高中生物競競賽教程10生態(tài)及行為

第九章生態(tài)及動物行為

（一）生態(tài)因素及其對生物的影響

生物有機體周圍所有一切無機和有機的因子稱為生態(tài)因素。生態(tài)因素影響生物的形

態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理和分布等。諸多生態(tài)因素分別屬于非生物因子和生物因子兩類。

1.非生物因子

（1）太陽能

它是一切生命的最基本能源。作為生態(tài)因素它包括能量、光質(zhì)（波長或色）、光強度、

光照長度等方面。

①光和植物：

按照對光照強度的要求不同，植物分為陽生植物、陰生植物和耐陰植物三種生態(tài)類型。

陽生植物要在陽光充足的環(huán)境中生長；陰生植物喜在潮濕、背陰的地方生長；耐陰植物介

于兩類之間，既能在陽地生長，也能在較陰地帶生長。

日照長度能影響植物的生長、發(fā)育和開花。按照對日照時間的要求，植物分長日照植

物、短日照植物、中日照植物和中間型植物四類。中日照植物在晝夜長短幾乎相等的條件

下才能開花.在甘蔗的某叱品種中存在這種現(xiàn)象C中間型植物受日照時間影響較小，不同

日照都能開花，如番茄、黃瓜、刀豆、蒲公英等。不同波長的光對植物的作用也不同。如

藍紫光能抑制植物伸長，使植物矮化，促進花青素等色素的形成，也能控制和促進細胞分

化。另外，紅光能促使莖的生長、植物開花和種子萌發(fā)；藍光激活同化二氧化碳的酶類。

②光和動物

光對動物的熱能代謝、生殖發(fā)育、生活周期、體表顏色、行為方式、地理分布等都有

直接或間接的影響。如光影響變溫動物的活動，因為變溫動物要依靠光照升高體溫；光能

促進動物生殖腺發(fā)育，如鳥類延長日照時間，能提高產(chǎn)卵量；紫外線能殺滅動物體表的微

生物；光照的K短能影響魚類徊游和鳥類的遷徙；光也跟動物的體色有關系，一般背光而

色淡而朝光面色深。

（2）水分

①水和植物

水生植物：水體與大氣環(huán)境相比有其不同的特點，因此水生植物形成了與之相適應的

形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特征。水中含氧量低，水生植物體內(nèi)則有由通氣組織形成的發(fā)達的通氣系

統(tǒng)；水中光照弱，所以沉水植物和浮水植物葉片薄，表皮細胞含有葉綠體；水的浮力較大,

則沉水植物和浮水植物的機械組織不發(fā)達；表皮無氣孔，輕度角質(zhì)化或完全不角質(zhì)化；維

管組織和根系均不發(fā)達，有些植物還沒有根毛。按生長的深淺度不同，水生植物可分為沉

水植物、浮水植物和挺水植物三類。

陸生植物：按著生土壤干濕程度不同，分成濕生植物、中生植物和旱生植物。濕生植

物在潮濕環(huán)境中生長，抗旱力最小。如蕨類、水稻、觀音蓮等。中生植物生長在水分條件

適中的陸地上，種類最多，分布最廣，數(shù)量最大。常見的陸生植物一般多為中生植物。旱

生植物在干旱環(huán)境中生長，較長時間干旱仍能維持水分平衡和正常生長發(fā)育。如生長在沙

漠的駱駝刺、麻黃、仙人掌科植物、景天科植物等。少漿類的植物，盡量縮小葉面積，減

少蒸騰，根系特別發(fā)達；多漿類植物，則根和莖葉逐漸變成貯水組織。

②水和動物

水生動物：終生生活在水中，其形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特性適于水中生活。根據(jù)生活的水層

不同，有浮游動物、水中動物和水底動物。浮游動物游泳能力較弱，浮游在水面。如變形

蟲、放射蟲、鞭毛蟲、部分根足蟲。水中動物游泳能力強，多數(shù)體形呈流線型，如大多數(shù)

魚類。水底動物則棲息或固著在水底泥沙和巖石上生活。如海星、鯨、比目魚等。

陸生動物：根據(jù)環(huán)境水分的多少，有濕生動物、中生動物和旱生動物。濕生動物生活

在潮濕地帶，如兩棲類；中生動物生活在普通陸地環(huán)境，種類最多，分布最廣，數(shù)量最大,

大多數(shù)陸地動物即為中生動物；旱生動物適應于在干燥沙漠地帶生活，有高濃度的尿液，

能利用代謝中產(chǎn)生的尿，如駱駝、沙鼠。

(3)溫度

①植物和溫度

一般植物在0℃?35℃的溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，生長加快，溫度降低則生長

減慢。除此之外，溫度的周期性變化對植物也具有重要的生態(tài)作用。

晝夜變溫對植物有機物生產(chǎn)有較大的影響。在一定的溫度范圍內(nèi)，晝夜溫差值越大，

植物生產(chǎn)量越高。這是因為白天溫度高，有利于光合作用，夜間溫度低，則抑制了呼吸作

用，降低了有機物的消耗。另外，晝夜變溫還能提高某些植物種子的萌發(fā)率，影響番茄等

植物體內(nèi)糖分轉(zhuǎn)移,影響葉的形態(tài)結(jié)構(gòu)、莖的牛長率及結(jié)實等.

季節(jié)變溫或節(jié)氣變化對植物也有較大影響。動、植物的生長、發(fā)育、活動規(guī)律與休眠

等生物學現(xiàn)象及對季節(jié)或節(jié)氣變化的反應，稱為物候。如植物的冬芽萌動，抽葉、開花、

結(jié)實或休眠等。植物物候是對季節(jié)性變溫的適應。

低溫和高溫也各具有不同的生態(tài)作用。例如低溫的影響，植物發(fā)育的某一時期，須一

定時間的低溫刺激才能開花的過程叫春化作用。原產(chǎn)地越往北方，春化要求溫度越低，時

間要求越長。過低的溫度也會對植物造成寒害和凍害，甚至導致死亡。高溫和低溫的致死、

傷害作用，使植物的地理分布也受到溫度的限制。例如馬尾松不耐低溫，在長江中下游地

區(qū)般分布在海拔100()米以下；而黃山松不耐高溫，在K江中下游地區(qū)分布在海拔1000

米以上。

③動物和溫度

大多數(shù)動物生活在一2C?5()℃范闈內(nèi)，各種動物對溫度的耐性不同。恒溫動物通常

比變溫動物的耐性強。變溫動物體內(nèi)沒有體溫調(diào)節(jié)的機制，主要靠尋找適宜的環(huán)境來調(diào)節(jié)

自己的體溫。

溫度影響動物的生長發(fā)育和繁殖，如蠣蟲在較高的環(huán)境溫度下全為單性雌體，而在較

低溫度下則有雄體和需交配的雌體。溫度還影響動物的體態(tài)，如東北虎比華南虎大，個體

大，相對體表面積就小，相對散熱也少。

有些動物能隨著季節(jié)變化有規(guī)律地遷移，如魚類的澗游、鳥類的遷徙。季節(jié)變化時有

些動物的體色會發(fā)生相應的變化，如北方的雪兔和雷鳥到冬季都會換上純白色的毛和羽

毛。有些動物常以休眠方式來抵抗極限溫度。低等動物和一部分恒溫動物不吃不動，使代

謝降到最低水平，以夏眠和冬眠的狀態(tài)來渡過炎熱干旱的夏季或嚴寒缺食的冬季。

(4)土壤

土壤是提供植物生活條件的地方，也是一些陸生動物棲息和活動的場所。

①土壤與植物

根據(jù)質(zhì)地不同，土壤分沙土、壤上和粘土三大類。沙土粘性小，通氣透水性強，但蓄

水性保肥性差，容易干；粘土質(zhì)地粘結(jié)，濕時粘、干歸便，保水性強，但通氣、透水性差；

壤土粘粒和粉沙的比例適度，質(zhì)地均勻，通氣逐水，保水、保肥性良好，適宜種植。

土壤中有水分，各種養(yǎng)分只有溶解在水里，井在水的參與下，才能分解、合成、轉(zhuǎn)化

和移動，供植物吸收和利用。但是水分過多，空氣減少會產(chǎn)生爛根，也會造成養(yǎng)分流失；

水分過少，會出現(xiàn)干旱，造成植物萎鬻，影響?zhàn)B料的吸收、運輸和光合作用的進行，同時

好氣性細菌活躍，氧化分解作用過強，使土壤有機質(zhì)缺乏，造成土壤瘠薄。土壤旦有空氣,

土壤通氣程度直接影響植物根系的呼吸、營養(yǎng)狀況和土壤微生物的種類、數(shù)量和活動情況。

土壤溫度直接影響植物種子萌發(fā)扎根，根系生長、呼吸、吸收、生長發(fā)育和繁殖能力。同

時制約各種鹽類的溶解速度、土壤氣體交換、水分蒸發(fā)、微生物活動、有機質(zhì)的分解、養(yǎng)

分的轉(zhuǎn)化等，一般植物都宜在10℃?35c之間生活。土壤還有一定的酸堿度，植物生活范

圍大多在pH4?9之間。過酸、過堿都會引起蛋白質(zhì)變性、酶鈍化（活性降低）、根細胞受

傷甚至受毒害。如十字花科腫根病常發(fā)生在酸性十一壤中，馬鈴薯瘡痂病發(fā)生在堿性土壤中。

②土壤與動物

土壤是許多陸地動物棲息、活動的重要場所。

土壤的含水量不同，會影響動物的呼吸、生殖和生長。如果土壤水分過多，通氣狀況

即較差,一叱動物會因缺氧而死亡,因此農(nóng)業(yè)卜常用灌水法來防治蟲害.土壤的氣體也常

影響動物的呼吸和行為。土壤中的溫度既有季節(jié)差異也有晝夜差異，溫度的變化常影響無

脊椎動物的垂直遷移，溫度高則在上層活動，溫度低則往土壤深處遷移。各種動物對土壤

pH值要求不同，叩頭蟲類大多數(shù)生活在pH4?5.2的土壤中，蚯蚓喜在pH4.5?8.5范圍

內(nèi)生活。

2.生物因子

環(huán)境中的生物因子包括種內(nèi)關系和種間關系兩個方面。

（1）種內(nèi)關系

種內(nèi)關系是同種個體之間的關系，包括種內(nèi)斗爭和種內(nèi)互助。

（2）種間關系

種間關系指不同種個體或種群之間的關系。它比種內(nèi)關系更為復雜，總起來將它們分

為正相互作用和負相互作用。正相互作用包括偏利共生、互利共生和原始合作等；而負相

互作用則包括競爭、寄生、捕食和偏害等。

偏利共生：是指兩種生物生活在一起，彼此之間一方有利，另一方不受害。如嚙齒類

動物的洞穴，鳥巢，常被另一些動物借宿，不互相傷害。

原始合作：兩種生物生活在一起，互相受益，但二者之間不存在依賴關系，可以分離

亓來。如寄居蟹和?？年P系，寄居蟹匿居在空螺殼里，海葵附著在螺殼上，?？眉?/p>

居蟹作為運動工具，并以它吃剩的殘屑為食，寄居蟹可受到海葵刺細胞的保護。

互利共生：兩種生物生活在一起，互相受益，但彼此之間具有依賴性二者不可分離的

這樣一種關系稱互利共生。由于二者不可分開，所以又稱專性共生。典型的有地衣中的藻

類和真菌，白蟻和它腸內(nèi)的鞭毛蟲。另外螞蟻和蜥蟲也可看作是一種共生關系，螞蟻收集

斯蟲的分泌物，并保護蜥蟲，蜥蟲的分泌物是螞蟻的食物，到深秋，螞蟻把蜥蟲卵帶到蟻

穴越冬，第二年春天又把它送到地面孵化繁殖。

3.生態(tài)因子的兩個定律

（1）最小因子定律：生物的生長發(fā)育對一些營養(yǎng)物質(zhì)需要一定量，如果完全缺乏這

些物質(zhì)，就不能生存；如果這些物質(zhì)處于最少量狀態(tài)，生長發(fā)育就受到影響。如，小麥等

作物的產(chǎn)量不受水等大量物質(zhì)的影響，而是受Mg、Fe等微量元素的影響。

（2）耐受性定律：各種生態(tài)因子對某一種生物都存在生物學上的上限和下限，它們

之間的幅度就是該生物對某一生態(tài)因子的耐受范圍。耐受性只是一個相對程度，只有狹、

廣的區(qū)分，如動、植物對溫度的耐受范圍有狹溫動植物和廣溫動植物。

（3）限制因子：在許多生態(tài)因子中，任何接近或超過某種生物的耐受性極限，而阻

止生物生長、繁殖、分布、生理機能正?；蛘呱娴囊蛩鼐褪窍拗埔蜃印Ｓ纱丝芍魏紊?/p>

態(tài)因子均可成為限制因子。限制因子可以因生物所處的環(huán)境不同或不同的發(fā)育階段而產(chǎn)生

差異。如水中的氧在正常情況下不會成為魚的限制因子，但是在高密度養(yǎng)魚的情況下，氧

就成為魚生存的限制因子。

（二）種群

自然種群是一定的時間和空間內(nèi)的同種個體的集合群或自然組合。種群是種存在的形

式。從生態(tài)學觀點看，種群不僅是一個種的個體的總和，而且是有一定特征、結(jié)構(gòu)和機能

的總體。種群可以用一些數(shù)量指標來進行研究。這些數(shù)量指標往往只為群體具有，單獨的

個體并不具備。如密度、出生率、死亡率、性別比例、年齡分布、數(shù)量波動、擴散和遷移

等.以下著重討論種群密度、數(shù)量變動等幾個主要問題,

1.種群密度

種群密度是指單位空間內(nèi)某個種群個體總數(shù)或生物量。它的統(tǒng)計可有兩類方法：

（1）實際密度的測定方法

單位面積的個體數(shù)即實際密度?？梢杂每倲?shù)調(diào)查和取樣調(diào)查等不同的方法進行測定。

總數(shù)調(diào)查普查法：是計算某地段中某種生物的全部存活個體數(shù)的方法。如人的總數(shù)統(tǒng)

計則進行人口普查。

取樣調(diào)查法：是通過計算某地段中（樣方和標志重捕）的生物，從而估計整體數(shù)的一

種方法。

（2）相對密度的估計方法

相對密度表示的是相對數(shù)量。動物的調(diào)查中常用的有糞堆、鳴叫聲、動物活動所形成

的土丘、洞穴、巢、蛹等進行估計，也可根據(jù)毛皮收購數(shù)量、拖網(wǎng)的捕撈量進行數(shù)目估計。

在植物的調(diào)查中用頻率、豐度、蓋度等進行種群數(shù)量的估計。

2.種群的空間分布格局

種群的空間分布格局是種內(nèi)個體在其生存環(huán)境空間中的配置方式。主要有均勻分布、

隨機分布和集群分布等形式。

（1）均勻分布：均勻分布是種群內(nèi)各個體的分布是等距離的。這主要是由于種群的

成員之間激烈競爭所引起的。如肥水池塘開始培肥時條件一致，浮游生物的分布是均勻分

布；植物中，森林樹木為爭奪樹冠、報部空間所進行的激烈競爭常導致均勻分布。

（2）隨機分布：種群中每個個體在任一空間的分布概率相等的現(xiàn)象是隨機分布。隨

機分布的現(xiàn)象在自然界中是十分罕見的，只有在資源，如食物、空間都分布均勻時，成員

間相互作用并不導致任何形式的吸引和排斥時才會有隨機分布。如面粉內(nèi)擬谷盜的分布是

隨機分布，森林底層中一些脊椎動物的分布是隨機分布。

（3）集群分布：種群的個體集中于一特定區(qū)的幾個點上是集群分布。自然界中生物

的空間分布大多屬于集群分布。它是動植物對付環(huán)境差異的結(jié)果，造成這種分布的原因可

能有資源分布不均，以母體為擴散中心等。

3.自然種群的數(shù)量變動與對策

種群研究的核心問題是種群的數(shù)量變動。種群中的個體有出生和死亡、遷入和遷出，

因此，種群的數(shù)量是經(jīng)常變化的。下面主要分析存活曲線、種群的增長等問題。

（1）存活曲線：存活曲線是表示一個種群在一定時期內(nèi)的存活量的指標，也是衡量

種群增長的基本參數(shù)。存活曲線一般有三種類型（如下圖所示）。

第I型存活曲線所代表的生物，它們早年活動期死亡率極低，晚年在達到生理年齡的

最大值時，在很短的期限內(nèi)一齊死亡。人類和許多哺乳動物的存活曲線很接近這一類。

第n型存活曲線代表的一類生物，它在整個生命周期內(nèi)，死亡率基本穩(wěn)定，如水蛇、

某些鳥類及小型哺乳動物較接近這一類。

第in型存活曲線代表的的生物，它們在幼齡階段有極高的死亡率，一旦過了危險期，

死亡率變得很低，而且穩(wěn)定，許多無脊椎動物和低等脊椎動物屬于這一型。如青蛙一次產(chǎn)

卵很多，卵在早期發(fā)育中的死亡和蝌蚪大量被捕食，曲線迅速下降。一些蝌蚪闖過早期，

變成成蛙，就能存活多年。

根據(jù)存活曲線的研究，可以看出各種動物種群最易受害的年齡。通過人為的控制這一

階段,就能達到有效捽制種群數(shù)量的目的.

1000-c--------一^

年齡時間

存活曲線圖形曲線

I、a、in表示三種類型曲線

（2）種群的增長（見上圖所示）①種群增長的“J”型（又稱指數(shù)增長）曲線②種群

增長的“S”型（又稱阻滯增長或邏輯斯蒂增長）曲線

兩種生長曲線的差異說明，在種群生長的環(huán)境

中存在著限制種群增長的因素，即存在一種阻力，券

稱為環(huán)境阻力。這些因素可能是有限的食物、可能*

是廢物的積累、可能是環(huán)境條件的變化，也可能是

種內(nèi)或種間的相互作用等。

影響種群個體數(shù)量的因素是很多的。某些能限

制或控制種群數(shù)量的因素，其作用強度隨種群密度而變化，稱為密度制約因素。如物種的

競爭在密度大的種群中程度比較強大，對種群數(shù)量的影響也較大，反之則較小。有些因素

在種群達到一定水平時起限制種群數(shù)量的作用，但它的作用強度和種群密度無關。氣候因

素就是這樣，如刮風、下雨、降雪、氣溫都會對種群的數(shù)量產(chǎn)生影響，但這些因素起多大

作用與種群密度無關。無論是密度制約因素還是非密度制約因素，它們都通過單個地或聯(lián)

合地影響種群的出生率、死亡率或遷移率而起控制種群數(shù)量的作用。

（3）種群對數(shù)量變動的適應對策

種群的適應對策是種群適應生存環(huán)境血表現(xiàn)出來的生態(tài)生物學特性。根據(jù)適應方式可

分為形態(tài)對策、生殖對策、生理對策和生態(tài)對策。這里主要介紹生態(tài)對策，包括兩類：K

對策和r對策。

K一對策：氣候穩(wěn)定的系統(tǒng)，如熱帶雨林，物種數(shù)量接近于環(huán)境容納量的水平，與邏

輯斯蒂增長模型中K值接近，故稱K對策。其特點是：壽命長，個體大死亡率較低，生

殖力弱，親代對子代有效地保護，但缺乏有效的散布方式。K對策種群的死亡率主要由與

種群密度相關的因素引起。K對策生物在新環(huán)境中定居能力較差，它常出現(xiàn)在群落演替的

晚期。大部分脊椎動物屬于K對策者。

r一對策：氣候條件多變的系統(tǒng)中，種群密度常處于增長狀態(tài)，是高增長率（r）的，

故稱r一對策。其特點是壽命短，個體小，死亡率高，生育時間早且生殖率高，發(fā)有快。

往往是臨時性生態(tài)環(huán)境的占據(jù)者，常常出現(xiàn)在群落演替的早期。其種群的死亡率主要由環(huán)

境變化引起，與種群密度無關。絕大部分無脊椎動物屬r對策者。

（三）生物群落

生物群落是指生活在一個特定環(huán)境中的所有生物種群的集合。植物群落的研究是比較

早和比較深入的。因此，本節(jié)主要以植物群落為例來介紹關于生物群落的知識。

1.群落的基本特征

群落內(nèi)物種的多度、密度、覆蓋度和頻度是群落內(nèi)部物種的數(shù)量特征。如松林中松樹

的個體數(shù)目（多度）最多，樹冠覆蓋地表面積（覆蓋度）最大，在不同地點出現(xiàn)的次數(shù)（頻

度）最多，于是松的種群是松林中占優(yōu)勢、起支配作用的優(yōu)勢種，優(yōu)勢種在眼環(huán)境和跟其

他種類的關系中達到了生態(tài)上的高度成功，它們是決定群落主要特性的植物種。任何一個

植物群落都有它們自己的生物組成和優(yōu)勢的種群。

植物群落中主要層次的優(yōu)勢種稱為建群種，它決定著整個群落的內(nèi)部構(gòu)造和特殊環(huán)

境。優(yōu)勢種特別是建群種決定著植物群落的外貌。外貌是認識植物群落的基礎，也是區(qū)分

不同植物群落的主要標志。如針葉林、常綠闊葉林、熱帶雨林，就是根據(jù)外貌加以區(qū)別的。

群落還有一定的結(jié)構(gòu)。群落內(nèi)部不同生活型的植物，在垂直和水平空間中的配置叫群

落的結(jié)構(gòu)。如森林群落中，植物在垂直方向形成的分層現(xiàn)象叫垂直結(jié)構(gòu)；林地中的植物沿

著水平方向分布成不同小群落的現(xiàn)象叫作水平結(jié)構(gòu)。

2.群落的演替

群落隨時間演進而發(fā)生的有規(guī)律的變化叫群落的演替。

植物群落往往是個動態(tài)系統(tǒng)，會隨著時間推移而變化和發(fā)展。群落經(jīng)過一段時間后，

內(nèi)部一些物種消失，另一些物種取代了它，并繁衍旺盛起來，最后新的群落代替原有的群

落。

群落演替有原生演替和次生演替兩種。在一個原先沒有生命的地方，即原生裸地上發(fā)

生的演替，叫原生演替。原生裸地包括裸露的巖石、河流和平原、沿海沙地、冰川和火山

地區(qū)等。演替最后終止在一種穩(wěn)定狀態(tài)，即達到頂極。次生演替是在一個群落被破壞，但

并未完全被消滅的地區(qū)所發(fā)生的演替。如荒棄的耕地、森林被砍伐或遭火災后所經(jīng)歷的演

替過程，即次生演替。次生演替不是從無開始，它的演替比原生演替快。植物群落的原生

演替類型中，從巖石表面開始的早生演替和從湖底開始的水生演替有典型性，分別代表極

干和多水兩個極端類型。

旱生演替有以下五個階段：地衣植物群落階段一苔辭植物群落階段一草本植物群落階

段一灌木群落階段f頂極群落階段（喬木群落階段）。

水生演替過程為：沉水植物群落階段一浮水植物群落階段一挺水植物群落階段一濕生

草本植物群落階段一灌叢、疏林植物群落階段一頂極群落階段。

3.陸地植物群落分布的地帶性

由于水分、熱量及兩者的配合情況不同，植物的分布隨經(jīng)度、緯度和海拔高度變化而

呈地帶性分布。如我國溫帶（北緯約42°）植被的經(jīng)度地帶性由東向西表現(xiàn)為：落葉闊葉

林（濕潤區(qū)）一森林草原帶（半濕潤區(qū)）一草原帶（半干旱區(qū)）一半荒漠帶、荒漠帶（干

旱區(qū)）一荒漠帶（極端干旱區(qū)）。又如北半球自南向北表現(xiàn)緯度地帶性，依次出現(xiàn)：熱帶

雨林（熱帶）一常綠闊葉林（亞熱帶）一落葉闊葉林（溫帶）一針葉林（寒溫帶）一苔原

（寒帶）。另外，我國長白山，從山麓到山頂表現(xiàn)因海拔不同而成的垂直地帶性，依次為:

落葉闊葉林一針闊混交林一云冷杉暗針葉林一岳樺矮曲林一小灌木、苔原。

（四）生態(tài)系統(tǒng)

1.生態(tài)系統(tǒng)的組成

概括起來生態(tài)系統(tǒng)都是由四個部分組成的，非生物的環(huán)境、生產(chǎn)者、消費者和分解者。

2.食物鏈

牛態(tài)系統(tǒng)中因食物關系而建立起來的一種聯(lián)系叫食物鏈C它反映食物能量的傳遞關

系。有腐食食物鏈、捕食食物鏈和寄生食物鏈幾種類型。

腐食食物鏈是專門以死亡生物為營養(yǎng)對象所形成的食物鏈，如植物的枯枝、敗葉一纖

維分解細菌f氨化細菌。

捕食食物鏈又叫活食鏈。如草一蚱蟠f田鼠一貓頭鷹。其中草是生產(chǎn)者，蚱嫡是一級

消費者，田鼠是二級消費者，貓頭鷹是三級消費者。能量沿著食物鏈途徑流動。

寄生食物鏈，如哺乳動物和鳥類f跳虱一原生動物f細菌f病毒，由于相互關系，形

成了五個等級的食物鏈。

由于絕大多數(shù)動物的食物是多種多樣的。因此，各種食物鏈彼此聯(lián)系，交錯成復雜的

食物網(wǎng)。在食物網(wǎng)中，一個物種的變化，會影響整個食物網(wǎng)內(nèi)各種物種數(shù)量的變動。

3.生態(tài)金字塔

在中學階段大家已經(jīng)學習過能量金字塔，還有數(shù)量金字塔和生物量金字塔。

數(shù)量金字塔是在生態(tài)系統(tǒng)中，每個營養(yǎng)級用有機體的數(shù)目來表示。一般來說，向上一

個營養(yǎng)級傳遞時，生物的體形增大，個體數(shù)目卻減少。如草食動物的數(shù)量多，肉食動物少,

依次類推。有時候數(shù)量金字塔會發(fā)生倒塔形。如成千二萬的昆蟲以一株樹為生，數(shù)量金字

塔就發(fā)生顛倒。

生物量金字塔是在生態(tài)系統(tǒng)中，每個營養(yǎng)級用生物量表示，一般用單位空間、時間的

生物體重量來表示。生物量金字塔表明，生產(chǎn)者的生物量大于草食動物，而草食動物又大

于肉食動物。生物量金字塔很少發(fā)生顛倒。但在某些水生生態(tài)系統(tǒng)中，如海洋里的浮游動

物量常常超過浮游植物量。這是因為作為浮游植物的藻類體積很小，但它繁殖速率高，在

單位時間內(nèi)大量繁殖，大量被吞食。因此常常使浮游植物量跟浮游動物量的比值小于1,

但藻類生產(chǎn)的總能量還是遠遠大于浮游動物的總能量的。

4.生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn)和次級生產(chǎn)

在一定時間或階段內(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，叫生產(chǎn)量

或生產(chǎn)力。如某池塘中，平均每年每立方米水體內(nèi)能生產(chǎn)100公斤鯉魚，其生產(chǎn)量就可用

1（）（）公斤/米3?年表示。也可換算成能量。生產(chǎn)量分為以下幾個水平：

（1）初級生產(chǎn)量

綠色植物通過光合作用，把太陽能轉(zhuǎn)變成植物體內(nèi)的化學能，這過程稱為“初級生產(chǎn)”

過程，它所固定的總能量（或形成的有機體總量）稱為“初級生產(chǎn)量，初級生產(chǎn)量乂分

為：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)量扣除掉生產(chǎn)者自養(yǎng)呼吸消耗后余下的數(shù)值。生態(tài)系統(tǒng)的凈初級生產(chǎn)量就是植物在該

系統(tǒng)中構(gòu)成的有機物質(zhì)和能量，是系統(tǒng)中其他生物成員賴以為生的物質(zhì)基礎。在陸地，熱

帶雨林的凈初級生產(chǎn)量較高，平均為2200克（干物質(zhì)）/米2?年。

（2）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，它就是動物月于生長、

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。可用下

列公式計算次級生產(chǎn)量：次級生產(chǎn)量=同化量一呼吸量；次級生產(chǎn)量=0體增重+新個體

重量

5.生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)

自然界的各種化學元素（包括構(gòu)成原生質(zhì)必不可少的元素），在生物圈里具有從環(huán)境

進入牛物體,沿著食物鏈而在不同牛物之間流轉(zhuǎn),最后被分解者分解而回到環(huán)境中夫的趨

勢，由于這種循環(huán)帶有全球性，所以稱為生物地球化學循環(huán)。生物地球化學循環(huán)分三類：

水循環(huán)、氣體循環(huán)和沉積型循環(huán)。以下以水循環(huán)和氣體循環(huán)為例介紹其特點。

（1）水循環(huán)

地球上的水是通過氣體形式而循環(huán)的，循環(huán)動力是太陽能，大氣是全球水循環(huán)的關鍵

因素。水循環(huán)的主要途徑有三條：①由于陽光照射，江、河、湖、海和土壤中的一部分水

變成水蒸氣，進入大氣。②植物的蒸騰作用和動物體表蒸發(fā)出來的水分進入大氣中。③

大氣中的水蒸氣遇冷，以雨、雪等形式回到地面。

（2）碳循環(huán)

（3）氮循環(huán)

氮是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本元素之一。在大氣中，氮的含量約占79%,但絕大多數(shù)生物不

能直接利用大氣中的氮。只有通過固氮作用，即把氮和氧結(jié)合成硝酸鹽和亞硝酸鹽，或使

氮和氫結(jié)合成氨，才能被植物利用。

固氮作用通常有三條途徑：①大氣固氮：氮的化學性質(zhì)很不活潑，但在閃電和宇宙射

線產(chǎn)生的高能作用下可分另!與氧和紅結(jié)合成硝酸鹽和氨，并隨著雨水降到地面。②生物固

氮：與豆科植物共生的根瘤菌有固氮功能，某些種類的藍綠藻也能固氮。③工業(yè)固氮：通

過工業(yè)生產(chǎn)而固氮是人類開辟的固氮途徑。氮循環(huán)的基本過程（如下圖所示）。

氮的循環(huán)

6.人與環(huán)境

（1）環(huán)境和環(huán)境質(zhì)量

環(huán)境質(zhì)量是指環(huán)境總體或環(huán)境要素受到污染的程度。它是根據(jù)人類具體要求而形成的

一種對環(huán)境總體評價的概念。世界衛(wèi)生組織將環(huán)境標準分為四個等級：

一級：規(guī)定值或規(guī)定值以下的濃度和時間,對環(huán)境無直接或間接影響C

二級：規(guī)定的濃度和時間，對環(huán)境易引起有害的作用。

三級：規(guī)定的濃度和時間，易引起人體生理機能的障礙和慢性疾病或縮短壽命。

四級：規(guī)定的濃度和時間，易引起多數(shù)人患急性疾病或死亡。

（2）環(huán)境污染

由于人類活動引起環(huán)境和它的組成要素如大氣、水體、土壤等的變化，并超出了環(huán)境

的自凈能力，使環(huán)境質(zhì)量下降，造成有害于人類或其他生物正常生存和發(fā)展的現(xiàn)象，叫做

環(huán)境污染。

環(huán)境污染的類型可有不同的劃分法，按環(huán)境要素不同分為：大氣污染、水污染和土壤

污染等；按污染產(chǎn)生的原因不同可分為工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)污染、化學污染和物理污染；按污

染物的形態(tài)不同可分成廢氣污染、廢水污染、固體廢物污染、噪聲污染和輻射污染；按污

染分布范圍可分為局部性污染、區(qū)域性污染和全球性污染。

（3）人類的努力

①自然保護區(qū)“自然保護區(qū)”乂叫“自然禁伐禁獵區(qū)二是國家為了保護自然環(huán)境、

自然資源和生物資源，滿足文教、科研以及游覽等需要而劃定的一定的空間范圍，禁止任

意采伐植物、捕殺動物和變更地形地貌的特殊保護的自然區(qū)域。自然保護區(qū)有多種類型，

根據(jù)其保護的內(nèi)容，可分成五大類：第一類是自然生態(tài)系統(tǒng)保護區(qū)；第二類是特有生態(tài)系

統(tǒng)保護區(qū)；第三類是珍稀或瀕危動植物自然保護區(qū)；第四類是典型自然景觀保護區(qū)；第五

類是有特殊意義的自然歷史遺址自然保護區(qū)。

②人和生物圈計劃是一項國際性的、政府間合作研究生態(tài)學的綜合性計劃。它由聯(lián)合

國教科文組織在其他組織配合下，于1970年第16屆全體會議上制定，1971年開始實施。

我國于1972年加入該計劃，并當選為“國際協(xié)調(diào)理事會”的理事國。

③每年的4月22日是“地球日二每年的6月5日是“世界環(huán)境日二

（五）動物的行為

動物的行為學主要是研究動物的行為規(guī)律，提示動物行為的產(chǎn)生、發(fā)展和進化以及動

物行為與動物生活的相互關系。它是生物學重要的分支學科。

1.行為及其分類

行為是有機體對外界環(huán)境的刺激所做出的反應。所有行為都有其適應意義，表現(xiàn)為生

存的改善（取食、避敵）和生殖的成功（求偶、繁殖、筑巢和照料后代等）。從適應的角

度來研究在自然環(huán)境中的行為的學科稱為行為學。行為的種類豐富多樣，可分為先天的行

為和獲得的行為。先天行為有趨性和向性、非條件反射、本能。后天行為有模仿、印隨、

條件反射、洞察學習或推理。

2.行為的基礎

（1）遺傳基礎行為具有遺傳基礎，我們可以通過研究行為差異的遺傳基礎，并利

用標準的遺傳學方法來確定差異的基因定位。比如有人對蜜蜂的行為遺傳進行了比較深入

的研究。他使用棕色品系（H）和Vanscoy品系（NH）的蜜蜂，二者在行為上不同。H型

有兩種行為：（a）打開蜂室；（b）移走感病致死的幼蟲，所以又叫衛(wèi)生型；NH型無此二

種行為，稱為不衛(wèi)生型。將兩個品系的蜜蜂雜交，B表現(xiàn)型為不衛(wèi)生型。B和純的衛(wèi)生型

回交時，得到四種不同的表現(xiàn)型（如下圖所示）。

PUURRxuurr

FiUuRr為不衛(wèi)生型xuurr

4

UuRr（!Z4）Uurr（1/4）uuRr（l/4）uurr（1/4）

不IZ生型（B）半II生/（D）半衛(wèi)生型（C）全R生型（A）

A：1/4,全衛(wèi)生型，打開蜂室，移出死蟲；

B：1/4,全不衛(wèi)生型，不打開蜂室，不移出死蟲

C：1/4,半衛(wèi)生型，打開蜂室，不移出死蟲

D：1/4,半衛(wèi)生型，不打開蜂室，人為打開蜂室后，可移出死蟲。

這種表現(xiàn)型的比例符合孟德爾的兩對性狀雜交遺傳的規(guī)律。因此，可以推斷，有兩個

基因控制衛(wèi)生一不衛(wèi)生的行為表現(xiàn)型。

（2）生理基礎一般認為動物行為產(chǎn)生的生理基礎與神經(jīng)系統(tǒng)、感覺器官、運動器

官和激素有關。動物的行為必須要有神經(jīng)系統(tǒng)、感覺器官的參與。外界的刺激被感受器感

受，需要神經(jīng)把信息傳入到中樞系統(tǒng)。通過協(xié)調(diào)，體內(nèi)各種組織器官活動才能達到一致，

從而控制動物的行為。許多行為也受激素的調(diào)控，特別是那些變化緩慢的生理活動和行為。

3.捕食行為

（1）索食行為（2）貯食行為

4.動物的攻擊行為和防御行為

（1）動物的攻擊行為同種動物個體之間發(fā)生相互攻擊或搏斗叫攻擊行為。同種動

物個體為爭奪食物、配偶或領地是發(fā)生攻擊行為的主要原因。同種動物在相互攻擊中一般

很少受到傷害。攻擊行為盡管使某些個體受到損害，甚至死亡，但對種族還是有利的。它

使動物占有足夠的食物和空間，使勝利者擁有交配權(quán)，對個體的生存和種族的進化都有利。

（2）動物的防御行為動物采取各種方式保護自己，防御敵害的行為叫防御行為。

防御行為有很多方式。如：

①保護色：動物身體的顏色與其棲息環(huán)境相似，以此避敵求生。這種在體色上對環(huán)境

的適應叫保護色。如水母、海螢等漂浮生物軀體近于全透明，是對水體的良好適應。

②警戒色：一些能釋放毒液或惡臭的動物，其體表多具醒目的色澤或斑紋。其意義在

于警示或嚇退其捕食者，所以稱這種體色為警戒色。

③擬態(tài)：某些動物的形體或色澤與其他生物或非生物異常相似，這種狀態(tài)叫擬態(tài)。如

竹節(jié)蟲的體形酷似竹枝。

④假死：是一種以裝死方式來逃生的保護性適應。如金龜子遇敵害后會裝死，從植株

上滾落地上，伺機逃脫，從那些喜歡吃活食的捕食者口中逃生。

⑤逃逸：某些動物遇敵害時，會采取一定方式迷惑捕食者，趁機逃走，這樣的保護性

適應方式叫逃逸。如蜥蜴會斷尾來逃生；烏賊噴出墨團趁機逃逸；黃鼬能以臭氣退敵等。

⑥其他方式：如牛遇敵害時，成年的個體會圍成一圈，頭朝外，把幼體保護在中央，

用角御敵；烏鴉會聚眾亂叫以卸敵；食肉目動物多以提上唇、露犬齒，并發(fā)出鳴叫來驅(qū)敵。

動物的防御行為保護了個體的生存，保證了種族的延續(xù)，是動物長期適應環(huán)境的結(jié)果。

動物的防御行為又不是總能起到保護自己作用的，饑餓的食蟲鳥不再挑剔假死的金龜子，

杜鵑口腔上皮細胞有特殊保護能力，不怕毛蟲的毒毛。這說明了適應具有相對性。

5.動物的繁殖行為

自然選擇產(chǎn)牛了各種機制包括繁殖行為.來保證繁殖的成功。在繁殖過程中動物所表

現(xiàn)出來的一系列動作或活動，如：兩性的識別、占領巢區(qū)、筑巢、求偶、交配、孵化、哺

育等就是屬于繁殖行為。

6.定向行為

大多數(shù)動物在其活動區(qū)域中，都有其特殊的定位方法。人類主要依靠視覺定位；而蝙

端主要靠聽覺定向；一些昆蟲、水生動物和哺乳動物主要靠化學（嗅覺）走向。

（1）化學定向：即依靠對化學物質(zhì)的感受來定向。這在社會性昆蟲、水生動物以及

某些哺乳動物的活動中起著重要作用。如魚類的澗游是化學定向的。試驗證明鯉魚的