环境生态学第二章生物与环境

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2020/11/23
环境生态学第二章生物与环境
•改
•形成一定
•适 变自
特性和性状


性 •保留有利 于生物生存 和繁殖的各 种特征
•充分利 用稳定条 件下的资 源
•适应改 变的环境
•巩固自 身的竞争 能力
•趋同适应(convergent adaptation)
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环境生态学第二章生物与环境
•(三)生物对光周期的适应
•长日照
•长日照植物
•短日照
•短日照植物
•1.植物的光周期
•光周期现象
•美国学者加纳(Garner)与阿拉德 (A11ard)(1920)的烟草实验
•2.动物的光周期
•a.日周期 •b.月周期 •c.季节周期
• 2.水圈
• 水是植物所需营养物质的载体,水中溶解了各种
化学物质、溶盐、矿质营养和有机营养物质等,为植物 生长提供丰富的营养物质。
•3. 岩石圈 •4. 土壤圈
•土壤的地域分布
•5. 生物圈 • 概述
(二) 环境范围 根据范围大小划分五大类:生物圈、区域 环境、生境、小环境、内环境。
1. 生物圈 2. 区域环境 3. 生境 4. 小环境和内环境
•判断:任何一种因子,只要接近或超过生物 的耐受范围,它就会成为这种生物的限制因子。
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环境生态学第二章生物与环境
•2.Liebig最小因子定律 •(liebig’s law of minium) •定律的基本内容 •李比希定律补充条件:
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•3.迁移和迁徙 •4.防御和抗敌
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环境生态学第二章生物与环境
•四、生理适应
•1.生物钟(biological clock) •概念 •太阳花、向日葵等; •蝶类、蛾类; •光合作用、生长激素。
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环境生态学第二章生物与环境
•2.休眠(dormancy) •休眠时的生理表现: •新陈代谢、取食、活动、心跳、呼吸,体温; •夏眠(夏蛰):如海参、非洲肺鱼与美洲的肺鱼、 沙蜥、黄鼠。
•柽 柳
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•铁芒萁
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环境生态学第二章生物与环境
第五节 生态因子作用的一般规律
•一、生态因子的概念 •生态因子(ecological factors) •环境因子 •生态环境(ecological environment) •生境(habitat)
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环境生态学第二章生物与环境
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环境生态学第二章生物与环境
•三、行为适应
•1.运动:直线运动和调转运动。 •草履虫的趋避运动 •刺激因素
•2.繁殖 •表现:行为、挥发性物质、颜色等。 •如极乐鸟、园丁鸟。
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环境生态学第二章生物与环境
•第一节 环境及环境因子
• 一、环境 • 环境定义 • 环境因子 • 环境可分为自然环境和人工环境两大类。
•(一)自然环境 • 概述 • 1.大气圈 • 概述
•大气的垂直分层,图2-2
•大气的生态作用: •氧对生物的作用 •二氧化碳对生物的作用 •风对生物的作用
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环境生态学第二章生物与环境
•(二)生物种
••生物以个体形式存在;个体的集群-种群。 •17世纪,Ray《植物史》定义;
•Mayr E(1963)—能实际地或潜在地彼此杂交 的种群的集合。 •种的性状分类:基因型和表型
•什么是可塑性?
•(三)生物的协同进化
•1.生物的进化 •2.生物的协同进化
•猴 面 包 树 •灯心草
•瓶 子 树
•附生兰
•2.动物对水因子的适应
•1)水与水生动物 •2)水与陆生动物 •陆生动物的水分适应包括: •形态结构的适应、 •行为适应 •生理适应
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环境生态学第二章生物与环境
•五、土壤因子的生态作用及生物的适 应
•1.土壤理化性质与植物 •2.生物对土壤条件的适应 •酸性土植物(pH值<6.5) •中性土植物(pH值为6.5—7.5) •碱性土植物(pH值>7.5)
A




A

B 作
用 率
用 率
B
a
CP
s p
光强度
b
CP
光强度
A光合作用 B呼吸作用 s 光饱和 CP 光补偿
p点ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

净生产力
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环境生态学第二章生物与环境
•(二)光因子的生态作用
•光的生态作用有四个重要方面: •即生物的能量来源; •植物进行光合作用; •生物的昼夜周期、季节周期的信号; •光污染的危害。
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环境生态学第二章生物与环境
•4.生态因子的阶段性作用
•光照长短
春化阶段

光周期阶段
•大马哈鱼、 鳗鲡
•5.生态因子的不可替代性和补偿作用
•不可替代性
•主导因子(水分、温度)
•可补偿性
•光强度不足 提高光强

增加二氧化碳浓度
•三、生态因子的限制性作用
•1.限制因子 •概念 •温度、氧气、水分
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环境生态学第二章生物与环境
第二章 生物与环境(6学时)
• 环境及分类 • 生物与环境关系的基本原理 • 生物与主要生态因子的相互关系 • 生态因子作用的一般规律 重点:主要环境因子的生态作用和规律 难点:生态学的基本理论
• 2008年6月5日联合国环境规划署确定 世界环境日的主题为“转变传统观念,推 行低碳经济”(Kick the habit!Towards a low carbon economy)。2008年世界环 境日中国主题为“绿色奥运与环境友好型 社会”,标识为地球和奥运五环。
•四、水的生态作用
•(一)水因子的生态作用 •1.水是生物生存的重要条件 •2.水对动植物生长发育的影响 •3.水对动植物数量和分布的影响
•(二)生物对水因子的适应
•1.植物对水因子的适应 •1)水生植物 •包括沉水、浮水和挺水植物三种类型。
•2)陆生植物 •包括湿生、中生和早生植物三种类型。
•三、地球自我调节理论
•(一)Gaia假说的形成与发展 •英国,Lovelock J E •1979,《Gaia:对地球上生命的新认识》 •(二) Gaia假说的主要论点
第三节 生物对环境的适应
•一、适应
•概述 •自然选择(natural selection) •自然选择有哪几种类型? •稳定性选择(steady selection) •单向性选择(directional selection) •分裂性选择(disruptive selection)
•(三) 人工环境 •(四)污染的环境 •污染环境特征:
•(1)有毒污染物通过环境介质进入机体产生急性或慢 性、短期或长期的毒性影响,且影响面大而范围广;(2) 污染物一般以浓度低、持续时间长,并以多种毒物同时 存在、联合作用于人体;(3)污染物形态发生转化,使 污染物的原有性状和浓度发生变化;(4)生态系统遭到 扰乱,稳定性降低。
•二、自然环境基本特征 •1.纬度地带性(热量差异 )
陆地自然带 热带雨林带
气候类型 热带雨林气候
热带季雨林带
热带季风气候
热带草原带
热带草原气候
热带荒漠带
热带消漠气候
亚热带常绿硬叶林 带
地中海气候
亚热带常绿阔叶林 带
亚热带季风气候
亚热带常绿阔叶林 温带季风和海洋性

气候
温带草原带
温带荒漠带
温带大陆气候
•(1)昆虫与植物间的协同进化; •(2)大型草食动物与植物的协同进化; •(3)互惠共生物种间的协同进化; •(4)协同适应系统。
•二、生物多样性 •(一)概念
•生物多样性的意义?
•四个水平: •遗传多样性;物种多样性; •生态系统多样性;景观多样性。
•(二)影响生物多样性的因素
•1.物种生物量 •2.物种的属性 •3.生物地化循环 •4.系统的稳定性
环境生态学第二章生物与环境
•3. Shelford耐性定律 •(Shelford’s law of tolerance) •(1)基本概念 • 耐性定律 • 生态幅 (ecological amplitude) 或生态 价(ecological valence)
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沙鼠 驼鹿,紫貂 驯鹿,北极狐 北极熊,海貂
典型土壤 砖红壤 砖红壤性
红壤 燥红土 荒漠土
褐土
红壤
棕壤,褐 土
黑钙土
荒漠土
灰化土
冰沼土 未发育
•2.垂直地带性 •3.经度地带性 •(水分差异)
•东南沿海 •西北内陆
第二节 地球上的生物
•一、生命的产生与进化 •(一)生物的起源
•恩格斯《自然辩证法》 •Miller S L 实验 •化学进化阶段 •生物学进化
亚寒带针叶林带
苔原带 冰原带
亚寒带针叶林气候
苔原气候 冰原气候
典型植被 热带雨林
热带季雨林
热带草原 热带荒漠 亚热带常绿 硬叶林 亚热带常绿 阔叶林
温带草原
温带草原
温带荒漠
亚寒带针叶 林 苔原
冰雪裸地
典型动物 猩猩,河马 象,孔雀 长颈鹿,羚羊 袋鼠,沙漠狐 阿尔卑斯山羊
猕猴,灵猫
松鼠,黑熊 黄羊、旱獭 双峰驼,子午
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•二、生态因子作用的一般特征
•1.综合作用
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•2.主导因子作用 •主导因子概念
•光合作用——光强——主导因子;

温度和CO2——次要因子;
•春化作用——温度——主导因子;

湿度和通气——次要因子。
•3.直接作用和间接作用
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•趋异适应(divergence adaptation)
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•适应对生物种族的发展有什么意义?
•1.个体数量的增加; •2.扩大分布区; •3.物种的分化。
•二、形态构造的适应
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环境生态学第二章生物与环境
•二、光因子的生态作用
•(一)光照强度的生态作用与生物的适应 •1.光照强度对生物的生长发育和形态建成的 作用;
•2.光照强度与水生生物; •3.植物对光照强度的适应。
•植物的光补偿点示意图(Emberlin,1983)
光补偿点 (compensation point) 光饱和点(saturate point)
•2.高温对生物的影响及生物的适应
•a.高温对生物的影响 •植物—光合作用、呼吸作用 •动物—酶活性、蛋白质
•b.生物对高温环境的适应 •表现在形态、生理和行为3个方面
•(三)热污染和热岛效应
•热污染(thermal pollution) •城市热岛效应
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•冬眠(冬蛰):如蛙、蛇、蝙蝠等。 •植物和微生物的休眠。
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环境生态学第二章生物与环境
•五、营养的适应
•狭食性动物: •特点 •环境条件 •广食性动物: •特点 •环境条件
第四节 环境因子的生态作用
•一、环境因子分类 •1.美国生态学家Daubenmire R F(1947)的分类: •3大类和7个项目; •2.Gill(1975)将非生物因素划分为三个层次。 •3.环境因子所起作用的主体,可分为:气候因子、 土壤因子、地形因子、生物因子和人为因子。
•法国学者雷米尔(Reaumur,l735)提出有 效积温法则:

K=N(t一t0)
•K—该生物所需的有效积温,它是个常数;
•t一当地该时期的平均温度,℃;
•t0—该生物生长活动所需最低临界温度(生
物零度),℃;
•N—天数,d。
•(二)极端温度对生物的影响
•1.低温对生物的影响及生物的适应 •a.低温对生物的影响 •临界温度 •低温对生物的伤害:冷害和冻害 •b.生物对低温的适应 •贝格曼(Bergman)规律 •阿伦(A11en)规律
•三、温度因子的生态作用及生物的适 应
•(一)温度对生物生长发育的影响
•1.温度与生物生长
•生物生长的“三基点” •一般来说,生长在低纬度的生物高温阈值 偏高,而生长在高纬度的生物低温阈值偏低。
•2.温度与生物发育
•变温对生物的作用
•低温对植物开花结果的刺激作用—春化作 用(vernalization) •如小麦,苦麻菜
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