生態(tài)學(xué)第一章生物與環(huán)境

1、第一章第一章 生物與環(huán)境生物與環(huán)境1. 環(huán)境及其類型環(huán)境及其類型2. 生態(tài)因子及其類型生態(tài)因子及其類型3.生態(tài)因子作用的特征生態(tài)因子作用的特征4.生物與環(huán)境的相互作用生物與環(huán)境的相互作用小結(jié)小結(jié)目目 錄錄5.生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理1. 環(huán)境及其類型環(huán)境及其類型環(huán)境環(huán)境(environment)：某一特定生物體或生物群體周 圍一切的總和，包括空間及直接或間接影響該生物體或生物群體生存的各種因素。環(huán)境因子環(huán)境因子(environment factor)：從生物體以外環(huán)境中分析出的各種因素 外界因素：直接影響因素、間接影響因素、非影響因素 主體生物體或生物群體生態(tài)學(xué) 主體人

2、類環(huán)境科學(xué)1.1 環(huán)境的概念環(huán)境的概念按環(huán)境的主體分：人類環(huán)境(人為主體) 環(huán)境(生物為主體)按環(huán)境的性質(zhì)分：自然環(huán)境、半自然環(huán)境、社會(huì)環(huán)境按環(huán)境的范圍大小分：宇宙環(huán)境(星際環(huán)境)、地球環(huán)境、區(qū)域環(huán)境、微環(huán)境(小環(huán)境)、內(nèi)環(huán)境1.2 環(huán)境的類型環(huán)境的類型宇宙環(huán)境(space environment):大氣層以外 的宇宙空間太陽輻射-能量太陽黑子-降雨太陽、月亮引力- 潮汐地球環(huán)境(global environment):大氣圈(對(duì)流層)、水圈、土壤圈、巖石圈、生物圈區(qū)域環(huán)境(regional environment):某一特點(diǎn)地域空間的自然環(huán)境，包括5個(gè)圈層的相互配合微環(huán)境(micro-env

3、ironment):區(qū)域環(huán)境中某一圈層的細(xì)微變化而產(chǎn)生的環(huán)境差異所形成的小環(huán)境內(nèi)環(huán)境(inner environment):生物體內(nèi)組織或細(xì)胞間的環(huán)境地區(qū)環(huán)境、地球環(huán)境和宇宙環(huán)境地區(qū)環(huán)境、地球環(huán)境和宇宙環(huán)境對(duì)生物有直接影響的鄰接環(huán)境，對(duì)生物有直接影響的鄰接環(huán)境，即小范圍的特定棲息地即小范圍的特定棲息地大氣候：離地面大氣候：離地面1.5米以上的氣候米以上的氣候近地面近地面1.5米以內(nèi)的氣候。米以內(nèi)的氣候。直接影響生物的生活直接影響生物的生活生物環(huán)境大環(huán)境大環(huán)境(macroenvironment)小環(huán)境小環(huán)境(microenvironment)生物群系生物群系：大環(huán)境，如不同氣候的地理區(qū)域，影響到

4、生物的生存與分布，產(chǎn)生生物種類的一定組合特征西雙版納熱帶森林西雙版納熱帶森林神農(nóng)架神農(nóng)架大熊貓生存于溫帶森林大熊貓生存于溫帶森林小氣候與生物生活的關(guān)系小氣候與生物生活的關(guān)系小氣候直接影響生物的生活植物根系土壤小環(huán)境植物葉片氣體環(huán)境，受溫度、濕度、氣流變化影響環(huán)境系統(tǒng)環(huán)境系統(tǒng)(environmental system) 是指以人類社會(huì)為中心的外部世界是一個(gè)不斷依靠能量、物質(zhì)和信息的輸人、輸出維持其自身穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)。概念中，人類環(huán)境人類環(huán)境作為整體看待，強(qiáng)調(diào)環(huán)境系統(tǒng)的本質(zhì)在于各種環(huán)境因素之間的相互作用過程相互作用過程。自我調(diào)節(jié)能力2. 生態(tài)因子及其類型生態(tài)因子及其類型2.1 生態(tài)

5、因子的概念生態(tài)因子的概念 生態(tài)因子生態(tài)因子(ecological factors):指環(huán)境中對(duì)生物生長、發(fā)育、生殖、行為和分布有直接或間接影響的環(huán)境要素 生活因子生活因子(living factors):生態(tài)因子中生物生存所不可缺少的環(huán)境條件。(生存條件) 生態(tài)環(huán)境生態(tài)環(huán)境(ecological environment):所有生態(tài)因子的總和 生境生境(habitat):生物個(gè)體或群體生活具體地段上的生態(tài)環(huán)境2.2 生態(tài)因子的類型生態(tài)因子的類型(1)按生態(tài)因子的性質(zhì)分:氣候因子(climatic factor)土壤因子(edaphicfactor)地形因子(topographic factor)

6、生物因子(biotic factor)人為因子(anthropicfactor)(2)按生態(tài)因子的作用方式分:直接因子(direct acting factor)間接因子(indirect acting factor)2.2 生態(tài)因子的類型生態(tài)因子的類型(3)按生態(tài)因子作用強(qiáng)度的影響因素分:密度制約因子密度制約因子(density dependent factor):作用強(qiáng)度隨種群密度變化而變化的生態(tài)因子如食物、天敵、流行病非密度制約因子非密度制約因子(density independent factor):作用強(qiáng)度不隨種群密度變化而變化的生態(tài)因子如天氣變化、溫度、降水2.2 生態(tài)因子的類型生

7、態(tài)因子的類型(4)按生態(tài)因子的穩(wěn)定程度分:穩(wěn)定因子(stable factor):終年恒定的生態(tài)因子。地磁、太陽輻射常數(shù)、地心引力變動(dòng)因子(changeable factor):終年變化的生態(tài)因子。周期性變動(dòng)因子:季節(jié)、潮汐非周期性變動(dòng)因子:降水、風(fēng)、捕食環(huán)境與生態(tài)因子概念環(huán)境與生態(tài)因子概念(小結(jié)小結(jié))千佛山的一株法桐周圍空間存在如下因素:類 型 溫 降水 養(yǎng)分 坡向 火災(zāi) 松毛蟲 白蛾 砍伐 潮汐 磁環(huán)境因子 一切因素及其他-環(huán)境 生態(tài)因子 生境 生活因子 因子性質(zhì) 氣 氣 土 地 人 生 生 人作用方式 直 直 直 間 直 直 間 直強(qiáng)度影響非密非密 密 非密 非密 密 密 非密穩(wěn)定程度

8、周 非周 周 穩(wěn) 非周 非周 非周 非周環(huán)境主體-法桐環(huán)境性質(zhì)-半自然環(huán)境環(huán)境范圍-微環(huán)境(小環(huán)境)3.生態(tài)因子作用的特征生態(tài)因子作用的特征(1)綜合作用:生物是所有生態(tài)因子共同作用的結(jié)果；而且各個(gè)生態(tài)因子間往往相互作用相互影響 人為砍伐森林人為砍伐森林森林生物消失森林生物消失水土流失水土流失土地退化土地退化 光照增強(qiáng)光照增強(qiáng)濕度下降濕度下降溫度變幅增大溫度變幅增大(2)主導(dǎo)因子作用 主導(dǎo)因子(key factor):在諸多環(huán)境因子中對(duì)生物 起決定作用的生態(tài)因子 判別:因子間的關(guān)系對(duì)生物的作用 植物種子春化階段的低溫因子；植物種子春化階段的低溫因子；3.生態(tài)因子作用的特征生態(tài)因子作用的特征(3

9、)直接作用和間接作用直接作用于生物的生態(tài)因子，如光照、溫度、水分、二氧化碳、氧氣等間接作用，通過影響直接因子而影響生物，如坡向、坡度、高度3.生態(tài)因子作用的特征生態(tài)因子作用的特征(4)階段性作用:生物在不同生長發(fā)育階段對(duì) 生態(tài)因子的要求不同 美洲豹 幼年 主導(dǎo)因子 食物捕食者 成年 主導(dǎo)因子 領(lǐng)地范圍 植物 種子萌發(fā) 水分 溫度 成株 光照 養(yǎng)分(5)不可代替性和補(bǔ)償作用 質(zhì)的不可代替性:一個(gè)生態(tài)因子的缺失不可有其它生態(tài)因子來代替 量的可補(bǔ)償性:數(shù)量不足時(shí)，可由其它因子調(diào)劑和補(bǔ)償 Eg. 光照和CO2，Ca和Si 環(huán)境對(duì)生物的影響，稱為作用環(huán)境對(duì)生物的影響，稱為作用 影響生物的生長、發(fā)育繁殖和

10、行為； 影響生物生育力和死亡率，導(dǎo)致種群數(shù)量的改變 某些生態(tài)因子限制生物的分布區(qū)域 4.生物與環(huán)境的相互作用生物與環(huán)境的相互作用 生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng) 生物鐘生物鐘：生物積極利用生態(tài)因子的周期變化的表現(xiàn)是生物體內(nèi)的一種無形的“時(shí)鐘”，實(shí)際上是生物體生命活動(dòng)的內(nèi)在節(jié)律性，它是由生物體內(nèi)的時(shí)間結(jié)構(gòu)序所決定。光照周期的變化作為季節(jié)變化的信號(hào)“扳機(jī)”Morning person? 生物對(duì)環(huán)境的影響，稱為反作用生物對(duì)環(huán)境的影響，稱為反作用 應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)：穩(wěn)定狀態(tài)下適用，注意生態(tài)因子應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)：穩(wěn)定狀態(tài)下適用，注意生態(tài)因子之間的補(bǔ)償作用之間的補(bǔ)償作用5.生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理生物與環(huán)境關(guān)系的基本原

11、理(1)最小因子最小因子 Liebig最小因子定律(law of the minimum):植物的生長起決于處在最小量狀況的營養(yǎng)的量(2)限制因子限制因子 限制因子(limiting factor):限制生物生存和繁殖的關(guān)鍵性因子限制因子定律(law of limiting factors)：生態(tài)因子低于最低狀態(tài)時(shí)，生理現(xiàn)象全部停止；最適狀態(tài)下，生理現(xiàn)象最大觀測值；最大狀態(tài)上，生理現(xiàn)象停止。(3)耐受限度與生態(tài)幅耐受限度與生態(tài)幅Shelford耐受性定律(law of tolerance):生物的生存與繁殖既受某一生態(tài)因子最低量的限制，又受最高量的限制,生物對(duì)每一種生態(tài)因子耐受的上下限即為生物對(duì)生態(tài)因子的耐性限度耐受性定律的發(fā)展與延伸：Page 11 生態(tài)幅生態(tài)幅：種對(duì)每一種生態(tài)因子的 耐受范圍，生態(tài)上的最高點(diǎn)和最 低點(diǎn)之間的范圍生態(tài)幅及其環(huán)境相互作用決定每種生物的分布區(qū)生態(tài)幅及其環(huán)境相互作用決定每種生物的分布區(qū) 耐受限度的調(diào)整耐受限度的調(diào)整 馴化：自然環(huán)境條件或?qū)嶒?yàn)條件下誘發(fā)的馴化：自然環(huán)境條件或?qū)嶒?yàn)條件下誘發(fā)的生理補(bǔ)償機(jī)