能量生态学(四):生物个体的代谢能量

第一讲中,曾列出基本的能量平衡方程:I=R P F第二、三讲中我们曾详细地讨论过热量平衡方程:M R_(吸收)=R_(散失) H_■±H_■ λ_E(13)对一个生物体来说,上述第一式中的 R(维持生存的代谢所“消耗”的能量)与第二式中的 M(代谢产生的热)是一个数值相同的变量。它是有机体维持其一系列内在新陈代谢活动的动态平衡及更新机体组织所需要的能量。这部分能量最终都转变为热,参与生物与其环境之间的热交换。换句话说,代谢能同能量的两个基本特征(作为生物的环境因子及维     

行为生态学(一):导论

什么是行为生态学行为学和生态学是生物科学中两个正在蓬勃发展的分支学科,而行为生态学则是这两个学科的交叉领域。行为学和生态学一方面各自独立地发展,一方面又日益相互渗透,形成了行为生态学这一新的研究领域。     

能量生态学(二):生物与其环境的热交换

上一讲我们曾提及,当前能量生态学的研究着重于把生物与能量的关系分两点来探讨。其一是把能量看作为生物环境的一个特性,一个重要的生态因子,主要指的是热能的传递与消散。研究得较广泛的是生物,特别是动物与其环境的热交换及其体温调节。也有人把这方面的研究单独分出来称为热生物学(ThermalBiology)或生物物理生态学(Biophysical Eco-logy)。其二是把能量视为维持与延续生命运动的必不可少的部分,主要是化学能的传递与转化,特别注重生物的获能对策,生物能量的分配模式等。有人把这类研究称之为生物能     

能量生态学(六):种群与生态系统中的能流

前面几讲的内容都是研究种群和生态系统中能流的基础。作为生命集合体的种群及生命与非生命系统相结合的生态系统,能流是贯穿其间的主线,能流的一般内容在生态学教科书中都有介绍。这里仅提几点近年来受到特别注意的内容。种群中的能流种群的能流是估计密度实际变动与决定种群在群落乃至生态系统中作用的基础。估计种群密度的变动有三种方法,其一是数值密度(数量),其二是生物量密度(重量),其三是能流密度(热值)。对小型生物来说,数量估计会过高的估计其作用,而重量估计又过低的估计了其作用。对大型生物来说则相反,数量估计低估了其作用,而重量估计高估了其作用。图1表示盐沼生境中一种蝗虫     

能量生态学(五):维持生命运动能量的组分及估算

本讲及下一讲将着重讨论能量在生态系统中除了热量变换之外的另一个问题,即能量作为维持与延续生命运动的必需成分。本讲的主要内容是化学能的组分及生物能量消耗的估算。主要以在动物上进行的研究结果为例。     

生态学简介(一)

生态学是研究生物与环境相互关系的科学。每一种生物都有特定的栖息环境,例如血吸虫的中间宿主是钉螺,钉螺栖居在一定的生活场所,而钉螺机体又成为血吸虫某一生活周期的栖息环境。生态学(Ecology)这个名词的直接含义是有关研究“住所”或“栖息场所”的科学,它与经济学(Economics)的含义(有关家庭管理的科学)有共同之处。生态学与国民经济的实践联系确实十分密切,生态学可以理解为有关生物的经济管理的科学,或称生物经济学 Bio-nomics,Bionomics 也可以译为生态学。     

能量生态学(三):生物热环境的综合表示法

前一讲生物与其环境热交换各种途径的知识,为分析生物与其热环境的关系提供了必要的基础,也提出了这样的问题:这些生物物理学上复杂的项目是否可综合而简化,使实际测量产生可靠的结果?本文将简略介绍一些在生物(特别是动物)及其环境间热量相互作用上某些简化指标的研究。这些指标包括“气候范围图”及“有效作用温度”等。所有这些,都把辐射、对流(有时也包括蒸发和传导)的效果包括在一个简单的图解或热量指标值中。     

人类生态学(一):谈人口动态

什么是人类生态学? 现代人,即智人(Homo sapiens),是在大约4万年前由直立猿人(H·erectus)进化来的。智人的出现,标志着自然界在人类有意识活动的影响下,开始进入了一个急剧演变的时代,特别是近几百年来,自然界的演变速度和演变方向,越来越依赖于人类有意识的活动了。现在,人类完全有能力毁灭所有生物的生存环境,也有足够的智慧为人类自身和其他生物创造一个适于生存和进化的环境。今后,自然界是沿着有利于人类的方向发展,还是走向一条灾难的道路,这就要看人类自身如何行动了。     

行为生态学(十九):性的生态学问题(2)

雌雄同体、自体受精和异型杂交为了便于下面的讨论,我们先来弄清几个有关名词的含意: 雌雄异体(gonochorisuc)——是指雌雄两性个体完全分离,像所有的鸟类和哺乳动物那样,雌雄异株(dioecious)——相当于动物的雌雄异体,但专用于植物,如冬青树(Ilex)和荨麻(Urtica dioica);雌雄同体(Hermaphrodite)——对动物来说是指一个个体既能产生卵子,也能产生精子。精子和卵     

行为生态学(十八):性的生态学问题(1)

性的功能虽然性现象到处可见,但对于有性生殖的功能意义仍然存在着争议。在真核生物中,有性生殖的基本特点是通过减数分裂(染色体减半)产生配子,并通过配子结合产生新的个体。在较高等的动植物中,雌雄配子(即卵和精子)已发生分化。在很多原生动物和绿藻中,配子之间并无形态差异,但却分化为不同的接合型,即一个配子只能同另一个不同类型的配子相接合。纤毛虫不产生自由活动的配子,而是在接合生殖中互换单倍体的核,其遗传效果与两个雌雄同体个体交互受精差不多。有性生殖的结果是使来自不同细胞的基因在同一细胞中相遇。在减数分裂期间所发生的     

行为生态学(十七):栖息地选择(2)

栖息地选择的遗传与获得据目前研究所知,动物对栖息地的选择具有一定的遗传性和后天获得性(即可借助于早期生活经验和学习而改进)。如果把两种动物饲养在同一环境中,发现它们对栖息地的选择有所不同,那么这种差异大都是由遗传所决定的。例如:把从未在自然植被中生活过的蓝山雀和煤山雀关在同一个鸟舍中,鸟舍内放有栎树枝和松树枝,观察记录表明,煤山雀大部分时间都停栖在松树枝上,而蓝山雀则主要停栖在栎树枝上。这种不同的选择同这两种山雀在自然状态下对栖息地的不同偏爱是一致的(蓝山雀偏爱阔叶林,而煤山雀偏爱针叶林)。     

人类生态学(七):野生动物管理(1)

地球上的生物已有大约40亿年的进化史,而人类的起源和进化大约只经历了400万年,约占整个生物进化史的1‰。人类是地球上最晚出现的一种智慧生物,人类起源于生物界,而又离不开生物界。在人类进化历史的绝大部分时期内,人类几乎完全依赖野生生物为生(靠狩猎和采集野生植物),只是在1万多年以前,当农业和畜牧业产生以后,人类才逐渐减少了对野生生物的依赖性(目前仍有许多国     

人类生态学(八):野生动物管理(2)

栖息地遭受破坏和污染随着人类人口的增长和对自然资源需求的增加,人类一直在不断地砍伐森林、扩大耕地、建立城市、修筑道路、开采矿山、竖立井架、建设发电站等。热带雨林是保护生物遗传多样性最理想的地方,但地球上热带雨林的面积正在急剧缩小,顶极植被的破坏是对野生动物生存的最大威胁。每一种动物对于周围环境都有自己特定的忍受限度,栖息地的改变和破坏将使很多动物失去生存场所和必需的资源,造成这些动物的生存危机。虽然很多野生动     

行为生态学(十六):栖息地选择(1)

栖息地选择是指动物对生活地点类型的选择或偏爱,显然,所有的动物都只能生活在环境中的一定空间范围之内。但是,每一种动物的现实分布状况是通过怎样的过程而完成的,目前生态学家还了解得很少,现在只知道同动物对栖息地的选择有关。栖息地选择常常可以产生深远影响。动物对一个特定栖息地的选择可使动物只生活在某一特定环境之中,这有利于动物的表现型的定向改造。因此,同一种动物对栖息地的不同选择往往会引起它们之间基因频率的差异,而不同种动物对栖息地的不同选择又往往能增加种     

人类生态学(二):食物问题

人口持续高速增长,使越来越多的人在考虑这样一个问题:人口增长是否有一定的限度?回答是肯定的。因为人口增长和生物种群的增长一样,都不能超过环境负荷量,否则就会发生强制性和灾难性死亡。不同的是,人类可以通过改造环境,适当提高环境负荷量,并能自觉控制出生率。而生物则只能靠自然反馈机制和灾难性死亡来调节自身的种群密度。当然,提高环境负荷量也有一定限度,因为地球资源毕竟是有限的。对人类来说,决定地球负荷量的主要因素是食物、淡水、能源、矿物资源、环境(如水体、大气、气候、生物、居住空间)、疾病、天灾、战争和经济发展等。其中食物是最基本的,也是限制人口增长的关键因素之一。从全球角度探索食物生产的现状和未来,是人类生态学研究的一个重要组成部分。     

谈谈昆虫生态学中的数学模型(一)

<正> 一、什么是数学模型 “数学模型”有不同的定义。不过,无论如何定义它,总应包括两个基本点:①数学模型是由一定的数学符号按照一定的数学结构组成的。由于数学是“辩证的辅助工具和表现方式”,所以数学模型一般都具有普适性,这一点使得数学模型同“概念模型”和“物理模型”相区别。②数学模型是用来反映客观事物之间的关系以及预测其变化规律的。所以,一个好的生态学数学模型在解决具体生态学问题时,每个     

行为生态学(三):最优觅食行为(2)

3.对模型的检验通过测定生态小区内的食物摄取曲线和各生态小区间的旅行时间,就可以对图8中的模型进行检验。有了可靠的模型,我们就可以预测捕食者在每一个生态小区内的搜寻时间、食物摄取量和边界值。下面我们举两个研究实例: (1)大山雀大山雀试验是对上述模型所进行的最严格检验之一。R.J.Cowie(1977)为了研究大山雀的觅食行为,在室内大鸟舍中建立了五棵人工     

人类生态学(五):人类与环境(2)

二氧化硫和酸雨1982年人类环境国际会议所讨论的另一个重要问题是酸雨。同年6月在瑞典斯德哥尔摩还专门召开了有33国代表参加的酸雨问题国际会议,可见这个问题已经引起了人们多么大的重视。如果现在有人把酸雨说成是八十年代最     

行为生态学(二):最优觅食行为(1)

动物觅食时经常面临着各种不同的选择,如猎取什么食物?到哪里去猎食?采取怎样的猎食路线?自然选择总是使动物的觅食效率尽可能地加以改进,因为只要捕食者能够借助于更有效的觅食,使其存活和繁殖成功的机会增加,自然选择就会对它有利。这个道理对山雀属鸟类来说是很明显的,这些食虫小鸟在冬季白天必须每隔三秒钟就捕食一只昆虫才能维持自己的生存(J.A.Gibb,1960)。     

行为生态学(二十四):动物的信号(1)

动物的很多醒目特征、很多行为方式、分泌的很多化学物质以及由动物发出的大多数声音都可以被解释为是为了影响其他动物的行为而发展起来的一种适应,并经常被看作是动物的信号。正如翅膀借助于在空气中搏击来完成其正常的飞行功能一样,一个信号是借助于影响另一个动物(经由感觉器官)而完成其正常