環(huán)境生態(tài)學(xué)盛連喜第二章課件

第二章生物與環(huán)境第二章生物與環(huán)境1第一節(jié)地球上的生物第二節(jié)環(huán)境的概念及其類型第三節(jié)主要環(huán)境因子的生態(tài)作用第四節(jié)生態(tài)因子作用的一般規(guī)律第一節(jié)地球上的生物2第一節(jié)地球上的生物生命的產(chǎn)生與進化生物多樣性地球自我調(diào)節(jié)理論第一節(jié)地球上的生物生命的產(chǎn)生與進化3一、生命的產(chǎn)生與進化地球生命起源于地球上化學(xué)進化過程。近年在地球上約有38．5億年的最古老的巖石中也發(fā)現(xiàn)了類似生物產(chǎn)生的有機碳沉淀痕跡，而類似甲烷菌的早期細胞化石曾發(fā)現(xiàn)于35億年的古老巖石中。地球上生命起源過程一定發(fā)生在更早的時期。生命來源于地球之外的地外起源或泛種論假說認為，原始生命形態(tài)有可能來自地球之外，譬如由撞擊地球的彗星尾部物質(zhì)形成的流星雨帶來等。許多天文物理學(xué)家相信氨基酸、核苷酸等復(fù)雜有機分子可以在太空形成。多數(shù)現(xiàn)代生物學(xué)家相信生命起源的化學(xué)進化假說，認為原始海洋中的有機分子通過一系列化學(xué)進化步驟導(dǎo)致了生命的起源。

米勒實驗：1953年，混有氨、甲烷和氫的水流經(jīng)一個電?。M太陽紫外輻射），產(chǎn)生了幾種氨基酸；細胞的出現(xiàn)，從具有生物活性的大分子到細胞，是生命進化中的一次飛躍；細胞出現(xiàn)后，生命從化學(xué)進化過渡到生物學(xué)進化，進化過程演化為遺傳、變異、選擇；自養(yǎng)生物出現(xiàn)，改變了地球大氣環(huán)境；一、生命的產(chǎn)生與進化地球生命起源于地球上化學(xué)進化4環(huán)境生態(tài)學(xué)盛連喜第二章ppt課件5生物種的概念種定義的演變：從Ray到Linna識別特種的依據(jù)和方法物種性狀的變化：鐵樹生物種的概念種定義的演變：從Ray到Linna6生物的協(xié)同進化生物的進化生物依賴周圍環(huán)境。生物進化通過自然選擇進行：太平洋上小島低矮植物的存在，長頸鹿生物的協(xié)同進化生物的進化7生物的協(xié)同進化一、概念

一個物種的進化必然會改變作用于其它生物的選擇壓力，引起其它生物也發(fā)生變化，這些變化反過來引起相關(guān)物種的進一步變化。兩個或多個物種的單獨進化常?；ハ嘤绊懀纬梢粋€互相影響的協(xié)同進化系統(tǒng)。

捕食者和獵物之間的相互作用是最好的實例：鴿子和鷹二、昆蟲與植物間的協(xié)同進化

相似于捕食者與獵物之間的相互作用三、大型食草動物與植物的協(xié)同進化長頸鹿和樹木。詹森認為：大小動物的食性不同。生物的協(xié)同進化一、概念8生物的協(xié)同進化四、互惠共生物種間的協(xié)同進化對雙方都有好處，當離開時雙方都能生存。

如：綠水螅體內(nèi)的綠藻蟲金合歡樹苗與螞蟻《藍色星球》中小魚與有刺魚的共生生物的協(xié)同進化四、互惠共生物種間的協(xié)同進化9生物的協(xié)同進化五、協(xié)同適應(yīng)系統(tǒng)協(xié)同進化不僅存在于一對物種間，也存在于同一群落的所有成員之間。

個體或親緣個體----相關(guān)物種的巨大選擇壓力-----生態(tài)系統(tǒng)的進化.生物的協(xié)同進化五、協(xié)同適應(yīng)系統(tǒng)10二生物多樣性生物多樣性的概念定義：生物中的多樣化和變異性以及物種生境的生態(tài)復(fù)雜性。它包括動物、植物和微生物的所有種及其組成的群落和生態(tài)系統(tǒng)。二生物多樣性生物多樣性的概念11環(huán)境生態(tài)學(xué)盛連喜第二章ppt課件12生物多樣性四個水平

一、遺傳多樣性二、物種多樣性

三、生態(tài)系統(tǒng)多樣性四、景觀多樣性基礎(chǔ)保證以生態(tài)系統(tǒng)多樣性為基礎(chǔ)生物多樣性四個水平

一、遺傳多樣性基礎(chǔ)保證以生態(tài)系統(tǒng)多樣性為13影響生物多樣性的因素物種生物量：tilman猜想物種的屬性：物種的角色通過量變到質(zhì)變生物地化循環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性：生態(tài)系統(tǒng)的物種數(shù)目多，物種間的相互作用弱，則系統(tǒng)的抗性大，彈性小。影響生物多樣性的因素14Gaia假說的形成和發(fā)展

1969年英國的科學(xué)家拉弗洛克提出的。

1979年《Gaia：對地球上生命的新認識》出版。

1988年第二部著作問世。認為地球是一個生物、海洋、大氣和土壤組成的復(fù)合系統(tǒng)。獲得很大的的支持，也有反對。三地球自我調(diào)節(jié)理論Gaia假說的形成和發(fā)展三地球自我調(diào)節(jié)理論15Gaia假說的主要論點：Gaia假說認為地球上所有生物對其環(huán)境不斷地其著主動調(diào)節(jié)作用；地球生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)定性；地球本身是進化系統(tǒng)：Gaia理論認為進化是漸進和間斷的結(jié)合，認為自然選擇的生物進化是行星自我調(diào)節(jié)的一個重要部分；地球系統(tǒng)是有機整體；地球生理學(xué)是地球進化的方式；Gaia假說的主要論點：16環(huán)境生態(tài)學(xué)盛連喜第二章ppt課件17Gaia假說中三個重點：Gaia假說認為生命是全球尺度的現(xiàn)象，地球上沒有孤立的生命；Gaia假說理論在一定意義上發(fā)展了達爾文的觀點（進化論）；Gaia理論對于地球物理學(xué)而言，提供了一個新的用數(shù)學(xué)觀點考察地球的方法；環(huán)境生態(tài)學(xué)盛連喜第二章ppt課件18

第二節(jié)環(huán)境的概念及其類型環(huán)境是指某一特定生物體或生物群體以外的空間,以及直接、間接影響該生物體或生物群體生存的一切事物的總和。環(huán)境總是針對某一特定主體或中心而言的，是一個相對的概念，離開了這個主體或中心也就無所謂環(huán)境，因此環(huán)境只具有相對的意義。在生物科學(xué)中，環(huán)境是指生物的棲息地，以及直接或間接影響生物生存和發(fā)展的各種因素。在環(huán)境科學(xué)中，人類是主體，環(huán)境是指圍繞著人群的空間以及其中可以直接或間接影響人類生活和發(fā)展的各種因素的總體。第二節(jié)環(huán)境的概念及其類型環(huán)境是指某一特定生物體或生物群19環(huán)境生態(tài)學(xué)盛連喜第二章ppt課件20環(huán)境的類型環(huán)境這個概念既是具體的，又是相對的。討論環(huán)境時，要包含著特定的主體，離開了主體的環(huán)境是沒有內(nèi)容的，同時也是毫無意義的。主體的不同或不明確，往往是造成對環(huán)境分類及環(huán)境因素分類不同的一個重要原因。環(huán)境的類型環(huán)境這個概念既是具體的，又是相對的。討論環(huán)境時，要21按環(huán)境的主體分，目前有兩種體系，一種是以人為主體，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)者都采用這種分類方法。另一種是以生物為主體，生物體以外的所有自然條件稱為環(huán)境，這是一般生態(tài)學(xué)書刊上所采用的分類方法。

按環(huán)境的主體分，目前有兩種體系，一種是以人為主體，其他的生命22按環(huán)境的性質(zhì)可將環(huán)境分成自然環(huán)境、半自然環(huán)境(被人類破壞后的自然環(huán)境)和社會環(huán)境3類。

按環(huán)境的范圍大小可將環(huán)境分為宇宙環(huán)境(或稱星際環(huán)境)、地球環(huán)境、區(qū)域環(huán)境、微環(huán)境和內(nèi)環(huán)境。按環(huán)境的性質(zhì)可將環(huán)境分成自然環(huán)境、半自然環(huán)境(被人類破壞后的23環(huán)境因子的分類根據(jù)環(huán)境因子特點：將環(huán)境因子分為氣候類，土壤類，和生物類；7個并列項目：土壤、水分、溫度、光照、大氣、火和生物因子；GILL（1975）將非生物因子分為三個層次：第一是植物生長必須的環(huán)境因子（如光照、溫度、水分）；第二是與植物存在無關(guān)的地理環(huán)境因子（如風(fēng)暴、火山等）；第三是與植物存在相關(guān)的環(huán)境因子（如放牧、火成演替等）；環(huán)境因子的分類24生物與環(huán)境溫水土季節(jié)、緯度、晝夜、海拔高沸點、高比熱、固態(tài)膨脹無機、有機、微生物氣結(jié)構(gòu)（1000km)、成分（氮、氧、二氧化碳、水）作用（保護、保溫、能源、材料）光光的強度（入射角、緯度、海拔）光的性質(zhì)（紅外線、可見光、紫外線）光的作用（升溫、能量、致突變）第三節(jié)主要環(huán)境因子的生態(tài)作用生物與環(huán)境溫水土季節(jié)、緯度、晝夜、海拔高沸點、高比熱、固態(tài)膨25生物與主要生態(tài)因子的相互關(guān)系生物與光的關(guān)系生物與溫度的關(guān)系生物與水的關(guān)系生物與土壤的關(guān)系生物與主要生態(tài)因子的相互關(guān)系生物與光的關(guān)系26生物與光的關(guān)系太陽輻射及其變化規(guī)律光強度變化對生物的影響光質(zhì)變化對生物的影響光周期現(xiàn)象生物與光的關(guān)系太陽輻射及其變化規(guī)律27太陽輻射能(仿A.Mackenzieet.al,1999)光的性質(zhì)：波長150－4000nm,分紫外光、可見光和紅外光三類，波長在380－760nm之間的光為可見光。綠色植物的光合作用有效范圍是380－700nm之間。紫外線可見光紅外線

400630

1000

25004000波長(nm)能量強度太陽輻射能(仿A.Mackenzieet.al,19928光強的作用：生長發(fā)育、形態(tài)建構(gòu)作用。典型例子—植物黃化現(xiàn)象（eitiolationphenomenon），動物的孵化。光強的作用：生長發(fā)育、形態(tài)建構(gòu)作用。典型例子—植物黃化現(xiàn)象（29光強度變化對生物的影響植物—光合作用率在光補償點附近與光強度成正比，但達光飽和點后,不隨光強增加。水生生物—水生植物在水中的分布與光照強度有關(guān)。光強度變化對生物的影響植物—光合作用率在光補償點附近與光強度30光合作用率光合作用率光強度光強度凈生產(chǎn)力光合作用呼吸作用ABABACP光補償點CPCPabspsp光飽和點B光補償點(compensationpoint)光飽和點(saturatepoint)：光合作用強度和呼吸作用強度相當處的光強度為光補償點；當光照強度達到一定水平后，光合產(chǎn)物不再增加或增加得很少，該處的光強度即為光飽和點。植物的光補償點示意圖(Emberlin,1983)光光光強度光強度凈生產(chǎn)力光合作用呼吸作用ABABACP光補償31生物隨光照強度的適應(yīng)類型陸生生物—對不同光照強度的適應(yīng)產(chǎn)生陽性植物和陰性植物和耐陰性植物及陰地植物和陽地植物陽性植物(cheliophytes)、陰性植物(sciophytes)和耐陰性植物(shadeplant)：陽性植物對光要求比較迫切，只有在足夠光照條件下才能進行正常生長；陰性植物對光的需要遠較陽性植物低，光補償點低，呼吸作用、蒸騰作用都較弱，抗高溫和干旱能力較低；耐陰性植物對光照具有較廣泛的適應(yīng)能力，對光的需要介于前兩類植物之間。動物—光照強度影響動物的行為，晝行性動物在白天強光下活動，夜行性動物在夜晚或弱光下活動。生物隨光照強度的適應(yīng)類型陸生生物—對不同光照強度的適應(yīng)產(chǎn)生32光質(zhì)變化對生物的影響海洋植物—光合作用色素對光譜變化具有明顯的適應(yīng)性:海水表層植物色素吸收藍、紅光；深水植物光合色素有效地利用綠光。高山植物—對紫外光作用的適應(yīng)，發(fā)展了特殊的蓮座狀葉叢。動物光質(zhì)變化對生物的影響海洋植物—光合作用色素對光譜變化具有明33生物的光周期現(xiàn)象光周期現(xiàn)象(photoperiodism)：Garner等人(1920)發(fā)現(xiàn)明相暗相的交替與長短對植物的開花結(jié)實有很大的影響。這種植物對自然界晝夜長短規(guī)律性變化的反應(yīng)，稱光周期現(xiàn)象。植物光周期現(xiàn)象—對繁殖(開花)的影響：區(qū)分為長日照植物和短日照植物。長日照植物(long-dayplants)和短日照植物(short-dayplants)：日照超過一定數(shù)值才開花的植物稱長日照植物；短日照短于一定數(shù)值才開花的植物稱短日照植物，一般需要較長的黑暗才能開花。前者如小麥、油菜，后者如蒼耳、水稻。生物的光周期現(xiàn)象光周期現(xiàn)象(photoperiodism)：34動物光周期現(xiàn)象—對鳥類等遷徙影響；對繁殖的影響：區(qū)分為長日照動物和短日照動物。長日照動物(long-dayanimals)和短日照動物(short-dayanimals)：在溫帶和高緯度地區(qū)許多鳥獸在春夏之際白晝逐漸延長的季節(jié)繁殖后代，稱長日照動物；與些相反，一些動物只有在白晝逐步縮短的秋冬之際才開始性腺發(fā)育和進行繁殖，稱短日照動物。前者如雪貂、野兔、刺猬；后者如綿羊、山羊和鹿等。滯育現(xiàn)象哺乳動物的生殖和換毛動物光周期現(xiàn)象—對鳥類等遷徙影響；對繁殖的影響：區(qū)分為長日35生物與溫度的關(guān)系溫度對生物的作用(溫度的生態(tài)學(xué)意義)極端溫度對生物的影響生物對極端溫度的適應(yīng)生物與溫度的關(guān)系溫度對生物的作用(溫度的生態(tài)學(xué)意義)36溫度對生物的作用溫度與生物生長：溫度是最重要的生態(tài)因子之一，參與生命活動的各種酶都有其最低、最適和最高溫度，即三基點溫度；不同生物的三基點不同；在一定溫度范圍內(nèi)，生物生長的速率與溫度成正比；外溫的季節(jié)性變化引起植物和變溫動物生長加速和減弱的交替，形成年輪；外溫影響動物的生長規(guī)模。溫度對生物的作用溫度與生物生長：溫度是最重要的生態(tài)因子之一，37溫度與生物發(fā)育：溫度與生物發(fā)育最普遍的規(guī)律是有效積溫。溫度與生物的繁殖和遺傳性：植物春化，動物繁殖的早遲。溫度與生物分布：許多物種的分布范圍與溫度區(qū)相關(guān)。溫度與生物發(fā)育：溫度與生物發(fā)育最普遍的規(guī)律是有效積溫。38有效積溫法則及其意義有效積溫法則植物在生長發(fā)育過程中必須從環(huán)境攝取一定的熱量才能完成某一發(fā)育階段的發(fā)育過程，而且各個發(fā)育階段所需的總熱量是一個常數(shù)，稱總積溫或有效積溫，因此可用公式：N?T＝K表示，考慮到生物開始發(fā)育的溫度，又可寫成：N(T－C)＝K,T＝C＋K／N，其中，N為發(fā)育歷期，即生長發(fā)育所需時間，T為發(fā)育期間的平均溫度，C是發(fā)育起點溫度，又稱生物學(xué)零度，K是總積溫（常數(shù)）。有效積溫法則及其意義有效積溫法則39有效積溫法則的意義

預(yù)測生物發(fā)生的世代數(shù)；預(yù)測生物地理分布的北界；預(yù)測害蟲來年的發(fā)生歷程；制定農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃，合理安排作物；應(yīng)用積溫預(yù)報農(nóng)時。有效積溫法則的意義40極端溫度對生物的影響低溫對生物的影響：當溫度低于臨界(下限)溫度，生物便會因低溫而寒害和凍害。凍害原因：冰結(jié)晶使原生質(zhì)破裂損壞胞內(nèi)和胞間的微細結(jié)構(gòu)；溶劑水結(jié)冰，電解質(zhì)濃度改變，引起細胞滲透壓變化，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性；脫水使蛋白質(zhì)沉淀；代謝失調(diào)。極端溫度對生物的影響低溫對生物的影響：41生物對極端溫度的適應(yīng)生物對低溫的適應(yīng)：保暖、抗凍－－形態(tài)、生理、行為的適應(yīng)生物對極端溫度的適應(yīng)生物對低溫的適應(yīng)：保暖、抗凍－－形態(tài)、生42生物對低溫的適應(yīng)形態(tài)上的適應(yīng)－－植物：芽具鱗片、體具蠟粉、植株矮小；動物：增加隔熱層，體形增大（貝格曼規(guī)律），外露部分減小（阿倫規(guī)律）。阿倫規(guī)律(Allen’srule)：寒冷地區(qū)的內(nèi)溫動物較溫暖地區(qū)內(nèi)溫動物外露部分（如四肢、尾、耳朵及鼻）有明顯趨于縮小的現(xiàn)象，稱阿倫規(guī)律，是減少散熱的適應(yīng)。貝格曼規(guī)律(Bergman’srule)：生活在寒冷氣候中的內(nèi)溫動物的身體比生活在溫暖氣候中的同類個體更大，這種趨向稱貝格曼規(guī)律，是減少散熱的適應(yīng)。約旦規(guī)律(Jordan’srule)：魚類的脊椎骨數(shù)目在低溫水域比在溫暖水域的多。生物對低溫的適應(yīng)形態(tài)上的適應(yīng)－－植物：芽具鱗片、體具蠟粉、植43環(huán)境生態(tài)學(xué)盛連喜第二章ppt課件44生理上的適應(yīng)－－植物：減少細胞中的水分和增加細胞中有機質(zhì)的濃度以降低冰點，增加紅外線和可見光的吸收帶（高山和極地植物）；動物：超冷和耐受凍結(jié)，當環(huán)境溫度偏離熱中性區(qū)增加體內(nèi)產(chǎn)熱，維持體溫恒定，局部異溫等。行為上的適應(yīng)－－遷移和冬眠／休眠等。生理上的適應(yīng)－－植物：減少細胞中的水分和增加細胞中有機質(zhì)的濃45高溫對生物的影響：當溫度超過臨界（上限）溫度，對生物產(chǎn)生有害作用，如蛋白質(zhì)變性、酶失活、破壞水份平衡、氧供應(yīng)不足、神經(jīng)系統(tǒng)麻痹等。生物對高溫的適應(yīng)：抗輻射、保水、散熱－－形態(tài)、生理、行為的適應(yīng)高溫對生物的影響：當溫度超過臨界（上限）溫度，對生物產(chǎn)生有害46生物對高溫的適應(yīng)形態(tài)上的適應(yīng)－－植物：密毛、鱗片濾光；體色反光；葉緣向上或暫時折疊，減少輻射傷害；干和莖具厚的木栓層，絕熱。動物：體形變小，外露部分增大；腿長將體抬離地面；背部具厚的脂肪隔熱層。生理上的適應(yīng)－－植物：降低細胞含水量，增加糖或鹽濃度，減緩代謝率；蒸騰作用旺盛，降低體溫；反射紅外光。動物：放寬恒溫范圍；貯存熱量，減少內(nèi)外溫差。行為上的適應(yīng)－－植物：關(guān)閉氣孔。動物：休眠，穴居，晝伏夜出等。生物對高溫的適應(yīng)形態(tài)上的適應(yīng)－－植物：密毛、鱗片濾光；體色反47溫度對生物分布的影響生物不僅需要適應(yīng)一定的溫度幅度，而且還需要有一定溫度量，極端溫度常常成為限制生物分布的重要因素。例如，由于高溫的限制，白樺、云杉在自然條件下不能在華北平原生長、蘋果、梨桃不能在熱帶地區(qū)栽培。溫度對生物分布的影響生物不僅需要適應(yīng)一定的溫度幅度，而且還需48低溫對生物分布的限制作用更為明顯，對植物和變溫動物來說，決定其水平分布北界和垂直分布上限的主要因素就是低溫，所以這些生物的分布界限有時非常清楚。例如，橡膠分布的北界是北緯24度40分，海拔高度上限是960m。溫度對恒溫動物分布的直接限制較小，但也常通過影響其他生態(tài)因子（如食物）而間接影響其分布。低溫對生物分布的限制作用更為明顯，對植物和變溫動物來說，決定49變溫對生物的影響變溫對生物的影響：增加植物糖分積累，減少夜間呼吸作用（吐魯番）變溫對生物的影響50生物與水的關(guān)系水的生物學(xué)意義生物體的水分獲得與損失途徑水因子對生物的影響生物對水因子的適應(yīng)生物與水的關(guān)系水的生物學(xué)意義51水是生物體不可缺少的組成成份；水是生物體所有代謝活動的介質(zhì)；水為生物創(chuàng)造穩(wěn)定的溫度環(huán)境；生物起源于水環(huán)境。水是生物體不可缺少的組成成份；52生物體的水分獲得與損失途徑水分的喪失途徑植物－－蒸發(fā)（蒸騰作用、擴散作用）失水，分泌失水。動物－－蒸發(fā)失水，排泄、分泌失水。水分獲得途徑植物－－根部吸收，葉面吸收。動物－－食物，體表吸收，代謝水。生物體的水分獲得與損失途徑水分的喪失途徑53水對動植物生長發(fā)育的影響就植物而言，水量對植物的生長也有一個最高、最適和最低3個基點。低于最低點，植物萎蔫、生長停止；高于最高點，根系缺氧、窒息、爛根；只有處于最適范圍內(nèi)，才能維持植物的水分平衡，以保證植物有最優(yōu)的生長條件。種子萌發(fā)時，需要較多的水分，因水能軟化種皮，增強透性，使呼吸加強，同時水能使種子內(nèi)凝膠狀態(tài)的原生質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z狀態(tài)，使生理活性增強，促使種子萌發(fā)。水分還影響植物的其他生理活動。實驗證明，在植物萎蔫前，蒸騰量減少到正常水平的65％時，同化產(chǎn)物減少到正常水平的55％；相反，呼吸卻增加到正常水平的62％，從而導(dǎo)致生長基本停止。水對動植物生長發(fā)育的影響就植物而言，水量對植物的生54水對動物也有較重要的影響。在水分不足時，可以引起動物的滯育或休眠。例如，降雨季節(jié)在草原上形成一些暫時性水潭，其中生活著一些水生昆蟲，其密度往往很高，但雨季一過，它們就進入滯育期。此外，許多動物的周期性繁殖與降水季節(jié)密切相關(guān)。例如，澳洲鸚鵡遇到干旱年份就停止繁殖；羚羊幼獸的出生時間，正好是降水和植被茂盛的時期。

水對動物也有較重要的影響。在水分不足時，可以引起動物的滯育或55水對動植物數(shù)量和分布的影響

降水在地球上的分布是不均勻的，這主要因地理緯度、海陸位置、海拔高度的不同所致。我國從東南至西北，可以分為3個等雨量區(qū)，因而植被類型也可分為3個區(qū)，即濕潤森林區(qū)、干旱草原區(qū)及荒漠區(qū)。即使是同一山體，迎風(fēng)坡和背風(fēng)坡，也因降水的差異各自生長著不同的植物、伴隨分布著不同的動物。水分與動植物的種類和數(shù)量存在著密切的關(guān)系。在降水量最大的赤道熱帶雨林中植物達52種/hm2，而降水量較少的大興安嶺紅松林群落中，僅有植物10種/hm2，在荒漠地區(qū)，單位面積物種數(shù)更少。

水對動植物數(shù)量和分布的影響降水在地球上的分56生物對水因子的適應(yīng)：植物：水生植物、陸生植物：濕生、中生、旱生動物：水生、陸生水生植物水生動物陸生動物生物與水的關(guān)系生物對水因子的適應(yīng)：水生植物水生動物陸生動物生物與水57生物對水因子的適應(yīng)水生植物對水環(huán)境的適應(yīng)陸生植物水平衡的調(diào)節(jié)機制水生動物水平衡的調(diào)節(jié)機制陸生動物水平衡的調(diào)節(jié)機制生物對水因子的適應(yīng)水生植物對水環(huán)境的適應(yīng)58水生植物對水因子的適應(yīng)適應(yīng)方式有發(fā)達的通氣組織;機械組織不發(fā)達或退化;葉片薄而長,以增加光合和吸收營養(yǎng)物質(zhì)的面積。（伊樂藻屬）生態(tài)類型沉水植物浮水植物挺水植物水生植物對水因子的適應(yīng)適應(yīng)方式59環(huán)境生態(tài)學(xué)盛連喜第二章ppt課件60陸生植物對水因子的適應(yīng)陸生植物的水平衡調(diào)節(jié)機制形態(tài)適應(yīng)：發(fā)達的根系；葉面?。粏巫尤~植物中一些具扇狀的運動細胞，可使葉面卷曲；具發(fā)達的貯水組織；生理適應(yīng)：水分運輸?shù)膭恿υ|(zhì)的滲透濃度高。陸生植物的生態(tài)類型濕生植物中生植物旱生植物陸生植物對水因子的適應(yīng)陸生植物的水平衡調(diào)節(jié)機制61環(huán)境生態(tài)學(xué)盛連喜第二章ppt課件62水生動物的水平衡調(diào)節(jié)機制海洋動物鯊魚和無脊椎動物：等滲硬骨魚：低滲淡水動物硬骨魚：高滲河口動物洄游魚類：變滲透壓水生動物的水平衡調(diào)節(jié)機制海洋動物63陸生動物的水平衡調(diào)節(jié)機制失水的主要途徑：皮膚蒸發(fā)、呼吸失水、排泄失水補充水的主要途徑：食物、代謝水、飲水保水機制減小皮膚的透水性減少身體的表面蒸發(fā)減少呼吸失水減少排泄失水利用代謝水生態(tài)類型喜濕耐旱陸生動物的水平衡調(diào)節(jié)機制失水的主要途徑：64生物與土壤的關(guān)系土壤的生態(tài)學(xué)意義土壤的理化性質(zhì)及其對生物的影響生物與土壤的關(guān)系土壤的生態(tài)學(xué)意義65土壤因子的生態(tài)作用土壤是巖石圈表面能夠生長動物、植物、微生物的疏松表層，是陸生生物生活的基質(zhì)；為陸生植物提供基底，為土壤生物提供棲息場所；提供生物生活所必須的礦質(zhì)元素和水分；土壤是由固體、氣體、水組成三相結(jié)構(gòu)，具有一定的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)；提供植物生長所需的水熱肥氣；維持豐富的土壤生物區(qū)系；土壤中的生物區(qū)系：微生物、原生動物和節(jié)肢動物，生物固氮和共生；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。土壤因子的生態(tài)作用土壤是巖石圈表面能夠生長動物、植物、微生物66植物對土壤因子的適應(yīng)根據(jù)植物對土壤酸度的反應(yīng)，可以把植物劃分為酸性土，中性土，堿性土植物生態(tài)類型；根據(jù)植物對土壤中礦質(zhì)鹽類（如鈣鹽）的反應(yīng)，可把植物劃分為鈣質(zhì)土植物和嫌鈣植物；根據(jù)植物對土壤含鹽量的反應(yīng)，可劃分出鹽土和堿土植物；根據(jù)對風(fēng)沙基質(zhì)的關(guān)系，可將沙生植物劃分為抗風(fēng)蝕沙埋、耐沙割、抗日灼、耐干旱、耐貧瘠等一系列生態(tài)類型。

植物對土壤因子的適應(yīng)根據(jù)植物對土壤酸度的反應(yīng)，可以把植物劃分67植物對土壤因子的適應(yīng)土壤鹽分的八大離子：K+，Na+，Ca2+，Mg2+，Cl-，SO42-，CO32-，HCO3-；堿土：pH8.5以上，交換性鈉占交換性陽離子的20%以上，中層拄狀結(jié)構(gòu)，堅硬、通透性差；鹽類對多數(shù)植物危害按以下次序排列：MgCl2>Na2CO3>NaHCO3>NaCl>MgSO4>Na2SO4陽離子：Na＋>Ca2＋陰離子：CO32－>HCO3－>Cl－>SO42－植物對土壤因子的適應(yīng)土壤鹽分的八大離子：K+，Na+，Ca268鹽土對植物的影響引起植物的生理干旱（滲透調(diào)節(jié)）；傷害植物組織（直接傷害作用）；細胞中離子毒害作用；影響植物的正常營養(yǎng)；鹽土對植物的影響69堿土對植物的影響毒害植物根系；高pH值影響植物根際離子交換；土壤B層的物理性質(zhì)惡化，堅硬、不透水；堿土對植物的影響70植物對鹽堿土的適應(yīng)內(nèi)陸鹽生植物，海濱鹽生植物；鹽生植物的形態(tài)學(xué)適應(yīng)，小葉、多絨毛；聚鹽性植物：真鹽生植物，鹽爪爪，紅樹；泌鹽性植物：檉柳等；透鹽性植物（可溶性有機物滲透調(diào)節(jié)）；植物對鹽堿土的適應(yīng)內(nèi)陸鹽生植物，海濱鹽生植物；71堿蓬堿菀堿蓬堿菀72圣柳互花米草圣柳互花米草73第四節(jié)生態(tài)因子作用的一般規(guī)律第四節(jié)生態(tài)因子作用的一般規(guī)律74生態(tài)因子概念生態(tài)因子(ecologicalfactors)：環(huán)境中對生物的生長、發(fā)育、生殖、行為和分布有著直接或間接影響的環(huán)境要素。生態(tài)因子是環(huán)境中對生物起作用的因子，而環(huán)境因子則是指生物體外部的全部要素。生態(tài)因子概念生態(tài)因子(ecologicalfactors)75生態(tài)因子的分類生態(tài)因子通常分為非生物因子和生物因子兩大類生物因子（biOticfactors）：有機體（同種和異種）非生物因子（abioticfactors）：溫度、光、濕度、pH、氧氣等有的學(xué)者將生態(tài)因子分為五類氣候因子(climaticfactors)、土壤因子(edaphicfactors)、地形因子(topographicfactors)、生物因子、人為因子(anthropogenicfactors)Begon等將非生物因子分為條件和資源兩類條件：溫度、濕度、pH等資源：營養(yǎng)物質(zhì)、水、輻射能等生態(tài)因子的分類生態(tài)因子通常分為非生物因子和生物因子兩大類76生物與生態(tài)因子生態(tài)因子作用的特點生物對非生物因子的耐受限度生物對各生態(tài)因子耐受性之間的相互關(guān)系生物對生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整生態(tài)位生物與生態(tài)因子生態(tài)因子作用的特點77生態(tài)因子作用的特點綜合性:如氣候的作用主導(dǎo)因子作用（非等價性）：漁業(yè)高密度養(yǎng)殖增氧直接性和間接性：食物，降水因子作用的階段性（限定性）：洄游魚類生態(tài)因子的不可替代性和補償作用：水生生物體內(nèi)的鈣和鍶的補償作用生態(tài)因子作用的特點綜合性:如氣候的作用78限制因子(limitingfactors)在眾多生態(tài)因子中，任何接近或超過某種生物的耐受性極限而阻止其生存、生長、繁殖或擴散的因子稱限制因子限制因子概念的意義為分析生物與環(huán)境相互作用的復(fù)雜關(guān)系奠定了一個便利的基點；有助于把握問題的本質(zhì)，尋找解決問題的薄弱環(huán)節(jié)。限制因子(limitingfactors)79生態(tài)因子的限制性作用“最小因子定律”(Liebig’slawofminimum)植物的生長取決于那些處于最低量的營養(yǎng)元素，這些處于最低量的營養(yǎng)元素稱最小因子（JustusvonLiebig,1840,德國）。兩個補充條件（Odum,1983）：1）嚴格的穩(wěn)定狀態(tài)；2）因子補償作用(factorcompensation)：生物在一定程度和范圍內(nèi)，能夠減少溫度、光、水等生態(tài)因子的限制作用。生態(tài)因子的限制性作用“最小因子定律”(Liebig’sla80“耐受性定律”(Shelford’slawoftolerance)( V.E.Shelford,1913，美國)每種生物對一種生態(tài)因子都有一個耐受范圍，即一個生態(tài)學(xué)上的最低點和一個生態(tài)學(xué)上的最高點，在最高點和最低點之間的范圍就稱為生態(tài)幅(ecologicalamplitude)或生態(tài)價(ecologicalvalence)?！澳褪苄远伞?Shelford’slawoftole81耐受性法則：生物對每種生態(tài)因子都要求有適宜的量，即有其耐受的上限和下限，過多或不足都可能使生命活動受到抑制，甚至死亡。生態(tài)幅：指上下限之間該生物對這種生態(tài)因子的耐受范圍；在生態(tài)幅的中間為該生物的最適區(qū)，最適區(qū)的兩側(cè)為兩個生理受抑區(qū)，超出生態(tài)幅為不能耐受區(qū)。耐受性法則：生物對每種生態(tài)因子都要求有適宜的量，即有其耐82種群