厦门大学海洋与地球学院海洋生态学试卷

厦门大学海洋与地球学院海洋生态学试卷1987年试题一、填空：（25%）1．生态学是研究生物有机体与其栖息地环境之间相互关系的科学，它是以个体、种群、群落、生态系统甚至生物圈作为研究对象。2．种群是特定时间内栖息于特定空间的同种生物的集合群。3．自然种群的三个特征是：空间分布特征、数量特征、遗传特征。4．生物群落与其无机环境通过不断地进行能量流动和物质循环过程而形成的统一整体叫生态系统；生态系统主要是生态学的功能单位，而不是分类学单位。5．生态系统的营养结构主要是指以营养为纽带把非生物和生物成分结合起来，生态系统有生命的部分包括生产者、消费者和分解者三大功能类群。6．生态系统的能流特点是：⑴能量守恒⑵单向流动⑶逐级递减。7．目前测定海洋初级生产力常用的二种方法是：14C示踪法和叶绿素同化指数法。8．在影响鱼类资源变动的诸因素中，与人类活动有关的因素主要是捕捞死亡。人们可以通过调整和来合理开发鱼类资源，以达到的目的。9．可沿食物链转移放大的化学物质的特点是⑴⑵⑶。10．环境污染的形成包括⑴⑵⑶。二、解释：（20%）1．两极同源和热带沉降南北两半球中高纬度的生物在系统分类上表现有密切的关系，有相应的种、属、科存在，这些种类在热带海区消失。这种情况称为两极分布或称为两极同源。某些广盐性和广深性的冷水种，其分布可能从南北两半球高纬度的表层通过赤道区的深水层而称为一个连续的分布（赤道深层的水温相当于高纬度表层水温）。这种分布模式称为热带沉降。2．限制因子和利比希最小因子定律生态因子中接近或超过某种生物的耐受极限而阻碍其生存、生长、繁殖或扩散的因素，就叫做限制因子。利比希最小因子定律：植物的生长取决于处在最小量状况的必须物质。两个辅助原理：一、利比希定律只在严格的稳定条件下，即能量和物质的流入和流出处于平衡的情况下才适用。二、应用利比希定律时还应注意到因子的互相影响问题。3．竞争排斥原理（高斯假说）高斯假说或竞争排斥原理，即亲缘关系接近的、具有同样习性或生活方式的物种不可能长期在同一地区生活，即完全的竞争者不能共存，因为它们的生态位没有差别。但是，如果由于环境因素强烈的作用（如天敌和不适宜气候及食物关系），竞争种群被抑制在一个低密度水平上，或者因环境不断地发生变动，竞争的结果不能达到一定的平衡（即在能够充分利用环境的可能性之前，环境已经变化了），就不会出现竞争排斥作用。4．补偿点和补偿深度P196由于海洋中光照强度随深度的增加而减弱，可以预料，在某一深度层，植物24h中光合作用所产生的有机物质全部为维持其生命代谢消耗平衡了，没有净生产量（P=R），我们称这样的深度为补偿深度。5．共栖、共生、寄生P140共栖是两种生物生活在一起，彼此之间一方受益、另一方并不受害的一种组合关系。三、问答：1．举例说明浮游生物适应浮游生活的机制。（12%）一、扩大个体表面或结成群体增加浮力缩小体积增大相对表面积；具有刺毛、突起或连结成群体。二、减轻比重增加浮力产生气体、油等比重轻的物质；分泌胶质；增加水分；外壳和骨骼退化或消失。2．在较低营养盐浓度下，藻类对营养盐的吸收速率（V）与介质营养盐浓度（S）呈如图（A）所示的双曲线关系，可用公式V=SKSVS+?max表示。[Vmax为吸收速率，KS为吸收速率相当于饱和吸收速率的一半（即Vmax/2）时的营养盐浓度]。⑴将上式整理成直线关系公式（参见图B）。⑵按图B所示（S/V=0时），KS值是多少？⑶按图B所示，Vmax的大约数值是多少？⑷KS在海洋藻类的季节演替中有何意义？（13%）3．海洋生态系统与陆地生态系统的食物链和食物网结构有何差异？（15%）4．根据生态学的观点扼要说明如何正确对待海洋生物资源的合理开发利用问题，并指出今后发展海洋渔业的主要途径。（15%）1988年试题一、举例说明限制因子和利比希最小因子定律。（10%）生态因子中接近或超过某种生物的耐受极限而阻碍其生存、生长、繁殖或扩散的因素，就叫做限制因子。利比希最小因子定律：植物的生长取决于处在最小量状况的必须物质。两个辅助原理：一、利比希定律只在严格的稳定条件下，即能量和物质的流入和流出处于平衡的情况下才适用。二、应用利比希定律时还应注意到因子的互相影响问题。二、种群的逻辑斯谛增长模型有哪些假设条件？这个模型说明什么机制？（12%）研究种群增长模型通常只考虑个体数的变化，同时假设个体的迁入与迁出是相等的。种群的逻辑斯谛增长模型设想在一个稳定的环境里，使种群增长率降低的影响是随着种群密度上升而逐渐地、按比例地增加。即种群实际增长率随着种群密度本身的提高而降低。同时设想在一个环境资源可能容纳的最大种群值，称为环境负载能力，通常用K表示。当种群达到K值时，种群将不再增长。这个模型描述这样一种机制，当种群密度上升时，种群能实现的有效增长率逐渐降低。在种群密度与增长率之间，存在着负反馈机制，这是一种十分明显的密度制约作用（还有其他的方程式能形成“S”型曲线，只要负反馈因子是以某种方式随着密度而增加）。虽然“S”型理论尚不完善，但它是研究单种群动态和多种群间相互关系的理论基础。三、试举出二种解释深海群落多样性程度较高的理论或假设。（12%）P160四、海洋生态系统的生物组成（生产者、消费者）和食物链、食物网结构（与陆地生态系统比较）有何特点？（16%）五、什么叫群落的生态演替？演替过程中种类丰度、均匀性、分层结构、生化多样性和个体大小有何变化？演替的生态学意义是什么？（20%）1．随演替群落中物种的多样性、均匀性提高。2．生化多样性（如色素、酶等）以及在群落代谢提高中向环境分泌或排出的产物不断增加。3．演替初期群落中的生物体一般r―选择种类，K―选择种类随演替逐渐增加。4．层状结构或局部不均一性不断发达。5．生物的生态位越接近顶极阶段越特殊、越狭窄。6．在演替初期，P／R比率大于1，随着演替发展，P／R比率逐渐接近于l。P／R比率是表示群落相对成熟度的最好功能指标。7．生产量（P）与生物量（B）的比率随着演替推移从高到低。8．在演替初期，生物之间的食物联系是比较简单的、线状的，在成熟期，食物链变成复杂的食物网。9．对物质营养循环来说，在初期是开放的，到了成熟期则是较封闭的。10．互利共生、寄生和其他共存形式在演替过程中的重要性逐渐增加，较好的负反馈机制使成熟的生态系统保持稳定。生物群落的演替对策，基本上与生物圈长期进化发展的对策相同，即加强对物理环境的控制（或与物理环境形成稳态），使系统达到免受扰动的最大保护力。六、概述生态系统的能量来源及能流过程的共同特点。（10%）七、何谓生态平衡？生态平衡被破坏的标志是什么？举例说明人类哪些活动可能破坏海洋生态平衡。（20%）生态平衡，是在一段时间内，生态系统的结构、过程和功能相对稳定的状态。在一般情况下，如果生态系统能量和物质的输入大于输出时，生物量增加，反之，生物量减少。如果输入和输出在较长时间内趋于相等，系统的结构与功能长期处于稳定状态（这时动、植物的种类和数量也保持相对的稳定，环境的生产潜力得以充分发挥，能流途径畅通），在外来干扰下能够通过自我调节恢复到原初的稳定状态，生态系统的这种状态就叫做生态平衡。生态平衡被破坏主要从结构的破坏和功能的降低表现出来：结构上，群落中种类减少；种的多样性降低；结构渐趋简化。外界压力太大而持久，系统内结构的变化更加厉害，甚至使某个基本成分消失，导致整个结构崩溃。功能上，出现生产力下降，生物量减少，正常食物网关系被破坏，能流受阻，物质循环中断，物质输入与输出比例失调，最后系统瓦解。1989年试题一、解释：（18%）1．生物圈生物圈，或称生态圈，是地球上最大的、接近自我维持的生态系统，是地球上全部生物及其与之发生相互作用的物理环境的总和。2．阿利氏规律种群密度过疏或过密对种群的生存与发展都是不利的，每一种生物种群都有自己的最适密度。这就是所谓的阿利氏规律。3．补偿深度和临界深度由于海洋中光照强度随深度的增加而减弱，可以预料，在某一深度层，植物24h中光合作用所产生的有机物质全部为维持其生命代谢消耗平衡了，没有净生产量（P=R），我们称这样的深度为补偿深度。4．现存量与周转率生物量（或现存量）是指某一特定时间、某一空间范围内存有的有机体的量，即个体数量乘以个体平均质量，用单位面积（或体积）中的有机碳量或能量来表示。周转率是在特定时间阶段中，新增加的生物量与这段时间平均生物量的比率。5．密度制约因素和非密度制约因素种群调节因素可分为非密度制约因素和密度制约因素。非密度制约因素主要是一些非生物因素，如温度、盐度、气候等等。密度制约因素主要是生物性因素，包括种内关系和种间关系（捕食、竞争、寄生、共生等等）。6．生物地化循环生态系统之间各种物质或元素的输入和输出以及它们在大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈之间的交换叫做生物地化循环。二、自然群落生态演替过程中机能上有哪些变化规律？（从初级生产力与群落呼吸作用率的比值P/R、总生产量与生物量的比值P/B、食物网结构的复杂程度、营养物质循环的开放程度等四个方面扼要分析）（10%）1．随演替群落中物种的多样性、均匀性提高。2．生化多样性（如色素、酶等）以及在群落代谢提高中向环境分泌或排出的产物不断增加。3．演替初期群落中的生物体一般r―选择种类，K―选择种类随演替逐渐增加。4．层状结构或局部不均一性不断发达。5．生物的生态位越接近顶极阶段越特殊、越狭窄。6．在演替初期，P／R比率大于1，随着演替发展，P／R比率逐渐接近于l。P／R比率是表示群落相对成熟度的最好功能指标。7．生产量（P）与生物量（B）的比率随着演替推移从高到低。8．在演替初期，生物之间的食物联系是比较简单的、线状的，在成熟期，食物链变成复杂的食物网。9．对物质营养循环来说，在初期是开放的，到了成熟期则是较封闭的。10．互利共生、寄生和其他共存形式在演替过程中的重要性逐渐增加，较好的负反馈机制使成熟的生态系统保持稳定。生物群落的演替对策，基本上与生物圈长期进化发展的对策相同，即加强对物理环境的控制（或与物理环境形成稳态），使系统达到免受扰动的最大保护力。三、什么叫种群的逻辑斯谛增长（饱和增长）？为什么说逻辑斯谛增长方程（dN/dt=rN[KNK—]）能描述种群动态的密度制约机制？（10%）研究种群增长模型通常只考虑个体数的变化，同时假设个体的迁入与迁出是相等的。种群的逻辑斯谛增长模型设想在一个稳定的环境里，使种群增长率降低的影响是随着种群密度上升而逐渐地、按比例地增加。即种群实际增长率随着种群密度本身的提高而降低。同时设想在一个环境资源可能容纳的最大种群值，称为环境负载能力，通常用K表示。当种群达到K值时，种群将不再增长，即dN/dt=0。逻辑斯谛增长方程（dN/dt=rN[KNK—]）可以看出，种群数量（N）越接近环境负荷量（K）时，（K－N）/K之值越小，增长速度下降，当N＝K时，增长率即等于零，种群数量恒定。这个模型描述这样一种机制，当种群密度上升时，种群能实现的有效增长率逐渐降低。在种群密度与增长率之间，存在着负反馈机制，这是一种十分明显的密度制约作用（还有其他的方程式能形成“S”型曲线，只要负反馈因子是以某种方式随着密度而增加）。虽然“S”型理论尚不完善，但它是研究单种群动态和多种群间相互关系的理论基础。四、中纬度海区（不包括沿岸浅水区）的初级生产力季节变化有什么特征？并以温度、光照、营养盐和海水垂直混合的季节周期分析上述变化的原因。（15%）五、试以下列三方面比较海洋生态系统与陆地生态系统的差别。1．现存量与周转率2．初级消费者对生产者的利用效率3．食物链和食物网结构六、活食食物链与碎屑食物链有何区别和联系？并根据能流过程基本模式说明任何一个生态系统的食物链都不可能无限加长。（17%）七、海水中的NO3－浓度、NH4+浓度和光照条件对海洋藻类吸收的速率有何影响？（15%）1990年试题一、解释：（20%）1．种群、群落、生态系统生态系统指在一定的时间和空间范围内，生物与非生物环境通过能量流动和物质循环所形成的一个相互联系、相互作用并具有自动调节机制的自然整体。2．十