和经济规模。同时,由于社会经济技术条件区域差异性的影响,同一自然生态类型区常形成不同发展水平的农业生态类型。如我国东、中、西部地区农业生态系统的差异,一方面是由于自然环境因素不同造成的,而更重要的是由于长期以来在农业技术经济水平上的差异形成的。 16.从运行的“目标”上比较农业生态系统和自然生态系统。
生态系统演变的最终状态著称为系统运行“目标”的话,自然生态系统运行的“目标”是自然资源的最大限度生物利用,并使生物现存量达到最大。而农业生态系统的“目标”是使农业生产在有限自然与社会条件制约下,最大限度地满足人类的生存和持续发展的需要。 五、论述题
1.试论述自然生态系统与农业生态系统的异同。
农业生态系统通常被理解为农区以种植业为中心的人类控制的生态系统,由于人类的强烈参与,其在生物构成、环境条件、结构与功能、稳定机制、生产力特点、开放程度、能流特征、养分循环特点、服从的规律和运行的“目标”上均有别于自然生态系统。
2.为什么说“农业生态系统是深深地打下了人类社会印记的生态系统,是被人类驯化的生态系统?” Odum定义农业生态系统为经过人工驯化的生态系统。这是由于农业生态系统是界于原生自然生态系统(如森林、草原、湖泊)和全人工设计控制生态系统(如城市、轮船)之间的一类生态系统。农业生态系统和自然生态系统相比,有很多显著的差异:系统组分、系统输入、系统输出、系统功能和系统调控。总之,农业生态系统是深深地打下了人类社会印记的生态系统,是被人类驯化了的生态系统。 第三章 生物种群 一、名词解释
1.种群:在一定时间内占据特定空间的同一物种(或有机体)的集合体。
2.邻接效应:当种群的密度增加时,在邻接的个体之间所出现的相互影响称为邻接效应。
3.环境容纳量:在一个生态系统中有限的环境条件下种群所能达到的稳定的最大数量(密度),称为系统对该种群的环境容纳量。
4.内禀增长率:在环境条件无限制作用时,由种群内在因素决定的最大相对增殖速度。 5.生态密度:是指单位栖息空间内某种群的个体数量(或生物量)。 6.生态对策:生物朝不同方向进化的“对策”称为生态对策。 四、简述题
1.种群有哪些基本特征。
种群的基本特征包括种群的空间分布特征(均匀型、随机型、成群型分布)、种群数量特征(种群大小、密度、出生率、死亡率、年龄结构、迁入和迁出)、种群的遗传特征及邻接效应方面。 2.种群的空间分布特征通常可分为几种类型?请分别举例说明它们的特点。
(1)均匀型分布,即种群内各个体在空间呈等距离分布。在统计判定中,每个样地上个体数目相对稳定且等于平均数,而统计方差等于零。农业系统中多数人工栽培种属此类型。(2)随机型分布,即种群内个体在空间的位置不受其他个体分布的影响(即互相独立);同时每个个体在任一空间分布的概率是相等的,即统计方差等于平均数。森林中地面上的一些无脊椎动物,特别是蜘蛛类,表现为随机型分布。(3)成群型分布,即种群内个体的分布既不随机,也不均匀,而是形成密集的斑块。其各样点的统计方差大于平均数。如蚂蚁的分布。
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3.种群增长有几种典型的类型?请分别写出它们的数学模型方程。
几何级数增长:Nt=N0×λt;指数增长:Nt=N0×ert; 逻辑斯谛增长:Nt=N0×ert/[1-N0(1-ert)/K]。 4.种群的数量动态有哪几种?请分别举例。
种群的数量动态有种群增长、季节消长、不规则波动、周期性波动、种群的爆发、种群平衡、种群的衰落和死亡、生态入侵。
5.什么是生态对策?种群的生态对策有几种类型,请举例说明其特点。 生物朝不同方向进化的“对策”称为生态对策。
生态对策有r对策,如农田中的昆虫、杂草等;k对策,如乔木、大型肉食动物。 6.逻辑斯谛方程的重要意义是什么?
它是许多相互作用种群增长模型的基础;它也是渔业、林业、农业等实践领域中确定最大持续产量的主要模型;模型中两个参数r、K,己成为生物进化对策理论中的重要概念。 7.种群波动的主要原因与调节方式有哪些? 种群波动的主要原因:非密度制约、密度制约;
种群波动的调节方式:密度调节、非密度调节、种内自动调节。 8.人类活动对生物种群动态变化有哪些影响?
农业生态系统中最重要的生物品种是经过人工驯化培育的农业生物以及与之有关的生物。人类为了自身生存的需要,有意识、有目的地控制对人类无利用价值和对农业生物有害的生物,以便减少有害或无用生物对环境资源的竞争与消耗,使农业生态系统生物种类急剧减少,物种多样性降低。此外,农业生物种群与群落结构通常实行人工配置,农业生物个体生长和种群增长受人类的调控,个体生长速率加快,寿命缩短,种群密度增大,繁殖系数提高,同化资源的能力显著加强。 9.简述生态对策理论如何在应用农业生态系统中。
在农业生态系统中,利用r对策生物能迅速适应变化了的环境,k对策生物具有稳定环境的作用,适当配置“r-k型谱系中的各种生物,如利用浮游生物、蚯蚓、蜂、蚕、食用菌等生活周期短,繁殖快的特点,以加速物质的循环利用,减少养分流失,增加产品产出;利用多年生的林果、竹木等以稳定农业生态环境。大量的农作物和家畜、家禽属于中间类型。 10.简述种群的数量特征。
种群的数量特征有:种群大小和密度、出生率和死亡率、种群的年龄结构、种群的迁入和迁出。 五、论述题
生物种间相互作用的类型有哪些?在农业生产中如何应用种群间的相互关系?
生物种间相互作用的类型有中性作用、竞争、偏害作用、寄生作用、捕食作用、偏利作用、原始合作和互利共生。
在农业生产中应用种群间的相互关系:(1)建立人工混交林,林粮间作,农作物间套种(2)稻田养鱼、养萍,稻鱼、稻萍混作(3)蜜蜂与虫媒授粉作物的互利作用(4)生物防治病虫害及杂草 第四章 生物群落 一、名词解释
1.生物群落:生存于特定区域或生境内的各种生物种群的集合体。
2.群落演替:生态系统内的生物群落随着时间的推移,一些物种消失,另一些物种侵入,出现了生物群落
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及其环境向着一定方向有顺序的发展变化过程。 3.原生演替:从未有过任何生物的裸地上开始的演替。 4.次生演替:是指在原有生物群落破坏后的地段上进行的演替。 5.群落的交错区:两个或多个群落或生态系统之间的过渡区域。
6.边缘效应:由于群落交错区生境条件的特殊性、异质性和不稳定性,使得毗邻群落的生物可能聚集在这一生境重叠的交错区域中,不但增大了交错区中物种的多样性和种群密度,而且增大了某些生物种的活动强度和生产力,这一现象称为边缘效应。 四、简述题
1.生物群落的基本特征是什么?
生物群落的基本特征有具有一定的种类组成、具有一定的外貌、具有一定的结构、具有一定的动态特征、不同物种之间存在相互影响、形成一定群落环境、具有一定的分布范围、具有特定的群落边界特征。 2.什么是生物群落的垂直结构?请举例说明。
生物群落的垂直结构是指生物在空间的垂直分布上所发生的成层现象。
垂直结构:在完全发育了的森林群落中,成层现象十分明显,地上部分通常可划分为乔木层、灌木层、草本层和地被层等4个基本结构层次。 3.什么是生物群落的水平结构?请举例说明。
群落内由于环境因素在不同地点上的不均匀性和生物本身特性的差异,而在水平方向上分化形成不同的生物小型组合,称为群落的水平结构。
水平结构:在森林群落中,林下阴暗地点有一些植物种类形成小型的组合,而在林下较明亮的地点则是另外一些植物种类形成的组合。
4.什么是生物群落的时间结构?请举例说明。
由自然环境因素的时间节律所引起群落各物种在时间结构上相应的周期变化称为群落的时间结构。 时间结构:温带地区四季分明,春季草原一片嫩绿;入夏后草原的色彩更加复杂;秋季以黄绿色为主;秋季以后,草原群落出现了枯黄色而向冬季季相过渡。 5.次生演替的特点。
(1)速度(2)趋向(3)经历的阶段
6.群落中生物种类组成的数量特征指标有哪些?
(1)的个体数量指标:多度、密度、盖度、频度、高度、体积、重量 (2)种的综合数量指标:优势度、重要值、综合优势比 (3)物种多样性指标:香农-威纳指数、辛普森指数 7.演替过程中生物群落结构、功能变化特点。
(1)群落的能流特征(2)群落发展与物质循环(3)落的营养结构(4)落结构和物种组成(5)群落的稳定性 8.举例说明次生演替的过程。
如森林的采伐演替属于次生演替,以云杉林采伐为例,次生演替包括:(1)采伐迹地阶段(2)阔叶树种阶段(3)云杉定居阶段(4)云杉恢复阶段。
9.如何利用顶极群落理论建造合理的农业群落。
(1)对撂荒地植被演替的控制(2)农田土壤肥力变化与作物演替的利用(3)仿群落演替的人工模拟群落(4)建
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立仿自然演替群落结构的人工群落(5)农田杂草防除 10.控制群落演替的主要因素。
(1)植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性(2)群落内部环境的变化(3)种内和种间关系的改变(4)外界环境条件的变化(5)人类的活动
11.简述边缘效应在农业生产中的应用。
人们可以有意识地利用边缘效应,如适当增加森林和草原的交接带,以保护和增殖野生动物;充分利用水陆交接处的边缘效应发展滩涂养殖,生产海带、紫菜、裙带菜、石花菜和各种贝类、鱼、虾等;利用城镇与农村交接处农业生产集约化程度较高的特点发展独具特色的城郊型农业。 12.群落演替的含义是什么?描述其演替过程。
生态系统内的生物群落随着时间的推移,一些物种消失,另一些物种侵入,出现了生物群落及其环境向着一定方向有顺序的发展变化过程,称为生物群落演替。例如:一块农田被废弃后,最初1~2年内会出现大量的一年生和二年生杂草,随后多年生植物开始侵入并逐渐定居下来,杂草的生长和繁殖开始受到抑制,随着时间的进一步推移,多年生植物取得优势地位,一个具备特定结构和功能的植物群落便形成了。同时,适宜于这个植物群落的动物区系和微生物区系也逐渐确定下来,整个生物群落仍向前发展,当它达到与当地的环境条件。特别是气候和土壤条件都比较适应的时候,即成为一个稳定的群落。 13.顶极群落理论上应具备那些主要特征?
(1)它是一个在系统内部和外部、生物与非生物环境之间已达平衡的稳定系统;(2)它的结构和物种组成已相对恒定;(3)有机物质没有生产量的净积累,其现存量上下波动不大;(4)如无外来干扰可以自我延续地存在下去。 五、论述题
如何根据群落的结构特征,合理安排农业生产?
在配置农业生物垂直结构时,应注意到同一生境中各种生物个体间可能存在的各种相互关系和由此产生的各种群落总效应。农业生物间的互补作用是合理群落结构的基础。互补作用可能表现在对光、温、水、肥等自然资源的利用土,也可以表现在对资金、劳力、技术和交通等社会条件的要求上。互补作用还可能表现在对病虫害及不良环境的抗逆性上,以及营养价值、工业用途、经济用途、环境效益等方面。生态位不同的物种有希望构成理想的互补关系。因此,在生态位、株型、生育期、耐肥性、固氮能力、抗病虫等方面有差异的不同作物有可能构成合理的作物群落结构;食性不同、活动范围不同的畜禽品种,也有希望构成合理的动物群落结构。
在农业生产中的农、林、牧、渔以及各业内部的面积比例及其格局是农业生态系统的水平结构。控制农业生物群落的水平结构有两种基本方式:(1)在不同的生境中因地制宜地选择合适的物种,宜农则农,宜林则林,宜牧则牧。(2)在同一生境中配置最佳密度,并通过饲养、栽培手段控制密度的发展。各种农作物、果树、林木的种植密度、鱼塘的养殖密度、草场的放牧量等都对群落的水平结构及产量有重要影响。 在农业生产中,通过人为的栽培、饲养技术,调节作物和畜禽的组合匹配,使其机能节律与环境因素的变化节律最大限度地吻合和协调,是生产经营者与管理者所必须了解的。调节农业生物群落时间结构的主要方式是复种、套种、轮作和轮养、套养。如家畜中马对草料最挑剔,其次是牛,绵羊最耐粗食,据此合理轮牧,有利于提高牧草的利用率。根据作物害虫的繁殖行为、动态发展与环境因素的变化节律,及时预测、预报及采取相应的防治措施,也是提高作物产量的重要保证。
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第五章 生物与环境的关系 一、名词解释
1.环境:作用于生物个体或群体的外界条件的总和。 2.生态因子:一切影响生物生命活动的因子叫生态因子。 3.生态环境:生态因子的综合为生态环境。
4.生态型:同种生物的不同个体群,长期生存在不同的自然生态条件和人为培育条件下,发生趋异适应。并经过自然选择和人工选择而分化形成的生态,形态和生理特性不同的基因型类群,称为生态型。 5.生活型:不同种生物由于长期生存在相同的自然生态和人为培育环境条件下,发生趋同适应,并经自然选择和人工选择后形成的,具有类似形态、生理和生态特性的物种类群,称为生活型。
6.生境:某一生物种群或生物群落,由于生态环境的约束,只能在某一特定区域中生存,则把该区域称为该生物种群或生物群落的生境。
7.生态位:是生物物种在完成其正常生活周期时所表现出的对环境综合适应的特征,即一个物种在生物群落和生态系统中的功能与地位。
8.生态幅:生物耐受生态因子下限和上限之间的范围,称之为生态幅。 四、简述题
1.举例说明生态因子作用的一般特征。(1)生态因子作用的综合性(2)生态因子作用的同等重要性和不可替代性(3)生态因子作用的主导性(4)生态因子作用的直接性和间接性(5)生态因子作用的阶段性
2.生物因素作用的一般特征。(1)植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性(2)群落内部环境的变化(3)种内和种间关系的改变(4)外界环境条件的变化(5)人类的活动
3.森林的生态作用。(1)养水源,保持水土(2)调节气侯,增加雨量(3)防风固沙,保护农田(4)净化空气,防治污染(5)降低噪音,美化大地(6)提供燃料,增加肥源
4.土壤生物的生态作用。(1)促进土壤形成(2)改善土壤的物理性能(3)提高土壤质量(4)对土壤覆盖层有影响 5.农田生物的生态作用。(1)对土壤肥力的影响(2)对水土保持的影响(3)对农田小气候的影响(4)对净化环境的作用
6.举例说明生物是如何适应环境的?
生物适应环境产生生态型、生活型、生境和生态位的划分。例如,水稻和陆稻主要是由于土壤水分条件不同而分化形成的土壤生态型;鲸、海豚、海象、海狮、海豹和鲨鱼属于同一生活型;由于生态环境的约束,蚯蚓只能在有机质丰富的泥土中生存;居住在同一生境的生物,它们的生态位总是相互分离的,或者说在一个群落中许多生物的共生,必然是各得其所地处在不同的生态位上,共同组成一个有一定结构的生物群落整体。
7.简述生态型与生活型之间的区别。
同种生物的不同个体群,长期生存在不同的自然生态条件和人为培育条件下,发生趋异适应。并经过自然选择和人工选择而分化形成的生态,形态和生理特性不同的基因型类群,称为生态型。不同种生物由于长期生存在相同的自然生态和人为培育环境条件下,发生趋同适应,并经自然选择和人工选择后形成的,具有类似形态、生理和生态特性的物种类群,称为生活型。 五、论述题
1.环境如何影响和塑造生物?生物又如何适应环境并影响到环境?
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