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【存笔记】生态学常识大纲

一、生态学分类：

种群生态学 population ecology  同种物种个体之间的相互作用

                   Population 种群：同类个体组成的集群 individual

群落生态学 community  ecology  不同物种之间的相互作用

                  Community 占有一定区域的所有种群

生态系统生态学 ecosystem ecology  生物与环境的相互作用

                         ecosystem 群落及非生命的环境

 

二、种群的一般特征概述

1、种群密度   Population Density  单位空间上的种群大小  

2、出 生 率   birth rate

3、死 亡 率   death rate

4、迁 出 率   emigration rate

5、迁 入 率   immigration rate

6、年龄结构   age structure

幼年个体（生殖前期）pre-reproductive age

成年个体（生殖时期）、  reproductive age

老年个体（生殖后期）post-reproductive age

年龄结构即为三种个体的比例，决定该种群增长的未来方向

 增长型 increase

 稳定型 stable

 衰退型 decrease

8、空间格局   patterns or dispersion组成种群的个体在空间上的位置状态或布局

uniform均匀分布

random 随机分布

clumped 集群分布 colony or aggregation

种群集群分布原因：

①对栖息地的食物、光照、温度、水份的共同需要。例如：潮湿的生境使一些蜗牛在一起聚集成群，一只鹿的尸体作为食物和隐蔽地，招揽来许多食腐动物而形成群体；

②对昼夜天气或季节气候的共同反应。例如非洲草原上的角马大迁徙；

③繁殖的结果，由于亲代对某环境有共同的反应，将后代（卵或仔）产于同一环境，后代由此一起形成群体。例如大西洋鲑鱼的洄游产卵后幼鲑鱼的集群。家族式的集群也是由类似原因所引起的，但是家族当中的个体之间具有一定的亲缘关系；

④被动运送的结果。例如强风、急流可以把一些蚊子、小鱼运送到某一风速或流速较为缓慢的地方，形成群体；

⑤由于个体之间社会吸引力相互吸引的结果。Social attraction集群生活的动物，尤其是永久性集群动物，通常具有一种强烈的集群欲望，这种欲望正是由于个体之间的相互吸引力所引起的。当一只离群的鸽子，遇到一群素不相识的鸽子时，毫无疑问，这只离群的鸽子将很快地加入到素不相识的鸽子群当中。有时候，由于强烈的聚群欲望，离群的个体在没有其他同种生物可以聚群时，有些动物甚至加入到其他物种的群体，以满足其聚群欲望，如离群的海鸥加入到海燕群中；

动物群体的形成可能是完全由环境因素所决定的，也可能是由社会吸引力所引起，根据这两种不同的形成原因，动物群体可分为两大类，前者称为集会，后者称为社会。

 

集群效应意义

动物界许多动物种类都是群体生活的，说明群体生活具有许多方面的生物学意义，群体优点的适应价值促进了动物社会结构的进化，目前已经知道许多种昆虫和脊椎动物的集群能够产生有利的作用。同一种动物在一起生活所产生的有利作用，成为集群效应。集群的生态学意义主要有以下几个方面：

①集群有利于提高捕食效率；

②集群可以共同防御敌害；

③集群有利于改变小生境；

④集群有利于某些动物种类提高学习效率；

⑤集群能够促进繁殖。、

社会等级 social order 种群中个体之间存在等级的现象。Peak order啄食顺序

Communication 通讯 社会组织的形成，还需要有个体之间的相互传递信息为基础。信息传递，或称通讯是某一个体发送信号，另一个体接受信号。并引起后者反应的过程。根据信号的性质和接受的感官，可以把通讯分为视觉的，化学的和听觉的等。信息传递的目的很广，如个体的识别，包括识别同种个体，同社群个体，同家族个体等，亲代和幼仔之间的通讯，两性之间求偶，个体间表示威吓、顺从和妥协，相互警报，标记领域等。从进化观点而言，所选择的应以传递方便、节省能量消耗，误差小、信号发送者风险小，对生存必须的信号。

 

 

三、种群增长 population growth

在理想条件下，种群数量可以无限增长，最终种群的数量取决于生物潜能。

Biotic or reproductive potential 生物（生殖）潜能在无限制的环境条件下，生物的最大繁殖能力

在实际条件下，种群数量总是受到环境因素和非环境因素的抑制作用，这些抑制作用的总和称为环境阻力 environmental resistance

上述二者共同决定环境承载力 carrying capacity 栖息地在可用的资源下能够维持的种群数量

当种群数量超过环境承载力时，自然界将会通过各种因素控制种群规模，这一过程称为种群自然调节 natural regulation of population。

控制种群的自然力量包括气候因素（影响物种本身、食物资源和栖息地环境条件等）、种间因素（寄生、捕食、竞争、疾病传染等）、食物因素（食物分布、食物资源更新速度、年景状况等）。此外还有种内调节因素，包括行动调节、内分泌调节和遗传调节等

 

能够影响种群规模的因素根据其与密度的关系可以分为：

Density dependent factor   密度制约因素: 影响和作用与种群密度有关，如食物、生殖力、传染病、捕食等

Density independent factor非密度制约因素:影响和作用与种群密度无关，如气候

 

 

四、群落内部的种间关系

Interspecific interactions 种间关系 不同物种之间相互作用形成的关系 ，分为

负相互作用negative interaction 分为竞争、捕食、寄生和偏害

正相互作用 positive interaction分为偏利共生、原始协作和互利共生

1、竞争 competition 有种内和种间两种竞争方式。这里是指两种共居一起，为争夺有限的资源（营养、空间和其他共同需要）limited resource（nutrition space female territory food）而发生斗争的种间关系

竞争排除原理 competition exclusion

由俄罗斯生物学家发现高斯 g.f .gause 。具有相同需要的两个不同的种，不能永久地生活在同一环境中，否则，具有竞争优势competitive advantage的一方终究要取代另一方，即一个生态位只能为一种生物所占据。     

生态位niche一个种群在生态系统中，在时间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。

基本生态位 fundamental niche  理想生态位, 基本生态位是实验室条件下的生态位，里面不存在捕食者和竞争

实际生态位realized niche  考虑生物因素和它们之间的相互作用,或者说是自然界中真实存在的生态位

2、寄生 parasitism 一种生物生活在另一种生物的体内或体表，并从后者摄取营养以维持生活的种间关系。前者称寄生物，后者称寄主 parasite 寄生物  host 寄主

3、捕食predation 一种生物以另一种生物为食的种间关系。前者谓之捕食者predator，后者谓被捕食者prey co-evolution 共同进化

4、偏害作用 amensalism当两个物种在一起时，由于一个物种的存在，可以对另一物种起抑制作用，而自身却无影响例如 抗生素 antibiotics

5、互利共生mutualism 双方获利 

6、偏利共生 commensalism  仅一方有利.

7、原始协作 protocooperation 两种群相互作用，双方获利，但协作是松散的。分离后，双方仍能独立生存。

五、群落的演替 succession

Major community 大群落  结构上有足够的大小和完整性、和独立性的群落

Minor community 小群落  不同程度上依赖于临近群落不具有独立性的群落

Adjacent  community 临近群落

演替 succession  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。

演替可以分为：

原生演替 primary succession 在从未有过生物生长或虽有过生物生长但已被彻底消灭了的原生裸地上发生的生物演替

次生演替 secondary succession 当某个群落受到洪水.火灾或人类活动等因素的干扰disturbance，该群落中的植被遭受严重破坏时所形成的次生裸地上开始的生物演替

 

裸地 bare area or land      desolate or waste land 荒地

先锋物种pioneer species 生态群落的演替早期阶段或演替中期阶段的物种

 

内因演替 由环境变化决定的演替

外因演替 由外界因素引起的演替

顶级群落 climax community 生态演替的最终阶段，是最稳定的群落阶段，其中各主要种群的出生率和死亡率达到平衡，能量的输入与输出以及生产量和消耗量（如呼吸）也都达到平衡 stable

中度干扰假说 intermediate disturbance hypothesis 中度的干扰对于维持生物多样性有利  biodiversity

六、生态环境的相关基本属性

    生 产 力 productivity 生产者生物生产的所有可作为食物的有机物的总和

    生 物 量 Biomass 所有生物的总质量

    食 物 链food chain 一连串的重复取食与被取食的有机体形成的关系  

    放牧食物链  grazing chain  绿色植物——食草动物——食肉动物

    腐屑食物链 detritus food chain 死的生物——微生物——腐屑生物及其捕食者

   食 物 网 food web

   营养结构Trophic structure

   Primary producer 初级生产者 自养生物 从无机物中制造食物，主要为植物

   Primary consumer 初级消费者 

   Secondary consumer 次级消费者

   Tertiary consumer 三级消费者

   Quaternary consumer 四级消费者

   生产者均为Autotroph 自养生物

   消费者均为Heterotroph 异养生物  主要通过吃食其他生物食草动物、食肉动物，或者分解已经死亡的生物尸体的生物

 

七、生态环境内的能量循环

Biogeochemical  cycle  生物地化循环  各种为生命所需要的化学元素在生物圈里具有沿着特定途径，从周围环境到生物体，再从生物体回到周围环境的趋势，本质上是能量的流动energy flow 能量流

Bioaccumulation 生物累积  化学物的浓度随着食物链的层级增高

生物地化循环包括水循环、碳循环、氮循环、磷循环

 

水循环 hydrological  cycle

Storage存储 Evaporation蒸发precipitation降水runoff径流

reservoir  存储库 

hail 冰雹 snow 雪

condensation 凝结 evaporation 蒸发 sublimation 升华 deposition 凝华Residence time 逗留时间 一定量的物质留在循环系统某个部分的时间

percolation percolate  infiltration infiltrate  seep渗透 seepage

地下水 groundwater

 

Carbon cycle 碳循环 

植物吸收空气的二氧化碳进行光合作用

Plant absorb carbon dioxide by photosynthesis

通过呼吸作用或者蒸腾作用释放到空气中 

Release into atmosphere by respiration or transpiration

动植物植物死亡，尸体腐烂分解过程中释放二氧化碳 

The body of plants and animal decay

 燃烧化石燃料 释放碳

Burning fossil fuel

 空气中的二氧化碳溶解与海洋中

dissolve into ocean  solution

 被浮游植物使用进行光合作用,形成碳酸钙外壳，死后沉积经过压缩变成石灰石

Phytoplankton    calcium carbonate shell    limestone

climate change 气候变化  greenhouse gas 温室气体  温室效应greenhouse effect

 海平面上升rise of sea level

氮磷循环

氮固定 nitrogen fixation 固氮细菌  nitrogen fixing bacteria  legume 豆科植物

Nitrifying bacteria  硝化细菌 

Nitrogen cycle 氮循环

Phosphorous cycle 磷循环 

八、物种

Species 物种 互交繁殖的相同生物形成的自然群体，与其他相似群体在生殖上相互隔离，并在自然界占据一定的生态位。

物种的生存受到以下两个规律制约：

利比希最小因子定律 Liebig’ s law of minimum低于某种生物需要的最少量的任何特定因子，是决定该种生物生存和分布的根本因素。

谢尔福德耐性定律  Shelford’ s law of tolerance 任何一种环境因子对每一种生物都有一个耐受性范围，范围有最大限度和最小限度，一种生物的机能在最适点或接近最适点时发生作用，趋向这两端时就减弱，然后被抑制。 耐性限度limits of tolerance

九、物种的形成speciation

自然界的物种形成主要有4种模型。包括

异域性物种形成Allopatric speciation同一物种由于地理隔离 geographical separation or isolation，分别演化为不同的物种

同域性物种形成Sympatric speciation同一物种在相同的环境，由于行为改变或基因突变等原因而演化为不同的物种

边域性物种形成Peripatric speciation小族群由于某种原因和原来的大族群隔离；隔离时，小族群的基因经历剧烈变化；当小族群再跟大族群相遇时，已经形成不同物种。

临域性物种形成Parapatric speciation族群虽然分开，但是相邻；从一极端到另一极端之间的各族群都有些许不同，但彼此相邻的两族群之间仍能互相杂交；不过，在两边最极端的族群已经差异太大而形成不同的种类

亲缘关系密切的物种，同域时差别增强，异域时差别减弱

同域物种 分布区域重叠的物种

异域物种 生活在明显分离的不同地区的物种

Dominant 在群落中占优势的种类或种群 

Gene pool基因库。一个种群中全部个体的全部基因，就被称为该种群的基因库

生物进化 biological evolution

达尔文 Darwin 自然选择 natural selection

遗传突变 mutation

人工选择 domestication 驯化

Character displacement 特征取代

十、动物行为animal behavior 

动物是依靠本能行为和学习行为适应环境的，从发生学观点来看，行为可分为先天性的定型行为（即本能行为）和后天性的习得行为（即习得行为）．本能行为在进化过程中形成的，而习得行为是在个体发育过程中获得的

1、习得行为 learning behavior动物借助于个体生活经历和经验使自身的行为发生适应性变化的过程。可以分为：

• 习惯化学习 habituation learning当刺激连续或重复发生时会引起动物反应的持久性衰减直至消失，即动物学会对特定的刺激不发生反应，其适应意义是避免对某些无害的刺激重复地作出反应，以节省时间和能量。

•  印记 imprinting learning动物在出生早期（记忆的敏感期）所形成的永久型记忆的学习行为

• 模仿 imitation learning. 或观察学习observation

• 联想学习 associative learning. 或称条件反射 conditioning reflex

把一个原本无关的信号刺激与一种引发某一行为的自然刺激(如食物引发唾液分泌)结合在一起同时给予后,即使仅仅给予这个无关的信号刺激也能引发该行为的过程

2、 本能行为 innate behavior 可遗传的复杂反射，是神经系统对刺激所作出的先天的反应

• 行为的刺激 stimuli 能够引发动物行为的事物包括内部刺激（internal stimuli）、外部刺激(external stimuli)

• 行为的动机 motivation某些本能行为的引发主要是由内部生理环境对神经系统的调节作用，eg饥饿使动物觅食、进食；疲劳使动物睡眠，以及求偶、母性行为都会由内部某种“欲望”驱使，这种特殊的本能行为被称之为动机行为，动机则是这类本能行为表现之前的内部待机状态。

3、动物行为具体可分为

foraging behavior觅食行为、

aggression behavior侵略行为

offense behavior攻击行为 种内个体之间为了争夺食物、配偶、巢区或领域而发生的战斗

• 肉体进攻 attack  fight

• 象征性威胁 threaten

defense behavior 防御行为 动物为对付外来侵略，保卫自身的生存，或对族群中其它个体发出警戒而发生的行为

• 初级防御   

穴居 dwell in cave

隐蔽色cryptic coloration  camouflage（伪装）

               警戒色warning coloration

               化学物质 chemical

               拟态 mimicry  mimic simulate(模仿)

• 次级防御：

逃逸escape flee、

假死 feign death

Territory behavior领域行为 territory 领域 动物保护这一区域，不允许其他动物进入的区域。减少竞争

reproductive behavior繁殖行为 动物在进行生殖过程中的一系列动作或活动。包括

• Identification of opposing sex异性识别

• Occupation of territory占据领域

• courtship 求偶  求偶炫耀 courtship display

• mate交配

• 孵卵hatch incubate spawn（产卵）

• 育雏 nurse parental care(抚育)

social behavior社会行为 群居在一起的动物相互影响相互作用的种种表现形式   

Orientation and navigation behavior定向行为、定向行为

• 利用视觉包括太阳、星辰、月亮定向和导航

• 利用听觉定向和导航

• 利用嗅觉定向和导航

• 利用电和电场定向和导航

• 利用地球磁场定向和导航

Communication behavior通讯行为 动物通过释放一种或是几种信号，引起接受个体产生行为反应的过程。

• 听觉通讯 auditory signal

• 视觉通讯 visual signal

• 触觉通讯Tactile signal

• 化学通讯 chemical signal

• 电通讯 electrical signal

通讯行为的作用和目的

• 吸引配偶 mate attraction

• 识别社会等级 identification of social order

• 识别其他个体identification of other individuals

• 求偶和交配 courtship and mating

• 乞食喂食 begging and feeding

• 报警 warn

Competition  竞争行为

predation捕食行为 

altruism behavior动物以降低自身的适合度为代价来提高其他个体适合度的行为

Rhythmic behavior节律行为 动物的行为和生理机能在适应环境的自然因素的变化中发生有节律性的变动

• 昼夜生理节律动物的活动和生理机能出现与地球昼夜变化相适应的周期变化 circadian rhythm  生物钟 bioclock

• 月运节律 海洋生物的活动与潮水的涨落相联系。叫月运节律（潮汐节律

• 季节节律 鸟类的迁徙、鱼类的洄游 migration

                动物的冬眠 hibernation  torpor

 

4、动物行为的发生 收益成本分析 cost-benefit

完成一个行为要付出代价：

• 能量代价要付出能量

• 危险代价要冒生命危险如捍卫集群而与进攻者战斗

• 机会代价有时完成一个行为而要放弃一些有益的机会