高中生物競(jìng)賽生態(tài)學(xué)【生物與環(huán)境】

1第二章生物與環(huán)境2.1環(huán)境，生態(tài)因子2.2生物與環(huán)境的相互作用2.3最小因子、限制因子與耐受限度22.1生態(tài)因子

2.1.1環(huán)境（environments）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。內(nèi)涵：環(huán)境的本質(zhì)就是生物生存和發(fā)展的資源或影響這種資源的因素尺度效應(yīng)：大環(huán)境與小環(huán)境3大環(huán)境與小環(huán)境大環(huán)境（macroenvironment）：地區(qū)環(huán)境、地球環(huán)境、宇宙環(huán)境；如西雙版納的環(huán)境，昆明黑龍?zhí)董h(huán)境等小環(huán)境（microenvironment）：直接影響生物生命活動(dòng)的近鄰環(huán)境。如洞穴環(huán)境，樹(shù)蔭下環(huán)境等環(huán)境中的氣候（climate）大氣候（macroclimate）：大環(huán)境(地區(qū)以上范圍)的氣候條件小氣候（microclimate）：小環(huán)境的氣候條件4大環(huán)境（全球大氣環(huán)流和洋流）5小氣候（小環(huán)境）6-生態(tài)因子及相關(guān)名詞生態(tài)因子的分類生態(tài)因子作用特征2.1.2生態(tài)因子7生態(tài)因子：環(huán)境要素中對(duì)生物起作用的因子。生存條件：生態(tài)因子中生物生存不能缺少的生態(tài)因子的總稱。生態(tài)環(huán)境：一定區(qū)域所有生態(tài)因子的總和。生境（habitat）：特定生物個(gè)體或群體的棲息地的生態(tài)環(huán)境。（1）相關(guān)概念8描述自然環(huán)境的手段：氣候圖解氣候圖解9（2）生態(tài)因子的分類

根據(jù)性質(zhì)劃分為：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(dòng)物、植物和微生物之間的各種相互作用人為因子：人類活動(dòng)對(duì)自然的破壞及對(duì)環(huán)境的污染10（2）生態(tài)因子的分類有無(wú)生命特征：生物因子和非生物因子對(duì)生物種群數(shù)量變動(dòng)的作用密度制約因子：食物、天敵等生物因子非密度制約因子：溫度、降水等氣候因子穩(wěn)定性及其作用特點(diǎn)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(dòng)因子：周期性變動(dòng)因子：一年四季變化和潮汐漲落非周期性變動(dòng)因子：如風(fēng)、降雨、捕食等11密度制約因子和非密度制約因子密度制約因子環(huán)境因子中，對(duì)生物作用的強(qiáng)度隨生物的密度而變化的因子類型有正負(fù)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(jìn)一步增長(zhǎng)；負(fù)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

環(huán)境因子中，對(duì)生物作用的強(qiáng)度與生物密度變化無(wú)關(guān)的因子。12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(qiáng)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13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(qiáng)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14（3）生態(tài)因子的作用特征綜合作用：生態(tài)因子間相互聯(lián)系、相互影響、相互制約主導(dǎo)因子作用：生態(tài)因子的非等價(jià)作用的階段性：生物發(fā)育的不同階段，需要不同不可替代性和補(bǔ)償性：生態(tài)因子間不可替代，但在一定程度上可以補(bǔ)償直接作用和間接作用：直接因子：直接對(duì)生物發(fā)生影響的生態(tài)因子間接因子：通過(guò)影響直接因子而對(duì)生物發(fā)生影響生態(tài)因子152.2生物與環(huán)境的相互作用2.2.1環(huán)境對(duì)生物的作用環(huán)境對(duì)生物的決定作用環(huán)境對(duì)生物的塑造作用2.2.2生物對(duì)環(huán)境的反作用生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)生物對(duì)環(huán)境因子的改變162.2.1環(huán)境對(duì)生物的作用對(duì)生物存活的影響對(duì)生物生長(zhǎng)、發(fā)育的影響對(duì)生殖、繁衍的影響對(duì)生物的數(shù)量和分布的影響對(duì)生物的種內(nèi)、種間關(guān)系的影響

172.2.2生物對(duì)環(huán)境的反作用（1）生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)方式形態(tài)的適應(yīng)生理的適應(yīng)行為的適應(yīng)

各種適應(yīng)都有相應(yīng)的遺傳基礎(chǔ)18生物對(duì)生物環(huán)境的響應(yīng)與適應(yīng)物種間的相互作用＋得利；—表示受損；0無(wú)明顯影響物種間的協(xié)同進(jìn)化一個(gè)物種在進(jìn)化上的變化同時(shí)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(guò)來(lái)又對(duì)該物種的變化施以影響的過(guò)程。二個(gè)或更多的相互作用的物種，其各自的進(jìn)化是相互影響的，從而形成了一個(gè)相互作用的進(jìn)化系統(tǒng)，這一機(jī)制稱為協(xié)同進(jìn)化。相互作用類型互利共生偏利作用捕食/牧食/寄生種間競(jìng)爭(zhēng)偏害作用中性作用A＋＋＋——０B＋０——００19胡椒蛾黑化胡椒蛾個(gè)體案例1.胡椒蛾黑化現(xiàn)象201008060300200100Wintersmoke,ug/m3Percentfrequencyofmelanicpepperedmoths196019701980煙塵實(shí)測(cè)值煙塵變化趨勢(shì)黑化蛾變化趨勢(shì)隨著污染減輕，黑化蛾在群體中的頻率逐漸下降21夜間降低代謝率有花蜜供給，沒(méi)有休眠，要消耗大量能量案例2.食物與代謝22（2）生物對(duì)環(huán)境因子的改變森林吸收太陽(yáng)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(dòng)物改變土壤的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)過(guò)度放牧導(dǎo)致草場(chǎng)退化人類活動(dòng)導(dǎo)致全球環(huán)境變化……232.3最小因子、限制因子與耐受限度2.3.1利比希最小因子定律2.3.2限制因子2.3.3耐受限度和生態(tài)幅（1）耐受性定律（2）生態(tài)幅（3）耐受限度的調(diào)整24

2.3.1利比希最小因子定律

(Liebig’slawofminimum)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)用中應(yīng)注意的問(wèn)題定律成立條件：生物的內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境處于穩(wěn)定狀態(tài)注意：生態(tài)因子間的替代作用252.3.2限制因子和限制因子定律限制因子(limitingfactor)限制因子是對(duì)生物的生存、生長(zhǎng)、繁殖或擴(kuò)散等起限制作用的因子當(dāng)生態(tài)因子接近或超過(guò)生物的耐受性極限而影響其生存、生長(zhǎng)、繁殖或擴(kuò)散時(shí)，這個(gè)因子成為該生物限制因子限制因子定律(Lawoflimitingfactor)

生態(tài)因子處于低于生物正常生長(zhǎng)所需的最小量和高于生物正常生長(zhǎng)所需的最大量時(shí)，都對(duì)生物具有限制性影響B(tài)lackman，1905，基于利比希最小因子定律該定律的應(yīng)用價(jià)值26南北較高緯度地區(qū)的低溫是影響非洲蜂進(jìn)一步向高緯度范圍擴(kuò)散的限制因子。案例：低溫對(duì)非洲蜂分布的限制272.3.3耐受限度與生態(tài)幅（1）Shelford耐受性定律(Lawoftolerance)任何一個(gè)生態(tài)因子在數(shù)量或質(zhì)量上的不足或過(guò)多時(shí)會(huì)使該種生物衰退或不能生存Shelford，191328（2）Shelford耐受性定律的發(fā)展

生物對(duì)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(duì)生態(tài)因子的耐受性不同對(duì)很多生態(tài)因子耐受范圍都很寬的生物，其分布區(qū)一般很廣個(gè)體發(fā)育的不同階段，對(duì)生態(tài)因子的耐受限度不同不同的生物種，對(duì)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(shí)，生物對(duì)其他生態(tài)因子的耐受限度也下降29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(dòng)或數(shù)量生物對(duì)環(huán)境因子的耐受曲線耐受曲線（1）30最適范圍不適范圍不能生存因子梯度漸增生命活動(dòng)強(qiáng)度或數(shù)量生物對(duì)環(huán)境因子耐受曲線的實(shí)際表現(xiàn)亞適范圍亞適范圍不適范圍耐受曲線（2）31（3）生態(tài)幅(ecologicalamplitude）概念每一種生物對(duì)每一種生態(tài)因子都有一個(gè)耐受范圍，即有一個(gè)生態(tài)上的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)。在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)(或稱耐受性的上限和下限)之間的范圍類型劃分廣溫性(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)…………32耐受限度的調(diào)整馴化自然馴化和人工馴化生理變化和遺傳變化馴化可能：生物特性差異，誘導(dǎo)條件差異生物學(xué)意義：適應(yīng)環(huán)境變化能力內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物通過(guò)控制體內(nèi)環(huán)境(體溫、糖、氧濃度、體液等)，使其保持相對(duì)穩(wěn)定性擴(kuò)大了生物的生態(tài)幅與適應(yīng)范圍，但并不能完全擺脫環(huán)境的限制33案例：不同溫度下馴化導(dǎo)致耗氧量的差異20016012080400102030溫度℃耗氧量（ml·g-1·h-1

）5℃馴化25℃馴化34本章小結(jié)生態(tài)因子的類型及作用特點(diǎn)環(huán)境對(duì)生物的生態(tài)作用生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)方式生物對(duì)生態(tài)因子的響應(yīng)模型

規(guī)律：最小因子定律，限制因子定律，耐受性定律

應(yīng)用分析方法：耐受曲線，生態(tài)幅，“三基點(diǎn)”35本章主要概念

環(huán)境、大環(huán)境，小環(huán)境，生境，生態(tài)環(huán)境，生態(tài)因子、密度制約因子，非密度制約因子，生物因子，非生物因子，最小因子、限制因子、耐受性，生態(tài)幅、馴化、內(nèi)穩(wěn)態(tài)36思考題1.如何根據(jù)工作的需要對(duì)生態(tài)因子進(jìn)行分類？2.生態(tài)因子作用有什么特點(diǎn)？3.生物與環(huán)境的關(guān)系包括哪些方面？3.如何分析生態(tài)因子作用的規(guī)律？4.內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物和非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物在適應(yīng)環(huán)境的方式、能力上有何差異？?jī)?nèi)穩(wěn)態(tài)生物是如何保持其穩(wěn)態(tài)機(jī)制的？38建議讀物1、孫儒泳,