生态学第二版杨持课后练习题参考答案

点赞(0) 反对(0) 本站小编 免费考研网 2018-01-10 22:14:49 阅读(0)



1 《普通生态学》练习题参考答案

第一章 绪论

1、 如何理解生物与地球环境的协同进化?

答:地球的生命起源于35亿年前,那时地球的表面为还原性大气;缺少氧气,没有臭氧层。这些条件对今天的生物非常有害,但却正是原始生命得以形成的环境。

约在30亿年之前开始形成光合自氧生物,蓝绿藻为主,逐渐改变了大气成分,氧化大气出现;氧化大气的形成为绿色植物的登陆创造了条件。大气圈中保证生物呼吸的氧气和稳定的CO 2含量,以及保护地表生命的臭氧层,都是生物长期作用的结果。

并且生物不断适应地球环境,而进化形成现今丰富多样的生物世界;自7亿年有动植物以来,累计生物总质量是地球总质量的1000倍;生物转移的物质总质量要比其自身的质量大许多倍。因此可以认为适于生物生存的地球环境是生物与地球协同进化的结果,而这种环境又靠生物来维持与调控。

2、 试述生态学的定义、研究对象与范围。

答:生态学是研究生物及环境间的相互关系的科学,环境包括无机和有机环境。生态学研究的对象从生物大分子、基因、细胞、个体、种群、群落、生态系统直到生物圈,经典研究个体及以上层次。生态研究的范围非常广泛,涉及的环境非常复杂,从无机环境(岩石圈、大气圈和水圈)、生物环境(植物、动物、微生物)到人与人类社会,以及由人类活动所导致的环境问题。

3、 现代生态学的发展趋势及特点是什么?

答:进入20世纪60年代,生态学快速发展。生态学已深入社会的各个领域。

(1)全球性问题(如人口问题、环境问题、资源问题和能源问题)的控制和解决推动生态学发展。(2)应用生态学的迅速发展。污染生态学,经济生态学,恢复生态学,环境生态学。(3)全民生态意识提高。生态学举世瞩目。

生态学的发展特点有:(1)研究层次向宏观和微观方向发展。现代生态学一方面向区域性、全球性方面发展;另一方面是向微观方向发展,与分子生物学、分子遗传学、生理学等相结合。(2)研究方法手段的更新。野外自记电子仪器、同位素示踪、稳定性同位素、“3S”(全球定位系统(GPS )、遥感(RS )与地理信息系统(GIS ))、生态建模,系统论引入生态学。(3)研究范围不断扩展。对象转移到人类活动,交叉科学如化学生态学,应用生态学如与环境保护相结合。

第二章 生物与环境(1)

1、名词解释

环境(environment )——环境是指某一特定生物个体或生物群体的空间,以及直接或间接影响该生物(群)体的一切事物的总和。

生态因子(ecological factor )——环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有着直接或间接影响的环境要素。

限制因子( limiting factor)——限制生物生存和繁殖的关键因子,就是限制因子。

生态幅(ecological amplitude )——每种生物对任何一种生态因子都有一个耐受范围,即一个生态学上的最低点和一个生态学上的最高点,在最高点和最低点之间的范围就称为生态幅 。

2、地球环境由哪几部分组成?

答:地球环境由大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈组成。

3、简述生态因子作用的一般特点。

答:(1)综合作用: 如气候的作用;(2)主导因子作用:渔业高密度养殖增氧;

(3)直接作用和间接作用:地形因子一般为间接作用. ;(4)阶段性作用:如鱼类

的回游;(5)不可代替性和补偿作用。

4、种的生态幅及其制约因子有那些主要规律?

答:(1)对同一生态因子, 不同生物的耐受范围是很不相同的,每个种的的生态幅主要决定于种的遗传特性。(2)一种生物对某一生态因子的适应范围较宽,而对另一因子的适应范围很窄,生态幅常常为后一生态因子所限制。(3)同一生物不同阶段耐受性不同,生物繁殖阶段常常是一个临界期。(4)内稳态扩大了生物的生态幅与适应范围,但并不能完全摆脱环境的限制。(5)驯化可导致物种耐性限度的改变,适宜生存范围的上下限会发生移动,并形成新的最适点。

第二章 生物与环境(2)

1、名词解释

光补偿点(light compensation point)——光合作用强度和呼吸作用强度相当处的光强度为光补偿点

光周期(photoperiod)——一天之内,相对于黑夜而言,白天的时间长短。

Bergman 规律((Bergmann’s rule) ——高纬度的恒温动物比低纬度的相似种类个体要大。

冷害(chilling injury)——指喜温生物在零度以上的温度条件下受害或死亡。

2、简述有效积温法则及其在农业生产上的意义

答:有效积温法则指变温动物和植物在生长发育过程中必须从环境摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育,而且每个发育阶段所需要的总热量是一个常数。在农业生产上的意义有:

(1)预测生物发生的世代数:年总积温/一个世代所需积温

(2)预测生物地理分布的北界

(3)预测害虫来年发生程度

(4)可根据有效积温制定农业气候区划

(5)应用积温预报农时

3、试述光的生态作用.

答:太阳光是地球所有生物得以生存和繁衍的最基本的能量来源,地球上生物生活所必须的全部能量,都直接或间接地来源于太阳光。太阳辐射的强度、质量及其周期性变化对生物产生深刻的影象。(1)光照强度对生物的生长发育和形态建成有重要的作用;(2)不同光质对生物有不同作用。光合作用的光谱范围只是可见光区,红外光主要引起热的变化,紫外光主要有杀菌作用,昆虫对紫外光有趋光反应。

(3)生物的光周期的适应。植物可分为长日照植物和短日照植物。光周期的变化对大多动物尤其是鸟类的迁徙和生殖具有十分明显的影响,光周期对昆虫的滞育起主要作用。

4、 为什么生物的活动和繁殖受光周期控制?

答:外界环境因子很多,如温度、湿度、气压、降水等,为什么动物偏偏选择光(光照周期) 这个信号作为启动复杂的繁殖生理机制的“触发器”。这是因为日照长短的变化是地球上最具有稳定性和规律性的变化,成为生物节律的信号。

第二章 生物与环境(3)

1、试述水因子的生态作用。

答:(1)水是生物生存的重要条件。水是任何生物体都不可缺少的重要组成成分;生物的一切代谢活动都必须以水为介质;水是光合作用的原料。因此,水是生命现象的基础,没有水也就没有生命活动。(2)水对动植物生长发育的影响。水分对植物生长有最低、最适和最高值3基点;水分不足时,可引起动物的滞育和休眠,许多动物的周期性繁殖与降水季节密切相。(3)水对动植物数量和分布的影响。降水量最

大的赤道热带雨林种的植物达52种/公顷,而降水量较少的大兴安岭红松林中,仅有植物10种/公顷;水分对植被的分布有影响,我国从东南到西北可分为3个等雨量区,因而植被类型也分为3个区:湿润森林区、干旱草原区和荒漠区。

2、简述土壤的生态作用。

答:(1)为陆生植物提供基底,为土壤生物提供栖息场所;(2)提供生物生活所必须矿物质元素为水分;(3)提供植物生长所需的土壤肥力(水、肥、气、热);

(4)维持丰富的土壤生物区系;。(5)生态系统的许多很重要的生态过程都是在土壤中进行(分解作用、硝化作用、固氮);土壤是污染物转化的重要场地。

3、简述3种耐盐植物及其特征。

答:植物的耐盐方式:(1)聚盐性植物:从土壤里吸收盐,并把这些盐积聚在体内而不受伤害;(2)泌盐性植物:植物而是通过茎、叶表面上密布的分泌腺,把吸收的过多盐分排出体外;(3)不透盐性植物:根细胞对盐类的透过性非常小,几乎不或很少吸收土壤中的盐类。

第三章 种群生态学(1)

1、 什么是种群?种群具有那些不同于个体的基本特征?

答:种群是占据特定空间的同种有机体的集合。种群不同于个体的群体特征可分为三类,(1)种群的密度和空间格局。(2)初级种群参数,包括出生率、死亡率,迁出率和迁入率。(3)次级种群参数,包括性比、年龄分布和种群增长率。

2、 什么是生命表?生命表类型及其特点?

答:生命表是描述种群死亡过程的一览表。主要有3种类型:(1)特定年龄生命表。又称动态生命表或同生群生命表,是根据大约同一时间出生的一组个体(同生群)从出生到死亡的记录编制的生命表。(2)特定时间生命表。又称静态生命表,根据某一特定时间对种群作一年龄结构调查数据而编制的生命表。(3)综合生命表。包括了出生率的生命表称综合生命表。

3、 研究种群的数量和分布的应用意义。

答:研究决定种群数量和分布的生态因素具有重大应用价值。

(1)确定合理利用渔业和野生动植物管理中的收获量,改进草场放牧制度、放牧强度和林场采伐制度。(2)制订保护濒危种珍稀生物、防止绝灭的对策。(3)提出农牧病、虫、鼠、草害和人畜共患疾病的生态防治措施等。

4、种群增长率r 与净增殖R 0的关系,由此看计划生育的途径。

答:r = lnR0/T。R 0:每代净增值率, T :世代时间。人口控制和计划生育的目的是要使r 值变小,途径有:①降低R 0值,即使世代增殖率降低,这就要限制每对夫妇的子女数;

②使T 值增大,即可以通过推迟首次生殖时间或晚婚来达到。

第三章 种群生态学(2)

1、写出逻辑斯谛方程,并指出各参数的含义。

答:微分形式为:dN/dt=rN(1-N/K). 积分形式为:N t =K/(1+ea-rt )

r 表示瞬时增长率,K 表示环境容量。

2、“S ”型曲线的特点及各阶段的特征?

答:“S ”型曲线具有两个特点:(1)曲线渐近于K 值,即平衡密度;(2)曲线上升是平滑的。逻辑斯谛曲线可划分5个时期:

(1)开始期:由于种群个体数很少,密度增长缓慢。

(2)加速期:随个体数增加,密度增长逐渐加快。

(3)转折期:当个体数达到饱和密度一半时,密度增长最快。

(4)减速期:个体数超过K/2以后,密度增长逐渐变慢。

(5)饱和期:种群个体数达到K 值而饱和。

3、自然种群数量变动的类型?

答:自然种群的数量变动的类型有:(1)季节消长,(2)不规则波动,(3)周期性波动,(4)种群暴发或大发生,(5)种群平衡,(6)种群的衰落和灭亡,和(7)生态入侵。

4、 简述种群的调节学说.

答:当种群偏离平衡密度时,使种群回到原来平衡密度的作用即为调节作用。有三个学派解释种群密度的调节作用。(1)气候学派:种群数量受天气的强烈影响;

(2)生物学派:捕食、寄生、竞争、食物等生物因素对种群起调节作用;(3)内源性调节学派(自动调节学说派) :种群内成员的异质性起调节作用。内源性调节学派包括行为调节学说、内分泌调节学说和遗传调节学说。

第三章 种群生态学(3)

1、种群进化过程中,自然选择有哪几类?

答:以选择结果分3类:(1)稳定选择,(2)定向选择,和(3)分裂选择。 以生物学单位分4类:(1)配子选择,(2)亲属选择,(3)群体选择,和(4)性选择。

2、物种的形成为什么要经过生殖隔离?生殖隔离有哪些形式和方式?

答:只有生殖隔离机制的建立以后,当两个种群的个体再次相遇和接触,但基因交流已成为不可能,具有独立的基因库,因而成为两个独立的种,物种形成过程完成。生殖隔离包括合子前隔离和合子后隔离。合子前隔离发生在合子形成之前,阻碍受精和形成合子;可分为(1)栖息地隔离;(2)时间隔离;(3)行为隔离;(4)生殖器官隔离。合子后隔离发生在合子形成以后,虽然两性配子可以受精并形成合子,但合子没有生活能力,或只能发育为不育的杂种。可分为(1)杂种的生活能力极弱,或完全不能生活;(2)发育过程中的杂种不育;(3) F2代受损。 Fl 代虽然能正常生活和生育,但F2代具有很多生活能力弱和不育的个体。

3、物种形成的方式?

答:分为3类:(1)异域性物种形成 ;(2)邻域性物种形成 ;(3)同域性物种形成。

4、试比较r-选择和K-选择的主要特征。r-K 选择理论在生产实践中具有什么指导意义?

答:r-对策者和k-对策者是在不同自然选择压力下形成的。对r-对策种群来说,被选择的基因型常能使种群达到最高的内禀增长力,且个体小、发育快、早熟、只繁殖一次、后代多、但缺乏亲代的保护。对k-对策种群来说,被选择的基因型,能使种群较好地适应来自生物和非生物环境的各种压力,可忍受较高的种群密度、个体大、发育慢、成熟晚、可多次繁殖。总之,r-对策有利于种群的繁殖,而k-对策有利于种群有效利用其生境。

大部分有害动物(害虫、害鼠)属于r-对策者,灭杀只能暂时控制其数量,一旦灭杀停止,能迅速增值,又达原来水平。大部分珍稀动物属于K-对策者,繁殖能力低,一旦种群数量下降一定的下限——灭绝点,难以自然地恢复增长,要给予保护措施。

第三章 种群生态学(4)

1、名词解释

领域性(territoriality) ——指由个体、家庭或其他社群单位所占据的,并积极保卫不让同种其他成员侵入的空间。

他感作用(allelopathy)——一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质,对

其他植物产生直接或间接影响的现象。

竞争排除原理(Principle of competitive exclusion)——两个以上受资源限制的、但具有相同资源利用方式的种,不能长期共存在一起,即完全的竞争者不能共存。

生态位(niche)——生态位是物种在生物群落或生态系统中的地位和作用。 捕食(predation)——一种生物个体摄取其他生物个体(猎物)的全部或部分;广义的捕食包括肉食、植食、拟寄生和同类相食四种类型。,

2、何谓种内与种间关系?种间关系有哪些基本类型?

答:种内关系是指生物种群内部的个体间的相互作用。种间关系是指生活于同一生境中的物种间的相互作用。种间关系除竞争作用外还有多种类型,如捕食作用、寄生作用、互利共生、偏利作用和偏害作用等。

3、二个物种竞争的4种可能结果?

答:a. K1>K2/β, K2<K1/α 物种1取胜, 物种2被排斥

b. K1<K2/β, K2>K1/α 物种2取胜, 物种1被排斥,

c. K1<K2/β, K2<K1/α 两种共存,达到某种平衡

d. K1>K2/β, K2>K1/α 物种1、2都可能获胜;

4、试述捕食作用对种群数量和质量的调节作用。

答:捕食是一种生物个体摄取其他生物个体(猎物)的全部或部分。Lotka-V oterra 捕食者-猎物模型表明猎物的种群密度受捕食者的控制,二者循环波动。大量的证据说明捕食者会对猎物的种群数量起显著的影响。20世纪初,美国亚利桑那州Kaibal 草原为发展黑尾鹿(Odocoielus nemionus),捕打美州狮和狼等捕食者,到1925年,鹿群从4000头发展到10万头。

捕食者对猎物的种群质量起着重要的调节作用。在捕食者与猎物相互的协同进化过程中,“精明”的捕食者不能对猎物过捕,被捕杀者多为没有领域并受气候影响而暴露在外、受伤的、有病的、年老的、无家可归的“游荡者”,是种群中由于其他各种原因(尤其是种内竞争)注定要死的部分,而捕食者则是执刑的“刽子手”。淘汰了劣质。从而防止了疾病的传播及不利的遗传因素的延续。

在自然环境中,捕食者与猎物的关系是受许多因素影响的,往往是多种捕食者和多种猎物交叉着发生联系。

第四章 群落生态学

1、名词解释

边缘效应(edge effect)——群落交错区种的数目及一些种的密度增大的趋势。 优势种(dominant species) ——对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物。他们通常是个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积较大、生活能力较强,即优势度较大的种。

关键种(keystone species)——对群落结构和功能有重要影响的物种。这些物种从群落种消失会使得群落结构发生严重改变,可能导致物种的灭绝和多度剧烈变化。 物种丰富度(species richness)——一个群落或生境中的物种数目。

生活型(life forms)——植物对一定的生活环境长期适应的外部表现形式。同一生活型的植物不但在体态上是相似的,而且其适应特点也是相似的。

2、什么是生物群落?群落的基本特征有哪些?

答:群落是在相同时间聚集在同一定地域或生镜中的各种生物种群的集合。 群落的基本特征有:(1)种类组成特征;(2)外貌和结构特征;(3)群落动态特征。

3、什么是物种多样性?用香农指数怎样计算?

答:物种多样性由物种数目和相对多度决定。香农多样性指数

H ′=-∑(PilnPi )==-Σ(Ni/N ln Ni/N)


4、简述群落物种多样性的梯度变化

答:(1).纬度梯度:从热带到两极随着纬度的增加,生物群落的物种多样性有逐渐减少的趋势。(2).海拔梯度:在大多数情况下物种多样性与海拔高度呈负相关,即随着海拔高度的升高,群落物种多样性逐渐降低。(3).在海洋或淡水水体物种多样性有随深度增加而降低的趋势。(4).时间梯度:大多数研究表明,在群落演替的早期,随着演替的进展,物种多样性增加。在群落演替的后期当群落中出现非常强的优势种时,多样性会降低。

5、影响群落组成和结构的因素有哪些?

答:(1)、生物因素。可分竞争和捕食的影响。A 、竞争:如果竞争的结果引起种间的生态位的重叠、降低生态位宽度、增加资源利用率,将使群落中物种多样性增加。B 、捕食:泛化捕食者的捕食强度与植物多样性的关系是呈单峰曲线;具选择性的捕食者,如果喜食的是群落的优势种,则捕食可以提高物种多样性;如果喜食的是竞争上占劣势的种类,则捕食会降低物种多样性。(2)、干扰。中等干扰学说认为:群落在中等程度的干扰水平能维持高多样性。(3)、空间异质性. 环境的空间异质性愈高,群落多样性也愈高。 (4)、岛屿。岛屿面积越大,离大陆越近,生物种类越多。

第四章 群落生态学——生物群落的动态

1、什么是群落的演替?怎么分类?

答:在一定地段上,群落由一个类型转变为另一个类型的有顺序的演变过程,称为群落演替。按演替延续时间划分为世纪演替、长期演替和快速演替;按演替的起始条件分为原生演替和次生演替;按演替的基质分为水生演替和旱生演替;按演替的方向分为进展演替和. 逆行演替;按控制演替的主导因素可分为内因性演替和外因性演替;按群落的代谢特征分为自氧性演替和异氧性演替。

2、什么是顶极?简述演替的3种顶极学说。

答:群落演替所达到的最终平衡状态称为顶极【群落】。顶极理论有3种:单元顶极论、多元顶极论和顶极格局学说。单元顶极论:认为一个地区的全部演替都将会聚为一个单一、稳定、成熟的植物群落,这种顶极群落的特征只取决于气候,在一个气候区域内的所有生境中,最后都将是同一的顶极群落。多元顶极论:在一个气候区域内,除了气候顶极之外,还可有土壤顶极、地形顶极、火烧顶极、动物顶极等顶极。顶极格局学说:随着环境梯度的变化,各种类型的顶极群落,如气候顶极、土壤顶极等,不是截然成离散状态,而是连续变化的,因而形成连续的顶极类型,构成一个顶极连续变化的格局。

3、什么是演替系列?简述以裸岩开始的旱生演替系列。

答:从生物定居开始直到形成稳定的群落为止,这样的系列过程称为演替系列。从裸岩开始的旱生演替系列为(1)地衣阶段:先锋群落。(2)苔藓阶段:当地衣将环境改造到一定程度时,苔藓便迅速发展起来并占优势;(3)草本植物阶段:当土壤厚度增加到可保持一定湿度时,草本植物迅速发展并占优势;(4)灌木阶段:到草本植物演替后期,出现喜阳灌木与高草混生现象,逐渐形成灌木群落;(5)森林阶段。

第五章 生态系统生态学(1)

1、名词解释

生态系统(ecosystem)——在一定空间中共同栖居着的所有生物群落与其环境之间由于不断进行物质循环、能量流动和信息传递过程而形成的统一整体。

食物链(food chain)——各种生物按其取食和被取食关系排列的链状顺序,称为食物链 。

生物扩大作用(biological magnification) ——某种元素或难以分解的化合物在生物中的浓度随着营养级的提高而逐步增大的现象

营养级(trophic levels)——处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。

生态锥体(ecological pyramid) ——指各营养级之间的数量关系,这种数量关系可采用生物量、能量和个体数量单位,分别为生物量锥体、能量锥体和数量锥体。

2、简述生态系统的三大功能类群及作用。

答:生态系统的三大功能类群为生产者、消费者和分解者。(1)生产者:是能够利用简单的无机物制造食物的自氧生物,包括所有的绿色植物和能够进行化能合成的细菌;能够直接或间接地为人类和其它生物提供着进行生命活动所必需的能量和物质。(2)消费者:是指依靠活的动植物为食的动物。消费者不仅对初级生产物起着加工、再生产的作用,且对其它生物种群数量起着调控作用。(3)分解者:主要是细菌、真菌和放线菌,也包括腐食性动物。在生态系统中连续进行着分解作用,把复杂的有机物逐步分解成简单的无机物,再重新回到环境中,成为自养生物的营养物质。

3、说明同化效率、生长(产)效率、消费效率和林德曼效率的关系。

答:林德曼效率是指n+1营养级所获得的能量占n 营养级所获得能量的比例:Le=In+1/In ,相当于消费效率(利用效率)、同化效率和生产效率三者的乘积。 Le=In+1/In = (I n+1/Pn ) X(A n /In ) X(P n /An ) 。

4、为什么生态系统的营养级一般不会超过5-6级?

答:因为(1)各营养级消费者不可能100%利用前一营养级的生物量;(2)各营养级同化率也不是100%,总有一部分排泄出去;(3)各营养级生物要维持自身的活动,消耗一部分热量。由于能流在通过各营养级时会急剧减少,所以食物链就不可能太长,生态系统中的营养级一般不会超过5-6级。

5、什么是负反馈调节?举例说明它在维护生态平衡中的作用。

答:负反馈可抑制和减弱最初发生变化的那种成分的变化。负反馈控制可使系统保持稳定;由于生态系统具有负反馈的自我调节机制,在通常情况下,生态系统会保持自身的生态平衡。如兔种群数量与寄主植物之间存在负反馈调节机制:当兔种群数量增加→→兔吃大量植物→→植物减少→→兔种群数量下降→→兔吃少量植物→→植物增加→→兔食物增加→→兔种群数量增加,依次再循环。

第五章 生态系统生态学(2)

1、 全球初级生产量的分布特点?

答:(1)陆地比水域的初级生产量大;(2). 陆地上初级生产量有随纬度增加逐渐降低的趋势;(3). 海洋中初级生产量由河口湾向大陆架和大洋区逐渐降低;(4). 生态系统的初级生产量随群落的演替而变化。早期植物生物量很低,初级生产量不高,随演替进行,生物量逐渐增加,生产量也提高

2、 限制陆地及水域生态系统初级生产的因素?

答:陆地生态系统中,光、CO 2、水和营养物质是初级生产量的基本资源。温度和氧气是影响光合效率的主要因素。而食草动物的摄食则是减少光合作用的生物量。光合作用途径(C 3途径、C 4途径和景天酸代谢途径)不同,直接影响到初级生产力的高低。

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