個體生態(tài)學生物科學二班第四組

個體生態(tài)學生物科學二班第四組第一頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日第一章—環(huán)境與生態(tài)因子（一）環(huán)境與生態(tài)因子的基本概念

環(huán)境：某一特定生物體或生物群體以外的空間及直接、間接影響該生物體或生物群體生存的一切事務(wù)的總和。

環(huán)境總是針對某一生物體或生物群體而言的，離開了這個主體或中心也就無所謂環(huán)境。在環(huán)境科學中，一般以人類為主體，環(huán)境是指圍繞的空間以及其中可影響人類生活和發(fā)展的各種因素的總和，在生物科學中，一般以生物為主體，環(huán)境是指圍繞著生物體和群體的空間及其中一切事物的總和。

生態(tài)因子：指環(huán)境中對生物的生長、發(fā)育、生殖、行為和分布有著直接或間接影響的環(huán)境要素，如溫度，陽光、濕度、大氣及其相關(guān)生物等

生態(tài)因子是生物生存所不可缺少的環(huán)境條件，也稱生物的生存條件。生態(tài)因子也可認為是環(huán)境因子中對生物起作用的因子，而環(huán)境則是指生物體外部的全部環(huán)境要素。

第二頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日（二）生物因子的分類在任何一種生物的生存環(huán)境中都存在著很多生態(tài)因子，它們彼此之間相互制約，相互組合，構(gòu)成了多種多樣的生存環(huán)境，為各類生物的生存和進化創(chuàng)造了不計其數(shù)的生境類型。生態(tài)因子據(jù)其性質(zhì)可歸納為：

1.非生物因子

1）氣候因子：如溫度、濕度、光、降雨、風、氣壓和雷電等

2）土壤因子：土壤因子包括土壤結(jié)構(gòu)、土壤有機和無機成分的理化性質(zhì)和土壤生物等

3）地形因子：如地面的起伏、山脈的坡度和陰坡陽坡等

2.生物因子

生物種內(nèi)和種間相互關(guān)系，如捕食、寄生、競爭和共生等

有時為了強調(diào)人的作用的特殊性和重要性，把人為因子從生物因子中分離出來

第三頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日生態(tài)因子的作用特點1.綜和性

每個生態(tài)因子都是在與其他生態(tài)因子的相互影響、相互制約中起作用的、任何一個因子的變化都會在不同程度上引起其他因子的變化。

2.非等價性

對生物起作用的諸多因子是非等價的，其中必有1～2是起主要作用的主導因子。

3.不可替代性和互補性

生物因子雖非等價，但都不可缺少，一個因子的缺失不能由另一個因子來替代。但某一因子的數(shù)量不足有時可以靠另外一個因子的加強而得到調(diào)劑和補償。

4.限定性

生物在生長發(fā)育的不同階段往往需要不同的生態(tài)因子或生態(tài)因子的不同強度，因此某一生態(tài)因子的有益作用常常只限于生物生長發(fā)育的特定階段。第四頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日

第二章—生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理

耐受法則

耐受法則

：就是生物對每一種生態(tài)因子都有其耐受的上限和下限，上下限之間就是生物對這種生態(tài)因子的耐受范圍。耐受性法則可以形象地用一個鐘形曲線來表示。利比希最低量法則能夠影響生物的無數(shù)因子中，總有一個因素限制生物的生長、生存或繁殖。(1840)這一定律只適用于穩(wěn)定狀態(tài)，即物質(zhì)的流入流出處于平衡狀態(tài)，需要考慮生態(tài)因子間的相互作用。[第一節(jié)—利比希法則和耐受性法則第五頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日第六頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日對同一生態(tài)因子，不同種類的生物耐受范圍是很不相同的。根據(jù)生物對生態(tài)因子耐受范圍的寬窄，可將生物區(qū)分為廣溫性和狹溫性、廣濕性和狹濕性、廣鹽性和狹鹽性、廣食性和狹食性、廣光性和狹光性、廣棲性和狹棲性等。一般說來，如果一種生物對生態(tài)因子的耐受范圍都是廣的，那么這種生物在自然界的分布也一定很廣，反之亦然第七頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日兩個生態(tài)因子第二節(jié)--生物對各生態(tài)因子耐受性之間的相互關(guān)系1.在對生物產(chǎn)生影響的各種生態(tài)因子之間存在著明顯的相互影響。

2.當濕度很低和很高時，該種生物所能耐受的溫度范圍都比較窄(中濕條件下所能耐受的溫度范圍較寬)。

3.在低溫和高溫條件下(兩極端溫度)，該種生物所能耐受的濕度范圍也比較窄，而在中溫或最適溫度條件下所能耐受的濕度范圍比較寬。結(jié)論：生物生存的最適溫度取決于濕度狀況，而生物生存的最適濕度又依賴于溫度狀況。第八頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日三個生態(tài)因子固定不變的最適概念只有在單一生態(tài)因子時才起作用。多個因子相互作用，相互影響。第九頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日生物對非生物因子的生理耐受范圍對植物和動物的分布顯然具有重要影響。生物的分布區(qū)分為兩種情況：

(1)生理分布區(qū)和生理最適分布區(qū)：只考慮生物的生理耐受性而排除其他生物對其分布的影響；

(2)生態(tài)分布區(qū)和生態(tài)最適分布區(qū)：指生物在自然界的實際分布區(qū)，這種分布區(qū)是非生物因子和生物因子共同作用的結(jié)果生物因子和非生物因子之間也是相互影響的。生物對非生物因子的耐受范圍或最適生存區(qū)段常因生物之間的競爭而被改變。第十頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日第十一頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日第三節(jié)—生物對生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整第十二頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日生物對生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整一，馴化二，休眠三，晝夜節(jié)律和其他周期性的補償變化第十三頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日1.馴化：生物借助于馴化過程可以稍稍調(diào)整它們對某個生態(tài)因子或某些的的耐受范圍。

第十四頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日2、休眠(即處于不活動狀態(tài))：是動植物抵御暫時不利環(huán)境條件的一種非常有效的生理機制。使動物最大限度地減少能量消耗。埃及睡蓮經(jīng)過了1000年的體眠之后仍有80%以上的蓮子保持著萌發(fā)能力。季節(jié)性休眠也是持續(xù)占有一個生境的重要方式。很多昆蟲在不利的氣候條件下往往進入滯育狀態(tài)。恒溫動物當環(huán)境溫度超過適溫區(qū)過多的時候會進入蟄伏狀態(tài)。冬眠和夏眠現(xiàn)象則是靠中介刺激(如光周期的改變)激發(fā)的。

3、晝夜節(jié)律和其他周期性的補償變化

#補償性的變化往往是有節(jié)律的。生物在不同的季節(jié)可以表現(xiàn)出不同的生理最適狀態(tài)(因馴化)，因此生物在一個時期可以比其他時期具有更強的馴化能力，或者具有更大的補償調(diào)節(jié)能力。

#補償能力的周期性變化，實際上有很多是反映了環(huán)境的周期性變化，如溫帶地區(qū)溫度的周期變化和熱帶地區(qū)干旱季節(jié)和潮濕季節(jié)的周期變化等。很多沿岸帶生物在耐受能力方面常常以潮汐周期和月周期為基礎(chǔ)發(fā)生變化。

#耐受性的節(jié)律變化或?qū)ψ钸m條件選擇的節(jié)律變化大都是由外在因素決定的(即外源性的)，很可能是生物對生態(tài)因子周期變化不斷適應(yīng)的結(jié)果。

#某些耐受性的周期變化或馴化能力的變化(無論是長期的或晝夜的)至少有一部分是由生物自身的內(nèi)在節(jié)律引起的。第十五頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日第四節(jié)--內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物和非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物●內(nèi)穩(wěn)態(tài)(homeostasis)機制，即生物控制自身的體內(nèi)環(huán)境使其保持相對穩(wěn)定，是進化發(fā)展過程中形成的一種更進步的機制，它或多或少能夠減少生物對外界條件時依賴性?！窬哂袃?nèi)穩(wěn)態(tài)機制的生物借助于內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定而相對獨立于外界條件，大大提高了生物對生態(tài)因子的耐受范圍?！駜?nèi)穩(wěn)態(tài)的基礎(chǔ)：生理、行為●調(diào)節(jié)體溫：生理：恒溫動物：控制體內(nèi)產(chǎn)熱行為：變溫動物：減少熱量散失，利用環(huán)境熱源第十六頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日●維持體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性是生物擴大環(huán)境耐受限度的一種主要機制，并被各種生物廣泛利用。但擴大耐受范圍不可能是無限的。具有內(nèi)穩(wěn)態(tài)機制的生物只能增加自己的生態(tài)耐受幅度，是自身變?yōu)橐粋€廣生態(tài)幅物種或廣適應(yīng)性物種。內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物：內(nèi)穩(wěn)態(tài)機制能夠發(fā)揮作用的范圍就是它的耐受范圍。非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物：其耐受限度只簡單地決定于其特定酶系統(tǒng)能在什么溫度范圍內(nèi)起作用。內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物和非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物耐受限度的不同意義生物對不同非生物因子的耐受性是相互關(guān)聯(lián)的?？梢越柚隈Z化過程而加以調(diào)整，也可在較長期的進化過程中發(fā)生改變。內(nèi)穩(wěn)態(tài)機制只能為生物提供一種發(fā)展廣耐受性的方式。第十七頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日第五節(jié)--生物保持內(nèi)穩(wěn)態(tài)的行為機制

在外界條件的一定范圍內(nèi)，動物和植物都能利用各種行為機制使體內(nèi)保持恒定性。

植物：葉子和花瓣有晝夜的運動和變化。例如豆葉的晝挺夜垂的變化或睡眠運動、向日葵花序隨太陽的方向而徐徐轉(zhuǎn)動等。

動物：

（1）身體姿態(tài)：如沙漠蜥

（2）往返移動：在比較冷和熱的兩個地點(都不是最適溫度)之間往返移動；

（3）追尋適宜棲地：如生活在特立尼達雨體中的兩種按蚊

其他的行為機制：

（1）躲入洞穴：如鼠兔，抵御一10℃以下的嚴寒

（2）構(gòu)筑巢穴：如白蟻巢（具有調(diào)節(jié)溫濕度的作用）、鳥巢（澳大利亞眼斑冢雉）

第十八頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日

第六節(jié)—生物的適應(yīng)性

生物對生態(tài)因子耐受范圍的擴大或變動(不管是大的調(diào)整還是小的調(diào)整)都涉及到生物的生理適應(yīng)和行為適應(yīng)問題。

適應(yīng)組合(adaptivesuites)：生物對一組特定環(huán)境條件表現(xiàn)出的彼此之間的相互關(guān)聯(lián)的一整套協(xié)同的適應(yīng)特性。

1、沙漠植物的適應(yīng)組合：抗干旱、節(jié)水的適應(yīng)性

（1）落葉

（2）形態(tài)：葉表皮增厚、減少氣孔數(shù)目和形成卷葉

（3）旱生植物（肉質(zhì)植物）：

①水分大量貯存在植物的根、莖或葉中

②盡量減少蒸騰作用失水：夜晚才打開氣孔

2、沙漠動物的適應(yīng)組合：熱量調(diào)節(jié)和水分平衡

駱駝：

（1）清晨取食，獲得水分；

（2）尿的濃縮最大限度地減少水分輸出；

（3）脂肪在代謝時會產(chǎn)生代謝水；

（4）失水主要是來自細胞間液和組織間液，細胞質(zhì)不會因失水而受影響；

（5）紅細胞的特殊結(jié)構(gòu)也可保證其不受質(zhì)壁分離的損害，同樣的適應(yīng)結(jié)構(gòu)也能保證紅細胞在血液含水量突然增加時不會發(fā)生破裂，一次飲水可以喝下極大量的水分。

（6）在白天可吸收大量的熱使體溫升高。體溫升高后會減少身體與環(huán)境之間的溫差，從而減緩吸熱過程。當需要冷卻時，皮下起隔熱作用的脂肪會轉(zhuǎn)移到駝峰中，從而加快身體的散熱。

第十九頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日第三章—生物與氣候自然環(huán)境中對生物影響最大的就是氣候。氣候是天氣的長期平均值，氣候決定著生物能獲得多少熱量和多少水分，而且直接影響著植物所能捕獲的太陽能值，從而直接控制著植物和動物的分布和數(shù)量。第二十頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日第二十一頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日第二十二頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日能量環(huán)境太陽表面以電磁波的形式不斷釋放的能量，即太陽輻射或太陽光。綠色植物將太陽能轉(zhuǎn)化成化學能儲存于植物體內(nèi)，這一過程是生物圈與太陽能發(fā)生聯(lián)系的唯一環(huán)節(jié)，也是生物圈賴以生存的基礎(chǔ)。太陽輻射又溫暖了地球表面，使生物能夠生長、發(fā)育和繁衍，并對生物的分布起了重要作用。因此，光和溫度組成了地球上的能量環(huán)境。第二十三頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日第四章--生物與光一、光是電磁波（光的組成和主要作用）二、光質(zhì)的變化及其對生物的影響三、光照強度及其對生物的影響四、日照長度的變化與生物的光周期現(xiàn)象第二十四頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日一、光的組成及主要作用光是由波長范圍很廣的電磁波組成的，主要波長范圍是150~4000nm，其中人眼可見光的波長在380~760nm之間。紫外光：波長<380nm可見光：波長380～760nm紅外光：波長>760nm紫外光約占1％，紫外光對生物和人有殺傷和致癌作用可見光分為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色的光。葉綠素主要吸收紅光和藍光，波長為760～620納米的紅光和波長為490～435納米的藍光對光合作用最為重要紅外光和紫外光都是不可見光。在全部太陽輻射中，紅外光約占50～60％。地表熱量基本上就是由紅外光能所產(chǎn)生的第二十五頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日二、光質(zhì)的變化及其對生物的影響光質(zhì)的（光譜成分）的一般規(guī)律空間

→短波光隨緯度增加而減少，隨海拔升高而增加時間→冬季長波光增多，夏季短波光增多；一天之內(nèi)中午短波光較多，早晚長波光較多第二十六頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日高山植物特點光質(zhì)不同對植物形態(tài)建成、向光性及色素形成的影響也不同。

藍紫光與青光能抑制植物伸長生長，使植物成矮小形態(tài)

藍紫光能使植物向光性更敏感，促進植物色素的形成。

高山上的短光波較多，植物的莖葉含花青素，這是避免紫外線損傷的一種保護性適應(yīng)。高山植物呈現(xiàn)出莖干粗短，葉面縮小，毛絨發(fā)達的生長型，也是對高山多短光波的適應(yīng)。第二十七頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日三、光照強度及其對生物的影響光照強度的變化●光照強度在赤道地區(qū)最大，隨緯度的增加而逐漸減弱?！窆庹諒姸冗€隨海拔高度的增加而增強?！裆降钠孪蚝推露葘庹諒姸纫灿泻艽笥绊??！裨谝荒曛校募竟庹諒姸茸畲?，冬季最小。在一天中，中午的光照強度最大，早晚的光照強度最小。●光照強度在一個生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部也有變化。一般來說，光照強度在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部將會自上而下逐漸遞減。（使得生態(tài)系統(tǒng)的垂直分層現(xiàn)象既取決于群落本身，也取決于所接受的日光能總和。）●在水體生態(tài)系統(tǒng)中，光照強度將隨水深的增加而迅速遞減。第二十八頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日光照強度與水生植物光的穿透性限制著植物在海洋中的分布，只有在海洋表層的透光帶內(nèi)，植物的光合作用量才能大于呼吸量。在透光帶的下部，植物的光合作用量剛好與植物的呼吸消耗相平衡之處，就是所謂的補償點。清澈的海水和湖水中，補償點達幾百米浮游植物密度大含有大量泥沙顆粒的水體中，透光帶只限于1米受到污染的河流中，水面下幾厘米第二十九頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日光照強度與陸生植物適應(yīng)于強光照地區(qū)生活的植物稱陽地植物，這類植物補償點的位置較高，光合速率和代謝速率都比較高，常見種類有蒲公英、楊、柳、樺、槐、松、杉等適應(yīng)于弱光照地區(qū)生活的植物稱陰地植物，這類植物的光補償點位置較低，其光合速率和呼吸速率都比較低。陰地植物多生長在潮濕背陰的地方或密林內(nèi)，常見種類有連錢草，觀音坐蓮、鐵杉、紅豆杉等，第三十頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日光照強度在光補償點以下，植物的呼吸消耗大于光合作用生產(chǎn)，因此不能積累干物質(zhì)；

在光補償點處，光合作用固定的有機物質(zhì)剛好與呼吸消耗相等

在光補償點以上，隨著光照強度的增加，光合作用增強逐漸提高并超過呼吸強度，于是在植物體內(nèi)積累干物質(zhì)，但當光照強度達到一定水平后，光合產(chǎn)物也就不再增加或增加的很少，該處的光照強度就是光飽和點。

各種植物的光飽和點也不相同

植物生長發(fā)育的不同階段光飽和點也不相同第三十一頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日光照強度與動物的行為光是影響動物行為的重要生態(tài)因子，很多動物的的活動都與光照強度有著密切的關(guān)系。有些動物適應(yīng)于在白天的強光下活動，如大多數(shù)鳥類，哺乳動物中的靈長類、有蹄類、松鼠、旱獺和黃鼠，爬行動物中的蜥蜴和昆蟲中的蝶類、蠅類和虻類等，這些動物被稱為晝行性動物。另一些動物則適應(yīng)于在夜晚或晨昏的弱光下活動，如夜猴、蝙蝠、家鼠、夜鷹、壁虎和蛾類等，這些動物被稱為夜行性動物或晨昏性動物，因其只適應(yīng)于在狹小的光照范圍內(nèi)活動，所以又稱為狹光性種類。晝行性動物所能耐受的光照范圍較廣，故又稱為廣光性種類。第三十二頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日還有一些動物既能適應(yīng)于弱光也能適應(yīng)于強光，它們白天黑夜都能活動，常不分晝夜地表現(xiàn)出活動與休息的不斷交替。如很多種類的田鼠，它們也屬于廣光性種類。土壤和洞穴中的動物幾乎總是生活在完全黑暗的環(huán)境中并極力躲避光照，因為光對它們就意味著致命的干燥和高溫。幼鰻的溯河性回游則是選擇在白天進行，一到夜間便停止回游并躲藏起來。蝗蟲的群體遷飛也是發(fā)生在日光充足的白天，如果烏云遮住了太陽使天色變暗，它們馬上就會停止飛行。在自然條件下動物每天開始活動的時間常常是由光照強度決定的，當光照強度上升到一定水平（晝行性動物）或下降到一定水平（夜行性動物）時，它們才開始一天的活動，因此這些動物將隨著每天日出日落時間的季節(jié)性變化而改變其開始活動的時間。第三十三頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日四、日照長度的變化與生物的光周期現(xiàn)象日照長度是指白晝的持續(xù)時數(shù)或太陽的可照時數(shù)。在北半球從春分到秋分是晝長夜短，夏至晝最長；從秋分到春分是晝短夜長，冬至夜最長。在赤道附近，終年晝夜平分。日照長度的變化對動植物都有重要的生態(tài)作用，由于分布在地球各地的動植物長期生活在具有一定晝夜變化格局的環(huán)境中，借助于自然選擇和進化而形成了各類生物所特有的對日照長度變化的反應(yīng)方式，這就是在生物中普遍存在的光周期現(xiàn)象。第三十四頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日植物的光周期現(xiàn)象根據(jù)對日照長度的反應(yīng)類型可把植物分為長日照植物和短日照植物。長日照植物通常是在日照時間超過一定數(shù)值才開花，否則便只進行營養(yǎng)生長，不能形成花芽。較常見的長日照植物有紫菀、鳳仙花和除蟲菊等，作物中有冬小麥、大麥、油菜、菠菜、甜菜、甘藍和蘿卜等。人為延長光照時間可促使這些植物提前開花。短日照植物通常是在日照時間短于一定數(shù)值才開花，否則就只進行營養(yǎng)生長而不開花，這類植物通常是在早春或深秋開花。常見種類有牽牛、蒼耳和菊類，作物中則有水稻、玉米、大豆、煙草、麻、棉等。中日照植物是晝夜長度接近相等時才開花的植物。還有植物只要其他條件合適，在什么日照條件下都能開花，如黃瓜、番茄、番薯、四季豆和蒲公英等，這類植物可稱中間性植物第三十五頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日動物的光周期現(xiàn)象動物的光周期現(xiàn)象在脊椎動物中，鳥類的光周期現(xiàn)象最為明顯，很多鳥類的遷移都是由日照長短的變化所引起，由于日照長短的變化是地球上最嚴格和最穩(wěn)定的周期變化，所以是生物節(jié)律最可靠的信號系統(tǒng)，鳥類在不同年份遷離某地和到達某地的時間都不會相差幾日，如此嚴格的遷飛節(jié)律是任何其他因素（如溫度的變化、食物的缺乏等）都不能解釋的，因為這些因素各年相差很大。第三十六頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日

日照長度的變化對哺乳動物的生殖和換毛也具有十分明顯的影響。很多野生哺乳動物（特別是生活在高緯度地區(qū)的種類）都是隨著春天日照長度的逐漸增加而開始生殖的，如雪貂、野兔和刺猬等，這些種類可稱為長日照獸類。還有一些哺乳動物總是隨著秋天短日照的到來而進入生殖期，如綿羊、山羊和鹿，這些種類屬于短日照獸類。

魚類的生殖和遷移活動也與光有著密切的關(guān)系，而且也常表現(xiàn)出光周期現(xiàn)象，特別是那些生活在光照充足的表層水的魚類。實驗證實，光可以影響魚類的生殖器官，人為延長光照時間可以提高鮭魚的生殖能力，這一點已在養(yǎng)鮭實踐中得到了應(yīng)用。日照長度的變化通過影響內(nèi)分泌系統(tǒng)而影響魚類的遷移。第三十七頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日昆蟲的冬眠和滯育主要與光周期的變化有關(guān)，但溫度、濕度和食物也有一定影響例如秋季的短日照是誘發(fā)馬鈴薯甲蟲在土壤中冬眠的主要因素，而玉米螟（老熟幼蟲）和梨劍紋夜蛾（蛹）的滯育率則決定于每日的日照對數(shù)，同時也與溫度有一定關(guān)系。第三十八頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日五、植物對紫外線輻射的防護太陽紫外光（UV)輻射對地球上的生物有致癌和殺傷作用，但其大部分被大氣平流層中的臭氧所吸收。紫外光分為兩種類型，波長范圍從315nm到380nm的紫外光屬于UV-A，而波長范圍從280nm-315nm的紫外光屬于UV-B太陽UV-B輻射從熱帶地區(qū)到兩級地區(qū)隨著緯度的增加而減弱。UV-B輻射強度的增加對動物的影響比對植物的影響更大。光色素生物尤其敏感，特別是人類，易誘發(fā)人患皮膚癌。UV-B輻射可使DNA受到損傷、抑制植物的光合作用、改變植物的生長型和減緩植物的生長。第三十九頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日第五章、生物與溫度一、溫度的生態(tài)意義二、極端溫度對生物的影響三、生物對極端溫度的適應(yīng)四、溫度與生物發(fā)育的關(guān)系—有效積溫法則五、溫度與生物的分布第四十頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日一、溫度的生態(tài)意義溫度是一種無時無處不在起作用的重要生態(tài)因子，地球表面的溫度條件總是在不斷變化的，在空間上它隨緯度、海拔高度、生態(tài)系統(tǒng)的垂直高度和各種小生境而變化。溫度影響著生物的生長和生物的發(fā)育，并決定著生物的地理分布。任何一種生物都必須在一定的溫度范圍內(nèi)才能正常生長發(fā)育。當環(huán)境溫度高于或低于生物所能忍受的溫度范圍時，生物的生長發(fā)育就會受阻，甚至造成死亡。此外，地球表面的溫度在時間上有四季變化和晝夜變化，溫度的這些變化都能給生物帶來多方面的深刻的影響第四十一頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日二、極端溫度對生物的影響低溫對生物的影響

溫度低于一定的數(shù)值，生物便會因低溫而受害，這個數(shù)值便稱為臨界溫度。在臨界溫度以下，溫度越低生物受害越重。低溫對生物的傷害可分為冷害、霜害和凍害三種。冷害是指喜溫生物在零度以上的溫度條件下受害或死亡。例如海南島的熱帶植物丁子香在氣溫降至6.1℃時葉片便受害，降至3.4℃時頂梢干枯。熱帶魚，如鳉，在水溫10℃時就會死亡。冷害是喜溫生物向北方引種和擴展分布區(qū)的主要障礙。第四十二頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日凍害是指冰點以下的低溫使生物體內(nèi)（細胞內(nèi)和細胞間隙）形成冰晶而造成的損害冰晶的形成會使原生質(zhì)膜發(fā)生破裂和使蛋白質(zhì)失活與變性。當溫度不低于-3℃或-4℃時，植物受害主要是由于細胞膜破裂引起的：當溫度下降到-8℃或-10℃時，植物受害則主要是由于生理干燥和水化層的破壞引起的。例如：小繭（jian)峰第四十三頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日動物避免低溫傷害1、耐受凍結(jié)動物對低溫的耐受性（即臨界溫度）隨種而異，少數(shù)動物能夠耐受一定程度的身體凍結(jié)，這是動物避免低溫傷害的一種適應(yīng)方式。例如：搖蚊、潮間帶動物。2、過冷現(xiàn)象動物避免低溫傷害的另一種適應(yīng)方式是存在過冷現(xiàn)象，這種現(xiàn)象最早是在昆蟲中發(fā)現(xiàn)的。第四十四頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日高溫對生物的影響溫度超過生物適宜溫區(qū)的上限后就會對生物產(chǎn)生有害影響，溫度越高對生物的傷害作用越大。高溫可減弱光合作用，增強呼吸作用，使植物的這兩個重要過程失調(diào)。高溫還可破壞植物的水分平衡，加速生長發(fā)育，促使蛋白質(zhì)凝固和導致有害代謝產(chǎn)物在體內(nèi)的積累。水稻開花期間如遇高溫就會使受精過程受到嚴重傷害，因為高溫可傷害雄性器官，使花粉不能在柱頭上發(fā)育，高溫對動物的有害影響主要是破壞酶的活性，使蛋白質(zhì)凝固變性，造成缺氧、排泄功能失調(diào)和神經(jīng)系統(tǒng)麻痹等。第四十五頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日動物對高溫的忍受能力依種類而異哺乳動物一般都不能忍受42℃以上的高溫；鳥類體溫比哺乳動物高，但也不能忍受48℃以上的高溫。多數(shù)昆蟲、蜘蛛和爬行動物能忍受45℃以下的高溫，溫度再高就有可能引起死亡。除了火山口動物外，50℃為臨界溫度。第四十六頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日三、生物對極端溫度的適應(yīng)（一）生物對低溫環(huán)境的適應(yīng)

長期生活在低溫環(huán)境中的生物通過自然選擇，在形態(tài)、生理和行為方面表現(xiàn)出很多明顯的適應(yīng)。在形態(tài)方面，北極和高山植物的芽和葉片常受到油脂類物質(zhì)的保護，芽具鱗片，植物體表面生有蠟粉和密毛，植物矮小并常成匍匐狀、墊狀或蓮座狀等，這種形態(tài)有利于保持較高的溫度，減輕嚴寒的影響。第四十七頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日生活在高緯度地區(qū)的恒溫動物，其身體往往比生活在低緯度地區(qū)的同類個體大，因為個體大的動物，其單位體重散熱量較少，這就是Bergman規(guī)律

另外，恒溫動物身體的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低溫環(huán)境中有變小變短的趨勢，這也是減少散熱的一種形態(tài)適應(yīng)，這一適應(yīng)常被稱為Allen規(guī)律。例如北極狐的外耳明顯短于溫帶的赤狐，赤狐的外耳又明顯短于熱帶的大耳狐。恒溫動物的另一種形態(tài)適應(yīng)是在寒冷地區(qū)和寒冷季節(jié)增加毛和羽毛的數(shù)量和質(zhì)量或增加皮下脂肪的厚度，從而提高身體的隔熱性能。第四十八頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日在生理方面，生活在低溫環(huán)境中的植物常通過減少細胞中的水分和增加細胞中的糖類、脂肪和色素等物質(zhì)來降低植物的冰點，增加抗寒能力動物則靠增加體內(nèi)產(chǎn)熱量來增強御寒能力和保持恒定的體溫，但寒帶動物由于有隔熱性能良好的毛皮，往往能使其在少增加（紅狐和雷鳥）甚至不增加（北極狐）代謝產(chǎn)熱的情況下就能保持恒定的體溫。動物對低溫環(huán)境的適應(yīng)主要表現(xiàn)在熱中性區(qū)寬、下臨界點溫度低和在下臨界點溫度以下的曲線斜率小。例如北極狐和生活在阿拉斯加的紅狐，其熱中性區(qū)都很寬，下臨界點溫度可低到-10℃以下，即使在下臨界點溫度以下代謝率的增加也很緩慢（紅狐）甚至不增加（北極狐）。第四十九頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日生物對高溫環(huán)境的適應(yīng)生物對高溫環(huán)境的適應(yīng)也表現(xiàn)在形態(tài)、生理和行為三個方面。就形態(tài)來說，有些植物生有密絨毛和鱗片，能過濾一部分陽光；有些植物體呈白色、銀白色，葉片革質(zhì)發(fā)亮，能反射一大部分陽光，使植物體免受熱傷害；有些植物葉片垂直排列使葉緣向光或在高溫條件下葉片折疊，減少光的吸收面積；還有些植物的樹干和根莖生有很厚的木栓層，具有絕熱和保護作用第五十頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日植物對高溫的生理適應(yīng)主要是降低細胞含水量，增加糖或鹽的濃度，這有利于減緩代謝速率和增加原生質(zhì)的抗凝結(jié)力其次是靠旺盛的蒸騰作用避免使植物體因過熱受害。還有一些植物具有反射紅外線的能力，夏季反射的紅外線比冬季多，這也是避免使植物體受到高溫傷害的一種適應(yīng)。第五十一頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日在行為方面，動物對高溫環(huán)境的一個重要適應(yīng)就是適當放松恒溫性，使體溫有較大的變幅，這樣在高溫炎熱的時刻身體就能暫時吸收和貯存大量的熱并使體溫升高，而后在環(huán)境條件改善時或躲到陰涼處時再把體內(nèi)的熱量釋放出去，體溫也會隨之下降。例如：沙漠中的嚙齒動物對高溫環(huán)境常常采取行為上的適應(yīng)對策，即夏眠、穴居和白天躲入洞內(nèi)夜晚出來活動。第五十二頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日四、溫度與生物發(fā)育的關(guān)系——有效積溫法則溫度與生物發(fā)育的關(guān)系比較集中地反映在溫度對植物和變溫動物（特別是昆蟲）發(fā)育速率的影響上，即反映在有效積溫法則上。有效積溫法則最初是在研究植物發(fā)育時總結(jié)出來的，其主要含意是植物在生長發(fā)育過程中必須從環(huán)境攝取一定的熱量才能完成某一階段的發(fā)育，而且植物各個發(fā)育階段所需要的總熱量是一個常數(shù)，因此可用公式N·T=K表示，其中N為發(fā)育歷期即生長發(fā)育所需時間，T為發(fā)育期間的平均溫度，K是總積溫（常數(shù)）。第五十三頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日有效積溫法則的實際應(yīng)用可包括以下幾個方面：1．預測生物發(fā)生的世代數(shù)2.預測生物地理分布的北界3.預測害蟲來年發(fā)生程度4.推算生物的年發(fā)生歷5.可根據(jù)有效積溫制定農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃，合理安排作物6.應(yīng)用積溫預報農(nóng)時第五十四頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日有效積溫法則的應(yīng)用也有一定的局限性如發(fā)育起點溫度通常是在恒溫條件下測得的，這與昆蟲在自然變溫條件下的發(fā)育有所出入（變溫下的昆蟲發(fā)育較快）；有效積溫法則是以溫度與發(fā)育速率呈直線關(guān)系為前提，但事實上兩者間是呈S形關(guān)系，即在最適溫的兩側(cè)發(fā)育；除溫度外，生物發(fā)育同時還受其他生態(tài)因子的影響。就小麥來說長日照可加快發(fā)育，短日照則抑制發(fā)育，如果采用積溫和光照時數(shù)的乘積即光溫積來表示小麥的發(fā)育速度，就比單用積溫值穩(wěn)定、可靠；積溫法則不能用于有休眠和滯育生物的世代數(shù)計算。第五十五頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日五、溫度與生物的分布生物不僅需要適應(yīng)一定的溫度幅度，而且還需要有一定的溫度量。極端溫度（高溫和低溫）常常成為限制生物分布的重要因素。例如由于高溫的限制，白樺、云杉在自然條件下不能在華北平原生長，蘋果，梨、桃不能在熱帶地區(qū)栽培；在長江流域和福建，黃山松因高溫限制不能分布在海拔1000～1200米以下的高度；第五十六頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日例如橡膠分布的北界是北緯24°40′，海拔高度的上限是960米（云南盈江）；劍麻分布的北界是北緯26°，海拔高度的上限是900米（云南潞西）；油棕為北緯24°（福建韶安）和海拔600米（西雙版納）；椰子為北緯24°30′（廈門）和海拔640米（海南島）。溫度對恒溫動物分布的直接限制較小，但也常常通過影響其他生態(tài)因子而間接影響其分布。例如通過影響昆蟲的分布而間接影響食蟲蝙蝠和高緯地區(qū)鳥類的分布等。很多鳥類秋冬季節(jié)不能在高緯地區(qū)生活，不是因為溫度太低而是因為食物不足和白晝?nèi)∈硶r間縮短溫度和降水是影響生物在地球表面分布的兩個最重要的生態(tài)因子低溫對生物分布的限制作用更為明顯。對植物和變溫動物來說，決定其水平分布北界和垂直分布上限的主要因素就是低溫，所以這些生物的分布界限有時非常清楚第五十七頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日第六章生物與水第五十八頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日1·水的生態(tài)意義2·水生植物關(guān)系3·植物如何應(yīng)付洪澇4·動物與水的關(guān)系5·水的物理性質(zhì)對水生生物的影響6·水生生物的呼吸第五十九頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日水的生態(tài)意義？(1)水是任何生物體都不可缺少的重要組成成分。生物體的含水量一般為60—80％，有些生物可達90％以上（如水母、蝌蚪等），從這個意義上說，沒有水就沒有生命。(2)水是生物體所有代謝活動的介質(zhì),是生命活動的基礎(chǔ)(3)水為生物創(chuàng)造穩(wěn)定的溫度環(huán)境水的特征:3.98℃時密度最大,結(jié)冰從上至下進行;熱容量很大,吸熱和放熱緩慢。(4)生物起源于水環(huán)境生物進化90％的時間是在海洋中進行的。從水生到陸生的進化。

第六十頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日一株玉米一天大約需消耗2千克左右的水。一生需要200多千克水。第六十一頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日植物與水的關(guān)系(1)水生植物

沉水植物:根退化或消失,金魚藻、狐尾藻等。

浮水植物:無根漂浮植物(鳳眼蓮、浮萍等);浮葉根生植物(睡蓮和眼子菜)

挺水植物:蘆葦、菰、香蒲、等。(2)陸生植物

濕生植物:秋海棠，水稻，毛茛

中生植物:種類最多、分布最廣、數(shù)量最多。

旱生植物:少漿液植物(駱駝刺)和多漿液植物(仙人掌等)。第六十二頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日沉水植物：金魚藻第六十三頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日浮水植物：睡蓮第六十四頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日挺水植物蘆葦?shù)诹屙?，共一百一十八頁?022年，8月28日濕生植物：秋海棠第六十六頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日旱生植物：仙人掌第六十七頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日植物如何應(yīng)對洪澇水淹對植物的危害主要癥狀包括氣門緊閉，黃化，早熟，落葉，萎焉等

（1）水把土壤中的孔隙填滿，導致氣體無法進行交換，此時植物因缺氧而窒息。（2）有些植物在根內(nèi)積累乙烯作為無氧條件的反應(yīng)，土壤被水淹的情況下，濃度升高，同時刺激根外皮中的相鄰細胞最終形成通氣組織，有助于進水跟內(nèi)的氣體交換。（3）排水不良的土壤中生長的槭樹和白松為了應(yīng)付洪澇發(fā)展成水平分布的淺根根系（4）生長在平原上的樹木和生長在低地的硬木對季節(jié)性短時期的洪水泛濫有極強的耐受性（5）經(jīng)常遭遇洪澇的植物對進化有一定適應(yīng)，例如水百合（6）只有少數(shù)的木本植物能夠生長在被水淹的地區(qū)，例如落羽杉，紅樹，柳樹第六十八頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日動物與水的關(guān)系地球上一切生物都起源于大海，動物也包括海洋和河流中的水生動物，它們與水的關(guān)系不言而喻。即使是占領(lǐng)了陸地的動物，也離不開水，因為水是所有動物生存的基本條件。水給動物帶來了營養(yǎng)，所有營養(yǎng)物質(zhì)都是通過水的運輸，通過動物體內(nèi)各種管道（血液、淋巴液）才能夠?qū)⑦@些物質(zhì)帶到細胞的周圍，供它們維持自身的新陳代謝，同時，血液還將氧氣通過紅細胞帶給細胞。沒有水，細胞就會死亡。第六十九頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日

1.海洋動物海洋無脊椎動物的體液大多和海水等滲，因此，一般說來，它們不存在水鹽平衡的問題。海生的變形蟲沒有伸縮泡，淡水變形蟲有伸縮泡，就是因為海生變形蟲是生活在等滲液中，其代謝廢物可從體表排出，不需要伸縮泡來調(diào)節(jié)細胞的含水量。如果海洋的無脊椎動物進入鹽分較低的水域如河口地區(qū)或淡水河流、湖泊中，問題就復雜了。很多海洋無脊椎動物不可能生活在這樣的環(huán)境中，如果進入這種環(huán)境，體液中的鹽分逐漸減少，直至體液和體外液體達到平衡，但其細胞不能適應(yīng)如此大變的液體環(huán)境，會很快死亡。一種蜘蛛蟹就是如此。這樣的例子是不勝枚舉的。第七十頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日2.淡水動物淡水魚來自海洋生活的祖先。它們的體液濃度低于海水，高于淡水，和細胞內(nèi)的滲透壓相同（表），淡水的滲透壓極低,動物血液或體液滲透濃度比較高,水不斷滲入動物體內(nèi),過剩的水必須排出體外,才能保持體內(nèi)水分平衡(排大量的稀尿)。淡水動物還面臨著丟失溶質(zhì)的問題(由于隨尿或由于擴散作用而丟失),丟失的溶質(zhì)彌補有2個途徑:食物中獲取;鰓或上皮組織表面主動把鈉吸收到體內(nèi)。第七十一頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日水生植物與陸生植物有什么相同和不同?

陸生的植物多為木質(zhì)多纖維的，水生的植物水分含量比陸生多出很多，而且根部會多出氣囊，可以在水下進行有氧呼吸，（陸生進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精會毒害植物根部，讓根部腐爛）木本的纖維質(zhì)比較硬和密，可以支撐起大樹等的重量，并且多數(shù)木本的植物是多年生的，而草本的纖維質(zhì)較為韌和柔軟，如禾，麥，玉米，也有像竹子這樣的纖維質(zhì)木質(zhì)化的禾本科植物，不過是少數(shù)，且大多數(shù)草本植物是一年生，或更短的周期。第七十二頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日水的物理性質(zhì)對水生生物的影響物理性質(zhì)：密度，粘滯性，水的浮力等。（1）稠密的水能對水生生物起到支撐作用，為了克服下沉水生動物降低密度來減緩下沉速度，魚類體內(nèi)有魚鰾，鰾內(nèi)充滿氣體，使魚的密度大體等于周圍環(huán)境水的密度。（2）水的高度黏滯性有助于水生生物減緩下沉速度，同時對動物在水中的運動帶來阻力（3）水的浮力>空氣浮力，因此重力因素對生生物大小發(fā)展限制較小。堅硬的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在水生動物主要是起保護作用（如軟體動物的外殼）而不是為了起支撐身體的重量第七十三頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日水生生物的呼吸

幾乎所有的生物在呼吸過程中需要氧氣，氧在水中的溶解性受溫度和含鹽量的影響。水生動物從水中攝取氧氣必須讓水流不斷流經(jīng)呼吸器官，這樣也限制了氧氣供應(yīng)量。陸生動物空氣出入肺的速度很快，對于魚來說水流流經(jīng)鰓的速度要緩慢得多在污濁的沼澤地深海盆地出現(xiàn)缺氧情況，致使有機沉積物難以被微生物分解而形成石油和泥炭層

第七十四頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日第七章生物與土壤第七十五頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日1、土壤的生態(tài)意義2、土壤形成的5個因素3、土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)對生物影響4、土壤的化學性質(zhì)及其對生物的影響5、土壤生物多樣性6、土壤侵蝕和破壞第七十六頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日土壤組成成分圖第七十七頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日土壤的生態(tài)意義

（1）土壤是巖石圈表面的疏松表層，是陸生植物生活的基質(zhì)。它提供了植物生活必需的營養(yǎng)和水分，是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)與能量交換的重要場所。（2）土壤是的一個重要生態(tài)因子，通過控制土壤因素就可影響植物的生長和產(chǎn)量。（3）土壤是所有陸生生態(tài)系統(tǒng)的基地或基礎(chǔ)，土壤中的生物不僅影響著土壤本身，而且也影響土壤上面的生物群落第七十八頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日土壤的形成

土壤是由固體、液體和氣體三類物質(zhì)組成的。固體物質(zhì)包括土壤礦物質(zhì)、有機質(zhì)和微生物等。液體物質(zhì)主要指土壤水分。氣體是存在于土壤孔隙中的空氣。土壤中這三類物質(zhì)構(gòu)成了一個矛盾的統(tǒng)一體。它們互相聯(lián)系，互相制約，為作物提供必需的生活條件，是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)。第七十九頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日土壤形成5個因素：

（1）土壤形成的母質(zhì)因素（2）土壤形成的氣候因素（3）土壤形成的生物因素（4）土壤形成的地形因素（5）土壤形成的時間因素第八十頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日（1）土壤形成的母質(zhì)因素

風化作用使巖石破碎，理化性質(zhì)改變，形成結(jié)構(gòu)疏松的風化殼，其上部可稱為土壤母質(zhì)。土壤中總會保存有母質(zhì)的某些特征。首先，成土母質(zhì)的類型與土壤質(zhì)地關(guān)系密切。不同造巖礦物的抗風化能力差別顯著，其由大到小的順序大致為：石英→白云母→鉀長石→黑云母→鈉長石→角閃石→輝石→鈣長石→橄欖石。其次，土壤的礦物組成和化學組成深受成土母質(zhì)的影響。不同巖石的礦物組成有明顯的差別，使其上發(fā)育的土壤的礦物組成也就不同。發(fā)育在基性巖母質(zhì)上的土壤，含角閃石、輝石、黑云母等深色礦物較多第八十一頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日（2）土壤形成的氣候因素

氣候?qū)τ谕寥佬纬傻挠绊?，表現(xiàn)為直接影響和間接影響兩個方面。直接影響指通過土壤與大氣之間經(jīng)常進行的水分和熱量交換，對土壤水、熱狀況和土壤中物理、化學過程的性質(zhì)與強度的影響。氣候還可以通過影響巖石風化過程以及植被類型等間接地影響土壤的形成和發(fā)育。一個顯著的例子是，從干燥的荒漠地帶或低溫的苔原地帶到高溫多雨的熱帶雨林地帶，隨著溫度、降水、蒸發(fā)以及不同植被生產(chǎn)力的變化，有機殘體歸還逐漸增多，化學與生物風化逐漸增強，風化殼逐漸加厚。第八十二頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日（3）土壤形成的生物因素

生物是土壤有機物質(zhì)的來源和土壤形成過程中最活躍的因素。土壤的本質(zhì)特征——肥力的產(chǎn)生與生物的作用是密切相關(guān)的。巖石表面在適宜的日照和濕度條件下滋生出苔薛類生物，它們依靠雨水中溶解的微量巖石礦物質(zhì)得以生長，同時產(chǎn)生大量分泌物對巖石進行化學、生物風化；隨著苔蘚類的大量繁殖，生物與巖石之間的相互作用日益加強，巖石表面慢慢地形成了土壤；不同植被類型的養(yǎng)分歸還量與歸還形式的差異是導致土壤有機質(zhì)含量高低的根本原因。第八十三頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日（4）土壤形成的地形因素

地形對土壤形成的影響主要是通過引起物質(zhì)、能量的再分配而間接地作用于土壤的。在山區(qū)，由于溫度。降水和濕度隨著地勢升高的垂直變化，形成不同的氣候和植被帶，導致土壤的組成成分和理化性質(zhì)均發(fā)生顯著的垂直地帶分化。

第八十四頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日（5）土壤形成的時間因素

土壤是一個經(jīng)歷著不斷變化的自然實體，并且它的形成過程是相當緩慢的。在酷熱、嚴寒、干旱和洪澇等極端環(huán)境中，以及堅硬巖石上形成的殘積母質(zhì)上，可能需要數(shù)千年的時間才能形成土壤發(fā)生層，例如在沙丘土中，特別是在林下，典型灰壤的發(fā)育需要1000～1500年。但在變化比較緩和的環(huán)境條件中，以及利于成土過程進行的疏松成土母質(zhì)上，土壤剖面的發(fā)育要快得多。土壤發(fā)育時間的長短稱為土壤年齡。從土壤開始形成時起直到目前為止的年數(shù)稱為絕對年齡。第八十五頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日（6）土壤形成的人類因素

人類通過耕耘改變土壤的結(jié)構(gòu)、保水性、通氣性；通過灌溉改變土壤的水分、溫度狀況；通過農(nóng)作物的收獲將本應(yīng)歸還土壤的部分有機質(zhì)剝奪，改變土壤的養(yǎng)分循環(huán)狀況；再通過施用化肥和有機肥補充養(yǎng)分的損失，從而改變土壤的營養(yǎng)元素組成、數(shù)量和微生物活動等。最終將自然土壤改造成為各種耕作土壤。人類活動對土壤的積極影響是培育出一些肥沃、高產(chǎn)的耕作土壤，如水稻土等。

第八十六頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日土壤的質(zhì)地，結(jié)構(gòu)對生物的影響土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)土壤是由固體、液體和氣體組成的三相系統(tǒng)。土壤質(zhì)地可分為砂土、壤土和粘土三大類。土壤結(jié)構(gòu)則是指固相顆粒的排列方式，孔隙的數(shù)量和大小以及團聚體的大小和數(shù)量（1）土壤中的水分土壤水分能直接被植物根系所吸收。水分過少時，植物會受干旱的威脅及缺養(yǎng)；水分過多會使土壤中空氣流通不暢并使營養(yǎng)物質(zhì)流失，從而降低土壤肥力，或使有機質(zhì)分解不完全而產(chǎn)生一些對植物有害的還原物質(zhì)。（2）土壤中的空氣土壤中空氣成分與大氣是不同的，且不如大氣中穩(wěn)定。土壤空氣中的含氧量一般只有10~12%，在土壤板結(jié)或積水、透氣性不良的情況下，可降到10%以下，此時會抑制植物根系的呼吸，從而影響植物的生理功能。（3）土壤溫度，土壤溫度有周期性日變化，季節(jié)性變化，還有空間上的垂直變化。夏季的土壤溫度隨深度增加而下降，冬季的土壤溫度隨深度的增加而升高，白天的土壤溫度隨深度的增加而下降，夜間的土壤溫度隨深度的增加而升高。土壤溫度影響種子萌發(fā)，實生苗生長，和根系生長，呼吸第八十七頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日土壤化學性質(zhì)及其對生物的影響

（1）土壤酸堿度：用PH表示，在微酸條件下土壤養(yǎng)分有效性最好，最有利于植物生長；酸性土壤中容易引起鉀，鈣，鎂，磷等元素的短缺；堿性土壤中容易引起鐵，硼，銅，錳，鋅的短缺

（2）土壤有機質(zhì)：土壤有機質(zhì)包括非腐殖質(zhì)和腐殖質(zhì)。一般來說土壤有機質(zhì)含量越多，土壤動物的種類和數(shù)量也就越多，在富含腐殖質(zhì)的草原黑鈣土中，土壤動物種類數(shù)量豐富，而在有機質(zhì)含量少并呈堿性的荒漠地區(qū)，土壤動物非常貧乏

（3）土壤中的有機元素:大量元素：N.Pi.K.S.Ca.Mg.Fe。微量元素：Mn.Zn.Cu.B.Cl這13種元素對植物正常生長都是必不可少的第八十八頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日土壤生物多樣性：1.原生生物。包括細菌、放線菌、真菌和藻類。2.小型動物區(qū)系。為體長小于100微米的動物，包括原生動物、線蟲、輪蟲和緩步類動物。3.中型動物區(qū)系。大于微型動物區(qū)系，大多數(shù)為線蟲、螨、彈尾蟲、原尾蟲。4.大型動物區(qū)系。最普遍的為蚯蚓、蜙蚣、馬陸、蛞蝓、蝸牛、蠅類幼蟲、甲蟲及其幼蟲等。5.巨動物區(qū)系。有大蚯蚓、鼴鼠、野兔、獾、蛇和蜥蜴等小脊椎動物，食性各異第八十九頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日土壤侵蝕和破壞

土壤侵蝕是指土壤或成土母質(zhì)在外力（水、風）作用下被破壞剝蝕、搬運和沉積的過程。廣泛應(yīng)用的“水土流失”一詞是指在水力作用下，土壤表層及其母質(zhì)被剝蝕、沖刷搬運而流失的過程。土壤侵蝕量中被輸移出特定地段的泥沙量，稱為土壤流失量。類型土壤侵蝕類型的劃分以外力性質(zhì)為依據(jù)，通常分為水力侵蝕、重力侵蝕、凍融侵蝕和風力侵蝕等。其中水力侵蝕是最主要的一種形式，[1]習慣上稱為水土流失。水力侵蝕分為面蝕和溝蝕，重力侵蝕表現(xiàn)為滑坡、崩塌和山剝皮，風力侵蝕分懸移風蝕和推移風蝕。第九十頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日土壤侵蝕第九十一頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日第八章生物與營養(yǎng)物質(zhì)第一節(jié)營養(yǎng)物的類別和功能第二節(jié)微生物與營養(yǎng)物循環(huán)第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)的可利用性第四節(jié)植物質(zhì)量與動物營養(yǎng)第五節(jié)礦物營養(yǎng)與動物的生長和生殖第九十二頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日一、營養(yǎng)物的類別與功能根據(jù)生物對元素的需求，可將營養(yǎng)物分為大量營養(yǎng)物（碳、氧、氫、氮、磷、鈣、鉀、鎂、硫、鈉和氯等）和微量營養(yǎng)物（鐵、銅、鋅、硼、碘、鈷、鉬、錳和硒等）。這些營養(yǎng)物主要是來自大氣和地圈（土壤和地殼）。地質(zhì)學家把巖石劃分為三種類型，即火成巖、沉積巖和變質(zhì)巖。影響巖石風化速度的因素是溫度、降雨和風第九十三頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日二微生物與營養(yǎng)物循環(huán)營養(yǎng)循環(huán)：指的是植物攝取營養(yǎng)物質(zhì)用于合成自己的組織，然后死亡分解后又將營養(yǎng)物釋放出來并再次被植物攝取的過程營養(yǎng)物來源：土壤營養(yǎng)物可被吸收的原因：根內(nèi)營養(yǎng)物的濃度比土壤溶液低，因此植物主動攝入營養(yǎng)物微根的由來：由于有些營養(yǎng)物（如氮和磷）在土壤中的擴散速度很慢，植物為了更快吸收某處土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)而長出大量的微根。這是植物大范圍獲取營養(yǎng)物的一種方法第九十四頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日固定化作用：是微生物分解者直接從土壤中攝取營養(yǎng)物并將其轉(zhuǎn)化為自身生物量的過程礦化作用：是有機化合物經(jīng)微生物分解者分解成無機化合物或礦質(zhì)營養(yǎng)物的過程凈礦作用（營養(yǎng)物可攝取量）=營養(yǎng)物的礦化作用-固定化作用微生物與植物的關(guān)系：既競爭又互惠的關(guān)系第九十五頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日競爭關(guān)系：因為當微生物的營養(yǎng)需求不能從分解有機物中得到滿足時，它們就必須從土壤中攝取已被礦化的營養(yǎng)物。此時，微生物就要和植物搶奪營養(yǎng)物了。這樣，微生物和植物就形成了競爭關(guān)系互惠關(guān)系：微生物幫助植物分解土壤中的有機營養(yǎng)物，以便植物的吸收利用；有些植物可以為某些微生物提供它們生存所需的物（如藍細菌為某些植物提供氮，而只寫植物為藍細菌提供它們生存所需的碳素）質(zhì)。此時，就形成了互惠的關(guān)系第九十六頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日營養(yǎng)循環(huán)圖植物用于生長、發(fā)育、繁殖消耗殘枝敗葉微生物土壤分解后再次被植物吸收第九十七頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日三營養(yǎng)物質(zhì)的可利用性重要性：營養(yǎng)物的可利用性對植物的生存、生長和繁殖都有哦很多的直接影響（以氮為例）決定因素：植物對營養(yǎng)物的攝取取決于營養(yǎng)物的供應(yīng)量和植物的需求量影響土壤中營養(yǎng)物的可得性因素：⑴地理⑵氣候⑶生物植物←→

營養(yǎng)物相互影響第九十八頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日植物對環(huán)境的適應(yīng)低氮環(huán)境：①植物的低生長率②使葉長的長壽在低氮環(huán)境中，植物的特征：莖、枝、葉的營養(yǎng)物質(zhì)含量較少另外：增加根的生產(chǎn)量也是一種對貧瘠環(huán)境的適應(yīng)第九十九頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日四植物質(zhì)量和動物營養(yǎng)·眾所周知，動物（特別是脊椎動物和節(jié)肢動物）需要各種礦物元素大約20種氨基酸，其中有14種是必不可少的。這些重要營養(yǎng)物都是直接或間接從植物獲得。所以，植物的數(shù)量和質(zhì)量直接影響著動物的營養(yǎng)動物營養(yǎng)來源：動物借助于取食消化過程要把植物組織轉(zhuǎn)化為自身組織植食動物分解植物組織方式：少數(shù)：利用能分解纖維素和木質(zhì)素的酶大多數(shù)：借助于腸內(nèi)細菌微生物來分解植物組織第一百頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日質(zhì)量最好的植物食物：含氮量高的植物食物的可得性和季節(jié)性對食物的選擇有很大影響植食動物的食物選擇：食物質(zhì)量、食物嗜好和食物可得性三者之間的相互作用的結(jié)果不同動物的營養(yǎng)需求：反芻動物：比較粗糙和低質(zhì)量的食物就可以滿足了非反芻動物：取食通常含有復雜的高蛋白的食物食肉動物：食物的數(shù)量比食物的質(zhì)量更重要第一百零一頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日五礦物營養(yǎng)與動物的生長和生殖礦物營養(yǎng)的缺乏會影響動物的適合度和豐盛度缺鈉會影響哺乳動物的分布、行為和生理狀態(tài)，尤其是植食性哺乳動物如非洲象在鈉含量最高的水源處數(shù)量較多缺鎂會引起動物腹瀉、神經(jīng)紊亂和肌肉強直第一百零二頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日第九章生物與輻射和火電離輻射●電離輻射和火也是對生物有重要影響的非生物因素?！褫椛涞膩碓从袃深悾菏紫仁亲匀粊碓吹挠钪嫔渚€、地殼中的放射性元素和放射性同位素；其次是人為使用的X射線，建筑材料中加入的放射性同位素、磷肥和電子產(chǎn)品、原子武器的放射性墜塵和核泄漏等。電離輻射主要產(chǎn)物有α，β和γ射線。電離輻射能引起細胞化學平衡的改變，某些改變會引起癌變。電離輻射能引起體內(nèi)細胞中遺傳物質(zhì)DNA的損傷，這種影響甚至可能傳到下一代，導致新生一代畸形，先天白血病等，在大量輻射的照射下，能在幾小時或幾天內(nèi)引起病變，或是導致死亡。第一百零三頁，共一百一十八頁，2022年，8月28日火與電離輻射一樣，火的發(fā)生也有其自然因素（閃電是最主要的）和人為因素?；鸱譃閮煞N：首先是林冠火，林冠火破壞力極強，他可燒毀地面上的整個植物群落，并經(jīng)常連帶其中的動物一起燒毀。林冠火燒過的地方