1-1个体生态1.ppt

1、第二章、第二章生物的环境目的和要求学习地球上不同地区环境因子的特征和规律，全面理解生物生活环境，掌握主要环境因子对生物的影响和生物对环境因子的适应方式。 第二章生物环境第一节环境与生态因子一、环境与生态因子的概念二、生态因子的分类三、生态因子作用的几个特征第二节生物与环境关系的基本原理第三节生物与光的关系第四节生物与温度的关系第五节生物与水的关系第六节生物与土壤的关系、环境一、环境与生态因子的概念1 .环境(Environment ) 的概念：特定生物或生物群体周围的所有元素的总和包括直接或间接影响生物或生物群体生存的各种因素。 内涵：环境的本质是影响生物生存和发展资源或其资源的因素，在生态学

2、上，环境对生物主体而言，与环境科学的环境(人为主体)是不同的。 生态学是以生物的不同水平为研究对象，因此对应不同水平对象的环境不同。 第一节环境和生态因子、环境内容、环境概念是具体的、相对的，环境必须始终包括特定的主体。 其他鲤鱼、非生物要素、虾、金鱼虫、水草、鱼等异种生物、鲤鱼、鲤鱼种群、池群落、研究主体：大环境：区域环境、全球环境、宇宙环境； 如西双版纳环境、昆明黑龙潭环境等小环境：直接影响生物生命活动的邻近环境。 例如洞窟环境、树荫环境等环境中的气候大气候：小环境(地区以上范围)的气候条件小气候：小环境的气候条件、大环境和小环境、大环境(全球大气环流和海流)、蜂巢小气候黎明前的温度、蜂巢

3、上的树枝孵化卵母鸟的热损失(Calder，1973 )、 小气候一棵腐木上的小环境分布结构(Schimitschek，1931 )、小气候、生态因子、2 .生态因子(Ecological Factor )生态因子是构成环境的要素，也被称为环境因子。 也有人将生态因子的总和称为生态环境(Ecotope )。 生态学方面，将生物生活和发育不可缺少的生态因子(食物、热、氧等动物、光、CO2、水等植物)称为生存条件(Existense Condition )。 将特定群落的生态因子的总和(无机环境)称为生息地(Habitat )。 生态因子的分类，二，生态因子的分类，1 .属性，非生物因子(Abiot

4、ic Factor ) :温度、光、水、pH、氧等理化因子。 生物因子(Biotic Factor ) :同种和异种生物。 2 .性质、气候因子(Climatic Factor ) :非生物因子。 土地因子(Edaphic Factor ) :既包含生物因子又包含非生物因子。 生物因子(Biotic Factor ) :生物因子。 人工因子(Anthropogenic Factor ) :生物因子。 分类3影响因子的稳定性和作用稳定因子(地磁场、太阳辐射、重力):分布。 变动因子：影响因子a、周期变动因子(四季变化、潮汐温度) b、非周期因子(降水、大气大气湿度、生质能源、种内关系)苏联学者M

5、o(1953 )、分类、4 .对种群数量的影响密度制约因子(Density Dependent Factor ) :食物、天敌等生物因子。 非密度约束因子：温度、降水等的气候要素。 Smith 1935、密度约束因子与非密度约束因子的比较、密度约束、非密度约束、反密度约束、导致种群生育率变化的环境因子对种群的作用强度具有调节随着种群密度梯度变化而变化的种群密度的作用，具有种群生育率变化、种群密度梯度、作用特征、三、生态因子作用的几个特征1 2、非等效性：各种生态因子的作用不同，有主导因子和从属因子。3 .不可替代性和互补性：任何生态因子都是必不可少的，不可替代，但数量的不足可以通过其他因子在一

6、定程度上得到补偿。 (CO2，锶)4.限定性：根据生物的发育阶段不同，各生态因子的作用也不同。 第二节，第二节生物与环境关系的基本原理之一，生物对生态因子的耐受限度1 .限制因子(Limiting Factor )，在许多生态(环境)因子中，将接近或超过某些生物的耐受限度的阻止其生存、生长、繁殖、扩散的因子称为限制因子。 最低因子定律，李比希(Justus Liebig )是十九世纪德意志农业化学家，1840年发现，粮食产量并不总是受定量营养物质(n、p、k等)限制，而是受植物必需的微量元素体(b、Mg、Fe等)限制。 “植物的生长取决于处于最小量状态的营养成分”。 被称为最小因子定律。 每种

7、植物都需要一定种类和数量的营养物质，缺少一种，植物就会死亡，一种在最小量，生长最少。 2 .李比希最小因子定律首先考虑了各种因子之间的相互关系和因子的互补作用，该定律仅适用于稳定状态，即能量和物质的输入和输出平衡时。 不仅在耐受力规律、生态因子处于最小量时，而且在过剩时也有可能成为限制因子。 美国的生态家谢尔福德(1913 )提出了耐受力法则。 “任何生态因子在数量或质量上都过于不足，也就是说，一旦接近或达到某种生物的耐受力限度，那种生物就会衰退或无法生存。 耐受力规律是最低因子规律的进一步发展，(1)考虑了生态因子上限的表现，(2)不仅估计了生态因子量的变化，还估计了生物自身的耐受力问题，(

8、3)允许生态因子之间的相互作用(代替和补偿等)。 3 .谢尔福的耐受力定律、限制因子的意义、4 .限制因子的意义根据许多生态因子的重要性(作用)，限制因子的作用可能最强，所以生态学研究中，环境分析必须集中于可能是限制因子的生态因子它们的耐受范围窄、自然段上的变化幅度大的生态因子有可能成为限制因子。 确定方法、限制因子的确定限制因子的确定，必须通过观察、分析和实验结合。 首先进行野外观察和分析，找到可能发挥限制作用的因子，然后分析这些个因子是如何作用于生物的最后设计了室内实验，确定了某些因子与生物的定量关系。 一般来说，实验测量的容许范围比野外的实际范围稍大(野外可能受到其他因素的影响)。 容忍

9、限度的说明，5 .容忍限度的说明： (1)生物的容忍范围根据发育时期、季节、环境条件(生态因子)而变化。 生长旺盛时，对一些生态因子的耐受力提高的某个生态因子不是最佳量时，对生物的其他因子的耐受力范围可能变小。 对一个生态因子宽容的范围，对另一个因子窄。 (2)生态因子宽容范围广的生物，分布广。 生物对气候因子的容忍范围影响着生物的分布，气候因子只能说明生物分布的地区，而不能正确地说明生物分布的地区。 (生物因子也影响分布)显示，(3)生物的实际耐受范围(自然段)与潜在的范围(大姨妈耐受)相比几乎是窄的(图2.1 )。 这可能是由于在不利条件的影响下，提高了基础代谢大姨妈调节的代价，使得生态环

10、境中的辅助因子降低了代谢强度的上限或下限水平。 图2-1生物对生态因子的耐受曲线表示，(4)生物的耐受范围一般具有其下限、上限和最佳点(图2-2 )。但是，对于某些生态因子来说，自然段的生物没有经常在最合适的范围内生活，在不合适宜的地方生活，可能是因为其他生态因子起了决定性的作用。 另外，由于种间竞争，生物的分布范围往往偏离最佳点。 图2-2的生物环境适应范围说明，(5)繁殖期常常是敏感期，环境因子对繁殖期发挥限制作用的可能性最大。 生态幅度，6 .生态幅度(ecological amplitute )生态幅度是指对生态环境适应范围的大小。 它经常与容忍限度一致，容忍限度越宽，生态幅度也越大。

11、 但两者不同：容忍限度一般是指某一生态因子，从生物本身，主要指该生物的生物科学特性，生态范围是指某一生态因子，并指环境条件的综合，从生态适应的角度来讲。 在分类、生态学方面，生物的耐受范围和生态因子的不同使生物具有广温性(eurytherm )、狭温性(stenotherm )、广水性(stenohydric )、广盐性(euryhaline )、狭盐性(stenohaline )、广食性(euryphagic ) 广光性(euryphotic )窄光性(stenophotic )广栖性(euryoecious )窄栖性(steoneecious )、相互关系、影响生物耐受力的各种生态因子之间

12、存在明显的相互作用。 例如，温度和大气湿度对生物适合度的影响。 二、耐受力之间对生物多种生态因子的相互关系，图2-3两种生态因子对生物的相互作用，三种以上生态因子对生物的相互影响在自然段中普遍存在，如海水中的溶解氧、水温和盐分共同作用。 调整，(1)调教(acclimation ) (人工)调教是实验条件下诱发的大姨妈补偿反应历程，该大姨妈适应可在短时间内完成。 近名词是指气候的驯化(适应)和自然条件下诱发的大姨妈补偿的变化，这个大姨妈适应需要很长时间完成的适应是生物在生存竞争中适应环境条件形成一定性状的现象。 这种形态的适应需要很长时间。 例如金鱼在与2.4 37.5的温度条件下长期驯化后，

13、对温度的容许范围分别为5-36和15-41。 四、生物对生态因子的耐受力调节、(二)休眠(dormancy )休眠是抵御生物暂时不利环境条件的非常有效的大姨妈反应历程。 休眠期，生物对环境条件的容忍范围比通常活动时大得多。 在动物学学的动物冬眠、夏眠、日眠等。 植物种子休眠后，代谢率几乎降到零。 判别分析、休眠(dormancy )是由于不良环境条件的原因，不良环境条件一经解除，就能恢复生长发育。 例如，东亚蝗虫以卵过冬，甜菜夜蛹过冬等以休眠性过冬。 休眠性越冬昆虫的耐寒力普遍较差。 不孕不育(diapause )是生物长期适应恶劣环境的物种遗传性。 在自然情况下，在恶劣环境到来之前，有大姨妈

14、地做好准备，即进入迟滞现象。 进入迟滞现象后，如果不受到一定的物理或化学刺激，即使恢复到合适的环境，也不能进行生长发育。 不孕不育性越冬和越夏昆虫有固定的不孕不育虫状态。 迟滞现象还可以分为两种类型，即专业迟滞现象和兼容的迟滞现象。 (3)周期性变化的动物补偿能力表现出明显的周期性变化，如季节性、昼夜性变化和热带干旱、雨季的周期性变化。 耐受力的节奏变化和最佳条件选择的节奏变化往往由外在因素决定，少数起因于生物自身的内在节奏。 内稳定性、五、内稳定性和非内稳定性的生物内稳定性(homeostasis )是指生物控制自各儿的体内环境，使其保持相对恒定。根据生物对非生物因子的反应和外部条件对生物体

15、内状态的影响，生物被归类为内定常生物(homeostatic organism )的非内定常生物(non-homeostatic organism )，内定常生物是生态范围广、适应性广的种类。 就温度因子而言，内定生物保持体内恒温，就大气湿度因子而言，显示出广泛的湿性。 瞬态生物表现为体内环境根据外界环境而变化。 内定常反应历程是生物进化、发展过程中形成的更进步的反应历程，它减少了生物对外界条件的依赖，提高了生物对生态因子的容忍度。 行为反应历程、六、生物保持内稳定性行为反应历程生物为了保持内稳定性发展了许多复杂的形态和大姨妈适应如动物的翅膀和毛发发挥保温绝热作用，代谢率高则体内发热增加。 动物最常见的方法是行为适应。 高等植物：叶片和花瓣的昼夜运动和变化。 豆叶的白天在夜晚下垂，向日葵的花序向太阳的方向旋转等。 动物：爬虫类改变姿势，受到阳光照射。 搭建回游、移动、移动巢等。自适应组合、七、自适应组合的生物对特定环境条件的适应表现出相互关联，这种协调的自适应特性的定径套称为自适应组合。