生态学：2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。
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。
4-3 生态工程【教学设计】生物选择性必修2 生物与环境
生物选择性必修2 生物与环境【教学设计】第3节生态工程[学习目标]1.举例说明根据生态学原理、采用系统工程的方法和技术,达到资源多层次和循环利用的目的,使特定区域中的人和自然环境均受益。
2.形成“环境保护需要从我做起”的意识。
3.通过对生态农业、生态修复的分析,树立物质与能量的生命观念,形成保护环境、人与环境和谐相处的社会责任感。
【课件自主预习】一、生态工程的基本原理1.生态工程(1)概念:是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法,对人工生态系统进行分析、设计和调控,或对已被破坏的生态环境进行修复、重建,从而提高生态系统的生产力或改善生态环境,促进人类社会与自然环境和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。
(2)目的:遵循生态学规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益和生态效益的同步发展。
(3)优点:与传统的工程相比,生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。
2.生态工程所遵循的基本原理(1)自生①由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。
②遵循自生原理,需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设。
一般而言,应尽量提高生物多样性程度,利用种群之间互利共存关系,构建复合的群落,这样即便某个种群消亡,其他种群也能弥补上来,从而有助于生态系统维持自生能力。
③要维持系统的自生,就需要创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖,以及它们形成互利共存关系的条件。
(2)循环循环是指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高。
(3)协调在进行生态工程建设时,需要考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应。
处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡,需要考虑环境容纳量。
(4)整体①几乎每个生态工程都是具有多组分、复杂结构及综合功能的系统,这样的复杂系统建设必须以整体观为指导。
自然生态系统是通过生物与环境、生物与生物之间的协同进化而形成的一个不可分割的有机整体。
人教版七年级生物上册第二章第二节生物与环境组成生态系统知识点
生态系统的概念一、生物与环境是一个不可分割的整体为了防止鸟吃草籽，有人曾用网将草场罩起来，结果草几乎被虫子吃光，而未加网的草却长势良好。
在草场上，昆虫吃草；有的鸟吃草籽，有的鸟吃昆虫，有的鸟既吃草籽又吃昆虫；吃草籽和昆虫的鸟又往往被狐和鹰等动物捕食。
由此可见，自然界中的各种生物是相互制约的。
草被网罩起来以后，鸟飞不进去，吃草的昆虫失去了鸟的控制，就猖獗起来。
这个实例说明，生物与环境是一个不可分割的整体。
二、生态系统的概念1.概念：在一定的空间范围内，生物与环境所形成的统一的整体，叫做生态系统。
2.范围：可大可小，一片森林、一条河流、一个湖泊、一块农田等都可以看作一个生态系统。
生态系统的组成一、组成成分及各部分的功能一个完整的生态系统由非生物成分和生物成分组成，根据获得营养和能量方式的不同，二、各成分之间的关系生态系统的各种成分之间是相互联系、相互依存的。
某种成分的变化，往往会引起其他成分发生相应的改变，甚至会引起整个生态系统发生一系列的变化（如图）。
亦可用以下图示表示：食物链和食物网一、食物链1.概念：在生态系统中，不同生物之间由于吃与被吃的关系而形成的链状顺序叫做食物链。
食物链的起始部分是生产者。
2.食物链各环节之间的关系在某生态系统中，蚱蜢以青草为食，青蛙可以捕食蚱蜢，又可以被蛇捕食。
在这条食物链中，青草作为生产者，是最基础的环节，蚱蜢为初级消费者，青蛙为次级消费者，蛇则为三级消费者。
图例：二、食物网在生态系统中，生物之间实际的取食和被取食关系并不像食物链所表达的那么简单，一种肉食性动物可以吃多种植食性动物，而一种植食性动物也可以成为多种肉食性动物的食物。
所以在一个生态系统中可能有许多条食物链，而且各条食物链彼此交错，形成了复杂的网状联系。
1.食物网：在生态系统中，许多食物链彼此交织在一起形成复杂的营养关系，叫做食物网。
（如图）2.食物网与生态系统的关系一个复杂的食物网是使生态系统保持稳定的重要条件。
环境生态学 第二章 生物与环境PPT课件
• 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
13
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。
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？
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生物与环境---生物与环境间相互作用的基本原理
▪ “最小因子定律”(Liebig’s law of minimum) (1840,德国) • 植物的生长取决于处于最低量的营养元素，这 些处于最低量的营养元素称最小因子。 • 两个补充条件（Odum,1973）： 1）严格的稳定状态 2）因子补偿作用。
▪ 气候因子:如温度、水分、光照、风、气压和雷电等 ▪ 土壤因子:如土壤结构、土壤成分的理化性质等 ▪ 地形因子:如陆地、海洋、海拔、山脉的走向与坡度等 ▪ 生物因子:包括动物、植物和微生物之间的相互作用 ▪ 人为因子:人类活动对自然的破坏及对环境的污染
生物与环境——生态因子作用的一般特征（1）
• 综合作用： 环境中各种生态因子不是孤立存在的，而是 彼此联系、相互促进、互相制约，任何一个因子的变化， 必将引起其他因子不同程度的变化和反应。
生物与环境——环境的分类
生物与环境——生态因子的概念
▪ 生态因子：环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分 布有着直接或间接影响的环境要素。
▪ 生存条件：生态因子中生物生存不能缺少的生态因子的总 称。
▪ 生态环境：一定区域所有生态因子的总和。 ▪ 生境：具体生物个体或群体的栖息地的生态环境。
生物与环境——生态因子的分类（按性质分类）
生物与环境---生物与环境间相互作用的基本原理
▪ 限制因子(limiting factors) • 在众多生态因子中，任何接近或超过某种生物 的耐受性极限而限制其生存、生长、繁殖或扩 散的关键性因子称为限制因子 • Blackman,1905,注意到生态因子过量的影响 • 为生态学研究提供了便利，生态学的研究就是 寻找限制因子，解决实际问题
生物与环境—生物与环境间相互作用的基本原理
生态幅 (ecological amplitude）
▪概念
• 每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围，即有一 个生态上的最低点和最高点。在最低点和最高点(或称耐受 性的上限和下限)之间的范围就称为生态幅 (ecological amplitude) 或生态价(ecological valence)。
▪类型划分
• 广温性(eurythermal
窄温性(stenothermal)
• 广水性(euryhydric)
窄水性(stenohydric)
• 广盐性(euryhaline)
窄盐性(stenohaline)
• 广食性(euryphagic)
窄食性(stenophagic)
• 广光性(
耐受性上限 生理受抑制 不能耐受区
种 群 种群消失 数 量
数量很低
数量最高
数量很低 种群消失
低
环境梯度
高
生物与环境—生物与环境间相互作用的基本原理
Shelford耐受性定律的发展
• 生物对不同生态因子的耐受范围不同，不同年龄、季节、 栖息地等同种生物对生态因子的耐受性不同
生态学
(2014)
生物与环境
生物与环境
▪ 环境与生态因子的概念、类型、特征、 作用
▪ 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
生物与环境——环境的概念
▪ 环境和环境因子：环境是指某 一特定生物体或生物群体以外 的空间,以及直接、间接影响该 生物体或生物群体生存的一切 事物的总和。由许多环境要素 构成，这些环境要素称环境因 子。
生物与环境—生物与环境间相互作用的基本原理
驯化
生物与环境—生物与环境间相互作用的基本原理
驯化
耗氧量 （ml·g-1·h-1 ）
200
160
5 ℃驯化
120
80
25 ℃驯化
40
0
10
20
30
温度 ℃
不同温度下驯化导致耗氧量的差异
生物与环境—生物与环境间相互作用的基本原理
指示生物
▪ 生物在与环境相互作用、协同进化的过程中，每个种都留 下了深刻的环境烙印。因此，常用生物来反映环境的某些 特征，称这类生物为指示生物。 如南宋诗人陆游“野人无历日，鸟啼知四时”。如预 报天气有“燕子低飞蛇过道，大雨不久要来到”。如美国 学者Curtis (1959) 列出威斯康星地区湖泊中软水的指示植 物为Gratiola aurea, 硬水指示植物为Ranunculus aquatilis。 颤蚓的大量发生可指示水中溶解氧的缺乏。再如“秋风响， 蟹角痒”，反之“蟹行秋至“。
• 对很多生态因子耐受范围都很宽的生物，其分布区一般比 较广
• 个体发育的不同阶段，对生态因子的耐受限度不同 • 不同的生物种，对同一生态因子的耐受性不同 • 某一生态因子处于非最适状态下时，生物对其他生态因子
的耐受限度也下降
截距
▪ 对生物产生影响的各种生态因子之间存在明显的相互影响： 如温湿的关系；湿度和溶氧的关系；温度和盐的协同作用
动物的保护色、警戒色与拟态
A 树皮纺织娘 B 枭蝶 C 枯叶蝶 D 捕食花螳螂 E 蛙鱼
A
B
C
D
E
生物与环境—生物与环境间相互作用的基本原理
驯化
▪驯化：生物在实验／自然条件下，诱发的生理补偿变化，导 致该种耐性限度的改变，适宜生存范围的上下限会发生移动， 并形成一个新的最适点。前者需要较短的时间，后者需要较长 的时间。 ▪驯化过程是通过酶系统的调整而实现的，因为酶只能在特定 的环境范围内起作用，并决定着生物的代谢速率与耐性限度， 所以驯化过程是生物体内酶系统的改变过程。
• 主导因子作用：在诸多生态因子中，有一个生态因子对生 物起决定性作用，该因子发生变化会引起其他因子也发生 变化。如植物春化作用时的低温因子。
生物与环境——生态因子作用的一般特征（2）
• 阶段性作用： 生物生长发育的不同阶段，需要不同的生 态因子或生态因子的不同强度。
• 不可替代性和补偿作用：生态因子间不可替代，但在一定 程度上可以补偿（数量上）。
生物与环境—生物与环境间相互作用的基本原理
▪ Shelford耐性定律 生物的生存与繁殖需要依赖环境中的多种
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受限度， 则使该物种不能生存，甚至灭绝。
生物与环境—生物与环境间相互作用的基本原理
生物种的耐受性限度图解（仿Smith,1980）
窄光性(stenophotic)
……
……
生物与环境—生物与环境间相互作用的基本原理
适应
▪适应：生物对环境压力的调整过程。分基因型适应 和表型适应两类，后者又包括可逆适应和不可逆适应。 ▪适应方式（形态、生理 、行为的适应） ：
•行为适应：运动、繁殖、迁移和迁徙、防御和抗 敌
• 生理适应：生物钟、休眠、生理生化变化 • 形态适应：保护、保护色、警戒色与拟态