高中生物競賽生態(tài)學【生物與環(huán)境】課件

1、第二章 生物與環(huán)境2.1 環(huán)境，生態(tài)因子2.2 生物與環(huán)境的相互作用2.3 最小因子、限制因子與耐受限度12.1 生態(tài)因子2.1.1 環(huán)境（environments）概念：某一特定生物體或生物群體周圍一切因素的總和，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。內(nèi)涵：環(huán)境的本質(zhì)就是生物生存和發(fā)展的資源或影響這種資源的因素尺度效應：大環(huán)境與小環(huán)境2大環(huán)境與小環(huán)境大環(huán)境（macroenvironment）：地區(qū)環(huán)境、地球環(huán)境、宇宙環(huán)境；如西雙版納的環(huán)境，昆明黑龍?zhí)董h(huán)境等小環(huán)境（microenvironment）：直接影響生物生命活動的近鄰環(huán)境。如洞穴環(huán)境，樹蔭下環(huán)境等環(huán)境中的氣候（cl

2、imate）大氣候（macroclimate）：大環(huán)境(地區(qū)以上范圍)的氣候條件小氣候（microclimate）：小環(huán)境的氣候條件3小氣候（小環(huán)境）5 - 生態(tài)因子及相關(guān)名詞 生態(tài)因子的分類 生態(tài)因子作用特征2.1.2 生態(tài)因子6生態(tài)因子：環(huán)境要素中對生物起作用的因子。生存條件：生態(tài)因子中生物生存不能缺少的生態(tài)因子的總稱。生態(tài)環(huán)境：一定區(qū)域所有生態(tài)因子的總和。生境（habitat）：特定生物個體或群體的棲息地的生態(tài)環(huán)境。 （1） 相 關(guān) 概 念7描述自然環(huán)境的手段：氣候圖解氣候圖解8（2）生態(tài)因子的分類有無生命特征：生物因子和非生物因子對生物種群數(shù)量變動的作用密度制約因子：食物、天敵等生物因

3、子非密度制約因子：溫度、降水等氣候因子穩(wěn)定性及其作用特點穩(wěn)定因子：終年恒定的因子，決定生物的分布，如地心引力、地磁等變動因子：周期性變動因子：一年四季變化和潮汐漲落非周期性變動因子：如風、降雨、捕食等10種群死亡率變化種群密度梯度密度制約非密度制約逆密度制約導致種群死亡率變化的環(huán)境因子作用于種群的強度，隨種群密度梯度變化而改變密度制約因子與非密度制約性因子比較12（3）生態(tài)因子的作用特征綜合作用： 生態(tài)因子間相互聯(lián)系、相互影響、相互制約主導因子作用：生態(tài)因子的非等價作用的階段性： 生物發(fā)育的不同階段，需要不同不可替代性和補償性：生態(tài)因子間不可替代，但在一定程度上可以補償直接作用和間接作用：直接

4、因子：直接對生物發(fā)生影響的生態(tài)因子間接因子：通過影響直接因子而對生物發(fā)生影響生態(tài)因子142.2 生物與環(huán)境的相互作用2.2.1 環(huán)境對生物的作用環(huán)境對生物的決定作用環(huán)境對生物的塑造作用2.2.2 生物對環(huán)境的反作用生物對環(huán)境的適應生物對環(huán)境因子的改變152.2.1 環(huán)境對生物的作用對生物存活的影響對生物生長、發(fā)育的影響對生殖、繁衍的影響 對生物的數(shù)量和分布的影響對生物的種內(nèi)、種間關(guān)系的影響 162.2.2 生物對環(huán)境的反作用（1） 生物對環(huán)境的適應方式 形態(tài)的適應 生理的適應 行為的適應 各種適應都有相應的遺傳基礎17生物對生物環(huán)境的響應與適應物種間的相互作用 得利； 表示受損；0 無明顯影響

5、物種間的協(xié)同進化一個物種在進化上的變化同時改變了與該物種相關(guān)的其它物種所承受的選擇壓力，導致相關(guān)物種的改變，反過來又對該物種的變化施以影響的過程。二個或更多的相互作用的物種，其各自的進化是相互影響的，從而形成了一個相互作用的進化系統(tǒng)，這一機制稱為協(xié)同進化。相互作用類型互利共生偏利作用捕食/牧食/寄生種間競爭偏害作用中性作用AB181008060300200100Winter smoke, ug/m3Percent frequency ofmelanic peppered moths1960 1970 1980煙塵實測值煙塵變化趨勢黑化蛾變化趨勢隨著污染減輕，黑化蛾在群體中的頻率逐漸下降20夜間

6、降低代謝率有花蜜供給，沒有休眠，要消耗大量能量案例2. 食物與代謝212.3 最小因子、限制因子與耐受限度2.3.1 利比希最小因子定律2.3.2 限制因子2.3.3 耐受限度和生態(tài)幅（1）耐受性定律（2）生態(tài)幅（3）耐受限度的調(diào)整23 2.3.1 利比希最小因子定律 (Liebigs law of minimum)基本內(nèi)容低于某種生物需要的最小量的任何特定因子，是決定該種生物生存和分布的根本因素。應用中應注意的問題定律成立條件：生物的內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境處于穩(wěn)定狀態(tài)注意：生態(tài)因子間的替代作用24南北較高緯度地區(qū)的低溫是影響非洲蜂進一步向高緯度范圍擴散的限制因子。案例：低溫對非洲蜂分布的限制262.

7、3.3 耐受限度與生態(tài)幅（1）Shelford耐受性定律 (Law of tolerance)任何一個生態(tài)因子在數(shù)量或質(zhì)量上的不足或過多時會使該種生物衰退或不能生存Shelford，1913 27（2）Shelford耐受性定律的發(fā)展生物對不同生態(tài)因子的耐受范圍不同，不同年齡、季節(jié)、棲息地等同種生物對生態(tài)因子的耐受性不同對很多生態(tài)因子耐受范圍都很寬的生物，其分布區(qū)一般很廣個體發(fā)育的不同階段，對生態(tài)因子的耐受限度不同不同的生物種，對同一生態(tài)因子的耐受性不同某一生態(tài)因子處于非最適狀態(tài)下時，生物對其他生態(tài)因子的耐受限度也下降28最適范圍不適范圍不能生存因子梯度漸增生命活動強度或數(shù)量生物對環(huán)境因子耐受

8、曲線的實際表現(xiàn)亞適范圍亞適范圍不適范圍耐受曲線（2）30（3） 生態(tài)幅 (ecological amplitude）概念每一種生物對每一種生態(tài)因子都有一個耐受范圍，即有一個生態(tài)上的最低點和最高點。在最低點和最高點(或稱耐受性的上限和下限)之間的范圍類型劃分廣溫性(eurythermal 狹溫性(stenothermal)廣水性(euryhydric)狹水性(stenohydric)廣鹽性(euryhaline)狹鹽性(stenohaline)廣食性(euryphagic)狹食性(stenophagic)廣光性(euryphotic)狹光性(stenophotic) 31耐受限度的調(diào)整馴化自然馴

9、化和人工馴化生理變化和遺傳變化馴化可能：生物特性差異，誘導條件差異生物學意義：適應環(huán)境變化能力內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物通過控制體內(nèi)環(huán)境(體溫、糖、氧濃度、體液等)，使其保持相對穩(wěn)定性 擴大了生物的生態(tài)幅與適應范圍，但并不能完全擺脫環(huán)境的限制32案例：不同溫度下馴化導致耗氧量的差異2001601208040010 20 30溫度 耗氧量 （mlg-1h-1 ）5 馴化25 馴化33本 章 小 結(jié)生態(tài)因子的類型及作用特點環(huán)境對生物的生態(tài)作用生物對環(huán)境的適應方式生物對生態(tài)因子的響應模型 規(guī)律：最小因子定律，限制因子定律，耐受性定律 應用分析方法：耐受曲線，生態(tài)幅，“三基點”34本章主要概念 環(huán)境、大環(huán)境，小環(huán)境，生境，生態(tài)環(huán)境，生態(tài)因子、密度制約因子，非密度制約因子，生物因子，非生物因子，最小因子、限制因子、耐受性，生態(tài)幅、馴化、內(nèi)穩(wěn)態(tài)35思考題1. 如何根據(jù)工作的需要對生態(tài)因子進行分類？2. 生態(tài)因子作用有什么特點？3. 生物與環(huán)境的關(guān)系包括哪些方面？3. 如何分析生態(tài)因子作用的規(guī)律？4. 內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物和非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物在適應環(huán)境的方式、能力上有何差異？內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物是如何保持其穩(wěn)態(tài)機制的？36建議讀物1、孫儒泳, 李慶芬, 牛翠娟, 婁安如. 2002. 基礎生態(tài)