動物、植物的生長或其他自然現(xiàn)象

1、1 .種群地球上任何一種動物或植物都由許多個體組成，這些個體在地表總是占據(jù)著一定的地區(qū)，我們把占據(jù)著一定環(huán)境空間的同一種生物的個體集群叫做種群。換句話說，種群就是在一定空間中同種生物的個體群。種群是由個體組成的，但是當(dāng)生物進(jìn)入到種群水平時，生物的個體已成為較大和較復(fù)雜生物體系中的一部分，此時，作為整體的種群出現(xiàn)了許多不為個體所具有的新屬性如出生率、死亡率、年齡結(jié)構(gòu)、分布格局和某些動物種群獨有的社群結(jié)構(gòu)等特征。在自然界，種群是物種存在、物種進(jìn)化和表達(dá)種內(nèi)關(guān)系的基本單位，是生物群落或生態(tài)系統(tǒng)的基本組成部分，同時也是生物資源開發(fā)、利用和保護(hù)的具體對象。種群個體數(shù)目的增加稱為種群增長。如果一個單獨的種

2、群（在自然界，常常是若干種群的個體生長在一起）在食物和空間充足，并無天敵與疾病以及個體的遷人與遷出等因素存在時，按恒定的瞬時增長率（r）連續(xù)地增殖，即世代是重疊時，該種群便表現(xiàn)為指數(shù)式增長，即dN/dt=rNo其積分就得到經(jīng)過時間t后種群的總個體數(shù)，可用一條個體數(shù)目不斷增加的J形曲線來表示（圖104）。種群如按此方式增長，那么一個細(xì)菌經(jīng)過36小時，完成108個世代后，將繁殖出2107個細(xì)菌，可以布滿全球一尺厚。達(dá)爾文也曾計算過繁殖緩慢的大象的個體。一對大象任其自由繁殖，后代都能成活，750年后將會有19000000頭大象的存在。這些顯然是一種推算。實際上，這種按生物內(nèi)在增長能力即生物潛力呈幾何

3、級數(shù)或指數(shù)方式的增長在自然界是不可能實現(xiàn)的。因為限制生物增長的生物因素和非生物因素即環(huán)境阻力的存在(如有限的生存空間和食物，種內(nèi)和種間競爭，天故的捕食，疾病和不良?xì)夂驐l件等)和生物的年齡變化等必然影響到種群的出生率和存活數(shù)目，從而降低種群的實際增長率，使個體數(shù)目不可能無限地增長下去。相反，通常是當(dāng)種群侵入到一個新地區(qū)后，開始時增長較快，隨后逐漸變慢，最后穩(wěn)定在一定水平上，或者在這一水平上下波動。此時個體數(shù)目接近或達(dá)到環(huán)境最大容量或環(huán)境的最大負(fù)荷量(K)。在這種有限制的環(huán)境條件下，種群的增長可用邏輯斯諦方程表示：dN/dt=rN(K-N/K)=rN(1-N/K),1-N/K代表環(huán)境阻力。增長曲線

4、表現(xiàn)為S形。一般認(rèn)為，這種增長動態(tài)是自然種群最普遍的形式。種群動態(tài)與調(diào)節(jié)機(jī)能的研究，對于管理和保護(hù)生物資源，以及對于了解自然界的生態(tài)平衡都具有重要意義。2 .生物群落群落的概念在自然界，任何生物物種都不是孤立地生存，總有許多其他生物種與之同群共居，形成一個完整的生物群休。正如種群是個體的集合體一樣，群落是種群的集合體，是一個比種群更復(fù)雜更高一級的生命組織層次。群落因成分中生物類別不同而有不同的名稱。如果在一定地段上，共同生活在一起的植物種以多種多樣的方式彼此發(fā)生作用，形成一種有規(guī)律的組合，這種多植物種的組合就叫做植物群落。它是不同種類植物松散地組織起來的單位O河漫灘上的一塊草地，山坡上的一片松

5、林，湖岸淺水處的一片蘆葦叢，乃至一塊人工管理的稻田，都是植物群落。其類型繁雜多樣，其面積差別懸殊，彼此之間的邊界明顯或不明顯。動物同植物一樣，也常常是以群落的形式組合在一起共同生活著。只是由于動物的流動性很大，群落組合更松散，在科學(xué)研究上多以種群為對象而很少應(yīng)用動物群落”一詞。植物群落是動物的食物資源庫、隱蔽所和繁殖生息的地方。所以地球上沒有毫無動物棲居的植物群落，也沒有不與植物群落發(fā)生關(guān)系的動物群落。在動植物生活的地方，甚至其軀體上都布滿著微生物的群體。因此，在一定地段的自然環(huán)境條件下，由彼此在發(fā)展中有密切聯(lián)系的動物、植物和微生物有規(guī)律地組合成的生物群體，叫做生物群落。每個生物群落都是自然界

6、真實存在的一個整體單位，占據(jù)著生物圈的一定地區(qū)，具有一定的組成和結(jié)構(gòu)，在物質(zhì)和能量交換中執(zhí)行著獨特的功能。生物群落中以陸地植物群落的外貌最為突出，在生物群落的結(jié)構(gòu)和功能中所起作用最大。一個地區(qū)全部植物群落的總體，叫做該地區(qū)的植被。如北京的植被、秦嶺山地的植被都是指該地區(qū)范圍內(nèi)分布的全部植物群落。地球上所存在的各種自然群落，如森林、草原、荒漠、沼澤等都是億萬年來地球歷史發(fā)展的產(chǎn)物，是通過長期自然選擇在一定地區(qū)產(chǎn)生的最合理、最有效的生物群體。人們研究它，可從中得到啟示，以便更合理地創(chuàng)造人工群落，改造自然群落。生物群落的動態(tài)生物群落同其他自然現(xiàn)象一樣是一個動態(tài)系統(tǒng)，處在不斷發(fā)展變化之中。生物群落作為

7、一個由多種有機(jī)體構(gòu)成的生命系統(tǒng)，既有季相變化和年變化，又有群落的演替和演化等。其中,以群落的季節(jié)性變化和演替比較重要。在氣候季節(jié)變化明顯的地區(qū)，植物在不同季節(jié)通過發(fā)芬、展葉、開花、結(jié)果和休眠等不同的物候階段，使整個群落在各季表現(xiàn)出不同的外貌，叫做群落的季相。不同氣候帶群落季相表現(xiàn)很不一致，在終年炎熱多雨的熱帶雨林變化很不明顯；溫帶地區(qū)四季分明，變化最為突出。群落的季節(jié)性變化除季相更替外，群落的生產(chǎn)力、植物的營養(yǎng)成分和群落的內(nèi)部環(huán)境也都相應(yīng)地發(fā)生周期性變化。由于氣候變遷、洪水、野火、山崩、動物的活動和植物繁殖體的遷移散布，以及因群落本身的活動改變了內(nèi)部環(huán)境等自然原因，或者由于人類活動的結(jié)果，可使

8、群落發(fā)生根本性的變化。這種在一定地段上一個群落被性質(zhì)不同的另一個群落所替代的現(xiàn)象叫做演替。例如，在某一林區(qū)，一片土地上的樹木被砍伐后辟為農(nóng)田，種植作物；以后這塊農(nóng)田被廢棄，在無外來因素干擾的情況下，就發(fā)育出一系列植物，并且依次替代。首先出現(xiàn)的是一年生雜草群落；然后是多年生雜類草與禾草組成的群落；再后是灌木群落和喬木的出現(xiàn)，直到一片森林再度形成，替代現(xiàn)象基本結(jié)束。在這里，原來的森林群落被農(nóng)業(yè)植物群落所代替，就其發(fā)生原因而論是一種人為演替。此后，在撩荒地上一系列天然植物群落相繼出現(xiàn)，主要是由于植物之間和植物與環(huán)境之間的相互作用，以及這種相互作用的不斷變化而引起的自然演替過程。群落的演替按發(fā)生的基質(zhì)

9、狀況可分為兩類。發(fā)生于以前沒有植被覆蓋過的原生裸地上的群落演替叫做原生演替。原來有過植被覆蓋，以后由于某種原因原有植被消滅了，這樣的裸地叫做次生裸地。土壤中常常還保留著植物的種子或其他繁殖體，發(fā)生在這種裸地上的演替稱做次生演替。上述出現(xiàn)于撩荒地上的演替即屬此類。原生演替如果是發(fā)生在森林氣候環(huán)境下，其演替系列可概括為：裸巖-地衣群落-苔葬群落草本群落-灌木群落-喬木群落。如果發(fā)生在淡水湖泊里，演替系列為：開敞水體-沉水植物群落-浮葉植物群落-挺水植物群落-濕生植物群落-陸地中生或旱生植物群落（圖105）。從圖中可以看出，與植物群落發(fā)生演替的同時，棲居于其中的動物種群也發(fā)生更替，每一階段的動物群都

10、與一定的植物群落類型相聯(lián)系。群落演替還因其發(fā)展方向不同分為順行演替與逆行演替。當(dāng)發(fā)生于裸露地面或撩蕪地面的群落經(jīng)過一系列發(fā)展變化，總趨勢朝向逐漸符合于當(dāng)?shù)刂饕鷳B(tài)環(huán)境條件（如氣候和土壤）的演替過程，叫做順行演替。順行演替的結(jié)果，群落的特征一般表現(xiàn)為生物種類由少到多，結(jié)構(gòu)由簡單到復(fù)雜，由不穩(wěn)定變得比較穩(wěn)定。最后會發(fā)展成為與當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件協(xié)調(diào)一致的、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的頂極群落，整個群落的物質(zhì)與能量的輸入和輸出保持相對平衡。群落由于受到干擾破壞而驅(qū)使演替過程倒退，即逆行演替。強(qiáng)度放牧下的草原，因適口性強(qiáng)的牧草逐漸減少或消失，品質(zhì)低劣或有毒和有刺的植物得以繁生蔓延，草群總蓋度下降，甚至出現(xiàn)裸露地面。草原發(fā)生的這

11、種退化現(xiàn)象即是逆行演替。河流中上游地區(qū)的森林或其他類型的植被被過度砍伐，如遇大雨、河水暴漲造成危害，是植被逆行演替帶來的惡果。群落演替的速度隨具體條件不同而有差異。一般在演替系列的早期階段比較迅速，群落穩(wěn)定性差；后期演替速度逐漸變慢；最后階段的群落保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。次生演替比原生演替快些。研究群落的演替對于認(rèn)識它們的性質(zhì)，預(yù)測未來發(fā)展的趨向，以及合理利用、改造和保護(hù)等方面都有重要意義。3.生態(tài)系統(tǒng)在自然界，任何生物群落總是通過連續(xù)的能量-物質(zhì)交換與其生存的自然環(huán)境不可分割地相互聯(lián)系和相互作用著，共同形成統(tǒng)一的整體，這樣的生態(tài)功能單位就是生態(tài)系統(tǒng)。按照生態(tài)系統(tǒng)的上述定義，我們既可以從類型上去理解，例如森林、草原、荒漠、凍原、沼澤、河流、海洋、湖泊、農(nóng)田和城市等；也可以從區(qū)域上理解它，例如分布有森林、灌叢、草地和溪流的一個山地地區(qū)或是包含著農(nóng)田、人工林、草地、河流、池塘和村落與城鎮(zhèn)的一片平原地區(qū)都是生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)是地球表層的基本組成單位，它的面積大小很懸殊，從整個最大的生物圈，到最小的一滴水及其中的微生物。所以整個地球表層就是由大大小小各種不同的生態(tài)作為一個開放系統(tǒng)，生態(tài)系統(tǒng)并不是完全被動地接受環(huán)境的影響，在正常情況下的一定限度內(nèi)，其本身都具