环境生态学第二章 生物与环境

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
(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。
1.拮抗作用 概念
实例：
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2.协同、增强和叠加作用 （1）协同作用
（2）增强作用
（3）叠加作用
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3.净化作用
物理净化、化学净化、生物净化
1hm2草地每天可以吸收360 kg二氧化碳，放出270 kg氧气，满足 360人对氧气的需要。每公顷的榆树林每年能滞留粉尘11 t，云杉和 松林的滞留量为榆树林的3倍左右，1 hm2的栎林每年吸尘量达68 t。
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
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（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。
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
典型植被
热带雨林
典型动物
猩猩，河马
典型土壤
砖红壤 砖红壤性 热带季雨林带 热带季风气候 热带季雨林 象，孔雀 红壤 热带草原带 热带草原气候 热带草原 长颈鹿，羚羊 燥红土 热带荒漠带 热带消漠气候 热带荒漠 袋鼠，沙漠狐 荒漠土 亚热带常绿硬叶林 亚热带常绿 阿尔卑斯山羊 地中海气候 褐土 带 硬叶林 亚热带常绿阔叶林 亚热带季风气候 亚热带常绿 猕猴，灵猫 红壤 带 阔叶林 亚热带常绿阔叶林 温带季风和海洋性 温带草原 松鼠，黑熊 棕壤，褐 带 气候 土 温带草原带 温带草原 黄羊、旱獭 黑钙土 温带大陆气候 双峰驼，子午 温带荒漠带 温带荒漠 荒漠土 沙鼠 亚寒带针叶林带 亚寒带针叶林气候 亚寒带针叶 驼鹿，紫貂 灰化土 林 苔原带 苔原气候 苔原 驯鹿，北极狐 冰沼土 冰原带 冰原气候 冰雪裸地 北极熊，海貂 未发育
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
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
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
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。
长日照 长日照植物 短日照植物
短日照
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
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”
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。
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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
（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。
2）陆生植物 包括湿生、中生和早生植物三种类型。
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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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
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
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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（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)
A
光 合 作 用 率
B
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
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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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。
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）
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适 应 性
改变 自己 保留有利于 生物生存和 繁殖的各种 特征
形成一定特 性和性状 充分利用 稳定条件 下的资源
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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。
冬眠（冬蛰）：如蛙、蛇、蝙蝠等。 植物和微生物的休眠。
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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
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耐受性下限 不能耐 生理受 受区 抑制 种 群 数 量 最适区
耐受性上限 生理受 抑制 不能 耐受 区 种群 消失
种群 消失
数量 很低
数量 最高
数量 很低
低
环境梯度
高
生物种的耐受性限度图解（据Smith,1980）
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2）耐性限度的驯化
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四、生态因子的其他作用方式
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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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4.生态因子的阶段性作用
光照长短 春化阶段
（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
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）
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复习思考题
1.大气的生态作用是什么？
2.简述热岛效应。
3.生态因子作用的一般特征？
4.简述耐受性定律。
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第一章内容回顾
环境问题的产生及发展 生态学发展简史与发展趋势
环境生态学的内容及发展趋势