生态学3.docx
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生态学3
《生态学》试卷答案要点
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学号:
姓名:
一、解释名词:
(本题5小题,每题3分,共15分)
1、EcologicalInvasion
2、PlantCommunity
3、Fitness
4、EcologicalBalance
5、Predation
二、比较名词:
(本题3小题,每题5分,共15分)
1.优势种和建群种
2.原生裸地和次生裸地
3.总初级生产量和净初级生产量
三、判断题(请对下列论断做出判断,对的打“√”,错的打“×”。
每小题1分,共10分。
)
1、生态学的研究内容是生物与周围物理环境的关系。
()
2、初级生产是将无机物质通过光合作用转化为有机物质的过程。
()
3、不能在水中生活的生物称为陆生生物。
()
4、只要2种生物生活在同一生境中,它们之间的竞争就不可避免。
()
5、生物表现出相同外部形态结构适应特征是长期生活在同一生境的结果。
()
6、恒温动物的体温也是会变的。
()
7、岛屿上生物种类的多少取决于岛屿与大陆的远近。
()
8、动物的婚配制度与资源的分布状况有密切关系。
()
9、群落中个体生物量最大的物种称为优势种。
()
10、气体型循环的元素以气态进行地球生物化学循环。
()
四、简述(每题10分,共30分)
1、生态系统有哪些主要成分?
它们是如何组成生态系统的?
2、试说明影响植被分布的主要因素和植被分布的地带性规律。
3、能量是怎样进入到生态系统中的?
在生态系统中是如何流动的?
五、论述(每题15分,共30分)
1、什么是生物多样性?
那些因素可以增加生物多样性?
2影响生态系统初级净生产量的因素有哪些?
各有何影响?
初级生产量有哪些主要测定方法?
一、解释名词:
(本题5小题,每题3分,共15分)
6、EcologicalInvasion:
生态入侵;由于人类有意识或无意识地把某种生物带入适于其生存的地区,种群不断扩大,分布区逐步稳定地扩展影响该地区生物多样性的过程。
7、PlantCommunity:
群落;在相同时间聚集在同一地段上的各种植物物种的集合。
8、Fitness:
适合度;一种生物对生境的适合程度,以平均每个个体生育的存活后代的数量作为衡量适合度高低的指标。
4EcologicalBalance:
生态平衡;在一定时空条件下,生态系统的结构与功能表现为相对稳定,能量与物质的输入、输出接近相当,外来干扰所引起的变化可由自我调节而恢复到原初的稳定状态,生态系统的这种状况即为生态平衡。
5Predation:
捕食;一种生物摄取其它生物个体的全部或部分为食。
二、比较名词:
(本题3小题,每题5分,共15分)
1.优势种和建群种
对群落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;在群落形成过程中作用最大的种称为建群种,一般优势层的优势种为建群种。
2.原生裸地和次生裸地
原生裸地指从来没有植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但被彻底消灭了的地段;次生裸地指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植物的种子或其他繁殖体的地段。
原生裸地没有植物繁殖体,次生裸地存在一些植物的繁殖体。
3.总初级生产量和净初级生产量
植物光合作用固定的太阳能或所制造的有机物质的量,称为初级生产量;包含植物本身呼吸消耗在内的称为总初级生产量,去除植物本身呼吸消耗部分的称为净初级生产量。
三、判断题(请对下列论断做出判断,对的打“√”,错的打“×”。
每小题1分,共10分。
)
1、生态学的研究内容是生物与周围物理环境的关系。
(×)
2、初级生产是将无机物质通过光合作用转化为有机物质的过程。
(√)
3、不能在水中生活的生物称为陆生生物。
(×)
4、只要2种生物生活在同一生境中,它们之间的竞争就不可避免。
(×)
5、生物表现出相同外部形态结构适应特征是长期生活在同一生境的结果。
(×)
6、恒温动物的体温也是会变的。
(√)
7、岛屿上生物种类的多少取决于岛屿与大陆的远近。
(×)
8、动物的婚配制度与资源的分布状况有密切关系。
(√)
9、群落中个体生物量最大的物种称为优势种。
(×)
10、气体型循环的元素以气态进行地球生物化学循环。
(×)
四、简述(每题10分,共30分)
4、生态系统有哪些主要成分?
它们是如何组成生态系统的?
任何一个生态系统都是由生物成分和非生物成分组成的。
生态系统包括以下4种主要组成成分:
非生物环境、生产者、消费者和分解者(2分)。
生产者通过光合作用不仅为本身的生存、生长和繁殖提供营养物质和能量,而且它制造的有机物也是消费者和分解者唯一的能量来源(2分)。
生产者是生态系统中最基本最重要的生物成分。
消费者摄食植物已制造好的有机物质,通过消化、吸收并合成自身所需的有机物质(2分)。
分解者的主要功能与光合作用相反,把复杂的有机物质分解为简单的无机物(2分)。
生产者、消费者和分解者三个亚系统,以及无机的环境系统,都是生态系统维持其生命活动必不可少的成分。
由生产者、消费者和分解者与非生物环境之间通过能流、物流(物质循环)和讯息传递而形成的一个物种间、生物与环境间协调共生,能维持持续生存和相对稳定的系统(2分)。
5、试说明影响植被分布的主要因素和植被分布的地带性规律。
水分和温度及其相互配合构成的水热条件是影响植被分布的主要因素;因水热条件的有规律变化,植被的分布也出现地带性规律。
(1分)
植被分布的地带性包括水平地带性(纬度地带性和经度地带性)和垂直地带性。
纬度地带性指虽纬度升高,温度降低出现相应的植被类型,如湿润地区虽纬度的升高依次出现热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林和针叶林、寒带荒漠等植被类型(3分);经度地带性指在经度方向,从沿海到内陆,由于水分的变化,出现相应的植被类型,如热带地区从沿海到内陆,依次出现热带雨林、热带稀树干草原、热带荒漠(3分);垂直地带性指随着海拔升高,温度降低,水分增加,依次出现相应的植被类型,垂直带植被为随海拔增加,出现基带以东、以北的植被类型(3分)。
6、能量是怎样进入到生态系统中的?
在生态系统中是如何流动的?
生态系统中的能量流动开始于绿色植物通过光合作用对太阳能的固定。
绿色植物固定太阳能是生态系统的第一次能量固定,所以植物所固定的太阳能或所制造的有机物就称为初级生产量。
(2分)
生态系统的能量流动是单向流动的,能量只是单程流经生态系统,是不可逆的。
(2分)
能量在生态系统内流动的过程是能量不断递减的过程。
当能量从一个营养级流向另一个营养级时,每一个营养级生物的新陈代谢活动(呼吸)都会消耗相当多的能量,这些能量最终都将以热量的形式消散到周围的空气中。
(2分)
能量在生态系统中流动的过程中,把较低质的能量转化为另一种较少的高质量能量(2分)。
能量在生态系统中的流动是以食物链为主线。
(2分)
五、论述(每题15分,共30分)
1、什么是生物多样性?
那些因素可以增加生物多样性?
生物多样性是指生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样性和变异性。
(1分)生物多样性可以从三个层次上描述,即遗传多样性、物种多样性、生态系统与景观多样性。
遗传多样性又称为基因多样性,是指广泛存在于生物体内、物种内以及物种间的基因多样性。
(1分)物种多样性是指物种水平上的生物多样性。
(1分)生态系统多样性是指生境的多样性、生物群落多样性和生态过程的多样性。
(1分)景观多样性是指不同类型的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样性和变异性。
(1分)
生物多样性于进化时间有关,进化时间越长,且环境条件稳定的物种多样性高。
(2分)
物理环境越复杂,或叫空间异质性程度越高,群落的复杂性也高,生物多样性就越大。
气候越稳定,变化越小生物多样性越高。
(2分)
物种之间的竞争是物种进化和分离的动力,所以竞争能增加物种的多样性。
(2分)
捕食将被捕食者的种群数量压到较低的水平,从而减轻了被捕食者的种间竞争。
竞争的减弱允许有更多的被捕食者共存。
捕食者维持群落的多样性。
(2分)
植物群落的多样性越高,生产的食物越多,通过食物网的能流量越大,整个区域物种多样性就越高。
(2分)
人为因素。
(2分)
2影响生态系统初级净生产量的因素有哪些?
各有何影响?
初级生产量有哪些主要测定方法?
光、CO2、水和营养物质是初级生产的基本资源,温度是影响光合作用的主要因素(2分),而食草动物的捕食会减少光合作用生产的生物量(2分)。
对于陆地生态系统而言,一般有充足的光照和CO2供应,但对林下植物而言,可能存在光照不足的情况(2分);水最易成为限制因子,特别是干旱地区(2分);营养物质的缺乏,也影响植物的光合作用(2分);对水域生态系统而言,水和CO2不会光合作用造成影响,光、营养物质和食草动物的捕食是主要的限制因素。
(2分)
初级生产量的测定方法主要有:
收获量测定法、氧气测定法、CO2测定法、放射性标记物测定法和叶绿素测定法等,不同的方法有不同的精度和适用情况。
(3分)
一、名词解释(写出下列专业词汇的准确译名,并解释其含义)(每题2分,共计12分)
1.limitingfactor
2.biodiversity
3.lifehistory
4.foundereffect
5.fundamentalniche
6.constructivespecies;
二、名词比较(写出下列专业词汇的准确译名,解释含义并比较)(每题6分,共计18分)
1.Unitaryorganism&Modularorganism
2.Edgeeffect&Islandeffect
三、判断题(每题1分,共计12分)
1.传统生态学研究的四个层次由低到高分别是基因、种群、群落和生物圈。
(对错)
2.冻害是指冰点以下的低温使生物体内(细胞内和细胞间隙)形成冰晶而造成的损害。
(对错)
3.Liebig的最小因子法则仅适用于营养物质对植物生存、生长和繁殖的影响,这个法则对于光和温度等其它生态因子是不适用的。
(对错)
4.生物在整个个体发育过程中,对环境因子的耐受限度不同。
(对错)
5.在自然种群的数量变动中,只能见到“S”型增长,而没有“J”型增长。
(对错)
6.土壤的酸性强度指土壤固相处于平衡时的土壤溶液中的H+浓度。
(对错)
7.在高等动物的婚配关系中,一般雌性是限制者,雄性是被限制者。
(对错)
8.对自然选择强度和遗传漂变强度的一个粗放的比较方法是:
如果选择强度s大于遗传漂变强度(种群大小的倒数),如大10倍或更多,则在多数情况下,可以对遗传漂变忽略不计;反之亦然。
(对错)
9.植物因食草动物的“捕食”而受到伤害,但植物并不是完全被动的。
(对错)
10.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建群种。
(对错)
11.地理亚种之间可能有许多不同的性状或等位基因频率,它们相遇时可以交配产生后代。
(对错)
12.冻原或苔原是寒带植被的代表,主要由草本植物构成,其生态条件严峻,冬季漫长而寒冷;夏季短促凉爽。
(对错)
四、简答题(每题7分,共计28分)
1.简要介绍动物的婚配制度。
2.试结合种群增长的有关参数,说明控制人口增长的生态学理论基础。
3.举例说明中度干扰理论在生态系统管理工作中的指导意义。
4.什么是陆生生态系统的三向地带性?
五、问答题(共计15分)
1.生态系统由哪些部分组成?
生态系统的基本特征是什么?
(7分)
2.试比较下面两个图的意义。
(8分)
图1图2
六、论述题(共计15分)
1.试举一例,分析当今社会环境问题的实质。
一、名词解释(写出下列专业词汇的准确译名,并解释其含义)(12分,每题2分)
1.limitingfactor
生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用,但是其中必有一种和少数几种因子是限制生物生存和繁殖的关键性因子,这些关键性因子就是所谓的限制因子。
任何一种生态因子只要接近或超过生物的耐受范围,它就会成为这种生物的限制因子。
2.biodiversity
生物多样性:
生物多样性主要包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性等。
其中遗传多样性是指地球上生物个体中所包含的遗传信息的总和;物种多样性是指地球上有机体的多样化,物种多样性包括种的数目以及种的均匀度等;生态系统多样涉及到生物圈中生物群落、生境与生态过程的多样化。
3.lifehistory
生物史是指是生物从出生到死亡所经历的全部过程。
生活史的关键组分包括身体大小、生长率、繁殖和寿命等。
不同生物种类的生活史类型有巨大的变化。
4.foundereffect
以一个或几个个体位基础在一个生境中建立新的种群,新种群的遗传变异和特定基因特征完全依赖与这几个个体,由于取样误差和生殖隔离等,新种群的遗传特征与原来的种群差异明显,就是建立者效应。
5.fundamentalniche
物种在理论上所能栖息的最大生态位是基础生态位。
自然界由于有竞争和捕食因素的存在,一个物种很少能全部占据基础生态位。
6.constructivespecies;
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,在群落不同层次可以有各自的优势种,如森林群落的乔木层、灌木层和草本层中均有自己的优势种,其中乔木层即优势层的优势种称为建群种。
二、名词比较(写出下列专业词汇的准确译名,解释含义并比较)(18分,每题6分)
1.Unitaryorganism&Modularorganism
单体生物:
每一个个体都是由一个受精卵发育而来的,个体的形态和发育是可以预测的,如哺乳类、鸟类、两栖类等。
构件生物的受精卵首先发育成一定结构单位既构件,然后发育成更多的构件,形成分支结构。
构件发育色形式和时间是不可预测的。
大多数植物、海绵、珊瑚等属于构件生物。
2.Edgeeffect&Islandeffect
边缘效应:
两个或多个群落的过渡区域称为群落交错区,群落交错区物种的数目及一些种的密度增大的趋势称为边缘效应。
岛屿效应:
岛面积越大,种数越多,可以用简单方程描述:
S=cAz,表明岛屿中的物种数目与岛的面积有密切关系。
边缘效应强调了若干个群落交错地带的情况,而岛屿效应强调了岛屿上物种的数目和面积的关系。
三、判断题(12分)
1.传统生态学研究的四个层次由低到高分别是基因、种群、群落和生物圈。
(对错)
2.冻害是指冰点以下的低温使生物体内(细胞内和细胞间隙)形成冰晶而造成的损害。
(对错)
3.Liebig的最小因子法则仅适用于营养物质对植物生存、生长和繁殖的影响,这个法则对于光和温度等其它生态因子是不适用的。
(对错)
4.生物在整个个体发育过程中,对环境因子的耐受限度不同。
(对错)
5.在自然种群的数量变动中,只能见到“S”型增长,而没有“J”型增长。
(对错)
6.土壤的酸性强度指土壤固相处于平衡时的土壤溶液中的H+浓度。
(对错)
7.在高等动物的婚配关系中,一般雌性是限制者,雄性是被限制者。
(对错)
8.对自然选择强度和遗传漂变强度的一个粗放的比较方法是:
如果选择强度s大于遗传漂变强度(种群大小的倒数),如大10倍或更多,则在多数情况下,可以对遗传漂变忽略不计;反之亦然。
(对错)
9.植物因食草动物的“捕食”而受到伤害,但植物并不是完全被动的。
(对错)
10.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建群种。
(对错)
11.地理亚种之间可能有许多不同的性状或等位基因频率,它们相遇时可以交配产生后代。
(对错)
12.冻原或苔原是寒带植被的代表,主要由草本植物构成,其生态条件严峻,冬季漫长而寒冷;夏季短促凉爽。
(对错)
四、简答题(28分,每题7分)
1.简要介绍动物的婚配制度。
婚配制度是指种群内婚配的各种类型,婚配包括异性间相互识别,配偶的数目,配偶持续时间,以及对后代的抚育等。
因为雌配子大,雄配子小,所以每次婚配中雌性的投资大于雄性。
雄性又可与雌性多次交配,所以雌性较雄性更关心交配的成功率。
在高等动物婚配关系中,一般雌性是限制者,雄性常常不易接近雌性,是被限制者。
决定动物婚配制度的主要生态因素可能是资源的分布,主要是食物和营巢地在空间和时间上的分布情况。
按配偶数有单配偶制和多配偶制,后者又分一雄多雌制和一雌多雄制。
一雄多雌制是比较普遍的现象。
2.试结合种群增长的有关参数,说明控制人口增长的生态学理论基础。
控制人口增长的生态学理论基础可以用r=lnR0/T表示。
在该式中,r表示种群的实际(自然)增长率,R0表示种群世代的净增殖率,T表示世代时间;因此,种群的实际(自然)增长率r与种群世代的净增殖率和世代时间有密切的关系:
随R0增大而增大,随T增大而降低。
该式在指导人口数量的控制方面具有指导意义,通过该式得知控制人口、实行计划生育有两条途径:
一是限制每对夫妇的子女数量,即降低世代增殖率;二是推迟首次生育时间,实行晚育,即增大T值。
3.举例说明中度干扰理论在生态系统管理工作中的指导意义。
干扰是指平静的中断,正常过程的打扰或妨碍。
干扰是自然界的普遍现象,如森林生态系统常受到大风、雷电、砍伐、火烧等干扰影响;草地群落的干扰包括放牧、动物挖掘、残踏等。
同时,自然界到处都存在人类活动,诸如农业、林业、狩猎、施肥、污染等,这些活动对于自然群落的结构发生重大影响。
近代多数生态学家认为干扰是一种有意义的生态现象,中度干扰说认为中等程度的干扰水平能维持高多样性。
要保护自然界生物的多样性,就不要简单地排除干扰,因为中度干扰能增加多样性。
干扰可能是产生多样性的最有力手段之一。
干扰理论对生态管理具有重要的指导意义,应在自然保护、农业、林业和野生动物管理等方面起重要作用。
例如不同强度和频率的森林火灾对森林的生物多样性保护起什么作用?
大规模、大面积的森林火灾显然直接导致本地区生物多样性的下降;然而,有计划的在小范围内烧山可能增加物种多样性。
其次,在森林生态系统的管理中,斑块状的砍伐森林可能增加物种多样性,但斑块的最佳大小要进一步研究决定。
4.什么是陆生生态系统的三向地带性?
陆地生物群落的分布受多种因素的影响,其中起主导作用的是海陆分布、大气循流和由于各地太阳高度角的差异所导致的太阳辐射量的多少及其季节分配,亦即与此相联系的水热状况,结果导致陆地生态系统在纬度、经度、海拔等三个方面表现出不同的分布特点,称为三向地带性。
纬向地带性:
以热量作为主导因素引起陆地生态系统从赤道到两极的更替现象。
如在北半球,从赤道向北极依次出现热带雨林,常绿阔叶林,落叶阔叶林,北方针叶林与苔原等不同的陆地生态系统。
经度地带性:
以水分条件为主导因素,引起陆地生态系统由沿海向内陆发生更替的现象。
如在东亚地区由沿海湿润区的森林,经半干旱的草原到干旱区的荒漠。
垂直地带性:
海拔高度每升高100米,气温下降0.6℃左右,或每升高180米,气温下降1℃上下。
降水最初随高度的增加而增加,达一定界线后,降水量又开始降低。
因海拔高度的变化而引起自然生态系统有规律地更替现象。
五、问答题(15分)
1.生态系统由哪些部分组成?
生态系统的基本特征是什么?
(7分)
生态系统一词是英国植物生态学家A.G.Tansley于1936年首先提出来的,指在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质的循环和能量的流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位。
任何一个生态系统都是由生物成分和非生物成分两部分组成的,生物成分包括生产者,消费者和分解者等。
它的主要特征:
1.生态系统是生态学上的一个主要结构和功能单位,属于生态学研究的最高层次。
2.生态系统内部具有自我调节能力。
生态系统的结构越复杂,物种数目越多,自我调节能力也越强。
但生态系统的自我调节能力是有限度的,超过了这个限度,调节也就失去了作用。
3.能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能。
能量流动是单方向的,物质流动是循环式的,信息传递则包括营养信息、化学信息、物理信息和行为信息,构成了信息网。
4.生态系统中营养级的数目受限于生产者所固定的最大能值和这些能量在流动过程中的巨大损失,因此生态系统营养级的数目通常不会超过5~6个。
5.生态系统是一个动态系统,要经历一个从简单到复杂、从不成熟到成熟的发育过程,其早期发育阶段和晚期发育阶段具有不同的特性。
2.试比较下面两个图的意义。
(8分)
图1图2
图1表示逻辑斯谛方程:
逻辑斯谛曲线常被划分为五个时期:
①开始期,也可称潜伏期,由于种群个体数很少,密度增长缓慢;②加速期,随着个体数增加,密度增长逐渐加快;③转折期,当个体数达到饱和密度一半(即K/2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。
逻辑斯谛模型的两个参数,r和K,均具有重要的生物学意义,其中r表示物种的潜在增殖能力,而K则表示环境容纳量,即物种在特定环境中的平衡密度。
(1-N/K)可以表示为“剩余空间”。
结合逻辑斯谛方程中的这两个参数,一些生态学学者提出了r对策者和k对策者理论。
r-对策者是以提高增殖能力和扩散能力取得生存,而K-对策者以提高竞争能力获得优胜。
图2的生态学意义:
表示的是存活曲线,一般物种的存活曲线有三种形式:
Ⅰ型:
曲线凸型,表示在接近生理寿命前只有少数个体死亡。
例如大型兽类和人的存活曲线。
Ⅱ型:
曲线呈对角线,各年龄死亡率相等。
许多鸟类接近于Ⅱ型。
Ⅲ型:
曲线凹型,幼年期死亡率很高。
六、论述题(15分)
试举一例,分析当今社会环境问题的实质。
如2007年5月期间发生在太湖的蓝藻集中暴发事件,可以运用r-K对策进行分析:
1)自然(环境)因素:
当地平均气温明显高于往年;水体中被大量的N、P所污染,水体富营养化程度高;
2)蓝藻本身生物学特征:
蓝藻属于单细胞的原生生物。
在适宜的环境条件下(如上述的水温、水中的N、P等),繁殖速度很快,种群数量急剧增加,生活史对策接近于r对策。
r-对策者是以提高增殖能力和扩散能力取得生存。
3)人为因素:
人类在工业生产过程中向水中排放大量富含N、P的有机物质,可能一些企业或单位没有严格按照国家有关标准进行排放。
预防水体污染:
1)污染源控制,包括对污染型企业施行定量或达标排放;2)人为减少NP的使用;3)系统深入研究污染水提的有害生物的生物学特征。
或者,如2007年6月开始,湖南洞庭湖区突然爆发了10年来最大的一场鼠灾。
MacArthur和Wilson按栖息环境和进化对策把生物分成r-对策者(r-选择)和K-对策者(K-选择)两大类。
r-对策者通常出生率高、寿命短、个体小,一般缺乏保护后代机制,竞争力弱,但一般具很强的扩散能力,极易侵新的栖息生境,并通过高r值而迅速增殖。
它们是机会主义物种,通常栖息于气候不稳定,多难以预测天灾的地方。
其种群数量变动较大。
K-选择的生物,通常出生率低、寿命长、个体大、具有较完善的保护后代机制,一般扩散能力较弱,但竞争能力较强,即把有限能量资源多投入于提高竞争能力上。
K-对策者的种群密度通常处于逻辑斯谛模型的饱和密度K值附近,其种群稳定而少变,所以称为K-对策者。
在进化过程中,r-对策者是以提高增殖能力和扩散能力取得生存,而K-对策者以提高竞争能力
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