生态学与动物行为思维导图

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2024-06-08

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生态学

生物动物

群落类型

种群的结构，生物与环境，系统及概念等内容讲解

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思维导图大纲

第三十四章生物与环境

环境与生态因子

环境

生态因子

气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人为因子

定义：是指环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有着直接影响的环境要素。

最小因子法则

定义：李比希研究发现，每一种植物都需要一定种类和一定数量都营养物，如果其中有一种营养物完全缺失，植物就不能生存。如果这种营养物少于一定的量而其他营养物又都充足的话，植物的生长发育就决定于这种营养物的数量。

耐受性法则

定义：谢尔福德提出生物对每一种生态因子都有耐受的下限和上限，上、下限之间就是生物对这种生态因子的耐受范围。

生物

与非生物环境

水

阳光

光周期

定义：由于动植物生活在具一定昼夜变化格局的环境中，从而形成了特定的对日照长度变化的反应方式。

近似昼夜节律

定义：许多植物的叶子昼开夜闭，气孔昼开夜合，都是一种与生俱来的昼夜节律，由于这种节律以24h为一周期，所以称为近似昼夜节律。

温度

与生物

植食与捕食

动物吃植物/动物

竞争

种间竞争和种内竞争，两个物种或个体利用同一资源而发生竞争。

竞争互斥原理（又称竞争排除原则）

定义：指的是两个相互竞争的物种不能长期共存于同一生态位，这个原理也称高斯原理。

互惠共生

互惠

指对双方都有利的一种种间关系，解除这种关系双方都能正常生存。

共生

是物种之间都不能分开的互利关系，如果失去一方，另一方也不能生存。（地衣、单细胞藻类、真菌等）

寄生与拟寄生

寄生

生活在一起的两种生物，一方获利并对另一方造成损害但并不把对方杀死的关系。

拟寄生

寄生者进入寄主体内吸收营养并把寄主逐渐杀死的寄生关系。

共栖

一方有利，另一方无利无害

抗生

一物种通过分泌化学物质抑制另一物种生存和生长。

中生

两个或多个物种常一起出现，但互相无利无害。

第三十五章种群的结构、动态与数量调节

种群的概述

概念

是指占有一定空间和时间的同一物种个体的集合体。个体彼此间可以互配进行生殖。

物种存在的单位、繁殖和进化单位，是群落的基本组成成分。

决定动态参数

出生率、死亡率

未来增长趋势

年龄结构

增长型：年轻个体占优势的种群，出生率>死亡率;

衰退型:老年个体占优势的种群,死亡率>出生率

稳定型:各年龄组的比例大体相等的种群,出生率=死亡率

常用方法

标记重捕法(动物)

个体分布型

集群分布

是动植物对生境差异发生反应的结果,同时也受生殖方式和社会行为的影响.

均匀分布

是种群成员间进行种间竞争所引起的.

随机分布

如果生境条件均一,种群成员间几步相互吸引也不相互排斥,就有可能出现随机分布.

数量动态

种群增长方式

无限条件下的指数增长(J型增长)

概念:有些生物在食物和空间无限的条件下可以连续进行生殖,没有特定的生殖期,在这种情况下,种群数量呈指数增长.

微分方程:dN/dt=rN (r=b-a=出生率-死亡率,N为种群大小)

特点

J型曲线:r>0,N变大;r<0,N变小;r=0,N不变;

增长不受资源限制,不受空间和其它生物制约;

开始增长很慢,但随着种群基数的增大,增长越来越快,单位时间按种群基数的倍数增大,呈"J"型,为种群爆炸.

有限条件下的逻辑斯蒂增长(S型增长)

概念:种群在有限环境下,受环境制约且与密度相关的生长方式.在空间食物等资源有限环境中,随着种群的增长,制约因素的作用也在增大.种群的增长有一个环境条件允许的最大值,称为环境容纳量,即某一环境在长期基础上所能维持的种群最大数量.

微分方程:dN/dt=rN(K-N)/K ((K-N)/K:逻辑斯蒂系数,K为环境容纳量,K/2是种群增长速率最快的数值.

若过度捕捞,使种群数目小于K/2,即大的个体被捕捞,小的个体还未长大,增长率也下降.

特点

K>N,种群增大;K=N,种群不变;K<N,种群下降;

受环境空间,其他生物限制

增长速度开始快,后来慢,之后稳定,成"S"型

不同生活史对策

K对策

特点,代表生物:大型哺乳(如熊猫),林木,昆虫,两个平衡点

死亡率由密度制约因素引起

r对策

特点,代表生物:无脊椎,小型哺乳(如老鼠),鸟类,一年生植物,一个平衡点

死亡率由环境变化引起

数量调节

影响或调节种群数量的因子

密度制约因子（生物因子）

捕食、食物、传染病引起相对稳定和规律的波动。

作用强度随着种群密度加大而增强

种群受影响个体百分比与种群密度的大小有关。

非密度制约因子（非生物因子）

气候因素、非生物因子引起不规律波动。

对种群密度无法起调节作用、不受种群密度本身的制约。

在任何密度下，种群总是有一固定百分数受到影响和杀死。

数量波动大多无规律性，少有周期性

大山雀和蓝山雀

猞猁和雪兔

第三十六章群落的结构、类型及演替

群落的概述

概念

群落是占有一定空间和时间的多种生物种群的集合体

分布类型

水平分布

垂直分布

类型

森林群落

草原群落

水生群落

植物的生长型决定群落的垂直结构

时间分布

特征

具有一定的物种组成。

具有一定外貌和结构，层次越分明，分层越多，物种越多。

具有一定的分布范围。

具有一定动态特征。

具有形成群落环境的功能，和环境不可分割。

不同物种间相互作用。

主要的陆生生物群落

热带森林

热带雨林含有多种多样的小生境和生态位，动植物种类具有多样性。

温带森林

寒带针叶林

草原和热带稀树草原

草原年降水量处于250-800mm之间

热带稀树草原年均降雨量在500-2000mm之间

荒漠

苔原

生态位

概念

生态位是指物种利用群落中各种资源的总和，以及该物种与群落中其他物种相互关系的总和，它表示物种在群落中的地位、作用和重要性。

基本生态位与实际生态位

基本生态位是指一个物种按其生理上的要求及所需的资源可能占领的全部生态位。

实际生态位是指由于物种的相互作用，主要是种间竞争，一个物种所占领的生态位。

生态位重叠和同域物种的资源分配

生态位重叠

当两个物种利用同一资源时就会发生生态位重叠。

竞争排除原理决定了在同一群落中不可能有两个物种的生态位是完全相同的。

当两个物种的生态位发生部分重叠时，每个物种都会占有一部分无竞争的生态位空间，可以实现共存；而部分重叠的生态位空间，最终将会被具有竞争优势的物种所占有。

生态位重叠本身并不一定伴随着竞争，只有当资源短缺时才会发生竞争。

同域物种的资源分配方式

在同域分布物种之间通过生活于生境不同的不同部位，利用不同的食物和其他资源来减少生态位的重叠，减少和避免种间竞争。

演替及实例

演替

概念

群落演替是指群落依次取代的现象。群落演替是一个有规律的、有一定方向的和可以预测的自然过程。

分类

原生演替

演替的地点是从没有生长过任何植被的裸岩、沙丘、湖底上进行的演替。

次生演替

由于火灾、洪水、人为破坏，把原生群落毁灭，在毁灭的基础上进行的演替。

实例

湖泊——森林

裸底阶段-沉水植物阶段-浮叶根生植物阶段-挺水植物阶段-稳定的森林群落阶段

终点：顶级群落

顶级群落是指演替达到了最终平衡状态的群落。在这个平衡点上的群落结构最复杂最稳定，只要不受外力干扰，它将永远保持原状。

顶级群落与非顶级群落的区别

第三十七章生态系统及概念

生态系统的概述

概念

生态系统是指在一定的空间内生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动而相互作用，互相依存而构成的一个生态学功能单位。

组分

非生物成分

气候等环境因素

生物成分

生产者

指生态系中的自养型生物。

消费者

指只能利用现存有机物的动物。

分解者

主要是指细菌、真菌等营腐生生活的微生物，它们能把动植物的尸体、排泄物和残落物等所含有的有机物，分解成简单的无机物，归还到无机环境中，在重新被绿色植物利用来制造有机物。

基本结构

食物链

概念

由生产者所固定的能量通过一系列的取食和被取食关系在生态系统中传递的单方向的营养关系。

捕食食物链

以活的生物为起点的食物链。

腐食食物链

以死亡的动植物或腐败有机物为起点的食物链。

食物网

概念

在一生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接的复杂营养关系。

营养级

概念

处于食物链某一环节上所有生物物种的总和。

生态金字塔

概念

各营养级之间的某种数量关系，可采用个体数量单位、生物量单位能量单位表示。

分类

数量金字塔

生物量金字塔

能量金字塔

生物圈是最大的生态系统

生物生产力

初级生产量

概念

初级生产量又称第一性生产量，是指绿色植物借助光合作用所制造的有机物质，是生态系统中最基本的能量固定，所有消费者和分解者都直接间接依赖初级生产量为生。

公式

GP=NP+R

NP是植物在该系统中构成的有机物质和能量，是系统中其他生物成员赖以为生的物质基础。

R是呼吸所消耗的。

GP是总初级生产量。

代表生物

植物、微生物

生物量

概念

是指净生产量的累积量。

次级生产量

概念

次级生产量又称第二性生产量，是指动物靠吃植物、吃其他动物和吃一切现成有机物质而生产出的有机物，包括动物的肉、蛋、奶等。

公式

C=A+FU

C代表动物从外界摄取的能量

A代表被同化的能量

A=P+R

R代表呼吸消耗的能量

P=C-FU-R

FU代表以粪便形式损失的能量

代表生物

消费者等

两大功能

能量流动

特点

单向流动、逐级递减

传递效率低（约10%）

物质循环

水循环

循环路线

从地球表面通过蒸发进入大气圈，同时又不断从大气圈通过降水而回到地球表面

特点

每年地球表面的蒸发量和降水量是相等的，但陆地的降水量大于蒸发量，而海洋的蒸发量大于降水量，因此陆地每年都把多余的水通过地表径流输送给大海，地表径流能够溶解和携带大量营养物质，把它们从一个生态系统搬运到另一个生态系统。

生物在全球水循环中所起的作用很小，虽然植物在光合作用中要吸收大量的水，但通过呼吸作用和蒸腾作用又把大量的水送回了大气圈。

气体型循环

主要储存库

大气圈和海洋

代表物质;氧、二氧化碳、氮等

碳循环

三个碳库：大气圈库、水圈库和生物库

基本路线

生物与大气之间的循环

绿色植物从空气中获得二氧化碳，经过光合作用转化碳化合物，经过食物链的传递，成为动物体的碳化合物。

植物和动物的呼吸作用把摄入体内的一部分碳转化为二氧化碳释放入大气，另一部分则构成生物的机体或在机体内储存。

动植物死后，残体中的碳通过微生物的分解作用也成为二氧化碳而最终排入大气。

大气与海洋之间的循环

二氧化碳在大气圈和水圈之间的界面上通过扩散作用而互相交换和补充。

含碳盐的形成和分解

大气中的二氧化碳溶解在雨水与地下水中成为碳酸，碳酸能把石灰岩变为可溶态的碳酸盐，并被河流输送到海洋中，新输入多少碳酸盐，便有等量的碳酸盐沉积下来。

在化学和物理作用下，岩石可被破坏，所含的碳以二氧化碳的形式释放入大气中，火山爆发也可使一部分有机碳和碳酸盐中的碳再次加入碳的循环。

人类活动

人类燃烧矿物燃料已获得能量时，便产生大量的二氧化碳。

氮循环

储存地点：大气圈

主要环节：生物体内有机氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。

循环过程

动植物的遗体、排出物和残落物中的有机氮被微生物分解成氨，这一过程叫做氨化作用。

在有氧的条件下，土壤中的氨或铵盐在硝化细菌的作用下最终氧化成硝酸盐，这一过程叫做硝化作用。氨化作用和硝化作用产生的无机氮都能被植物吸收利用。

在氧气不足的条件下，土壤中的硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐，并且进一步还原成分子态氮，分子态氮则返回到大气中，这一过程叫做反硝化作用。

生物固定、一些共生细菌和一些非共生细菌能进行固氮作用，并以有机氮的形式吸收。

沉积型循环

主要储存库：土壤、沉积层和岩石圈

代表物质：磷、钙、钾等

人类活动影响

全球变暖——温室效应

概念

太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而引起大气变暖的效应。

产生温室效应的原因

人类大量燃烧煤和石油等化石燃料，使地层中经过千百万年积存的碳元素在很短时间内释放出来。

人类乱砍滥伐，使森林等植被面积大幅度萎缩，打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中二氧化碳的含量迅速增加。

大气中甲烷，氮氧化物，低空臭氧等的释放。

温室效应的影响

加快极地冰川的融化，海平面上升对沿海发达城市构成威胁。

沿海平原，盐碱化或沼泽化，不适于生产。

气候带北移，湿润区与干旱区重新配置。

荒漠将扩大，土地侵蚀加重，森林推向极端等。

气候反常，海洋风暴增多。

地球上的病虫害增加。

使生物（冬眠动物）的栖息地受到破坏，环境的改变，使物种面临更大的威胁。

防止措施

禁用氟氯化合物。

保护森林，特别是热带雨林，需要建树。

使用新的绿色能源。

臭氧减少

因臭氧层能够吸收太阳光中紫外线，大量氟利昂的使用干扰和破坏了大气圈上层臭氧的平衡，使其分解大于生成。

降酸雨

酸雨四燃烧煤是由和天然气所产生的。二氧化硫和氧化氮与大气中的水结合形成的产物，破坏了水体生态平衡，杀死生物，破坏土壤肥力等。

江河湖海污染

物种灭绝速度加快、生物多样性降低

第三十八章

子主题 1

第三十八章生物多样性及保护生物学

生物多样性3个层次

遗传的多样性

物种的多样性

生态系统·的多样性

生物多样性下降原因

子主题 1

子主题 2

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