生態(tài)學與動物行為學

1、生態(tài)學生態(tài)學 主要范圍主要范圍： 一、一、 生物與環(huán)境的相互關系：生物與環(huán)境的相互關系： 二、二、 種群生態(tài)學：種群生態(tài)學： 三、三、 群落生態(tài)學：群落生態(tài)學： 四、四、 生態(tài)系統(tǒng)：生態(tài)系統(tǒng)： 五、五、 環(huán)境問題：環(huán)境問題： 動物行為學動物行為學 一、一、 動物行為的概述：動物行為的概述： 二、二、 動物行為的分類：動物行為的分類： 一、一、 生物與環(huán)境的相互關系：生物與環(huán)境的相互關系： 一）、生態(tài)因子的概念一）、生態(tài)因子的概念 二）、生物與生態(tài)因子關系的基本規(guī)律二）、生物與生態(tài)因子關系的基本規(guī)律 三）、主要生態(tài)因子及其生態(tài)作用三）、主要生態(tài)因子及其生態(tài)作用 像溫度等環(huán)境中對生物的生長、發(fā)育、

2、繁殖、行為和分像溫度等環(huán)境中對生物的生長、發(fā)育、繁殖、行為和分 布有著直接或間接影響的環(huán)境要素就稱為生態(tài)因子，除了溫布有著直接或間接影響的環(huán)境要素就稱為生態(tài)因子，除了溫 度以外還包括濕度、食物、氧氣、二氧化碳和其他相關生物度以外還包括濕度、食物、氧氣、二氧化碳和其他相關生物 等。生態(tài)因子中生物生存所不可缺少的環(huán)境條件，也稱生物等。生態(tài)因子中生物生存所不可缺少的環(huán)境條件，也稱生物 的生存條件的生存條件 一）、生態(tài)因子的概念一）、生態(tài)因子的概念 例題：例題： 以下關于動物對溫度的適應的說法正確的是以下關于動物對溫度的適應的說法正確的是 （ ）。）。 A在低溫條件下，變溫動物的壽命較長，隨著溫度的增

3、高，在低溫條件下，變溫動物的壽命較長，隨著溫度的增高， 其平均壽命縮短其平均壽命縮短 B溫暖地區(qū)，變溫動物完成發(fā)育的時間比在冷的地區(qū)長溫暖地區(qū)，變溫動物完成發(fā)育的時間比在冷的地區(qū)長 C恒溫動物在低溫下保持恒定的體溫，而變溫動物隨環(huán)境溫恒溫動物在低溫下保持恒定的體溫，而變溫動物隨環(huán)境溫 度的提高而有相應變化度的提高而有相應變化 D溫度是動物分布的限制因子，最重要的是地區(qū)平均溫度溫度是動物分布的限制因子，最重要的是地區(qū)平均溫度 二）、生物與生態(tài)因子關系的基本規(guī)律二）、生物與生態(tài)因子關系的基本規(guī)律 1耐受性定律： 各種生態(tài)因子對某一種生物都存在生物學的上限和下 限，它們之間的幅度就是該種生物對某一生

4、態(tài)因子的 耐受范圍。耐受性定律可用鐘性曲線來表示。 最適點 最適區(qū) 適宜區(qū) 高死 亡限 低死 亡限 環(huán)境梯度 生 長、 生 殖 0 2最小因子定律： 任何特定因子的存在量低于某種生物的最小需要量， 因而成為決定該物種生存或分布的根本因素。 環(huán)境梯度 生 長、 生 殖 廣生態(tài)幅狹生 態(tài)幅 狹生 態(tài)幅 根據(jù)生物對環(huán)境因子的適應范圍的大小 3限制因子定律： 任何一種生態(tài)因子，只要接近或超過生物的耐受范圍， 它就阻止其生長、繁殖、分布、生理機能或者生存的因 素就是限制因子。 例題在下列情況下，測定了不同光照強度光合作用速率的影響 （4種實驗條件）： 0.10%CO2、30 (1) 0.10%CO2、2

5、0 (2) 0.03%CO2、30 (3) 0.03%CO2、20 (4) 從以上實驗可以得知，對實驗2、實驗 4和P點起到限制作用的因素分別是 A光強度、0.03%CO2、溫度 B0.10%CO2、光強度、溫度 C溫度、光強度、CO2濃度 D溫度、0.03%CO2、光強度 光強度 光 合 速 率 1 2 3和4 P D 4貝格曼定律 （Bergmans rule） 恒溫動物（內(nèi)溫動物）在寒冷的氣候條件下，體型趨 向于大，在溫暖的氣候條件下，體型趨向于小。因為個體 大的動物，其相對表面積小，單位體重散熱量相對較少， 這樣有利于保持體溫。 5阿倫定律（Allens rule） 恒溫動物身體的突出

6、部分如四肢、尾巴和外耳等在低 溫環(huán)境中有變小變短的趨勢，在溫暖地區(qū)有變長的趨勢。 這也是在寒冷地區(qū)減少散熱和在溫暖地區(qū)增加散熱的一種 形態(tài)適應。 6喬丹定律 （Jordans rule） 棲息于冷水水域中的魚類，比棲息于溫暖水域中的同 種魚的脊椎骨數(shù)目多。解釋：低溫使魚類的生長和發(fā)育速 度變慢，因而延長了其性成熟時間，從而產(chǎn)生更大的個體， 其脊椎骨的數(shù)目也增多。 7葛洛格定律（Glogers rule） 一般來說，在干燥而寒冷的地區(qū)，動物的體色較 淡；而在潮濕而溫暖的地區(qū)，其體色較深。解釋：溫 熱地區(qū)動物毛色較深的原因，可能與色素產(chǎn)生和酶活 動有關，較高的濕度和溫度能增強酶的活性，提高代 謝速

7、率，使皮膚中產(chǎn)生較多的黑色素，體色則較深。 8阿利氏定律 動物有一個最適宜的種群密度，種群過密或過疏 都可能對自身產(chǎn)生不利影響。隨著種群密度過大，將 對整個種群帶來不利影響，如它將抑制種群的增長率， 增大死亡率等。 三）、主要生態(tài)因子及其生態(tài)作用 光照強度 有 機 物 積 累 量 光補償點 光飽和點 ab 光照強度 有 機 物 積 累 量 陽生植物 陰生植物 （1）光對動物的影響 影響動物的體色、生長發(fā)育、繁殖、行為、視覺。 有很多的動物繁殖、行為都由日照長度來決定。原因：光周期變化 很有規(guī)律、很穩(wěn)定，以它為信號一般不會“上當”。而其它因素如 溫度等穩(wěn)定性不強。（一年中的同一天日照長短都是一致

8、的，但是 溫度、濕度、食物等因素可能不一致） 1光 （2）光對植物的影響 a與代謝的關系： 對光照強度的要求不同植物分（陽生植物、陰生植物、耐陰 植物）。陽生植物的光飽和點比陰生植物要高，當然通常光 補償點也會高一些（如右上圖） b與生殖的關系（光周期現(xiàn)象）： 根據(jù)植物對日照長度的反應可分為長日照植物、短日照植物、 中日照植物和中間型植物。（具體情況請看植物的生殖生理） b與生殖的關系（光周期現(xiàn)象）： 影響動物的體色、生長發(fā)育、繁殖、行為、視覺。有很多的動 物繁殖、行為都由日照長度來決定。原因：光周期變化很有規(guī) 律、很穩(wěn)定，以它為信號一般不會“上當”。而其它因素如溫 度等穩(wěn)定性不強。（一年中的

9、同一天日照長短都是一致的，但 是溫度、濕度、食物等因素可能不一致） 2溫度 最適點、最低點、最高點，在生態(tài)學上稱為溫度的三基點 （1）植物和溫度 a晝夜溫差與有機物積累：白天溫度高有利于光合作用，夜間 溫度低降低呼吸作用。 b季節(jié)變溫與物候： c低溫與高溫的影響： 1）春化： 2）冷害和凍害： 3）高溫和低溫（極端溫度）對植物的致死，使植物的地理 分布也受到溫度的限制。植物水平分布的南界和北界，垂直 分布的海拔高低。 4）植物對極端溫度的適應： 低溫適應： a形態(tài)的適應。芽葉具有油脂類物質(zhì)，芽具鱗片，植表有蠟粉密 毛，植株矮小。b生理的適應。減少細胞內(nèi)的水，增加糖、脂、 色素，以降低冰點，增加

10、吸熱。 高溫適應： a加強反光、濾光，形成不栓層（隔熱），降低含水量增加糖、 鹽（減慢代謝速率、增強原生質(zhì)抗凝結(jié)力）加強蒸騰，反射紅外線。 （2）動物和溫度 a影響動物的繁殖： b溫度與生物的發(fā)育： 有效積溫法則：指生物（植物和變溫動物）的生長發(fā)育過程中，必 須從環(huán)境中攝取一定的熱量才能完成某一階段的發(fā)育。如：水稻在 浙江只能種兩季，而在海南島可以種三季。 有效積溫法則的應用：預測生物發(fā)生的世代數(shù)； 預測生物地理 分布的北界；預測害蟲來年發(fā)生程度； 推算生物的年發(fā)生歷； c溫度影響動物的形態(tài)：貝格曼定律、阿倫法則。 d影響動物的分布：有效積溫和極端溫度； e極限溫度對動物造成的影響：低溫使動物

11、致死，主要是由于細 胞內(nèi)形成冰晶的損傷所致。高溫對動物的有害影響主要是破壞酶的 活性，使蛋白質(zhì)凝固變性，造成缺氧、排泄功能失調(diào)和神經(jīng)系統(tǒng)麻 痹等。 f動物對極端溫度的適應。 例題：例題： 以下關于動物對溫度的適應的說法正確的是以下關于動物對溫度的適應的說法正確的是 （ ）。）。 A在低溫條件下，變溫動物的壽命較長，隨著溫度的增高，在低溫條件下，變溫動物的壽命較長，隨著溫度的增高， 其平均壽命縮短其平均壽命縮短 B溫暖地區(qū)，變溫動物完成發(fā)育的時間比在冷的地區(qū)長溫暖地區(qū)，變溫動物完成發(fā)育的時間比在冷的地區(qū)長 C恒溫動物在低溫下保持恒定的體溫，而變溫動物隨環(huán)境溫恒溫動物在低溫下保持恒定的體溫，而變溫

12、動物隨環(huán)境溫 度的提高而有相應變化度的提高而有相應變化 D溫度是動物分布的限制因子，最重要的是地區(qū)平均溫度溫度是動物分布的限制因子，最重要的是地區(qū)平均溫度 AC 3水 植物與水： 水生植物（沉水植物、浮水植物、挺水植物）、 陸生植物（濕生植物、中生植物、旱生植物） 各種生態(tài)類型的植物的形態(tài)、解剖學結(jié)構特點 （具體參照植物形態(tài)、解剖學） 動物與水： a影響動物的分布； b影響動物的體色；葛洛格定律（Glogers rule） c影響動物的繁殖； d影響動物的行為； e影響動物的生長發(fā)育 二、二、 種群生態(tài)學：種群生態(tài)學： 一）、種群的概念： 二）、種群的基本特征 三）、種群的數(shù)量變動 種群是指在

13、特定的時間內(nèi)，由分布在同一區(qū)域的許多同種 生物個體自然組成的生物系統(tǒng)。 例題： 下列生物屬于種群的是 （ ） A一水田內(nèi)的全部水稻、稗草 B一棉田中的幼蚜，無翅、有翅成熟蚜 C某池塘中的所有魚 D一根朽木上的全部真菌 B 1種群密度： 種群密度是反映種群大小的一個參數(shù)。種群的大?。倲?shù)）也可 通過標志重捕法標志重捕法來測定。標志重捕法的具體操作是：在調(diào)查樣地 上，捕獲一部分個體進行標志，經(jīng)一定期限進行重捕。根據(jù)重捕 取樣中標志比例與樣地總數(shù)中標志比例相等的假定，來估計樣地 中被調(diào)查動物的總數(shù)。 即：N/M=n/m (其中M為標志數(shù)，n為再 捕個體數(shù)，m為再捕中標記數(shù)。) 2種群的空間分布格局：

14、 組成種群的個體在其生活空間中的位置狀態(tài)或布局，分為 三類：均勻型、隨機型、成群型（集群型）。集群型是最常見 的一種分布方式。 注：隨機型往往被錯誤地認為是最多見的（受到獨立分配規(guī)律的 影響，非等位基因之間隨機組合），而事實上是最少見的，由于 資源均勻分布、種群之間的個體間無吸引、無排拆的現(xiàn)象是不太 可能出現(xiàn)的。 二）種群的基本特征種群密度、種群的空間分布格局、出生率與 死亡率、遷入與遷出、性別比例、年齡組成 三）、種群的數(shù)量變動 1種群數(shù)量變動的基本參數(shù) a出生率與死亡率；b遷入與遷出；c存活曲線；d生命表 年齡 型型 型型 型型 1000 100 10 1 0. 1 存存 活活 數(shù)數(shù) n

15、(log) 存活曲線類型 動態(tài)生動態(tài)生 命表命表 靜態(tài)生靜態(tài)生 命表命表 年 齡 時間 t0t1t2t3 2種群的增長模型 種群在無限的環(huán)境中，即假定環(huán)境中空間、食物等資源是無限 的，其增長率不隨種群本身的密度而變化，種群呈指數(shù)增長格局， 其增長曲線為“J”字形。 注意：注意： 指數(shù)增長的情況只有在實 驗室內(nèi)，人為控制的環(huán)境條件 下，才有可能發(fā)生，自然條件 下一般是不會出現(xiàn)的，由于自 然條件的環(huán)境都是有限的。 種群的指數(shù)增長 a種群的指數(shù)增長 數(shù) 量 b種群的阻滯增長（邏輯斯蒂增長） 因為野外種群總是處于有限的環(huán)境當中，種群增長因此 也是有限的。 邏輯斯蒂增長曲線的意義： 最大持續(xù)產(chǎn)量的模型（

16、K/2）；防治有害生物（K）： 種群的阻滯增長（邏輯斯蒂增長） K K/2 K：環(huán)境容納量 邏輯斯蒂增長曲線邏輯斯蒂增長曲線 可劃分為可劃分為5個時期：個時期： 開始期、加速期、開始期、加速期、 轉(zhuǎn)折期、減速期、轉(zhuǎn)折期、減速期、 飽和期（穩(wěn)定期）飽和期（穩(wěn)定期） 3種群的數(shù)量波動調(diào)節(jié) a種群的生態(tài)對策： r-對策；k-對策；兩種生態(tài)對策的特點。 大部分有害動物屬于r-對策，大部分珍稀動物屬于k-對策。 b種群數(shù)量的調(diào)節(jié) 密度制約： 影響種群個體數(shù)量的因素中，其作用隨種群密度而變化的， 包括生物之間的相互作用即生物因素。生物種群的相對穩(wěn)定 和規(guī)則的波動與密度制約因素的作用有關。 非密度制約： 有

17、些因素雖對種群數(shù)量起限制作用，但作用強度和種群密度 無關，主要是指氣候等非生物因素。種群數(shù)量的不規(guī)則變動往往 同非密度制約因素有關。 例題：例題： 下列哪一條線表示動物種群數(shù)量變動中的非密度制約。 （ ）B 種群密度種群密度 A B C D 不不 利利 效效 應應 （死亡（死亡 個體數(shù)）個體數(shù)） 四）、種間關系 （聯(lián)賽教程P520） 例題： 曲線1和曲線2（圖5-4）代表物種1和物種2的耐熱范圍，在 什么溫度情況下物種2 能競爭過物種1 （ ） A溫度在t1t2范圍內(nèi) B溫度在t2t3范圍內(nèi) C溫度在t1以下 D溫度變化幅度很大時 E溫度在t3以上 t1t2t3t 2 1 N B B 例題：

18、在一實驗室中進行了兩類細菌對食物競爭的實驗。實驗中，測 定了第類細菌在第一代存活期間混合培養(yǎng)中所占總數(shù)的百分比 （Zt），與第類細菌在第二代存活期間混合培養(yǎng)中所占總數(shù)的百 分比（Zt+1）之間的對應關系。如右圖所示，實線表示觀察到的Zt+1 和Zt的關系，虛線表示Zt+1=Zt時的情況。在較長的時間里，第類 細菌和第類細菌會發(fā)生什么情況？ （ ）D A第類細菌和第類細菌共存 B第類細菌和第類細菌共同生長 C第類細菌把第類細菌排除掉 D第類細菌把第類細菌排除掉 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Zt+1 Zt 0.20.40.60.81.00 0 思考：思考： 這條曲線如果改稱凸形的， 結(jié)

19、果又會怎么樣。 三、三、 群落生態(tài)學：群落生態(tài)學： 一）、群落中物種的多樣性和優(yōu)勢種 三）、群落結(jié)構 五）、群落演替 四）、陸地植物群落分布的地帶性 二）、生態(tài)位 群群 落落 ABCD 種種 15092750 種種 2304525 種種 3100520 種種 4100520 種種 501520 種種 60155 種種 70100 種種 80100 例題： 生態(tài)群落K到N包含以數(shù)字1到8代表的物種，每個物種的密 度不同，表55中給出了這些物種得密度（每平方米的個體數(shù)）， 當受到大規(guī)模害蟲襲擊（危害程度逐步增加）時，這些群落中的 哪一個受到的影響最??？ （ ） 一）、群落中物種的多樣性和優(yōu)勢種 D

20、 1群落多樣性的含義： 生物多樣性一般有三個水平：遺傳多樣性；物種多樣性；生 態(tài)系統(tǒng)多樣性。生態(tài)系統(tǒng)多樣性中包含群落多樣性，而群落多樣 性包含兩方面的含義 種的數(shù)目或豐富度； 種的均勻度 2優(yōu)勢種和建群種： 對群落的結(jié)構和群落環(huán)境的形成有明顯控制作用的植物種 稱為優(yōu)勢種。它們通常是個體數(shù)量多，投影蓋度大，生物量高， 體積較大，生活能力較強。群落的不同層次有各自的優(yōu)勢種， 而其中優(yōu)勢層的優(yōu)勢種常稱為建群種。 3群落的交錯區(qū)和邊緣效應 群落的交錯區(qū)又稱生態(tài)交錯區(qū)或生態(tài)過渡區(qū)，是兩個或 多個群落之間的過渡區(qū)域。群落的交錯區(qū)是一個交叉地帶或 種群競爭的緊張地帶，在這里，群落中種的數(shù)目及一些種群 密度比

21、相鄰的群落大，這種現(xiàn)象稱為邊緣效應。 二）、生態(tài)位 1、生態(tài)位的概念 生態(tài)位是指物種在生物群落或生態(tài)系統(tǒng)中的地位和角色。 生態(tài)位重疊；基礎生態(tài)位；實際生態(tài)位。 D 例題： 下圖是種間競爭排斥圖，如果供應點在區(qū)，供應率低于A、B兩 物種的零增長線（ZNGI），那么A、B兩物種的結(jié)果是 （ ） (B) ZNGI (A) ZNGI 供 應 點 y x A都能生存 B共存 C物種A生存， B排斥 D都不能生存 2生態(tài)位分化 同一地區(qū)共存的物種，它們生態(tài)位的關系從理論上有三種情況： 生態(tài)位完全分離； 生態(tài)位彼此部分重疊； 生態(tài)位基本上重疊 三）、群落結(jié)構 群落結(jié)構是指群落中各種生物在空間上的配置狀況，包

22、括 垂直結(jié)構和水平結(jié)構。垂直結(jié)構：指群落的分層現(xiàn)象，群落中 植物的分層導致動物的分層。群落的分層結(jié)構是自然選擇的結(jié) 果，它顯著提高了利用環(huán)境資源的能力。水平結(jié)構：群落內(nèi)水 平的二維空間中生態(tài)因子常常不均勻，或由于人類和動物活動 的影響，使群落在外形上表現(xiàn)為斑塊相間，我們稱之為鑲嵌性， 每一斑塊就是一個小群落。 四）、陸地植物群落分布的地帶性 1經(jīng)度地帶性； 2緯度地帶性 3垂直地帶性 五）、群落演替 1概念 不同的群落在同一地方相繼出現(xiàn)，即一種群落轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪?種群落的過程，叫做群落演替。 2演替的基本類型 1）按照演替發(fā)生的時間進程，可以分為： a世紀演替：延續(xù)時間相當長久，一般以地質(zhì)年代計算

23、； b長期演替：延續(xù)達幾十年，有時達幾百年； c快速演替：延續(xù)幾年或十幾年。 2）按演替發(fā)生的起始條件分，可以分為： a原生演替：開始于原生裸地或原生蕪原（完全沒有植被 并且也沒有任何植物繁殖體存在的裸露地段） 上的群落演替 b次生演替：開始于次生裸地或次生蕪原（不存在植被， 但在土壤或基質(zhì)中保留有植物繁殖體的裸地） 上的群落演替 3）按基質(zhì)的性質(zhì)劃分，可分為： a水生演替： 演替開始于水生環(huán)境中，但一般都發(fā)展到陸地群落。 如淡水湖 或池塘中水生群落向中生群落的轉(zhuǎn)變過程。 b旱生演替： 演替從干旱缺水的基質(zhì)上開始。如裸露的巖石表面上生物群落 的形成過程。 4）按群落代謝特征來劃分，可分為： a

24、自養(yǎng)性演替： 自養(yǎng)性演替中，光合作用所固定的生物量積累越來越多，例如 由裸巖地衣苔蘚草本灌木喬木的演替過程。 b異養(yǎng)性演替： 有機物質(zhì)是隨演替而減少的。如：出現(xiàn)有機污染的水體，由于 細菌和真菌分解作用特別強，有機物質(zhì)是隨演替而減少。 5）按控制演替的主要因素劃分，有： a 內(nèi)因性演替： 群落中生物生命活動的結(jié)果首先使它的生境得到改造，然后 被改造了的生境又反作用于群落本身，如此相互促進，使演替 不斷向前發(fā)展。 b 外因性演替： 這種演替是由于外界環(huán)境因素的作用所引起的群落變化。其 中包括氣候發(fā)生演替、地貌發(fā)生演替、土壤發(fā)生演替、火成演 替和人為發(fā)生演替。 注意：注意： 一切源于外因的演替最終都

25、是通過內(nèi)因生態(tài)演替來實現(xiàn)的， 所以說，內(nèi)因生態(tài)演替是群落演替的最基本和最普遍的形式。 3演替頂極 1）單元頂極論： 無論是水生演替，還是旱生演替，最后都發(fā)展成為一個與當 地氣候相適應的相對穩(wěn)定的中性群落氣候頂極群落； 2）多元頂極論： 在一個氣候區(qū)內(nèi)，群落演替的最終結(jié)果不一定都形成一個相 同的氣候頂極群落。除了氣候頂極外，還可有土壤頂極、地 形頂極、火燒頂極等。 3）頂極格局假說： 實際是多元頂極的一個變型，認為隨著環(huán)境梯度的變化，構 成一個頂極群落連續(xù)變化的格局 。 四、生態(tài)系統(tǒng) 二）、生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構 三）、生態(tài)系統(tǒng)的功能 一）、生態(tài)系統(tǒng)的概述 1、概念： 生態(tài)系統(tǒng)是指在一定的時間和空間

26、內(nèi)生物成分和非生物 成分通過物質(zhì)循環(huán)和能量流動而相互作用、相互依存所形成 的一個生態(tài)學功能單位。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部具有自我調(diào)節(jié)能力； 能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的三大功能。 生態(tài)系統(tǒng) 非生物成分 生物成分 氣候因子(太陽輻射、溫度、濕度、風等) 無機物質(zhì) 有機物質(zhì) 生產(chǎn)者 消費者 分解者 2、組成： (生物群落) (非生物的物 質(zhì)和能量) 二）、生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構 1食物鏈和食物網(wǎng) 碎屑食物鏈： 以死生物或腐屑為起點的食物鏈。在大多數(shù)陸地生態(tài)陸地生態(tài) 系統(tǒng)和淺水生態(tài)系統(tǒng)系統(tǒng)和淺水生態(tài)系統(tǒng)中，生物量的大部分不是被取 食，因此能流是以通過碎屑食物鏈為主。 捕食食物鏈： 又叫活食鏈，直接以生產(chǎn)

27、者為基礎。捕食食物鏈雖然是 人們最容易看到的，但只在某些水域生態(tài)系統(tǒng)中才能成 為能流的主要渠道。 寄生食物鏈： 是以寄生方式取食活有機體而構成的食物鏈 2營養(yǎng)級和生態(tài)金字塔 營養(yǎng)級： 一個營養(yǎng)級是指處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物物種 的總和。通常一條食物鏈上的營養(yǎng)級只有45級。為什么？ 生態(tài)金字塔： 數(shù)量金字塔： 是利用各營養(yǎng)級所包含的各種生物的總數(shù)的多少來構成的生態(tài) 金字塔 生物量金字塔： 以生物組織的干重表示每一個營養(yǎng)級中生物的總重量 能量金字塔： 是利用各營養(yǎng)級所固定的總能量值的多少來構成的生態(tài)金字塔 注意。注意。 生態(tài)金字塔一般都是上窄下寬的，但是也有例外的。比如： 前一營養(yǎng)級的個體比

28、后一營養(yǎng)級的個體明顯大的多，就又可能構 成上寬下窄的倒置金字塔（數(shù)量金字塔）；還有在湖泊和開闊海 洋的水域生態(tài)系統(tǒng)中常常出現(xiàn)上寬下窄的倒置的生物量金字塔。 注注：能量金字塔不可能出現(xiàn)上寬下窄的倒置金字塔。 3 生態(tài)效率： a同化效率 = 固定的日光能/吸收的日光能（植物） = 同化的食物能/攝取的食物能（動物） b生長效率 = n營養(yǎng)級的凈生產(chǎn)量能量/ n營養(yǎng)級的同化能量 c 利用效率 = n+1營養(yǎng)級的攝食能量/n營養(yǎng)級的凈生產(chǎn)量 d 林德曼效率 = n+1營養(yǎng)級的攝食能量/ n營養(yǎng)級的攝食能量 注：注： 一般大型動物的生長效率要低于小型動物；老年動物的 生長效率要低于幼年動物；肉食動物的同

29、化效率要高于植食動 物。但隨著營養(yǎng)級的增加，呼吸消耗所占的比例也相應增加， 因而導致在肉食動物營養(yǎng)級凈生產(chǎn)量的相應下降。但是林德曼 效率在各個營養(yǎng)級之間的統(tǒng)計幾乎都是一個常數(shù)即10%。 以上也可以看出每個營養(yǎng)級的凈生產(chǎn)量都絕大多數(shù)通向碎屑食 物鏈 4 生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)和生態(tài)平衡 反饋調(diào)節(jié)分為負反饋調(diào)節(jié)和正反饋調(diào)節(jié)。負反饋調(diào)節(jié)：較 常見的一種反饋，它的作用是能夠使生態(tài)系統(tǒng)達到和保持平衡 或穩(wěn)態(tài)，反饋的結(jié)果是抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分所 發(fā)生的變化。正反饋調(diào)節(jié)：比較少見，它的作用剛好與負反饋 調(diào)節(jié)相反，即生態(tài)系統(tǒng)中某一成分的變化所引起的其他一系列 變化，反過來不是抑制而是加速最初發(fā)生變化的

30、成分所發(fā)生的 變化，因此正反饋的作用常常使生態(tài)系統(tǒng)遠離平衡狀態(tài)或穩(wěn)態(tài)。 由于生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力，所以在通常情況下， 生態(tài)系統(tǒng)會保持自身的生態(tài)平衡。生態(tài)平衡是指生態(tài)系統(tǒng)通 過發(fā)育和調(diào)節(jié)所達到的一種穩(wěn)定狀況，它包括結(jié)構上的穩(wěn)定、 功能上的穩(wěn)定、能量輸入和輸出的穩(wěn)定。當生態(tài)系統(tǒng)達到穩(wěn) 定狀態(tài)時，它能在很大程度上克服和消除外來的干擾，保持 自身的穩(wěn)定性。這一現(xiàn)象就是生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)。 三）、生態(tài)系統(tǒng)的功能 1生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 a生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)和次級生產(chǎn) 生產(chǎn)量（或稱生產(chǎn)力）：在一段時間內(nèi)，生態(tài)系統(tǒng)中某 個種群或群落生產(chǎn)出來的有機物總量。 初級生產(chǎn)量：綠色植物通過光合作用，把太陽能轉(zhuǎn)變成

31、植物體內(nèi)的化學能，這過程稱為“初級生產(chǎn)”，它所固 定的總能量（或形成的有機物總量）稱為初級生產(chǎn)量。 又分總初級生產(chǎn)量：在某單位時間內(nèi)生產(chǎn)者所固定的 全部太陽能；凈初級生產(chǎn)量：總初級生產(chǎn)量減去生產(chǎn) 者自身呼吸消耗后余下的數(shù)值。 次級生產(chǎn)量：在單位時間內(nèi)動物體的同化量減去其呼吸 量余下的值。實際上它就是動物用于生長、發(fā)育和繁殖 的那部分能量。一級、二級、三級消費者的生產(chǎn)量都屬 于次級生產(chǎn)量。次級生產(chǎn)量=同化量次級呼吸量=個體 增重+新個體重量 b能量流動特點： 單向流動，不可逆轉(zhuǎn)，逐級遞減。 2物質(zhì)循環(huán)： 又稱生物地化循環(huán)，特點：反復出現(xiàn)，循環(huán)流動。 水循環(huán)，全球性 氣體型循環(huán) 沉積物循環(huán) 五、五

32、、 環(huán)境問題：環(huán)境問題： （一）人類對大氣層的破壞 1酸雨污染：（不是單純的雨，他還包括雪、霧、塵埃等 各種含有酸性物質(zhì)的沉降物） a形成原因：SO2、NO b酸雨的危害： c酸雨的防治： 2光化學煙霧： a形成原因：NO和碳氫化合物在陽光中的紫外線的作 用下； b光化學煙霧的成分：O3、NO2、醛類、過氧乙?；?酸酯（PAN）與大氣的粒狀污染物混合，形成前藍 色煙霧。 c光化學煙霧的危害：空氣污染達到毒害的程度常常伴 隨著一種氣候條件逆溫現(xiàn)象 溫度 地表 暖空氣 冷空氣 更冷空氣 高 度 溫度 高 度 地表 冷空氣 冷空氣 暖逆溫層 逆溫現(xiàn)象圖解 （左）暖空氣上升，擴散污染物； （右）由于

33、逆溫現(xiàn)象，壓在冷空氣上面的 暖空氣層阻礙污染物上升和進行擴散 3溫室效應與氣候變暖： a溫室氣體：CO2、CH4、氮氧化物、氯氟烴。溫室氣體能 無阻擋地讓太陽的短波輻射設想地面，并部分吸收地表 向外輻射的長波輻射（紅外線）。全球增溫作用中以 CO2為主，約占60%以上。但是CO2并不是溫室效果最強 的氣體，比如N2O的溫室效應要比CO2高的多（200倍左 右），但是由于濃度比較低。所以 b溫室效應與氣候變暖的危害：影響植被分布、海平面上 升、陸地減少 c溫室效應與氣候變暖的防治：提高森林覆蓋率，改善生 態(tài)環(huán)境。 4臭氧層的破壞 a臭氧層的作用： b臭氧層破壞的原因：氯原子能催化分解O3，制冷劑

34、氟里 昂（CFCl3）、CCl4、此外超音速飛機、汽車廢氣以及氮 氧化合物也能分解臭氧。 （二）水體污染 1有機污染：有機污染物在水中分解時需要消耗大量的氧，固 又稱需氧污染物。被有機物嚴重污染的水體中，溶解氧急劇 下降，甚至產(chǎn)生無氧層，大部分魚類會窒息死亡。同時，水 中厭氧菌迅速發(fā)展，分解有機物并放出CH4和H2S等有毒氣體， 發(fā)出臭氣。 2 水體富營養(yǎng)化：由于生活污水、工業(yè)廢水和農(nóng)田排水中含 較多的N、P等元素，這些元素大量的進入水體后使藻類植物 等大量繁殖，這些生物死亡后，先被需氧微生物分解，使水 體中溶解氧的含量明顯減少。接著，生物遺體又會被厭氧微 生物分解，產(chǎn)生出CH4和H2S等有毒

35、氣體，使魚類和其他水生 生物窒息或中毒死亡，水體變臭。富營養(yǎng)化發(fā)生在淡水中叫 “水華或水花”，發(fā)生在海水中叫做“赤潮”。 3有毒污染物與生物富集作用：水體中的有毒污染物有兩類 重金屬（汞、鉛、鎘、鉻、砷（類金屬）等等）， 人工合成的有機物（有機氯、有機磷、多氯聯(lián)苯和芳香族 氨基化合物）。有毒污染物的危害除造成生物急性中毒外， 還有一種重要危害是生物富集作用帶來的不良后果。生物 從環(huán)境攝取重金屬和脂溶性的DDT、六六六等有機氯殺蟲 劑后，在體內(nèi)積累，并延食物鏈轉(zhuǎn)移。其結(jié)果是污染物的 濃縮，營養(yǎng)級越高，富集能力越強，積累越多，呈現(xiàn)倒金 字塔形。（著名例子是“水俁病”） 4海洋石油污染：污染石油的來

36、源：河流、油輪事故、海底油 田的泄漏和大氣降雨。 5水體熱污染：許多工廠向水體排放廢熱水及其它形式的“廢 熱”，使水體溫度顯著上升，影響水生生物的生存。（可 以從生態(tài)幅的角度考慮） （四）其它環(huán)境問題： 淡水資源短缺、土地荒漠化、生物多樣性遭受嚴重破壞。 （五）人口增長與環(huán)境問題 （六）生物在環(huán)境保護中的作用 a森林在環(huán)保中的作用： 涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候、保持水土、防風固沙 b生物監(jiān)測： 監(jiān)測植物，如煙草對低濃度的光化學煙霧極為敏感， 且葉片傷害程度與臭氧濃度正相關。地衣、苔蘚等許 多植物都可作為監(jiān)測植物。 c生物的凈化作用： 有些污染物能被生物吸收，在體內(nèi)積累或轉(zhuǎn)化成無害 的物質(zhì)，這一過程稱為

37、生物的凈化，或稱為環(huán)境的自 凈。如柳杉、懸鈴木、橙能釋放殺菌素 （三）土壤污染： 是指人類活動產(chǎn)生的污染物通過各種途徑輸入土壤，其 數(shù)量和速度超過了土壤凈化作用的速度，導致土壤正常 功能失調(diào)。 不同污水中生物體系和指示生物 污水類型污水類型 在顯微鏡下觀察在顯微鏡下觀察 到的生物到的生物(個個/升升) 指示生物指示生物 新排出的城市生活污水和類新排出的城市生活污水和類 似的工業(yè)廢水似的工業(yè)廢水 纖毛蟲纖毛蟲1050,000 腐生草履蟲、豆形蟲、腐生草履蟲、豆形蟲、 閃瞬目蟲、布氏尾絲閃瞬目蟲、布氏尾絲 蟲、小口鐘蟲、旋毛蟲、小口鐘蟲、旋毛 蟲蟲 鞭毛蟲鞭毛蟲1,0002,000 變形蟲變形蟲0

38、1,000 細菌大量，真菌大量細菌大量，真菌大量 含大量硫化氫的腐敗廢水含大量硫化氫的腐敗廢水 鞭毛蟲鞭毛蟲5,000300,000 長尾波豆蟲、大鞭毛長尾波豆蟲、大鞭毛 蟲、多毛蟲旋毛蟲蟲、多毛蟲旋毛蟲 纖毛蟲纖毛蟲05 細菌大量細菌大量 剛排出的高濃度工業(yè)廢水，剛排出的高濃度工業(yè)廢水， 亞硫酸法造紙廠廢水，制糖亞硫酸法造紙廠廢水，制糖 工業(yè)廢水工業(yè)廢水 細菌少量，真菌少量細菌少量，真菌少量 蟲類生物大多不存在蟲類生物大多不存在 無生物無生物 有毒廢水有毒廢水無生物無生物,最多僅見少數(shù)的休眠孢子最多僅見少數(shù)的休眠孢子 動物行為學動物行為學 一、動物行為的概述 1動物的基本要求與動物行為的概念

39、 動物的基本要求是：個體的生存和種群的繁衍。動物的行 為，例如攝食行為和性行為都是為了滿足上述基本需要，適 應體內(nèi)、體外環(huán)境變化（如季節(jié)變化、食物來源、生理需求 的變化等）的一切反應的總和。它不僅包括軀體的移位動作 （如奔跑、游泳等等）和身體局部的微細動作（如發(fā)出聲音、 豎起耳朵等等）還包括動物日常生活活動（如取食、呼吸等 等）以及動物的習性、舉止（如潛伏、假死、注目凝視、釋 放外激素等等） 2決定動物行為的因素： a刺激（外界或內(nèi)部）； b動物的感覺器官與神經(jīng)系統(tǒng)的功能狀態(tài)； c動物機體的結(jié)構與生理特性 3行為的遺傳和行為發(fā)生的原因： 行為是有遺傳基礎的（如典型的本能行為），但行為不是 直接

40、決定于基因，基因只能決定神經(jīng)系統(tǒng)、激素系統(tǒng)以及運動系 統(tǒng)的結(jié)構的發(fā)育和建成，再由神經(jīng)系統(tǒng)來決定行為。 行為發(fā)生的原因有終極原因和近期原因：終極原因：在動 物行為學中，將行為或行為方式的進化歷史原因，它對動物生 存特別是繁殖能力的影響，稱為行為的終極原因。由于終極原 因回答的是動物（如候鳥）為什么具有某種行為方式（如遷徙） 而不是其他的行為方式（象留鳥那樣定居），也就是行為方式 的生態(tài)功能和進化歷史，因此一般稱為“為什么問題”。近期 原因：在動物行為學中將動物個體怎么樣去進行某種活動，或 者說在環(huán)境條件因素的刺激下動物的內(nèi)部生理機制（廣義的， 包括生理、心理、遺傳和發(fā)育機制）是怎么樣去完成某種行

41、為 的方式稱之為近期原因，或稱之為“怎么樣問題”。近期原因 所涉及的是動物個體的遺傳程序的解碼，從而引起一系列生理 現(xiàn)象（如候鳥遷徙前的生理變化）；終極原因則涉及到動物種 群的遺傳程序的歷史變化以及變化的原因（如候鳥與留鳥的區(qū) 別及其原因） 4符號刺激和固定動作格局 外界的一個特定的刺激可引起動物發(fā)生特定的反應。這 種反應是穩(wěn)定的，每次刺激都發(fā)生相同的反應。這種先天的 反應稱為固定動作格局。引起這一反應的刺激稱為符號刺激。 如：雄性的淡水三棘魚，在繁殖季節(jié)的紅色（雄魚腹部的顏 色為紅色）刺激所發(fā)出的攻擊行為。 二、動物行為的分類 一）按獲得途徑分先天性行為（包括趨性、非條件反射、本能） 和后天

42、性行為（包括印記、模仿、條件反射）。一些低等的 先天性行為在越高等的動物中所占的比重越小。 1先天性行為 趨性：是動物對環(huán)境因素刺激最簡單的反應。如眼蟲的、 某些昆蟲和魚類的趨光性，臭蟲的趨熱性。哺乳動 物的行為中已經(jīng)沒有趨性了。 思考：某人看到鬧哄哄的一群人圍在一起，他也循 著吵鬧聲向人群靠近，這一現(xiàn)象是否是趨性。 非條件反射：反射必須要通過完整的反射弧才能實現(xiàn)。 思考： “被蚊子叮了感覺癢”。 本能：是由一系列非條件反射按一定順序連鎖發(fā)生構成的， 比非條件反射復雜。非條件反射一般是個體局部發(fā) 生的行為，本能是全身性的行為。 2后天性行為 印記：動物由于早期（初出生時）經(jīng)驗所形成的一種重要的

43、記 憶現(xiàn)象或行為方式。印記也是動物的一種學習行為方式， 他一般是在動物出生后不久形成的（現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)某些動物 的成體性成熟的個體也具有印記能力），一旦形成 就非常牢固難于消除，而且他只需根據(jù)少量經(jīng)驗并在一 定的“敏感期”中形成。印記雖然一般是在動物出生后 的早期形成的，但對其后的行為（如性行為、社群行為） 產(chǎn)生深遠影響，也就是說影響動物個體的行為發(fā)育 印記的種類： a印隨（追隨印記） b性印記： c識別印記： d鳥鳴印記： 模仿： 幼年動物則主要是通過對年長者的行為進行模仿來學習 的，如小雞模仿母雞用爪扒地索食，年幼的黑猩猩會模 仿成年的黑猩猩用沾水的小樹枝從洞穴中取出白蟻作為 食物。模仿與印記的

44、區(qū)別在于模仿沒有特定的敏感期。 條件反射： 動物建立后天性行為的主要方式是條件放射。 （三類） a經(jīng)典條件反射或稱為食物分泌性條件反射 b操作條件反射或稱為嘗試與錯誤（試錯）或稱為食物 運動性條件反射 c防御性條件反射 學習： 學習是高等動物通過神經(jīng)系統(tǒng)不斷接受環(huán)境的變化而形 成新行為的過程。高等動物的復雜的行為的形成實際上 就是為了適應外界環(huán)境的變化，通過學習和體驗新事物， 建立新的條件反射的過程。判斷和推理是動物后天性行 為發(fā)展的最高形式。人類的學習與動物的學習又有區(qū)別： 人類的學習是以概念學習為基礎（第二信號系統(tǒng)的語言 和文字），動物的學習是以經(jīng)驗學習為基礎（直接體 驗）。 注意：注意：

45、本能和學習成分在動物行為中所占的比重對生命期長短 不同的動物來說是有差別的，一般來說，生命期長的物種學習的 成分占多，而生命期短的物種本能的成分所占的比重大。 動物學習的方式： 1） 習慣化： 動物對既無積極意義又無消極影響的無關刺激無動于衷或不 予反應就是習慣化。例如：例如：小鳥對反復從天空掠過的形影不 再逃避；對田間的稻草人不再警惕；大街上的馬不再害怕往 來車輛等等。習慣化可以使動物對無關刺激不予反應從而節(jié) 省精力，避免無畏的能量消耗。 2）印記： 3）聯(lián)想學習： 條件反射。經(jīng)典條件反射和操作條件反射都屬于根據(jù)經(jīng)驗的 聯(lián)想學習，都需要強化強化；所不同的是經(jīng)典條件反射強調(diào)的是 刺激，并以無條

46、件刺激為基礎，是用條件刺激（鈴聲）代替 非條件刺激（食物），嘗試與錯誤學習（操作條件反射）則 是從行為出發(fā)，在嘗試中以正確的行為代替錯誤行為。自然 界中動物的攝食行為和逃避敵害行為往往都和“嘗試與錯誤 學習”有關。 4）觀察學習即模仿： 如：“山雀偷奶”事件。最初的某只山雀是“試錯”，后 來的山雀是模仿行為。 5）潛在學習： 是指沒有報償?shù)膶W習方式。它是一種特殊的聯(lián)想學習。即 在沒有明顯的獎罰情況下對無關刺激或環(huán)境的聯(lián)想。 6）悟性學習（洞察學習）： 是最復雜也是迄今為止了解得最不夠的一種學習方式。悟性 的本意指的是主要憑直覺對新事物的因果關系的認識能力， 不涉及演繹推理。悟性學習和試錯學習的

47、區(qū)別在于前者強調(diào) “豁然頓悟”，其解決困難問題的速度遠遠高于后者。 二）按其具有的適應意義可分為（索食行為、貯食行為、攻擊 行為、防御行為、繁殖行為、社群行為、節(jié)律行為、 擇居行為 ） （一）索食行為和貯食行為 1索食行為 動物的索食行為是指搜尋食物、捕捉食物和對食物進 行加工處理，以滿足自己或同種個體對食物需求的行為。 2貯食行為 一些動物在食物充足的時期或季節(jié)，將多余的食物收藏 起來以便慢慢食用的行為就是貯食行為。 （二）動物的爭斗行為和防御行為 1爭斗行為（或稱攻擊行為） 同種動物個體間，往往為了地盤、食物、水源和配偶而相互 競爭，競爭的結(jié)果引起雙方發(fā)生爭斗，這種行為叫做爭斗行 為，爭斗

48、時，特別是食草動物，一方或雙方以戰(zhàn)斗的姿態(tài)攻 擊對方，所以爭斗行為又稱攻擊行為。一般來講，同種動物 個體間的爭斗有一個特點，就是雙方很少受到實質(zhì)性的 傷害，例如：兩條雄蛇在爭斗時，不用毒牙象咬，而是用脖 子相互推壓以比試力量。 2防御行為（往往又稱為反捕食行為） 許多動物捕食其它的動物，被捕的動物對付外來的追捕、保 護自身的行為，叫做防御行為，防御行為的方式有多種：躲 避和逃避、保護色和警戒色、擬態(tài)和假死、聯(lián)合防御和共同 防御。 （三）動物的繁殖行為 動物在繁殖過程中所表現(xiàn)出來的一系列動作或活動，包 括占領巢區(qū)、筑巢、求偶、交配、孵卵、對子代的哺育等 1.占領巢區(qū)（領地） 2.筑巢 3.求偶

49、4.交配 5.孵卵 6.哺育 （四）節(jié)律行為 動物的活動適應環(huán)境中自然因素的變化而發(fā)生有節(jié)律的 變化稱為節(jié)律行為。 晝夜節(jié)律、潮汐節(jié)律、季節(jié)節(jié)律、生物鐘 （五）擇居行為 動物為了生存和繁殖尋找、選擇具有充分的食物資源與 防止敵害侵襲的隱蔽地。如： 蜜蜂的分群、鳥類的遷徙、魚類的洄游 （六）社群行為和通訊 1社群行為： a社群行為的概念： 動物的社群行為是指同種生物個體之間除繁殖行為以外的 一切形式的聯(lián)系，又叫社會行為、群體行為。社群行為的 最簡單形式是同種個體的結(jié)集和共同行動，沒有分工和地 位的差異（舉例）。高級形式是集群的成員出現(xiàn)地位的差 異和彼此的分工合作（舉例）。 b社群行為的維護機制

50、等級 動物社群組織內(nèi)部的等級一般是通過成員之間的競爭來 確定，一經(jīng)確定后并不輕易改變，各個成員也都“承認”并 記住了“自己的等級位次”并用姿態(tài)和行為表現(xiàn)出來。幼小 動物在社群組織中起初并沒有等級，待成長后才有一定的等 級位次，這種等級位次或者是由其母親的等級位次而定，或 者是根據(jù)幼小動物之間在游戲行為中的表現(xiàn)而定。（就連動 物的模仿學習都有一定的等級） 分工 社群組織中成員的分工也是維護社群組織的重要機制。由于 分工，各司其職，既可以減少成員之間的爭斗，又可以提高 社群作為一個整體的效率或適合度 通訊行為 視覺通訊 聽覺通訊 化學通訊 觸覺和電通訊 最著名的例子是蜜蜂的圓舞和搖擺舞 社群領域

51、是由“家庭”發(fā)展而成的社群所共同占有和保衛(wèi)的領域。 利它行為 在同一種群動物中的動物個體不顧本身厲害得失而對除 幼仔以外的其它個體予以支援幫助，提高其適合度的現(xiàn)象， 并不涉及目的、動機等心理學范疇。動物對幼仔的撫育不屬 于利它現(xiàn)象，而是撫育行為。利它行為可以用親緣選擇理論 來解釋。 （七）定向行為 動物都生活在一定的區(qū)域中，都有特殊的定位方法，定位 活動是依靠某種感覺器官來完成的。有三種類型： 化學定向、視覺定向、聽覺定向。 3限制因子定律： 任何一種生態(tài)因子，只要接近或超過生物的耐受范圍， 它就阻止其生長、繁殖、分布、生理機能或者生存的因 素就是限制因子。 例題在下列情況下，測定了不同光照強度光合作用速率的影響 （4種實驗條件）： 0.10%CO2、30 (1) 0.10%CO2、20 (2) 0.03%CO2