基础生态学-生物与环境
生态学-2生物与环境

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• 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
基础生态学-北京师范大学精品课程

基础生态学-北京师范大学精品课程基础生态学理论课教学大纲[课程目标] 通过基础生态学的学习,使学生能够全面掌握生态学的基础理论和研究方法,了解生态学研究的发展动态与热点,激发学生热爱大自然的兴趣,以及勇于探求生物与环境之间相互关系的奥秘。
[学时安排] 总学时36,每周2学时。
[教学内容]绪论第一部分有机体与环境我们能够把自然界分为两大类:生物与非生物。
这两大类几乎总是可区别、可分开的,但它们又不能彼此孤立地存在。
生物依赖于环境,它们必需与环境连续地交换物质和能量,需适应于环境才能生存;生物又影响环境,改变了环境的条件,生物与环境在相互作用中形成统一的整体。
在这第一部分中,共分三章,主要阐述生物与环境间的相互作用规律和机理、温度和光因子的生态作用及生物对不同光制与极端温度的适应、水的特殊性质以及生物如何调节体内水和溶质的平衡、氧与二氧化碳的生态作用与生物适应、土壤理化性质及其对生物的影响、以及火的生态作用及管理。
第一章生物与环境生态学涉及生物与它们的环境,了解它们之间的关系是非常重要的。
环境的变化决定了生物的分布与多度,生物的生存又影响了环境,生物与环境是相互作用、相互依存的。
因此我们首先应该了解和掌握生物与环境的生态作用规律和机理。
第二章能量环境太阳表面以电磁波的形式不断释放的能量,即太阳辐射或太阳光。
太阳辐射为地球上所有生命系统提供了能量来源。
绿色植物将太阳能转化成化学能储存于植物体内, 这一过程是生物圈与太阳能发生联系的唯一环节,也是生物圈赖以生存的基础。
太阳辐射又温暖了地球表面,使生物能够生长、发育和繁衍,并对生物的分布起了重要的作用。
因此,光和温度组成了地球上的能量环境。
第三章物理环境水、大气、土壤是另一类生态因子,它们构成有机体生活的空间或栖息地,成为生物生存的必须条件。
同时,它们又为生物体的组成需要提供了常量元素(如碳、氢、氧、磷、硫、铁、钾、钠、钙等)与微量元素(如铬、钴、氟、铝、硒、锌、碘等)。
基础生态学期末重点摘要

基础生态学期末重点摘要基础生态学期末重点摘要绪论1生态学(ecology)研究生物与环境间相互关系的科学2生物多样性丧失的原因:a栖息地的丧失和片段化; b掠夺式的过度利用; c环境污染;d农业和林业品种单一化e外来种的引入3生态学的研究对象3.1传统生态学个体、种群、群落、生态系统的生物与环境之间关系的科学3.2现代生态学以生态系统为研究的基本单位,生态系统由生产者、消费者、分解者和非生物环境组成,其功能主要表现在物质流、能量流和信息流上4生态学发展简史4.1生态学的建立前期--生态学建立期--生态学的巩固期--现代生态学发展期5生态学的发展趋势向宏观和微观两极方向发展5.1宏观:景观生态学; 全球生态学5.2微观:分子生态第一章生物与环境一、环境与生态因子1.1环境生物赖以生存的外界条件的总和,包括空间及直接或间接影响生物生活和发展的各种因素。
1.2生态因子(Ecological Factor)是环境要素中对生物起作用的因子1.3生存条件将有机体生活和发育不可缺少的生态因子1.4生境(Habitat)特定群落的生态因子的总和2生态因子的分类2.1性质气候因子;土地因子;生物因子;人为因子2.2有无生命非生物因子;生物因子.2.3因子的稳定性和作用稳定因子;变动因子2.4对种群数量的影响密度制约因子(食物、天敌); 非密度制约因子(温度、降水)3生态因子作用特点综合性; 主导因子;阶段性;不可替代性和互补性;直接作用和间接作用二、生物与环境关系的基本原理1限制因子(Limiting Factor)在众多的生态因子中,接近或超过某种生物的耐受极限,而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因子。
2利比希最低因子定律植物的生长取决于处在最小量状态的营养成分。
3谢尔福德的耐受性定律任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多,即当其接近或达到某种生物的耐受限度时,就会使该种生物衰退或不能生存。
4耐受限度的说明:a生物的耐受范围因发育时期、季节、环境条件的不同而变化b对很多生态因子耐受范围都很宽的生物,分布一般很广c生物的实际耐受范围几乎都比潜在的范围狭窄d生物的耐受范围一般都有其低限、高限和最适点e繁殖期往往是一个临界期,环境因子最可能在繁殖期中起限制作用。
基础生态学(第2章 有机体与环境 一)

2. 季节变化
海洋水温的季节变化特点为:( ) 海洋水温的季节变化特点为:(1)赤道和两极地带的海 :( 水温的年较差不超过5 ;(2) 洋,水温的年较差不超过 ℃ ;( )温带海洋水温的年 较差为10-15 ℃ ,有时可达 ℃ ;( )随深度的增加, 有时可达23 ;(3)随深度的增加, 较差为 年较差减少,最高,最低温的出现时间也逐渐后延; 年较差减少,最高,最低温的出现时间也逐渐后延;通常 140米深度以下无水温的季节变化. 米深度以下无水温的季节变化. 米深度以下无水温的季节变化 大陆气温季节变化幅度较大, 大陆气温季节变化幅度较大,一年内最热月与最冷月平 均温度的差值称为温度年较差,年较差受纬度, 均温度的差值称为温度年较差,年较差受纬度,海陆位置 及地形等多因素影响. 及地形等多因素影响.
耐受性定律的发展
a) 同种生物对不同生态因子的耐受范围存在差异, 同种生物对不同生态因子的耐受范围存在差异, 且耐受性还会因年龄,季节,栖息地等的不同而 且耐受性还会因年龄,季节, 有差异. 有差异. b) 生物在整个个体发育过程中,对生态因子的耐受 生物在整个个体发育过程中, 限度不同. 限度不同. c) 不同生物对同一生态因子的耐受性不同. 不同生物对同一生态因子的耐受性不同. d) 生物对某一生态因子处于非最适状态时,对其他 生物对某一生态因子处于非最适状态时, 生态因子的耐受限度也会下降. 生态因子的耐受限度也会下降.
3. 耐受性定律
耐受性定律( 耐受性定律(law of tolerance):任何一个生态 )
因子在数量上或质量上的不足或过多, 因子在数量上或质量上的不足或过多,即当其接近或 达到某种生物的耐受限度时都会使该种生物衰退或不 能生存. 能生存. 耐受性定律不仅估计了环境因子量的变化, 耐受性定律不仅估计了环境因子量的变化,还 估计了生物本身的耐受限度; 估计了生物本身的耐受限度;同时该定律也允 许生态因子间的相互作用. 许生态因子间的相互作用.
基础生态学第3章有机体与环境二

第二节 大气及其生态作用
1、大气组成
➢在干燥空气中,O2占大气总量的20.95%,N2占78.9%, CO2占0.032%。这个比例在任何海拔高度的大气中基本相似。 但在地下洞穴或通气不良的环境中,空气中的O2和CO2含量 与大气不相同。
➢在大气组成成分中,对生物关系最为密切的是O2与CO2。
2、陆生动物的气体代谢
光的生态作用及生物对光的适应
1、光质的生态作用及生物的适应
植物光合作用:光合有效辐射(380-710nm),红光和蓝 紫光能被叶绿素和类胡萝卜素吸收,绿光则很少被吸收。 利用彩色薄膜对蔬菜等作物进行栽培试验。 光质对动物的生长、生殖、迁徙、毛羽更换等也有影响。 不可见光对生物的影响也是多方面的,如昆虫对紫外光有 趋光反应,而草履虫则表现为避光反应;紫外光抑制植物茎 的生长。
4、植物与氧
植物与动物一样呼吸消耗氧,但植物是大气中氧的主要生产
者。植物光合作用中,每呼吸44g CO2,能产生32g O2。白 天,植物光合作用释放的氧气比呼吸作用所消耗的氧气大20 倍。据估算,每公顷森林每日吸收1吨CO2,呼出0.73吨氧; 每公顷生长良好的草坪每日可吸收0.2吨CO2,释放0.15吨O2。 如果成年人每人每天消耗0.75 kg氧,释放0.9 kg CO2,则城 市每人需要10 m2森林或50 m2草坪才能满足呼吸需要。因此 植树造林是至关重要的,不仅是美化环境,更主要的是给人
类的生存提供了净化的空气环境。
第三节 土壤及其生态作用
1、土壤的生态学意义
(1)为陆生植物提供基底,为土壤生物提供栖息场所; (2)提供生物生活所必须的矿质元素和水分; (3)维持丰富的土壤生物区系; (4)生态系统中许多重要的生态过程均在土壤中进行。
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。
基础生态学(第1章生物与环境)

WENKU DESIGN
种群数量与环境
种群数量受环境资源限制
01
种群数量增长受限于环境的资源供给,如食物、水源和栖息地
等。
环境容纳量
02
在一定时间内,环境所能维持的最大种群数量被称为环境容纳
量。
环境变化对种群数量的影响
03
环境变化如气候变化、环境污染等,会对种群数量产生影响,
可能导致种群数量的增加或减少。
人类活动对生态系统的影响
正面影响
人类活动可以改善生态环境,如植树造林、恢复湿地和保护野生动物栖息地等, 这些措施有助于提高生态系统的生产力、多样性和稳定性。
负面影响
人类活动也给生态系统带来了负面影响,如过度开发、污染和外来物种入侵等, 这些行为可能导致生态系统结构破坏、功能退化和生物多样性减少。
THANKS
生理适应
生物的生理功能与环境相 适应,如沙漠植物的节水 适应、动物体温调节等。
行为适应
生物的行为特征与环境相 适应,如动物的迁移、捕 食等行为。
PART 02
生物与非生物环境
REPORTING
WENKU DESIGN
气候与生物
温度和生物分布
不同生物适应不同的温度范围, 因此气候温度影响生物的地理分
气候因子
包括温度、湿度、降水 等,影响生物的生长、
繁殖和分布。
土壤因子
地形因子
生物因子
包括土壤类型、pH值、 肥力等,影响植物的生 长和土壤动物的活动。
包括地形地貌、海拔等, 影响生物的栖息地和分
布。
包括种内关系、种间关 系等,影响生物的生存
和竞争。
生物对环境的适应
形态适应
生物的形态特征与环境相 适应,如骆驼的驼峰、鸟 类的翅膀等。
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生物的生态幅对其分布有重要影响,每种生 物的分布区,由它的生态幅和环境相互作用所 决定的。
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五、生物对各生态因子耐受性之间的相互关系
➢对生物产生影响的各种生态因子之间存在相互影响, 如许多陆地生物对温度的耐受性与它们对湿度的耐受 性密切相关。 ➢生理分布区和生理最适分布区
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耐受性定律的发展
a) 同种生物对不同生态因子的耐受范围存在差异, 且耐受性还会因年龄、季节、栖息地等的不同而 有差异。
b) 生物在整个个体发育过程中,对生态因子的耐受 限度不同。
c) 不同生物对同一生态因子的耐受性不同。 d) 生物对某一生态因子处于非最适状态时,对其他
生态因子的耐受限度也会下降。
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生态学中常用“广”(eury-)和“狭”(no-)表示 生态幅的宽度,它们与不同因子的组合,表示生物对某 一生态因子的适应范围。如:
广温性(eruythermal)、狭温性(stenothermal) 广水性(euryhydric)、狭水性(stenohydric) 广食性(euryphagic)、狭食性(stenophagic) 广盐性(euryhaline)、狭盐性(stenohaline)
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广温性生物与狭温性生物的生态幅比较
(引自孙儒泳,1992)
狭温性生物的耐受性下限、上限与最适温度相 距很近,对广温性生物影响很小的温度变化, 对狭温性生物可能成为临界。
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当生物对环境中某一生态因子的适应范围较 宽,而对另一因子的适应范围较窄时,生态幅 常受到后一种生态因子的限制。
生态分布区和生态最适分布区
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六、生物对生态因子耐受限度的调整
生物对环境生态因子的耐受范围并非固定不变, 可通过驯化和休眠改变生物的耐受范围,适应环 境的变化。
耐受限度随环境温度的改变(转引自孙儒泳,1992)
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生态因子的分类
➢按性质分:气候、土壤、生物、人为
➢按有无生命分:生物因子与非生物因子
➢按对动物种群数量变动的作用分: 密度制约因子(density dependent factor) 非密度制约因子(density independent factor )
➢按稳定性及其作用特点分:稳定因子和变动因子
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2. 限制因子
任何生态因子,当接近或超过某种生物的耐受性 极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散时,这个 因子就称为限制因子(limiting factor)。
因子处于最小量时,可以成为生物的限制因子; 但因子过量时,同样也会成为限制因子,即生态 因子的最大状态也具有限制性影响,这就是限制 因子定律(Law of limiting factor )。
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三、 生态因子的作用特点
➢综合作用 ➢主导因子作用 ➢阶段性作用 ➢不可替代性和补偿性作用 ➢直接作用和间接作用
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四、生物对非生物因子的耐受限度
1. 利比希最小因子定律
1840年德国农业化学家J. Liebig(利比希)提出: 植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养元 素;即低于某种生物需要的最小量的任何特定因 子,是决定该种生物生存和分布的根本因素—利比 希最小因子定律(Liebig’s law of minimum)。
第二章 有机体与环境(一)
➢生物依赖于环境:从环境中获得能量和进 行物质循环,需适应于环境才能生存;
➢生物又影响环境:改变环境的条件,使其 更加适宜于生物的生存。
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第1节 有机体与环境相互作用的 基本原理
一、环境(environment)
指生物有机体周围一切的总和,包括空间以及其中直 接或间接影响该有机体生活和发展的各种因素。
环境是一个相对的概念,必须有一个特定的 主体或中心;因此,环境依主体的不同,其 所包含的范围和要素也不同。
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2
环境的类型
(1)按环境的主体分类:
以人为主体的人类环境,其他的生命物质 和非生命物质均被视为环境要素;
另一种是以生物为主体的生物环境,生物 体以外的所有自然条件都称为环境要素。
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生态幅(ecological amplitude)
每种生物对每个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 (或称耐受性的下限和上限)之间的范围,称为生 态幅或生态价(ecological valence)。
生态幅中有个最适区, 该区内生物生理状态最 佳。生态幅是由生物的 遗传特性决定的。
内环境
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二、 生态因子及其分类
➢组成环境的因素称为环境因子,或称生态因子 (ecological factor)。
➢生态因子中,有机体生活和发育所不可缺少的外界 环境因素,有时被称为生物的生存条件。
➢所有的生态因子构成生物的生态环境,特定生物体 或群体的栖息地的生态环境称为生境(habitat)。
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E. P. Odum对利比希最小因子定律的补充
该定律只有在严格的稳定条件下才能应用。如果 一个生态系统中,物质和能量的输入和输出不是 处于平衡状态时,就不能应用。
各因子之间有补偿作用。当一个特定因子处于最 少量状态时,其他处于高浓度或过量状态的物 质,会补偿这一特定因子的不足。
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3. 耐受性定律
耐受性定律(law of tolerance):任何一个生态
因子在数量上或质量上的不足或过多,即当其接近或 达到某种生物的耐受限度时都会使该种生物衰退或不 能生存。
耐受性定律不仅估计了环境因子量的变化,还 估计了生物本身的耐受限度;同时该定律也允 许生态因子间的相互作用。
大环境(macroenvironment):地区环境、地球环境 和宇宙环境;大气候
小环境(microenvironment):对生物有直接影响的 邻接环境;小气候
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3
(2)按环境的性质分类:
自然环境 半自然环境 社会环境
(3)按环境的范围大小分类:
宇宙环境(星际环境)
地球环境
区域环境
微环境