生態(tài)學(xué)(中文簡(jiǎn)潔版)

A1什么是生態(tài)學(xué)生態(tài)學(xué)的定義生態(tài)學(xué)是研究有機(jī)體與其環(huán)境相互作用的科學(xué)?！碍h(huán)境”是物理環(huán)境（溫度、可利用水等）和生物環(huán)境（對(duì)有機(jī)體的、來(lái)自其他有機(jī)體的任何影響）的結(jié)合體。個(gè)休、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)所研究的有4個(gè)可辨別尺度的亞部分：⑴探討個(gè)體對(duì)其環(huán)境的反應(yīng)；（ii）研究單個(gè)物種的種群對(duì)于環(huán)境的反應(yīng),和探討諸如多度（abundance）及其波動(dòng)等的過(guò)程；（iii）群落（出現(xiàn)在確定面積中的種群集合）的組成和結(jié)構(gòu)；（iv）生態(tài)系統(tǒng)（群落與環(huán)境的非生物成分的結(jié)合）內(nèi)的各種過(guò)程，例如能流、食物網(wǎng)和營(yíng)養(yǎng)物的循環(huán)等。B1適應(yīng)適合度適合度是個(gè)體生產(chǎn)能存活后代、并能對(duì)未來(lái)世代有貢獻(xiàn)的能力的指標(biāo)。個(gè)體的相對(duì)適合度是有變化的，這種變化部分決定于個(gè)體的遺傳區(qū)別，部分決定于環(huán)境的影響。自然選擇種中具有最高適合度的個(gè)體將會(huì)對(duì)未來(lái)世代作出特別高的貢獻(xiàn)。如果適合度的差別含有遺傳的成分，則后代的遺傳組成會(huì)有改變。這個(gè)過(guò)程稱為自然選擇或“最適者生存”。適 應(yīng)有機(jī)體所具有的有助于生存和生殖的任何可遺傳特征都是適應(yīng)。適應(yīng)性特征可以是生理的或行為的。適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果?；蛐秃捅硇突蛐褪莻€(gè)體的遺傳組成。表型是各個(gè)有機(jī)體，它是基因型與環(huán)境的相互作用的產(chǎn)物。由于環(huán)境對(duì)基因型的影響，表型發(fā)生變化的能力叫做表型可塑性（如人的曬黑、風(fēng)造形的植物、蝗蟲(chóng)的單生或群居型）。相關(guān)主題生態(tài)學(xué)的10個(gè)規(guī)律（A2） 物種形成（02）遺傳變異（01）B2應(yīng)付環(huán)境變異條 件引起有機(jī)體對(duì)其反應(yīng)的、可變的環(huán)境因子是條件（conditions）,例如溫度、酸度和鹽度。條件是不可能被減少的——它不能被有機(jī)體用掉或消耗掉。資 源有機(jī)體消耗的任何東西，對(duì)該有機(jī)體而言，就是資源。例如，蜜是蜜蜂的資源，光是一切綠色植物的資源。環(huán)境變異大多數(shù)有機(jī)體都必須應(yīng)付在一定時(shí)間尺度范圍內(nèi)不斷變化著的外界環(huán)境。某些環(huán)境因子的變化以秒或分計(jì)（如當(dāng)有云塊時(shí)的陽(yáng)光強(qiáng)度），另一些因子的變化以日或季計(jì)，甚至更長(zhǎng)更長(zhǎng)的時(shí)期（如冰河周期）。內(nèi)調(diào)節(jié)生物細(xì)胞不可能在劇烈的變動(dòng)環(huán)境中運(yùn)行，因此，有機(jī)體要采取行動(dòng)以限制其內(nèi)環(huán)境的變異性。穩(wěn) 態(tài)有機(jī)體在可變動(dòng)的外部環(huán)境中維持一個(gè)相對(duì)恒定的內(nèi)部環(huán)境，稱為穩(wěn)態(tài)（homeostasis）。一切有機(jī)體都采取一定程度的穩(wěn)態(tài)控制，但是一般地說(shuō)，大型有機(jī)體比小型的更易從其外部環(huán)境中退耦（decouple）。負(fù)反饋大多數(shù)生物的穩(wěn)態(tài)機(jī)制以大致一樣的方式起作用：如果一個(gè)因子的內(nèi)部水平（如溫度或滲透性）太高，該機(jī)制將減少它；如果水平太低，就提高它。這個(gè)過(guò)程叫做負(fù)反饋。負(fù)反饋反應(yīng)的方向與信號(hào)的相反。耐受性有機(jī)體能夠應(yīng)付其外部環(huán)境的變化（雖然不同物質(zhì)表現(xiàn)很不相同）。種的成員能夠生存的環(huán)境條件上限和下限是種的耐受限度。在此極端條件下通常不出現(xiàn)生長(zhǎng)，但在條件更狹窄的范圍內(nèi)能生長(zhǎng)，而適合度最大只能出現(xiàn)在更窄的最適范圍內(nèi)。相關(guān)主題植物與水（見(jiàn)D2） 對(duì)溫度的響應(yīng)（見(jiàn)E2） 動(dòng)物與水（見(jiàn)D3）太陽(yáng)輻射與植物（見(jiàn)F1）B3生態(tài)位生態(tài)位有機(jī)體的生態(tài)位（niche）是它在它的環(huán)境中所處的位置，包括它發(fā)現(xiàn)的各種條件、所利用的資源和在那里的時(shí)間。棲息地有機(jī)體的棲息地（habitat，或譯生境）是它所處的物理環(huán)境，例如，溫帶闊葉林。每一個(gè)棲息地提供許多生態(tài)位。多維生態(tài)位空間定義有機(jī)體生態(tài)位的每一個(gè)條件和資源，對(duì)于有機(jī)體能出現(xiàn)的空間提供一個(gè)維度。一起考慮所有維度，全面確定的有機(jī)體的生態(tài)位，是多維生態(tài)位空間，或“n-維超體積”基礎(chǔ)生態(tài)位在沒(méi)競(jìng)爭(zhēng)和捕食條件下，有機(jī)體的生態(tài)位空間叫做基礎(chǔ)生態(tài)位（fundamentalniche）。實(shí)際生態(tài)位當(dāng)有競(jìng)爭(zhēng)和捕食出現(xiàn)時(shí)，有機(jī)體所占有的生態(tài)位空間是實(shí)際生態(tài)位（realizedniche），實(shí)際生態(tài)位始終是基礎(chǔ)生態(tài)位的一個(gè)子集。相關(guān)主題競(jìng)爭(zhēng)的性質(zhì)（見(jiàn)I1） 資源分配（見(jiàn)I3） 種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)（見(jiàn)I2）C1太陽(yáng)輻射與氣候太陽(yáng)輻射太陽(yáng)能使地球上的氣候產(chǎn)生變化。太陽(yáng)的能量到達(dá)地球上時(shí)，高能量的光波被地球吸收，并以熱輻射的形式再釋放出來(lái)。被加熱的空氣上升，與此同時(shí)膨脹。此膨脹吸收了空氣中的能量，導(dǎo)致空氣溫度下降，這個(gè)過(guò)程稱為絕熱冷卻。地球的風(fēng)型地球上主要的風(fēng)系是由環(huán)繞赤道的熱空氣的上升運(yùn)動(dòng)而引起的，從南北而來(lái)的較冷空氣替代了熱空氣，形成了信風(fēng)?？评飱W利（coriolus）效應(yīng)（由地球的自轉(zhuǎn)引起）使移動(dòng)的空氣在北半球向右偏轉(zhuǎn)，在南半球向左偏轉(zhuǎn)。南北兩半球的信風(fēng)恰好在赤道北部于熱帶輻合區(qū)（ITCZ）相遇。在南北緯40°地區(qū)的高層大氣中，發(fā)生從西而來(lái)的“急流”風(fēng)。地球兩極的冰群增加了地球表面的反射系數(shù)和（或反照率），降低了空氣的升溫，產(chǎn)生了一些密集的冷空氣帶。洋流風(fēng)攪動(dòng)著地球上的海洋，信風(fēng)將海水掀起海浪沖向大陸，造成海平面的不平衡。例如，北美洲的海平面在大西洋一側(cè)比太平洋一側(cè)高一兩米，這種差異形成了洋流。因此，如在加勒比海堆聚的溫暖海水，沿著美洲海岸向北移動(dòng)，即墨西哥灣流，然后轉(zhuǎn)向歐洲北部，對(duì)歐洲具有顯著的增溫作用。降雨潮濕的空氣遇冷形成降雨。溫暖的空氣比冷空氣攜帶更多的水，所以冷即使熱空氣凝結(jié)成小水滴，并以雨的形式降落。例如，如果空氣在海上流過(guò)，然后沿山上升，這空氣將以絕熱溫度遞減率冷卻，即每上升1000m溫度下降6?10°C,這還取決于空氣中的含水量，并將導(dǎo)致降雨?？諝夥竭^(guò)山后，將下降并被壓縮變暖，導(dǎo)致在山的背風(fēng)面形成雨影。災(zāi)害熱帶海洋的靜止?fàn)顟B(tài)可導(dǎo)致風(fēng)暴。在數(shù)天內(nèi)，溫暖海水上方空氣的極微小運(yùn)動(dòng)，可能被突然升起的一些暖空氣柱擾亂，引起海水表面的風(fēng)卷進(jìn)不斷升起的空氣柱中。上升的空氣飽含了水分，在上升過(guò)程中，空氣膨脹并冷卻。水蒸汽轉(zhuǎn)變?yōu)樗?，釋放凝結(jié)熱，并提供能量進(jìn)一步推動(dòng)此過(guò)程，這就可能發(fā)展成颶風(fēng)。相關(guān)主題生態(tài)系統(tǒng)格局（S1）生態(tài)系統(tǒng)格局（S1）D3動(dòng)物與水魚(yú)類的水平衡兩棲類的水平衡兩棲類的腎功能很像淡水魚(yú)的腎功能。然而在陸地上，脫水對(duì)滲透調(diào)節(jié)是最重要的問(wèn)題，蛙保存體液是通過(guò)膀胱上皮細(xì)胞的重吸收水。E1溫度與代謝恒溫動(dòng)物和變溫動(dòng)物按照有機(jī)體的體溫調(diào)節(jié)過(guò)程有可能對(duì)有機(jī)體進(jìn)行分類。一種可能的劃分是恒溫動(dòng)物和變溫動(dòng)物。當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),恒溫動(dòng)物保持著大致恒定的體溫，而變溫動(dòng)物的體溫隨環(huán)境溫度而改變。這種分類的一個(gè)問(wèn)題是，即使是典型的恒溫動(dòng)物也經(jīng)歷了降低體溫的時(shí)期。在有機(jī)體之間，可供選擇的另一種劃分描述如下。外溫動(dòng)物和內(nèi)溫動(dòng)物像爬行動(dòng)物等有機(jī)體屬外溫動(dòng)物，它們很大程度地依賴于外來(lái)的熱來(lái)提高自己的體溫。內(nèi)溫動(dòng)物是能夠在體內(nèi)產(chǎn)熱以升高體溫的有機(jī)體。鳥(niǎo)和哺乳動(dòng)物屬于這一類。熱中性區(qū)（thermoneutralzone）是環(huán)境的溫度范圍，在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，內(nèi)溫動(dòng)物僅使用一個(gè)最小的代謝率以維持恒定的體溫。環(huán)境溫度離熱中性區(qū)越遠(yuǎn)，內(nèi)溫動(dòng)物維持恒定體溫消耗的能量越多。相關(guān)主題太陽(yáng)輻射與氣候（C1） 對(duì)溫度的響應(yīng)（E2） 植物與水（D2） 溫度與物種分布（E3） 動(dòng)物與水（D3）生態(tài)系統(tǒng)格局（S1） 生態(tài)系統(tǒng)格局（S1）E3溫度與物種分布物種分布與溫度地球上主要生物群系的分布反應(yīng)了主要的溫度帶。然而當(dāng)考慮物種分布的時(shí)候，很難歸結(jié)于溫度的作用。在某些情況下，一個(gè)物種的分布界限能夠歸結(jié)于阻止物種生存的致死溫度。然而，種的分布限與等溫線間相一致，是一種更廣泛分布的相關(guān)類型。等溫線是在地圖上把具有相同平均溫度的地方連結(jié)起來(lái)的線?？偟恼f(shuō)來(lái)，一個(gè)有機(jī)體的分布界限不是由致死溫度所決定，而是由造成競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)弱條件所決定。對(duì)溫度的進(jìn)化反應(yīng)溫度對(duì)個(gè)體的影響被進(jìn)化的變異減弱。阿倫法則（Allen'srule）陳述了來(lái)自冷氣候中的內(nèi)溫動(dòng)物與來(lái)自溫暖氣候的內(nèi)溫動(dòng)物相比，趨向于具有更短的末端（耳朵和四肢）；因此降低了它們的表面積對(duì)體積的比率。這個(gè)規(guī)律有很廣的適用性。貝格曼規(guī)律（Bergmann'srule）講述了寒冷地區(qū)的哺乳動(dòng)物比溫暖地區(qū)的哺乳動(dòng)物個(gè)體趨向于更大，也減低了它們的表面積與體積的比率。這個(gè)規(guī)律沒(méi)有廣泛的種間的適用性，是由于在測(cè)定體重中牽涉到其它的重要因子，但是在種內(nèi)經(jīng)常是真實(shí)的。相關(guān)主題溫度與代謝（E1） 競(jìng)爭(zhēng)的性質(zhì)（I1）對(duì)溫度的響應(yīng)（E2） 生態(tài)系統(tǒng)格局（S1）F1太陽(yáng)輻射與植物輻射能和光合作用綠色植物能夠利用的惟一能源是輻射能。當(dāng)葉子截獲輻射能時(shí)，它能被吸收、反射或者透射。吸收的部分能量到達(dá)葉綠體，引發(fā)了光合作用，在這個(gè)過(guò)程中，輻射能被用于轉(zhuǎn)化水和二氧化碳成為糖。太陽(yáng)輻射包含了不同波長(zhǎng)的光譜。然而，僅有一個(gè)有限的光譜帶對(duì)光合作用是有效的。這就是光合活性輻射（PAR）帶，對(duì)綠化植物是位于380nm到700nm之間。輻射能轉(zhuǎn)換效率計(jì)算光合作用效率是有可能的。作為生物化學(xué)過(guò)程，光合作用是高效率的；進(jìn)入反應(yīng)部位的可用輻射能的35%轉(zhuǎn)化為潛在能量。在植物水平上的真實(shí)效率在0.5%和3%之間變化，取決于植物和環(huán)境。光合作用的測(cè)量光合作用速率是總速率的測(cè)量，即植物捕獲的輻射能，并把它固定到碳的化合物中。光合作用凈同化是同化量的呼吸的丟失量之差。因此，凈同化在黑暗中是負(fù)值，并隨PRA增加而增長(zhǎng)。在光合作用的同化量等于呼吸消耗量時(shí)的PRA強(qiáng)度，稱為補(bǔ)償點(diǎn)（compensationpoint）相關(guān)主題太陽(yáng)輻射與氣候（C1）對(duì)溫度的響應(yīng)（E2） 植物與水（D2） 溫度與物種分布（E3） 溫度與代謝（E1）生態(tài)系統(tǒng)格局（S1））G2植物與消費(fèi)者群落中物質(zhì)的命運(yùn)生命物質(zhì)的主要基本組成分是碳。當(dāng)通過(guò)光合作用固定CO2，利用太陽(yáng)能把CO2和水合成糖時(shí)，使碳進(jìn)入群落的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)中。這樣碳成了凈初級(jí)生產(chǎn)力（NPP）這就是在光合作用中每單位時(shí)間植物積累的總能量。當(dāng)儲(chǔ)存碳的高能量分子最終用于提供工作能量時(shí)，碳就以CO2的形式釋放到大氣中。生產(chǎn)者自養(yǎng)生物一一大多數(shù)陸地生態(tài)系統(tǒng)的主要生產(chǎn)者，利用太陽(yáng)能或無(wú)機(jī)物質(zhì)氧化作用的能量，使無(wú)機(jī)分子成為有機(jī)分子。在陸地系統(tǒng)中植物是主要的生產(chǎn)者，而浮游植物在開(kāi)放海洋中最重要。在深水域中，光合產(chǎn)物只在上層部分（透光區(qū)）產(chǎn)生，因?yàn)楣饽芡溉脒@部分。在更深水域中，光不能透入，故這無(wú)光區(qū)沒(méi)有光合作用發(fā)生。消費(fèi)者植物被初級(jí)消費(fèi)者所食，如草食哺乳動(dòng)物和昆蟲(chóng)。海洋里，浮游動(dòng)物以浮游植物為食。這些初級(jí)消費(fèi)者依次又被次級(jí)消費(fèi)者一一肉食動(dòng)物所食，如哺乳動(dòng)物和蜘蛛。在海洋中，很多魚(yú)類以浮游動(dòng)物為食時(shí)成為次級(jí)消費(fèi)者。分解者在生態(tài)系統(tǒng)中組成生命有機(jī)體的有機(jī)物質(zhì)，最終經(jīng)分解以可被植物利用的形式回到生物環(huán)境中被重新利用。分解者以無(wú)生命的有機(jī)物質(zhì)為食，是這個(gè)再循環(huán)中的有機(jī)體。最重要的分解者是細(xì)菌和真菌。相關(guān)主題資源與循環(huán)（G1） 食物鏈（P3） 初級(jí)和次級(jí)生產(chǎn)力（P2）H1種群和種群結(jié)構(gòu)種群種群是一定區(qū)域內(nèi)同種生物個(gè)體的集合。種群間的邊界可以是任意的。種群可以根據(jù)組成種群的生物是單體生物還是構(gòu)件生物進(jìn)行分類。在單體生物種群中，每一受精卵發(fā)育成一單個(gè)個(gè)體。在構(gòu)件生物種群中，受精卵發(fā)育成一個(gè)結(jié)構(gòu)單位，這一結(jié)構(gòu)單位再形成更多的構(gòu)件和分支結(jié)構(gòu)。然后這些結(jié)構(gòu)可能分裂，形成許多無(wú)性系分株。種群大小對(duì)于單體生物和種群如哺乳類，其種群大小就是一定區(qū)域內(nèi)個(gè)體的數(shù)量，非常簡(jiǎn)單。對(duì)于構(gòu)件生物，如植物和珊瑚,情況就較復(fù)雜。對(duì)于這些種群，“斷片”（無(wú)性系分株）或枝條（構(gòu)件）的數(shù)目比不同個(gè)體的數(shù)量更有意義代表多度。年齡和時(shí)期結(jié)構(gòu)種群的年齡結(jié)構(gòu)是每一年齡階段個(gè)體數(shù)目的比率，通常以年齡金字塔圖來(lái)表示。既不增長(zhǎng)也不下降的種群有穩(wěn)定的年齡分布。增長(zhǎng)型的種群有更多的年輕個(gè)體，而在下降型種群中年老的個(gè)體占優(yōu)勢(shì)。當(dāng)種群經(jīng)歷離散和發(fā)育時(shí)期（如昆蟲(chóng)的齡期）時(shí)，每一時(shí)期個(gè)體的數(shù)目（“時(shí)期結(jié)構(gòu)”）可以對(duì)種群進(jìn)行有效的描述。對(duì)于生長(zhǎng)率無(wú)法預(yù)測(cè)的物種（如植物），根據(jù)大小分類可能更有意義。相關(guān)主題出生率、死亡率和種群增長(zhǎng)（H2） 競(jìng)爭(zhēng)的性質(zhì)（I1） 密度和密度制約（H3） 捕食的性質(zhì)（J1）種群動(dòng)態(tài)——波動(dòng)、周期和混沌（H4）H2出生率、死亡率和種群增長(zhǎng)出生率出生率就是新個(gè)體的產(chǎn)生，實(shí)際出生率就是一段時(shí)間內(nèi)每個(gè)雌體實(shí)際的成功繁殖量。特定年齡出生率就是特定年齡組內(nèi)雌體在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的后代數(shù)量。死亡率死亡率是在一定時(shí)間段內(nèi)死亡個(gè)體的數(shù)量除以該時(shí)間段內(nèi)種群的平均大小。這是一個(gè)瞬時(shí)率，可用來(lái)估價(jià)整個(gè)種群的死亡率或特定年齡群的特定年齡死亡率，死亡的概率是死亡個(gè)體數(shù)除以在每一時(shí)間段開(kāi)始時(shí)的個(gè)體數(shù)。存活率存活率是死亡率的倒數(shù)。對(duì)于一個(gè)特定種群，存活率的數(shù)據(jù)通常以存活曲線的形式來(lái)表示；存活曲線表示的是在每一個(gè)生活期存活個(gè)體所占的比率的對(duì)數(shù)值。根據(jù)各種生活期死亡率的高低，特定年齡存活曲線一般有三種模式：后期死亡率最高（類型I），各期死亡率相等（類型II）,早期死亡率最高（類型iii）。生命表生命表總結(jié)了一組出生時(shí)間大體相同的個(gè)體從出生到死亡的命運(yùn)，這樣的一組個(gè)體稱為同生群，這樣的調(diào)查稱為同生群分析。生命表表示存在于不同生命階段或年齡個(gè)體的數(shù)量，以及每一階段的年齡特定存活率和年齡特定死亡率。每一階段的死亡率用k值表示，k是通過(guò)對(duì)數(shù)函推導(dǎo)出來(lái)的，并且可以相加得出總死亡率。K-因子分析這一方法可以辯明關(guān)鍵因子對(duì)死亡率的作用。連續(xù)幾年獲得的特定階段k值與總死亡率（k總）相比。K因子分析強(qiáng)調(diào)那些死亡率最高的階段，這些階段是種群?jiǎn)适屎头N群大小波動(dòng)的關(guān)鍵。生殖力表生殖力是指同一個(gè)體生產(chǎn)的卵、種子或處于生活史第一階段后代的數(shù)目。生殖力表可計(jì)算基礎(chǔ)生殖率RO。R0是在同生群結(jié)束時(shí)每個(gè)親體產(chǎn)生后代的數(shù)量。在一年生種群中，R0表示在這段時(shí)間內(nèi)，種植增長(zhǎng)或下降的總的程度。種群增長(zhǎng)種群大小隨時(shí)間的變化可以按如下方法計(jì)算：t時(shí)間種群原來(lái)數(shù)量（Nt）,加上新出生的個(gè)體數(shù)（B）和遷入個(gè)體數(shù)（I）,減去死亡個(gè)體數(shù)（D）和遷出的個(gè)體數(shù)（E）,就可得到t+1時(shí)間種群的數(shù)量（Nt+1），這可用以下方程表示。Nt+1=Nt+B+I—D—E在一組特定條件下，一個(gè)體具有最大的生殖潛力，稱為內(nèi)稟自然增長(zhǎng)率r。這是種群在不受資源限制的情況下，于一定環(huán)境中可達(dá)到的理論最大值。非密度制約性種群增長(zhǎng)這種無(wú)限增長(zhǎng)可用連續(xù)型種群模型來(lái)描述，以在t時(shí)間時(shí)，種群數(shù)量的變化率來(lái)表示：t時(shí)間種群大小的變化率=內(nèi)稟增長(zhǎng)率X種群大小dN/dt=rN密度制約性種群增長(zhǎng)：邏輯斯諦方程邏輯新諦方程描述的是一個(gè)在有限資源空間中的簡(jiǎn)單種群的增長(zhǎng)。在早期，資源豐富，死亡率最小，繁殖盡可能的快，種群內(nèi)個(gè)體可達(dá)到內(nèi)稟增長(zhǎng)率。種群呈幾何式增長(zhǎng)，直到種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境可持續(xù)支持的最大程度，這個(gè)最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量（K）。當(dāng)種群更加擁擠時(shí)，種群增長(zhǎng)率減少到零，種群大小處于穩(wěn)定狀態(tài)。這可用邏輯斯諦方程來(lái)表示：T時(shí)間種群大小變化率=內(nèi)稟增長(zhǎng)率X種群大小X密度制約因子dN/dt=rN（1-（N/K））當(dāng)種群達(dá)到環(huán)境容納量，種間競(jìng)爭(zhēng)變得更激烈時(shí)，密度制約因子（1-（N/K））會(huì)接近零。該方程預(yù)測(cè)種群的增長(zhǎng)隨時(shí)間變化呈現(xiàn)出“S”形，如在真實(shí)種群中通常所觀察的那樣。相關(guān)主題種群和種群結(jié)構(gòu)（H1）競(jìng)爭(zhēng)的性質(zhì)（I1） 密度和密度制約（H3） 捕食的性質(zhì)（J1）種群動(dòng)態(tài)——波動(dòng)、周期和混沌（H4）H3密度和密度制約密度密度為單位面積、單位體積或單位生境中，個(gè)體的數(shù)量，對(duì)于一些植物和大型的或顯眼的動(dòng)物，可以計(jì)數(shù)它們的總的數(shù)量，對(duì)于許多在一定地區(qū)只能獲得一部分樣品的動(dòng)物，其密度就必須進(jìn)行估計(jì)。密度制約如果種群參數(shù)如出生率和死亡率隨著種群密度的變化而變化，就可以說(shuō)是密度制約的。如果出生率和死亡率不隨著密度的變化而變化，則是非密度制約性的。如果沒(méi)有遷移，除非出生率和死亡率是密度制約性的，否則種群會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。估計(jì)密度：標(biāo)志重捕法估計(jì)絕對(duì)密度可以使用以下方法：捕捉、標(biāo)記捕捉個(gè)體、釋放和再次捕捉。如果是隨機(jī)捕捉，在第二次捕捉到的個(gè)體中，標(biāo)記與沒(méi)有標(biāo)記個(gè)體的比例同整個(gè)種群中標(biāo)記與沒(méi)有標(biāo)記個(gè)體的比例應(yīng)當(dāng)相等。因?yàn)橐褬?biāo)記的總的個(gè)體數(shù)目是已知的，因此可根據(jù)以下公式來(lái)預(yù)測(cè)種群的總數(shù)量：捕捉到的個(gè)體數(shù)/重捕個(gè)體數(shù)X原來(lái)標(biāo)記個(gè)體數(shù)=種群總的個(gè)體數(shù)補(bǔ)償和密度制約密度制約有三種形式：過(guò)度補(bǔ)償，補(bǔ)償不足和準(zhǔn)確補(bǔ)償。如果密度制約引起的數(shù)量下降，沒(méi)有超過(guò)或等于開(kāi)始增加的個(gè)體數(shù)量，則密度制約是補(bǔ)償不足。當(dāng)密度制約的效應(yīng)超過(guò)了開(kāi)始種群數(shù)量的增加，稱為過(guò)度補(bǔ)償。如果下降個(gè)體數(shù)與開(kāi)始增加的個(gè)體數(shù)相等，則稱密度制約為準(zhǔn)確補(bǔ)償。平衡種群密度當(dāng)單位個(gè)體出生率正好平衡單位個(gè)體死亡率，種群密度既不增加也不減少時(shí)，此時(shí)的種群密度為平衡種群密度。平衡種群密度與環(huán)境容納量K值相等。相關(guān)主題種群和種群結(jié)構(gòu)（H1） 種群動(dòng)態(tài)——波動(dòng)、周期和混沌（H4） 捕食的性質(zhì)（J1） 競(jìng)爭(zhēng)的性質(zhì)（II）出生率、死亡率和種群增長(zhǎng)（H2）11競(jìng)爭(zhēng)的性質(zhì)相互作用的分類個(gè)體或物種間的相互作用可以相互作用的機(jī)制和影響為基礎(chǔ)來(lái)分類。關(guān)鍵的種間相互作用是競(jìng)爭(zhēng)、捕食、寄生和互利共生，而主要的種內(nèi)相互作用是競(jìng)爭(zhēng)、自相殘殺和利他主義。競(jìng)爭(zhēng)競(jìng)爭(zhēng)是共同利用有限資源的個(gè)體間的相互作用，會(huì)降低競(jìng)爭(zhēng)個(gè)體間的適合度。競(jìng)爭(zhēng)即可在利用共同資源的物種間發(fā)生（種間競(jìng)爭(zhēng)），也可在同種個(gè)體間發(fā)生（種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)）。個(gè)體或物種的生態(tài)位（它所處的環(huán)境，利用的資源和它發(fā)生的時(shí)間）是決定該個(gè)體或物種與其他個(gè)體或物種競(jìng)爭(zhēng)程度的關(guān)鍵。大范圍的生態(tài)位重疊一般導(dǎo)致激烈競(jìng)爭(zhēng)。種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)個(gè)體對(duì)資源的需要非常相似時(shí)，競(jìng)爭(zhēng)會(huì)特別強(qiáng)烈。種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)是生態(tài)學(xué)的一種主要影響力，是擴(kuò)散和領(lǐng)域現(xiàn)象的原因，并且是種群通過(guò)密度制約過(guò)程進(jìn)行調(diào)節(jié)的主要原因。種間競(jìng)爭(zhēng)種間競(jìng)爭(zhēng)發(fā)生在利用同樣有限資源的兩物種之間。極少種能夠逃脫其他種與之競(jìng)爭(zhēng)共同資源的影響。利用性競(jìng)爭(zhēng)競(jìng)爭(zhēng)有兩種作用方式。在資源利用性競(jìng)爭(zhēng)方式下，個(gè)體不直接相互作用，而是耗盡資源使供應(yīng)不足。由于可利用資源不足而造成適合度下降。干擾性競(jìng)爭(zhēng)在干擾性競(jìng)爭(zhēng)方式下，個(gè)體直接相互作用，在一些動(dòng)物種類中，最明顯的通過(guò)打斗，也通過(guò)產(chǎn)生毒物（如植物異株克生）進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。在這種相互作用中“敗者”適合度下降，可能由于干擾（如受傷或死亡），也或許由于缺乏可用資源。競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果的不對(duì)稱競(jìng)爭(zhēng)通常不均等的影響競(jìng)爭(zhēng)者，一個(gè)體的競(jìng)爭(zhēng)代價(jià)遠(yuǎn)高于另一個(gè)體。競(jìng)爭(zhēng)殺死失敗者是很普遍的，或通過(guò)掠奪資源或通過(guò)干擾。相關(guān)主題資源分配（I3）生態(tài)位資源分配（I3）種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)（I2）12種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)密度制約密度制約描述適合度與種群大小之間的關(guān)系。種群調(diào)節(jié)的一個(gè)關(guān)鍵因子是負(fù)的密度制約，當(dāng)種群密度增加時(shí)，由于種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)，使適合度下降。擴(kuò)散生物可通過(guò)擴(kuò)散離開(kāi)種群密度高的地區(qū)，來(lái)對(duì)高水平的種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)做出反應(yīng)。即使在生活周期內(nèi)大部分時(shí)間營(yíng)固著生活的種類，也有一個(gè)可運(yùn)動(dòng)的擴(kuò)散期。擴(kuò)散通常由種群內(nèi)較年輕的個(gè)體進(jìn)行，而在許多哺乳動(dòng)物中雄性比雌性擴(kuò)散更多。領(lǐng)域性許多動(dòng)物種（包括昆蟲(chóng)、鳥(niǎo)類和哺乳動(dòng)物）的個(gè)體或群體為爭(zhēng)奪空間而競(jìng)爭(zhēng)。保持領(lǐng)域邊界的個(gè)體間有積極的相互干擾行為。領(lǐng)域使其所有者受益，為對(duì)抗入侵者，保護(hù)領(lǐng)域所付出的代價(jià)，被增加的食物供應(yīng)、提高的交配成功率和降低的被捕食的危險(xiǎn)所帶來(lái)的價(jià)值超過(guò)。自疏固著生長(zhǎng)的生物，包括植物，不能通過(guò)運(yùn)動(dòng)逃避競(jìng)爭(zhēng)，因此競(jìng)爭(zhēng)中的失敗者死去在同樣年齡大小的植物群中，這種競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果使較少量的較大個(gè)體存活下來(lái)。這一過(guò)程叫做“自疏”自疏導(dǎo)致密度與植物個(gè)體大小之間的關(guān)系，這在雙對(duì)數(shù)作圖時(shí)呈現(xiàn)典型的-3/2斜率。這種關(guān)系叫做Yoda-3/2自疏法則。相關(guān)主題生態(tài)位（B3） 競(jìng)爭(zhēng)的性質(zhì)（II） 密度和密度制約（H3） 資源分配（I3）J1捕食的性質(zhì)捕食的定義捕食可定義為攝取其他個(gè)體（獵物）的全部或部分為食。這一廣泛的定義包括（i）典型的捕食者，在襲擊獵物后迅速殺死而食之；（ii）草食者，只消費(fèi)對(duì)象個(gè)體的一部分；（iii）寄生者，與單一對(duì)象個(gè)體（寄生）有密切關(guān)系，通常生活在寄主的組織中。肉食者和草食者捕食者可以劃分為G）消費(fèi)植物組織的草食者，（ii）攝食動(dòng)物組織的肉食者和（iii）既攝食植物組織也攝食動(dòng)物組織的雜食者。動(dòng)物、植物食性的差異需要不同的生理和行為適應(yīng)，從而導(dǎo)致肉食者與草食者世系之間反復(fù)的進(jìn)行分歧。泛化種和特化種捕食者隨其攝取獵物的數(shù)量多少而變化，某些捕食者是特化種，而另一些是泛化種。一般來(lái)說(shuō)，寄生者比典型捕食者更為特化、而草食者比肉食者更為特化。相關(guān)主題出生率、死亡率和種群增長(zhǎng)（H2） 種群動(dòng)態(tài) 波動(dòng)、周期和混沌（H4） 捕食行為和獵物反應(yīng)（J2）寄生的性質(zhì)（K1） 寄生的動(dòng)態(tài)（K2）K1寄生的性質(zhì)寄生物的多樣性寄生物是攝取其他生物的組織、與其寄主緊密相聯(lián)而生的捕食者的子群。寄生物可以分為兩大類（i）微寄生物，在寄主體內(nèi)或表面繁殖，（ii）大寄生物，在寄主體內(nèi)或表面生長(zhǎng)，但不繁殖。主要的微寄生物有病毒、細(xì)菌、真菌和原生動(dòng)物。寄生蠕蟲(chóng)和昆蟲(chóng)是重要的大寄生物。一大類昆蟲(chóng)大寄生物是擬寄生生物，它們?cè)诶ハx(chóng)寄主身上或體內(nèi)產(chǎn)卵，通常導(dǎo)致寄主死亡。社會(huì)性寄生物“社會(huì)性寄生物”與其寄主之間有一種完全不同的關(guān)系。社會(huì)性寄生物不通過(guò)攝食寄主組織獲益，而是通過(guò)強(qiáng)迫寄主提供食物或其他利益而獲利。這種關(guān)系發(fā)現(xiàn)在杜鵑，它們將蛋下在別種鳥(niǎo)的巢中，讓這種鳥(niǎo)飼育其幼鳥(niǎo)。這種關(guān)系還發(fā)現(xiàn)在一些螞蟻種類，它們迫使其他種工蟻給它們的幼體食品或其他利益。相關(guān)主題出生率、死亡率和種群增長(zhǎng)（H2） 寄生的動(dòng)態(tài)（K2）捕食的性質(zhì)（J1）K2寄生的動(dòng)態(tài)寄主 寄生物進(jìn)化寄生物與其寄主間緊密的關(guān)聯(lián)經(jīng)常導(dǎo)致二者在進(jìn)化上的相互作用，或協(xié)同進(jìn)化。協(xié)同進(jìn)化使寄主的防御機(jī)制提高，而給寄生物克服這些防御的通路——這叫做“軍備競(jìng)賽”但是，寄主與寄生物之間的協(xié)同進(jìn)化并不都是提高性的。例如，協(xié)同進(jìn)化會(huì)降低寄生物的毒性。微寄生物傳染病模型微寄生物的繁殖率（Rp）可表示為由一個(gè)感染寄主所傳染的新個(gè)體數(shù)：Rp=0Sd。如果Rp小于1,則病癥傳染力在寄主種群中下降，而如果Rp大于1,疾病傳染上升。該模型可預(yù)測(cè)（i）寄主死亡快速發(fā)生時(shí)降低毒性的進(jìn)化，（ii）轉(zhuǎn)換寄主使寄生的適合度最大，（iii）對(duì)某一寄生物來(lái)說(shuō)有一寄主密度閾值，低于該閾值寄生物不能存活，和（iv）易傳染時(shí)間短的疾病不能在小種群中持續(xù)。寄生物種群的異質(zhì)性一些疾病是穩(wěn)定的，而另一些進(jìn)化了通過(guò)變異“逃離”寄主防御的手段。人類“孩童時(shí)期”的疾病——麻疹、腮腺炎、水痘等大部分局限于孩子，因?yàn)樗鼈兊目乖€(wěn)定。與此相對(duì)，寄生物如流感病毒、鼻病毒（普通感冒原）和沙門(mén)氏菌（Salmonella）具有可經(jīng)常加入的很多變異型。寄主因此要經(jīng)常與變化的寄生物軍隊(duì)的進(jìn)攻而進(jìn)行戰(zhàn)斗。寄主種群的異質(zhì)性寄主種群內(nèi)個(gè)體在被寄生物感染的風(fēng)險(xiǎn)上很少是均等的。個(gè)體的年齡、行為、健康狀況、與被感染個(gè)體的接近程度以及特別重要的個(gè)體的遺傳性易患病程度，都會(huì)影響結(jié)果。相關(guān)主題出生率、死亡率和種群增長(zhǎng)（H2） 寄生的性質(zhì)（K1）捕食的性質(zhì)（J1）生態(tài)學(xué)中的性（N2）L1互利共生互利共生和共生現(xiàn)象互利共生是不同種兩個(gè)體間一種正的互惠關(guān)系，可增加雙方的適合度?；ダ采梢允枪采缘?，生物體以一種緊密的物理關(guān)系生活在一起。專性互利共生有些互利共生者，如地衣，是永久性成對(duì)組合，其中一方或雙方不能獨(dú)立生活。大多數(shù)共生者是專性共生，還有一些非共生性的互利共生也是專性的，如蘑菇-耕作蟻之間的互利共生。兼性互利共生互利共生的多數(shù)是非專性和機(jī)會(huì)性的。這些互利共生可能是散開(kāi)的，包含有不同的物種混合，如許多傳粉者與其傳粉植物之間的互利共生。防御性互利共生一些互利共生為其中一方提供對(duì)捕食者或者競(jìng)爭(zhēng)者的防御。這種防御性互利共生的例子見(jiàn)于一些草和產(chǎn)生植物堿的真菌之間，以及許多種植物和螞蟻之間。動(dòng)物組織或細(xì)胞內(nèi)的共生性互利共生一些動(dòng)物種類在某種程度上依賴于同生活在其體內(nèi)的共生體間的互利共生。反芻動(dòng)物（鹿和牛）擁有多室胃，在其中發(fā)生細(xì)菌和原生動(dòng)物的發(fā)酵作用。在一些以木為食的白蟻中，必需的分解酶由細(xì)菌共生體提供。在一些昆蟲(chóng)種類,包括蚜蟲(chóng)和蟑螂，存在轉(zhuǎn)換氨基酸的細(xì)胞內(nèi)細(xì)菌共生體?；ダ采瓦M(jìn)化互利共生可能起源于寄生物-寄主和捕食者-獵物之間的關(guān)系，或起源于沒(méi)有協(xié)作或相互利益的緊密共棲物種之間。然后雙方的進(jìn)化變化（協(xié)同進(jìn)化）導(dǎo)致雙方從這種關(guān)系中獲益，雖然也可能共生“惡化”成為使一方受益、另一方受非平衡的剝削的寄生關(guān)系?；ダ采南嗷プ饔迷诙嗉?xì)胞動(dòng)物進(jìn)化過(guò)程的一些關(guān)鍵階段中起著中心作用。高等生物的許多細(xì)胞器官，包括線粒體和葉綠體，被認(rèn)為來(lái)自共生性細(xì)胞。相關(guān)主題競(jìng)爭(zhēng)的性質(zhì)（I1） 寄生的性質(zhì)（J1）M1生活史生活史變異生物的生活史是指其一生中生長(zhǎng)和繁殖的模式。不同種類其生活史類型的變異是巨大的。一些種類能活成百上千年，一些個(gè)體身體巨大，而另一些則微小。一些生產(chǎn)許多小后代，而另一些生產(chǎn)后代數(shù)量較小，但個(gè)體較大。在關(guān)這些變異是如何進(jìn)化而來(lái)的問(wèn)題，是生態(tài)學(xué)的一個(gè)關(guān)鍵。一選擇和K-選擇r-選擇和K-選擇理論描述了兩種明顯的生活史對(duì)策，該理論陳述，r-選擇種類適應(yīng)使其種群增長(zhǎng)率最大，而K-選擇種類適應(yīng)使其競(jìng)爭(zhēng)性強(qiáng)。這樣，r-選擇種類發(fā)育快，成體小，后代數(shù)量多但體積小，世代時(shí)間短。與此相反，K-選擇種類發(fā)育慢，成體大，后代數(shù)量少但體積大，世代時(shí)間長(zhǎng)。盡管有些種類符合這種理論上的兩分法，但也有許多種不符合。由于具有更廣預(yù)測(cè)性的更好的模型出現(xiàn)，該理論已過(guò)時(shí)了。滯育和休眠許多生物在生活史的某一階段會(huì)推遲發(fā)育，如種子滯育和馬鹿胚胎的植入推遲。這種對(duì)策是為躲避不適宜環(huán)境的一種適應(yīng)反應(yīng)（如在嚴(yán)冬生產(chǎn)幼鹿或發(fā)育）。當(dāng)攝食或其他活動(dòng)的利益受到限制時(shí)，個(gè)體也可進(jìn)入降低代謝活動(dòng)的時(shí)期，如長(zhǎng)時(shí)間的冬眠或短時(shí)間的蟄眠。遷移生物也可以通過(guò)移動(dòng)到別處來(lái)躲避當(dāng)?shù)貝毫拥沫h(huán)境。遷徙是方向性運(yùn)動(dòng)，如燕子從歐洲到非洲的秋季飛行。相反，擴(kuò)散是離開(kāi)出生或繁殖地的非方向性運(yùn)動(dòng)。遷移有三種，依據(jù)生物個(gè)體做的是（i）反復(fù)的往返旅行，（ii）單次往返旅行，或（iii）單程旅行。相關(guān)主題種群和種群結(jié)構(gòu)（H1） 競(jìng)爭(zhēng)的性質(zhì)（II） 寄生的性質(zhì)（K1）N1社群、合作和利他行為合作許多動(dòng)物，個(gè)體間有互利合作。這種合作可以是暫時(shí)性的（如共同獵食、關(guān)懷后代），或者是長(zhǎng)久性的，在一生中都保持著（如螞蟻的群體，或一對(duì)緘默的天鵝）。集群 好處許多動(dòng)物有集群，如椋鳥(niǎo)群、鯡魚(yú)群、獅子群。集群給動(dòng)物帶來(lái)好處：逃避捕食動(dòng)物、找食物和捕捉受圍困的或大個(gè)的獵物。集群 代價(jià)作為集群的一員也有弊處：增加競(jìng)爭(zhēng)食物的強(qiáng)度、更易引起捕食者的注目、提高感染疾病的風(fēng)險(xiǎn)。利他行為利他行為出現(xiàn)在：當(dāng)一個(gè)個(gè)體行為導(dǎo)致另一個(gè)適合度增加，同時(shí)以其犧牲自身存活或產(chǎn)后代為代價(jià)。例如真社會(huì)性的螞蟻群體中不育的工蟻，它們犧牲自身生殖的機(jī)會(huì)，代之以對(duì)其母后生殖的支持。這意味著，利他主義者積極地減少其適合度。利他行為看起來(lái)似乎是矛盾的，然而，如果利他行為者與受惠者具有親緣關(guān)系，這種對(duì)策可以使利他行為者有更多的基因遺傳給下一代。真社會(huì)性的群體有一類動(dòng)物種具有生殖分工，表現(xiàn)出極端的社會(huì)生活類型：一些個(gè)體放棄生殖（常常稱為工蟻或工蜂），另一些則是能生殖的（有性的，如蟻后和蜂王）。此類社會(huì)群僅僅出現(xiàn)在具長(zhǎng)刺的膜翅目昆蟲(chóng)，如螞蟻、蜜蜂和胡蜂。相關(guān)主題種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)（見(jiàn)I2） 生態(tài)學(xué)中的性（見(jiàn)N2）N2生態(tài)學(xué)中的性性性是植物和動(dòng)物中廣泛分布的現(xiàn)象，性有一系列生態(tài)后果。性在進(jìn)化上的重要性是由于它產(chǎn)生遺傳變異，它在生態(tài)學(xué)上的重要性則是因?yàn)椴煌詣e的生物其行為不同。兩性之間的區(qū)別是由于它們對(duì)后代發(fā)育的能量投資不對(duì)稱性而產(chǎn)生的。近交的代價(jià)當(dāng)親緣相近的個(gè)體進(jìn)行親繁殖時(shí)，“交近”就出現(xiàn)了。近交引起（i）近交衰退（它使后代的適合度降低）和（ii）增加遺傳純合性（它降低了對(duì)于環(huán)境變化產(chǎn)生進(jìn)化適應(yīng)的可能性，而增加了滅絕的可能性）。許多物種具有防止或減少近交的機(jī)制。自體受精自體受精是雌雄同體的個(gè)體同時(shí)產(chǎn)生雌雄配子。對(duì)于營(yíng)固著生活和運(yùn)動(dòng)能力很弱的生物，例如植物，它們不能主動(dòng)地尋找配偶，自我兼容性是確保其不發(fā)生異體受精的一種方法。單一物種也有按環(huán)境和隔離水平而從自體受精轉(zhuǎn)為異體受精的。有性和無(wú)性生殖有性生殖重組了來(lái)自雙親的基因組，產(chǎn)生遺傳上變化的配子和后代。這種高水平遺傳變異的維持增加了對(duì)疾病的抵抗力，允許有適應(yīng)不可預(yù)測(cè)環(huán)境條件的能力。相反，無(wú)性生殖不產(chǎn)生遺傳變異，但可以視為是對(duì)可預(yù)測(cè)環(huán)境條件的適應(yīng)。交配體制動(dòng)物，特別是脊椎動(dòng)物，其交配的社會(huì)結(jié)構(gòu)是重要的生態(tài)特征。一個(gè)雄體和一個(gè)雌體形成配偶，或者僅在繁殖季節(jié),或者直到其中有一個(gè)死亡，這是單配制（monogyny）。當(dāng)一個(gè)雄體與多個(gè)雌體交配，就出現(xiàn)了一雄多雌制（polygyny）；當(dāng)出現(xiàn)相反情況（很少見(jiàn)），即一個(gè)雌體具有多個(gè)雄體的交配群，就叫做一雌多雄制（polyandry）。性比性比是種群中雄體對(duì)雌體的比率，通常接近于1雄：1雌。但是，不等的消耗、擁擠的配偶競(jìng)爭(zhēng)也可能使性比偏離。性選擇性選擇導(dǎo)致形成像孔雀之尾、雄葦鶯動(dòng)聽(tīng)的歌唱、雄鹿的叉角等特征。交配競(jìng)爭(zhēng)中生殖成效的不同導(dǎo)致性選擇。相關(guān)主題種群和種群結(jié)構(gòu)（見(jiàn)H1） 遺傳變異（見(jiàn)01）01遺傳的變異基因和等位基因基因是帶有可產(chǎn)生特定蛋白的遺傳密碼的DNA片段。一個(gè)基因可有許多等位基因,而個(gè)體可有純合或雜合的基因型。表達(dá)的表現(xiàn)型取決于等位基因是顯性的、隱性的還是共顯性的。種群中存在的所有基因組和等位基因叫做基因庫(kù)。測(cè)定遺傳變異種群和物種內(nèi)的遺傳變異可直接由DNA或蛋白（別構(gòu)酶）變異來(lái)估計(jì)。蛋白或DNA片段可通過(guò)凝膠電泳分離，呈現(xiàn)可刻劃的帶來(lái)決定個(gè)體的基因型。對(duì)個(gè)體DNA的詳細(xì)調(diào)查產(chǎn)生了一種獨(dú)特的遺傳指紋，對(duì)建立父子關(guān)系很有用。P1組成成員和過(guò)程生態(tài)系統(tǒng)的概念1935年Tansley提出生態(tài)系統(tǒng)的概念，最初的定義包括一個(gè)定義的空間中所有的動(dòng)物、植物和物理的相互作用。近代生態(tài)學(xué)家更傾向于從能（量）流、碳流或營(yíng)養(yǎng)物流來(lái)考慮生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)成分單位面積中活有機(jī)體的身體構(gòu)成了生物量（biomass）的現(xiàn)存量（standingcrop）：?jiǎn)挝坏兀ɑ蛩┟娣e的有機(jī)體的質(zhì)量，通常以能量或干有機(jī)質(zhì)為單位（例如t/ha）陸地群落大部分生物是植被。群落初級(jí)生產(chǎn)率是初級(jí)生產(chǎn)者植物所生產(chǎn)的單位面積生物量的速率。通過(guò)光合作用固定的總能量是總初級(jí)生產(chǎn)量（GPP）,其中一部分從群落丟失于呼吸作用（R）。GPP與R之差稱為凈初級(jí)生產(chǎn)量（NPP）,它代表了新生物量的產(chǎn)生速率，并可供異養(yǎng)生物（細(xì)菌、真菌和動(dòng)物）消費(fèi)之用。被異養(yǎng)生物生產(chǎn)的生物量叫做次級(jí)生產(chǎn)量。轉(zhuǎn)換效率凈初級(jí)生產(chǎn)力通過(guò)營(yíng)養(yǎng)級(jí)流動(dòng)的比例，決定于能量從一級(jí)到下一級(jí)的利用、通過(guò)途中的轉(zhuǎn)化效率。正是三類轉(zhuǎn)換效率的全部知識(shí)，是預(yù)測(cè)能量流動(dòng)格局的全部要求，那就是消費(fèi)效率（CE）、同化效率（AE）和生產(chǎn)效率（PE）。消費(fèi)效率是指一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的有效總生產(chǎn)力（Pn-1）中，后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)成員實(shí)際消費(fèi)（被吃掉）部分（n）所占的百分比。同化效率是指一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的消費(fèi)者吃入消化道的食物能量（In）中，被同化而穿過(guò)消化道壁、并成為參加生長(zhǎng)或用于作功的有效能量（An）所占的百分比。生產(chǎn)效率是指被同化的能量中（An），加入到新生物量（Pn）所占的百分比。剩留下來(lái)的完全以呼吸熱量而損失于群落。相關(guān)主題初級(jí)和次級(jí)生產(chǎn)力（見(jiàn)P2）群落、結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性（見(jiàn)Q1）食物鏈（見(jiàn)P3） 群落格局、競(jìng)爭(zhēng)和捕食（見(jiàn)Q3）P2初級(jí)和次級(jí)生產(chǎn)力初級(jí)生產(chǎn)力全球陸地的凈初級(jí)生產(chǎn)力大約為120X109t/a干物質(zhì)，而海洋的大約為50X109t/a干物質(zhì)。這種生產(chǎn)力在地球上分布是很不均勻的。最富有生產(chǎn)力的系統(tǒng)出現(xiàn)在沼澤、濕地、河口灣、珊瑚礁和耕田。生產(chǎn)力隨離赤道距離增大而降低，它表明溫度與輻射的重要性。次級(jí)生產(chǎn)力次級(jí)生產(chǎn)力的定義是異養(yǎng)有機(jī)體的新生物量的生產(chǎn)速率。異養(yǎng)生物如動(dòng)物、真菌，要求能量豐富的有機(jī)分子。異養(yǎng)生物的次級(jí)生產(chǎn)力必然地依存于初級(jí)生產(chǎn)力。一般說(shuō)來(lái)，在牧食者系統(tǒng)中，次級(jí)生產(chǎn)力是群落營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)中，依存于消費(fèi)活植物生物量的那一部分，在數(shù)量級(jí)少于植物生產(chǎn)力，從而形成了金字塔結(jié)構(gòu)。然而也有例外。相關(guān)主題太陽(yáng)輻射與植物（見(jiàn)F1） 組成成員和過(guò)程（見(jiàn)P1） 植物與消費(fèi)者（見(jiàn)G2） 食物鏈（見(jiàn)P3）P3食物鏈營(yíng)養(yǎng)物流自養(yǎng)生物同化無(wú)機(jī)資源，生成有機(jī)分子的組件，這些組件成為異養(yǎng)生物的資源，后者又后為另一個(gè)消費(fèi)者的資源。在這種食物鏈的每一個(gè)連接，我們能夠辨別出通向下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的三條途徑：分解、寄生和捕食。消費(fèi)者可能是泛化種（多食性的），吃廣范圍的獵物種，或者是特化為吃一個(gè)或一組有密切關(guān)系的種（單食性的）。營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的相互作用生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)特征是：占據(jù)其各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的種數(shù)及種的性質(zhì)。一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的成員與鄰近營(yíng)養(yǎng)級(jí)的成員之間的相互關(guān)系可以用食物鏈來(lái)描述。食物鏈?zhǔn)沁B接吃與被吃的鏈，例如，食肉動(dòng)物到它的最后的植物食物。任何生態(tài)系統(tǒng)都有許多食物鏈，并可以組成食物網(wǎng)。生態(tài)系統(tǒng)在能量-營(yíng)養(yǎng)物網(wǎng)的模式上有很大的變化。下行或上行曾經(jīng)有過(guò)辯論，地球是綠色的、長(zhǎng)滿植被的，這是因?yàn)槭巢輨?dòng)物被其捕食者所調(diào)節(jié)（下行控制，top-downcontrol），而所有別的營(yíng)養(yǎng)級(jí)都是被資源競(jìng)爭(zhēng)所調(diào)節(jié)的（上行控制，buttom-upcontrol）。這個(gè)簡(jiǎn)單的模型是吸引人的，但是其價(jià)值是值得懷疑的。由于植物有防御，食草物種在它們所吃的植物組織的范圍方面是受到很大限制的；因此，即使世界是綠色的，它們也可能受到競(jìng)爭(zhēng)的限制。不僅如此，植物大體上并不受能量的限制，但卻受到空間限制，所以任何被食草動(dòng)物清出的空間，都為更多的植物開(kāi)放的機(jī)會(huì)。相關(guān)主題捕食的性質(zhì)（見(jiàn)J1） 初級(jí)和次級(jí)生產(chǎn)力（見(jiàn)P2） 捕食行為和獵物反應(yīng)（見(jiàn)J2） 群落格局、競(jìng)爭(zhēng)的捕食（見(jiàn)Q3） 群落、結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性（見(jiàn)Q1） 組成成員和過(guò)程（見(jiàn)P1） 寄生的性質(zhì)（見(jiàn)K1）Q1群落、結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性群落群落（community）是在相同時(shí)間聚集在同一地段上的許多物種種群（speciespopulations）的集合。它的特性是由個(gè)體之間的相互作用如競(jìng)爭(zhēng)（competition）和寄生（parasitism）決定的。群落也能夠從更廣闊的角度和物種多樣性（speciesdiversity）、食物網(wǎng)（food-webs）、能量流（energyflow）和同資源種團(tuán)（guilds）中種間的相互作用來(lái)觀察它的特性。群落的復(fù)雜性、多樣性和穩(wěn)定性穩(wěn)定性有兩個(gè)組成成分恢復(fù)力（resilience）和抵抗力（resistance）。這兩個(gè)指標(biāo)描述了群落在受到干擾后的恢復(fù)能力和抵御變化的能力。復(fù)雜性被認(rèn)為是決定群落恢復(fù)力和抵抗力的重要因素。然而群落越復(fù)雜并不意味著群落越穩(wěn)定。復(fù)雜性增加已經(jīng)顯示會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定。此外，群落的不同組分（如種豐富度和生物量）也許對(duì)干擾有不同反應(yīng)。具有較低生產(chǎn)力的群落（如凍原）其恢復(fù)力是最低的。相反，較弱的競(jìng)爭(zhēng)可以使許多的物種共存，從而減少群落的不穩(wěn)定性。Q