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基础生态学
个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学，将知识点进行了归纳和整理，帮助学习者理解和记忆。直击重点，可以作为学习笔记和复习资料，帮助大家系统地回顾和巩固所学知识，知识点系统且全面，希望对大家有所帮助！
编辑于2024-08-16 20:07:03- 生态学
- 种群生态学
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- 大纲
基础生态学
A.G.Tansley（1935）生态系统提出
经典生态学
个体生态学
环境（Environment）
概念：某一特定生物体或生物群体周围一切因素的总和b包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因素。
简记：生物生存的空间、生命活动所需要的物质、生命活动所需要的能量
生态因子（Ecological factors）
概念：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因素。如温度、湿度、食物、氧气、二氧化碳和其他相关生物等。生态因子是环境中对生物起作用的因子，而环境因子则是指生物体外部的全部因素。
分类
生物种类（有无生命特征）
生物因子（biotic factors）
非生物因子（abiotic factors）
Begon
条件
温度、湿度、PH...
资源
营养物质、水、辐射能...
性质
气候因子（climatic factors）
土壤因子（edaphic factors）
地形因子（topographic factors）
生物因子（biotic factors）
人为因子（anthropogenic factors）
生态因子的稳定性及其作用特点
稳定因子
变动因子
周期性变动因子
非周期性变动因子
生物种群数量（生物密度）变动的作用
密度制约因子（density-dependent factor）
非密度制约因子（density-independent factor）
空间分布特征
纬度地带性
经度地带性
垂直地带性
作用特点
综合性
主导因子作用（非等价性）
阶段性作用
不可替代性和补偿性
直接作用和间接作用
光照、温度、水分、CO2、O2等
间接作用是通过影响直接因子而间接影响生物，如山脉的坡向、坡度和高度通过对光照、温度、风速及土壤质地的影响，对生物发生作用。
作用规律
最小因子定律（Liebig's law of minimum）
谢尔福德耐受性定律（Shelford's law of tolerance）
概念
生物的存在与繁殖，要依赖环境中的多种因子，而且生物有机体对环境因子的耐受性有一个上限和下限，任何因子不足或过多，接近或超过了某种生物的耐受限度，该种生物的生存就会受到影响，甚至灭绝。
四个补充原理
每一种生物对不同生态因子的耐受范围存在着差异，可能对某一生态因子耐受性很宽，对另一个因子耐受性很窄；
生物在整个个体发育过程中，对环境因子的耐受限度是不同的。在动物的繁殖期、卵、胚胎期和幼体、种子的萌发期，其耐受性限度一般比较低；
不同的生物对同一生态因子的耐受性是不同的。例如：鲑鱼对温度这一生态因子的耐受范围是0~12℃，最适温度为4℃；豹蛙对温度的耐受范围是0~30℃，最适温度为22℃；
生物对某一生态因子处于非最适状态下时，对其他生态因子的耐受限度也下降。（高温潮湿）
生物对其耐受限度的调整
适应方式
形态适应
行为适应
生理适应
营养适应
适应组合（adaptive suites）
概念：生物对非生物环境条件表现出一整套协同的适应特性，称适应组合。如骆驼和仙人掌对炎热干旱环境的适应。
趋同适应（生活型）
概念：指不同种类的生物，由于长期生活在相同或相似的环境条件下，通过变异、选择和适应，在形态、生理、发育以及适应方式和途径等方面表现出相似性的现象。（蝙蝠与鸟类，鲸与鱼类等是动物趋同适应的典型例子）
趋异适应（生态型）
概念：指亲缘关系相近的同种生物，长期生活在不同的环境条件下，形成了不同的形态结构、生理特性、适应方式和途径等。（华南虎、东北虎）
光的生态作用与生物的适应
光强的生态作用与生物的适应
光补偿点（compensation point）
概念：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；
光饱和点（saturate point）
概念：当光照强度达到一定水平后，光合产物不再增加或增加得很少，该处的光强度即为光饱和点。
光强与陆生植物
对不同光照强度的适应
阳地植物（cheliophytes）
阴地植物（sciophytes）
耐阴性植物（shade plant）
生物对光周期现象的适应
生物光周期现象概念：光周期现象是指植物的开花结果、落叶及休眠，动物的繁殖、冬眠、迁徙和换毛换羽等对日照长短的规律性变化的反应（生物和许多周期现象是受日照长短控制的，光周期是生命活动的定时器和启动器）。
温度的生态作用与生物的适应
温度对生物的作用
温度是最重要的生态因子之一，参与生命活动的各种酶都有其最低、最适和最高温度，即三基点温度。
有效积温法则
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发育阶段的发育过程，而且各个发育阶段所需的总热量是一个常数，称总积温或有效积温，因此可用公式：N*T=K表示，考虑到生物开始发育的温度，又可写成：N（T-C）=K，T=C+K/N，其中，N为发育历期，即生长发育所需时间，T为发育期间的平均温度，C是发育起点温度，又称生物学零度，K是总积温（常熟）。
温度与生物分布
温度和降水是影响生物在地球表面分布的两个最重要的生态因子。
温度与动物类型
根据有机体和环境温度的相互关系
常温动物（homeothermic）
异温动物（heterothermy）
变温动物（poikilothermic）
根据有机体热能的主要来源
外温动物（ectothermic）
内温动物（endothermic）
内温动物对低温的形态适应
贝格曼规律（Bergman's rule）
概念：生活在寒冷气候中的内温动物的身体比生活在温暖气候中的同类个体更大，这种趋向称贝格曼规律，是减少散热的适应。例如东北虎的颅骨长331~345mm，而华南虎的仅283~318mm长。
阿伦规律（Allen's rule）
概念：寒冷地区的内温动物较温暖地区内温动物外露部分（如四肢、尾、耳朵及鼻）有明显趋于缩小的现象，称阿伦规律，是减少散热的适应 。
水的生态作用与生物的适应
陆生动物的水平衡调节机制
失水
皮肤蒸发
呼吸失水
排泄失水
补充水
食物
代谢水
饮水
保水
减小皮肤的透水性，减少身体的表面蒸发
减少呼吸失水，减少排泄失水，利用代谢水
生态类型
喜湿
耐旱
陆生动物的保水机制
形态（减少皮肤蒸发）
昆虫具有几丁质的体壁，防止水分的过量蒸发；两栖类动物体表分泌粘液以保持湿润；哺乳动物有皮脂腺和毛，防止体内水分过多蒸发。
行为
沙漠动物昼伏夜出。沙漠地区夏季昼夜地表温度相差很大，因此地面和地下的相对湿度和蒸发力相差很大。动物对水因子的适应与植物不同之处在于动物有活动能力，动物可以通过迁移等多种行为途径来主动避开不良的水分环境。
减少呼吸失水
（1）昆虫通过气孔的开放与关闭可以减少呼吸失水。（2）逆流交换机理（荒漠鸟兽）：即当吸气时，空气沿着呼吸道到达肺泡的巨大表面积上，使空气变成核温时的饱和水蒸气；而呼出气在通过气管与鼻腔时，随着外周体温的逐渐降低，呼出气的水气沿着呼吸道表面凝结成水，使水分有效地返回组织，减少呼吸失水。如骆驼，通过逆流交换可回收呼出气全部水分的95%。
利用代谢水
“沙漠之舟”骆驼可以17天不喝水，身体脱水达体重的27%，仍然照常行走。它不仅具有贮水的胃，驼峰中还储藏丰富的脂肪，有消耗过程中产生大量水分；其血液中具有特殊的脂肪和蛋白质，不易脱水。
减少排泄和粪便失水
哺乳动物肾脏通过亨利氏袢和集合管的吸水作用使尿浓缩，从而达到保水的目的。亨利氏袢越长（响应肾脏髓质越厚），回收水越多，尿浓缩越高。鸟类与爬行类的大肠和泄殖腔以及昆虫的直肠腺具重吸收水的作用。兽类虽无泄殖腔，但大肠也能重吸收水，使排出粪便的含水量随所栖环境干燥程度增加而减少。
种群生态学
种群及其基本特征
种群（population）的概念
学科
种群生物学
种群遗传学
种群生态学
定义：同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合，是物种在自然界存在的基本单位。
主要特征
数量特征
种群参数变化是种群动态的重要体现。
空间特征
组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局，称为种群的内分布型（internal distribution pattern）。
遗传特征
种群具有一定的基因组成，即系一个基因库，以区别于其它物种，但种群中的个体在遗传上有变异。
组成
单体生物（unitary organism）：单体生物个体清楚，基本保持一致的体形，每一个体来源于一个受精卵。如鸟类、兽类等。
构件生物（modular organism）：构件生物由一个合子发育成一套构件，由这些构件组成个体。如水稻、浮萍、树等。
无性系分株：构件生物各部分之间的连接可能会死亡和腐烂，这样就形成了许多分离的个体，这些个体来自于同一个受精卵并且基因型相同，称为无性系分株。
无性系：由同一植株通过营养繁殖所产生的群体，成为一个无性系。对繁殖成无性系的最初植株，称为无性系原株，无性繁殖出来的植株称为无性系分株。
高等植物是构件生物，大多数动物属单体生物，但营固着群体生活的珊瑚、籔枝虫、苔藓虫等也是构件生物。
种群动态
种群动态是种群生态学的核心问题，是种群数量在时间和空间上的变动规律。
研究方法：野外调查（假说），实验研究（证实），通过数学模型进行模拟研究；应用：生物资源的合理利用、生物保护及病虫害防治。
种群密度
绝对密度：单位面积或空间的实有个体数。
绝对密度估计：总数量调查：计数某地段全部生活的个体数量。
方法
取样调查
随机样本取样：主观取样法、客观取样法
样方法
标志重捕法
去除取样法
相对密度：只能获得表示数量高低的相对指标。
种群统计学
初级种群参数
出生率
生理出生率：种群在理想条件下所能达到的最大出生数量，又称最大出生率。
生态出生率：一定时期内，种群在特定条件下实际繁殖的个体数量，它受生殖季节、一年生殖次数、一次产仔数量、妊娠期长短和孵化期长短、以及环境条件、营养状况和种群密度等因素影响，又称实际出生率。
死亡率
生理死亡率：最适条件下，所有个体都因衰老而死，这种死亡率称生理死亡率，又称最小死亡率。
生态死亡率：一定条件下，种群实际的死亡率，又称实际出生率。
迁入和迁出率
次级种群参数
分布型
种群的空间分布
自然环境限制物种的地理分布
气候
温度
降水
盐度
天然屏障
种群的分布格局
随机分布
均匀分布
聚集分布
性比
年龄结构
种群各年龄组的个体数或百分比的分布呈金字塔形，因此，称这样的年龄分布称为年龄金字塔或年龄锥体
简答：判断环境优劣
种群增长率
生命表
同生群生命表（动态生命表、特定年龄生命表、水平生命表）：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称同生群生命表。
静态生命表（特定时间生命表、垂直生命表）：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称静态生命表。
综合生命表
内禀增长能力
定义：在种群不受限制的条件下，即能够排除不利的天气条件，提供理想的食物条件，排除捕食者和疾病，我们能够观察到种群的最大增长能力（rm）
mm是最大的瞬时增长率，即内禀增长率或内禀增长能力。
种群增长模型
种群停止增长处的种群大小通常称“环境容纳量”或K，即环境能维持的特定种群的个体数量。
自然种群的数量波动
季节波动
不规则波动
周期性波动
种群暴发、种群平衡、种群扩散
种群的衰落和灭亡
生态入侵
种群调节
集合种群动态
生物种及其变异与进步
物种的概念
种群的遗传、变异、与自然选择
物种形成
生活史对策
对策
R
r-对策
生活在条件严酷和不可预测环境中，种群死亡率通常与密度无关，种群内的个体常把较多的能量用于生殖，而把较少的能量用于生长、代谢和增强自身的竞争能力。
优点：生殖率高，发育速度快，世代时间短，因此，种群在数量较低时，可以迅速恢复到较高的水平；后代数量多，通常具有较大的扩散迁移能力，可迅速离开恶化的环境，在其他地方建立新种群，因此，常常出现在群落演替的早期阶段；由于高死亡率、高运动性和连续面临新环境，可能使其成为物种形成的新源泉。
缺点：死亡率高、竞争力弱、缺乏对后代的关怀，高的瞬时增长率必然导致种群的不稳定性，因此，种群的密度经常激烈变动。
r-选择
采取r-对策的生物称为r-选择者，通常是短命的，生殖率很高，可以产生大量的后代，但后代的存活率低，发育快，成体体形小。
K
k-对策
生活在条件优越和可预测环境中，其死亡率大都取决于密度相关的因素，生物之间存在着激烈的竞争，因此种群内的个体常把更多的能量用于除生殖以外的其他各种活动。
优点：种群的数量较稳定，一般保持在K值附近，但不超过此值，因此，导致生境退化的可能性小；具有个体大和竞争能力强等特征，保证它们在生存竞争中取得胜利。
缺点：由于r值较低，种群一旦遭到危害，难以恢复，有可能灭绝。
k-选择
采取K-对策的生物称K-选择者，通常是长寿命的，种群数量稳定，竞争能力强，个体大但生殖力弱，只能产生很少的后代，亲代对后代有很好的关怀，发育速度慢，成体体形大。
r-选择和K-选择的特征比较（表格）
r-K
r-K连续体
r-选择和K-选择是两个进化方向的不同类型，从极端的r-选择到极端的K-选择之间有许多过渡类型，有的更接近于r-选择，两者间有一个连续的谱系，称r-K连续体。（蝗虫群居时为r-对策；独居时为K-对策）
Crime的CSR三角形
格兰姆将环境分成四种极端的类型：（1）低扰动-低逆境；（2）低扰动-高逆境；（3）高扰动-低逆境；（4）高扰动-高逆境。
生殖价：x龄个体的生殖价（RVx）是该个体马上要生产的后代数量（当前繁殖输出），加上那些预期的以后生命过程中要生产的后代数量（未来繁殖输出）。
特点：如果未来生命期望低，分配给当前繁殖的能量应该高，而如果剩下的预期寿命很长，分配给当前繁殖的能量应该较低。
生殖效率：是生殖对策的一个主要问题。生物是通过提高后代的质量与投入能量的比值来达到提高生殖效率的目的。
“两面下注”理论
如成体死亡率与幼体死亡率相比相对稳定，每次分配给繁殖的能量就应该低，进行多次繁殖；
如幼体死亡率低于成体，分配给繁殖的能量就应该高，就进行单次生殖。
机遇、平衡和周期性生活史对策
鱼类在繁殖力、幼体成活率和性成熟年龄之间存在权衡：（1）机遇对策：繁殖力低（繁殖的能量分配高）、幼体成活率低和性成熟早；（2）平衡对策：繁殖力低，幼体成活率高和性成熟晚，如胎生或卵胎生鲨鱼；（3）周期性对策：繁殖力高、幼体成活率低和性成熟晚，如鲟等。
种内与种间关系
种内关系
密度效应
最后产量恒值法则
在一定范围内，当种植条件相同时，不管一个种群的初始密度如何，最后产量差不多总是一样的。（公式：Y=Wd=c Y：单位面积产量；W：植物个体平均重量；d：密度；c：常数）（原理：在高密度情况下，植株之间对光、水、营养物质等资源的竞争十分激烈。在资源有限时，植株的生长率降低，个体变小。）
-3/2自疏法则
随着播种密度的提高，种内竞争不仅影响大鹏植株的生长发育的速度，也影响到植株的存活率。同样在年龄相等的固着性动物群体中，竞争个体不能逃避，竞争结果典型的也是使较少量的较大个体存活下来。这一过程为自梳。自梳导致密度与生物个体大小之间的关系在双对数图上具有典型-3/2斜率，这种关系称为Yoda氏-3/2法则。在大量的植物和藤壶和贻贝中发现。
性别生态学
性选择理论
求偶行为
婚配制度
定义：种群内婚配的种种类型，包括配偶的数目、配偶持续时间以及对后代的抚育等。
婚配体质的形式
多雌多雄制（混交制）：如鱼类。性比多不稳定，对后代照顾少。
一雄多雌：海狗科
一雌多雄：距翅水雉
单配制：天鹅
领域和社会等级
领域：是指由个体、家庭或其他社群单位
领域行为：以鸣叫、气味标志或特异的姿势向入侵者宣告具领主的领域范围；以威胁或直接进攻驱赶入侵者等称领域行为。
社会等级的基础：支配-从属关系。三种基本形式：独霸式（群体内只有一个个体支配全群，其他个体都服从它而不再分等级，如蜜蜂。）、单线式（群内个体成单线支配关系，甲制乙，乙制丙，……以此类推）、循环式（甲制乙，乙制丙，而丙又制甲的形式）
集群生活
集群行为的意义
对捕食者的好处
通过信息交流更快地找到食物；
提高猎食成功率；
便于捕捉较大的猎物；
有利于捕食者在与其他捕食者的竞争中取胜。
对被捕食者的好处
不容易被捕食者发现；
提高警觉性；
稀释效应；
集体防御；
迷惑捕食者；
避免使自己成为牺牲品。
他感作用
定义：也称异株克生，通常指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的影响。（这种作用是生存斗争的一种特殊情况，种间和种内关系都有这种现象。）
种内通讯
通讯行为
视觉通讯：萤火虫通过每隔一定的时间发光的应答进行求偶活动。
听觉通讯：蟾蜍和鸟的鸣叫求偶、蝙蝠和鲸等通过回声定位进行个体间的交流。
化学通讯：昆虫、哺乳动物等释放性信息素招引异性。
接触通讯：鸟类和兽类的理毛。
电通讯：电鳗等鱼类通过放电进行通讯。
利他行为
种间关系
种间竞争
竞争类型
资源利用性竞争：仅通过损耗有限的资源进行竞争，而个体不直接相互作用。
相互干扰性竞争：通过竞争个体间直接的相互作用进行竞争。（其余动物捕杀猎物，狮子把捕食者撵跑）
生态位
生态位（niche）：是物种在生物群落或生态系统中的地位和作用。
基础生态位（fundamental niche）：生物群落中，某一物种所栖息的理论上的最大空间，称为基础生态位。
实际生态位（realized niche）：生物群落中物种实际占有的生态位空间称实际生态位。
生态位分化
竞争排斥原理：在一个稳定的环境内，两个以上受资源限制的，但具有相同资源利用方式的物种，不能长期共存在一起，也即完全的竞争者，不能共存。
竞争释放：在缺乏竞争者时，物种会扩张其实际生态位，这种现象称竞争释放。
性状替代：竞争产生的生态位收缩导致物种形态性状的变化，叫性状替代。
利用生态位原理阐述竞争排斥原理
生态位是物种在生物群落或生态系统中的地位和作用。生态位是按其食物和生境来确定的。生态位宽度指被一个有机体单位所利用的各种各样不同资源的总和。生态位重叠是指不同物种的生态位之间的重叠现象或共有的生态位空间，关系到两个物种的生态要求可以相似到多大程度而仍能共存。生态位相同的物种，肯定在食性、栖息地或活动时间等某些方面具有相似性，种间竞争也就越激烈。从理论上讲有两个可能的发展方向，其一是一个种完全排挤掉另一个种；其二是其中一个种占有不同的空间（地理上分隔），捕食不同的食物（食性上的特化）。因此在一个稳定的环境内，两个以上受资源限制的，但具有相同资源利用方式的物种，不能长期共存在一起，也即完全的竞争者，不能共存。这就是竞争排斥原理。
捕食作用
协同进化：是指物种A的形状作为对物种B形状的反应而进化，物种B这一性状本身又是作为对物种A性状的反应而进化。如蝙蝠以回声定位“设备”捕食猎物，一些蛾类以腹部“双耳”感受声呐逃避捕食；灯蛾科种类能发射超声波，使其失灵。蝙蝠为对付这种“先进”的防卫系统，还能通过改变频率，逃避发射蛾类易接受的频率，或停止回声探测，直接接受蛾类所产生的声音，以发现猎物。二者的相互适应是进化过程中的一场真实的“军备竞赛”。
食草作用
寄生作用
寄生
互利共生
共生作用
共生
偏利共生
群落生态学
生物群落的组成与结构
定义：在特定空间或特定生境下，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，具有一定的外貌及结构（形态结构和营养结构），并具有特定功能的生物集合体。（群落是一个生态系统具生命的部分。）
群落的基本特征
具有一定的种类组成
每个群落都是具有一定的植物、动物和微生物种类组成的。群落的物种组成是区分不同群落的首要特征。一个群落中物种的多少和每个种群的数量，是度量群落多样性的基础。
群落中各物种之间是相互联系的
物种组成群落的两个条件：必须共同适应它们所处的无机环境；它们内部的相互关系必须取得协调和发展。（诚然，生物群落是生物种群的集合体，但不是说一些种的任意组合便是一个群落。一个群落必须经过生物对环境的适应和生物种群之间的相互适应、相互竞争，形成具有一定外貌、种类组成和结构的集合体。）
群落具有自己的内部环境
任何一个群落在形成过程中，生物不仅对环境有适应作用，同时对环境也具有巨大的改造作用。随着群落发育到成熟阶段，群落的内环境也发育成熟。群落内的环境，如温度、湿度、光照等都不同于群落外部。不同的群落、其群落环境也存在明显的差异。例如森林中都形成特定的群落环境，与周围的农田或裸地大不相同。
群落具有一定的结构
生物群落是生态系统的一个结构单元，它本身除具有一定的种类组成外，还具有一系列结构特点，包括形态结构、生态结构与营养结构。例如，生活型组成、种的分布格局、成层性（包括地上和地下）、季相、捕食者和被捕食者的关系等。群落类型不同，其结构也不同，热带雨林群落的结构最复杂，而北极冻原群落的结构最简单。
群落具有一定的动态特征
任何一个生物群落都有其发生、发展、成熟（即顶级阶段）和衰败与灭亡阶段。生物群落就像生物个体一样，处于不断的发展变化中，表现出动态的特征。其运动形式包括季节变化、年际变化，演替与演化。
群落具有一定的分布范围
任意群落分布在特定地段或特定生境上，不同群落的生境和分布范围不同。无论从全球范围还是从区域角度讲，不同生物群落都是按着一定的规律分布。
具有特定的群落边界特征
在自然条件下，有的群落有明显的边界，有的边界不明显。前者见于环境梯度变化较陡，或者环境梯度突然中断的情形，如陆地和水环境的交界处湖泊、岛屿等。但在多数情况下，不同群落之间都存在着过渡带，被称为群落交错带（ecotone），并导致明显的边缘效应。
群落中各物种不具有同等的群落学重要性
在一个群落中，有些物种对群落的结构、功能以及稳定性具有重大的贡献，而有些物种却处于次要的和附属的地位。因此，根据他们在群落中的地位和作用，物种可以分为优势种、建群种、亚优势种、伴生种以及偶见种或罕见种等。
群落的性质
机体论学派：群落是客观存在的实体，是一个有组织的生物系统，像有机体与种群那样，被称为机体论学派。
个体论学派：群落是生态学家为了便于研究，从一个连续变化着的植被连续体中人为确定的一组物种的组合，被称为个体论学派。
群落成员的组成
优势种
定义：对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的物种称为优势种（dominant species），对于植物群落来说，它们通常是那些个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积大、生活能力强，即优势度较大的种。
建群种：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、草木层和地被层分别存在各自的优势种，其中优势层的优势种（乔木层）常称为建群种。
亚优势种
伴生种
偶见种或罕见种
群落种类组成的数量特征
单个数量指标
多度、密度、盖度、频度、高度和高度比、重量和相对重量
综合数量指标
优势度、重要值
生物多样性
三个水平
遗传多样性
物种多样性
α多样性
β多样性
γ多样性
生态系统多样性
（景观多样性）
多样性指数
辛普森多样性指数
香农-威纳指数
遗传变异的生态学意义
变异是指个体或群体之间的形态、生理、行为和生态特征上的差别和区别，通常指遗传变异。在生物的长期演化过程中，遗传物质的改变（或突变）使生物个体能够产生新的形状，以致形成新的物种，有利于生物的进化，是产生遗传多样性的根本原因。变异（variation）是自然选择的基础。达尔文认为一切生物都具有产生变异的特性。引起变异的根本原因是环境条件的改变。在生物产生的各种变异中，有的可以遗传，有的不能够遗传。可遗传的变异是自然选择的基础。
群落的结构
群落的生物结构
群落的物理结构
群落的结构单元
生活型
植物的生活型
定义：是生物对综合环境条件长期适应的外部表现形式，是植物对相同环境条件进行趋同适应的结果。同一生活型的植物表示它们对环境的适应途径和适应方法相同或类似。亲缘关系很近的植物却可属于不同的生活型，这是生物之间趋同适应的结果，深刻地反映了生物和环境之间的关系。
分类
高位芽植物：休眠芽位于距地面25cm以上。
地上芽植物：更新芽位于土壤表面之上，25cm之下，多为半灌木或草本植物，受地被物或积雪保护。
地面芽植物：又称浅地下芽植物或半隐芽植物，更新芽位于近地面土层内，冬季地上部分全枯死，即为多年生草本植物。
隐芽植物：更新芽位于较深土层中或水中，多为鳞茎类、块茎类和根茎类多年生草本植物或水生植物。
一年生植物：以种子越冬。
植物的生长型
定义：根据植物的可见结构分成的不同类群。生长型反映植物生活的环境条件，相同的环境条件具有相似的生长型，是趋同适应的结果。
生态等值种(ecological equivalents）：由于趋同进化而具有相同形态结构特征（如植物的生长型）的物种。
层片
群落的垂直结构
群落的水平结构
群落的交错区与边缘效应
群落交错区（ecotone）、（生态交错区或生态过渡带）：是指在生态系统中，处于两种或两种以上的物质体系、能量体系、结构体系、功能体系之间所形成的界面，以及围绕该界面向外延伸的过渡带。简单地说是两个或多个群落之间的过渡地带。
群落交错区的特点：多种要素联合作用强烈，生物多样性较高；生态环境恢复原状的可能性较小；生态环境变化快，恢复困难。
边缘效应（edge effect）：群落交错区的生物种类和种群密度增加的现象称边缘效应。
边缘效应产生的原因：在群落交错区往往包含两个重叠群落中所有的一些种以及交错区的特在种；群落交错区的环境比较复杂，两类群落中的生物能够通过迁移而交流，能为不同生态类型植物定居，从而为更多的动物提供食物、营巢地隐蔽条件。
边缘效应原理的实际意义：利用群落交错区的边缘效应增加边缘长度和交错区面积，提高野生动物的产量。人类活动而形成的交错区有的有利，有的是不利的。
群落的时间结构
群落组织-影响群落结构的因素
生物因素
竞争对生物群落结构的影响
同资源种团（guild）：是指群落中以同一方式利用共同资源的物种集团。同资源种团内的种间竞争十分激烈，它们占有同一功能地位，是等价种。如果一个钟由于某种原因从群落中消失，别的种就可能取而代之。
关键种（keystone species）：生物群落中，处于较高营养级的少数物种，其取食活动对群落的结构产生巨大的影响，称关键种。关键种可以是顶级捕食者，也可以是那些去除后对群落结构产生重大影响的物种。
冗余种（species redundancy）：在一些群落中，有些物种是冗余的，它们的去除不会引起生态系统内其他物种的丢失，同时，对整个群落和生态系统的结构和功能不会造成太大的影响。
捕食对生物群落结构的影响
干扰对生物群落结构的影响
干扰
断层
抽彩式竞争
小演替
空间异质性与群落结构
岛屿与群落结构
生物群落的动态
群落的内部动态（包括季节变化与年际间变化）
波动的类型
不明显波动：数量关系变化很小，群落外貌和结构基本保持不变。
摆动性波动：群落成分在个体数量和生产量方面的短期变动（1-5年），它与群落优势种的逐年交替有关。
偏途性波动：气候、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，通过群落自我调节，还可以恢复到接近于原来状态，时期长（5-10年）。
群落的演替（succession）
定义：是指在植物群落发展变化过程中，由低级到高级、由简单到复杂、一个阶段接着一个阶段，一个群落代替另一个群落的自然演变现象。
群落在形成过程中必有的三个方面的条件和作用：植物的传播（迁移或者入侵）、植物的定居、植物之间的“竞争”
先锋种（pioneer species）和先锋群落（pioneer community）：演替过程中，最早定居下来的物种称先锋种；演替过程中最初形成具在一定结构和功能的群落称先锋群落。
演替类型
按照演替发生的时间进程
世纪演替
长期演替
快速演替
按演替的起始条件划分
裸地（或称荒原）：没有植物生长的地段。通常裸地可以分为原生裸地和次生裸地
原生裸地：从来没有植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但被彻底消灭了（包括原有植被下的土壤）的地段。如冰川的移动等。发生在原生裸地上的演替称为原生演替。
次生裸地：原有植被虽已不存在，但原有植被下的土壤条件基本保留，甚至还有曾经生长在此的种子或其他繁殖体的地段，这类情况如森林砍伐、火烧等等。发生在次生裸地上的演替称为次生演替。
按基质的性质划分
水生演替
旱生演替
按控制演替的主导因素
内因生态掩体或内因动态演替
外因性演替或外因动态演替
按群落代谢特征
自养性演替
异样性演替
演替系列（succession sere）：生物群落的演替过程，从植物的定居开始，到形成稳定的植物群落位置，这个过程叫做演替系列，其中每一个明显的步骤，称为演替阶段或演替时期。
水生演替系列
自由漂浮植物阶段
沉水植物阶段
浮叶根生植物阶段
直立水生阶段
湿生草本植物阶段
木本植物阶段
控制演替的主要因素
植物繁殖体的迁移、散步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演替的动力。
种内和种间关系是演替的催化剂。
外界环境条件的变化是诱因。
人类活动是重要的影响因素。
演替方向
进展演替
逆行演替
演替过程的理论模型
3种可能的物种取代机制
促进模型
抑制模型
忍受模型
演替顶级学说
顶级群落
演替顶级（climax）和顶级群落（climax community）：任何一类演替都经过迁移、定居、群聚、竞争、反应、稳定6个阶段，当群落达到与周围环境取得平衡时（物种组合稳定），群落演替渐渐变得缓慢，最后的演替系列阶段称演替顶级；演替最后阶段的群落称顶级群落。
单元顶级学说
多元顶级学说
顶级格局学说
生物群落的分类与排序
植物群落分类的基本单位
植被型（高级单位）
群系（中级单位）
群丛（基本单位）
生态系统生态学
生态系统的一般特征
定义：生态系统指一定空间区域内共同栖居着的所有生物（生物群落）与非生物环境之间通过不断的进行物质循环、能量流动和信息传递过程而形成的相互作用和相互依存的统一整体。
生态系统的特征
生态系统是生态学的一个主要结构和功能单位，属于经典生态学研究的最高层次；
能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能；
营养级的数目通常不超过5-6个；
生态系统具有自我调节能力；
生态系统是一个动态系统，要经历一系列发育阶段。
生态系统的组成成分
非生物成分
无机物
有机化合物
气候因素
三大功能群
生产者（producer）
自养生物，主要是各种绿色植物，也包括蓝绿藻和一些能进行光合作用的细菌。
消费者（consumer）
异养生物，主要指以其他生物为食的各种动物，包括植食动物（一级）、肉食动物（二~四级）、杂食动物和寄生动物等。
分解者（还原者）（decomposer）
y异养生物，把复杂的有机物分解成简单无机物，包括细菌、真菌、放线菌和动物等。
营养级和生态金字塔
生态金字塔
生态锥体（ecological pyramid）：能量通过营养级逐级减少，如果把通过各营养级的能流量由低到高用图型表示，就成为一个金字塔形，称能量锥体或能量金字塔。同样如果以生物量或个体数目来表示，可能得到生物量椎体（pyramid of energy）和数量锥体（pyramid of number）。三类椎体合称为生态锥体。
三种金字塔的倒置
能量金字塔总是保持金字塔形（能量逐级递减）
生物量金字塔的倒置：水域生态系统中的大多数初级生产者是各种浮游藻类，其体积很小而表面积大，适合浮游。同时由于其寿命短，一部分个体被植食动物所滤食，另一部分个体也很快死亡并被微生物分解，因此累积的现存生物量很少，而较高营养级的生物寿命长，故在水域生态系统中在某一时刻的出现颠倒的生物量金字塔。但以年为单位时仍为正置。
数量金字塔的倒置：寄生性食物链中，寄生者的数量往往多于宿主；个体小的消费者的数量往往多于个体大的生产者，如昆虫与树木。
生态效率（ecological efficiencies）
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关系。最重要的生态效率有同化效率、生长效率、消费或利用效率、林德曼效率。
生态系统的反馈调节和生态平衡
生态系统的调控
反馈调节
当生态系统某一成分发生变化，它必然引起其他成分出现一系列相应变化，这些变化又反过来影响最初发生变化的那种成分。
负反馈
系统中某一成分的变化所引起的其他一系列变化，结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分的变化，使生态系统达到或保持平衡或稳态。
正反馈
系统中某一成分的变化所引起的其他一系列变化，反过来加速最初发生变化的成分所发生的变化，使生态系统远离平衡状态或稳态。
生态系统的稳定性
生态系统的开放性
生态系统的服务功能
生态系统服务（ecosystem service）：由自然系统的生境、物种、生物学状态、性质和生态过程所生产的物质及其所维持的良好生活环境对人类的服务性能称生态系统服务。
生态系统的能量流动
生物生产
初级生产（primary production）
生态系统中绿色植物通过光合作用，吸收和固定太阳能，从无机物合成、转化成复杂的有机物。由于这种生产过程使生态系统能量贮存的基础阶段，因此，绿色植物的这种生产过程称为初级生产，或第一性生产。绿色植物通过光合作用合成有机物质的数量称为初级生产量也称第一性生产量。
次级生产（secondary production）
初级生产以外的生态系统生产，即消费者利用初级生产的产品进行新陈代谢，经过同化作用形成异养生物自身的物质，称为次级生产，或第二性生产。
生物量和生产量
生物量（biomass）
某一特定观察时刻，某一空间范围内，现有有机体的量，它可以用单位面积或体积的个体数量、重量（狭义的生物量）或含能量来表示，因此它是一种现存量（standing crop）。
现存的微量以N表示，现存的生物量以B表示。现存生物量通常用平均每平方米生物体的干重（g·m-2）或平均每平方米生物体的热值来表示（J·m-2）。
生产量（production）
是在一定时间阶段中，某个种群或生态系统所新生产出的有机体的数量、重量或能量。它是时间上积累的概念，即含有速率的概念。有的文献资料中，生产量和生产力（production rate）和生产率视为同义语，有的则分别给予明确的定义。
生物量和生产量的不同：前者到某一特定时刻的现存量，而后者是某一段时间内生态系统中累积的生物量。
总初级生产与净初级生产
总初级生产（gross primary production.GP）
植物在单位面积、单位时间内，通过光合作用固定太阳能的量称为总初级生产（量），常用的单位：J·m-2·a-1或gDW·m-2·a-1
净初级生产（net primary production.NP）
植物总初级生产（量）减去呼吸作用消耗掉的（R），余下的用于植物的生长与繁殖，这部分生产量即为净初级生产（量）。二者之间的关系可表示如下：GP=NP+R；NP=GP-R
全球初级生产量可划分为四个等级
陆地比水域的初级生产量大
陆地上初级生产量有随纬度增加逐渐降低的趋势
海洋中初级生产量由河口湾向大陆架和大洋区逐渐降低
水体和陆地生态系统的生产量都有垂直变化
陆地生态系统影响初级生产的因素
陆地生态系统中，初级生产量是由光、二氧化碳、水、营养物质（物质因素）、氧和温度（环境调节因素）六个因素决定的。
水最易成为限制因子
其他因素
植物光和途径
C3-戊糖磷酸化途径
C4二羧酸途径
景天酸代谢途径（GAM）
污染
消费者的影响
初级生产量的测定方法
收获量测定法
定期收获植被，烘干至恒重，测定干物质的热量（J/m²·a）
氧气测定法
初始瓶：净初级生产量；黑瓶：呼吸量；白瓶：总初级生产量
CO2测定法
黑罩或无光条件下：CO2的增加量（呼吸作用）；白罩：CO2的减少量（光合作用）
放射性标记物测定法
将14C以碳酸盐（14CO2-3）的形式放入含有浮游植物的水瓶中培养，一定时间后测定放射活性，确定光合作用固定的碳量。
叶绿素测定法
对自然水过滤，用丙酮提取，分光光度计测定
新技术
彩色红外影像，辐射计，SPOT卫星等遥感器
次级生产中常用的几个能量参数
摄取量C
一个生物所摄取的能量。植物：I代表被光合作用所吸收的日光能；动物：I代表动物吃进的食物能。
同化量A
消费者吸收所采食的食物能。动物：消化道内吸收的能量；植物：光合作用所固定的日光能；微生物：细胞外产物的吸收。
呼吸量R
生物经呼吸等新陈代谢活动所消耗的全部能量。
生产量P
生物经呼吸等消耗后净剩的同化能量。动物：P=A-R；植物：净初级生产量。
生态效率
同化效率（assimilation efficience.AE）：衡量生态系统中有机体或营养级利用能量和食物的效率。同化效率=被植物固定的能量/植物吸收的日光能=被动物消化吸收的能量/动物摄食的能量 Ae=An/Cn
生长效率（growth efficience.GE）:同一个营养级的净生产量（Pn）与同化量（An）的比值。
消费或利用效率（comsumption feeiciency.CE）：一个营养级对前一个营养级的相对摄取量。（营养级之间的效率）。消费效率=n+1营养级的消费能量/n营养级的净生产量 CE=Cn+1/Pn
林德曼效率（Lindeman efficiency）：指n与n+1营养级摄取的食物量能量之比。它相当于同化效率、生长效率和利用效率的乘积。 林德曼效率=n+1营养级所获得的能量/n营养级获得能量
生态系统中的分解
资源分解的过程
碎裂过程
异化过程
淋溶过程
影响分解过程的因素（大题、简答）
分解者的生物种类
待分解资源的质量
分解时的理化环境条件
生态系统中的能流路径
牧食食物链和腐食食物链是生态系统能流的主要渠道。
生态系统的物质循环
生物地球化学循环
定义：生态系统从大气、水体和土壤等环境中获得营养物质，通过绿色植物吸收，进入生态系统，被其他生物重复利用，最后，再归还于环境中。这些循环的路径包括生物与非生物二者，同时也包含一些地质与地理作用在内，因此称为生物地球化学循环。
根据物质在循环时所经历的路径不同，从整个生物圈的观点出发，并根据物质循环过程中是否有气相的存在，分为
水循环
蒸发
降水
地表径流
地下径流
气体型循环
沉积型
碳循环的基本途径（简答）……
温室效应（Greenhouse effects）：大气中对长波辐射具有屏蔽作用的温室气体浓度增加使较多的辐射能被截留在地球表层而导致温度上升。
温室气体：CO2、CH4、氧化亚氮（N2O）、六氟化碳（SF6）、氟氯碳化物（CFCs）、氢氟碳化物（HFCs）
生物固氮（简答）……
有毒物质
定义
类型
迁移
转化
生物积累
生物浓缩
生物放大
元素循环的相互作用
物质循环与能量流动的比较
地球上生态系统主要类型及其分布
生态系统类型及分布
陆地生态系统
森林生态系统
热带雨林生态系统
常绿阔叶林生态系统
常绿落叶阔叶混交林生态系统
落叶阔叶林生态系统
针叶林生态系统
草地生态系统
草甸草原生态系统
典型草原生态系统
荒漠草原生态系统
荒漠生态系统
苔原生态系统
湿地生态系统
陆地和水域的过渡类型
水域生态系统
海洋生态系统
淡水生态系统
影响陆地生态系统分布的因素
纬度
经度
海拔
地形与岩石性质