生物长期生活在它的最适生存范围偏一侧的环境条件下，会导致该种生物耐受曲线的位置移动，并形成一个新的适宜生存范围及新的适宜范围的上下限，即发生了驯化。短期驯化在实验室，长期驯化在自然条件下。

（二）昼夜节律和其他周期性的补偿变化

1.生物对于不利环境引起的结构损伤和生理机能降低具有补偿作用。

2.生物在不同季节可以表现出不同的生理最适状态，

3. 补偿能力的周期性变化反映了环境的周期性变化。

（三）休眠：休眠是生物在不良环境条件时期的不活动状态，是生物抵御暂时不利环境条件的一种非常有效的生理机制。变温动物是滞育状态，恒温动物是蛰伏状态。

四、适应组合：对一组特定环境条件的适应也必定会表现出彼此之间的相互关联性，这一整套协同的适应特性就称为适应组合。

8. 趋同适应:亲缘关系很远，甚至完全不同的类群，长期生活在相似的环境中，表现出相似的外部特征，具有相同或相近的生态位。

9. 趋异适应：同一种生物长期生活在不同条件下，可能出现不同的形态结构和生理特征，这些变异特性往往具有适应意义

第三节生态因子的生态作用及生物的适应

第四节一、光因子的生态作用及生物的适应

第五节（一）光质的生态作用及生物的适应

第六节1. 植物（1）不同的光质可以对植物产生不同的生态作用。

第七节（2）生理有效辐射：蓝紫光生物无效辐射：绿光。光质对植物生态作用的研究有利于促进生产，生活实践中，不同颜色的塑料大棚对光质的利用。

第八节2. 动物：光质影响动物的视觉，继而影响动物的行为

（二）光强的生态作用及生物的适应

1. 植物

（1）对生态的形态建设及生态分布有非常重要的意义。一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，但能形成胡萝卜素，导致叶子发黄，产生黄化现象。

（2）对光强的需求分：

1）阳性植物:在强光环境中才能生长健壮2）阴性植物:需要在较弱的光照条件下生长3）耐阴植物:介于上述两类之间，它们在全日照下生长最好，但也能忍耐适度的荫蔽

2. 对动物的生态作用及其适应

（2）动物：决定开始活动的时间。1）昼行性动物2）夜行性动物

（三）光周期的生态作用及生物的适应

1. 植物:影响植物生长发育和繁殖。长日照植物，短日照植物，中性植物

2. 动物：长日照动物：春季繁殖开始。短日照动物：秋季开始交配。

（2）动物行为和动物换毛、换羽

二、温度因子的生态作用及生物的适应

（一）温度与动物生态类型：

（1）常温动物：与光照同时期繁殖，适宜温度寿命长。

（2）变温动物：影响产卵数目、速率以及卵的孵化率等；较低温度寿命长。

（二）温度对生物生长、发育和繁殖的影响

1．酶反映速率与温度系数

（1）温度的“三基点”：最低温度、最适温度和最高温度

（2）有效积温法：生物生长发育过程应从环境中摄取一定的热量，才能完成某一阶段的生长发育，各个阶段所需要的热量是常数。

有效积温法则预测应用：

1预测生物地理分布的北界预测2生物发生的世代数

3制定农业气候区划合理安排作物4预报农时

17. （1）低温对生物的作用

临界温度：温度低于一定的数值，生物便会因低温而受害。

1）冷害：0℃以上受害。2）霜害3）冻害：冰点下细胞内和间隙形成冰晶。

18.动物对低温的适应：贝格曼规律:在形态方面，生活在高纬地区的恒温动物，其身体往往

比生活在低纬地区的同类个体大，由于个体大的动物，其单位体重散热量相对较少。

阿伦规律:恒温动物身体的突出部分，如四肢尾巴和外耳等，在低温环境中有变小变短的趋势，这是寒冷条件下减少的的一种形态适应

19.高温与生物的适应：高温可减弱光合作用增强，呼吸作用是植物萎蔫甚至死亡。

20.生物对周期性变温的是

1．对温度日变化的适应

（1）植物的适应：植物生长要求温度因子有规律昼夜变化的配合，

促使种子萌发，提高萌发率，影响植物开花结实和产品品质，

（2）对温度年变化的适应:植物长期适应于一年中温度等因子的节律变化而形成与此相适应的植物发育节律称为物候阶段或物候期

21.水因子的生态意义

水因子的生态作用及生物的适应

（一）水的理化性质对水生生物的影响:1．含氧量2．密度3．黏滞性

（二）植物对水因子的适应

1．水生植物对水因子的适应

(1)水生生物的适应性特征

①根、茎、叶形成通气组织系统；②机械组织不发达；

③水下叶片多成带状、线状，且很薄；④无角质层、蜡质层和绒毛；

⑤光合、呼吸和吸收作用都在整棵植物的表面进行，植物根系不发达。

（2）适应类型：1.沉水植物2.浮水植物3.漂浮植物

（1）陆生动物吸水和失水途径

（2）吸水：饮水、进食含水、皮肤、代谢中获水；失水：体表蒸发、呼吸、排泄；二.土壤的生态学意义。

为土壤生物提供栖息场所。提供生物所需矿物质和水分，提供植物生长所需水，热，肥，气。土壤是陆地生态系统的基础和基地。维持丰富的土壤区系。是生态系统中物质与能量交换的重要场所。

第三章种群及其基本特征

1.种群的概念:在一定时间内占据特定空间的同一物种的集合体。

2.种群的基本特征:

①种群具有空间分布格局:均匀型，随机型，成群型

②种群具有一定的密度

③种群具有繁殖力

④种群具有年龄结构和性比

⑤种群的死亡特征

3.种群增长模型

⑴种群在无限环境中的指数增长（与密度无关的种群增长模型）

①世代不重叠种群的离散增长模型

②世代重叠种群的连续增长模型

⑴种群在有限环境中的增长

①世代重叠――逻辑斯谛的曲线

S型增长曲线常被划分为五个时期：

⑴开始期：种群个体数很少，密度增长缓慢，这是因为种群数量在开始增长时，基数还很低。

⑴加速期：随个体数增加，密度增长逐渐加快。

⑴转折期：当个体数达到饱和密度一半，密度增长最快。

⑴减速期：个体数超过k/2以后密度增长逐渐变慢。

⑴饱和期：种群密度达到环境容纳量，数量饱和。

逻辑斯蒂增长模型的重要意义：

⑴它是许多两个相互作用，种群增长模型的基础。

⑴在农业，林业，渔业等实践领域中，它是确定最大持续产量的主要模型。

⑴模型中，参数r和k已成为生物进化对策理论中的重要概念。

②世代不重叠

4.种群动态

①种群数量的季节消长②种群数量的周期性波动③不规则波动④种群爆发或大发生⑤种群平衡⑥种群的衰落和灭亡⑦生态入侵

第四章种内与种间关系

1.种群关系

种内关系：集群、领域性、社会等级、通讯、种内竞争

种间关系：

正相互作用：互利共生，偏利共生，原始合作

负相互作用：寄生，捕食，竞争，偏害

2.生态位

⑴概念：在自然生态系统中一个种群在时间空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。

⑴研究意义：对于正确认识物种，在自然选择进化过程中的作用以及运用生态位理论指导人工群落，建立中种群的配置等方面具有十分重要的意义。

⑴重叠和竞争：①完全重叠②内包生态位③等宽生态位④不等宽生态位⑤邻接生态位⑥分离生态位

3.种群的调节：

⑴密度调节因素：食物、生殖力、抑制物的分泌、疾病、生物的种内与种间关系

⑴非密度调节因素：气候因素

第五章群落组成和结构

一、群落的定义:在相同时间聚集在同一地段上的各种物种种群的集合

二、（简答）群落的基本特征:

1)具有一定的种类组成

2)群落中所有的物种在生态上是相互联系的

3)群落与环境的不可分割性

4)群落具有空间和时间结构

5)群落结构的松散性和边缘的模糊性

6)群落中各有机体的群落学重要性各异

三、优势种和建群种:

对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物种称为优势种。它们通常是那些个体数量多、投影盖度大、生物量高,即优势度较大的种。

群落的不同层次可以有各自的优势种,比如森林群落中,乔木层,灌木层,草本层和地被层分别存在各自的优势种,其中优势层的优势种常称为建群种。

群落的结构(1.生活型,2层片结构)

一、群落的生活型

生活型:植物对综合环境条件的长期适应在外貌上表现的植物类型。

高位芽:渡过不利生长季节的芽或顶端嫩枝位于离地面较高处的枝条。乔木灌木(湿热)

地上芽:芽或顶端嫩枝位于地表或接近地表,距地表的高度不超过20~30厘米,在不利于生长的季节中能受到枯枝落叶层或雪被的保护。

地面芽:在不利季节时地上的枝条枯萎,其地面芽和地下部分在表土和枯枝落叶的保护下仍保持生命力,到条件合适时再度萌芽。地衣、苔藓等(较长的严寒季节)

地下芽:亦称隐芽植物。芽埋在土表以下,或位于水体中以渡过恶劣环境的。马铃薯、洋葱、芦苇等。(冷湿)

年生植物:指在一年期间发芽、生长、开花然后死亡的植物。此类植物皆为草本,因此又常称为一年生草本。(干早)

二、层片结构特征：

1)同一层片的植物是同一个生活型类别

2)具有一定的小环境

3)时空变化特征

4)相对独立性

三、垂直结构:主要取决于环境因素的光照,温度和湿度等条件。

意义:1.保证了生物对空间的充分利用2.有效利用了环境资源3.促进生态系统稳定性的提高。

四、边缘效应

（1）边缘效应：群落交错区生境条件的特殊性、异质性和不稳定性,使得相邻群落的生物可能集聚在这一生态重叠的交错区内,使物种的数量、活动强度及生产力有增大的趋势,这个现象被称为边缘效应。

（2）群落交错区：它实际上是一个过渡地带，这种过渡地带宽窄不一，有的过渡很突然，有的则表现为逐渐的孤独或两个群落相互交错呈镶嵌状。

五、影响群落结构的因素：

1、生物因素

（1）竞争对群落结构的影响：竞争可导致生态位的分化和生物的进化。同一个生态位，会形成竞争。海洋大于陆地。

（2）捕食群落结构的影响：多样性提高。具有选择性的捕食者对群落结构的影响与泛华捕食者不同。较高营养及其取食结构对群落起关键作用。特化的捕食者：生物防治。

2、干扰: 抽彩式竞争的发生条件

（1）群落中具有许多入侵断层能力相等和耐受，断层中物理环境能力相等的物种

（2）这些物种中，任何一种在其生活史过程中能阻止后入侵的其他物种的再入侵

更多的物种可以共存，提高群落多样性，完全取决于随机因素

3、空间异质性：群落的环境不是均匀一致的，空间异质性的程度越高，意味着有更加多样的小生境，所以能允许更多的物种共存。

非生物环境中，在土壤和地形变化频繁的地段，群落含有更多的植物种，而平坦同质土壤的群落多样性低。生物环境中，在草地和灌丛群落中，垂直结构对鸟类多样性就不如森林群落重要，而水平结构，镶嵌性或斑块性就可能起决定性作用。

第六章群落内部动态

一、季相变化：植物群落的外貌在不同季节是不同的，故把群落季节性外貌称之为季相

二、年际波动：影响因素：气候环境和群落自身特征

在不同年度之间，生物群落常有明显的变动，这种变动限于群落内部的变化，不产生群落的

更替现象一般成为波动。其特点是群落区系成分的相对稳定性，群落数量特征变化的不定性以及变化的可逆性

①不明显波动，其特点是群落各成员的数量关系变化很小，群落外貌和结构基本保持不变

②摆动性波动，其特点是是群落成分，在个体数量和生产量方面的短期变动，它与群落优势种的逐年交替有关

③周期性波动，其特点是由于条件有利，可大量繁殖以及随后显著减少或消失

④偏途性波动，是气候和水分条件的长期偏离而引起一个或几个优势种明显变更的结果三、演替

演替是指某一地段上一个生物群落被另一个生物群落所取代的过程

(1)旱生原生演替:演替从干旱缺水的基质上开始。如裸露的岩石表面上生物群落的形成过程。经历以下几个阶段:

①.地衣群落阶段:对岩石的破坏。

②.苔藓植物阶段:形成少量的土壤。

③.草本植物阶段:出现草本,改善了水肥环境

④.木本植物阶段:从灌木发展到乔木最后形成乔灌结合的稳定群落

(2)水生原生演替:演替开始于水生环境中,经历漂浮植物阶段、沉水植物阶段、浮叶根生植物阶段、直立水生植物阶段、湿生草本植物阶段和木本植物阶段。发展到陆地植被群落。如淡水湖或池塘中随着水位的下降,湖底逐渐抬高,水生群落向中生群落逐渐转变,最后转变到旱生群落。

(3)次生演替:是在自然或人为干扰后的群落演替(如:火山喷发、人为采伐等),以云杉采伐后的演替:为例大致经4个阶段

①.采伐迹地阶段:原来群落破坏阴生植物消失,喜光的禾本科草类开始生长。

②.先锋树种阶段:喜阳的阔叶林树种侵入。

③.阴性树种定居阶段:由于群落密闭逐渐适应阴性树种的生长。

④阴性树种恢复阶段(云杉恢复阶段）

四、演替的顶极理论

(1)单元顶极论:(2)多元顶极论(3)顶极群落

演替顶极:是指每一个演替系列都是由先锋阶段开始,经不同的演替阶段,达到中生状态的最终演替阶段。

五、简答:识别顶极群落的方法:(重点)

1.群落中的种群处于稳定状态

2.达到演替趋向的最大值,即群落总呼吸量与第一生产量的比值接近1，与生境的协同性高,相似的顶极群落分布在相似的生境中

4.不同干扰形式和不同干扰时间所导致的不同演系列都是向类似的顶极群落会聚

5.在同一区域内具最大的中生性,占有发育最成熟的土壤

6.在同一气候区最占优势

六、群落演替的影响因素:

生物群落的演替是群落内部关系(包括种内和种间关系)与外界环境中各种生态因子综合作用的结果

1.植物繁殖体的迁移、侵入植物繁殖体的迁移和散布是经常地发生的,当植物繁殖体到达一个新环境时,若环境适宜,植物的定居过程就开始了。所以,植物繁殖体的迁移和散布是群落演替的先决条件。

群落内部环境的变化这种变化是由群落内部的生命活动造成的;有些况下,是群落内物种为自

己造成了不良的居住环境,使原来的群落解体,为其他植物的生存提供了有利条件,从而引起演替。

3.种内和种间关系的改变是演替的催化剂群落内的物种,在其种群之间都存在特定的相互关系。这种关系随着外部环境条件和群落内环境的改变而改变。当密度增加时,竞争能力强的种群得以充分发展,而竞争能力弱的种群则逐步缩小,甚至退出。

4.外界环境条件的变化环境因素是引起演替的重要条件。处于成熟、稳定状态的群落在接受外界条件刺激的情况下就可能发生种间数量关系重新调整的现象,进而使群落发生演替。如气候的变化、土壤的理化性质的改变都能导致群落内部物种关系的重新调整。

5.人类的活动是重要的影响因素人对生物群落演替的影响远远超过其他所有的自然因子,如:放火烧山,砍伐森林、开垦土地等,都可使生物群落改变面貌。人还可以经营,抚育森林,管理草原,治理沙漠,使群落演替按照不同于自然发展的轨迹进行,人甚至还可以建立人工群落,将演替的方向和速度置于人为控制之下。

七、控制群落演替的因素

1、生物的迁移和定居是演替的先决条件

2、群落内部环境的变化是演替的动力

3、种内和种间关系是演替的催化剂

4、外界条件的变化是诱因

5、人类活动是重要影响因素

第七八章生态系统

一、生态系统定义

是在一定空间中共同栖息着的所有生物（生物群落）与其环境之间由于不断地进行物质和能量的交换而形成的统一整体。

二、生态系统的特征

1.生态系统是动态功能单位

人们可以根据系统发育状况将其分为幼年期、成长期、成熟期等不同发育阶段

2.生态系统具有一定的区域特征

这种特征是对区域自然环境差异性的反映

3.生态系统是开放的”自持系统”

生态系统自我维持的基础就是它所具有的代谢机能

4.生态系统具有自动调节功能

这种自动调节功能表现在三方面：①同种生物种群密度调节，②异种生物群间的数量调节，③生物与环境间相互适应的调节。

三、生态系统的基本组成成分

非生物环境（非生物部分）,生产者,消费者,分解者（生物部分）

四、生产系统的组成成分的相互关系（作用地位）:

非生物环境是生态系统生命活动的物质基础。

生产者是生态系统中能量的固定者,是最关键，最基本,最活跃的成分,是生态系统中一切生命活动的物质基础。

分解者是生态系统物质循环的基础和关键环节,是生态系统中必不可少的成分。

消费者的存在丰富了生态系统的种类组成和种间

关系。

五、生态系统的结构

1.空间结构①垂直结构②水平结构

2.时间结构（尺度大）

3.营养结构

六、营养结构定义

营养结构(又称功能结构)是指以营养关系为纽带,将生产者、消费者、分解者三大功能类群按一定的方向和秩序有机地联系在一起,执行输送能量与物质的功能,生产者、消费者、分解者间的联系方式与秩序被称为营养结构。

七、营养结构特点

1.营养结构的复杂性。

生态系统的营养关系中存在许多条食物链,并且彼此交错连接,形成网状结构。复杂性还表现为同一个种可以同时占有几个营养级。

2.营养结构的暂时性。

食物链的短暂性使营养结构也具有短暂性

3.营养结构的相对稳定性。

八、营养结构的表现形式为食物链和食物网

九、食物链定义，类型

定义：生产者所固定的能量与物质，通过一系列食与被食的关系而在生态系统中传递，各种生物按其取食与被取食的关系而排列的链状顺序称为食物链

食物链的类型:

1.牧食性食物链（捕食性食物链）

2.腐食性食物链

3.寄生性食物链

十、食物链的浓缩效应

有一些不能随生物的呼吸、排泄等生理活动排出体外,而是聚集在体内，并沿食物链的移动，浓缩在更高一级的营养级位的生物体内，其浓度明显增大，这种现象称食物链的浓缩效应。十一、生态椎体(生态金字塔)

定量研究食物链中各营养级之间的关系，通常我们可以用生态锥体来表示。

生态锥体是用高度固定、宽度、与每一级的能量成比例的矩形来表示各营养级的能量,生产者矩形在最下面,依营养级序列依次向上排,这样就得到了一个明显的金字塔。

各营养级的数量关系可以用数量，生物量或能量来表示。因此，生态锥体有数量锥体，生物量锥体，和能量锥体。

十二、生态效率

生态效率：是指各种能流参数中的任何一个参数在营养级之间或营养级内部的比值，也可称传递效率

能量转化效率：能量在食物链流动过程中,食物链不同点上的能量转化比率,

同化效率:该营养级同化量与前一营养级同化量之比An/An-1

生产效率:该营养级净生产量与前一营养级净生产量之比Pn/An

利用效率:该营养级摄入量与前一营养级净生产量之比In+1/Pn

林德曼定律:“各营养级之间的生态效率约10%”。能量在生态系统营养级之间的转化,大致上有1/10能够到下一营养级身上组成生物量,大量的能量浪费在呼吸、排泄上。

十三、生态平衡定义

是指在一定时间和相对稳定的条件下,生态系统各部分的结构和功能处于相互适应与协调的动态平衡之中。

十四、生态平衡的特征

1.狭义生态平衡的特征

六方面:①生态能量指标:P/R接近于1。②生物群落结构③中间关系密切，生态位分化明显④

成熟生态系统物质循环趋干封闭。⑤生物增长类型为K对策和S型增长。⑥生态系统组成成分关系复杂,信息量大,系统自身调节能力强。

2.广义生态平衡或生态系统稳定性的基本特征表现为两个统一。

第一，系统内部异质性和同质性的统一

第二，局部不稳定与整体稳定性的统一

十五、生态系统自我调节机制

反馈是指系统的输出变成了决定系统未来功能的输入。反馈包括负反馈和正反馈。

1.负反馈：负反馈是系统中常见的反馈，它是使系统达到或保持平衡或稳定的机制。该反馈抑制和减弱系统最初发生变化的那种成分所发生的变化。负反馈通常在较长的时间尺度内起主导作用。

2.正反馈：作用与负反馈相反，其作用是促进和加速最初成分所发生的变化，使系统远离平衡状态或稳定。在生物群落演替的跃迁过程中起主导作用。正反馈是自我强化过程。通常在较短时间过程中起主导作用。

十六、生态系统自我调节能力的影响因素

1.生物种类的多样性

2.能量流动和物质循环的复杂性

3.非生物环境的调节能力

第九章生态系统的物质循环

第一节物质循环的概念特征与类型

一、物质循环的概念

生态系统的物质循环又称生物地球化学循环，指生态系统内的各种化学元素以及其化合物在生态系统内部各组成要素之间及其在地球表层，生物圈，大气圈，水圈，岩石圈，包括土壤圈等各圈层之间，沿着特定的途径，从环境到生物体，再从生物体的环境不断的进行着循环往复的变化过程。

生物地球化学循环包括地质大循环，生物小循环；

⑴地质大循环还也称地球化学循环，是指矿物质养料在大陆与海洋之间循环变化的过程。

⑴生物小循环是指生产者在环境中获得营养物质和能量，剑造自身并将物质转移到消费者，分解者最终又归还至环境中，然后再由生产者重新利用的过程。

⑴地球化学循环中的物质是生物循环的基础，而生物循环的作用又能够加速地质风化过程，促进地球化学循环。生物地球化学循环是生物小循环和地球化学循环的统一。

中小学还是生态系统中积极活跃的循环。通常我们使用凋落物分解比例来表示生物循环强度及凋落物的分解比例等于生态系统内凋落物积累总量／每年凋落物的数量。

二，物质循环的特征。

㈠为什么物质循环是生物圈规模上的封闭循环？

物质循环是物质重复利用的过程，能量流动和物质循环作为生态系统的两个基本过程，物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力【联系】，但能量流动和物质循环具有本质上的区别。能量在系统中只流经一次，最终都是以热的形式耗散。这种代谢耗散的能量绝不会被植物重新固定并利用，物质与能量的流动完全不同，物质可以无数次的通过生态系统，故称为循环。

生态系统的物质循环，由于物质在不同系统间的交换多是开放式的循环，只有在生物圈规模上，物质循环（地质大循环）才是一种封闭的循环。

㈡物质循环主要是生命必要元素的循环。

1、生命必要元素及其作用

⑴能量元素:包括碳，氢，氧，氮，他们是生物体需要最多的构成蛋白质的基本元素。

⑴大量元素:包括皮钙，镁，钾，硫，铁，那都是生物体需要量最多的元素。

⑴微量元素，包括B ,Cu,Zn ,Mn,Mo,Co,Al,F,Si,I,Se等她们是物体不可缺少的，但需要量小的元素。

2，参与物质循环的有毒有害物质:

⑴DDT是一种人工合成的有机氯杀虫剂，易溶于脂肪，并且积累在动物的脂肪里，很容易被有机体吸收，一旦进入体内就不能排泄出去。

⑴汞是一种具有高度毒性的非生命必需元素。汞和一种与DNA一起发生作用的蛋白质形成专一性的结合，这是汞中毒引起先天性缺陷的原因。

⑴放射性物质像许多有毒物质一样，可以被生物吸收积累各种放射性核素在环境中经过食物链转移，进入人体后，其放射线对机体产生持续照射，直到放射性核素蜕变成稳定性和送货全部被排出体外为止。

㈢物质循环是在媒介中进行的非匀速运动的复杂的循环。

1、物质循环是在媒介中进行的。物质在生态系统中的循环由三个基本环节构成，即

输入——储存——运转。一般来说，物质输入的媒介是水，大气和土壤。

2、物质循环状态是非匀速的。物质循环的非元素状态，通过物质循环中所具有的库与流的对比反应出来。

⑴库是指物质在生态系统中被固定和储存的场所。生态系统各个组成部分都是物质循环的库，可以分为植物库，动物库土壤库，大气库，水体库等。物质循环研究物质的滞留和转移，而物质在传递和转移过程中不是匀速运动的，故引入库的概念，根据库容量的大小，以及各种物质在空中的滞留时间和刘东速度的不同，可将库分为两类。

①储存库:库容量大，物质在空中滞留时间长，流动速度慢，一般为非生物成分，如水体沉积物，物质沉积——变成岩石——岩石风化——植物利用，这是一个极漫长的过程。

②交换库和活动库容量小，物质在空中滞留时间短，流动速度快，一般为生物成分。

生物在环境中吸取多种营养物质，不论是有生物的代谢活动，还是死亡后的分拣，媳妇指的滞留时间都较短，碳的代谢呼吸过程最快只需几分钟即可完成一次生命的储存过程，最长也不过只有几百年或上千年，所以物质在生物体内滞留时间和容量与储存库比起来微乎其微。

⑵流是指物质在库与库之间的转移和运动状态。

没有库非生物环境中的物质不能被吸收，固定，转化为各种产物，没有留库之间不能联系和沟通，物质循环发生短路，将导致生态系统瓦解。

⑵物质循环速率的相关概念:

①流通率:是指物质在单位时间单位面积上的移动量，一般用绝对值表示。

②周转率是指出入一个库的流通率占该库中物质总量的比例

周转率=流通率／库中物质总量⑴100%

③周转时间=1／周转率

3、物质循环的复杂性。

㈣自然状态的物质循环是平衡的循环。

所谓是平衡的循环，是指生态系统中库与库之间的物质存储和流通是协调的，取决于两方面，一是各库之间的物质储量的比例，二是流通的渠道的渠道要畅通。

三、生物地球化学循环的类型。（理解）

生物地球化学循环可分为三大类型及水循环，气体型循环和沉积型循环

生态系统中所有的物质循环都是在水循环的推动下形成的，①水循环是物质循环的核心。

②气体小雪还中物质的主要储存库是大气和海洋，循环与大气和海洋密切相连，具有明显的全球性循环性能最为完善。物质以气体形式参与循环。③沉积型循环主要储库是岩石，土壤和水相联系。物质决无气体状态。全球性不如气体型循环，循环性能也很不完善。

第二节水循环

一、水循环的主要作用:

①水是很好的溶剂及物质循环的介质

②水是地质变化的动因之一。

③水在生态系统能量运输与能量平衡中起着极其重要的作用

④水体热容量较大，有利于生态系统温度环境的改善，促进物质循环。

二、水的存在状态和水循环

1、水的存在状态:固态液态气态

2、全球水循环:在太阳能的作用下们面临的紧迫任务。海水蒸发为水汽，进入大气，随风在全球范围内迁移，遇到枯枝落叶层，有些渗入土壤和地下水中，工以雪冰哲的形式返回地面或精件，大比上的降来有收植物品有些被滞留于地表洼陷处，有些被蒸发、蒸腾，进入再循环，有些进入江河湖泊形成地表径流回海洋在太阳能(温度及气压爆度为月球引南力地转偏向力等的共同作用下，大气环流、洋流促进了陆地与海洋间、高低纬度间的热量与水分的交换，使大气、海洋和陆地形成了一个全球性水循环系统。

一个区域的水分平衡除受隆水量、热发量、径流最和自然赛水量的影响外。还受植被的孩腾和极留量的影响。

3.生态系统中的水循环生态系统中的水循环包括截留、渗透、燕发、蒸腾和地表径流。

三、人类对水循环的影响:

①改变下垫面及植被状况

②人类过度开发局部地区的地表水和地下水，加重干旱化和盐渍化。

③干旱，半干旱地区大面积的植被遭破环

④环境污染

第三节气体型循环

⑵一、碳循环

（一）碳循环的途径⑵

⑴陆地:植物通过光合作用，将大气中的二氧化碳固定在有机物中(多糖、脂肪和蛋白质),而储存于植物体内，食草动物吃了以后经消化合成，通过各营养级，再消化再合成。在这个过程中，部分碳又通过呼吸作用回到大气中，另一部分成为动物体的组分。动物排泄物和动植物残体中的碳再由微生物分解为二氧化碳，回到大气中。

⑴水域:除了大气，碳的另一个储存库是海洋，它的含碳量是大气的50倍，更重要的是海洋对于调节气中的含碳量起着重要的作用。在水体中，同样由水生植物将大气中扩散到水上层的二氧化碳固定转化为糖类，通过食物链传递给消费者。同时，各种水生动植物的呼吸作用又释放二氧化碳到大气中。当动植物残体埋入水底，其中的碳会暂时离开循环。但是经过地质年代，又可以石灰岩或珊瑚礁的形式再出露于地表。岩石圈中的碳也可以借助于岩石的风化和溶解、火山爆发等重返大气圈。另部分则转化为化石燃料，通过燃烧过程将二氧化碳重新释放到大气中。

CO2的作用:大气中的二氧化碳是含碳的主要气体，也是碳参与循环的主要形式。

碳循环的基本路线:是从大气储存到植物和动物，在从动植物通向分解者，最后回到大气中去。

⑴陆地与水域，在大气圈和水圈之间的界面上，通过扩散作用而相互交换。花碳的移动方向主要取决于界面两侧的相对浓度，他总是从高浓度的一侧向低浓度的一侧扩散。碳在生态系统中的含量过高或过低，都能通过碳循环的自我调节机制而得到调整。在陆地和大气之间谈

的交换也是平衡的。

草地也是重要的碳库，主要碳库，大气圈，水圈，森林，草地在生态系统中，碳循环的速度是很快的。在几分钟或几小时内就能返回大气，一般会在几周或几个月返回大气。

㈡人类活动对碳循环的影响。

⑴温室效应的增强⑴全球生态系统对温室效应的响应。

⑴温室效应存在的同时，还存在遮阳伞效应。

二、氮循环

1、氮是构成蛋白质和核酸的主要元素在生物学上具有重要意义，但是还具有复杂困难而又活跃的特点。

2、固氮作用，途径有三种

:①通过闪电，宇宙射线，陨石，火山爆发等活动，高能固氮，其结果是形成氨或硝酸盐，随着降雨到达地球表面。

②工业固石系通过工业合成的方法，将大气中的氮转变为氨和硝酸盐，供植物利用。

③生物固氮。根据生活特征可分为共生孤单生物和营自由生活孤单生物两类。

3、氮在环境中的循环与转化:

氮循环从固氮开始，植物从土壤中吸收无机态的氮，主要是硝酸盐，用作合成蛋白质的原料。这样，环境中的氮进入了生态系统。植物中的氮一部分为食草动物所取食，合成动物蛋白质。在动物代谢过程中，一部分蛋白质分解为含氮的排泄物(尿素、尿酸)，再经过细菌的作用，分解释放出氮。动植物死亡后经微生物等分解者的分解作用，使有机态氮转化为无机态氮，形成硝酸盐。硝酸盐可再为植物所利用，继续参与循环，也可被反硝化细菌作用，形成氮气，返回大气库中。

含氮有机物的转化和分解过程，包括氨化作用，硝化作用和反硝化作用。

⑵氨化作用:由氨化细菌和真菌的作用，将有机氮分解成为氨与氨化合物，氨溶于水形成NH4+可为植物直接利用这种将有机物在酶的作用下分解为无机小分子的过程，也称为困惑作用。

⑵硝化作用:在通气情况良好的土壤中，氨化合物被亚硝酸盐，细菌和亚硝酸盐，细菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，供植物吸收利用。

⑵反硝化作用:也称脱氮作用，在通气不良的条件下，反硝化细菌将亚硝酸盐转变成大气氮，回到大气库中。

㈡人类活动对氮循环的影响:①污染水体②加速全球气温升高③臭氧层破坏④降低土壤质量。⑤污染空气，形成光化学烟雾和酸雨。⑥对氮污染重视不够。

第十章，生态系统中的信息传递

第一节信息的概念，属性，主要特征与传递模型

1.信息的属性：信息是一切物质的普遍属性信息是现实世界物质客体间相互联系的形式，任何物质都可以成为信息源，都可以产生并发出信息。信息是物质和能量的形态表象。但不是物质和能量。

2.信息和物质的区别：物质转移原位置就不存在物质，而信息传递过程可以反复使用。

信息和能量的区别：信息的传递离不开能量，能量是传递的媒介，但能量不是信息。

特点具有多样性，复杂性，类型多，储存量大。

3.信息的主要特征：

（1）普遍性。只要有物质和能量的运动，就会有信息的存在。，

（2）时效性。信息是流动的，接收端需要及时更新，准确送达，迟到的信息没有价值。，（3）共享性。是信息区别于物质和能量的主要特征。可以无限再生。可以通过双方的交换互相补充，增加新的信息，为更多人所共享。

（4）不守恒性。物质能量和信息是宇宙间的三类客体。信息是物质和能量在时间空间上的不均匀性。信息的变化是无穷的，不守恒的，合理有效地利用信息，可以节约时间，人力和财力，这等于把信息转化为人力和财力。