生物与环境课件

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生物与环境

*1.1生态因子

1.1.1环境（environment）概念：某一特定生物体或生物群体周围一切因素的总和，包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因素。大环境与小环境1.1.2生态因子(ecologicalfactor)概念生态因子的分类生态因子作用特征*大环境与小环境大环境（macroenvironment）：地区环境、地球环境、宇宙环境；如西双版纳的环境，昆明黑龙潭环境等小环境（microenvironment）：直接影响生物生命活动的近邻环境。如洞穴环境，树荫下环境等环境中的气候（climate）大气候（macroclimate）：大环境(地区以上范围)的气候条件小气候（microclimate）：小环境的气候条件*小气候（小环境）*蜂鸟巢小气候黎明前时的温度，巢上方的树枝减少了孵卵雌鸟的热量损失（Calder,1973）小气候（小环境）一根腐木上的小环境分布格局（Schimitschek,1931）*生态因子的相关概念生态因子(EcologicalFactor)：环境要素中对生物起作用的因子。生存条件：生态因子中生物生存不能缺少的环境要素。生态环境：一定区域所有生态因子的总和。生境（Habitat）：特定生物体或群体的栖息地的生态环境。*生态因子的分类

根据性质分：气候因子：如温度、水分、光照、风、气压和雷电等土壤因子：如土壤结构、土壤成分的理化性质及土壤生物等地形因子：如陆地、海洋、海拔高度、山脉的走向与坡度等生物因子：包括动物、植物和微生物之间的各种相互作用人为因子：人类活动对自然的破坏及对环境的污染*生态因子的分类（续）有无生命特征：生物因子和非生物因子对生物种群数量变动的作用密度制约因子：食物、天敌等生物因子非密度制约因子：温度、降水等气候因子稳定性及其作用特点稳定因子：终年恒定的因子，决定生物的分布，如地心引力、地磁等变动因子：周期性变动因子：一年四季变化和潮汐涨落非周期性变动因子：如风、降雨、捕食等*密度制约因子和非密度制约因子密度制约因子环境因子中，对生物作用的强度随生物的密度而变化的因子类型有正负两类，在密度增加的状态下，正者作用导致生物的密度进一步增长；负者导致密度的反馈性降低，有调节种群密度的作用。一般生物因子常为密度制约因子。非密度制约因子

环境因子中，对生物作用的强度与生物密度变化无关的因子。*种群死亡率变化种群密度梯度密度制约非密度制约逆密度制约导致种群死亡率变化的环境因子作用于种群的强度，随种群密度梯度变化而改变密度制约因子与非密度制约性因子比较*种群出生率变化种群密度梯度密度制约非密度制约逆密度制约导致种群出生率变化的环境因子作用于种群的强度随种群密度梯度变化而改变；具有调节种群密度作用密度制约因子与非密度制约性因子比较*生态因子的作用特征综合作用：生态因子间相互联系、相互影响、相互制约主导因子作用：生态因子非等价阶段性作用：生物发育的不同阶段，需要不同不可替代性和补偿性作用：生态因子间不可替代，但在一定程度上可以补偿直接作用和间接作用：直接因子：直接对生物发生影响的生态因子间接因子：通过影响直接因子而对生物发生影响生态因子*1.2生物与环境的相互作用1.2.1环境对生物的作用环境对生物的作用生物对环境的适应1.2.2生物对环境的反作用生物对环境因子的改变生物与生物之间的相互作用*环境对生物的作用对生物生存的影响对生物生长的影响对生物发育的影响对形态结构的影响对生物遗传的影响对生物繁殖的影响对生物分布的影响对生物种群数量的影响对生物的种内关系的影响对生物的种间关系的影响*生物对环境的适应形态的适应生理的适应行为的适应*胡椒蛾黑化胡椒蛾个体胡椒蛾黑化*1008060300200100Wintersmoke,ug/m3Percentfrequencyofmelanicpepperedmoths196019701980烟尘实测值烟尘变化趋势黑化蛾变化趋势随着污染减轻，黑化蛾在群体中的频率逐渐下降*夜间降低代谢率有花蜜供给，没有休眠，要消耗大量能量食物与代谢*生物对环境因子的改变森林吸收太阳辐射、降低风速、保持水分、防治土壤冻结土壤微生物和土壤动物改变土壤的结构和性质过度放牧导致草场退化人类活动导致全球环境变化……*生物与生物之间的相互作用物种间的相互作用＋得利；—表示受损；0无明显影响物种间的协同进化一个物种在进化上的变化同时改变了与该物种相关的其它物种所承受的选择压力，导致相关物种的改变，反过来又对该物种的变化施以影响的过程。二个或更多的相互作用的物种，其各自的进化是相互影响的，从而形成了一个相互作用的进化系统，这一机制称为协同进化。相互作用类型互利共生偏利作用捕食/牧食/寄生种间竞争偏害作用中性作用A＋＋＋——０B＋０——００*1.3最小因子、限制因子与耐受限度1.3.1利比希最小因子定律1.3.2限制因子1.3.3耐受限度和生态幅耐受性定律生态幅耐受限度的调整*

利比希最小因子定律

(Liebig’slawofminimum)基本内容低于某种生物需要的最小量的任何特定因子，是决定该种生物生存和分布的根本因素。应用注意稳定状态生态因子间的替代作用*限制因子和限制因子定律限制因子(limitingfactor)限制因子是对生物的生存、生长、繁殖或扩散等起限制作用的因子当生态因子接近或超过生物的耐受性极限而影响其生存、生长、繁殖或扩散时，这个因子成为该生物限制因子限制因子定律(Lawoflimitingfactor)生态因子处于低于生物正常生长所需的最小量和高于生物正常生长所需的最大量时，都对生物具有限制性影响Blackman，1905，基于利比希最小因子定律实用价值*南北较高纬度地区的低温是影响非洲蜂进一步向高纬度范围扩散的限制因子。高纬度地区低温对生物分布的限制*Shelford耐受性定律

耐受性定律(Lawoftolerance)任何一个生态因子在数量或质量上的不足或过多时会使该种生物衰退或不能生存Shelford，1913*Shelford耐受性定律耐受性定律的发展生物对不同生态因子的耐受范围不同，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*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Shelford耐受性定律*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Shelford耐受性定律*生态幅

生态幅(ecologicalamplitude）的概念每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围，即有一个生态上的最低点和最高点。在最低点和最高点(或称耐受性的上限和下限)之间的范围生态幅度广温性(eurythermal狭温性(stenothermal)广水性(euryhydric) 狭水性(stenohydric)广盐性(euryhaline) 狭盐性(stenohaline)广食性(euryphagic) 狭食性(stenophagic)广光性(euryphotic) 狭光性(stenophotic)…………*广生态幅度狭生态幅度生命活动或数量环境因子变化梯度生态幅度的宽狭比较*广温性生物狭温喜热生物生命活动或数量温度变化梯度低→高狭温喜冷生物生物对温度的耐受*耐受限度的调整驯化:自然驯化和人工驯化生理变化和遗传变化驯化可能：生物特性差异，诱导条件差异生物学意义：适应环境变化能力内稳态(Homeostasis)生物通过控制体内环境(体温、糖、