生态学-生物与环境
生态学生物与环境的关系
生态学生物与环境的关系生态学生物研究的是生物与环境之间的相互作用关系，它是对生物学与环境科学的有机结合。
生物学家以生物为研究对象，环境科学家着重于环境因素的分析，而生态学家则将二者结合起来，探究生物与环境之间的相互依存关系。
生态学生物旨在理解生物与环境之间的相互作用，以及这种作用对生物系统和环境系统的影响。
生态学生物与环境的关系体现在以下几个方面：1. 生态学生物的适应性：生态学生物通过与环境相互作用来适应各种环境条件。
生物在进化过程中逐渐形成了适应各种环境的特征和行为。
例如，沙漠中的动物在面对高温、干旱的环境时，通过调节体温、减少水分流失等方式来适应这种极端环境。
2. 环境对生态学生物的影响：环境因素对生物的生存和繁衍有着重要的影响。
生态学生物需要适应并利用环境中的资源来完成自身的生命周期。
例如，林地中的植物依赖土壤中的营养和水分来生长，动物则依靠这些植物作为食物来源。
环境中的光照、温度和湿度等因素也会直接影响生物的生理和生态过程。
3. 反馈调节：生态学生物与环境之间的相互作用是一个不断发生反馈调节的过程。
环境中的变化会引起生物群体的变动，而生物群体的演替和适应性变化也会对环境产生影响。
这种相互作用形成了生物群体和环境之间的动态平衡。
例如，在某一生态系统中，如果一种植物的数量增加，这会导致其它物种的生存竞争，从而影响整个生物群体的结构和功能。
生态学生物与环境的关系不仅仅体现在自然生态系统中，也反映在人类活动对环境的影响上。
随着人类活动的不断扩张，人类与环境之间的相互关系变得更加密切。
人类的行为改变了大气成分、地表覆盖以及生物多样性等环境要素，进而对生态学生物和整个生态系统产生重大影响。
例如，工业排放的废气导致大气温室效应加剧，全球气候变暖，进而影响了生态系统中的生物群体分布和生态过程。
因此，生态学生物与环境的关系是一种紧密相连的联系。
通过研究生物与环境之间的相互作用，可以更好地理解和保护生态系统的平衡和稳定。
生态学-2生物与环境
目录 CONTENT
• 生物与环境关系 • 生态系统 • 生物多样性 • 人类活动对环境的影响 • 可持续发展与环境保护
01
生物与环境关系
生物适应性
生物适应性是指生物在面对环境变化 时，通过生理、行为和生态的调整来 适应环境的能力。这种适应性是生物 长期进化的结果，是生物生存和繁衍 的关键。
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可持续发展与环境保护
可持续发展的定义
01
满足当前人类需求，同时不损害未来世代满足自身 需求的能力的发展模式。
02
强调经济、社会和环境三者之间的协调发展，追求 生态、经济和社会的综合效益。
03
促进持久、公正和共同的发展，要求在发展过程中 实现公平性、持续性和包容性。
环境保护的重要性
维护生态平衡
01
保态系 统、物种和遗传资源免受破坏和丧失。
公众教育
通过教育和宣传活动，提高公众对生 物多样性的认识和保护意识，鼓励人
们参与保护行动。
法律法规保护
制定相关法律法规，限制对生物多样 性的破坏和过度利用，对违法者进行 惩罚。
科研支持
加强科研支持，深入研究生物多样性 及其保护机制，为保护工作提供科学 依据和技术支持。
环境对生物的影响是持续而深远的，如气候变化可能导致某 些物种的灭绝，环境污染可能对人类健康产生严重影响。
生物对环境的适应
生物对环境的适应是生物进化的重要 驱动力，也是生物多样性的重要来源。 在长期进化过程中，生物通过基因突 变和自然选择，逐渐适应了特定的环 境条件，形成了独特的生理和行为特 征。
VS
02 遗传多样性
指种内基因的变化，包括种内 显著差异。
基础生态学-第二章生物与环境--第一节环境与生态因子
（2）谢尔福德耐性定律
• “耐受性定律”(Shelford’s law of tolerance) (V.E.Shelford,1913，美国)
– “生物的存在和繁殖，要依赖于某种综合环境因子的存 在，只要其中一项因子的量（或质）不足或过多，超过 了某种生物的耐性限度，则使该物种不能生存，甚至灭 绝。”
三、生态因子的作用规律
（一）、综合作用：生态因子间相互联系、相互影响、相互制约，综合起来对
生物体起作用。 例如：温度与气压、湿度等因子共同作用 同样的高温度下，高气压和低湿度时对生物体损伤小；低气压和高湿度对生物体
损伤大。
三、生态因子的作用规律
（三）、直接因子和间接因子 直接因子：能直接影响生物的生理过程或参与生物的新陈代谢的因子。 间接因子 ：通过影响直接因子而间接作用于生物的因子。 例如：海拔高度及温度、光照等因子对人体的作用
（五）、不可替代性和补偿作用
A 不可替代性：生态因子对生物体的作用是不可替代的，又称同等 重要定律。
例如：人体缺维生素A、人体缺维生素D
一定范围内的 补偿！！
B 补偿作用（可调剂性）：多个生态因子综合作用时，由于某因子 在量上的不足，可由其他因子来补偿，以获得相似的生态效应。
例：光照不足，可多施有机肥使土壤中CO2浓度提高可补偿光照不 足。
耐性的可变性
• 同种生物长期生活在不同生态环境下，对多种生态因子会形成有差异的耐性范围， 用进废退；
例如：高山雪莲，耐高寒，对其他的条件适应性差。 • 生物的耐性范围还可通过人为驯化改变； 例如：生将金鱼长期饲养在不同温度条件下（18℃和32℃ ），他们对温度的耐性
生态学生物与环境的相互作用
生态学生物与环境的相互作用生态学生物与环境之间存在着密切的相互作用关系，它们相互依赖、相互影响、相互调节。
生态学生物主要指各类生物体，包括植物、动物、微生物等，在自然界的某个或某些生境中生活和繁衍。
环境则包含着生物所处的地理空间、气候、土壤质量、水资源等要素。
生态学生物与环境之间的相互影响和调节，对于维持和促进生态系统的稳定和可持续发展具有至关重要的意义。
一、生态学生物对环境的影响1. 植物对环境的影响植物通过光合作用能够吸收二氧化碳，释放氧气，并能够固定土壤，保持水源的稳定。
植物还能够改善环境的温度和湿度，为其他生物提供合适的生境。
2. 动物对环境的影响动物通过食物链和食物网的形成，调节生物群落的结构和物种数量。
同时，动物还能够通过种子传播、花粉传播等方式影响植物的分布和繁衍。
3. 微生物对环境的影响微生物在土壤中起着重要的生态作用，它们能够分解有机物质，促进养分的循环和生物的繁殖。
微生物还能够抵御有害微生物的侵袭，保持土壤的健康和生物多样性。
二、环境对生态学生物的影响1. 气候对生物的影响气候是影响生物分布和生态系统功能的重要因素之一。
不同的气候条件对于不同类型的生物有着不同的适应性。
例如，沙漠地带的植物通常对干旱有较强的耐受能力。
2. 土壤质量对生物的影响土壤的质量直接影响着植物的生长和发育以及微生物的分解作用。
优质的土壤富含养分并具备良好的保水能力，有利于植物生长；而贫瘠的土壤则会限制植物的生长条件。
3. 水资源对生物的影响水是生物生存和发展的重要要素之一。
水资源的丰缺直接影响着物种的分布和数量。
例如，水资源丰富的湖泊和河流地区往往拥有较为复杂和丰富的生物群落。
三、生态学生物与环境的相互调节1. 生物适应策略生态学生物通过进化和适应，形成了多种适应策略来适应环境的变化。
例如，热带雨林中的植物们通过繁茂的树冠和生长快速的特点来抢夺阳光资源，以适应高温多雨的环境。
2. 生物反馈机制生态学生物与环境之间存在着复杂的反馈机制。
生物生态学生物与环境的关系
生物生态学生物与环境的关系生物生态学是研究生物与环境之间相互作用的科学领域。
通过研究生物在自然界中的分布、数量和相互关系等现象，揭示生物与环境之间的密切联系。
生物与环境的关系是一个相互作用的过程，它不仅影响着生物的生存和繁殖，同时也对环境的构成和演变产生重要影响。
1. 环境对生物的影响生物的生存和繁殖都依赖于环境的支持和提供。
环境中的温度、湿度、光照等因素会直接影响到生物的生理活动和行为习性。
例如，某些物种只能在特定的温度范围中正常生活，一旦环境温度超出其耐受范围，生物体的正常功能就会受到影响甚至无法生存。
此外，环境中的水、土壤和大气等资源对于生物的生长发育也至关重要。
生物会通过对环境的适应和选择来提高生存的机会，并且在演化的过程中形成了各种特殊的生态类型和生存策略。
2. 生物对环境的影响生物通过其生理活动和生态位的占据，对环境产生直接或间接的影响。
例如，植物通过光合作用吸收二氧化碳，并释放氧气，调节了大气中的气体成分。
同时，植物的生长还可以保护土壤，减少水土流失。
此外，生物还通过食物链和食物网的构建，实现了能量的传递和物质的循环，促进了环境的稳定性和平衡性。
一些生物还能够适应并处理一些环境中的有害物质，起到了环境修复的作用。
3. 生物与环境的相互适应生物与环境之间的相互作用并不是单向的，而是一个相互适应的过程。
在长期的进化过程中，生物通过基因的变异和选择，逐渐形成了适应不同环境的特征和功能。
同时，环境也对生物的形态和生理特征产生选择压力，并推动了物种的进化和分化。
生物的适应能力往往决定了其在不同环境下的生存和繁殖成功率，而环境的变化也会对生物群体的遗传结构和物种组成产生重要影响。
总结起来，生物生态学研究了生物与环境之间的相互关系，揭示了生物对环境的依赖和对环境的影响。
生物与环境之间的相互作用是一个复杂而精密的生态系统，在这个系统中，生物通过与环境的相互适应和调节，实现了生态平衡和物种的多样性。
生态学-生物与环境
教材：《陈阅增普通生物学》，吴相钰主编，高等教育出版社
(第3版，2009年7月) 课堂为主 主要参考书： 《现代生物学》，胡玉佳编著，高等教育出版社，1999年8月 学时：64 1-16 周（周一5，6节），1-16周（周四5，6节），1教206 作业： 成绩：平时20%，期末考试：80% 意见反馈： zhangxiaoyi@
目的: 调控种群
1. 概念
同一物种在一定空间和一定时间的个体的集合体。
二、 种群
1、种群的概念 2、种群的数量动态
（1）出生率和死亡率 （2）年龄结构 （3）种群密度
3、种群数量调节
（1）. 种群在资源无限条件下呈指数增长 （2）. 种群在有限环境中的逻辑斯谛增长 （3）. 有些生物消灭不了，而有些生物又保护不住 （4）. 密度制约因子／非密度制约因子
（3）、水中的生物群落
淡水生物群落包括 溪流、河流、池塘、
湖泊和沼泽等类型。
植物包括浮游藻类、漂浮
植物和挺水植物
动物包括各种蛤、蚌、鱼、 虾等。 一些爬行类和两栖类动物 大都栖息在沿岸地带。
海洋生物群落根据 位置和海水的深度 分为海岸带、浅海 带、远洋带和海底 带等类型。
不同的海洋带分布 的海藻类植物和海 洋动物的类群差别 很大。
课程内容梗概
第一章 绪论 [了解] 1 课时 第二章生物大分子与细胞 [重点] 23 课时 第三章 生物的多样性及生物分界简介 [重点] 10 课时
病毒: 特征、增殖感染、特殊病毒 细菌： 特征、结构（基本的和特殊的）、特殊细菌 原生生物：特征、分类（原生动物—特征、分类）（原生植物-特征、分类） 真菌： 特征、菌丝、分类、担子菌伞菌目结构及其形成过程 植物： 特征、分类（每一类的特征）、种子植物的分类（种子的形成、裸子和被子植物的区别） 动物： 特征、分类方法、分类
生态学-生物与环境
1.3 生态因子的限制性作用
1.3.1 限制因子 限制因子(Limiting factors)：当某个生态因子 的变动范围超出生物所能耐受的临界限,并因 此影响生物的生长发育和繁殖,乃至引起死亡 时的生态因子。 (最小量和最大量都有可能成为限制因子) Blackman 1905年提出
1.3.2 李比希(Liebig)最小因子定律
岩石圈和土壤圈：岩石圈是指地壳的固体部分,它是一切陆
生生物的“立足点”。在岩石圈上,有郁郁葱葱的森林,一望 无际的草原,绚丽多彩的奇花异草,还有五颜六色的昆虫和种 类繁多的飞禽走兽……。在岩石圈的土壤表层下面,即土壤 圈,生活着蝼蛄、蚯蚓等动物,还分布着大量的微生物和植物 的根系。
水 圈：包括占地球表面71%的海洋、内陆水域和地下水。 大气圈：球表面包围整个地球的一个气体圈层。大气圈没有
明显的上界,在赤道上方高42000m和两极上方高28000m的 高空仍有大气存在的痕迹。
生物圈：地球表面全部生物及与之相互作用的自然环境的总
称。包括岩石圈上层、全部水圈和大气圈的下层。
生物的物质环境
1.1.2 什么是生态因子
1.1.2.1 生态因子的概念 生态因子(ecological factors)：环境中对生物的生 长、发育、生殖、行为和分布等有着直接或间 接影响的环境要素,如温度、湿度、O2、CO2 、 食物和其他相关生物等。是环境要素中对生物 起作用的因子,即生物生存所不可缺少的环境条 件,也称生物的生存条件。
第1章 生物与环境
1.1 环境与生态因子 1.2 生物与环境的相互作用 1.3 生态因子的限制性作用(最小因子、 限制因子与耐受限度)
1.1 环境与生态因子
1.1.1 什么是环境？ 1.1.2 什么是生态因子？
环境生态学_生物与环境的概念及其类型
4. 变温对生物的影响
温周期现象：由于地表太阳辐射的周期性变化产生温度有 规律的昼夜变化，许多生物适应了变温环境，多数生物在 变温下比恒温下生长得更好。 变温对生物的影响： 生物的生长：植物生长往往要求温度因子有规律的昼夜变 化的配合。 干物质积累：白天适当高温有利于光合作用，夜间适当低 温使呼吸作用减弱，光合产物消耗减少，净积累增多。
4. 生境：指在一定时间内具体的生物个体和群体生活地段上 的生态环境。也称栖息地。 5. 小环境：指接近生物个体表面的环境。 6. 内环境：指生物体内组织或细胞间的环境。
三、环境因子的分类
美国生态学家R.F.Daubenminre(1947)将环境因子分为
3大类: 气候类、 土壤类和生物类；
二、环境的类型
按环境的主体可分为：
① 以人类为主体的人类环境，在此类环境中其他的生命物质
和非生命物质都被视为人类环境要素。这是环境科学中所
指的环境； ② 以生物为主体的生物环境，即生物体以外的所有自然条件 称为环境。这是一般生态学书刊上所采用的分类方法。
按环境的性质将环境分成：
① 自然环境；
第二层，不以植被是否存在而发生的对植物有影响的环境因子 （例如，风暴、火山爆发、洪涝等）； 第三层，存在与发生受植被影响，反过来又直接或间接影响植 被的环境因子（例如，放牧、火烧等）。
第二节 生物与环境因子的相互作用
一、光因子的生态作用及生物的适应
（一）光照强度的生态作用与生物的适应 1. 光强对生物生长发育和形态建成的作用
植物：关闭气孔。 动物：休眠，穴居，昼伏夜出等。
3、温度与生物的地理分布
影响生物地理分布的因素： 有效总积温，极端温度（最高、最低温度） 高温限制生物分布的原因主要是破坏生物体内的代谢过程 和光合呼吸平衡；并且植物因得不到必要的低温刺激而不 能完成发育阶段。 低温对生物分布的限制作用更为明显，对植物和变温动物 来说，决定其水平分布北界和垂直分布上限的主要因素就 是低温。
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生态学-生物与环境
1. 光的变化规律
1.1 光照强度:在地球表面有空间和时间的变化规律 空间变化：纬度、海拔高度、地形、坡向 纬度变化：光照强度在赤道最大；随着纬度的增加，太阳
高度变低，光照强度相应减弱。 海拔变化：光照强度随着海拔高度的升高而增强，因为海
➢大环境(macro-environment):地区环境、地球环境 如西双版纳的环境，黄河三角洲的环境等。
➢小环境(micro-environment):直接影响生物生命活动的 近邻环境。如洞穴环境，树荫下环境等。
生态学-生物与环境
大环境（全球大气环流和ຫໍສະໝຸດ 流）生态学-生物与环境小 环 境 （ 小 气 候 ）
例增大;反之高度变小,长波光增加。 ➢纬度：低纬度处短波光多，高纬度长光波多 ➢海拔：随海拔升高长波光减少，短光波随之增多 ➢时间：夏季短光波多,冬季长光波多；
中午短光波多，早晚长光波多。
备注：太阳高度:太阳光线与地平面之间的夹角，全称太阳高度角，简称太阳高度。
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1.3 光照长度 日照长度随纬度变化而进行不同的周期性
拔高度越高，空气密度越稀薄。 坡向和坡度变化：北半球温带地区太阳位置偏南，南坡
所接受的光照比平地多;反之,北坡就比较少。 时间变化：有四季变化和昼夜变化
夏季光照最强，冬季最弱； 中午光照最强，早晚最弱。
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1.2 光谱成分 大气层对太阳辐射的吸收和散射具有选择性,太阳辐射通过 大气后,强度减弱,光谱成分发生了变化. ➢太阳高度:太阳高度升高,紫外线和可见光所占比
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2.2 温度的时间变化 季节变化：地球绕太阳的公转是一年四季温度变化的原因。 根据气候的冷暖、昼夜长短的节律，一年分为春、夏、秋、 冬四季（平均温度10-22℃为春秋季，10℃以下为冬季， 22℃以上为夏季）。四季长短受纬度、海拔高度、海陆位 置、地形、大气环流等因素的影响，各地差异较大。 昼夜变化：地球的自转引起的。日出后温度逐步上升，一 般在13-14点达到最高值，以后逐渐下降，直到日出前降 至最低值。此外，纬度高、海拔高以及远离海洋，昼夜温 差也大。
生态学-生物与环境
三、生物的物质环境
1．岩石圈和土壤圈：是生物所需要的元素和化合物的源泉 岩石圈是指地球的地壳部分，常称为大陆圈。地表岩石经
风吹、日晒和雨林，逐步风化分解成为母质，经过化学和生 物的共同作用，形成了土壤层，即土壤圈。 2．水圈：水圈包括占地球表面71%的海洋、内陆水域和地 下水，是生命诞生的摇篮。
变化。 纬度越低，最长日和最短日光照差距越
小，如赤道地区分别都是12小时。 随着纬度的增加，最长日和最短日的差距
越来越大。 纬度越高日照长短的变化越明显
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2．温度的变化规律
2.1 空间变化 ➢纬向变化：纬度每增加1度，年均温度大约降低0.5℃。 原因：低纬度地区太阳高度角大，太阳辐射量也大，昼 夜长短差异小，太阳辐射量的季节分配比较均匀。在北 半球随着纬度北移，太阳辐射量减少，温度逐渐降低。 ➢海拔变化：通常海拔每升高100m，平均温度降低0.50.6℃，相当于纬度北移1度。 原因：海拔高的地方，空气稀薄，水蒸气和CO2含量 低，地面的辐射散热量大，所以尽管太阳辐射较强，温 度还是较低。
质量的99%集中在离地表29km之内。 根据温度变化划分为四层：对流层（约10-20km）、平
流层(对流层以上直到大约50km的气层)、中间层（从平流 层顶约至80km处是中间层）和电离层。 4．生物圈
生物圈是地球表面全部生物及与之相互作用的自然环境 的总称，是由岩石圈、土壤圈、水圈和大气圈的交接空间 构成的。生物圈最显著的特点是有大量的生物存在。
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2.3 土壤和水体中的温度变化 ➢土温变化 ✓白天土壤表面受热后，热量从表土向深层输送； ✓夜间土表冷却后，热量从深层向表层流动; ✓土壤温度的变化比大气要缓慢且稳定，所以冬暖夏凉。 ➢水体温度变化：光线穿过水体时，辐射强度随深度的增加 呈对数值下降，因此太阳辐射增温仅限于水体最上层。
2．生境(habitat)
生境又称栖息地，具体的生物个体或群体生活区域的生态环境与 生物影响下的次生环境统称为生境。
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二、生物的能量环境
生命生存必需的能量——太阳辐射 主要来自太阳辐射，太阳产生的能量以电磁波 的形式向周围辐射。 太阳常数：地球表面在太阳直射、没有大气圈
的条件下，获得的太阳能为8.12J/cm2·min。 实际平均只有47%左右到达地面。 太阳辐射功能
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1.2 环境的类型
按主体分:人类环境和生物环境 按性质分:自然环境、半自然环境、社会环境 按范围分:地球环境、区域环境、微环境、内环境 按气候（climate）分: ✓大气候:大环境的气候条件,是指离地面1.5m以上的气候。 ✓小环境:小环境的气候条件(小范围内的特定栖息地),是指近地面大气 层中1.5m以内的气候。
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第二节 生态因子及其作用
环境因子：构成环境的各要素称为环境因子。 生态因子：指环境中对生物的生长，发育，生
殖，行为和分布有直接或间接影响 的环境因子，称为生态因子。如光 照、温度、水分、食物和其他相关 生物等。 生存因子：生态因子中生物生存不可缺少的因 子称为生物的生存因子=生存条件= 生活条件
第二章 生物与环境
生物与环境之间的相互关系
——是生态学研究的主题 适应过程与塑造作用 形成过程与改造作用
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第一节 环境概述
一、环境与生境 1．环境（environment）
1.1 环境概念：生态学中的环境概念是指生态系统中生 物有机体周围一切要素的总和。 环境本质：是生物生存和发展的资源及其影响因素 尺度效应：大环境与小环境
水的总量约为1.4×1018m3，其中淡水仅占2.53%，人类 可以直接利用的江河湖泊淡水和地下淡水仅占总量的0.77%。 水体中溶解有各种无机的和有机的营养物质，以及溶解在水 中的CO2和O2，为生物的分布提供了物质基础。
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3．大气圈 大气圈是地球表面包围整个地球的一个气体圈层，大气