生态学李博版课件2.ppt

1、教学重点：环境与生态因素的概念、类型、特征，生物与环境关系的基本原理，生物与主要生态因素的关系，第二章，生物与环境的概念，生物物种，传统生物学家的物种概念，如真实存在、相似形状、自由交配和繁殖后代达尔文的物种概念作为人工分类单位，密切相关的个体群体在物种中是可变的，个体差异在物种间逐渐变化。现代物种概念在形态和遗传结构上是相似的。现代物种概念由许多群体形成的生殖单位组成(在生殖中与其他单位分开)。占据某一栖息地位置的物种是由内部因素(繁殖、遗传、生理、生态和行为)联系在一起的个体集合。它是自然界中基本的进化单位和功能单位。环境概念、环境和环境因素：环境是指特定有机体或生物群体之外的空间，是直接

2、或间接影响有机体或生物群体生存的一切事物的总和。它由许多环境因素组成，这些环境因素被称为环境因素。内涵：环境的本质是生物赖以生存和发展的资源或影响这种资源的因素，环境类型，生态因素的概念，生态因素：直接或间接影响环境中生物的生长、发育、繁殖、行为和分布的环境因素。生态因素是作用于环境中生物体的因素，而环境因素是指生物体以外的所有元素。生物生存不可或缺的生态因素的总称。生态环境：某一地区所有生态因素的总和。栖息地：特定生物个体或群体的栖息地的生态环境。生态因子的类型，生态因子通常分为两类：非生物因子和生物因子：生物体(同质和异质)非生物因子：温度、光照、湿度、酸碱度、氧气等。一些学者将生态因子分

3、为五类：气候因子如温度、湿度、光、风、气压和闪电，土壤因子如土壤结构，土壤成分的理化性质，地形因子如土地、海洋、海拔，生物因子如山脉的方向和坡度：包括动物、植物和微生物之间的相互作用，人为因子：包括人类活动对自然的破坏和对环境的污染，生态因子的类型，史密斯等人将生态因子分为密度限制因子和非密度限制因子。密度独立因素：食物、天敌等生物因素：温度、降水、气候等因素(Ciaschi)将生态因素分为稳定因素和稳定因素：重力、地磁、太阳辐射常数等可变因素；周期性变化：春、夏、秋、冬，潮起潮落；非周期性变化：风、降水、捕食、生态因子的作用特征、综合效应：生态因子之间相互联系、相互影响、相互制约；主导因素：

4、生态因素的非等效直接和间接影响；直接因素：直接影响生物体的生态因素；间接因素：通过影响直接因素影响生物的阶段：生物发展的不同阶段，需要不同的不可替代性和补偿：生态因素是不可替代的，但它们可以得到一定程度的补偿。在许多生态因素中，任何接近或超过某一生物耐受限度并限制其生存、生长、繁殖或扩散的关键因素都被称为限制因素。限制因子概念的含义为分析生物与环境之间的复杂关系奠定了方便的基础；抓住问题的本质，找出解决问题的薄弱环节，是有帮助的。生物对非生物因素的耐受极限，李比格最小法则(1840，德国)，植物的生长依赖于那些营养元素的最低量，这被称为最小因子。两个补充条件(奥德姆，1973): 1)严格的稳

5、态2)因子补偿。南北高纬度地区的低温是影响非洲蜜蜂进一步向高纬度地区传播的限制因素。案例：低温限制了非洲蜜蜂的分布，生物对非生物因素的耐受极限，谢尔福兹耐受定律(1913，美国)生物的生存和繁殖取决于环境中各种环境因素的存在，生物对环境因素的耐受有上限和下限，任何因素不足或过量，都接近或超过某一生物的耐受极限，以及该生物的生存。物种数，非常低，正在消失，非常低，数量最多，不耐受区，生理抑制区，生理抑制区，不耐受区，最佳区，环境梯度，生物物种的高，低，耐受下限，耐受上限，耐受极限图生物对不同生态因子的耐受范围是不同的，不同的年龄，季节，生境和其他生物对生态因子有不同的耐受力。在个体发育的不同阶段

6、，对多种生态因子具有较宽耐受范围的生物分布区域一般较宽，不同物种对生态因子的耐受限度也不同。当一个生态因子处于非最佳状态时，生物体对其他生态因子的耐受限度也随之降低，并且截距、湿度和溶解氧之间的关系；温度和盐分的协同作用，生态幅度，意味着每个生物对每个生态因子都有一个耐受范围，即有一个生态最低点和最高点。最低点和最高点(或公差的上限和下限)之间的范围称为生态幅度或生态价格。分类：广热型、狭热型、广氢型、狭氢型、广碱型、狭盐型、广腐型、狭食型广聚型狭光型，生物因素和非生物因素也相互影响：物种间竞争引起的生态位分离、体内平衡、体内平衡):生物系统通过内部调节机制保持内部环境相对稳定，可以减少生物对

7、外部条件的依赖，从而大大提高生物对外部环境的适应性。它扩大了生物的生态幅度和适应范围，但不能完全摆脱环境的限制。体内平衡是通过形态、行为和生理适应来实现的。适应：生物体对环境压力的调整过程。基因型适应和表型适应被分类，后者包括可逆适应和不可逆适应。适应模式(形态、生理和行为适应):行为适应：运动、繁殖、迁移和迁移、防御和抵抗敌人生理适应：生物钟、休眠、生理和生化变化：形态适应：保护、保护色、警示色和拟态、动物保护色、警示色和拟态，A树皮旋转器B猫头鹰蝴蝶C死蝴蝶D捕食花螳螂E青蛙鱼，A .驯化：在实验自然条件下， 生物体引起的生理补偿变化导致耐受极限的变化，适宜生存范围的上限和下限将会移动并形

8、成新的最佳点。 前者需要很短时间，而后者需要很长时间。驯化是通过酶系统的调节来实现的。因为酶只能在特定环境中发挥作用，并决定生物体的代谢速率和耐受极限，所以驯化是改变生物体酶系统的过程。不同温度下的驯化导致耗氧量的差异、200 160 120 80 400、10 20 30、温度、耗氧量(MLG-1H-1)、5驯化、25驯化，表明生物在与环境相互作用和共同进化的过程中，各不相同。因此，生物常常被用来反映环境的某些特征，这种特征被称为指示生物。比如南宋诗人陆游说：“野人无历日，鸟知四时。”例如，如果天气预报是“燕子飞蛇过道，暴雨即将来临”。例如，美国学者柯蒂斯(1959)将金色葛缕子列为威斯康星

9、州湖泊软水的指示植物，将水生毛茛列为硬水的指示植物。大量的蚯蚓可以表明水中溶解氧的缺乏。又如“秋风响，蟹角痒”，反之，“蟹行至秋至”。指示生物的指示功能是相对的。思维问题-名词解释，环境因素，生态因素，限制因素，生态幅度谢尔福德容忍定律，稳态驯化，指示生物，思维问题-问题问题，简述生态因素的概念及其一般特征，说明限制因素概念在生态学研究中的重要性，简述谢尔福德容忍定律及其补充原理，比较李比希最小因素定律和谢尔福德容忍定律的异同， 生态因子的生态功能和生物的适应，光因子的生态效应，生物对温度因子的适应，生物对水分因子的适应，生物对土壤因子的适应和生物适应，光强的生态效应和生物对光质的适应和生物对

10、光周期的适应，光强的变化规律，高纬度地区的低光强和弱光强，高海拔和低纬度地区的光强在夏季和中午较高，而在冬季和早晚较弱(北半球)。 南坡光照强度高，北坡光照强度弱，影响植物细胞的生长和分裂、组织器官的生长和分化以及叶绿素的形成。发黄影响动物的生长、发育和行为。昼行动物夜行动物，光照强度对生物及其适应的影响，水生植物光传输带：光合作用大于呼吸补偿点：光合作用等于呼吸。陆地生物适应不同的光照强度，产生阳光充足的植物和阴凉的植物。阳光下的植物对光有迫切的需求，只有在充足的光照条件下才能正常生长，补偿点的位置较高；阴性植物比阳性植物需要更少的光，并且具有更低的光补偿点，更弱的呼吸和蒸腾作用，以及更低的

11、对高温和干旱的抗性。阴性耐受植物对光具有广泛的适应性，并且对光的需求介于前两种植物之间。光合作用速率，光合作用速率，光强，光强，净生产力，光合作用，呼吸作用，甲，乙，乙，甲，丙，光补偿点当光强达到一定水平时，光合产物不再增加或增加很少，光强存在光饱和点。植物光补偿点示意图(模仿恩伯林，1983)，太阳辐射能量(模仿麦肯齐等人。al，1999)和光特性：波长为1504000纳米，可分为紫外光、可见光和红外光，波长在380760纳米之间的光为可见光。绿色植物光合作用的有效范围为380700纳米。可见光对光合作用的影响红光和橙光可以促进叶绿素，而蓝紫光可以被叶绿素和类胡萝卜素吸收，这被称为生理有效辐

12、射。植物不吸收绿光，这被称为生理无效辐射。红光有利于糖的合成，而蓝光有利于蛋白质的合成。可见光对动物的影响光对动物的繁殖、体色变化、迁移、毛羽变化、生长发育有影响，例如，不同的动物产生不同的色觉。光质的生态效应和生物的适应性，不可见光对生物的影响在360纳米处开始产生杀菌作用，在340纳米和240纳米的辐射条件下，能阻止细菌、真菌、线虫卵和病毒的活动。在200-300纳米的辐射下，具有很强的杀菌能力，可以杀灭空气、水面和各种物体边缘的微生物，对抑制自然界中的传染病病原体极其重要。紫外线与动物体内维生素D的产生密切相关，如果紫外线太强，就会致命。高山动物的身体颜色是黑色的，高山植物含有花色素苷，

13、它们的叶子减少了，长得很长，因为有更多的雪光质的生态效应和生物的适应性，生物对光周期的适应性，生物的昼夜节律：光的周期性，温度和湿度的昼夜变化24小时一次；光周期现象：自然界中生物对日照长度有规律变化的反应。植物光周期对繁殖(开花)的影响可分为长日照植物和短日照植物。长日照植物：仅在阳光超过一定值时开花的植物，如小麦和油菜。短日照植物：只在日照时间短于某个值时开花的植物通常需要较长的黑暗时间才能开花，如苍耳和水稻。植物光周期的应用：杂交、抗性育种、异地种植、园艺、生物对光周期的适应以及动物光周期对鸟类迁徙的影响；对繁殖的影响：它可以分为长日动物和短日动物。长日动物：在温带和高纬度地区，许多鸟类

14、和动物在春季和夏季白天逐渐延长时繁殖后代，这被称为长日动物，如雪貂和兔子；短日动物：有些动物只在秋季和冬季白天逐渐变短时才开始性腺发育和繁殖，这种动物被称为短日动物、绵羊、山羊和鹿。温度因子的生态效应和生物适应温度因子的生态效应生物适应极端温度温度的地理分布和生物物候节律休眠温度因子的生态效应温度和生物生长温度是最重要的生态因子之一，参与生命活动的各种酶都有其最低、最适和最高温度，即三个基本点温度。不同生物的三个基本点是不同的；在一定的温度范围内，生物的生长率与温度成正比。外部温度的季节性变化导致植物和动物的生长交替加速和减弱，形成年轮；外部温度影响动物的生长规模。温度与生物发育：有效积温是植

15、物春化、动物早期和晚期繁殖、物种分布范围、温度和生物发育最普遍的规律。有效积温规律及其意义有效积温规律植物在生长发育过程中必须从环境中吸收一定量的热量才能完成一定发育阶段的发育过程，每个发育阶段所需的总热量是一个常数，称为总积温或有效积温，因此可以用公式表示：KNT。考虑到生物体开始发育的温度，它也可以写成钾氮比(TT0)，其中钾是有效积温(常数)，氮是发育时期。有效积温规律及其意义，有效积温规律的意义预测了生物发生的世代数；预测生物地理分布的北边界；预测来年害虫的发生日历；进行农业气候区划，合理安排作物；应用积温预测农时。有效积温规律的局限性、极端温度对生物的影响、低温对生物的影响：当温度低于临界(下限)温度时，生物会因低温而遭受冷害和冻害。冻害的