第二章-生物與環(huán)境13節(jié)

第一節(jié)環(huán)境的概念及其類型一、環(huán)境的概念1、環(huán)境（environment）：某一特定生物或生物體以外的空間，以及干脆或間接影響該生物體生物群體生存的一切事物的總和。理解環(huán)境概念的要點(diǎn)：①相對(duì)的概念，針對(duì)某一主體而言的，主體不同，環(huán)境的范圍大小不同。②環(huán)境是某一主體四周一切事物的總和。③太陽和地球是生物生存最根本的環(huán)境基礎(chǔ)。二、環(huán)境的類型：環(huán)境的類型通常按環(huán)境的主體、性質(zhì)范圍等特征劃分如下：1、按環(huán)境的主體分目前有兩種體系：人類環(huán)境：是以人為主體，其他的生命物質(zhì)和非生命物質(zhì)都被視為環(huán)境要素。這類環(huán)境稱為人類環(huán)境。在環(huán)境科學(xué)中，多數(shù)學(xué)者都接受這種分類方法環(huán)境：是以生物為主體，生物體以外的全部自然條件稱為環(huán)境，這是一般生態(tài)學(xué)書刊上所接受的。2、按環(huán)境的性質(zhì)可將環(huán)境分為3類：自然環(huán)境、半自然環(huán)境（被人類破壞后的環(huán)境）社會(huì)環(huán)境3、按環(huán)境的范圍大小可將環(huán)境分為五類：宇宙環(huán)境(spaceenvironment或稱星際環(huán)境、空間環(huán)境)：指大氣層以外的宇宙空間，是人類活動(dòng)進(jìn)人大氣層以外的空間和地球鄰近天體的過程中提出的新概念。對(duì)太陽系中的地球而言，整個(gè)太陽系就是地球生存和運(yùn)動(dòng)的宇宙環(huán)境。地球環(huán)境(globalenvironment或稱地理環(huán)境geoenvironment、全球環(huán)境)指大氣圈中的對(duì)流層、水圈、土壤圈、巖石圈和生物圈。地球環(huán)境與人類及生物的關(guān)系尤為親密。其中生物圈中的生物把地球上各個(gè)圈層的關(guān)系親密地聯(lián)系在一起，并推動(dòng)各種物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換。對(duì)棲息于地球表面的動(dòng)植物而言，整個(gè)地球表面就是它們生存和發(fā)展的環(huán)境。區(qū)域環(huán)境(regionalenvironment)指占有某一特定地域空間的自然環(huán)境，它是由地球表面不同地區(qū)的5個(gè)自然因?qū)酉嗷f(xié)作而形成的。不同地區(qū)，形成各不相同的區(qū)域環(huán)境特點(diǎn)，分布著不同的生物群落。微環(huán)境(micro-environment)指區(qū)域環(huán)境中，由于某一個(gè)(或幾個(gè))圈層的微小變更而產(chǎn)生的環(huán)境差異所形成的小環(huán)境。

內(nèi)環(huán)境(innerenvironment)指生物體內(nèi)組織或細(xì)胞間的環(huán)境。對(duì)生物體的生長和繁育具有干脆的影響。例如，葉片內(nèi)部，干脆和葉肉細(xì)胞接觸的氣腔、氣室、通氣系統(tǒng)，都是形成內(nèi)環(huán)境的場所。內(nèi)環(huán)境對(duì)植物有干脆的影響，且不能為外環(huán)境所代替。第三節(jié)生態(tài)因子作用分析一、生態(tài)因子的概念二、生態(tài)因子的類型三、生態(tài)因子作用的一般特征四、生態(tài)因子的限制性作用一、生態(tài)因子的概念：1．環(huán)境(environment）指作用于生物（個(gè)體或群體）的外界條件的總和。包括生物存在的空間，以及維持其生命活動(dòng)的物質(zhì)和能量。2．生態(tài)因子(ecologicalfactor)環(huán)境中凡是對(duì)生物起作用的事物被稱作生態(tài)因子3．生存條件（existencecondition）生物生長發(fā)育所必需的生態(tài)因子被稱為生存條件。4、生境(habitat)具體的生物個(gè)體和群體生活地段上的生態(tài)環(huán)境稱為生境，其中包括生物本身對(duì)環(huán)境的影響。二、生態(tài)因子的類型1.在生態(tài)學(xué)中，一般把生態(tài)因子分為非生物因子：指無機(jī)因子或物理因子。生物因子：種內(nèi)與種間的相互作用關(guān)系。

2、道本邁爾按性質(zhì)來分：氣候因子（光、溫度、水、風(fēng)）、地形因子、土壤因子、生物因子、人類因子。3、依據(jù)因子的變更對(duì)生物數(shù)量的影響狀況分為：1）密度制約因素：因子的影響程度隨種群密度而變更，對(duì)種群數(shù)量具有調(diào)整作用。主要為生物因子，如食物、天敵等。2）非密度制約因素：因子的影響程度不隨種群密度而變更，對(duì)種群數(shù)量無調(diào)整作用，這類因子主要是非生物因子，如溫度、降水等。4.還有人把生態(tài)因子分為干脆因子：對(duì)生物干脆起作用的因子，如：光、水分、溫度等。間接因子：通過變更其他因子而間接影響生物，如：海拔高度和地形。三、生態(tài)因子作用的一般特征：1.綜合作用：環(huán)境中各種生態(tài)因子不是孤立存在的，而是彼此聯(lián)系、相互促進(jìn)、相互制約，任何一個(gè)單因子的變更，都必將引起其他因子不同程度的變更及其反作用。

2.主導(dǎo)因子作用：在諸多環(huán)境因子中，有一個(gè)對(duì)生物起確定性作用的生態(tài)因子，稱為主導(dǎo)因。主導(dǎo)因子發(fā)生變更會(huì)引起其他因子也發(fā)生變更。（如池塘中的溶解氧）３．干脆作用和間接作用：區(qū)分生態(tài)因子的干脆作用和間接作用對(duì)相識(shí)生物的生長、發(fā)育、繁殖及分布都很重要。環(huán)境中的地形因子，其起伏程度、坡向、坡度、海拔高度及經(jīng)緯度等對(duì)生物的作用不是干脆的，但它們能影響光照、溫度、雨水等因子的分布，因而對(duì)生物產(chǎn)生間接作用，這些地方的光照、溫度、水分狀況則對(duì)生物類型、生長和分布起干脆的作用。４．階段性作用：由于生物生長發(fā)育不同階段對(duì)生態(tài)因子的需求不同，因此，生態(tài)因子對(duì)生物的作用也具階段性，這種階段性是由生態(tài)環(huán)境的規(guī)律性變更所造成的。５．不行代替性和補(bǔ)償作用：環(huán)境中各種生態(tài)因子對(duì)生物的作用雖然不盡相同，但都各具有重要性，尤其是作為主導(dǎo)作用的因子，假如缺少，便會(huì)影響生物的正常生長發(fā)育，甚至造成其生病或死亡。所以從總體上說生態(tài)因子是不行代替的，但是局部是能補(bǔ)償?shù)?。四、生態(tài)因子的限制性作用1、限制因子：限制生物生存和繁殖的關(guān)鍵性因子就是限制性因子。當(dāng)某一因子不能滿足生物一生或某一發(fā)展階段的生存須要時(shí)，就可成為限制因子。在繁殖期，最簡潔阻撓和限制生物繁殖的因子可能成為限制因子。限制因子的確定：通過視察、分析、試驗(yàn)相結(jié)合的途徑。2、Liebig最小因子定律：德國農(nóng)業(yè)化學(xué)家BaronJustusLiebig認(rèn)為每一種植物都須要確定種類和確定數(shù)量的養(yǎng)分元素，并闡明在植物生長所必需的元素中，供應(yīng)量最少(與須要量比相差最大)的元素確定著植物的產(chǎn)量。

Liebig指出：“植物的生長取決于處在最小量狀況的食物的量”，這一概念被稱做“Liebig最小因子定律”。E.P.Odum(1973)建議對(duì)Liebig定律做兩點(diǎn)補(bǔ)充：1）這確定律只適用于穩(wěn)定狀態(tài)，即能量和物質(zhì)的流入和流出處于平穩(wěn)的狀況下才適用；2）要考慮生態(tài)因子之間的替代作用。即當(dāng)一個(gè)特定因子處于最小量狀態(tài)時(shí),其他處于高濃度或過量狀態(tài)下的物質(zhì),可能有替代作用,替代這一特定因子的不足。因而最低因子并不是確定的。3、Shelford耐性定律（Shelford’slawoftolerance）生物的存在與繁殖，要依靠于某種綜合環(huán)境因子的存在，只要其中一項(xiàng)因子的量(或質(zhì))不足或過多，超過了某種生物的耐性限度，則使該物種不能生存，甚至滅亡。這一概念被稱為Shelford耐性定律。理解概念的要點(diǎn)：該定律把最低量因子和最高量因子相結(jié)合，任何接近或超過耐性下限或耐性上限的因子都稱做限制因子。生物的耐性限度會(huì)因發(fā)育時(shí)期、季節(jié)、環(huán)境條件的不同而變更，當(dāng)一個(gè)種生長旺盛時(shí)，會(huì)提高對(duì)一些因子的耐性限度；相反，當(dāng)遇到不利因子影響它的生長發(fā)育時(shí)，也會(huì)降低對(duì)其他因子的耐性限度。耐性定律是最小因子定律的進(jìn)一步發(fā)展，表現(xiàn)在：1）它不僅考慮了因子量的過少，而且也考慮了因子量的過多；2）耐性定律不僅估計(jì)了環(huán)境因子量的變更方面，并且估計(jì)了生物本身的耐受性問題。一些與耐性定律有關(guān)的術(shù)語廣溫性動(dòng)物；狹溫性動(dòng)物狹食性；廣食性狹棲性；廣棲性4.耐受限度（thelimitsoftolerance）每一個(gè)種只能在環(huán)境條件的確定范圍內(nèi)生存和繁殖。生物種在其生存范圍內(nèi)，對(duì)任一生態(tài)因子的需求總有其上限和下限。二者間的幅度就是其對(duì)該因子的耐受限度（RonaldGood,1953）。概念的理解要點(diǎn)：生物對(duì)某些因子的耐受限度可能很寬，對(duì)另一些因子的可能很窄，該種的實(shí)際分布確定于各種因子的復(fù)合。一個(gè)種的生態(tài)幅即適應(yīng)生境范圍的大小是由其生境中的全部生態(tài)因子耐性限度的綜合確定的。生物的耐受限度會(huì)因發(fā)育時(shí)期、季節(jié)、環(huán)境條件的不同而變更。當(dāng)生長旺盛時(shí)會(huì)提高對(duì)一些因子的耐受限度；相反，當(dāng)遇到不利因子影響生物的生長和發(fā)育時(shí)，也會(huì)降低對(duì)其他因子的耐性限度。在自然界中生物對(duì)某一因子的耐受限度實(shí)際范圍幾乎都比潛在范圍小。其緣由為：在不利因因素影響下，提高了對(duì)基礎(chǔ)代謝的生理調(diào)整所付出的代價(jià)。生境中協(xié)助因子降低了代謝強(qiáng)度的上限或下限水平。5.生態(tài)幅：物種適應(yīng)于生境范圍的大小生態(tài)幅與分布區(qū)是生物適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果。五、生物內(nèi)穩(wěn)態(tài)及耐性限度的調(diào)整：1、生物的內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制：內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制：即生物限制體內(nèi)環(huán)境使之不隨外部環(huán)境發(fā)生變更的相對(duì)穩(wěn)定的機(jī)制。內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制的意義：能削減生物對(duì)外界條件的依靠性，提高其適應(yīng)性。但仍不能完全擺脫環(huán)境的限制。維持內(nèi)穩(wěn)態(tài)是生物擴(kuò)大耐性限度的一種重要機(jī)制。內(nèi)穩(wěn)態(tài)實(shí)現(xiàn)的途徑：生理過程和行為的調(diào)解。內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物和非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物：具有內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制的生物被稱為內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物；不具有內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制的生物被稱為非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物。它們之間的基本區(qū)分：內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物的耐性范圍除取決于體內(nèi)酶系統(tǒng)的特性外，還有賴于內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制能夠發(fā)揮作用的范圍。如恒溫動(dòng)物、恒滲動(dòng)物。非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物的耐性范圍之簡潔的確定于體內(nèi)酶系統(tǒng)在什么溫度范圍內(nèi)起作用。如變溫動(dòng)物、變滲動(dòng)物。2.耐性限度的馴化生物借助于馴化過程可適當(dāng)調(diào)整其對(duì)某個(gè)生態(tài)因子的最適生存范圍或耐受限度的上、下限。若一種生物長期生活在偏離其最適生存范圍一側(cè)的環(huán)境條件下，會(huì)導(dǎo)致該種生物耐受曲線的位置移動(dòng)，產(chǎn)生一個(gè)新的生存范圍和最適區(qū)域。Acclimation（馴化）：指在試驗(yàn)室條件下誘發(fā)的生理補(bǔ)償機(jī)制，一般只需較短的時(shí)間。Acclimatisation（馴化）：指在自然