2017年成人高考专科起点升本科《生态学基础》考点精讲及典型题(含历年真题)详解(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-09-29 04:36:15

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2017年成人高考专科起点升本科《生态学基础》考点精讲及典型题(含历年真题)详解

2017年成人高考专科起点升本科《生态学基础》考点精讲及典型题(含历年真题)详解试读:

第1章 绪 论

1.1 考点精讲

一、生态学的概念和研究内容

1.生态学的概念(1)生态学概念的提出

德国动物学家海克尔(E.Haeckel)是生态学一词最早的提出者,他认为生态学是研究生物及其居住环境相互关系的科学,尤指动物有机体与其他动、植物之间互惠或敌对关系。随着生态学的不断发展,一些著名生态学家也从不同的角度对生态学进行了定义。(2)生态学的定义

随着人类活动范围的扩大与多样化,人类与环境的关系问题越来越突出。近代生态学研究的范围也发生了变化,从以生物为研究主体发展到以人类为研究主体,从自然生态系统的研究发展到人类生态系统的研究。生态学的定义也把研究人与环境的相互关系包涵在内,其定义为:研究生物及人类生存条件、生物及其群体与环境相互作用的过程及其规律的科学。

2.生态学的研究内容

生态学的研究范围广泛,其研究对象是由生物与环境相互作用构成的整体,即一定的生态系统。现代生态学重点在于研究生态系统和生物圈内各组织层次中组成成分之间的相互作用。按研究对象的生物组织水平或组织层次可分为:(1)个体生态学

个体生态学是生态学最低层次的研究内容,它以生物个体及其居住环境为研究对象,研究生物与自然环境之间的相互关系。其基本内容与生理生态学相当,包含两方面:

①探讨环境因子对生物个体的影响;

②生物个体对环境所产生的适应和生态适应的形态、生理及生化机制。(2)种群生态学

种群生态学以种群为研究对象,主要研究种群数量动态与环境之间的相互作用关系。研究的主要内容是种群密度、出生率、死亡率、存在率等基本特征和种群增长的动态规律及其调节方式。(3)群落生态学

在一定生活环境中的所有生物种群的总和叫做生物群落。生物群落的组成、结构、分布、演替与调节以及与环境之间的相互关系是群落生态学的主要研究内容。(4)生态系统生态学

生态系统指由生物群落与无机环境构成的统一整体。生态系统是生态学领域的一个主要结构和功能单位,属于生态学研究的最高层次。生态系统生态学的研究内容是群落和环境间的能量流动和物质循环。(5)景观生态学

景观是以相似的形式在一定面积上重复出现的具有相互作用的生态系统的聚合所组成的地理单元。景观生态学是研究景观单元的类型组成、空间配置及其与生态学过程相互作用的生态学分支,其核心在于研究空间格局、生态学过程与尺度之间的相互作用。(6)全球生态学

全球生态学又称为生物圈生态学,是以研究人类栖居的地球这个生命维持系统的基本性质、过程及人类可持续发展的高层次研究。

3.生态学分支学科

生态学在不断的发展过程中,深入到自然科学和社会科学中,研究领域、范围以及内容都在不断的扩展,形成各自的分支学科,形成较为完善的学科体系。依据不同的标准可将生态学分为以下分支学科:(1)根据生境类型分类

按生物栖息场所及生境类型划分有:陆地生态学和水域生态学。陆地生态学包括森林生态学、草原生态学和沙漠生态学等;水域生态学包括海洋生态学、淡水生态学和河口生态学。(2)根据研究方法分类

按研究方法划分有:野外生态学、实验生态学和理论生态学等。(3)根据组织层次分类

按研究对象的生物组织水平可分为:个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观生态学、区域生态学和全球生态学。(4)根据生物类群分类

按生物分类类群划分有:普通生态学、动物生态学、植物生态学和微生物生态学。(5)根据交叉学科分类

按生态学与其他学科的交叉情况划分有:生理生态学、进化生态学、分子生态学、数学生态学、化学生态学、能量生态学和地理生态学等。(6)根据应用领域分类

按应用领域划分有:农田生态学、农业生态学、家畜生态学、渔业生态学、森林生态学、草地生态学、污染生态学、自然资源生态学、城市生态学、生态经济学、恢复生态学、生态工程学、景观生态学、人类生态学和生态伦理学等。

二、生态学的发展简史

生态学的形成与发展是一个循序渐进的过程,在理论上从概念上的提出到论著的出版,最终形成独立的学科,在实验技术上从简单的描述发展到定性与定量研究甚至是模拟实验。这一发展过程大致可分为萌芽期、建立时期、巩固时期和现代生态时期。

1.生态学的萌芽时期(17世纪前)(1)特点

公元17世纪以前,虽然没有生态学一词,但人类在与自然长期的交往及生产实践过程中,已经积累了丰富的生态学知识。(2)发展状况

古人在长期的农牧渔猎生产中积累了诸如作物生长与季节气候及土壤水分的关系、常见动物的物候习性等朴素的生态学知识。比如中国24节气的确立,以及古希腊的亚里士多德曾按活动环境类型和食性对动物进行简单分类等。人类在长期实践中不断累积起来的这些生态知识为生态学的诞生奠定了基础。

2.生态学的建立时期(17世纪至19世纪末)(1)特点

从德国动物学家海克尔1866年首次提出生态学这一科学名词到19世纪末,称为生态学建立阶段。在这个阶段中,生态学家主要是分别从个体和群落层次角度研究生物与环境之间的相互作用关系。(2)发展状况

①1735年法国昆虫学家雷米尔发现,就一个物种而言,日平均气温总和对任一个物候期都是一个常数,他被认为是研究积温与昆虫发育生理的先驱。

②德国植物学家C.L.Willdenow和他的学生探讨了环境对植物分布的影响,揭示了植物分布与气候条件的相关关系,并指出“等温线”对植物分布的意义,分析了环境条件与植物形态的关系,创立了植物地理学。

③19世纪以来,由于农牧业的发展促使人们开展了环境因子对作物和家畜生理影响的实验研究,加上马尔萨斯的《人口论》和达尔文的《物种起源》的广泛影响,使得生态学得到了更多的发展。

④丹麦植物学家瓦尔明的《植物生态学》(1895年)与波恩大学教授辛柏尔的《以生理为基础的植物地理学》(1898年)的出世标志着生态学作为一支生物学的分支学科的诞生。

3.生态学的巩固时期(20世纪初至20世纪50年代)

生态学的巩固时期是生态学发展的第一个高峰。近代以来,生态学不断渗透到生物学领域的各个学科,从个体、种群和群落等多个水平开展了广泛研究,进一步奠定了生态学的基础。这一阶段的显著特点有:(1)著作出版

动植物生态学并行发展,出版了许多著作与教科书。其代表作有:C.Cowels(1910)发表的《生态学》;前苏联苏卡切夫《生物地理群落学与植物群落学》(1945);A.G.Tamsley(1911)发表的《英国的植被类型》等,特别是W.C.Alle(1949)等的《动物生态学原理》出版,被认为是动物生态进入成熟期的重要标志。(2)学科分化

生态学研究渗透到生物学领域的各个学科,形成了植物生态学、动物生态学、生态遗传学、生理生态学和形态生态学等分支学科。(3)学派林立

在植物生态学方面,出现4个主要学派:

①英美学派的主要成就是关于群落的动态演替和演替顶极学说,侧重于动态生态研究;

②法瑞学派的主要贡献是对群落结构的研究,即侧重于静态生态研究;

③北欧学派主要是继承和发展了瓦尔明在植物地理学方面的工作;

④苏联学派则主要在生物地理群落(近似于生态系统)研究方面卓有成效。

4.现代生态学时期(20世纪50年代至今)(1)生态系统的概念的提出

1935年,英美学派的代表人物,英国植物生态学家坦斯利首先提出生态系统的概念,之后不断发展形成了生态系统生态学。生态系统的理论在20世纪60年代以后,为广大生态学家所接受,生态学研究发生了质的飞跃,开创了新的生态学时期。(2)生态学与环境问题的结合

由于人类与环境之间的矛盾日益突出,人们认识到生态学对创造和保持人类高度文明的重要作用,促使生态学研究与环境系统及生产应用地广泛结合,形成了海洋生态学、土壤生态学、湖泊生态学、农业生态学、农田生态学、草原生态学及森林生态学等。(3)生态学在国际上的活跃

生态学的原理和方法,更广泛地得到了应用,出现了更多的分支和边缘学科,国际上也出现了空前的跨越国界和学科的联合。20世纪60年代以来,生态学已发展成为国际上最活跃的前沿学科之一。(4)生态学的联系作用

生态学作用的发挥也引起社会上广泛的兴趣与关注,研究领域也日益扩大,不仅在自然科学,而且渗透到社会科学,成为联系自然科学和社会科学的桥梁,从而使生态学成为举世瞩目的学科。

三、现代生态学及中国生态学的发展

1.现代生态学的发展趋势

20世纪60年代以后的生态学也被视为现代生态学。现代生态学从以生物研究为中心发展到以人为研究中心,从注重理论研究到加强实践研究,在解决人类面临的人口爆炸、资源短缺、能源危机、粮食不足和环境污染等五大问五大全球性问题方面发挥着重要的作用。(1)从描述性科学走向实验、机理和定量研究

生态学研究方法在生态学理论的发展过程中也不断发展。由简单的定性描述发展到定量研究,在自计电子仪,同位素示踪,“3S”技术广泛运用于生态学研究下,实验、机理和定量研究成为可能。(2)生态系统生态学的研究成为主流

系统理论在生态学中的广泛应用,这一理论为广大生态学家所接受,系统分析方法成为生态学的方法论基础。生态学研究发生了质的飞跃,开创了新的生态学时期。(3)宏观和微观两极发展

宏观方向发展到景观生态学、区域生态学和全球生态学;微观方向主要表现为分子生态学、化学生态学的兴起。从宏观和微观角度研究生态学大大提高了生态学的科学性。(4)实践应用性强的应用生态学快速发展

人们将生态学的理论运用于实践当中,用以解决人与自然的矛盾。如生态学与环境问题研究的结合促进了污染生态学、保护生态学、生态毒理学、恢复生态学等学科的发展。(5)人类生态学的兴起和生态学与社会科学的交叉融合

随着生态学的不断发展,其研究范围以及外延不断扩展。生态学的研究主体从生物发展到人,出现了人类生态学、生态伦理、可持续发展等概念。

2.中国生态学的研究与发展(1)古代时期

我国生态学发展的历史较长,古代劳动人民在长期生产和生活实践中就积累了丰富的生态学知识和实践。(2)近现代时期

①我国生态学研究起步较晚,1949年以前我国只有少数的学者在植物地理、个体生态和群落生态方面做点零星的工作。

②1949年以后陆续进行了一些较大规模的生物考察。1972年,我国参加了“人与生物圈计划”(MAB)的国际协调理事会,并当选为理事国。

③1978年以后,我国正式建立了“人与生物圈”研究委员会,并陆续在长白山温带森林区、青海高寒草原区等建立生态系统研究站,采用新方法对生态系统的结构、功能、生产力、能量及物质循环开展综合研究。(3)当代时期

目前,我国生态学理论研究,取得了一些国内外瞩目的成果,在生态学的许多应用学科领域,如农田生态学、农业生态学、污染生态学、城市生态学等方面获得了较快的发展。

四、生态学的基本视角和研究方法

在经历了漫长的发展过程,生态学不仅形成了自己独特的基本视角,而且拥有一套较为完整的研究方法。

1.基本视角(1)整体观和综合观

①整体性观点是生态学区别于其他许多学科的基本观点。生态学把不同层次的研究对象当做一个生态整体来对待,在掌握个体的同时要抓住生态整体的特征。

②构成生态整体的各个生态因素是相互作用的,综合作用于整个生态整体,因此生态学需要强调综合观。(2)层次结构理论

层次结构理论是综合观和整体观的基础。该理论认为客观世界的结构都是有层次的,每个层次都有自己特定的结构和功能,而且这种层次宏观和微观上都是无限的。(3)新生特性原则

当低层次的单元结合在一起组成一个较高层次的功能性整体时,总会有一些在低层次从未有过的新生特性产生。新生特性原则又可称之为功能整合原理,即系统的总体功能要大于组成该系统各组分的分功能之和。

2.研究方法(1)野外调查研究

野外调查研究在生态学的研究中占有重要的地位,是获得生态学第一手资料的重要来源。在科学技术尚有限的条件下,野外调查法还是生态学研究的基本方法。在调查中除了要应用生物学、化学、物理学和地学等方面的知识和手段外,还需要现代化的调查工具和先进技术和仪器。(2)实验室研究

实验室研究在生态学发展历程中具有重要的推动作用,实验研究包括控制实验和实验室分析。

①控制实验是模拟自然生态系统中单项或多项因子相互作用,以及其对生物影响的方法。

②实验室分析除了运用一般生物学、生理学和毒理学研究方法外,还要结合化学、物理学,尤其是分析化学、仪器分析、物理仪器和放射性同位素测定等方法。(3)模型模拟研究

模型模拟研究主要通过系统分析来研究生态系统,是把研究对象视为系统的一种研究和解决问题的方法。其中系统分析是指有步骤地收集系统信息,通过建立与系统结构、功能有关的数学模型,利用计算机对信息进行整理、加工、综合,对系统的行为和发展作出评价和预测并给予适当调控的一种方法。

1.2 典型题(含历年真题)详解

一、选择题

1.下列概念中,由英国植物学家坦斯利首次提出的是(  )。[2014年真题]

A.生物种群

B.生物群落

C.生态系统

D.生物多样性【答案】C【解析】1935年英国科学家坦斯利首次提出生态系统这一重要概念。生态系统是指在一个特定环境内,其间的所有生物和此一环境的统称,也指在一定的空间内,生物与环境构成的统一整体。在这个统一整体中,生物与环境之间相互影响、相互制约,并在一定时期内处于相对稳定的动态平衡状态。

2.20世纪30年代首次提出“生态系统”概念的科学家是(  )。[2013年真题]

A.海克尔

B.坦斯利

C.马世骏

D.竺可桢【答案】B【解析】1935年,英国生态学家亚瑟•乔治•坦斯利爵士受丹麦植物学家尤金纽斯•瓦尔明的影响,首次提出生态系统的概念。生态系统是指在一个特定环境内,其间的所有生物和此一环境的统称。

3.下列中国科学家中,对生态学发展作出重要贡献的是(  )。[2012年真题]

A.马世骏

B.李四光

C.钱学森

D.袁隆平【答案】A【解析】马世骏,山东兖州人,历任中国科学院环境科学委员会主任、动物研究所研究员、生态学研究中心筹备组组长、中国科学院生物学部委员(后称院士),为我国生态学特别是昆虫生态学的理论研究作出了贡献。

4.首次提出“生态学”这一概念的科学家是(  )。[2011年真题]

A.克列门次

B.奥德姆

C.瓦尔明

D.海克尔【答案】D【解析】“生态学”一词是德国生物学家海克尔于1866年首先提出的。海克尔在其动物学著作《放射虫》中定义生态学是研究动物与其有机及无机环境之间相互关系,特别是动物与其他生物之间的有益和有害关系的科学,即生态学是研究生物及其居住环境相互关系的科学。

5.生态学的基本视角是(  )。

A.整体观和综合观

B.统计分析和模型研究

C.与其他科学结合

D.向宏观和微观两个方向发展【答案】A【解析】A项,生物的不同层次是由具有特定功能的、相互间具有有机联系的许多要素所构成的一个生态整体,组成生态整体的各个要素总是综合的发挥作用,因此要把不同层次的研究对象作为一个生态整体来对待,注意其整体的生态特征。整体性与综合性观点是生态学区别于其他学科的基本观点。B项,是生态学的研究方法;CD两项,是现代生态学研究发展的趋势。

6.生态学的研究方法大多与生物学的方法相似,这是由于(  )。

A.生态学的研究方法是从其他科学直接引入的

B.生态学最初属于生物学的分支

C.生态学研究层次不同引起的

D.生态学与其他科学相互交叉【答案】B【解析】生态学是研究生物与环境之间相互作用及其作用机理的科学。生物学是研究生命活动规律和生命现象的一门学科,根据研究内容,把生物学分为解剖学、生理学和生态学等,生态学最初属于生物学的分支。20世纪30年代,生态学基本成为有特定的研究对象,研究方法和理论体系的独立学科。

7.下列关于生态学的说法中,不正确的是(  )。

A.研究内容和涉及领域广泛、研究方法多样

B.是有系统、分层次、综合性的整体

C.每一个高层次都具有其下级层次所不具有的某些叠加整体特性

D.研究方法是针对不同层次的研究对象采用不同的手段【答案】C【解析】生态学拥有整体观的基本视角,在生态系统中高层次具有的整体特性并不是由简单叠加形成的,而是在低层次单元以特定方式组建在一起产生的新特性。

8.现代生态学发展的主要特点之一是(   )

A.以微观层次为主

B.向微观和宏观发展

C.以个体层次为主

D.以宏观层次为主【答案】B【解析】随着生态学的发展,现代生态学发展的主要特点有:①生态系统生态学的研究成为主流;②从描述性科学走向实验、机理和定量研究;③现代生态学向宏观和微观两极发展;④应用生态学发展迅速,实践应用性更强;⑤人类生态学的兴起和生态学与社会科学的交叉融合。

9.生理生态学研究的基本内容同下列哪一项相当?(  )

A.个体生态学

B.种群生态学

C.群落生态学

D.生态系统生态学【答案】A【解析】个体生态学以个体生物为研究对象,研究个体生物与环境之关系,特别是生物体对环境的适应。生理生态学是生理学与生态学的交叉学科,研究生物对环境适应性的生理机制。两者的基本内容相当。

二、填空题

1.生态学研究方法中使用最早、最普遍、最基本的方法是_____。[2014年真题]【答案】野外调查【解析】生态学研究方法大多数与相关学科的方法相同或近似。生态学研究需要先对自然界或实验室中的生态现象进行观察记载、测计度量和实验,再对资料数据进行分析综合,找出生态学规律。其方法包括野外考察、定位观测和原地实验,其中,野外考察比较普遍、实用,也是最基本的方法。

2.研究生物与环境相互关系的科学称为_____。[2013年真题]【答案】生态学【解析】生态学是德国生物学家恩斯特•海克尔于1866年定义的一个概念:生态学是研究生物体与其周围环境(包括非生物环境和生物环境)相互关系的科学。目前已经发展为“研究生物与其环境之间的相互关系的科学”。

3.根据_____生态学可分为陆地生态学、水域生态学等分支学科。[2012年真题]【答案】生境类型【解析】生态学是研究生物体与其周围环境(包括非生物环境和生物环境)相互关系的科学。生境又称栖息地,指生物的个体、种群或群落生活地域的环境。生态学按生境类型分有陆地生态学和水域生态学。

4.生态学的研究方法在最初时期主要沿用_____科学的方法,实验室研究是一种补充手段。利用实验室的条件能够_____某种生态状态,观察生物的某种特征。【答案】生物  模拟【解析】生态学是有自己的研究对象、任务和方法的比较完整和独立的学科。它的研究方法经过生物——实验——物质定量三个过程。实验室研究能够模拟某种生态状态,观察生物的某种特征。

5.研究一定区域景观单元的类型组成、空间格局及其与生态学过程相互作用规律的生态学分支是_____。【答案】景观生态学【解析】景观生态学是研究在一个相当大的区域内,由许多不同生态系统所组成的整体(即景观)的空间结构、相互作用、协调功能及动态变化的一门生态学新分支。

三、判断题

1.生态学在发展过程中,不需要依靠其他自然科学知识的帮助,而且不会影响其他科学的发展。【答案】×【解析】每个学科的发展都离不开相关学科的支持与铺垫,生态学的发展也不例外,与此同时生态学也在对其他学科产生着影响。

2.描述生物种群的状态、动态机制或预测数量的动态变化时,常用试验研究进行模拟。【答案】√【解析】用试验研究的方法模拟生物种群的状态、动态机制或预测数量的动态变化,条件控制严格,对结果的分析比较可靠,重复性强,是常用的方法。

3.现代生态学以人为研究中心,更加注重实践研究。【答案】√【解析】现代生态学是以人为研究中心的,主要是因为:自人类产生以来自然生态系统或多或少地受到干扰和破坏,在人口爆炸的时代自然生态系统可以说几乎已不存在,因而对半自然生态系统和人类赖以生存的社会生态系统的研究,已成为现代生态学研究的热门。其研究也越来越注重以实践为基础的研究,逐渐从理论走向应用。

4.现代生态学的特点是群落生态学。【答案】×【解析】现代生态学的特点主要有①从野外转向室内;②从定性走向定量;③研究重点从个体转移到种群和群落,进而发展到以生态系统研究为中心;④对半自然生态系统和人类赖以生存的社会生态系统的研究,已成为现代生态学研究的热门;⑤从理论走向应用。群落生态学是现代生态学的研究重点。

5.生态学的研究内容和范围非常广泛,所以没有特殊的研究对象。【答案】×【解析】生态学是研究生物与环境以及生物之间交互关系的科学,生态学研究的重点在于生态系统和生物圈中各组成成分之间,尤其是生物与环境、生物与生物之间的相互作用。

四、简答题

1.简述生态学的研究方法。

答:生态学的研究内容和范围非常广泛,同时近代生态学的发展主要是与其他科学相互渗透,使得生态学研究方法变得十分复杂。在长期发展中生态学形成了自己完整的研究方法,其主要研究途径可归纳成以下几方面:(1)野外调查

在自然界原生境对生物与环境的关系进行考察是生态现象的直观第一手资料的来源。迄今尚难以或无法使自然现象全面地在实验室内再现,故野外调查仍是生态学研究的基本方法。(2)实验研究

实验研究包括控制实验和实验室分析。生态学的许多研究需要在实验室条件下进行控制实验,如个体生态学研究中,研究生态因子对生物代谢过程的影响等。(3)模型模拟研究

模型模拟研究主要通过系统分析来研究生态系统,是把研究对象视为系统的一种研究和解决问题的方法

2.简述生态学的发展历程。

答:生态学源于生物学,并且伴随着生物学的发展而发展,进而形成一门独立的学科,它像其他许多学科一样,经历了漫长、间歇发展的历程。一般地说生态学的发展历程可划分为4个时期。(1)生态学的萌芽时期(17世纪前)

公元17世纪以前,虽然还没有生态学一词,但生态学思想及生态学知识的应用却是由来已久,可以说有了人类社会就有了粗浅的生态学知识。人类在实践中不断累积起来的这些生态知识为生态学的诞生奠定了基础。(2)生态学的建立时期(17世纪至19世纪末)

从17世纪至1866年海克尔首次提出生态学这一科学名词,并发展到19世纪末,称为生态学建立阶段。在这个阶段,生态学发展的特点是科学家分别从个体和群体两个层次研究生物与环境的相互关系。(3)生态学的巩固时期(20世纪初至20世纪30年代)

到了20世纪10~30年代,生态学研究渗透到生物学领域的各个学科,形成了植物生态学、动物生态学、生态遗传学、生理生态学和形态生态学等分支学科,出现了生态学发展的第一个高峰。(4)现代生态学时期(20世纪30年代至现在)

①1935年,英美学派的代表人物,英国植物生态学家坦斯利首先提出生态系统的概念,认为生物与环境之间形成了一个不可分割的相互关联和相互影响的整体。

②20世纪60年代以来,由于科技的发展,生产力的提高,人类对生物圈的影响和干扰不断加强,人类与环境的矛盾日益突出,促使生态学与环境系统及生产应用结合,生态学已发展成为国际上最活跃的前沿学科之一。

3.简述生态学的研究内容。

答:生态学的研究内容无论是经典生态学研究生物与环境的关系,还是现代生态学研究生态系统结构与功能,都是研究一定实体(生态系统)内各层次、各要素的相互作用规律,其层次根据具体情况视研究目的而定。生态学的研究内容根据组织层次可分为:

①个体生态学,个体生态学以生物个体及其居住环境为研究对象,研究生物与自然环境之间的相互关系。

②种群生态学,种群生态学研究的主要内容是种群密度、出生率、死亡率、存在率等基本特征和种群增长的动态规律及其调节。

③群落生态学,群落生态学是以生物群落为研究对象。

④生态系统生态学,生态系统是指生物群落与生活环境间由于相互作用而形成的一种稳定的自然系统。

⑤景观生态学,景观生态学就是研究一定区域景观单元的类型组成、空间格局及其与生态学过程相互作用规律的生态学分支。

⑥全球生态学,全球生态学或称为生物圈生态学,是以研究人类栖居的地球这个生命维持系统的基本性质、过程及人类可持续发展的高层次研究。

近年来,生态学的研究内容仍在不断发展,一方面向个体以下层次渗透,如分子生态学、微生态学等;另一方面随着生态学的应用,不断扩大到经济及社会领域,如生态经济学、人类生态学、生态伦理学等。总之,当前生态学发展的主流是研究不同类型生态系统的组成、属性、结构、功能、生态过程及调控方式。

五、论述题

1.论述现代生态学发展趋势。

答:20世纪60年代以后的生态学也被视为现代生态学,现代生态学从以生物研究为中心发展到以人为研究中心,从注重理论研究到加强实践研究,在改造世界和造福人类方面发挥着越来越重要的作用。其发展趋势如下:(1)生态系统生态学的研究成为主流

随着人类与环境之间的矛盾日益突出,生态学在当代尤其注重生态系统的研究。其中系统理论在生态学中得到广泛应用,成为生态学的方法论基础。(2)从描述性科学走向实验、机理和定量研究

在生态系统生态学发展的同时,生态学由定性描述发展到定量研究。自计电子仪,同位素示踪,“3S”(全球定位系统、遥感与地理信息系统)技术,生态数学模型等广泛应用于生态学研究。(3)向宏观和微观两极发展

宏观方向发展到景观生态学、区域生态学和全球生态学;微观方向主要表现为分子生态学、化学生态学的兴起。用分子生物学的方法来研究生态学的现象,大大提高了生态学的科学性。(4)应用生态学发展迅速,实践应用性增强

生态学不再仅是一门解释自然的科学,而成为改造自然的武器。如生态学与环境问题研究结合促进了污染生态学、保护生态学、生态毒理学、恢复生态学等学科的发展;与社会科学、经济学等结合,相继出现了生态伦理、生态经济学、生态工程、生态技术、生态建设、生态管理等概念。(5)人类生态学的兴起和生态学与社会科学的交叉融合

随着人类科学技术的进步,生物圈进化发展进入了智能圈,同时人类面临的环境问题也日益突出。客观现实要求生态学的研究从以生物为主体发展到以人为主体,出现了人类生态学、生态伦理、可持续发展等概念。

第2章 生物与环境

2.1 考点精讲

一、环境与生态因子

1.环境的概念及其分类(1)环境的概念

环境是一个相对概念,相对一定主体而言,主体不同,环境内涵不同。在生态学中,环境是指生物的栖息地,生物是环境的主体。环境是指某一特定生物体或生物群体周围一切事物的总和,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。(2)环境的分类

依据不同的标准,环境可划分为不同的类型。

①按环境范围大小分类

环境可分为宇宙环境、地球环境、区域环境、微环境和内环境。

②按环境的性质分类

环境可分为自然环境、半自然环境(经人类干涉后的自然环境)和社会环境。

③按人类对环境的影响分类

环境可分为原生环境(自然环境)和次生环境(半自然环境和人工环境)。

④按环境的主体分类

环境可分为以人为主体的人类环境和以生物为主体的生物环境。

⑤按环境的属性分类

环境将环境分为自然环境、人工环境和社会环境。

2.生态因子的概念与分类(1)生态因子的概念

生态因子指对生物有影响的各种环境因子,常直接作用于个体和群体,主要影响个体生存和繁殖、种群分布和数量、群落结构和功能等。各个生态因子不仅本身起作用,而且相互发生作用,既受周围其它因子的影响,反过来又影响其它因子。(2)生态因子的分类

按照一定的分类标准可将生态因子划分为不同的种类。

①依据生态因子与种群密度的关系

a.密度制约因子

密度制约因子的作用随着种群密度的变化而变化,主要包括寄生物、病原微生物、捕食者和竞争者等生态因子。

b.非密度制约因子

非密度制约因子的作用与种群密度变化无关联,较典型的是气候因子。

②根据生态因子的性质

a.气候因子

指光照、温度、水分和大气等因子。根据各因子的特点和性质,还可再细分为若干因子。如光因子可分为光强、光质和光周期等。

b.土壤因子

主要指土壤物理性质、化学性质、营养状况等,如土壤的深度、质地、母质、密度、孔隙度、pH、盐碱度和肥力等。

c.地形因子

地形因子指地表特征,如地形起伏、海拔高度、山脉、坡度、坡向等地貌特征,通过影响气候和土壤,间接地影响植物的生长和分布。

d.生物因子

生物因子指同种或异种生物之间的相互关系,如种群结构、密度、竞争、捕食、共生和寄生等。

e.人为因子

人为因子指人类活动对生物和环境的影响。人类活动对自然界的影响越来越大,同时越来越带有全球性,分布在地球各地的生物都直接或间接受到人类活动的巨大影响。

③根据有机体对生态因子的反应和适应性特点

根据有机体对生态因子的反应和适应性特点,将周期变动生态因子又分类为第一性周期因素、次生性周期因素和非周期性因素。

a.第一性周期因素

第一性周期因素是指由地球自转或公转形成的光、温度和潮汐的日、月、季节、年的周期性变化的因素。

b.次生性周期因素

次生性周期因素取决于第一性周期因素,如太阳辐射和温度周期性变化导致大气湿度、降水量的周期性变化。

c.非周期性因素

非周期性因素指突发性或间断性出现的因素,如暴雨、山洪、冰雹、蝗灾及火山喷发、地震、地外物体撞击等突发性灾难,生物对这类因素很难形成适应性。(3)生态环境和生境

①含义

a.生态环境是指所有生态因子所构成的整体,由生物群落及非生物自然因素组成,是生物生存的环境。

b.生境又称栖息地,是指具体的生物个体和群体生活地段上的生态环境。

②区别

生态环境与生境的主要区别在于两者所包含的范围不同。

3.生态因子的作用规律

生态因子的性质不同使得生态因子对生物的影响和作用不同。在长期的相互作用过程中,生态因子对生物形成了特定的作用规律,主要表现在以下六个方面:(1)综合作用

环境中的每个生态因子不是孤立、单独的存在,总是与其他因子相互联系和影响。任何一个因子的变化,都会不同程度地引起其他因子的变化,导致生态因子的综合作用。(2)主导因子作用

对生物起作用的众多因子并非等价的,其中起决定性作用的生态因子称为主导因子。主导因子的变化会引起其它生态因子发生改变,使生物的生长发育发生改变。(3)直接作用和间接作用

生态因子对生物的作用可以是直接的,也可以是间接的。常见的直接因子有光照、温度、水分等,间接因子主要是地形因子等。(4)阶段性作用

由于生态因子规律性变化使生物生长发育出现阶段性,在不同发育阶段,生物需要不同的生态因子或生态因子的不同强度。如光照长短,在植物的春化阶段并不起作用,但在光周期阶段则是十分重要的。(5)不可代替性和补偿作用

对生物起作用的诸多生态因子,一个都不能少,不能替代,但在一定条件下,当某一因子数量不足,可依靠相近生态因子的加强得以补偿。(6)限制性作用

限制性作用源于生物对生态因子的耐性。耐性是指生物能够忍受外界极端条件的能力。每个物种只能在环境条件一定范围内生存和繁殖。即物种在其生存范围内,对任一生态因子的需求总有其上限与下限,两者之间的距离就是该种对该因子的耐性限度。在众多生态因子中,任何接近或超过某种生物的耐受性极限,而且阻止其生长、繁殖或扩散甚至生存的因素就是限制性因子,其作用规律体现在李比希最低率、谢尔福德耐性定律。

①李比希最小因子定律

在一定稳定状态下,任何特定因子的存在量低于某种生物的最小需要量,就对其生长和繁殖起限制作用,成为限制因子。

②谢尔福德耐性定律

任何一个生态因子在数量或质量上的不足或过多,即当其接近或达到某种生物的耐受性限制时,而使该种生物衰退或不能生存。

二、生物与光因子

太阳辐射是地球上所有生物生存和繁衍最基本的能量来源,是必不可少的生态因子。光照对生物的影响包括光质、光照强度、光照周期的影响。与此同时,生物在长期的进化过程中,对光照形成了一定的适应性。

1.光质的生态作用与生物的适应(1)光质

①定义

光质,太阳辐射是由各种不同波长的光组成的,光质即光谱成分,光质不同,即光线所含的光谱成分不同,

②光质的变化

由于大气对太阳辐射的吸收与散射作用,当太阳辐射经过大气时,不仅辐射强度减弱了,而且光谱组成也发生了变化。

a.空间变化

光质随空间发生变化的一般规律是短波光随纬度增加而减少,随海拔升高而增加。

b.时间变化

在时间变化上,冬季长波光增多,夏季短波光增多;一天之内中午短波光较多,早晚长波光较多。(2)光质与植物

植物的光合作用不能利用光谱中所有波长的光,它只能利用可见光区(400-760nm)的光,这部分辐射约占总辐射的40~50%。

①生理有效辐射

可见光中红、橙光是被叶绿素吸收最多的成分,对叶绿素的形成有促进作用。其次是蓝紫光,能为叶绿素和类胡萝卜素吸收。

a.蓝光,促进蛋白质的合成;

b.红光,促进糖的合成、种子萌发;

c.青光、蓝紫光抑制植物的伸长生长,使植物成矮小形态,使植物向光性更敏感。

②生理无效光

绿光很少被吸收,因此又称绿光为生理无效光。(3)光质与动物

可见光对动物生殖、体色变化、迁徙、毛羽更换、生长和发育等都有影响。

①大多数脊椎动物的可见光波范围与人接近,但昆虫则偏于短波光,大致在250-700nm之间,它们看不见红外光,却看得见紫外光。而且许多昆虫对紫外光有趋光性,这种趋光现象已被用来诱杀农业害虫。

②紫外线能杀菌,可引起皮肤红疹及皮肤癌,但是能促进维生素D的合成。

③红外线是地表的基本热源,对外温动物的体温调节和能量代谢有决定性作用。

2.光照度的生态作用与生物的适应(1)光照度

光照强度是指单位面积上太阳光辐射量的大小。光照度对生物的生长发育和形态建成的重要影响。

①光照强度与植物

a.光照强度对植物光合作用产生直接影响

光照强度对植物光合作用产生直接影响从而影响植物的生长发育。

第一,影响植物叶绿素的形成;

第二,植物在无光的特定环境中生长的现象,如豆芽、韭黄。

b.光照强度对植物形态建成有重要作用

第一,影响植物细胞的增长和分裂、组织器官的生长和分化;

第二,影响植物花果的数量和质量,例如强光照下糖分增多。

②光照强度与动物

光照对动物的作用并不直接,主要是作用于动物的时空定向、诱导视觉和神经系统、调节激素和内分泌水平。

a.影响动物的生长发育,如蛙卵、贻贝;

b.影响动物的形态,如蚜虫;

c.影响动物的体色,如蛱蝶。(2)生物对光照度的适应

①植物的适应

对光照强度的适应表现为阴生植物、耐阴之物和阳生植物,这种差异是由于叶子生理上的植物形态上的差异造成的,是植物对自身存在的光环境的一种回应。

a.阳生植物

阳生植物叶子排列稀疏,角质层较发达,在单位面积上气孔增多,叶脉密,机械组织发达。其显著特点是光补偿点和光饱和点较高,光合作用的速率和代谢速率都比较高,在弱光下呼吸消耗大于光合生产便不能生长。例如松、杉、麻栎、栓皮栎、柳、杨、桦、槐等。

b.耐阴植物

耐阴植物是介于阳生植物和阴生植物之间的植物,它们既可以在强光下良好生长,又能忍受不同程度的遮阴,对光照具有较广的适应能力,但最适宜的还是在完全的光照下生长。它们在形态和生态上的可塑性很大。例如树木中的山毛榉、云杉、侧柏、胡桃等。

c.阴生植物

阴生植物是指需要在较弱的光照条件下生长,不能忍耐高强度光照的植物。阴生植物枝叶茂盛,没有角质层或角质层很薄,气孔与叶绿体比较少。这类植物的光补偿点较低,其光合速率和呼吸速率都比较低。常见种类有苔藓类、部分蕨类、连钱草、观音座莲、铁杉、紫果云杉、红豆杉等。

②动物的适应

光照强度不仅使动物在视觉器官形态上产生了遗传的适应性变化,而且与动物的活动行为密切相关。动物对光照强度的适应形成了昼行性动物和夜行性动物或晨昏性动物和全昼夜性动物。

a.昼行性动物,鸟类、灵长类动物;

b.夜行性动物,蟑螂、黄鼬等;

c.晨昏性动物,蝙蝠等;

d.全昼夜性动物,田鼠、紫貂等。

3.日照长度的生态作用与光周期现象

日照长度是指太阳的可照时数。日照长度的变化对动植物的生长发育有重要的生态作用,使生物具有昼夜节律和光周期现象。(1)昼夜节律

①含义

生物对昼夜交替周期性变化的适应形成了昼夜节律,生物生命活动以24小时左右为周期的变动,即24h循环一次,昼夜节律又叫日节律。

②形成原因

光周期是由于地球自转形成了白昼和黑夜的交替引起的。

③生态作用

a.昼行性动物

动物的活动与静止交替出现,动物白天活动夜间休息的动物称为昼行性动物。大多数鸟类、哺乳动物中的黄鼠、松鼠和许多灵长类属于昼行性动物。

b.夜行性动物

动物的活动与静止交替出现,夜间活动白天休息的动物称为夜行性动物。哺乳动物中的夜猴、家鼠、蝙蝠等属夜行性动物。

c.似昼夜节律

昼夜节律除了由外部因素的昼夜周期所决定以外,在生物机体内部也有自发性和自运性的内源节律,例如豆科植物幼苗对光照敏感,其叶子有定时抬起、定时下垂的似昼夜节律表现,这种节律受植物生物钟控制。(2)光周期现象

①含义

每天光照与黑夜交替称为一个光周期,由于分布在地球各地的动植物长期生活在各自光周期环境中,在自然选择和进化中形成了各类生物所特有的对日照长度变化的反应方式,这就是生物中普遍存在的光周期现象,表明光周期现象是指生物对昼夜光暗循环格局的反应。

②形成原因

地球绕太阳公转时,地球相对太阳的高度角变化造成昼夜长短依纬度不同而异,各地的昼夜长短也不同,日照长度的变化对动、植物都具有重要的生态作用。

③生态作用

a.对植物的生态作用

根据对日照长度的反应类型可把植物分为长日照植物、短日照植物和日中性植物。

第一,长日照植物。要求经历一段白昼长于一定的临界值(临界日长)、黑夜短于一定长度的时期才能成花的植物。常见的长日照植物有牛蒡、紫菀、凤仙花和除虫菊等,作物中有冬小麦、大麦、油菜、菠菜、萝卜等。

第二,短日照植物。要求经历一段白昼短于一定长度、黑夜长于一定长度(称为临界暗期)的时期才能开花的植物。常见短日照植物有牵牛、苍耳,作物中则有水稻、玉米、大豆、麻和棉等。

第三,日中性植物。也称日长钝感植物,成花对昼夜长短无一定要求,也无明显响应。只要其他条件合适,在任意日照条件下都能开花,如黄瓜、番薯、四季豆和蒲公英等。

b.对动物的生态作用

第一,短日照兽类。随着秋天短日照的到来而进入生殖期的动物称为短日照兽类,如绵羊、山羊和鹿,它们的幼仔在春天条件最有利时出生。

第二,长日照兽类。随着春天日照长度的逐渐增加而开始生殖的动物称为长日照兽类,如雪貂、野兔和刺猬等。

第三,鸟类。日照长短的变化是地球上最严格和最稳定的周期变化,是生物节律最可靠的信号系统。鸟类的迁徙以及生殖时间由日照长短的时间决定。在鸟类生殖期间人为改变光周期可以控制鸟类的产卵量,例如人类在夜晚给予人工光照可提高母鸡产蛋量。

三、生物与温度因子

温度是影响生物生长发育、分布与繁殖的重要生态因子。节律性变温和极端温度会引起生物温周期现象、物候节律、休眠等一系列的生态反应。

1.温度因子的生态作用(1)生物生长

生命活动是由一系列生理生化反应过程构成的,而每一生化反应都几乎有酶系统的参与。酶的活性高低与温度存在密切的关系,因而生物体内的生物化学过程必须在一定的温度范围内才能正常进行。

①温度系数(Q10)

在一定的温度范围内,生物的生长速度与温度成正比。温度系数(Q10)表示温度对生物生长或生化反应速度的影响程度,即温度每升高10℃生物生长或反应速度增加的倍数。

②“三基点”温度“三基点”温度是生物生命活动过程的最适温度,最低温度和最高温度的总称。

a.最适温度,最适温度下,生物生长最好;

b.最低温度,在最低温度时,若再继续降温,生物将死亡;

C.最高温度,在最高温度时,若再继续升温,生物将死亡。(2)生物发育

温度影响生物的发育生长速率,变温动物和植物需在一定温度范围以上,低于该温度,生物不发育,这个温度称为生物学零度,它是生物进行发育的最低温度。(3)生物的地理分布

①地球表面的温度分布是不均匀的,整体上是随着纬度、海拔的升高而降低。生物往往分布于其最适温度附近地区。多数生物的最适温度在20~30℃,因而温暖地区分布的生物种类多,低温地区生物种类少。

②地球上主要生物群系的分布成为主要温度带的反映,年均温度、最高温度和最低温度都是影响生物分布的重要因子,但物种的分布并不完全由温度决定,温度可能与其他环境因素或资源紧密联系,例如相对湿度和温度间的关系,二者共同作用决定了地球上生物群系分布的总格局。(4)有效积温法则

①有效积温法则最初是雷米尔在研究植物发育时总结出来的,其主要含义: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阶段的发育,而且植物各个发育阶段所需要的总热量是一个常数,这个总热量可用有效积温表示。

②在一定生育期内,高于生物学零度的温度叫活动温度,有效温度是活动温度减去生物学零度。有效积温是一定生育期内有效温度的总和,即:

③式中:K表示某生物全生育期(或某生物的某一发育阶段)所需的有效积温,为一常数;T表示某生物生育期或发育阶段的日平均i温度值;T表示某生物生长活动的起点温度(生物学零度);n表示0某生物生育期或发育阶段历经的天数。

④昆虫和其他一些变温动物的发育,也符合有效积温法则。通过害虫的有效积温计算可以预测一个地区某种害虫可能发生的时期和世代数,可以预测某种害虫的分布区。

2.节律性变温的生态作用(1)温周期现象

地表太阳辐射的周期性变化产生温度有规律的昼夜变化,使许多生物适应了变温环境。温周期现象,是生物对温度的一种调节现象,在自然条件下生物会适应温度变化而产生变化。例如植物在日温差越大的情况下,干物质积累越多,产量越高,而且品质也好,表现在蛋白质、糖分含量提高等。(2)物候节律

温度的季节变化形成相对稳定的年周期性变化。生物长期适应于这种节律性变化,形成相应的生长发育节律称为物候。例如大多数植物春天发芽,夏天开花。秋天结果,冬天休眠。动物有冬眠、迁徙、惊蛰行为。(3)休眠

休眠是生物适应极端温度的结果,指生物的潜伏、蛰伏或不活动状态,是抵御不利环境的一种有效的生理机制。进入休眠状态的动植物可以忍耐比其生态幅宽得多的环境条件,可分为冬眠和夏眠两种。例如植物种子成熟后不能立即萌发的现象即是休眠形式的一种。

3.极端温度的生态作用(1)极端低温对生物的影响与生物的适应

①极端低温的影响

a.冷害

低温会造成生物生理活动(光合、呼吸、吸收和蒸腾等)机能的降低和生理平衡状态的破坏。如热带橡胶树林在10℃左右时便不能生长。

b.冻害

冰点以下低温造成的生物体内结冰,细胞原生质膜破裂和酶蛋白失活与变性。

②生物的适应

面对极端低温,动植物会自我调节抵御严寒,主要有形态适应、生理适应、行为适应三种情况:

a.形态适应

植物的芽和叶片常有油脂类物质保护,树干粗短,树皮坚厚;而内温动物则会出现贝格曼规律和阿伦规律的变化:

第一,贝格曼规律。高纬度恒温动物往往比来自低纬度恒温动物个体高大,导致其相对体表面积变小,使单位体重的热散失减少,有利于抗寒。

第二,阿伦规律。恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低温环境中有变小变短的趋势,这也是减少散热的一种形态适应。

b.生理适应

植物减少细胞中的水分,增加糖类、脂肪和色素等物质以降低植物冰点,增强抗旱能力;内温动物主要增加体内产热,此外还采用逆流热交换、局部异温性和适应性低体温等适应寒冷环境。

c.行为适应

主要表现在休眠和迁移两个方面,前者有利于增加抗寒能力,后者可躲过低温环境。(2)极端高温对生物的影响与生物的适应

极端高温引起植物皮烧、根茎灼烧等影响,不同的动物对高温的耐受性不同。动植物同样从以下三个方面形成了对高温的适应性:

①形态适应

a.植物

有些植物具有密绒毛或鳞片,能过滤一部分阳光;有些植物叶片垂直排列,或是高温下叶片折叠,减少吸光面积等。

b.动物

动物毛皮、羽毛、皮下脂肪冬季加厚,夏季变薄。

②生理适应

a.植物

植物主要降低细胞含水量,增加糖和盐的浓度,以及增加蒸腾作用以散热。

b.动物

动物则适当放松恒温性,将热量储存于体内,使体温升高,等夜间再通过对流、传导、辐射等方式将体内的热量释放出去。

③行为适应

行为适应主要变现为动物的夏眠和滞育等。

四、生物与水因子

1.水因子的生态作用

水是生命之源,具有重要的生态作用。(1)水是生物生存的重要条件

水对生物生存具有重要的意义,是生物生存的重要条件,主要体现在:

①水是任何生物体都不可缺少的重要组成成分;

②水是生物代谢过程中的重要原料,光合作用、呼吸作用、有机物合成与分解过程中都有水分子参与;

③水是生物新陈代谢的介质,是很好的溶剂;

④水的热容量很大,其吸热和放热比较缓慢,使水体温度不像大气温度那样变化剧烈,也较少受气温波动的影响,为生物创造了一个相对稳定的温度环境。(2)水对生物生长发育的影响

①水对植物的影响

水量对植物的生长有最高、最适和最低三个基点,水含量影响着植物的生长发育。

②水对动物的影响

动物的生长发育与降水量有着密切的关联,许多动物的周期性繁殖与降水季节密切相关。(3)水对生物分布的影响

由于地理纬度、海陆位置、海拔高度的不同,降水在地球上的分布是不均匀的。水分与动植物的种类和数量存在着密切的关系。

2.生物对水因子的适应(1)植物对水因子的适应

根据植物对水分的需求量和依赖程度,可把植物划分为水生植物和陆生植物。

①水生植物

水生植物是所有生活在水中的植物的总称。水生植物的特点有:

a.水生植物具有发达的通气组织,以保证各器官组织对氧的需要;

b.其机械组织不发达甚至退化,以增强植物的弹性和抗扭曲能力,适应于水体流动;

c.水生植物在水下的叶片多分裂成带状、线状,而且很薄,以增加吸收阳光、无机盐和CO的面积。2

②陆生植物

陆生植物指生长在陆地上的植物,包括湿生、中生和旱生3种类型:

a.湿生植物

在潮湿环境中生长,不能忍受较长时间的水分不足,即抗旱能力最弱的陆生植物。

b.中生植物

生长在水分条件适中生境中的植物。该类植物具有一套完整的保持水分平衡的结构和功能,其根系和输导组织均比湿生植物发达。

c.旱生植物

生长在干旱环境中,能长期耐受干旱,且能维护水分平衡和正常的生长发育。这类植物在形态或生理上有多种多样的适应干旱环境的特征。(2)动物对水因子的适应

动物按栖息地划分可分为水生和陆生两大类。

①水生动物

水生动物保持体内水分得失平衡主要是依赖水的渗透作用。渗透压调节可以限制体表对盐类和水的通透性,通过逆浓度梯度主动地吸收或排出盐类和水分,改变所排出的尿和粪便的浓度与体积。

②陆生动物

陆生动物主要是从获取更多的水分、减少水的消耗、储存水,发生形态、生理和行为变化等方面来适应旱生环境。

a.形态适应:动物以不同的形态结构来适应环境湿度,保持生物体的水分平衡;

b.生理适应:许多动物在干旱的情况下具有生理上的适应特点;

c.行为适应:例如迁徙和冬眠等行为。

五、生物与土壤因子

1.土壤的生态作用

土壤是陆地生态系统的基础,陆生植物生活的基质和陆生动物生活的基底。(1)土壤对动物的生态作用

土壤的热容量大且其本身具有良好的屏蔽效果,其温度、湿度变化幅度较小,且可以逃避高温、干燥、大风和阳光直射等不利因素,所以它能够成为一些狭适应性动物的良好生存场所。(2)土壤对植物的生态作用

土壤对植物的生态作用主要体现在营养库的作用,养分转化和循环的作用,雨水涵养作用,生物的支撑作用,稳定和缓冲环境变化的作用等。

2.土壤物理性质对生物的影响(1)土壤母质对生物的影响

母质是形成土壤的“原料”,建造土体的“骨架”,是植物矿质营养元素的最初“源泉”。母岩通过土壤不但间接影响生物的生存及组成,而且还影响生物的生长。(2)土壤组成对生物的影响

土壤是岩石圈表面能够生长植物的疏松表层,由矿物质和有机质(土壤固相)、土壤水分(液相)和土壤空气(气相)三相物质组成。土壤固、液、气三相的物质组成及比例,直接影响到土壤质地、土壤结构、土壤水分、土壤空气等土壤的物理、化学特性,并从而影响土壤肥力和土壤生物。(3)土壤质地对生物的影响

土壤固相的颗粒(土粒)是组成土壤的物质基础。根据土壤质地可把土壤区分为沙土、壤土和黏土三大类。

①沙土类土壤

沙土类土壤中黏性小、孔隙多,通气透水性强,蓄水和保肥能力差,抗旱力弱。沙质土的养分少,缺少保肥的黏粒和有机质。

②黏土类土壤

黏土类土壤质地黏重,结构致密,湿时黏,干时硬,因含黏粒多,保水保肥能力较强,但因土粒细小,孔隙细微,通气透水性差。黏质土矿质养分丰富,有机质含量高。

③壤土类土壤

壤土类土壤质地较均匀,物理性质良好(即不太松,也不太黏),通气透水,有一定的保水保肥能力,是比较理想的耕种土壤,土壤生物也较多。(4)土壤结构对生物的影响

土壤结构是指土壤固相颗粒的排列形式、孔隙度、团聚体的大小、多少以及稳定度。这些都能影响土壤中固、液、气三相的比例,并从而影响土壤供应水分、养分的能力、通气和热量状况。(5)土壤温度对生物的影响

土壤温度是太阳辐射与不同结构和性质的土壤综合作用的结果。土壤温度对地面气温的滞后现象对生物有利,影响植物种子萌发与出苗,制约土壤盐分的溶解、气体交换与水分蒸发、有机物分解与转化。较高的土壤温度有利于土壤微生物活动,促进土壤营养分解和植物生长,动物利用土壤温度避开不利环境、进行冬眠等。(6)土壤水分与空气对生物的影响

①土壤中的水分不仅可被植物根系直接吸收,而且其适量增加有利于各种营养物质的溶解和移动,还能调节土壤温度。但土壤水分过多或过少都对植物和土壤动物不利。

②土壤中的空气各成分的含量不如大气稳定,常随季节、昼夜、深度、土壤水分条件等而变化。

3.土壤化学性质对生物的影响(1)土壤酸碱度

土壤酸碱度是土壤的很多化学性质特别是岩基状况的综合反映,

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