生態(tài)因子的生態(tài)作用及生物的適應性課件

1、 普通生態(tài)學General Ecology1 生態(tài)因子的生態(tài)作用及生物的適應性 二、溫度的生態(tài)作用及生物的適應性三、水因子的生態(tài)作用及生物的是適應性四、土壤因子的生態(tài)作用及生物的適應性2土壤：位于陸地生態(tài)系統(tǒng)的底部，是一薄層由生物和氣候改造的地球外殼。（P50）土壤的生態(tài)學意義土壤的理化性質及其對生物的影響植物對土壤的適應四、土壤因子的生態(tài)作用及生物的適應3（一）土壤的生態(tài)學意義 生物的棲息場所：土壤是許多生物的棲息場所，土壤提供了植物和動物的生活空間。 提供水分和必需的礦質元素：土壤提供水分和必需的礦質元素，是生物的營養(yǎng)庫。 具有豐富的生物區(qū)系：土壤中的生物包括細菌、真菌、放線菌、藻類、原生

2、動物、輪蟲、線蟲、蚯蚓、軟體動物、節(jié)肢動物和少數(shù)高等動物，具有豐富的生物區(qū)系。 生態(tài)系統(tǒng)的許多很重要的生態(tài)過程都是在土壤中進行：土壤是生物進化的過渡環(huán)境。土壤中既有空氣，又有水分，正好成為生物進化過程中的過渡環(huán)境。土壤是污染物轉化的重要場地。土壤中大量的微生物和小型動物，對污染物都具有分解能力。4（二）理化性質及其對生物的影響土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎，是具有決定性意義的生命支持系統(tǒng)，其組成部分有礦物質、有機質、土壤水分和土壤空氣。5理化性質及其對生物的影響1、質地與結構 土粒按直徑大小分為砂粒、粉粒、粘粒。大小不同的土粒的組合百分比稱為土壤質地。6砂粒（1.0-0.05mm）粉粒（0.05-0

3、.005mm） 粘粒（0.0005mm以下） 71、質地與結構土壤分為砂土、壤土和粘土三大類。 土壤質地影響植物生長和土壤動物的水平及垂直分布。81、質地與結構土壤結構是指固體顆粒的排列方式、孔隙的數(shù)量和大小以及團聚體的大小和數(shù)量等。團粒結構是腐殖質把礦質土?；ハ嗾辰Y成0.25-10mm的小團塊結構。團粒結構具有水穩(wěn)定性，由其組成的土壤，能協(xié)調土壤中水分、空氣和營養(yǎng)物之間的關系，改善土壤的理化性質。土壤質地與結構常常通過影響土壤的物理化學性質來影響生物的活動。92、土壤溫度 土壤溫度對植物種子的萌發(fā)和根系的生長、呼吸及吸收能力有直接影響，還通過限制養(yǎng)分的轉化來影響根系的生長活動。一般來說，低的

4、土溫會降低根系的代謝和呼吸強度，抑制根系的生長，減弱其吸收作用；土溫過高則促使根系過早成熟，根部木質化加大，從而減少根系的吸收面積。3、土壤水分 土壤水分與鹽類組成的土壤溶液參與土壤中物質的轉化，促進有機物的分解與合成。土壤的礦質營養(yǎng)必需溶解在水中才能被植物吸收利用。土壤水分太少引起干旱，太多又導致澇害，都對植物的生長不利。土壤水分還影響土壤內無脊椎動物的數(shù)量和分布。104、土壤空氣 土壤空氣組成與大氣不同，土壤中O2的含量只有10-12%，在不良條件下，可以降至10%以下，這時就可能抑制植物根系的呼吸作用。土壤中CO2濃度則比大氣高幾十到上千倍，植物光合作用所需的CO2有一半來自土壤。但是，

5、當土壤中CO2含量過高時（如達到10-15%），根系的呼吸和吸收機能就會受阻，甚至會窒息死亡。115、土壤有機質土壤有機質包括：腐殖質和非腐殖質非腐殖質：死亡動植物組織和部分分解的組織。腐殖質：土壤分解有機質時，重新合成的具有相對穩(wěn)定的多聚體化合物。胡敏酸和富里酸是腐殖質的主要成分。126、土壤的生物特性菌根：土壤中某些真菌能與某些高等植物的根系形成共生根，稱為菌根。土壤的生物，促進了成土作用，改善了土壤的理化性狀。13（三）植物對土壤因子的適應根據(jù)植物對土壤酸堿度的適應范圍和要求分為，酸性土植物（pH7.5）。根據(jù)植物對土壤中礦質鹽類（如鈣鹽）的反應分為鈣質土植物、嫌鈣植物。141. 鹽堿土

6、與植物鹽土多分布于內陸干旱、半干旱地區(qū)。15A鹽堿土對植物生長發(fā)育的影響（1）引起植物的生理干旱（2）傷害植物組織（3）引起植物代謝紊亂（4）影響植物的正常營養(yǎng)（5）土壤理化性質惡化，植物難以生長16B鹽土植物的特征植物體干而硬葉子不發(fā)達，蒸騰表面強烈縮小，氣孔下陷。表皮具有厚的外壁，常具有白色絨毛。細胞間隙強烈縮小，柵欄組織發(fā)達。有些具肉質性葉，有特殊的貯水細胞，使同化細胞不致受高濃度鹽的傷害。17C 鹽土植物分類（1）. 聚鹽性植物這類植物能適應在強鹽漬化土壤生長，能從土壤里吸收大量的可溶性鹽類，并把這些鹽類積聚在體內而不受傷害。該類植物原生質對鹽的抗性強，極高的滲透壓。18聚鹽性植物堿蓬

7、群落19聚鹽性植物鹽角草群落20聚鹽性植物霧濱藜植株21其他聚鹽植物鹽穗木黑果枸杞梭梭柴白刺22（2）泌鹽性植物這類植物的根細胞對于鹽類的透過性與聚鹽性植物一樣是很大，但是他們吸進體內的鹽分不積累在體內，而是通過莖、葉表面上密布的分泌腺，把所吸收的過多鹽分排出體外，這種作用稱為泌鹽作用。23泌鹽性植物鹽腺檉柳群落24人工檉柳群落25補血草26（3）不透鹽性植物這類植物的根細胞對鹽類的透過性非常小，所以他們雖然生長在鹽堿土上，但在一定鹽分濃度的土壤溶液中，幾乎不吸收或很少吸收土壤中的鹽類。（抗鹽植物）。如鹽地紫菀、鹽地鳳毛菊等。植物細胞的滲透壓也很高，但不是由于體內高濃度的鹽類，而是高濃度的可溶

8、性的有機物。27不透鹽性植物鹽地風毛菊獐茅28鹽角草檉柳群落29生長在以砂粒為基質的沙區(qū)的植物稱為沙生植物。沙漠是指氣候干旱，植被稀疏，以沙粒為基質的自然地帶。我國沙區(qū)主要分布在北半部的大陸性干旱和半干旱地區(qū)。我國沙漠的形成是由于第三紀以來的造山運動，阻隔了海洋季風的深入，使東南方向的水氣來源隔絕，大氣水分缺乏，降水很少，形成極度干旱的氣候。在這種氣候條件下，山體的巖石以及古湖泊、古河流的沉積、沖積物發(fā)生強烈的物理風化作用，形成豐富的沙源；再加上來自北方的頻繁的大風吹襲，沙子被吹飏、搬遠、堆積而形成沙丘，沙地或浩瀚的沙漠。由于人類的不合理利用，形成次生性的沙地。2. 沙生植物30沙區(qū)生境特點風

9、大沙多，干燥少雨，光照強烈，冷熱劇變31沙生植物的適應特點：抗風蝕沙割、耐沙埋、抗日灼、耐干旱貧瘠的特點。具體表現(xiàn)：1、沙生植物具有被在被沙埋的莖桿上長出不定芽和不定根的能力。32沙生植物的適應特點2、根系生長速度極為迅速，比地上部分快的多，且極為發(fā)達。333、根系具有沙套或強烈木質化。 沙蔥4、強烈的旱生或超旱生的形態(tài)、結構與生理特性。5、有短命和類短命植物346、干旱時休眠、停止生長。7、繁殖方面，能適應流動的沙子的特性，多具有靠風力傳播的種子和果實，或發(fā)達的營養(yǎng)體繁殖。8、種子保存若干年而不喪失生命力。 豬毛菜35一、光照的生態(tài)作用及生物的適應性二、溫度的生態(tài)作用及生物的適應性三、水因子

10、的生態(tài)作用及生物的是適應性四、土壤因子的生態(tài)作用及生物的適應性大氣（P48）、火（P57）第三節(jié) 生態(tài)因子的生態(tài)作用及生物的適應性 36第四節(jié) 生物的生態(tài)適應一、生物的生態(tài)適應生物在與環(huán)境長期的相互作用中，形成一些具有生存意義的特征。依靠這些特征，生物能免受各種環(huán)境因素的不利影響和傷害，同時還能有效地從其生境獲取所需的物質、能量，以確保個體發(fā)育的正常進行。自然界的這種現(xiàn)象稱為“生態(tài)適應”。生態(tài)適應是生物界中極為普遍的現(xiàn)象，一般區(qū)分為趨同適應和趨異適應兩類。371趨同適應趨同適應：不同種類的植物生長在相同（或相似）的環(huán)境條件下，往往形成相似的適應方式和途徑，稱為趨同適應。是親緣關系相當疏遠的生物

11、，由于長期生活在相同或相似的環(huán)境條件下，通過變異、選擇和適應，在形態(tài)、生理、發(fā)育以及適應方式和途徑等方面表現(xiàn)出相似性的現(xiàn)象。蝙蝠屬哺乳動物，但它與大多數(shù)鳥類一樣通過飛行來捕捉空中的昆蟲，它的前肢不同與一般的獸類，而形同于鳥類的翅膀，適應于飛行活動；鯨、海豚、海獅均屬哺乳動物，但由于長期生活在水環(huán)境中，體形呈紡錘形，它們的前肢也發(fā)育成類似魚類的胸鰭。383940植物中的趨同現(xiàn)象如生活在沙漠中的仙人掌科植物、大戟科的霸王鞭，分屬不同類群的植物，但都以肉質化的莖、葉子退化呈刺狀來適應干旱生境。41422趨異適應趨異適應：同一種生物的不同個體群，長期接受不同環(huán)境條件的綜合影響，產(chǎn)生相應的生態(tài)變異，稱為

12、趨異適應。親緣關系相近的同種生物，長期生活在不同的環(huán)境條件下，形成了不同的形態(tài)結構、生理特性、適應方式和途徑等。43植物的適應性是千百萬年來長期自然選擇的結果，生存競爭僅僅保留了那些最能適應的有機體；而有機體的適應性又在經(jīng)常變化的環(huán)境中不斷得到發(fā)展和完善。并在植物的外貌、結構、生態(tài)生理習性上反映出來。這種生態(tài)適應過程是構成植物生態(tài)分化的基礎。植物界的進化就在這種適應過程中進行著。44二、植物的生活型和生態(tài)型生活型：由于趨同適應的結果，植物對于綜合環(huán)境的長期適應在外貌上反映出來的植物類型。植物群的一定共同外貌不論植物在分類系統(tǒng)上的地位如何，只要它們的適應方式和途徑相同，都屬同一生活型45生活型的

13、分類：丹麥的Raunkiaer的生活型分類系統(tǒng)。原則：以休眠芽或復蘇芽所處的位置的高低和保護方式為依據(jù)。高位芽植物地上芽植物地面芽植物隱芽植物一年生植物二、植物的生活型和生態(tài)型46Raunkiaer的生活型分類系統(tǒng)47Braun-Blanquet系統(tǒng)Raunkiaer的分類系統(tǒng)僅包括有花植物 Braun-Blanquet把生活型系統(tǒng)擴大到一切植物，并結合各類植物的定居特點。48生活型譜生活型譜：統(tǒng)計某一個地區(qū)或某一個植物群落內各類生活型的數(shù)量對比關系稱為生活型譜。某一生活型的百分率該地區(qū)某生活型的植物種數(shù)/該地區(qū)全部植物種數(shù)10049各個不同氣候區(qū)生活型譜生活型譜高位芽植物(Ph)地上芽植物(

14、Ch)地面芽植物(H)地下芽植物(G)一年生植物(Th)熱帶地區(qū)61612516北極地區(qū)12260152沙漠地區(qū)122120542溫帶地區(qū)73502218地中海地區(qū)12629114250生態(tài)型：同一種范圍內在生物學特性、形態(tài)特性與解剖結構上與當?shù)厣鷳B(tài)條件相適應的植物類型。（同種生物內適應于不同生態(tài)條件或區(qū)域的不同類群）分類學上的種不是一個生態(tài)單元，而可能是由一個到許多個在生理上和形態(tài)上具有穩(wěn)定差異的生態(tài)型所組成。它們的差異是源于基因的差別，是可遺傳的。二、植物的生活型和生態(tài)型51生態(tài)分化52生態(tài)型的識別容易識別難以識別自花授粉異花授粉生境不連續(xù)53生態(tài)型的類別氣候生態(tài)型土壤生態(tài)型生物生態(tài)型人為

15、因素對于植物的影響最大，作物的品種生態(tài)型實際上就在人為因素的影響下所形成。生態(tài)型的人工雜交表明，有可能培育出雙親都不能忍受的生長良好的新的生態(tài)型。54該章重點概念：環(huán)境、生態(tài)因子、生境、限制因子、生態(tài)幅、利比希最小因子定律、謝爾福德耐性定律、穩(wěn)態(tài)、光周期現(xiàn)象、光合有效輻射、光補償點、貝格曼規(guī)律、阿倫定律、外溫動物、趨同適應、趨異適應、生態(tài)型、生活型、菌根、生活型譜問答：簡述耐受性定律及其補充原理簡述有效積溫法則，評述其意義和局限性生態(tài)因子作用的一般特征？光照從哪幾個方面對生物產(chǎn)生影響及生物的適應類型？C3 和C4植物的光合能力和反應的機理有何不同？水的生態(tài)作用及生物的適應？55該章重點簡述水生

16、動物（魚類）的水平衡調節(jié)機制。從形態(tài)和生理兩個方面闡述生物對低溫環(huán)境的適應。旱生植物對干旱的條件有哪些適應性？沙生植物的適應特點及具體表現(xiàn)？鹽堿土對植物生長發(fā)育的影響？三種鹽堿植物類型有哪些適應特征？簡述Raunkiaer的生活型分類系統(tǒng)？56第三章 種群生態(tài)學第一節(jié) 種群的概念57第一節(jié) 種群的概念一、種群概念及特征：1.種群（population）是在一定空間和時間中同種生物個體的組合。58一、種群概念及特征種群是物種具體的存在單位、繁殖單位和進化單位存在單位：種（SPECIES)是真實存在的。繁殖單位：成分間有互配能力。存在單位：物種的進化過程表現(xiàn)位種群種個體基因組成和頻率從一個到另一個

17、世代的變化過程。從進化論的觀點看，種群是一個演化的單位。59一、種群概念及特征種是構成群落的基本單位602.自然種群具有三個特征：（1）空間特征：種群具有一定的分布區(qū)域和分存形式。（2）數(shù)量特征：每單位面積（或空間）上的個體數(shù)量（即密度），將隨時間而發(fā)生變動。（3）遺傳特征：種群具有一定的基因組成，即系一個基因庫，以區(qū)別于其它物種，但種群中的個體在遺傳上有變異。61理解：（1）不等于個體的簡單相加：有機體之間相互作用，在整體上呈現(xiàn)有組織有結構的特性。（2）個體之間差異性：不同的發(fā)育階段（年齡不同）；同一生長階段，個體貢獻不同。（3）個體水平與種群水平的差異：個體有出生、死亡，種群稱為出生率和死

18、亡率。62第二節(jié) 種群的動態(tài)一、種群的密度和分布（一）數(shù)量統(tǒng)計（二）單體生物和構件生物63（一）數(shù)量統(tǒng)計1.密度：單位面積（或空間）上的個體數(shù)目。（1）絕對密度：指單位面積或空間的實有個體數(shù)。（2）相對密度：表示數(shù)量高低的相對指標。64（1）絕對密度：A 定義：指單位面積或空間的實有個體數(shù)。B 方法：(A)總數(shù)量調查法：在某一面積的同種個體數(shù)目。(B)樣方法：在若干樣方中計算全部個體，以其平均值推廣來估計種群整體。樣方需要有代表性并隨機取樣。(C)標志重捕法：對移動位置的動物，在調查樣地上，捕獲一部分個體進行標志，經(jīng)一定期限進行重捕。根據(jù)重捕取樣中標志比例與樣地總數(shù)中標志比例相等的假定，來估計

19、樣地中被調查的動物總數(shù)。N:M=n:m N=M*n/m， M為標志數(shù)，n為再捕個數(shù)，m為再捕中標記數(shù),N樣地個體總數(shù)。65假設（assumptions）1. 研究期間內,標記永久性, 且再捕獲時可正確記錄。2. 加標記處理后, 再被捕的概率不變。3. 加標記處理后, 死亡率和遷移率, 不受影響。 4.加標記處理后,此個體與其他個體的混合(隨機 , 不會影響其被捕獲率）。5. 取樣時間相對與調查期間是短的。 估計時是 quasi-continuous 實際上是 continuous6. (Petersen): no births, no immigrations no deaths, no em

20、igrations標志重捕法（ mark-recapture methods ）66公式(一) Petersen estimate (1896): Lincoln index (1930)最簡單，只有一次釋放，一次再捉。 n: total size of recapture m: no of individuals marked (x) r: marked individuals released (M) N: 當時的 population size r n r (n+1)N = or N = (Bailey, 1950) m (m+1) r (n+1)(n-m) SE = (m+1) (m+2)67(二) Weighted mean 的方法: 類似 Lincoln index ( Mini) (48+52+105) N = = = 34.2 ( mi)+1 (1+2+2)+1 1 2 6 SE = N + + mi + 1 ( mi + 1) ( mi + 1) 例: Apodemus sylvaticus (鼠) day i 1 2 3 4 number ni - 6 4 7 marked mi - 1 2 2 release ri 8 6 4 - 全部Marked Mi -