北京大学环境生态学课件第二章生物与环境

生态学-2生物与环境

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
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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。

环境生态学全套课件

1975年美国召开受害生态系统恢复国际会议，讨论受害生态系统的恢复和重建等许多重要的环境生态学问题。1980年卡林等出版《受害生态系统恢复过程》一书，探讨受害生态系统恢复过程中的重要生态学理论与应用等问题。1987年福尔德曼出版了《环境生态学》教科书，环境生态学的框架基本形成；1989年在北京召开生态工程国际研讨会，研讨了受害生态系统的重建问题，对推动环境生态学的发展起了积极的促进作用。
(二) 生态学的产生和发展 1、生态学的产生生态学产生于19世纪60年代，对生态学产生
贡献比较大的人以及他们的著作有：
（1）化学家保尔，他在1670年发表了低气
压对动物效应的试验成果，标志着动物生态学的开端. (2) 马尔萨斯,他1803出版《人口论》，分析了生物的繁殖与食物生产之间的关系，特别是分
环境生态学
主要参考书
1.

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5.

程胜高，罗泽娇，曾克峰主编. 环境生态学. 北京：化学工业出版社，2019 金岚. 环境生态学.北京：高等教育出版社， 1992 李博主编. 生态学.北京：高等教育出版社，2019 杨京平主编. 环境生态学. 北京：化学工业出版社，2019 卢升高, 吕军主编 .杭州 :浙江大学出版社 ,2019
（二）环境生态学的发展
1972年英国经济学家芭芭拉沃德出版了一本《只有一个地球》——对一个小小行星的关怀和维护，该书是在58个国家 152位专家组成的顾问委员会协助下编写而成的，它为1972年在斯德哥尔摩联合国环境会议提供了背景材料。
该书从整个地球的环境出发，从社会经
济和政治的不同角度出发，评述环境污染对不同国家产生的影响，指出人类所面临的环境问题，提醒人们认识人类所居住的地球的局限性和易变性。呼吁各国人民维护人类赖以生存的地球，该书对环境生态学的发展起了重要的作用。

基础生态学-第二章生物与环境--第一节环境与生态因子

– 两个补充条件（Odum,1983）： – 1）只适用于稳定状态 – 2）要考虑生态因子之间的相互作用
（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

环境生态学课程内容

知识点第一章生物与环境1.1生态因子1、生态因子：环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境因素。

如：温度、湿度、食物、氧气、二氧化碳等。

2、环境因子：生物有机体以外的所有环境要素，是构成环境的基本成分。

3、作用规律：（1）综合作用。

生态环境是一个统一的整体，生态环境中各种生态因子都是在其他因子的相互联系、相互制约中发挥作用，任何一个单因子的变化，都必将引起其他因子不同程度的变化及其反作用。

如气候的作用。

（2）主导因子作用。

在对生物起作用的诸多因子中，其中必有一个或两个是对生物起决定性作用的生态因子，称为主导因子。

主导因子发生变化会引起其他因子也发生变化。

如孵卵的温度控制直接性和间接性，食物，降水。

（3）直接作用和间接作用。

环境中的一些生态因子对生物产生间接作用，如地形因子；另外一些因子如光照、温度、水分状况则对生物起直接的作用。

（4）阶段性作用。

生态因子对生物的作用具有阶段性，这种阶段性是由生态环境的规律性变化所造成的。

如光照长短。

（5）不可代替性和补偿作用。

环境中各种生态因子对生物的作用虽然不尽相同，但都各具有重要性，不可缺少；但是某一个因子的数量不足，有时可以靠另外一个因子的加强而得到调剂和补偿。

如水体内的钙和锶。

4、作用方面：光、温度、水、大气、土壤。

5、生态因子空间分布特征：1、纬度地带性2、垂直地带性3、经度地带性1.3最小因子1、利比希最小因子定律：低于某种生物需要的最少量的任何特定因子，是决定该种生物生存和分布的根本因素。

应用这一定律时，一是注意其只适用于稳定状态，即能量和物质的流入和流出处于平稳的情况。

二是要考虑生态因子之间的相互作用。

2、限制因子：在众多生态因子中，任何接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因子，称限制因子。

3、主导因子作用：在各种生态因子中，对生物的生长发育具有决定性作用的因子，称为主导因子。

主导因子发生变化，会引起其它因子也发生变化或使生物的生长发育发生明显变化。

环境生态学第二章生物与环境PPT课件

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生物多样性的概念p35二生物多样性的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当二次电子数最少为一个时可代替初始电子的作用继续不断从阴极发出电子形成不依赖外界因素的初始电子从而产生自持放电
• 海洋植物— 光合作用色素对光谱变化具有明显的适应性:
–海水表层植物色素吸收蓝、红光； –深水植物光合色素有效地利用绿光。
• 高山植物— 对紫外光作用的适应，发展了特殊的莲座状叶丛。
• 动物— 不同动物发展不同的色觉。
不同光谱成分对植物的生态作用
1、红光的生态作用（1）光合活性大；（2）促进叶绿素的合成；（3）有利于碳水化合物的合成；（4）促进发芽；（5）增加植物体温度。
假说认为，地球表面的温度和化学组成是受地球表面的生命总体（生物圈）所主动调节的。
一、光因子的生态作用及生态适应
1. 太阳辐射及其变化规律 2. 光强度变化对生物的影响 3. 光质变化对生物的影响 4. 光周期现象
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２）影响地表太阳辐射的因素
a.大气圈的对太阳辐射的削弱作用 b.太阳高度角对太阳辐射强度的影响 (0°~90°) c. 日照长度的变化 d. 地形因素的影响：朝向、坡度、海拔高度 e. 不同的生境中的太阳辐射：
第一节地球上的生物
一、生命的产生与进化（重点） (一)、生命起源的几种学说：
1.神创论 2.从自然发生说到生源论
自然发生说的代表人物：古希腊的哲学家自然科学家亚里士多德（Aristotle, 384—前322），他认为生物的繁殖有三种主要方式： ①自然发生，如通常产生蚤类、蚊虫和各种虱子。 ②无性生殖，像海星、蠕虫、贝类等。 ③有性生殖。

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。

第二章生物与环境-环境生态学(盛连喜)

（三）生物的协同进化
2.生物的协同进化
生物间的协同进化，主要是由于生物个体的进化过程是在其环境的选择压力下进行的。因此，一个物种的进化必然会改变作用于其他生物的选择压力，引起其他生物也发生变化，这些变化反过来又会引起相关物种的进一步变化。这种两个相互作用的物种在进化过程中发展的相互适应的共同进化过程即为协同进化（coevolution）。在很多情况下，两个或更多物种的单独进化常常互相影响，形成一个相互作用的协同适应系统（coadapted system）。
（一）光强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
光照强度对植物细胞的增长和分化、体积的增长和重量的增加关系密切；
光还能促进组织和器官的分化，制约着器官的生长发育速度，使植物各器官和组织保持发育上的正常比例。
− 蛙卵、鲑鱼卵在有光情况下孵化快，发育也快； − 贻贝和生活在海洋深处的浮游生物则在黑暗情况下长得较快。
（一）Gaia 假说的形成和发展
Margulis 的认可和支持；英国东英吉利大学痕量气体化学家Liss 也同意Gaia 理论
中的某些观点；加州大学伯克利分校Kirchner J 和Harte J 持不同意见；哈佛大学Kasting 和Heinrich 也认为虽然在一些情况下生
不同的观点认为，稳定性应该有一个阈值，超过该数值后，多样性非但不能增加系统的稳定性，甚至可能产生破坏性作用。
三、地球自我调节理论——Gaia 假说
（一）Gaia 假说的形成和发展
Lovelock J E在1969 年关于生命起源的国际会议上，第一次提出了Gaia 假说。
1979 年，第一部著作《Gaia：对地球上生命的新认识》 1988年，第二部著作地球是由生物、海洋、大气和土壤组成的一个复合系统，生物圈

第二章生物与环境

4
按环境的性质分可分成自然环境、半自然环境和人工环境三类。
5
按环境的范围大小分可分为宇宙环境(或称星际环境)、地球环境、区域环境、微环境和内环境。
6
二、环境因子分类
Daubenmire(1947、1959)将环境因子分为三大类：气候类、土壤类和生物类；
７个并列的项目：土壤、水分、温度、光照、大气、火和生物因子。这是以环境因子特点为标准进行分类的代表。
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图 2-7 植物光合作用的昼夜变化 (Larcher, 1975)
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温度对生物分布有重要作用
我国从南到北植被分布
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二、温度因子的生态作用及生物的适应
1.温度因子的生态作用
（1）温度与生物生长任何一种生物，其生命活动中每一生理生化过程都有酶系统的参与。然而，每一种酶的活性都有它的最低温度、最适温度和最高温度，相应形成生物生长的“三基点”。一旦超过生物的耐受能力，如高温使蛋白质凝固，酶系统失活；低温将引起细胞膜系统渗透性改变、脱水、蛋白质沉淀以及其他不可逆转的化学变化。
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3.直接作用和间接作用
环境中的地形因子，其起伏程度、坡向、坡度、海拔及经纬度等对生物的作用不是直接的，但它们能影响光照、温度、雨水等因子的分布，因而对生物产生间接作用，这些地方的光照、温度、水分状况则对生物类型、生长和分布起直接的作用。
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4.阶段性作用
由于生物生长发育不同阶段对生态因子的需求不同，因此生态因子对生物的作用也具阶段性，这种阶段性是由生态环境的规律性变化所造成的。如光照长短，在植物的春化阶段并不起作用，但在光周期阶段则是很重要的。有些鱼类不是终生都定居在某一环境中，根据其生活史的各个不同阶段，对生存条件有不同的要求，如鱼类的洄游，大马哈鱼生活在海洋中，生殖季节就成群结队洄游到淡水河流中产卵，而鳗鲡则在淡水中生活，洄游到海洋中去生殖。