第一部分有機體與環(huán)境生物與環(huán)境

第一部分有機體與環(huán)境生物與環(huán)境第1頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一第一部分有機體與環(huán)境第2頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一1.生物與環(huán)境1.1生態(tài)因子1.2生物與環(huán)境的相互作用1.3最小因子、限制因子與耐受限度第3頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一1.1生態(tài)因子(EcologicalFactor)環(huán)境(Environment)★概念：某一特定生物體或生物群體周圍一切因素的總和，包括空間及直接或間接影響該生物體或生物群體生存的各種因素。如：會澤黑頸鶴；昆明翠湖紅嘴鷗等周圍環(huán)境大環(huán)境與小環(huán)境第4頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一大環(huán)境與小環(huán)境大環(huán)境(marcroenvironment)：地區(qū)環(huán)境、地球環(huán)境、宇宙環(huán)境；如云貴高原環(huán)境，南極環(huán)境，非洲環(huán)境，西雙版納環(huán)境等。小環(huán)境(microenvironment)：直接影響生物生命活動的鄰接環(huán)境。如洞穴環(huán)境，池塘環(huán)境等。環(huán)境中的氣候大氣候：大環(huán)境(地區(qū)以上范圍)的氣候條件，離地面1.5m以上；小氣候：小環(huán)境的氣候條件，近地面大氣層1.5m以內(nèi)。第5頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一大氣候-全球氣候變暖第6頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一蜂鳥巢小氣候黎明前時的溫度，巢上方的樹枝減少了孵卵雌鳥的熱量損失（Calder,1973）小氣候第7頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一生態(tài)因子的相關(guān)概念生態(tài)因子(ecologicalfactor)：是指環(huán)境要素中對生物起作用的因子，如光照、溫度、水分、氧氣、食物等。生存條件：生態(tài)因子中生物生存不能缺少的環(huán)境要素。生態(tài)環(huán)境：一定區(qū)域所有生態(tài)因子的總和。生境(habitat)：特定生物體或群體的棲息地的生態(tài)環(huán)境。

第8頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一生態(tài)因子的分類按性質(zhì)分類：氣候因子：如溫度、水分、光照、風(fēng)、氣壓和雷電等土壤因子：如土壤結(jié)構(gòu)、土壤成分的理化性質(zhì)及土壤生物等地形因子：如陸地、海洋、海拔高度、山脈的走向與坡度等生物因子：包括動物、植物和微生物之間的各種相互作用人為因子：人類的活動對自然的破壞及對環(huán)境的污染作用按有無生命特征：

生物因子和非生物因子第9頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一按其對生物種群數(shù)量變動的作用：密度制約因子：食物、天敵等非密度制約因子：溫度、降水等按其穩(wěn)定性及其作用特點：穩(wěn)定因子：終年恒定的因子，決定生物的分布。如地心引力、地磁等變動因子：周期性或非周期性變化的因子，影響生物分布或數(shù)量周期性變動因子：如四季變化和潮汐非周期性變動因子：如風(fēng)、降雨、捕食等生態(tài)因子的分類第10頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一密度制約因子和非密度制約因子密度制約因子(density-dependentfactor)環(huán)境因子中，對生物作用的強度隨生物的密度而變化的因子類型有正負兩類，在密度增加的狀態(tài)下，正者作用導(dǎo)致生物的密度進一步增長；負者導(dǎo)致密度的反饋性降低，有調(diào)節(jié)種群密度的作用。一般生物因子常為密度制約因子。非密度制約因子(density-independentfactor)：環(huán)境因子中，對生物作用的強度與生物密度變化無關(guān)的因子第11頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一種群死亡率變化種群密度梯度密度制約非密度制約逆密度制約導(dǎo)致種群死亡率變化的環(huán)境因子作用于種群的強度，隨種群密度梯度變化而改變密度制約因子與非密度制約性因子比較第12頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一種群出生率變化種群密度梯度密度制約非密度制約逆密度制約導(dǎo)致種群出生率變化的環(huán)境因子作用于種群的強度隨種群密度梯度變化而改變；具有調(diào)節(jié)種群密度作用密度制約因子與非密度制約性因子比較第13頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一生態(tài)因子的作用特征綜合作用：環(huán)境中的生態(tài)因子總是與其他因子相互聯(lián)系、相互影響、相互制約的。如：動物生存繁衍，樹木生長等。主導(dǎo)因子作用：生態(tài)因子對生物的作用是非等價的，某一因子改變會引起其他生態(tài)因子的改變，使生物的生長發(fā)育發(fā)生變化主導(dǎo)因子：對生物起作用的眾多因子中，其中一個是起決定性作用的，其改變會引起其他生態(tài)因子改變，使生物的生長發(fā)育發(fā)生變化的因子。如光周期階段的日照程度，植物春化階段的低溫因子。第14頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一空氣污染(二氧化硫等）-谷物產(chǎn)量的主導(dǎo)因子第15頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一階段性作用：在不同發(fā)育階段，生物需要不同的生態(tài)因子或生態(tài)因子的不同強度。不可替代性和補償性作用：某個生態(tài)因子的缺少，不能由另外一個因子來替代；但在一定條件下，某一因子數(shù)量的不足，可依靠相近生態(tài)因子的加強得到補償。如光合作用直接作用和間接作用：生態(tài)因子對生物的行為、生長、繁殖和分布的作用可以是直接的，也可以是間接的，有時還要經(jīng)過幾個中間因子直接因子：直接對生物發(fā)生影響的生態(tài)因子，如光照間接因子：通過影響直接因子而對生物發(fā)生影響生態(tài)因子，如山脈坡向生態(tài)因子的作用特征第16頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一1.2生物與環(huán)境的相互作用環(huán)境對生物的作用環(huán)境對生物的作用生物對環(huán)境的適應(yīng)生物對環(huán)境的反作用生物對環(huán)境因子的改變生物與生物之間的相互作用第17頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一環(huán)境對生物的作用對生物生存的影響：如南極洲對生物生長發(fā)育的影響：如小麥產(chǎn)量對形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響：如貝格曼規(guī)律對生物遺傳、繁殖的影響：如蘆花雞產(chǎn)蛋，魚類繁殖對生物分布和種群數(shù)量的影響：如云南生物多樣性對生物的種內(nèi)和種間關(guān)系的影響：如食物豐富度第18頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一生物對環(huán)境的適應(yīng)形態(tài)的適應(yīng)：如仙人掌生理的適應(yīng)：如駱駝行為的適應(yīng)：如沙鼠第19頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一胡椒蛾黑化胡椒蛾個體胡椒蛾黑化第20頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一1008060300200100Wintersmoke,ug/m3Percentfrequencyofmelanicpepperedmoths196019701980煙塵實測值煙塵變化趨勢黑化蛾變化趨勢隨污染條件的改善，黑化蛾在群體中的頻率逐漸下降第21頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一夜間降低代謝率有花蜜供給，沒有休眠，要消耗大量能量食物與代謝第22頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一低氧與能量代謝第23頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一生物對環(huán)境因子的改變森林吸收太陽輻射、降低風(fēng)速、保持水分、防治土壤凍結(jié)土壤微生物和土壤動物改變土壤的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)過度放牧導(dǎo)致草場退化人類活動導(dǎo)致全球環(huán)境變化第24頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一生物與生物之間的相互作用物種間的相互作用＋得利；—表示受損；0無明顯影響相互作用類型互利共生偏利作用捕食/牧食/寄生種間競爭偏害作用中性作用A＋＋＋——０B＋０——００第25頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一物種間的協(xié)同進化一個物種在進化上的變化同時改變了與該物種相關(guān)的其它物種所承受的選擇壓力，導(dǎo)致相關(guān)物種的改變，反過來又對該物種的變化施以影響的過程。二個或更多的相互作用的物種，其各自的進化是相互影響的，從而形成了一個相互作用的進化系統(tǒng)，這一機制稱為協(xié)同進化。第26頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一1.3最小因子、限制因子與耐受限度利比希最小因子定律限制因子耐受限度和生態(tài)幅耐受性定律生態(tài)幅耐受限度的調(diào)整第27頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一利比希最小因子定律

Liebig’sLawofminimum

-植物的生長取決于那些處于最少量狀態(tài)的營養(yǎng)元素

基本內(nèi)容低于某種生物需要的最小量的任何特定因子，是決定該種生物生存和分布的根本因素。應(yīng)用注意穩(wěn)定狀態(tài)生態(tài)因子間的替代作用第28頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一限制因子定律和限制因子限制因子定律(lawoflimitingfactors)

生態(tài)因子處于低于生物正常生長所需的最小量和高于生物正常生長所需的最大量時，都對生物具有限制性影響B(tài)lackman，1905，基于利比希最小因子定律后提出限制因子(limitingfactor)限制因子是對生物的生存、生長、繁殖或擴散等起限制作用的因子當(dāng)生態(tài)因子接近或超過生物的耐受性極限而影響其生存、生長、繁殖或擴散時，這個因子稱為該生物限制因子第29頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一南北較高緯度地區(qū)的低溫是影響非洲蜂進一步向高緯度范圍擴散的限制因子。高緯度地區(qū)低溫對生物分布的限制第30頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一耐受性定律(lawoftolerance)任何一個生態(tài)因子在數(shù)量或質(zhì)量上的不足或過多(當(dāng)其接近或達到某種生物的耐受限度)時會使該種生物衰退或不能生存Shelford，1913,Americanecologist

耐受性定律的發(fā)展生物對不同生態(tài)因子的耐受范圍不同，不同年齡、季節(jié)、棲息地等同種生物對生態(tài)因子的耐受性也不同對很多生態(tài)因子耐受范圍都很寬的生物，其分布區(qū)一般很廣生物個體發(fā)育的不同階段，對生態(tài)因子的耐受限度不同不同的生物種，對同一生態(tài)因子的耐受性不同某一生態(tài)因子處于非最適狀態(tài)下時，生物對其他生態(tài)因子的耐受限度也下降第31頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一最適范圍亞適范圍亞適范圍不適范圍不適范圍不能生存因子梯度漸增生命活動或數(shù)量生物對環(huán)境因子的耐受曲線Shelford耐受性定律第32頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一最適范圍不適范圍不能生存因子梯度漸增生命活動強度或數(shù)量生物對環(huán)境因子耐受曲線的實際表現(xiàn)亞適范圍亞適范圍不適范圍Shelford耐受性定律第33頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一生態(tài)幅

ecologicalamplitude,

或生態(tài)價ecologicalvalence每一種生物對每一種生態(tài)因子都有一個耐受范圍，即有一個生態(tài)上的最低點和最高點。在最低點和最高點(或稱耐受性的上限和下限)之間的范圍，稱為生態(tài)幅，或生態(tài)價生態(tài)幅由生物的遺傳特性決定如：美國的藍蟹第34頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一第35頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一生態(tài)幅的寬度廣溫性(eurythermal) 狹溫性(stenothermal)廣水性(euryhydric) 狹水性(stenohydric)廣鹽性(euryhaline) 狹鹽性(stenohaline)廣食性(euryphagic) 狹食性(stenophagic)廣光性(euryphotic) 狹光性(stenophotic)廣棲性(euryecious) 狹棲性(stenoecious)廣土性(euryedapic) 狹土性(stenoedapic)生態(tài)幅往往受到適應(yīng)范圍較狹窄的生態(tài)因子的限制；物種的生態(tài)幅往往取決于它臨界期的耐受限度生物的生態(tài)幅對其分布具有重要影響第36頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一第37頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一第38頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一廣生態(tài)幅度狹生態(tài)幅度生命活動或數(shù)量環(huán)境因子變化梯度生態(tài)幅度的寬狹比較第39頁，共43頁，2023年，2月20日，星期一廣溫性生物狹溫喜熱生物生命活動或數(shù)量溫