生态学第二章 个体生态学生物与环境.ppt

1、第二章个体生态学生物与环境、生命与环境环境与生态因子生物与环境关系的基本原理生物与主要生态因子的相互关系、参考文献思路、生命与环境、生命的基本特征生命系统的层次生命的发生与进化生物多样性、一、生命的本质特征， 化学成分同一性有序的结构新陈代谢胁迫和运动内定稳态生长发育繁殖和遗传适应的生命系统水平，生物活性分子DNA双螺旋结构，生物活性分子溶血工作团队的分子模型，生物活性分子蛋白由20种氨基酸组成，细胞球、生命活动基本单元、生命基本单元， 直觉：受精卵、成人细菌模式图、动物细胞球模式图、植物细胞球模式图、Dolly、胚胎核移植爱沙尼亚克朗猴、组织在个体发育中具有由相同来源的相同类型或不同类型的细

2、胞球组成的结构和功能单元。 个体、特征和生命特征一致的生命作为个体存在的个体，是个体群的基本构成单位，是个体群、个体群(Population):特定时空中同种生物的集合体。 种群基本特征种群密度总体分布型：随机分布均匀分布群集分布、生物群落、群落(community )基本特征种多样性植物的生长型和群落结构按植物生长型分类：热带雨林、温带落叶阔叶林、温带草原、沙尘暴。 热带雨林、温带草原、温带落叶阔叶林、沙漠、生态系统、生态系统(Ecosystem ) :在一定的时间空间内，生物和非生物成分不断地通过物质的流动、能量的流动和信息流结合为一体，构成生态学构造、功能和进化的单位三，生命的发生和进化

3、，生命是高度组织化的物质构造， 其分子基础是具有承载自我复制和遗传信息功能的核酸等生物大分子，通过生物膜实现内外的分离，形成各种细胞球、组织和生物，通过外部能量的输入，通过一系列相互关联的生化过程实现内外物质交换和自我复制。 那个生命是如何起源的？ 原始瓦斯气体凝结入海，火山喷发和闪电的能量将瓦斯气体合成单纯的有机物，注入岩石的氨基酸聚合成为肽链再次回到水中，各种大分子进化为原核细胞和真核细胞，生命起源模型，生物的进化1 .生物进化理论获得性遗传自然选择，拉马克的获得性遗传学说，废除， 获得性遗传生物变异、自然选择、新物种形成、2 .生物协同进化、协同进化的定义某种性状是作为对另一种性状的反应

4、而进化，下一种这种性状本身又作为对前一种性状的反应而进化这种方式是-。“协同”意味着非敌对，关系变弱、两者进化速率不同的非对称进化掠食者难以产生特殊化回避效果-饱食原理掠食者密度低、近亲繁殖多的掠食者繁殖速度慢(寄生现象者进化速率快)，四、生物多样性、生物多样性是从分子到景观的各级生命形式的集合， 万物也以各种形式禅宗的生态多样性稳定性关系种子文件回归调整现在的多样性是未来更大规模多样性的基础多样性是自然选择的前提生物趋向多样性是生命系统的自发过程，自然状态下生物多样性如何变化生命系统的多样性总是变动， 总体趋势在增加。微波动的背景是灭绝和通常发生的巨大波动大幅度灭绝，每次大爆炸的重大灭绝生物

5、多样性都在急速增加， 目前生物多样性存在问题的原因是由于某种低级原因破坏人类直接利用的栖息地和栖息地环境的变化和污染农林业品种单一生物入侵人类的生态意识不一盏茶(特别是不发达国家)、环境和生态因子、环境概念生态因子类型自然环境的基本特征、环境概念、 环境和环境因子：环境是指某种特定生物的条件和资源：环境因子分为条件和资源两种，称为不能消耗的条件、能够消耗的资源生态因子(ecological factors ) :直接或间接影响环境中生物生长、发育、生殖、行为和分布的环境要素。 生态因子是环境中作用于生物的因子，环境因子是指生物体外部的所有要素。 生态因子类型生态因子通常可分为非生物因子和生物因

6、子两种生物因子(biOtic factors ) :生物(同种和异种)非生物因子(abiotic factors ) :温度、光、大气湿度、pH、氧等学者将生态因子分为五种气候因子(pH )。 土壤因子、地形因子、生物因子、人为因子begon等以非生物因子为条件和资源两种条件：温度分类。 Simith等人将生态因子定义为密度制约因子和非密度制约因子密度制约因子(density independent factors ) :食物天敌等生物因子非密度制约因子(density dependent factors ) :温度降水、气候等因子(蒙斯牛鼻子) 生态因子为稳定因子和变异因子稳定因子(stea

7、dy factors ) :地心引力、地磁场、太阳辐射常数等多年来一定的因子变异因子(variable factors ) :周期性变动：春夏秋冬、潮夕变动非周期性变动：风、降水、捕食、生态因子的空间分布特征，纬度地带性：从赤道到两极，整个地球表面呈过渡状太阳辐射量差异太阳辐射热带水分差异植被分带土壤分带自然地理带：赤道、热带、亚热带、暖温带、温带、寒温带、亚寒带、寒带植被面团儿带性分布垂直带性：太阳辐射和水热状况因地形的高低而异，生物和气候从山麓到山顶呈垂直带的规定性变化(干燥空气)的湿润空气，-0.6 /100m 经度地带性：地球内的要素，如大地构造形成地形和海洋分离会引起经度地带性分离。

8、 如北美大陆、欧亚大陆等植被空间结构(M.C.Molles，Jr，1999 )、生物与环境关系的基本原理、生态因子作用的特征生物的非生物因子对耐受力限度生物的各生态因子对耐受力间的相互关系生物的生态因子的耐受力限度的调整生态位置、生态因子作用的特征， 综合性：例气候渔业高密度养殖增氧直接性和间接性限定性(因子作用的阶段性)生态因子的不可替代性与互补性、生物对非生物因子的耐受力限度、“最小因子法则”(Liebigs law of minimum )植物的生长取决于它们最低量的营养元素体， 处于这些个最低量的营养元素体被称为最小因子(jusser )的两个补充条件(Odum，1983):1 )严格

9、的稳定状态2 )因子补偿作用(factor compensation ) :生物可以在一定程度和范围内，减少对温度、光、水等生态因子的限制作用。 耐受力定律(shelfordslawoftolerance ) (v.e.shelf ord，1913，美国)每个生物对生态因子具有一个耐受力范围，即生态学最低点和生态学最高点，最高点和最低点的限制因子(limiting factors )是许多生态因子的接近或超过某一生物的耐受力界限的阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因子被称为限制因子限制因子概念的意义，有助于把握为分析生物与环境相互作用的复杂关系奠定了便利基点的问题的本质，寻找解决问题的弱点。、种群

10、数量、数量低、种群消失、种群消失、数量低、数量最高、无法承受的区、大姨妈被抑制、大姨妈被抑制、无法承受的区、 最佳区大气湿度与溶解氧的关系温度和盐的协同作用生物因子与非生物因子之间也有相互影响：通过种间竞争进行生态位分离，调整生物对生态因子的耐受力，使内稳定适应驯化，驯化，实验驯化和气候驯化驯化生物对实验环境条件变化产生的大姨妈调节反应称为实验驯化生物对自然环境条件变化的大姨妈调节反应称为气候驯化，实验驯化是对环境条件变化的性生理可逆反应，不是遗传可逆反应。 驯化的应用：植物引种栽培、内定、内定(homeostasis):生物系统通过内在调节反应历程使环境相对稳定。 内定通常通过形态、行动和大

11、姨妈适应来实现。 大多数内部稳态机制依赖于负反馈过程。 中心特罗尔中心效果器依赖于接收器这三个基本组成部分。 适应，适应(adapatation ) :生物调节环境胁迫的过程。 可分为基因型适应和表型适应两种，后者包括可逆适应和不可逆适应。 像桦尺虫一样，污染带的颜色类型发生变化。 适应方式(形态、大姨妈、行为的适应) : 形态适应：保护、保护色、警戒色和拟态行为适应：运动、繁殖、移动和移动，防御和敌人大姨妈适应：生物时订、休眠、大姨妈生化变化营养适应：食性泛滥和特殊化适应的结合对像骆驼和仙人掌那样热的干燥环境的适应。适应和趋异适应、动物的保护色、警戒色和拟态、a树皮纺织母b猫头鹰蝴蝶c枯叶蝶

12、d捕食的b、d、e、c、统一适应和趋异适应、生活型生态型、生活型和统一适应统一适应(convergent adaptation):是指亲缘关系相当疏远的生物，因为长期生活相同或相似的蝙蝠是哺乳动物，但它与大多数鸟类一样通过飞行捕获空中昆虫，其前肢与一般兽类不同，与鸟类的翅膀相似适合飞行活动的鲸、海豚、海狮是哺乳动物，因为生活在有日子水环境中，所以呈纺锤形，前肢也发育成像鱼类一样的胸鳍。 植物中的统一现象，如生活在沙漠的仙人掌科植物、大戟科霸王鞭以及菊科仙人笔等，属于不同的类群，肉质化的茎、叶退化呈刺状，适应干旱生活环境。生态型和趋异适应、趋异适应是指亲缘关系相近的同种生物，长期生活在不同的环境

13、条件下，形成了不同的形态结构、大姨妈特性、适应方式和路径等。 异适应的结果是使同一类群的生物多样化，占有不同空间进行适应，减少竞争，利用环境资源。 植物生态型是应对生活型的概念，是指同种生物内适应不同生态条件和地域的不同类群，它们的差异来源于基因的差异，可以遗传。 由于引起生态型分化的主要原因，可将生态型分类为气候生态型、土壤生态型、生物生态型等。 兰花品种春兰、蔷薇、建兰、寒兰、墨兰稻品种籼伊卡斯米(Indica rice )和粳稻(Japonica rice )是长期适应不同生态条件，特别是温度条件形成的两种气候生态型。 春兰、玫瑰、建兰、寒兰、墨兰、生态位、生态位(niche )和栖息地

14、(habitat )生态位生物在环境中所占地位栖息地生物所在的物理环境。 超体积生态位(hypovolume )生态位的各环境变量称为一维度，生态位空间的环境变量可以是多个，超过三维的生态位空间称为超体积生态位。 基础生态位(fundamental niche )和实际生态位(realized niche )种在理论上所占的生态位空间称为基础生态位实际占有的生态位空间称为实际生态位。 生物与主要生态因子的相互关系，生物与光的关系生物与温度的关系生物与水的关系生物与土壤的关系，生物与光的关系，太阳辐射及其变化规律光质变化对生物的影响光强度变化对生物的影响光周期现象，地球自转时、赤道附近的照射时间长(日周期)地球公转时， 夏季北半球照射时间长的冬季，南半球照射时间长(季节周期)低纬度地区有比较一定的热量，高纬度比低纬度地区受到的能量少、2327夏至日、n、s、w、e、n、w、e、s、s太阳辐射能量(模拟A. Mackenzie et. al 光的性质：波长1504000nm，分为紫外光、可见光和红外光三种，波长在380760nm之间的光为可见光。 绿色植物的光合作用的有效范围在380700nm之间。紫外辐射、可见光、红外线、400、630、1000、2500、4000、波长(nm )、能量强度、光质的变化对生物的影响，海洋深水植物的光合色素有效利用绿色光。 对高山植物紫外光作用的适应