生物笔记(种群&生态)



 1) 生态学的主要名词是?

生境:生物生活的地方。

【例子:池塘、森林】

物种:具有相同形态和生理特征,且彼此之间能进行交配和生殖的生物类群。

【例子:人、狗、玉米】

种群:一群在同一生境下生活的同种生物。

【例子:在同一片池塘上生存的同种青蛙】

群落:几个种群共同居住在一个生境中。

【例子:一个由草、牛、狮子、鹰组成的草地群落】

生态系统:生物群落与它的生活环境相互作用而形成的统一整体。

【例子:一个池塘、一个鱼缸、一片森林】

生物群区:一个主要的陆地或海洋的生态区,具有一定的生态系统类型的区域。

【例子:热带雨林生物群区、针叶林生物群区。

生态因素:环境中影响生物的形态、分布和生理等的因素。

生态位:一种物种在群落中或生态系统中的功能和作用。

生物圈:地球上所有生物体生存的环境空间。


2) 生态因素对生物有什么影响?


非生物因素

A) 土壤

B) 阳光

C) 温度

D) 雨量

E) 湿度

生物因素

A) 种内关系

B) 种间关系

土壤的许多性质,如pH值、矿物含量、土壤结构等,都会直接影响植物的分布和生长。

举例来说,沙地的土质疏松,难以保存水分和矿物盐,因此只有少数植物可以在沙地上生长。至于酸碱度,大多数植物都可以适应中性至微酸性的土壤。芝麻、黑麦等植物就比较不挑,能够在较大的pH值范围下生存。矿物的话,说几个主要的:磷(Phosphorus)的主要作用在于促进光合作用、参与细胞核蛋白、淀粉素的重要成分,是植物内能量代谢物质运移的媒体。钾(Pottasium)与碳水化合物、蛋白质代谢活性酶的存在有密切关系,钾充分时农作物的产量和质量就好。硒(Selenium)是农作物必需的微量元素,农产品中硒的含量在限量指标内,就会显著提高人体的免疫能力,防治心血管疾病、预防衰老,延年益寿等有重要的保健作用,又被人们称为生命元素。锌(Zinc)在植物生长中是伸长生长的必须元素,是促进蛋白质、各种酶的组成部分,一旦植物缺锌,就会出现作物生长缓慢,孱弱。硼(Boron)又对作物的开花、坐果起着重要的作用,一旦土壤中缺硼元素,往往造成作物减产。


阳光会影响植物的光合作用速率、生长和开花时间,也会影响某些动物的行为和活动。另外,光也会影响一些动物的繁殖时间。当春季来临,日照时间延长,这些动物的生殖系统就会变得十分旺盛,因而开始繁殖。阳光普射时鸟儿生殖兴旺,鸡也会多生一些蛋。阴雨天多数动物无精打彩。


温度直接影响了生物体内的新陈代谢率,因此生物都会在一定的温度范围内生长和活动。在这个适当的范围内,生物体内的生理生化反应会随着温度的升高而加快,代谢活动加强,从而导致生长发育的速度变快。然而,如果温度太高,生物将受到严重危害。这也是为什么苹果啊梨啊这些水果不能在热带地区栽培。另外,湿度也会影响植物的蒸散速率及水分从生物身体表面蒸发的速度。

雨量的多寡会决定生物能否获得足够的水分。


种内关系可以分为种内互助和种内竞争。种内互助的例子就是一群蚂蚁一起向一只大型昆虫发起进攻,并把它搬运到巢穴中。种内竞争的话,同种生物会因为一些因素而与其他同类发生争斗,例如争夺食物、配偶、水源、栖息地等。例子就是当一个区域太小,而老鼠的数量太多,那它们就会自相残杀,以获得足够的资源。

种间关系可以分为竞争、捕食、共生、寄生。

竞争:

一群生活在相同区域内的生物必须同时获取一种生存必需品时,就会引起竞争。主要的竞争因素包括水、光、二氧化碳、空间(植物)、粮食、庇护所、水、伴侣(动物)。

一般来说,两种生物会互相竞争,直到其中一方消亡。



如图所示,我们可以看到A和B为竞争关系,随着天数的增长,A的能力更强,因此得以生存,而B则消亡。


捕食:

捕食者食用猎物的关系就叫捕食。老鹰抓小鸡就是一种捕食关系,鹰为捕食者,小鸡为猎物。



从图来看,我们可以看到A的数量一直是比B少,这代表A是捕食者而B是猎物。在正常的环境下,猎物数量一定比捕食者多。看看这张图的曲线,我们可以看到B的数量增加后,A的数量也会跟着变多。【是A随着B变多,而不是B随着A变多】当猎物种群密度增加,捕食者食物来源多了,自然数量跟着增加。捕食者多了,更多猎物被捕食,因此可以看到图中猎物的数量会下降。这时,捕食种群也因为粮食不足而渐渐难以生存,最后逐渐变少,而这时猎物少了许多天敌,数量又会变多。。。这样的一个循环是生物界控制种群大小的自然方法之一。


共生:

共生包括片利共生和互利共生,我们先来看看片利共生~

片利共生是指两种生物共同生活,其中一方获利,但另一方不会因此而受害或获益。例子包括:鹿耳蕨、胡姬等附生植物附着在其他植物的树干上生长,以获得充足的阳光,但它们不会吸收被附着的植物的营养,因此不会给该植物造成危害。


互利共生是指两种生物共同生活,彼此之间互惠互利。例子包括:真菌和藻类。真菌的菌丝会包围藻类,保护藻类的同时也吸收水分和矿物盐给藻类。藻类则会进行光合作用,为两者提供食物。



如图所示,A和B为互利共生关系,它们的生长曲线是一模一样的。【什么?你说图上显示有不一样?那是小编画功难看罢了,实际上是一直一样的】当A的数量多,B的数量也会多;当B的数量少,A的数量也会少。


寄生:

寄生是指某些生物生活在其他生物体体内(蛔虫)或体外(跳蚤)以获取养分,但这一举动会损害宿主。



还有其他包括偏害【一方抑制另一方的生长】和中性关系【两者居住在同一地方,但不会影响彼此】。



3) 生物为了适应环境,会怎么做?

先说植物吧,植物的根、茎、叶、花、果实、种子都有明显的适应性特征。举个例子,小学也有学过,依靠昆虫传播种子的植物一般颜色鲜艳,气味芳香,以吸引这些昆虫过来帮忙传播果实/花粉。依靠风来传播的植物的花粉粒则小而数量多,而且非常轻,容易随风飘散。


动物的话,为了适应环境,在形态、结构、生理、外形都会有适应性特征。但今天主要提到的是外形,其他大概带过~

形态:鱼的身体呈流线型,方便鱼在水中游动。

结构:许多陆生动物都使用肺呼吸。

生理:狗、猫等动物都是属于体内受精的类型。


至于动物的外形,为了避免被发现/被攻击,一般来说动物可以分为以下四种类型:

1. 保护色

有些动物具有与环境色彩相似的体色称为该动物的保护色。有些动物为了避免被发现,它会居住在一个和它的体色的颜色非常相近的环境。保护色在动物躲避天敌或猎捕猎物上都很有利。


2. 警戒色

某些有恶臭和毒刺的动物所具有的鲜艳色彩和斑纹,叫作警戒色。有些动物的体色非常鲜艳,或者是有明显的斑纹,很轻易就会被其他动物发现。但由于这些动物之前已经吃过苦头,因此不敢再吃它了。警戒色能够对敌害起到预先示警的作用,有利于动物的自我保护。


3. 伪装

伪装是指某些生物的外表形状和色泽使他们能够融入四周环境并隐藏起来,使他们不会被发现。它们可能会伪装成一片枯叶、一朵花,你一眼看过去的时候,只能看到一堆枯叶,却没想到这堆枯叶里藏着几只用伪装躲过你的侦察的昆虫。


也许有人会问,保护色和伪装好像啊,要怎么分辨一只昆虫的类型是保护色还是伪装呢?举个例子,一片深褐色的土壤上有几片枯叶。当你随意地看过去的时候,你会把伪装型的昆虫看成枯叶,而你压根不会看到保护色类型的昆虫,它已经和环境融为一体了。


所以,伪装的重点在于:让你看到,却让你不知道它的真实身份;保护色的重点在于:让你看都看不到。


4. 拟态

拟态是指一种生物在形态、行为上会模拟另一种生物,从而使一方收益或双方收益。拟态是由三部分组成的系统:模仿者、被模仿者、被欺骗者。

举个例子,有两种蝴蝶,分别是有毒的桦斑蝶(Danaus chrysippus)和无毒的雌红紫蛱蝶(Hypolimnas misippus)。两者颜色非常相似,雌红紫蛱蝶就是通过拟态来让鸟类觉得自己是桦斑蝶,因此那些鸟就不敢吃它们。在这个系统里,雌红紫蛱蝶是模仿者,桦斑蝶是被模仿者,鸟是被欺骗者。


简单来说,拟态和警戒色其实差不多,只不过拟态的动物本身是无毒的,只是因为模仿了有毒动物的样子,才让敌人不敢动它们;而有警戒色的动物本身就有毒。

不如来尝试一下练习吧~分辨一下这几种动物分别属于哪几种类型!






图一:警戒色【红+黄+黑,直接警戒到爆炸】

图二:伪装【枯叶中藏着一只蜥蜴~】

图三:保护色【豹:你看着我的时候,我也在看着你】

图四:拟态【一只苍蝇假扮成蜜蜂】

图五:保护色【全身发绿的变色龙~】

4) 生物会对环境造成影响吗?

某种生物的数量和分布会对环境中其他多种生物产生影响,这就是我们上面提到的生态因素——生物因素。例如,在草原上,草本植物的多少会对草食性动物的数量产生直接的影响。


另外,生物通过自身的生命活动不断从环境获取营养物质,并将新陈代谢的产物排放到环境去。因此,生物的生命活动对无机环境也有影响。


5) 种群密度是虾米?可以吃的吗?

种群密度(D)是指在单位空间内(S),某种群的个体数量(N),即D=N/S。例如,在每平方米的面积内含羞草的数量。生态学家一般会使用样方抽取法和捉放法来进行种群密度的调查。


样方抽取法:

准备一个框框(一般使用四方形或圆形),并且随便乱乱丢,框框落下后去检测框框内该种群的个体数量是多少。这个属于样方框不规则地放置。检测次数以及框框的大小则取决于要检测的地方有多大。通常需要至少10次。

样方框规则性放置也和样方框不规则地放置差不多,只是不乱抛框框,而是准确地量好每个框框之间的距离,再算框框内的种群个体数量。当然样方框规则性放置算出来的数据会比较准确,毕竟样方框不规则地放置可能会出现某个逗逼一直把框框往相同方向扔~但为了方便一般学生或者是来做实验的都会选择样方框不规则地放置,没什么,就是因为快。


捉放法:

刚刚的样方抽取法就是拿来对付不会移动的植物。遇上动物你再随便扔啊~跑的速度搞不好比你扔的速度还快。因此捉放法就是用来对付动物的。

捉放法是在调查样区上捕抓一部分个体,并对这些个体进行标志,然后放回原来的环境,隔了一段时间,进行第二次抓捕,根据抓到的标志个体占总捕获数的比例来估量该种群的数量。

举例来说,第一次捕抓抓到10只老鼠,标志后放回,第二次捕抓到30只老鼠,其中有6只有标志,设X为种群数量,则:

X:10= 30:6

X=50,大概可以估量这里有50只老鼠。


6) 种群的成长曲线如何?

种群密度会受到种群中个体的出生率、死亡率、迁入率、迁出率所影响。一般来说,典型的种群成长曲线会呈S型。



如图所示,这个S型图被分成四个部分,分别是A、B、C、D。

A是适应期,在适应期,生物才刚进入这个地区,为了适应环境,因此生长缓慢。

B是对数期,当生物适应环境了,生长就大加速。

C是减速期,随着种群密度的上升,个体间对有限的空间、食物等生活条件的竞争就变大了,因此生物的生长速度就会慢下来。

D是平衡期,当生物的数量已经达到环境条件所允许的最大值,也就是说已经达到该环境的最大负荷量,同时生长速度维持稳定,这时就会来到平衡期。在平衡期,该种群的出生率和迁入率的总和等于死亡率和迁出率的总和。

假如说出现一些来自环境的阻力,例如食物不足,天敌数量增加,种群的生存受到威胁,这时种群的增长率便会下跌。相反,当环境阻力减弱,种群数便会大幅增长。


7) 生物群落的结构?

生物群落的结构由群落的物种和群落的空间组成。每个群落都由特定的生物种群组成,因此每个群落所包含的生物种类和生物歧异度也会有所不同。


群落中生物的空间分布包括垂直结构和水平结构。先说垂直结构吧,在垂直方向上,生物群落会有明显的分层现象。这取决于非生物因素如温度、阳光、含氧量。

举例来说,热带雨林中可以分成地下层、草本层、灌木层、乔木层。

乔木层

高大的树木、爬行类、鸟类、哺乳动物

灌木层

耐阴的灌木、鸟类、爬行类

草本层

草本植物、蕨类、苔藓、一堆动物

地下层

细菌、真菌、无脊椎动物(蚯蚓、马陆)


以湖来说,水面的阳光充足,因此会有较多的浮游藻类。水体中则有许多浮游生物、鱼类。至于水底则会有细菌以及虾、蟹这种喜欢住在水底的动物。


水平结构是指在群落生境的水平方向上,群落具有的明显分层现象。由于在水平方向上存在的地形的起伏、光照和湿度等诸多环境因素的影响,导致各个地段生物种群的分布和密度的不相同。

举例来说,在乔木的基部和被其他树冠遮盖的位置,光线往往较暗,这适于苔藓植物等喜阴植物的生存;在树冠下的间隙等光照较为充足的地段,则有较多的灌木与草丛。

以湖来说,湖心会有许多浮游藻类,往外一点看则有金鱼草这些沉水植物;再往外有浮萍、睡莲这些浮水植物,在湖边水陆交会的地方则会有慈菇等挺水植物,在湖岸则有芦苇等湖边植物。

8) 生物群落的侵殖和演替?

群落的演替是指随着时间推移,一个群落被另一个群落代替的过程。一个群落形成和演替有三个步骤:

当某种生物在原本没有生命的地方生活下来,同时也会带动其他生物前来生殖、定居,形成新的生物群落。这个过程叫侵殖。而那些首先侵入此新地区的植物,则称为先驱植物。

先驱植物通常是个体较小的植物,它们的特征是生活史短,因此可以产生大量的孢子或种子。这些先驱植物的一直生长代谢,使得该地区的土壤层逐渐增厚,同时也变得更加肥沃,更适合其他植物的生长。这时,新物种就会开始入侵,取代原来的物种而发生演替。

演替进行一段时间后,群落内的物种越来越多,生物歧异度也越来越大,物种取代的速率也开始慢了下来,最后达到一个平衡、稳定的状态,这种已经稳定下来的群落就叫终极群落。

群落的演替是一个长期的过程。

同时,演替可以分为两种:初级演替和次级演替。

初级演替是指在一个起初完全没有生命的地方开始发生的演替。举例来说,沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替,就叫初级演替。造成初级演替的因素是自然因素。

在裸露的岩石上进行的演替:裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→ 森林阶段

有一个地方,它原本有生物群落存在,但由于各种原因【例如过量伐木、火灾】而使得原有的群落消亡或遭到严重破坏。当这个地方开始进行演替,这个演替就叫次级演替。造成次级演替的因素是自然因素和人为因素。

弃耕的农田上发生的演替:一年生杂草→多年生杂草→灌木丛→乔木林


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