《环境与生态因子》PPT课件.ppt

第一章 环境与生态因子,第一节 环 境,一、生物圈的环境,概念：地球上的全部生物和它们的无机 环境的总和。,（一）大气圈 大气圈下限为海陆表面，上限约海陆表面1000km以上，可分为平流层和对流层。 对流层：直接构成植物气体环境。 平流层：离地面约2050km，平流层上形成臭氧层，是地球生命系统最重要的保护层。,（二）水圈 由地球表面71%海洋及冰川、河流、湖泊、 土壤和大气中的水构成。 各地区水质不同，构成植物环境生态差异。 水分通过大气环流、洋流和河流排水进行流 动及再分配，维持地球上的水分平衡。,（三）岩石圈,地球表面约3040km厚的地壳层。 通过火山活动和放射衰变影响大气圈组 成，并和水圈进行物质交换，同时形成土壤 的主要物质基础。,（四）土壤层,位于岩石层表面，以岩石圈为母质，在生 物体的参与下形成。 植物 动物 微生物,其他星球也有生物吗？ 生物圈2号？,金星有浓密的大气层，金星大气中二氧化碳的含量在97%以上，还有少量的氮、氩、一氧化碳、水蒸气及氯化氢等。强烈的“温室效应”使金星表面温度高达465-485摄氏度，温差很小，基本上没有昼夜、季节和地区的差别。金星表面的气压为90，相当于地球上海洋深处900米左右所受的压力。金星表面不存在任何液态水，没有任何生命形式存在的可能。,金星,do you know?,土星,离太阳的第六行星,有美丽的光环,是最美的天体之一, 土星上盛行强风。表面温度-290华氏度,比木星表面温度低60度.,美丽的星球,火星是太阳系九大行星之一，按离太阳由近及远的次序为第四颗，它的体积在太阳系中居第七位。由于火星上的岩石、砂土和天空是红色或粉红色的，因此这颗行星又常被称作“红色的星球”。这颗红色的星球异常寒冷和干燥。,火星日落,火星荒漠,火星全貌,火星,美丽动人,九大行星中水星最靠近太阳，九 大行星中，除地球之外，水星的密度最大。1974年3月、9月和1975年3月，美国发射的“水手10号“探测了水星，向地面发回5000多张照片。水星大气非常稀薄，昼夜温差很大，阳光直射处温度高达427，夜晚降低到-173。,水 星,木星是距太阳的第五颗行星，并且是太阳系九大行星中最大的一颗。木星的大气非常厚。木星大气的主要成份是氢和氦，以及少量的甲烷、氨、水汽和其他化合物。木星大气层的平均温度为-121摄氏度。,木星,生态圈稳态,概念： 生物圈的结构和功能长期保持相对稳定的 状态 。 能量基础： 稳定的能量来源 物质基础： 物质上自给自足 多层次的自我调节能力以生物多样性为基础 生物圈自我维持稳态的能力是有限的！,大气污染,酸 雨,赤潮,水污染,海鸟 惨死沙滩,二、植物环境有关概念,同种植物可由于环境变化而导致形态、结 构、生理等特性不同。,一叶萩 活血舒筋，健脾益肾,北极柳树,薄荷,环境 植物生存空间所存在的一切客观因素总和。 如宇宙环境、地球环境、区域环境等。 环境因子 生物体外全部环境要素。 生态因子 环境因子中一切对生物的生长、发育、生殖、 行为和分布有直接或间接影响的因子。,生态环境 所有生态因子综合作用构成生物的环境。 生境 具体特定地段对植物起作用的生态因子总 和。如草原生境、沼泽生境等。,大环境：蓝天白云、地形、气候以及周围的植物 和 动物等 等,小环境 ：树根系周围的土壤环境,小环境 接近植物个体表面或个体表面不同部位 的物理环境。 如八齿小蠹、羊茅草 体内环境 植物体内部的环境,第二节 生态因子,包括生物因子和非生物因子，具体可分为： 一、气侯因子 二、土壤因子 三、生物因子 四、地形因子 五、人为因子,一、气侯因子,气侯因子包括光照、温度、空气等因子。 气侯因子随地理位置和海拔高度的变化而 不同，又称地理因子。 四川为什么盛产药材？ 药用植物的分布有着明显的地理分布特 征“道地药材”。 如：浙八味、川芎等,绵阳道地药材,江油附子,涪城麦冬,二、土壤因子,土壤因子包括土壤的理化性质、肥力等。 土壤理化性质：物理性质和化学性质 土壤生物：微生物、藻类、软体动物等 土壤肥力： 土壤的物理、化学、生物等性质的综合反映 “岗榆砂杨河滩柳，山坡松柏核桃沟， 碱地白蜡和柽柳，砂岗地里栽桐树“,地 肤,罗布麻,狗 脊,桃金娘,栀 子,酸性土壤,碱性土壤,三、生物因子,包括动物、植物和微生物之间的各种相互作用。,四、地形因子,高原、山地、平原、低地、坡度的大小和 坡向等。 地形通过制约光照、温度、水分等气候因 子和其他因子间接影响植物的生长。 如：二郎山东坡与西坡的植被区别； 竹在不同地形的长势 “阳坡土浅栽松树，阴坡土厚栽杉木，高山云雾出名茶“,五、人为因子,纯粹的自然环境已不存在！ 有利/不利,第三节 生态因子的作用特点,一、综合性 二、非等价性 三、不可替代性和互补性 四、限定性 五、直接因子和间接因子,一、综合性,生态因子之间相互影响、相互制约，对植 物起着综合的生态作用。 如：天麻的生长受到密环菌、 温度、湿 度、 人为因子等因素的综合影响。 长江流域年降雨量1500mm为农业作物带 而海南岛年降雨量1500mm的地区为热带草原。,二、非等价性与阶段性,在植物生活环境中，对植物起作用的因子中 有12个起主要作用的为主导因子。 例：春化阶段的低温因子 热带的高温、高湿度对热带作物来说，都 是主导因子；在干旱的荒漠地区，水是植物的 主导因子； 水生植物与陆生植物主导因子的差异？,三、不可替代性和互补性,1、不可替代性 例：微量元素硼的缺乏可引起结实率下降 2、互补性 例：光照不足，可多施有机肥,四、限定性,植物的生存依赖于各种生态因子的综合作 用，其中限制植物生存和繁殖的关键性因 子，称为限制因子。 1、最小因子定律 “植物生长取决于那些处于最少量因素的营 养元素” （1）严格适用于稳定状态 （2）考虑因子间的替代作用,Liebig最小因子定律,Liebig最小因子定律与系统论中的水桶理论涵义一致： “一个有多块木板拼成的水桶，当其中一块木板较短时，不管其他木板多高，木桶装水的总量是受最小木板制约的” 。,水桶法则,2、耐受性定律,1913年，Shelfond提出耐受性法则 任何一个生态因子在数量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物的耐受性限度时，就会使该种生物衰退或不能生存。,耐受性定律的发展,生物对不同生态因子耐受范围不同，不同年龄、季节、栖息地等同种生物对生态因子的耐受性不同 对很多生态因子耐受范围都很宽的生物，其分布区一般很广 个体发育的不同阶段，对生态因子的耐受限度不同 不同的生物种，对同一生态因子的耐受性不同 某一生态因子处于非最适状态下时，生物对其他生态因子的耐受限度也下降,生态幅 每一种植物对每一种生态因子都有其耐受的上限与下限，耐受上限与耐受下限之间的范围，称为生态幅,最适范围,亚适范围,亚适范围,不适范围,不适范围,不能生存,因子梯度,渐增,生命活动或数量,生物对环境因子的耐受曲线,耐受曲线,最适范围,不适范围,不能生存,因子梯度,渐增,生命活动强度或数量,生物对环境因子耐受曲线的实际表现,亚适范围,亚适范围,不适范围,耐受曲线,耐受性法则与最小因子法则的关系,最小因子定律只考虑了因子量过少，而耐受 性法则既考虑了因子量的过少，也考虑了因子 量的过多。 耐受性定律不仅估计了限制因子量的变化， 而且也估计了生物本身的耐受性问题。生物的 耐受性不仅随着种类不同，且在同一种内，耐 受性因为年龄、季节、栖息地不同而有差异。 耐受性定律允许生态因子之间的相互作用， 如因子补偿作用。,生理分布区 生态分布区 限定性可分析植物不能在什么地方生存， 但不能确定植物可在什么地方分布。,五、直接因子和间接因子,小结 概念：环境因子、生态因子、生态环境、 生境、小环境、限制因子、最小因子 定律、耐受性定律 1、生物圈的组成 2、生态因子的分类 3、生态因子的作用特点 4、总结生态因子的限定性,植物的内稳态,植物内稳态指植物控制小环境使其保 持相对稳定的机制。 维持小环境稳定是植物扩大耐受限度 的一种重要机制。 内稳态机制不能完全摆脱环境的限制,植物耐受限度的调整,驯化：如果一种植物长期生活在最适区的一侧，经过一定时间后可以诱发生理补偿变化，导致该种耐性限度和生态幅改变，形成新的最适点。 如:卷柏、山蓼,植物耐受限度的调整,休眠 植物处在不活动状态，是植物抵抗暂时不利环境条件的一种非常有效的生理机制。,周期性调整 通过昼夜节律合其他周期性节律变化，使植物对生态因子耐受性的补偿调节能力增大。,植物的适应,植物通过改变自身的结构与过程与其生存的环境相协调的过程，称为生态适应。,适应的类型,趋同适应 趋同适应是指不同种类的生物，由于长期生活在相同或相似的环境条件下，通过变异、选择和适应，在形态、生理、