生態系统中生物和环境

1、第第三三章章 生态系统中的生态系统中的 生物与环境生物与环境 3.1 生物与环境关系的基本概念生物与环境关系的基本概念 3.1.1 生物种与个体生态学生物种与个体生态学 3.1.2 环境与生态因子环境与生态因子 3.1.3 生物与环境的基本关系生物与环境的基本关系 个体生态学个体生态学：在个体水平层次上研究生物与环境：在个体水平层次上研究生物与环境 之间一一对应关系，是研究生物个体发育、系统之间一一对应关系，是研究生物个体发育、系统 发育及其与环境关系的生态学分支。发育及其与环境关系的生态学分支。 3.1.1 生物种与个体生态学生物种与个体生态学 物种物种：是指一类生物个体的集合，其中的：是指

2、一类生物个体的集合，其中的 个体之间在自然条件下能相互交配产生具个体之间在自然条件下能相互交配产生具 有生殖能力的正常后代个体。有生殖能力的正常后代个体。 个体发育个体发育：是指生物个体从出生到死亡的生长：是指生物个体从出生到死亡的生长 发育过程，在不同的环境因子（质或量的差异）发育过程，在不同的环境因子（质或量的差异） 作用下，生物个体会有不同的表现性状。作用下，生物个体会有不同的表现性状。 系统发育系统发育：在环境作用下由个体发育一代接：在环境作用下由个体发育一代接 一代为适应环境而发生变异，并在选择作用下一代为适应环境而发生变异，并在选择作用下 的物种进化过程。的物种进化过程。 3.1.

3、2 环境与态因子环境与态因子 3.1.2.1 环境的概念环境的概念 广义的环境（广义的环境（Environment)是指某一是指某一 主题周围一切事物的总和。主题周围一切事物的总和。 在生态学中，在生态学中，环境是指环境是指某一特定生物体某一特定生物体 或群体以外的空间，以及直接或间接影响该生或群体以外的空间，以及直接或间接影响该生 物体或群体生存与活动的外部条件总和。物体或群体生存与活动的外部条件总和。 环境的类型环境的类型： （1）按环境的主体分）按环境的主体分类类：以以人为主体的人类环人为主体的人类环 境境，以生物为主体的生物环境。以生物为主体的生物环境。 （2）按环境性质分）按环境性质

4、分类类：自然环境；半自然环自然环境；半自然环 境境；社会环境。社会环境。 （3）按人类对环境的影响与否）按人类对环境的影响与否分类分类：原生环境原生环境 （自然环境）：次生环境（半自然环（自然环境）：次生环境（半自然环 境和人境和人 工环境）。工环境）。 （4) 按环境范围大小分按环境范围大小分：宇宙环境（星际环境）；宇宙环境（星际环境）； 地球环境；区域环境；微环境；内地球环境；区域环境；微环境；内 环境环境 区域环境区域环境：大环境，是指生物所处的大的物：大环境，是指生物所处的大的物 理区域。如地理纬度、大气环流、距海面距离理区域。如地理纬度、大气环流、距海面距离 等。等。 微环境微环境：

5、小环境，是指对生物有直接影响的：小环境，是指对生物有直接影响的 邻接环境。如动物巢、窝的环境、植物根系、邻接环境。如动物巢、窝的环境、植物根系、 水生生物直接接触的土壤或水质环境。水生生物直接接触的土壤或水质环境。 生态学研究更重视小环境。生态学研究更重视小环境。 生境生境：具体的生物个体或群体生活区域的生具体的生物个体或群体生活区域的生 态环境与生物影响下的次生环境统称为生境。态环境与生物影响下的次生环境统称为生境。 3.1.2.2 生态因子的概念生态因子的概念与类型与类型 生态因子生态因子：环境因子中一切对生物的生长、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发

6、育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的 因子因子。 生态环境：所有的生态因子综合作用构成生物生态环境：所有的生态因子综合作用构成生物 的生态环境。的生态环境。 生态因子的类型生态因子的类型 （1）气候因子）气候因子，如光、温度、降水量和大气运动等因子。如光、温度、降水量和大气运动等因子。 （2）土壤因子）土壤因子，主要指土壤物理、化学性质、营养状况等，主要指土壤物理、化学性质、营养状况等， 如土壤的深度、质地、如土壤的深度、质地、母母质、容重、质、容重、 孔隙度、孔隙度、 盐碱度、肥力等盐碱度、肥力等。 （3) 地形因子地形因子，指地表特征，如地形起伏、海拔、山脉、坡指地表特征，如地形起伏、海

7、拔、山脉、坡 度、高度等地貌特征。度、高度等地貌特征。 （4）生物因子）生物因子，指生物之间的相互关系指生物之间的相互关系， 如种群结构、密度、如种群结构、密度、 竞争、扑食、共生、寄生等。竞争、扑食、共生、寄生等。 （5）人为因子）人为因子，即人类活动对生物和环境的影响。即人类活动对生物和环境的影响。 生态因子的类型生态因子的类型 （1）第一周期性因素）第一周期性因素，是指由地球自转或公转及月相变化形，是指由地球自转或公转及月相变化形 成的光、温、潮汐的日、月、成的光、温、潮汐的日、月、 季节季节、年的周年的周 期性变化期性变化。 （2）次生周期因素）次生周期因素，取决于第一周，取决于第一周

8、期性期性因素，如太阳辐射和因素，如太阳辐射和 温度周期变化导致大气湿度温度周期变化导致大气湿度、 降水量周期性降水量周期性 变化。变化。 （3)非周期性因素非周期性因素，指突发性或间接性出现的因素，如暴雨、，指突发性或间接性出现的因素，如暴雨、 山洪、冰雹、蝗灾及火山喷发、山洪、冰雹、蝗灾及火山喷发、 地震、地外地震、地外 物体撞击等突发性灾难，生物物体撞击等突发性灾难，生物 对这类因素很对这类因素很 难形成适应性。难形成适应性。 3.1.3 生物与环境的基本关系生物与环境的基本关系 环境对生命系统的影响称为环境对生命系统的影响称为生态作用生态作用。 生命系统改变其自身的结构与过程以便与其生存

9、环生命系统改变其自身的结构与过程以便与其生存环 境相协调的过程称为境相协调的过程称为生态适应。生态适应。 而生物反过来对环境的影响和改变称为而生物反过来对环境的影响和改变称为生态反作用生态反作用。 3.1.3.1 生态作用生态作用 （1）因子的质因子的质 指因子的状态指因子的状态是是否对生物有意否对生物有意 义。义。 （2）因子的量）因子的量 在因子的质对生物有意义的前在因子的质对生物有意义的前 提提 下，因子对生物的作下，因子对生物的作 用程度随其用程度随其 量的变化而变化。量的变化而变化。 （3）因子的持续时间）因子的持续时间 在质和量的基础上，环在质和量的基础上，环 境境 因子对生物的作

10、用因子对生物的作用 必须有一定的必须有一定的 持续时间才能对生持续时间才能对生 物物起起作用，使作用，使 生物做生物做出响应出响应。 3.1.3.2 生态适应生态适应 生态适应生态适应是生物处于特定环境条件（特别是极端是生物处于特定环境条件（特别是极端 环境）之下时发生的结构、过程和功能的改变，这环境）之下时发生的结构、过程和功能的改变，这 种改变有利于生物在新的环境下生存和发展。种改变有利于生物在新的环境下生存和发展。 适应有长期适应和短期适应两类。适应有长期适应和短期适应两类。 3.1.3.3 生态反作用与生态反作用与Gaia假说假说 生命系统在其生命活动中生命系统在其生命活动中对对环境也

11、起着改造作环境也起着改造作 用，如植物的生长使岩石碎屑形成土壤；生命活动用，如植物的生长使岩石碎屑形成土壤；生命活动 也使池塘变浅直至填平；植物的光也使池塘变浅直至填平；植物的光合合作用使地球古作用使地球古 大气从缺氧变成富氧状态等。大气从缺氧变成富氧状态等。 地球大气的化学成分、温度和氧气状态受地球大气的化学成分、温度和氧气状态受 天文的、生物的或其他的干扰而发生变化，产生偏天文的、生物的或其他的干扰而发生变化，产生偏 离，生物通过改变其生长和代谢，如光合作用吸收离，生物通过改变其生长和代谢，如光合作用吸收 二氧化碳，还有排泄二氧化碳，还有排泄、分解、分解废物等，对偏离做出反废物等，对偏离做

12、出反 应，缓和地球表面的变化应，缓和地球表面的变化。 Gaia假说的生态学意义假说的生态学意义 自工业化以来，热带雨林，对于调节气候、自工业化以来，热带雨林，对于调节气候、 维持空气氧气和二氧化碳的平衡、保持水土的维持空气氧气和二氧化碳的平衡、保持水土的 作用减少，调节能力的减弱。目前大气二氧化作用减少，调节能力的减弱。目前大气二氧化 碳浓度的升高，碳浓度的升高，一方面与大量燃烧化石燃料一方面与大量燃烧化石燃料有有 关，关，另一方面森林面积急剧减小另一方面森林面积急剧减小也是一个重要也是一个重要 因素。因素。 3.2 生态作用的基本规律生态作用的基本规律 3.2.1 限制因子定律限制因子定律

13、3.2.2 生态因子综合作用定律生态因子综合作用定律 3.2.3 生态因子的时空变化规生态因子的时空变化规 律律 3.2.1.1 李比希最小因子定律李比希最小因子定律 （Liebiglaw of the minimum) 李比希，德国化学家，现代植物矿物质营养李比希，德国化学家，现代植物矿物质营养 学说的奠基人。学说的奠基人。他提出他提出植物的生长取决于处于植物的生长取决于处于 最小量状况的营养物质的量。最小量状况的营养物质的量。 即：即：每一种植物都需要一定种类和数量的营每一种植物都需要一定种类和数量的营 养物，如果其中有一种营养物完全缺失，植物养物，如果其中有一种营养物完全缺失，植物 就不

14、能生存。如果该种营养物就不能生存。如果该种营养物 数量极微，就会对植物的生数量极微，就会对植物的生 长产生不良影响。长产生不良影响。 (2) 限制因子（限制因子（limiting factor） 限制因子限制因子：生物在一定环境中生存，必须得到生生物在一定环境中生存，必须得到生 存发展的多种生态因子，当某种生态因子不足或存发展的多种生态因子，当某种生态因子不足或 过量都会影响生物的生存和发展，该因子即为限过量都会影响生物的生存和发展，该因子即为限 制因子。制因子。 Blakman在在1905年注意到因子过量的影响，发展年注意到因子过量的影响，发展 了李比希最小因子定律，提出限制因子的概念，了李

15、比希最小因子定律，提出限制因子的概念， 也称为限制因子定律（也称为限制因子定律（Blakmans law of limiting factors). 许多生态研究就是去寻找限制因子，来解决实许多生态研究就是去寻找限制因子，来解决实 际问题。际问题。 南北较高纬南北较高纬 度地区的低度地区的低 温是影响非温是影响非 洲蜂进一步洲蜂进一步 向高纬度范向高纬度范 围扩散的限围扩散的限 制因子。制因子。 案例：低温对非洲蜂分布的限制案例：低温对非洲蜂分布的限制 3.3.2 生态因子综合作用定律生态因子综合作用定律 生态因子的综合作用生态因子的综合作用 生态因子的交互作用生态因子的交互作用 生态因子作用

16、的主次生态因子作用的主次 直接作用和间接作用直接作用和间接作用 生态因子的阶段性作用生态因子的阶段性作用 不可代替性和补偿作用不可代替性和补偿作用 3.2.2 生态因子综合作用定律生态因子综合作用定律 (1) 综合作用综合作用：每一生态因子都不是孤立存在，而：每一生态因子都不是孤立存在，而 是在与其他因子相互影响、相互制约中起作用。是在与其他因子相互影响、相互制约中起作用。 如作物生长受水、光、营养物综合作用。如作物生长受水、光、营养物综合作用。 (2)交互作用交互作用：当生物受到一个以上生态因子作用时，：当生物受到一个以上生态因子作用时， 其综合作用效果并不是各单因子作用效果的简单其综合作用

17、效果并不是各单因子作用效果的简单 累加，综合作用效果往往明显大于或小于各单因累加，综合作用效果往往明显大于或小于各单因 子作用之和。这是由于各因子相互作用，其效应子作用之和。这是由于各因子相互作用，其效应 相互叠加、相互抵消或互不相干，称为交互作用。相互叠加、相互抵消或互不相干，称为交互作用。 (3) (3) 主次作用主次作用：在一定条件下起综合作用的诸多生：在一定条件下起综合作用的诸多生 态因子中，有一个或少数几个对生物起主要的、态因子中，有一个或少数几个对生物起主要的、 决定性作用的因子，称为主导因子，其他因子则决定性作用的因子，称为主导因子，其他因子则 为次要因子。为次要因子。 （4）直

18、接作用和间接作用直接作用和间接作用:区分生态因子的作用方式区分生态因子的作用方式 对认识生物的生长、发育、繁殖及分布有重要意对认识生物的生长、发育、繁殖及分布有重要意 义。义。 起直接作用的因子起直接作用的因子：光照、温度、水分状况等：光照、温度、水分状况等 起间接作用的因子起间接作用的因子：地形因子的起伏程度、坡向：地形因子的起伏程度、坡向 、坡度、经纬度、海拔等。、坡度、经纬度、海拔等。 天山北坡生长着茂密的森林，而南坡却没有。主要原因是：天山北坡生长着茂密的森林，而南坡却没有。主要原因是： 天山北坡受大西洋和北冰洋水汽影响，年降水量大于南坡，适合天山北坡受大西洋和北冰洋水汽影响，年降水量

19、大于南坡，适合 森林生长；准噶尔盆地西部有缺口，便于水汽进入；而天山南坡森林生长；准噶尔盆地西部有缺口，便于水汽进入；而天山南坡 为背风坡降水少，又为阳坡，蒸发量大，水分条件不适宜森林生为背风坡降水少，又为阳坡，蒸发量大，水分条件不适宜森林生 长。长。 （5）阶段性作用：阶段性作用：生物生长发育不同阶段对生态生物生长发育不同阶段对生态 因子的需求不同，具有阶段性特点，这种阶段性因子的需求不同，具有阶段性特点，这种阶段性 是由生态环境的规律性变化造成的。是由生态环境的规律性变化造成的。如光照长度如光照长度 在植物的春化阶段并不起作用，但在光周期阶段在植物的春化阶段并不起作用，但在光周期阶段 则是

20、十分重要的。则是十分重要的。 青蛙在蝌蚪期水分对它是十青蛙在蝌蚪期水分对它是十 分重要的，但到了成年期，则就不是主要因子。分重要的，但到了成年期，则就不是主要因子。 玉米在不同阶段对水分和温度的要求玉米在不同阶段对水分和温度的要求 （6） 同等重要不可替代和补偿作用同等重要不可替代和补偿作用:每个生态因子对每个生态因子对 生物的影响都是同等重要和不可替代的。生物的影响都是同等重要和不可替代的。如光合作如光合作 用中的光和二氧化碳用中的光和二氧化碳;植物生长需要土壤中的植物生长需要土壤中的N、P、 K、Ca、Mg等多种营养，缺一不可。等多种营养，缺一不可。 但是由于生态因子的综合作用，某因子在量

21、上的不但是由于生态因子的综合作用，某因子在量上的不 足，可以由其他因子来部分补偿，以获得相似的生足，可以由其他因子来部分补偿，以获得相似的生 态效应。态效应。如可以通过增加二氧化碳的浓度来补偿光如可以通过增加二氧化碳的浓度来补偿光 照不足；一种元素少一点可以通过另一种化学性质照不足；一种元素少一点可以通过另一种化学性质 类似的元素的充足来部分补偿。类似的元素的充足来部分补偿。 3.2.3 生态因子的时空变化生态因子的时空变化 生态因子的纬向递变性生态因子的纬向递变性 生态因子的径向递变性生态因子的径向递变性 生态因子的垂直递变性生态因子的垂直递变性 生态因子的时间递变和周期性生态因子的时间递变

22、和周期性 生态因子的非地带性生态因子的非地带性 变和周期性 各种生态因子都影响到生物群落的分各种生态因子都影响到生物群落的分 布，但其中起主要作用的是布，但其中起主要作用的是海陆分布、大海陆分布、大 气环流气环流和由于各地和由于各地太阳高度角太阳高度角的差异所导的差异所导 致的致的太阳辐射量太阳辐射量的多少及其的多少及其季节分布季节分布，亦，亦 即与此相联系的即与此相联系的水热状况水热状况。 太阳高度角太阳高度角：以平行光束射向地球表面的太：以平行光束射向地球表面的太 阳辐射与地面的交角，称为太阳高度角。太阳阳辐射与地面的交角，称为太阳高度角。太阳 高度角越小，太阳辐射穿过大气层的路程越长，高

23、度角越小，太阳辐射穿过大气层的路程越长， 辐射强度越弱。辐射强度越弱。 太阳光太阳光 太阳高太阳高 度角度角 太阳高度角及其季节变化因纬度而不同，太阳辐太阳高度角及其季节变化因纬度而不同，太阳辐 射总量及其相关的热量也因纬度而异。每移动一射总量及其相关的热量也因纬度而异。每移动一 个纬度，气温平均降低个纬度，气温平均降低0.5-0.6。 我国由南向北（纬度由低向高）：我国由南向北（纬度由低向高）：太阳辐射总量、太阳辐射总量、 平均气温平均气温明显递减，而年度内的明显递减，而年度内的变幅变幅呈递增性；呈递增性； 日照长度日照长度递增，年度内递增，年度内变幅变幅逐渐增大；逐渐增大；降水量递降水量递

24、 减。减。 （一）（一） 生态因子的纬向递变性生态因子的纬向递变性 2. 生态因子的经向递变性生态因子的经向递变性 我国自东向西，随着东经度数增加，我国自东向西，随着东经度数增加， 海洋性气候向大陆性气候递变，年降海洋性气候向大陆性气候递变，年降 水量递减，气温日较差递增。水量递减，气温日较差递增。 主要因海陆分布和大气环流与地形相主要因海陆分布和大气环流与地形相 互作用影响形成，受地形因素干扰，互作用影响形成，受地形因素干扰， 有时不明显有时不明显 3. 生态因子的垂直递变性生态因子的垂直递变性 随海拔升高，气温递降，空气湿度随海拔升高，气温递降，空气湿度 和降水量递增。和降水量递增。 （四

25、）（四） 生态因子的时间递变和周期性生态因子的时间递变和周期性 地球自转和公转以及月球绕地球的运转决定了地球自转和公转以及月球绕地球的运转决定了 地球表面太阳辐射、气温、光照长度、海洋潮地球表面太阳辐射、气温、光照长度、海洋潮 汐等主要气象因子的周期性变化。赤道地带的汐等主要气象因子的周期性变化。赤道地带的 变幅较小，随纬度升高周期性变化幅度增大。变幅较小，随纬度升高周期性变化幅度增大。 与生物直接相关的生态因子的周期性递变，导与生物直接相关的生态因子的周期性递变，导 致生命活动的周期性变化。致生命活动的周期性变化。 生物钟现象生物钟现象：生物的生命活动随生态因子周期：生物的生命活动随生态因子

26、周期 性变化而表现出严格的节律性。常见的生物节性变化而表现出严格的节律性。常见的生物节 律现象如植物的开花光周期，候鸟迁飞，鱼类律现象如植物的开花光周期，候鸟迁飞，鱼类 洄游、昆虫繁殖及动物冬眠等洄游、昆虫繁殖及动物冬眠等。 （五）（五） 生态因子的非地带性生态因子的非地带性 受地形、地质构造、土壤矿质、土壤温度和水分受地形、地质构造、土壤矿质、土壤温度和水分 等非地带性因素的影响，使具体的生态因子在特等非地带性因素的影响，使具体的生态因子在特 定条件下并不能全部表现典型的地带性和周期性。定条件下并不能全部表现典型的地带性和周期性。 如沙漠地带的绿洲，高山阻隔形成的局部气候特如沙漠地带的绿洲，

27、高山阻隔形成的局部气候特 征等，即征等，即“小气候小气候”。 3.3 生态适应的基本规律生态适应的基本规律 3.3.1 生物的耐受性生物的耐受性 3.3.2 胁迫与生态适应胁迫与生态适应 3.3.3 生态适应方式与机制生态适应方式与机制 3.3.4 生态适应与生物进化生态适应与生物进化 3.3.1 生物的耐受性生物的耐受性 耐性定律的特点耐性定律的特点 1. 每一种生物对不同生态因子耐受性不同，而每一种生物对不同生态因子耐受性不同，而 且会随年龄、季节、栖息地等不同而变化。且会随年龄、季节、栖息地等不同而变化。 2. 不同生物种，对同一生态因子耐受范围不同。不同生物种，对同一生态因子耐受范围不

28、同。 3. 生物的耐受限度随不同生长发育阶段而变化生物的耐受限度随不同生长发育阶段而变化, 繁殖期常常是一个临界期。繁殖期常常是一个临界期。 4. 生物对某一生态因子处于非最适状态下时，生物对某一生态因子处于非最适状态下时， 对对 其它生态因子的耐受限度也下降。其它生态因子的耐受限度也下降。 生物对某一特定生态因子来说往往并不是在最生物对某一特定生态因子来说往往并不是在最 适的地方生活。适的地方生活。 两个生态因子相互作用影两个生态因子相互作用影 响生物的适合度响生物的适合度 适适 合合 度度 20 25 30 35 40 温度温度/ 90 % 95 % 85 % 生物对非生物因子的生理耐受范

29、围生物对非生物因子的生理耐受范围 与其分布有何关系？与其分布有何关系？ 何种生态因子对其分布起最主要的何种生态因子对其分布起最主要的 限定作用？限定作用？ 3.3.1.3 生态幅生态幅 定义：定义：每个种对环境因子适应范围的大小每个种对环境因子适应范围的大小 窄食性、广食性窄食性、广食性 窄温性、广温性窄温性、广温性 窄水性、广水性窄水性、广水性 窄盐性、广盐性窄盐性、广盐性 窄栖性、广栖性窄栖性、广栖性 3.3.2 胁迫与生态适应胁迫与生态适应 3.3.2.1 胁迫胁迫 非生物环境胁迫因子中，非生物环境胁迫因子中，气候因子气候因子占占 大多数。自大多数。自然然界中的生物并非都在环境因子的界中

30、的生物并非都在环境因子的 最适范围内生存，在适宜区之外到最低点或最最适范围内生存，在适宜区之外到最低点或最 高点之间的区域称为耐受区，此时生命活动要高点之间的区域称为耐受区，此时生命活动要 遭受一定程度的限制，即胁迫。遭受一定程度的限制，即胁迫。 非生物环境胁迫因子中，气候因子占大多数。 3.3.2.2 环境胁迫与生物体响应过程环境胁迫与生物体响应过程 （1）预警阶段）预警阶段 （2）抗性阶段）抗性阶段 （3）耗尽阶段）耗尽阶段 （4）再生阶段）再生阶段 3.3.2.3 植物对逆境的抵抗方式植物对逆境的抵抗方式 （1）逆境逃避：是指植物通过各种方式避开或部分避开逆）逆境逃避：是指植物通过各种方

31、式避开或部分避开逆 境的影响。境的影响。 （2）逆境忍耐：是指植物在不良环境中，通过代谢变化来）逆境忍耐：是指植物在不良环境中，通过代谢变化来 阻值、降低甚至修复有逆境带来的伤害，阻值、降低甚至修复有逆境带来的伤害， 从而保证正常生理活动。从而保证正常生理活动。 （3）御逆性御逆性：植物具有防御逆境的能力，以抵御逆境对植物植物具有防御逆境的能力，以抵御逆境对植物 的有害影响，使植物在逆境下仍维持正常生的有害影响，使植物在逆境下仍维持正常生 理状态。理状态。( (逆境排外逆境排外) ) 3.3.2.4 克服胁迫的代价与对策克服胁迫的代价与对策 以降低生物量、生长和生殖生长效率为代价，以降低生物量

32、、生长和生殖生长效率为代价， 在产量与生存间达到平衡。在产量与生存间达到平衡。 遵循用进废退原则，牺牲对其他次要因子的遵循用进废退原则，牺牲对其他次要因子的 适应。对极端环境条件具有极强适应能力的适应。对极端环境条件具有极强适应能力的 生物，丧失了在其他生物，丧失了在其他 环境下生存的能力。环境下生存的能力。 3.3.2.5 生物体对环境胁迫适应能力的生物体对环境胁迫适应能力的 调节调节 （1）驯化）驯化 （2）耐受性的节律变化）耐受性的节律变化 （3）休眠）休眠 （4）内稳态与生态适应）内稳态与生态适应 （1） 驯化驯化 驯化驯化（acclimation或或acclimatisation）：

33、如果一）：如果一 个生物体长期生活在个生物体长期生活在偏离它的最适生存范围偏离它的最适生存范围一侧的一侧的 环境条件下，其环境条件下，其生态幅的位置就可能偏移生态幅的位置就可能偏移，产生一，产生一 个新的最适生存范围和适宜范围的上下限，即发生个新的最适生存范围和适宜范围的上下限，即发生 了驯化。了驯化。 生生 长长 量量 0 10 20 30 40 温度温度/ 在在 18 驯化驯化 在在 32 驯化驯化 金鱼在两种不同温度下锻炼后的耐性变化金鱼在两种不同温度下锻炼后的耐性变化 实验驯化（短期驯化）和气候驯化（长期）实验驯化（短期驯化）和气候驯化（长期） 应用：品种移植、实验室实验应用：品种移植

34、、实验室实验 （2）耐受性的节律变化耐受性的节律变化：生物的耐受范围可随生物的耐受范围可随 昼夜、季节呈现节律性变化。昼夜、季节呈现节律性变化。实际是由自然的实际是由自然的 驯化造成的。驯化造成的。如如“春捂秋冻春捂秋冻”。 （3）休眠：）休眠：是生物在不良环境条件时期（但不是生物在不良环境条件时期（但不 能致死）的不活动状态，是生物抵御暂时不利能致死）的不活动状态，是生物抵御暂时不利 环境条件的一种非常有效的生理机制。环境条件的一种非常有效的生理机制。 进入进入 休眠期，生态幅会比正常活动时宽的多。休眠期，生态幅会比正常活动时宽的多。如如莲莲 的种子和卤虫的卵。的种子和卤虫的卵。 （4） 内

35、稳态与生态适应内稳态与生态适应 内稳态内稳态：任何生物体在外界条件变化较大的情况：任何生物体在外界条件变化较大的情况 下都具有维持体内理化状态相对稳定的能力。内下都具有维持体内理化状态相对稳定的能力。内 稳态是生物对多变的外部环境的主动适应。稳态是生物对多变的外部环境的主动适应。 依据生物对某个非生物因子的反应，或者说依据依据生物对某个非生物因子的反应，或者说依据 外部条件变化对生物体内部状态的影响，可以把外部条件变化对生物体内部状态的影响，可以把 生物区分为内稳态生物和非内稳态生物。生物区分为内稳态生物和非内稳态生物。 机制：行为（爬行动物）、生理（产热、渗透）机制：行为（爬行动物）、生理（

36、产热、渗透） 内稳态生物 内稳态内稳态 生物生物 非内稳态非内稳态 生物生物 体外环境体外环境 体内环境体内环境 3.3.3 生态适应方式与机制生态适应方式与机制 p 形态适应形态适应 p 行为适应行为适应 p 生理生化适应生理生化适应 p 适应组合适应组合 3.3.3.1 形态适应形态适应 生物的外貌和内部结构是生物长期进化适应环境的结生物的外貌和内部结构是生物长期进化适应环境的结 果，具有重要的生态学意义。果，具有重要的生态学意义。 动物的基本外贸是器官内卷，外表光滑，以利于整体动物的基本外贸是器官内卷，外表光滑，以利于整体 运动；运动； 植物的器官是外展的，他们尽量分枝以占据更多空间，植

37、物的器官是外展的，他们尽量分枝以占据更多空间， 获取尽可能多的资源；获取尽可能多的资源； 动植物通过体表的颜色和花纹传达重要信息，如保护动植物通过体表的颜色和花纹传达重要信息，如保护 色，拟态等。色，拟态等。 3.3.3.2 行为适应行为适应 植物：向光性，趋肥性，落叶休眠等是对非均匀植物：向光性，趋肥性，落叶休眠等是对非均匀 性环境资源利用和低温、干旱等不良环境条件的性环境资源利用和低温、干旱等不良环境条件的 适应适应。 动物：觅食行为，生殖行为，社会行为，防卫行动物：觅食行为，生殖行为，社会行为，防卫行 为，领域性行为及迁徙行为等。为，领域性行为及迁徙行为等。 3.3.3.3 生理适应生理

38、适应 在干旱、高温、低温环境中，有些生物可以通过在在干旱、高温、低温环境中，有些生物可以通过在 细胞液中积累可溶性蛋白、氨基酸、及无机离子的细胞液中积累可溶性蛋白、氨基酸、及无机离子的 浓度增强细胞的渗透势；浓度增强细胞的渗透势； 合成一些新的蛋白质或其他物质，如热击蛋白、冷合成一些新的蛋白质或其他物质，如热击蛋白、冷 击蛋白、脯氨酸等提高生物的耐热性、耐寒性和耐击蛋白、脯氨酸等提高生物的耐热性、耐寒性和耐 旱性；旱性； 合成保护酶系统如超氧化物歧化酶（合成保护酶系统如超氧化物歧化酶（SOD）、过）、过 氧化物酶（氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（）、过氧化氢酶（CAT）等可增强）等可增强 生物

39、对不良环境的综合抗性。生物对不良环境的综合抗性。 3.3.3.4 适应组合适应组合 由于生态因子之间相互作用的关联性。协由于生态因子之间相互作用的关联性。协 同性和增效性，生物对环境的适应通常不仅仅同性和增效性，生物对环境的适应通常不仅仅 表现在形态适应，或生理生化适应，或行为适表现在形态适应，或生理生化适应，或行为适 应一种单一的机制，往往要涉及到一组彼此相应一种单一的机制，往往要涉及到一组彼此相 互关联的适应性，这一整套协同的适应特征称互关联的适应性，这一整套协同的适应特征称 为为适应组合适应组合。 骆驼对缺水的适应组合（保持体内水的稳定）骆驼对缺水的适应组合（保持体内水的稳定） 取食含露

40、水多汁植物取食含露水多汁植物 尿高度浓缩尿高度浓缩 利用脂肪代谢的代谢水利用脂肪代谢的代谢水 提高体温，贮存热量，提高体温，贮存热量， 防止出汗防止出汗 失水不会使血液变稠、失水不会使血液变稠、 红细胞构造特殊可一红细胞构造特殊可一 次大量饮水。次大量饮水。 3.3.4 生态适应于生物进化生态适应于生物进化 3.3.4.1 适应、选择与进化适应、选择与进化 3.3.4.2 趋同适应与生活型趋同适应与生活型 3.3.4.3 趋异适应与生活型趋异适应与生活型 3.3.4.4 生境与生境与生态位生态位 3.3.4.1 适应、选择与进化适应、选择与进化 生态适应是生物进化的基础，生物进化是生态适生态适

41、应是生物进化的基础，生物进化是生态适 应的结果。应的结果。 生态适应性生态适应性是生物在生存竞争中为适应环境而是生物在生存竞争中为适应环境而 形成的特定性状的一种表现。生物对环境中各种形成的特定性状的一种表现。生物对环境中各种 生态因子的综合作用，最终表现为生态因子的综合作用，最终表现为趋同适应和趋趋同适应和趋 异适应异适应。 3.3.4.2 趋同适应与生活型趋同适应与生活型 不同生物适应相同环境不同生物适应相同环境 产生了相同的适应叫产生了相同的适应叫 趋同适应趋同适应。 不同种的生物，由于长期生存在相同的自然生态不同种的生物，由于长期生存在相同的自然生态 环境条件和人为培育条件下，发生趋同

42、适应，并环境条件和人为培育条件下，发生趋同适应，并 经自然选择和人工选择而形成的，具有类似形态、经自然选择和人工选择而形成的，具有类似形态、 生理和生态特性的物种类群称为生理和生态特性的物种类群称为生活型生活型。 生活型是种以上的分类单位生活型是种以上的分类单位。 霸王花（大戟科）霸王花（大戟科） 仙人掌（仙人掌科仙人掌（仙人掌科 ） 水牛角（萝摩科）水牛角（萝摩科） 生活型分类生活型分类 （1）按植物的大小、形状、分枝以及生长周期长短按植物的大小、形状、分枝以及生长周期长短 等等，分为：乔木、灌木、半灌木、藤本、多年生草，分为：乔木、灌木、半灌木、藤本、多年生草 本、一年生草本及垫状植物。本

43、、一年生草本及垫状植物。 （2）饶基耶尔的生活型系统）饶基耶尔的生活型系统，按，按休眠芽休眠芽或或复苏芽复苏芽 所处的所处的高低和保护方式高低和保护方式，分为：，分为： 高位芽植物高位芽植物：这类植物的芽和顶端嫩枝位于离地面：这类植物的芽和顶端嫩枝位于离地面 较高处的枝条上，如乔木、灌木和一些生长在热带较高处的枝条上，如乔木、灌木和一些生长在热带 潮湿气候条件下的草本等。潮湿气候条件下的草本等。 地上芽植物地上芽植物：位于地表或接近地面处，受土表的残：位于地表或接近地面处，受土表的残 落物保护，或受积雪保护。落物保护，或受积雪保护。(包括小灌木、某些多年包括小灌木、某些多年 生草本、垫状植物等

44、，如白车轴草，紫金牛等）生草本、垫状植物等，如白车轴草，紫金牛等） 地面芽植物地面芽植物：这类植物在不利季节，植物体地上部：这类植物在不利季节，植物体地上部 分死亡，只有被土壤和残落物保护的地下部分仍然分死亡，只有被土壤和残落物保护的地下部分仍然 活着，并在地面处有芽活着，并在地面处有芽。（冬季在地面上有放射状。（冬季在地面上有放射状 的丛生叶，而中央具有芽的堇菜类、月见草、草莓的丛生叶，而中央具有芽的堇菜类、月见草、草莓 ） 地下芽植物地下芽植物：这类植物度过恶劣环境的芽埋在地面：这类植物度过恶劣环境的芽埋在地面 以下，或位于水体中以下，或位于水体中。（有根茎。（有根茎芦苇芦苇、块茎、块茎马

45、铃马铃 薯薯、鳞茎、鳞茎百合百合等类型等类型 ） 一年生植物一年生植物：以种子形式度过不良季节。：以种子形式度过不良季节。 塔斯万尼亚山顶塔斯万尼亚山顶 三千五百尺三千五百尺 垫状植物垫状植物 （3）布朗布朗喀将植物生活型分为布朗布朗喀将植物生活型分为10类类：浮游植：浮游植 物、土壤微生物、内生植物物、土壤微生物、内生植物 一年生植物、水生植物、地下芽植物、地面芽植一年生植物、水生植物、地下芽植物、地面芽植 物、地上芽植物、高位芽植物及树上附生植物。物、地上芽植物、高位芽植物及树上附生植物。 （4）动物按栖息活动动物按栖息活动地可分为水生动物、两栖动物、地可分为水生动物、两栖动物、 陆生地面动物、陆生地上动物及