環(huán)境生態(tài)學第二章生物與環(huán)境

環(huán)境生態(tài)學第二章生物與環(huán)境第1頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第二章生物與環(huán)境(6學時)環(huán)境及分類生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理生物與主要生態(tài)因子的相互關(guān)系生態(tài)因子作用的一般規(guī)律重點：主要環(huán)境因子的生態(tài)作用和規(guī)律難點：生態(tài)學的基本理論第2頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2008年6月5日聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署確定世界環(huán)境日的主題為“轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念，推行低碳經(jīng)濟”（Kickthehabit！Towardsalowcarboneconomy）。2008年世界環(huán)境日中國主題為“綠色奧運與環(huán)境友好型社會”，標識為地球和奧運五環(huán)。2023/8/29第3頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)環(huán)境及環(huán)境因子一、環(huán)境環(huán)境定義環(huán)境因子環(huán)境可分為自然環(huán)境和人工環(huán)境兩大類。第4頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）自然環(huán)境概述1.大氣圈概述第5頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第6頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月大氣的垂直分層，圖2-2第7頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月大氣的生態(tài)作用:氧對生物的作用二氧化碳對生物的作用風對生物的作用第8頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第9頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.水圈

水是植物所需營養(yǎng)物質(zhì)的載體，水中溶解了各種化學物質(zhì)、溶鹽、礦質(zhì)營養(yǎng)和有機營養(yǎng)物質(zhì)等，為植物生長提供豐富的營養(yǎng)物質(zhì)。第10頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月3.巖石圈4.土壤圈第11頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月土壤的地域分布第12頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月5.生物圈概述第13頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月

(二)環(huán)境范圍根據(jù)范圍大小劃分五大類：生物圈、區(qū)域環(huán)境、生境、小環(huán)境、內(nèi)環(huán)境。1.生物圈2.區(qū)域環(huán)境3.生境4.小環(huán)境和內(nèi)環(huán)境第14頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月(三)人工環(huán)境(四）污染的環(huán)境污染環(huán)境特征：（1）有毒污染物通過環(huán)境介質(zhì)進入機體產(chǎn)生急性或慢性、短期或長期的毒性影響，且影響面大而范圍廣；（2）污染物一般以濃度低、持續(xù)時間長，并以多種毒物同時存在、聯(lián)合作用于人體；（3）污染物形態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)化，使污染物的原有性狀和濃度發(fā)生變化；（4）生態(tài)系統(tǒng)遭到擾亂，穩(wěn)定性降低。第15頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第16頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月二、自然環(huán)境基本特征1．緯度地帶性(熱量差異)第17頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月陸地自然帶氣候類型典型植被典型動物典型土壤熱帶雨林帶熱帶雨林氣候熱帶雨林猩猩，河馬磚紅壤熱帶季雨林帶熱帶季風氣候熱帶季雨林象，孔雀磚紅壤性紅壤熱帶草原帶熱帶草原氣候熱帶草原長頸鹿，羚羊燥紅土熱帶荒漠帶熱帶消漠氣候熱帶荒漠袋鼠，沙漠狐荒漠土亞熱帶常綠硬葉林帶地中海氣候亞熱帶常綠硬葉林阿爾卑斯山羊褐土亞熱帶常綠闊葉林帶亞熱帶季風氣候亞熱帶常綠闊葉林獼猴，靈貓紅壤亞熱帶常綠闊葉林帶溫帶季風和海洋性氣候溫帶草原松鼠，黑熊棕壤，褐土溫帶草原帶溫帶大陸氣候溫帶草原黃羊、旱獺黑鈣土溫帶荒漠帶溫帶荒漠雙峰駝，子午沙鼠荒漠土亞寒帶針葉林帶亞寒帶針葉林氣候亞寒帶針葉林駝鹿，紫貂灰化土苔原帶苔原氣候苔原馴鹿，北極狐冰沼土冰原帶冰原氣候冰雪裸地北極熊，海貂未發(fā)育第18頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2．垂直地帶性3．經(jīng)度地帶性(水分差異）東南沿海西北內(nèi)陸第19頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)地球上的生物一、生命的產(chǎn)生與進化（一）生物的起源恩格斯《自然辯證法》MillerSL實驗化學進化階段生物學進化2023/8/29第20頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月

（二）生物種17世紀,Ray《植物史》定義；MayrE(1963)—能實際地或潛在地彼此雜交的種群的集合。生物以個體形式存在；個體的集群-種群。種的性狀分類：基因型和表型什么是可塑性？第21頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）生物的協(xié)同進化1.生物的進化2.生物的協(xié)同進化（1）昆蟲與植物間的協(xié)同進化；（2）大型草食動物與植物的協(xié)同進化；（3）互惠共生物種間的協(xié)同進化；（4）協(xié)同適應(yīng)系統(tǒng)。第22頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月二、生物多樣性（一）概念生物多樣性的意義？四個水平：遺傳多樣性；物種多樣性；生態(tài)系統(tǒng)多樣性；景觀多樣性。第23頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）影響生物多樣性的因素1.物種生物量2.物種的屬性3.生物地化循環(huán)4.系統(tǒng)的穩(wěn)定性第24頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月三、地球自我調(diào)節(jié)理論（一）Gaia假說的形成與發(fā)展英國，LovelockJE1979，《Gaia:對地球上生命的新認識》（二）Gaia假說的主要論點第25頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)生物對環(huán)境的適應(yīng)一、適應(yīng)概述自然選擇（naturalselection）自然選擇有哪幾種類型？穩(wěn)定性選擇（steadyselection）單向性選擇（directionalselection）分裂性選擇（disruptiveselection）第26頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/29第27頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月適應(yīng)性改變自己形成一定特性和性狀適應(yīng)改變的環(huán)境保留有利于生物生存和繁殖的各種特征充分利用穩(wěn)定條件下的資源鞏固自身的競爭能力第28頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月趨同適應(yīng)（convergentadaptation）2023/8/29第29頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月趨異適應(yīng)（divergenceadaptation）2023/8/29第30頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月適應(yīng)對生物種族的發(fā)展有什么意義？1.個體數(shù)量的增加；2.擴大分布區(qū)；3.物種的分化。第31頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月二、形態(tài)構(gòu)造的適應(yīng)第32頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/29第33頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/29第34頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月三、行為適應(yīng)1．運動：直線運動和調(diào)轉(zhuǎn)運動。草履蟲的趨避運動刺激因素2.繁殖表現(xiàn)：行為、揮發(fā)性物質(zhì)、顏色等。如極樂鳥、園丁鳥。2023/8/29第35頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月3．遷移和遷徙4.防御和抗敵2023/8/29第36頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月1．生物鐘（biologicalclock）概念太陽花、向日葵等；蝶類、蛾類；光合作用、生長激素。四、生理適應(yīng)2023/8/29第37頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2．休眠（dormancy）休眠時的生理表現(xiàn)：新陳代謝、取食、活動、心跳、呼吸，體溫；夏眠（夏蟄）：如海參、非洲肺魚與美洲的肺魚、沙蜥、黃鼠。冬眠（冬蟄）：如蛙、蛇、蝙蝠等。植物和微生物的休眠。2023/8/29第38頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月狹食性動物：特點環(huán)境條件廣食性動物：特點環(huán)境條件五、營養(yǎng)的適應(yīng)第39頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)環(huán)境因子的生態(tài)作用一、環(huán)境因子分類1.美國生態(tài)學家DaubenmireRF(1947)的分類：3大類和7個項目；2.Gill（1975）將非生物因素劃分為三個層次。3.環(huán)境因子所起作用的主體，可分為：氣候因子、土壤因子、地形因子、生物因子和人為因子。2023/8/29第40頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）光照強度的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)1.光照強度對生物的生長發(fā)育和形態(tài)建成的作用；2.光照強度與水生生物；3.植物對光照強度的適應(yīng)。二、光因子的生態(tài)作用第41頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月光合作用率光合作用率光強度光強度凈生產(chǎn)力光合作用呼吸作用ABABACP光補償點CPCPabspsp光飽和點B光補償點(compensationpoint)光飽和點(saturatepoint)植物的光補償點示意圖(Emberlin,1983)2023/8/29第42頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）光因子的生態(tài)作用光的生態(tài)作用有四個重要方面：即生物的能量來源；植物進行光合作用；生物的晝夜周期、季節(jié)周期的信號；光污染的危害。2023/8/29第43頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）生物對光周期的適應(yīng)1.植物的光周期光周期現(xiàn)象美國學者加納(Garner)與阿拉德(A11ard)(1920)的煙草實驗長日照短日照長日照植物短日照植物第44頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2.動物的光周期a.日周期b.月周期c.季節(jié)周期第45頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月三、溫度因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)第46頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）溫度對生物生長發(fā)育的影響1.溫度與生物生長生物生長的“三基點”一般來說，生長在低緯度的生物高溫閾值偏高，而生長在高緯度的生物低溫閾值偏低。第47頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2.溫度與生物發(fā)育變溫對生物的作用低溫對植物開花結(jié)果的刺激作用—春化作用（vernalization）如小麥，苦麻菜

第48頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月法國學者雷米爾（Reaumur，l735）提出有效積溫法則：

K＝N(t一t0)K—該生物所需的有效積溫，它是個常數(shù)；t一當?shù)卦摃r期的平均溫度，℃；t0—該生物生長活動所需最低臨界溫度(生物零度)，℃；N—天數(shù)，d。第49頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月1.低溫對生物的影響及生物的適應(yīng)a.低溫對生物的影響臨界溫度低溫對生物的傷害：冷害和凍害b.生物對低溫的適應(yīng)貝格曼(Bergman)規(guī)律阿倫(A11en)規(guī)律（二）極端溫度對生物的影響第50頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月a.高溫對生物的影響植物—光合作用、呼吸作用動物—酶活性、蛋白質(zhì)2.高溫對生物的影響及生物的適應(yīng)b.生物對高溫環(huán)境的適應(yīng)表現(xiàn)在形態(tài)、生理和行為3個方面第51頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）熱污染和熱島效應(yīng)

熱污染（thermalpollution）城市熱島效應(yīng)2023/8/29第52頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月四、水的生態(tài)作用（一）水因子的生態(tài)作用1.水是生物生存的重要條件2.水對動植物生長發(fā)育的影響3.水對動植物數(shù)量和分布的影響第53頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）生物對水因子的適應(yīng)1.植物對水因子的適應(yīng)1）水生植物包括沉水、浮水和挺水植物三種類型。第54頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2）陸生植物包括濕生、中生和早生植物三種類型。附生蘭燈心草猴面包樹瓶子樹第55頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2.動物對水因子的適應(yīng)1）水與水生動物2）水與陸生動物陸生動物的水分適應(yīng)包括：形態(tài)結(jié)構(gòu)的適應(yīng)、行為適應(yīng)生理適應(yīng)2023/8/29第56頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月五、土壤因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)1.土壤理化性質(zhì)與植物2.生物對土壤條件的適應(yīng)酸性土植物(pH值<6.5)中性土植物(pH值為6.5—7.5)堿性土植物(pH值>7.5)鐵芒萁檉柳2023/8/29第57頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)生態(tài)因子作用的一般規(guī)律一、生態(tài)因子的概念生態(tài)因子（ecologicalfactors）環(huán)境因子生態(tài)環(huán)境（ecologicalenvironment）生境（habitat）2023/8/29第58頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月二、生態(tài)因子作用的一般特征1.綜合作用2023/8/29第59頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2.主導因子作用主導因子概念光合作用——光強——主導因子；溫度和CO2——次要因子；春化作用——溫度——主導因子；濕度和通氣——次要因子。3.直接作用和間接作用2023/8/29第60頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月4.生態(tài)因子的階段性作用光照長短春化階段光周期階段大馬哈魚、鰻鱺第61頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月5.生態(tài)因子的不可替代性和補償作用不可替代性主導因子（水分、溫度）可補償性光強度不足提高光強增加二氧化碳濃度第62頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月三、生態(tài)因子的限制性作用1.限制因子概念溫度、氧氣、水分判斷：任何一種因子，只要接近或超過生物的耐受范圍，它就會成為這種生物的限制因子。2023/8/29第63頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2.Liebig最小因子定律（liebig’slawofminium)定律的基本內(nèi)容李比希定律補充條件：2023/8/29第64頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月3.Shelford耐性定律(Shelford’slawoftolerance)（1）基本概念耐性定律生態(tài)幅(ec