第6章-生物與環(huán)境

第di第六章章

生物與環(huán)境動(dòng)物生態(tài)(圖)

一、環(huán)境的定義及生物與環(huán)境的關(guān)系二、生物的環(huán)境分區(qū)三、海洋生物的生活方式四、影響生物生存的主要環(huán)境因素五、群落與生態(tài)系六、環(huán)境的古生物學(xué)分析方法一、環(huán)境的定義及生物與環(huán)境的關(guān)系1、與環(huán)境相關(guān)的概念生活環(huán)境指生物周?chē)磺猩锏暮头巧锏囊蛩氐目偤蜕镆蛩兀荷镏g的相互關(guān)系，如寄生、共生食物鏈：一定環(huán)境范圍內(nèi)，各種生物通過(guò)食物而產(chǎn)生的直接或間接聯(lián)系非生物因素：包括物理因素和化學(xué)因素，如溫度、深度、光線、底質(zhì)、氣體、鹽度等一個(gè)簡(jiǎn)單的食物鏈(示意圖)貓和三葉草海洋生物食物循環(huán)(示意圖)2、生物與環(huán)境的關(guān)系以及相關(guān)概念2、生物與環(huán)境的關(guān)系環(huán)境的制約性——環(huán)境從根本上決定生物的分布和生活習(xí)性生物的適應(yīng)性——生物可通過(guò)自身生理機(jī)能的調(diào)整、改變生活方式、主動(dòng)尋找新的生活環(huán)境等方法來(lái)適應(yīng)環(huán)境的變化。因而生物獲得適應(yīng)環(huán)境的能力和潛力，而且還能改造環(huán)境兩者關(guān)系；相互作用、相互制約、密切相關(guān)，如植物、土壤、水分、氣體廣棲生物：能在較寬限度范圍內(nèi)生活的生物狹棲生物：只能在小范圍內(nèi)生活的生物，如造礁珊瑚3、研究生物與環(huán)境關(guān)系的意義了解生物的進(jìn)化規(guī)律與地史時(shí)期地球環(huán)境變遷具有重要價(jià)值。正確處理好經(jīng)濟(jì)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)的關(guān)系（以古示今），維護(hù)整個(gè)地球的自然生態(tài)環(huán)境平衡，保證人類(lèi)社會(huì)快速持續(xù)地向前發(fā)展

一、環(huán)境的定義及生物與環(huán)境的關(guān)系二、生物的環(huán)境分區(qū)三、海洋生物的生活方式四、影響生物生存的主要環(huán)境因素五、群落與生態(tài)系六、環(huán)境的古生物學(xué)分析方法二、生物的環(huán)境分區(qū)按海陸分布的地理分區(qū)陸地、海洋按海拔高度及海水深度的地理分區(qū)高山區(qū)、平原區(qū)濱海區(qū)、淺海區(qū)、半深海區(qū)、深海區(qū)按緯度劃分的地理區(qū)極地區(qū)、寒帶區(qū)、溫帶區(qū)、亞熱帶區(qū)、熱帶區(qū)世界陸地動(dòng)物地理分區(qū)現(xiàn)代植物地理區(qū)系二、生物的環(huán)境分區(qū)1、大陸生物環(huán)境分區(qū)陸地環(huán)境生物區(qū)河流環(huán)境生物區(qū)沼澤環(huán)境生物區(qū)湖泊環(huán)境生物區(qū)緯度、溫度和濕度及水體性質(zhì)對(duì)大陸環(huán)境分區(qū)最重要

（1）陸地環(huán)境生物區(qū)包括山嶺、丘陵、平原、內(nèi)陸盆地等，主體為受剝蝕區(qū)常見(jiàn)化石為植物、孢子花粉、哺乳動(dòng)物骨骼、腹足動(dòng)物等（2）河流環(huán)境生物區(qū)包括各個(gè)水系的主干及支流河床、河岸和河口三角洲等化石主要產(chǎn)于山麓附近的水流沉積及河道形成的河床和沙灘沉積物中常見(jiàn)化石主要為硅藻、輪藻、孢粉、介形蟲(chóng)、軟體動(dòng)物、魚(yú)類(lèi)和哺乳動(dòng)物等（3）沼澤環(huán)境生物區(qū)是陸地上的低洼潮濕地段植物叢生，常有泥炭堆積沼澤沉積一般以黑色泥巖為主，夾煤層，含大量植物化石（4）湖泊環(huán)境生物區(qū)包括含鹽度不同的咸化湖泊和淡水湖泊各類(lèi)化石比較豐富，主要有植物、孢粉、種子、鈣藻、昆蟲(chóng)、魚(yú)類(lèi)、陸相介形蟲(chóng)、葉肢介和脊椎動(dòng)物等二、生物的環(huán)境分區(qū)2、海洋生物分區(qū)濱海生物區(qū)淺海生物區(qū)半深海生物區(qū)深海生物區(qū)遠(yuǎn)洋生物區(qū)主要根據(jù)海水的深度和海底地形來(lái)劃分海洋生物深度分帶

1）濱海生物區(qū)littoral范圍：位于海岸附近的高、低潮線之間，即潮汐地帶或潮間帶地形特點(diǎn)：地形復(fù)雜，海灣、瀉湖、河口、三角洲、島嶼等環(huán)境特點(diǎn)：波浪和潮汐作用強(qiáng)烈，海水含氧充足、光照強(qiáng)，但含鹽度、溫度、光線、水流等因素晝夜變化很大生物特點(diǎn)：生物總體貧乏，除一些與海底有關(guān)的植物外，動(dòng)物一般具有堅(jiān)硬的外骨骼，固著生長(zhǎng)在巖石上(如牡蠣、藤壺）、潛穴生活或在硬底上鉆孔生活濱海生物區(qū)littoral（圖解）生物總體貧乏，除一些與海底有關(guān)的植物外，動(dòng)物一般具有堅(jiān)硬的外骨骼，固著生長(zhǎng)在巖石上、潛穴生活或在硬底上鉆孔生活（2）淺海生物區(qū)shallowsea范圍：從潮汐地帶向下直到陸棚與大陸斜坡之界處(低潮線-200m)地形特點(diǎn)：海底地形較平緩環(huán)境特點(diǎn)：含鹽度變化不大；溫度只受季節(jié)的影響；含氧充足，波浪及潮汐作用使其有良好的通氣性；上部水動(dòng)力條件較強(qiáng)；光線可以透入海底：0-80m為強(qiáng)光帶，80-200m為弱光帶生物特點(diǎn)：生物種類(lèi)多，分異度高，90%以上的海洋生物生活在此區(qū)；海底是底棲生物生活的主要場(chǎng)所，且多為狹鹽分生物；中部生活著游泳生物；上部生活著浮游生物淺海生物區(qū)shallowsea（圖解）生物種類(lèi)多，分異度高，90%以上的海洋生物生活在此區(qū)；海底是底棲生物生活的主要場(chǎng)所，且多為狹鹽分生物；中部生活著游泳生物；上部生活著浮游生物（3）半深海生物區(qū)bathyal范圍：200-1000m，為陸棚外緣和大陸斜坡上部地區(qū)地形特點(diǎn)：平均坡度4o17′（現(xiàn)代）環(huán)境特點(diǎn)：海水平靜；溫度、鹽度比較穩(wěn)定；含氧量稍低；為無(wú)光帶生物特點(diǎn)：一般沒(méi)有藻類(lèi)生長(zhǎng)，生物種類(lèi)稀少，底棲生物以食腐類(lèi)生物為主半深海生物區(qū)bathyal（圖解）一般沒(méi)有藻類(lèi)生長(zhǎng)，生物種類(lèi)稀少，底棲生物以食腐類(lèi)生物為主（4）深海生物區(qū)abyssal范圍：深度大于1000m的大陸斜坡下部至深海底部的廣大深海盆區(qū)地形特點(diǎn)：海底平坦、或?yàn)樯詈虾秃５咨郊顾纸猸h(huán)境特點(diǎn)：黑暗、寒冷（一般在2-10度）、水壓力大生物特點(diǎn)：生物稀少，主要為一些特化無(wú)眼的魚(yú)類(lèi)和甲殼類(lèi)；生物骨骼多為硅質(zhì)，食泥或食腐深海生物區(qū)abyssal（圖解）生物稀少，主要為一些特化無(wú)眼的魚(yú)類(lèi)和甲殼類(lèi)；生物骨骼多為硅質(zhì)，食泥或食腐（5）遠(yuǎn)洋生物區(qū)plagic范圍：指遠(yuǎn)離海岸的半深海和深海區(qū)上層水域環(huán)境特點(diǎn)：上部為透光帶、下部為無(wú)光帶生物特點(diǎn)：為遠(yuǎn)洋浮游生物和游泳生物的主要生活場(chǎng)所。浮游生物是海洋生物的主要食源，它們死亡后殼體沉入海底常形成硅藻、放射蟲(chóng)、或有孔蟲(chóng)軟泥遠(yuǎn)洋生物區(qū)plagic（圖解）為遠(yuǎn)洋浮游生物和游泳生物的主要生活場(chǎng)所。浮游生物是海洋生物的主要食源，它們死亡后殼體沉入海底常形成硅藻、放射蟲(chóng)、或有孔蟲(chóng)軟泥

一、環(huán)境的定義及生物與環(huán)境的關(guān)系二、生物的環(huán)境分區(qū)三、海洋生物的生活方式四、影響生物生存的主要環(huán)境因素五、群落與生態(tài)系六、環(huán)境的古生物學(xué)分析方法三、海洋生物的生活方式1、生活方式modeoflife的相關(guān)概念即生物為適應(yīng)生存條件而具有的習(xí)性和行為包括攝食方式、居住類(lèi)型和運(yùn)動(dòng)方式等趨同convergence：不同門(mén)類(lèi)的生物，因?yàn)檫m應(yīng)相似的環(huán)境具有相同的生活方式，導(dǎo)致生物體形態(tài)和結(jié)構(gòu)上的相似性趨同進(jìn)化趨異趨異divergence：在系統(tǒng)演化上相近的生物，由于適應(yīng)不同的環(huán)境而具有極不相同的生活方式，導(dǎo)致生物體形態(tài)和結(jié)構(gòu)上的分異2、海洋生物的分類(lèi)根據(jù)海洋生物的攝食方式和食物類(lèi)型分為：食草動(dòng)物、食肉動(dòng)物、食腐動(dòng)物、濾食動(dòng)物、食泥動(dòng)物、寄生生物、雜食動(dòng)物根據(jù)海洋生物的居住地段和運(yùn)動(dòng)方式分為：游泳生物、浮游生物、假浮游生物、底棲生物海洋生物的生活方式（圖解）3、海洋生物分類(lèi)的相關(guān)概念游泳生物nekton：具游泳器官、能主動(dòng)游泳的生物特征：身體常呈流線型，兩側(cè)對(duì)稱(chēng)，運(yùn)動(dòng)、捕食和感覺(jué)器官較發(fā)達(dá)主要類(lèi)型：多為進(jìn)化較高級(jí)的食肉動(dòng)物，如無(wú)脊動(dòng)物中的頭足類(lèi)和脊椎動(dòng)物中的大多數(shù)魚(yú)類(lèi)浮游生物plankton：沒(méi)有真正的游泳器官，常隨波逐流、被動(dòng)地漂浮在水中

特征：身體一般呈輻射對(duì)稱(chēng)的圓形或球形，個(gè)體微小，骨骼不發(fā)育或質(zhì)輕多孔，殼常多刺以增大表面積主要類(lèi)型：?jiǎn)渭?xì)胞微小的動(dòng)物和植物以及其他一些生物的幼蟲(chóng)（如硅藻、放射蟲(chóng)、抱球蟲(chóng)，海綿、腔腸、軟體動(dòng)物等的幼蟲(chóng)）假浮游生物pseudoplankton：沒(méi)有真正的游泳器官，往往附著在水草、樹(shù)干或其它游泳生物的身上，被動(dòng)地在水中漂浮特征：多起源于底棲生物，特別是底棲固著生活的生物，因此兼具有底棲和浮游生物的一些身體結(jié)構(gòu)特征主要類(lèi)型：如某些海百合、部分筆石、少數(shù)雙殼類(lèi)和腕足類(lèi)等底棲生物benthos：指生活在水層底部，經(jīng)常離不開(kāi)基底的生物包括表生生物和內(nèi)生生物表生生物epibenthos:生活在基底表面以上的底棲生物。包括底棲活動(dòng)型生物和底棲固著生物內(nèi)生生物endobenthos:生活在基底表面以下的生物。包括潛穴生活的生物和鉆孔生活的生物底棲生物benthos：按生活方式可進(jìn)一步劃分為6種類(lèi)型：海底固著生活躺臥海底生活潛穴生活鉆孔生活海底爬行生活近底游泳生活

一、環(huán)境的定義及生物與環(huán)境的關(guān)系二、生物的環(huán)境分區(qū)三、海洋生物的生活方式四、影響生物生存的主要環(huán)境因素五、群落與生態(tài)系六、環(huán)境的古生物學(xué)分析方法四、影響生物生存的主要環(huán)境因素

1、非生物因素1、溫度temperatureincludingclimate來(lái)源：光照、地?zé)?、海底火山噴發(fā)和熔巖作用影響溫度的主要因素：緯度：與光照強(qiáng)度和光線入射角有關(guān)季節(jié)

水深：一般表層水溫變化較大，底層水體的溫度較穩(wěn)定。海水中僅在250-300m以上的水層才有季節(jié)性溫度變化，其下水層溫度終年無(wú)大變化。洋流：由于洋流作用，可造成局部地區(qū)增溫或降溫。海拔：一般隨海拔的增高而降低。

非生物因素（1）溫度temperatureincludingclimate溫度對(duì)生物影響的機(jī)制:溫度主要是通過(guò)影響生物的生存和繁殖來(lái)控制生物的分布，因?yàn)樯锏姆敝承枰幸欢ǖ臏囟茸鞅Ｕ蠝囟葘?duì)生物影響的主要表現(xiàn)和結(jié)果:溫度控制著生物的緯向分布，從兩極到赤道，生物種類(lèi)逐漸增多，動(dòng)植物的豐度和分異度均逐漸增高

溫度造成生物的分區(qū)現(xiàn)象，如熱帶生物區(qū)系和寒帶生物區(qū)系廣溫生物eurythermal，狹溫生物stenothermal

非生物因素（2）水深waterdepth

水深影響生物的主要表現(xiàn)和結(jié)果：現(xiàn)代藻類(lèi)在15-50m最為豐富，分布下限一般200m由于光線中不同波長(zhǎng)的光其穿透海水的能力不同，造成不同類(lèi)型的藻類(lèi)在分布深度上的差異。淺海近岸處多生長(zhǎng)藍(lán)綠藻，在其下20-30m以褐藻最多，而紅藻可分布在水深30-200m左右水深控制著植物的垂直分布，因此勢(shì)必影響其他以植物為食的草食性動(dòng)物的分布，并最終影響到肉食性動(dòng)物的分布

非生物因素（3）光線light

與光線有關(guān)的因素：水深、水體的清澈度水體中光照強(qiáng)度及生物的分帶性強(qiáng)光帶：0-80m，水底植物、浮游植物及各類(lèi)動(dòng)物都很豐富弱光帶：80-200m，浮游植物大為減少，但紅藻和硅藻較發(fā)育無(wú)光帶：>200m，植物絕跡，動(dòng)物稀少而特殊（4）鹽度salinity鹽度的變化：淡水0-0.5‰，半咸水0.5-30‰，正常海水30-40‰，超咸水40-80‰，鹵水>80‰生物對(duì)鹽度的適應(yīng)性：正常鹽度海水中生物種類(lèi)多樣，但當(dāng)海水的鹽度升高或降低時(shí)，便出現(xiàn)海水的咸化或淡化，這都會(huì)引起生物在種類(lèi)和數(shù)量上的變更，常表現(xiàn)為生物種類(lèi)貧乏窄鹽性生物stenohalina：只能適應(yīng)正常鹽度海水生活的生物（造礁珊瑚、頭足類(lèi)、棘皮動(dòng)物、部分腕足類(lèi)）廣鹽性生物euryhalina：能夠適應(yīng)鹽度變化范圍較廣的生物（雙殼類(lèi)、腹足類(lèi)、苔蘚動(dòng)物、介形蟲(chóng)等）（5）底質(zhì)substrate定義：底棲生物居住和生活所依附的基底環(huán)境物質(zhì)硬底質(zhì)：如巖石、各種貝殼和其它堅(jiān)硬的物體軟底質(zhì)：為含有各種砂礫、細(xì)砂和淤泥的沉積物不同底質(zhì)中具有不同的動(dòng)植物群：沿岸巖石及貝殼上附著有許多藻類(lèi)及各種具有固著能力的無(wú)脊椎動(dòng)物在潮間帶各種硬底質(zhì)中還可見(jiàn)鉆孔生物在砂質(zhì)軟底中則以潛穴為主泥質(zhì)軟底中常有豐富的軟體動(dòng)物和節(jié)肢動(dòng)物甲殼類(lèi)（6）其他因素含氧量—含氧量少，有害氣體多（氨、硫化氫、甲烷）對(duì)生物生長(zhǎng)極為不利，如黑海水體流動(dòng)性—流動(dòng)性大，不利于生物生長(zhǎng)發(fā)育海拔—隨著海拔升高，氣候由溫濕→干冷，植物由闊葉類(lèi)→針葉和細(xì)葉類(lèi)；且植物數(shù)量減少。如現(xiàn)代青藏高原上缺乏高大的喬木，主要為一些草本植物和細(xì)葉的紅柳灌木叢2、生物因素

相關(guān)概念共生關(guān)系symbiosis：共同生活，互不損害對(duì)方

共棲commendsalism：一方獲益，另一方無(wú)礙（麻雀與紅腳隼-巢寄生）

互惠mutualism：雙方獲益（造礁珊瑚與蟲(chóng)黃藻、?？c寄居蟹）競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系competition：雙方受傷，相互制約

對(duì)抗關(guān)系antagonism：一方受傷害嚴(yán)重（羊與草地）

抗生antibosis：一方受害，另一方不獲益侵占exploitation：一方受害，另一方獲益，如捕食、寄生（寄生蟲(chóng)、狼與羊）

一、環(huán)境的定義及生物與環(huán)境的關(guān)系二、生物的環(huán)境分區(qū)三、海洋生物的生活方式四、影響生物生存的主要環(huán)境因素五、群落與生態(tài)系六、環(huán)境的古生物學(xué)分析方法五、群落與生態(tài)系1、群落community的相關(guān)概念群落

共同生活在一定地區(qū)（小生境）的生物自然組合，這些生物在生活期間，在某些方面（如食物鏈、保護(hù)作用、居住條件等）相互依賴(lài)、相互作用。也即群落是指生活在一定的生態(tài)領(lǐng)域內(nèi)的所有物種的總和群落有4個(gè)基本特征：生活于同一環(huán)境中，具有一定的時(shí)空范圍群落間的生物彼此間相互依賴(lài)、相互作用每個(gè)群落有其特征性的生物（特征種）具有特征性的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)（食物鏈）居群，特征種，優(yōu)勢(shì)種群落由居群組成居群population：某一特定時(shí)間內(nèi)，由占據(jù)某一特定空間的一群同種個(gè)體組成的群集。因此，居群是種內(nèi)某些個(gè)體的集合。群落是由一個(gè)或多個(gè)居群組成特征種characteristicspecies：即某一群落所特有的種，該種在其它群落中缺失或少見(jiàn)，可以用來(lái)作為該群落標(biāo)志

優(yōu)勢(shì)種dominantspecies：指群落中個(gè)體數(shù)量最多的種，即競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)，最適合于該環(huán)境的種。它可是該群落的特征種，也可以不是化石群落化石群落fossilcommunity

在時(shí)間觀念上，化石群落稍不同于現(xiàn)生群落主要強(qiáng)調(diào)的是共同生活在同一生境的生物組合，并不是在同一個(gè)產(chǎn)地采集的化石組合都是化石群落。一個(gè)化石群落是指那些經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析研究（定量、定性）、在許多地區(qū)重復(fù)出現(xiàn)而其中物種成分很少變異的一種組合2、生態(tài)系的相關(guān)概念生態(tài)系ecosystem：由群落及其所生存的環(huán)境共同組成一個(gè)統(tǒng)一的整體，該綜合體即為生態(tài)系生物群落與環(huán)境之間由于不斷地進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流轉(zhuǎn)，而形成的有機(jī)界和無(wú)機(jī)界相統(tǒng)一的整體生態(tài)系的內(nèi)部必須具有以下四種基本的組成部分：非生物環(huán)境environments：維持生物生活的各種無(wú)機(jī)條件，包括無(wú)機(jī)物、水、氣體、日光等生產(chǎn)者producer：自養(yǎng)型生物，主要指綠色植物消費(fèi)者consumer：異養(yǎng)型生物，包括各類(lèi)動(dòng)物和某些腐生和寄生菌類(lèi)分解者decomposer（或還原者）：異養(yǎng)型微生物，如真菌類(lèi)一、環(huán)境的定義及生物與環(huán)境的關(guān)系二、生物的環(huán)境分區(qū)三、海洋生物的生活方式四、影響生物生存的主要環(huán)境因素五、群落與生態(tài)系六、環(huán)境的古生物學(xué)分析方法

六、環(huán)境的古生物學(xué)分析方法指相化石分析方法形態(tài)功能分析方法實(shí)證古生物學(xué)方法群落古生態(tài)學(xué)分析方法群落古生態(tài)分析法

群落古生態(tài)分析法的原理群落古生態(tài)分析法的研究?jī)?nèi)容和步驟確定原地埋藏和異地埋藏的主要標(biāo)志群落古生態(tài)分析法主要根據(jù)群落的生態(tài)組合類(lèi)型來(lái)分析古環(huán)境，并根據(jù)不同生態(tài)類(lèi)型的群落在縱向上的演替來(lái)分析推斷古環(huán)境的演變（1）群落古生態(tài)分析法的原理通過(guò)對(duì)群落的