第一章-生態(tài)學基礎理論(二)

補充內容二

生態(tài)因子及其作用一、生態(tài)因子概念及其分類生境（habitat）：任何一種生物都不可能脫離特定的生活環(huán)境，在一定時間內對生命有機體生活、生長發(fā)育、繁殖以及有機體存活數(shù)量有影響的空間條件及其他條件的總和。組成生境的因素稱生態(tài)因子。

生態(tài)因子分類（1）非生物因子（abioticfactor)：即物理因子，如光、熱、水、風、礦物質養(yǎng)分等；氣候因子：光能、空氣、水、風、雷電、氣壓等；土壤因子：土壤結構、土壤的理化性質和土壤生物等；地形因子：地表起伏、地貌、山體海拔、坡向、坡度、坡位；生態(tài)因子分類

（2）生物因子(bioticfactor)：各類其他生物，如動物、植物、微生物。生物間各種相互關系和生物對環(huán)境的影響

也有一種觀點認為生態(tài)因子還應包括第三方面的因素即人為因素。二、生態(tài)因子作用的一般特征*

1、綜合性

環(huán)境中各種生態(tài)因子不是孤立的，而是彼此聯(lián)系、互相促進、互相制約，任何一個單因子的變化，必將引起其他因子不同程度的變化及其反作用。舉例：山陽坡與陰坡風景的不同，是光照、溫度、濕度、風向的綜合作用生物的生長發(fā)育人類的生存

2、非等價性（又叫主導因子作用）組成生境所有的生態(tài)因子，都是生物直接或間接所必需的，但在一定條件下必然有一個或兩個是起主導作用的，這種起主要作用的因子就是主導因子(leadingfactor)，主導因子發(fā)生變化會引起其他因子也發(fā)生變化。舉例：以水分為主導因子，植物可以分為水生、中生、旱生以土壤為主導因子，植物可以分為鹽生植物（胡楊）、沙生植物（檉柳）以光照為主導因子，植物可以：陰生植物（地衣，苔蘚）、陽生植物3、直接作用和間接作用環(huán)境中的地形因子，如起伏、坡度、海拔高度、經緯度等對生物的作用不是直接的，但是他們能影響光照、溫度、雨水等因子，因而對生物起間接作用，這些地方的光、溫度、水則對生物生長分布起直接作用。4、因子作用的階段性由于生物生長發(fā)育不同階段對環(huán)境因子的需求不同，因此因子對生物的作用也具有階段性。舉例有些魚類不是終生定居在某一環(huán)境中，根絕其生活史的不同階段，對生存條件有不同的要求。如魚類的洄游，大馬哈魚生活在海洋中，生殖季節(jié)就成群結隊洄游到淡水河流中產卵；而鰻鱺則在淡水中生活，洄游到海洋中去生殖。如小麥生長，春化階段需要低溫，但其后的生長階段低溫則是有害的5、生態(tài)因子的不可替代性和補償作用各種生態(tài)因子對生物的作用不盡相同，但是同等重要而且不可缺少，若缺少任一生態(tài)因子，生物的生長發(fā)育受阻，且任一因子都不能由另一因子所取代。但在一定的條件下，某一因子量的不足，可由另一因子增加而得到補償，仍會獲得相似的生態(tài)效應。

舉例：植物的光合作用,如果光照不足，可以增加CO2的量來補足軟體動物殼生長需要大量的鈣，環(huán)境中大量存在的鍶可以補償鈣補足對殼生長的限制作用三、生態(tài)因子的作用方式1、拮抗作用（antagonisticfunction）拮抗是各個因子在一起聯(lián)合作用時，一種因子能抑制或影響另一種因子起作用。

以生物因子微生物為例，青霉菌產生的青霉素能抑制革蘭氏陽性菌和部分革蘭氏陰性菌；在酸菜、泡菜和青飼料制作過程中，由于乳酸菌的旺盛繁殖，產生大量乳酸，使環(huán)境變酸二抑制腐敗細菌的生長兩種或者多種化合物共同作用與生物體時，由于化合物間產生的拮抗作用，可使其毒性低于各化合物毒性之綜合。如有機汞和硒同時在金槍魚中共存時，可以抑制甲基汞的毒性2、凈化作用(purification)

凈化作用是指部分生態(tài)因子具有以物理、化學和生物的方法消除水、氣、土中的污染物濃度的增加，凈化作用可分為物理凈化、化學凈化和生物凈化三類。物理凈化作用有稀釋、擴散、淋洗、揮發(fā)、沉降等。如大氣中的煙塵可以通過氣流的擴散、降水的淋洗和重力的沉降等作用而得到凈化?；瘜W凈化作用有氧化還原、化合和分解、吸附、凝聚、交換、絡合等。如水中的鉛、鋅、鎘、汞等金屬離子與硫離子化合，生成難溶的硫化物而沉淀生物凈化作用包括生物的吸收、降解等，形成各種無機物NH3、CO等，可以被藻類利用做養(yǎng)料，并利用太陽能合成自身需要的物質，同時釋放大量氧氣供需氧生物利用；樹木和草地對大氣中的氧化硫、氧化氮、氯化氟等有毒氣體和塵埃有一定的阻擋、捕集、吸收作用，植物越稠密，凈化作用越大。所以城市種植行道樹、鋪草種花進行綠化，對環(huán)境保護是非常重要的。3、協(xié)同、增強和疊加作用協(xié)同作用：兩種或多種化合物共同作用時的毒性等于或超過各化合物單獨作用時的毒性總和。當某種化合物使機體對另一種化合物的吸收減少、排泄延緩、降解受阻或產生更大的代謝物時，都可以產生協(xié)同作用。疊加作用：兩種或多種化合物共同作用時的毒性各為化合物單獨作用時毒性的總和。一般化學結構相近、性質相似的化合物，或作用于同一器官系統(tǒng)的化合物，或毒性作用機理相似的化合物共同作用時，生物效應往往出現(xiàn)疊加效應。增強作用：一種化合物對某器官系統(tǒng)并無毒作用，但與另一種化合物共同作用時，使后者毒性增強。如異丙醇不是肝臟毒，但與四氯化碳同時染毒時，使四氯化碳對肝臟的毒性增強。

四、

生態(tài)因子的作用規(guī)律1、限制因子規(guī)律使生物的耐受性接近或達到極限時，生物的生長發(fā)育、生殖、活動以及分布等直接受到限制、甚至死亡的因子稱為限制因子。也可以理解為限制一種有機體的分布和活動的環(huán)境因子。如溫度升高到上限時會導致許多動植物死亡氧氣對陸地生物很有有限制作用，但是對水生生物則是限制因子干旱地區(qū)的水分2、最低量（最小因子）定律李比希（德國）研究谷物產量時發(fā)現(xiàn)，植物對某些礦物鹽的要求不能低于某一數(shù)量。當某種土壤不能供應這一最低量時，不管其他養(yǎng)分的量如何多，該植物也不能正常生長。作物的產量往往不是被需要量大的營養(yǎng)物質所限制，而是受那些只需要微量的營養(yǎng)物質所限制，如微量元素等。這就是利比希最低量定律。

對某些因子的要求不能低于某一數(shù)量。這與系統(tǒng)論中的“木桶原理”涵義一致。即一個由許多模板拼成的木桶，當其中一塊木板較短時，不管其他模板多么高，木桶裝水的總量是受最小木板的限制的。利用該定律考察環(huán)境時，必須注意因子間的相互作用。某些因子之間有一定程度的互相替代性，即某些因子的作用，可以改變最小限制因子的利用率和臨界限制值。3、耐受性定律

Shelford提出。任何一個生態(tài)因子在數(shù)量上或質量上的不足或過多，即當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。生態(tài)幅（ecologicalamplitude）: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。在最低點和最高點之間的范圍。耐受限度的調整耐受限度的調整：馴化如：冬季與夏季，魚對溫度的調整關于耐受性定律的幾點補充1.生物對各種生態(tài)因子的耐受幅度不同，可能對一種生態(tài)因子的耐性很廣，而對另一種因子的耐性很窄2.自然界中，生物并不一定都在最適環(huán)境因子中生活，一般說來所有因子耐受范圍很廣的生物，分布也較廣3.當一個物種的某個生態(tài)因子不是處在最適狀態(tài)時，另一些生態(tài)因子的耐性限度也會下降。如，當土壤中含氮量下降時，草的抗旱能力下降。4.自然界中生物之所以并不在某一特定因子的最適范圍內生活，其原因好似種群的相互作用（如競爭、天敵）和其他因素常常妨礙生物利用最適宜的環(huán)境。5.繁殖期通常是一個臨界期環(huán)境因子最可能起限制作用第四節(jié)生態(tài)系統(tǒng)平衡及其意義

一、生態(tài)平衡（ecologicalequilibrium）

一個生態(tài)系統(tǒng)能夠長期保持其結構和功能的相對穩(wěn)定性，如組成成分和數(shù)量比例持久地沒有明顯的變動，物質和能量的輸入和輸出接近相等的狀態(tài)。在外來干擾下，能通過自我調節(jié)恢復到最初的穩(wěn)定狀態(tài)，這種狀態(tài)可稱為生態(tài)平衡。生態(tài)系統(tǒng)本身能夠維持平衡狀態(tài)，是因為系統(tǒng)本身具有自我調節(jié)的能力。兔的食物增加兔數(shù)量減少兔因饑餓死亡兔吃少量植物植物增加兔數(shù)量增加兔吃大量植物植物減少兔數(shù)量減少兔吃少量植物兔因饑餓死亡兔的食物增加植物減少植物增加兔數(shù)量增加兔吃大量植物狼數(shù)量下降狼數(shù)量增加狼因饑餓死亡狼的食物增多狼吃少量的兔狼吃較多的兔生態(tài)系統(tǒng)受到外界干擾還具有一定的自我修復能力。如：水池受到輕度污染，可以通過系統(tǒng)內的生物和物理凈化作用達到自凈。原始森林中合理采伐，能通過更新逐步恢復其結構和功能。

因此，生態(tài)系統(tǒng)是一個動態(tài)的平衡生態(tài)平衡是相對的平衡、動態(tài)的平衡。在系統(tǒng)各組分之間、生物與環(huán)境之間不斷的物質、能量與信息的流動，使得生態(tài)系統(tǒng)中舊的平衡不斷打破，新的平衡不斷建立。只有這樣，地球才會由一片死寂變得生機盎然。絕對的平衡則意味著沒有發(fā)展和變化。但這種變化如果太快，則系統(tǒng)各組分之間不可能有一個相對穩(wěn)定的相互關系，會產生一系列嚴重的問題，生物不能適應這種變化則導致物種的大量滅絕。如嚴重干旱，植物大量死亡，波及整個食物鏈瓦解，生態(tài)系統(tǒng)失衡人類對生態(tài)平衡的破壞1.對自然資源不合理的開發(fā)利用如；森林濫伐，伐而不造，栽而不管，常常導致水旱災害頻繁發(fā)生；陡坡開荒，導致水土流失，泥石流如草原種糧，過度放牧，導致草原荒廢；土地沙化鹽堿化榆林三遷：（陜西榆林地區(qū)原是一片郁郁蔥蔥的森林和草場，由于毀林開荒，破壞了生態(tài)平衡，沒多長時間，北方的毛烏素沙漠不斷擴大，淹沒了榆林，榆林只得南遷，現(xiàn)在的榆林已經是第三次南遷了）圍湖造田，棄水產種水稻，砍了掉多種經營，使生態(tài)系統(tǒng)簡單化，脆弱化，結果浪費了資源和能量，降低了生態(tài)系統(tǒng)的抗災能力。2.人類對自然界環(huán)境的污染工業(yè)三廢農業(yè)殺蟲劑：通過食物鏈富集生態(tài)平衡包括三個方面：1.結構上的平衡2.功能上的平衡3.輸入和輸出物質數(shù)量上的平衡。

二、生態(tài)平衡的調節(jié)生態(tài)平衡的調節(jié)主要通過系統(tǒng)的的抵抗力、恢復力、自治力以及內穩(wěn)態(tài)機制來實現(xiàn)。（1）抵抗力（resistance）:生態(tài)系統(tǒng)抵抗外部干擾、維持系統(tǒng)結構功能原狀的能力。(2)恢復力（resilience）:指生態(tài)系統(tǒng)遭受外部干擾后，系統(tǒng)恢復到原狀的能力。(3)自治力(autonomy):指生態(tài)系統(tǒng)對于發(fā)生內部的各種現(xiàn)象的自我控制能力。(4)穩(wěn)態(tài)機制（homeostasis）:指內部組織（internalorganization）和結構的一種調節(jié)功能，即調節(jié)能量流動和物質循環(huán)的能力，調節(jié)生態(tài)系統(tǒng)中各種成分之間的營養(yǎng)關系的能力。生態(tài)系統(tǒng)總穩(wěn)定性(抵抗力與恢復力)關系示意圖生態(tài)系統(tǒng)