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1、第三章 生物与环境,本章内容 一.环境与生物 二.主要因子的生态作用 三.生态因子作用的分析,一.环境与生物,（一）生物,是由内在因素联系起来的个体的集合,是自然界中的一个基本进化单位和功能单位。,1.物种(species),2.生态适应,生物为了适应环境，从形态、生理及生化机制上作出有利于生存的改变。,3.个体发育与系统发育,个体发育：指生物个体从出生到死亡的生长发育过程； 一个物种的性状随环境条件而改变的程度称为该种的可塑性； 系统发育：物种的变异是通过基因型的改变实现的，如果特定的环境因子作用下，变异幅度朝一个方向继续变化，则导致种的分化，这个过程即为系统发育。,4.适者生存,（二） 环

2、境,广义的环境（Environment）是指某一主体周围一切事物的总和。 在生态学中，环境是指生物的栖息地,以及直接或间接影响生物生存和发展的各种因素 。生物是环境的主体，主体不同，环境不同。,1.环境的概念,以人为主体的人类环境，其它生命物质和非生命物质均被视为构成人类环境的要素； 另一种是以生物为主体的生物环境，即生物体以外的所有要素。,2.环境的类型,(1)按环境的主体分类：,自然环境 半自然环境 社会环境,(2)按环境性质可分为：,原生环境(自然环境) 次生环境(半自然环境和人工环境),(3)按人类对环境的影响与否有：,宇宙环境（星际环境） 地球环境 区域环境 微环境 内环境,(4)按

3、环境范围大小分为,宇宙环境,地球环境,区域环境,内环境,微环境,（三）生物对环境的适应,同种生物适应不同的环境产生了不同的适应叫趋异适应 趋异适应产生的同种生物的不同基因型类群叫生态型 气候生态型（籼稻与粳稻） 土壤生态型（水稻与陆稻） 生物生态型（红花碗豆与白花碗豆）,1.趋异适应与生态型,不同生物适应相同环境产生了相同的适应叫趋同适应 趋同适应产生的相同生态习性的不同生物类群叫生活型,2.趋同适应与生活型,鲨鱼,鱼龙,海豚,非洲沙漠浆草,霸王花,仙人掌,生活型,3.生态位,生物完成其正常生活周期所表现的对特定生态因子的综合适应位置,（四）.生态因子,构成环境的各要素称为环境因子。 环境因子

4、中一切对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的因子则称生态因子(Ecological factor)。 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(或生存条件、生活条件)。 所有的生态因子综合作用构成生物的生态环境（Ecological environment）。 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（Habitat）。 环境因子、生态因子、生存因子是既有联系，又有区别的概念。,生态因子的概念与类型,(1)气候因子(Climatic factors),如光、温、湿度、降水量和大气运动等因子。 (2)土壤因子(Edaphic factors

5、),主要指土壤物理、化学性质、营养状况等,如土壤的深度、质地、母质、容重、孔隙度、pH、盐碱度、肥力等。 (3)地形因子(Topographic factors),指地表特征，如地形起伏、海拔、山脉、坡度、坡向、高度等地貌特征。 (4)生物因子(Biotic factors),指生物之间的相互关系，如种群结构、密度、竞争、捕食、共生、寄生等。 (5)人为因子(Anthropogenic factors),即指人类活动对生物和环境的影响。,生态因子的类型=,美国生态学家将环境因子分为3大类：气候类、土壤类和生物类； 这三大类可归结为7个并列的项目：土壤、水分、温度、光照、大气、火、生物。,生态因

6、子的类型,(1)第一周期性因素，是指由地球自转或公转及月相变化形成的光、温、潮汐的日、月、季节、年的周期性变化， (2)次生性周期因素，取决于第一性周期因素，如太阳辐射和温度周期性变化导致大气湿度、降水量周期性变化。 (3)非周期性因素，指突发性或间断性出现的因素，如暴雨、山洪、冰雹、蝗灾及火山喷发、地震、地外物体撞击等突发性灾难，生物对这类因素很难形成适应性。,生态因子的类型,(1)生态因子的纬向递变性 (2)生态因子的经向递变性 (3)生态因子的垂直递变性 (4)生态因子非地带性变化 （生态因子的地形变化）,4.生态因子的变化规律及生物分布,(1)生态因子的纬向递变性,南热带,中热带,北热

7、带,南亚热带,中亚热带,北亚热带,南温带,中温带,北温带,南,北,热带雨林,亚热带常绿阔叶林,温带落叶林,寒温带针叶林,热带雨林,亚热带常绿阔叶林,温带落叶林,寒温带针叶林,自北向南的土壤分布顺序大致为：冰沼土、灰化土、生草灰化土、灰色森林土、黑土、栗钙土和荒漠土； 我国东部和东南沿海由于季风气候的影响，自北向南土壤分布为：灰棕壤、棕壤、褐土、黄棕壤、黄褐土、黄壤、红壤和砖红壤。 动物的种群分布也存在明显地带性。,(1)生态因子的纬向递变性,(2)生态因子的经向递变性,我国自东向西，随经度数增加，海洋性气候向大陆性气候递变，生态因子的大陆性逐渐增强，年降水量递减，气温日较差递增。 原因：因海陆

8、分布和大气环流与地形相互作用影响形成的。,(2)生态因子的经向递变性（北纬400450）,(3)生态因子的垂直递变性,海拔 积 雪 高山 雪 雪 荒漠 高山草甸 高山寒漠土 高山灌丛 高山草原土 亚高山针叶林 山地灰化土 落叶阔叶林 山地棕壤 常绿阔叶林 山地黄壤 热带雨林 红壤 热带山体 亚热带山体 温带山体 纬向,在相同或相近的经、纬地区，因海拔高度的垂直性变化引起气候、生态因子的垂直性递变,西藏墨脱森林类型及垂直分布,(4)生态因子非地带性变化,如何解释沙漠地带的绿洲？ 受地形、地质结构、土壤矿质、土壤温度和水分等非地带性因素的影响，会产生非地带性生态因子的组合，使该地生态特性不符合大地

9、带性变化规律特征，形成各地带内部局部区域的差异性。,二.主要因子的生态作用,3.2.1 生物与环境的基本关系,生物与环境关系的本质是既协同、又斗争，主要表现为受环境制约、对环境的适应和对环境的反作用三种形式。,1.生态作用,定义：指由于生态因子对生物发生作用(也称影响)，使生命系统的结构、过程和功能发生相应的变化。 非生物生态因子对生物的作用形式体现在因子的质、量和持续时间三个方面: 因子的质：指因子的状态是否对生物有意义 因子的量：因子的量(数量或强度)决定其对生物作用及生物响应的程度，属于连续变量 因子的持续时间：在质和量的基础上，环境因子对生物的作用必须有一定的持续时间才能对生物起作用，

10、使生物做出响应。,2.生态适应,生态适应是生物处于特定环境条件(特别是极端环境)之下时发生的结构、过程和功能的改变，这种改变有利于生物在新的环境下生存和发展。 适应有短期适应和长期适应两类。,3.生态反作用与Gaia假说,生态反作用：生物反过来对环境的影响和改变。 Gaia假说认为：地球大气的化学成分、温度和氧化状态受天文的、生物的或其他的干扰而发生变化，产生偏离，生物通过改变其生长和代谢，如光合作用吸收二氧化碳释放氧气，呼吸作用吸收氧气释放二氧化碳，还有排泄、分解废物等，对偏离做出反应，缓和地球表面的这些变化。,光质的生态作用 光照强度的生态作用 光照时间的生态作用,3.2.2光的生态作用及

11、生物的适应性,C G Cao,光谱成分,1.光质的生态作用,叶绿素a的吸收光谱，有两个吸收高峰分别位于430nm及660nm处。,不同波段的光对植物的生理生态效应,C G Cao,光的形态建成作用,C G Cao,光补偿点,光饱和点,光合作用,呼吸作用,光合作用率,净生产力,光补偿点,光饱和点,呼吸作用,光合作用,光合作用率,净生产力,2.光强的生态作用,光照强度是指单位面积上的光通量大小,C3,C4,植物对光强的适应,C G Cao,C G Cao,阳性植物,阴性植物,C G Cao,C G Cao,阴阳结合,3.光长的生态作用,（1）光照长度指理论日照加上曙、暮光的有效光照时间，每天光照与

12、黑夜交替称为一个光周期。,长日照植物：牛旁、紫苑、凤仙花和除虫菊等，作物中有冬小麦、大麦、油菜、菠菜、甜菜、甘蓝和萝卜等。 短日照植物：牵牛、苍耳和菊类，作物中则有水稻、玉米、大豆、烟草、麻、棉等。 日中性植物：黄瓜、番薯、四季豆和蒲公英等，,（2）植物对光长的适应：光周期现象,C G Cao,日照长度的变化对哺乳动物的换毛和生殖，对鸟的迁飞等有十分明显的影响。 长日照兽类：雪貂、野兔和刺猬等 短日照兽类：绵羊、山羊和鹿 鸟类生殖腺的年周期发育与日照长度的周期变化完全吻合。在鸟类生殖期间人为改变光周期可以控制鸟类的产卵量。,C G Cao,（3）光长对动物的影响,平均温度 极端温度 积温 温周

13、期,3.2.3 温度的作用及生物的适应,致死低温区,亚致死低温区,亚致使高温区,致死高温区,温 区,温度对生物的作用,原生质结冰，组织冻结破坏，以致死亡。,代谢过程很慢，引起生理功能失调，死亡决定于低温强度和持续时间,发育速度随温度降低而减漫,死亡率最小,繁殖率最大,发育速度接近最快,发育速度随温度升高而减漫,死亡决定于高温强度和持续时间,短时间内造成死亡,-40,-30,-20,-10,0,10,20,30,40,50,60,温度,图 解,冷眠,冷死,活动下限,活动下降,新陈代谢下限,活动正常,活动上限,热眠,热死,最适温区,高适温区,低适温区,最低有效温度,最高有效温度,适宜温区 (有效温

14、区),生物量,（1）温度对生物的影响,-10,0,10,20,30,40,50,60,70,20,40,60,80,100,温度,光合速率(最大值的百分比),最低,最高,最适15,最低,最高,最适45,苔藓植物,沙漠灌丛,三基点温度 最低温度、最适温度和最高温度称为酶活性的三基点温度,温度系数,芽和叶片常受到油脂类物质的保护，芽具鳞片，植物体表面生有腊粉和密毛，植物矮小并常成匍匐状、垫状或莲座状等，反射光,对低温形态适应：,（2）植物对温度的适应,减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪和色素等物质来降低植物的冰点，增加抗寒能力。可见光谱中的吸收带较宽，并能吸收更多的红外线，一些植物的叶片在冬

15、季由于叶绿素破坏和其他色素增加而变为红色，有利于吸收更多的热量,生理生化适应：,A.非洲大耳狐 B.赤狐 C.北极狐,Bergmam规律： 降低比表面积 Allen 规律 ：缩减无效附件 休眠：（冬眠、夏眠、昼眠夜出）,（3）积温定律 发育起点温度：植物在一定温度下，便可以生长，但生长期间的温度低于一定临界值时，植物生长停止，这时的温度是无效的，这个最低温度也称为生物学零度。 有效积温：一定生育期内有效温度的总和,喜凉作物：小麦、早熟的马铃薯需要l0以上 的有效积温为10001600； 温凉作物：番茄等需有效积温15002100； 喜温作物：玉米、棉花等约为20004000； 耐热作物：柑桔和

16、椰子约40005000。,（4）变温与温周期性,促进某些种子萌发 促进植物生长 提高产品质量 影响动物的行为 一天中的活动时间,生物对温度有节奏的昼夜变化和反应温周期现象,温周期现象,季节变温 ：形成物候,物候 植物适应一年中的气候条件的季节性变化，形成与之相应的生长发育规律 Eg.春季萌芽 秋季落叶 冬季休眠,物候期 植物的器官在不同季节中从形态上显示的各种变化现象 Eg. 萌芽、展叶、初花、盛花、末花、果熟、落叶、休眠,物候,物候规律,春季 山上比山下晚 高纬度比低纬度晚 沿海比内陆晚 枣发芽、种棉花 杏花开、快种麦 野人无历日，鸟啼知四时,妇孺皆知的“九九歌”,一九二九不出手， 三九四九

17、冰上走， 五九六九沿河看柳， 七九河开，八九雁来， 九九加一九，耕牛遍地走。,3.2.4 水的作用及生物的适应,生物起源于水环境 水是生物体不可缺少的组成成分， 水是生物代谢过程中的重要原料。 水是生物新陈代谢的介质 水分保持植物的固有姿态、保持动物体水分平衡 水能调节体温,（1）水的生理生态作用,（2）动物对水的适应,昆虫的几丁质体壁；烟管螺产生膜以封闭壳口适应低湿条件；两栖类动物体表分泌粘液以保持湿润；爬行动物的角质层；鸟类的羽毛和尾脂腺；哺乳动物有尾脂腺和毛。,动物对水的形态适应,C G Cao,骆驼可以17d不喝水，身体脱水达体重的27%，仍然照常行走。它不仅具有贮水的胃，驼峰中还储藏

18、有丰富的脂肪，在消耗过程中产生大量水分，血液中具有特殊的脂肪和蛋白质，不易脱水。,动物对水的生理适应,C G Cao,沙漠地区夏季昼夜地表温度相差很大，因此，地面和地下的相对湿度和蒸发力相差也很大。一般沙漠动物白天躲在洞内，夜里出来活动。,动物对水的行为适应,C G Cao,（3）植物对水的适应,生境：水很深。弱光、流动、缺氧、密度大、粘性高、温度变化平缓，能溶解各种无机盐类。,沉水植物,黑藻,金鱼藻,苦草,沉水植物黄化狸藻,沉水植物水车前,根退化或消失，通气系统发达，叶片常呈带状、丝状或极。欣谠黾硬晒饷婊投訡O2，与无机盐的吸收，表皮细胞可直接吸收水中气体、营养物和水分，叶绿体大而多

19、，适应水中的弱光环境。植物体具有较强的弹性和抗扭曲能力以适应水的流动，淡水植物具有自动调节渗透压的能力，而海水植物则是等渗的。无性繁殖比有性繁殖发达。,沉水植物特征：,浮叶植物,生境：水较深。流动、温度变化平缓，根系缺氧。,特征：叶片飘浮水面，气孔通常分布在叶的上面，维管束和机械组织不发达，输导组织弱，通气组织发达，根扎于泥土中，抗旱性差，无性繁殖快。,浮叶植物,野菱,大漂,浮萍,满江红,槐叶苹,杏菜,凤眼莲,根扎于泥土中，茎叶下部浸于水中，上部露于空气中。通气组织发达。,挺水植物,莲,水葱,千屈菜,多生于沼生环境。根系缺氧，根、茎、叶有通气组织连接，有较发达输导组织，叶片有角质层，根系不发达

20、，无根毛，抗旱力较差。,湿生植物：,多生于旱生环境、土壤通气良好。根茎叶结构，抗旱能力介于湿生植物和旱生植物之间。无通气组织，不能生长于积水或干旱土壤中。,中生植物：,沙漠环境的多浆植物：有根、茎、叶特化形成的贮水组织，表面积对体积比例。镀』蛲嘶，角质层厚，气孔少而深埋，有特殊的水分与光合代谢途径。,旱生植物：,多浆植物,干旱环境的少浆植物：根系发达，叶面积。懈髦旨跎僬籼诘奶鼗峁，有亲水性强的原生质体，抗旱能力强。,旱生植物：,少浆植物：,根系发达。 维管束发达，叶脉致密，单位面积气孔数目多。 叶细胞较。芗跚峄邓鹕。,形态适应特征,（4）陆生植物对干旱的适应,生理适应特征：,

21、原生质具有较大的粘性与弹性 在干旱条件下酶的活性保持稳定 光合和呼吸作用仍维持较高水平,（5）提高植物抗旱性的途径,(1)抗旱锻炼：蹲苗,搁苗,饿苗,种子锻炼(双芽法) 植株根系发达,保水能力强,叶绿素含量高,干物质积累多,抗逆能力强。,(2)化学诱导,0.25 CaCl2 浸种20 h 0.05 ZnSO4 喷洒叶面 ABA B9 CCC,(3)矿质营养 P、K、B 、Cu肥,3.2.5 土壤的作用及生物的适应,作用：生物的生存场所、生存基质和营养库 物理因素：土壤温度、水分含量、空气含量及土壤质地和结构 化学因素：土壤化学组成、有机质的合成和分解、矿质元素的转化和释放、土壤酸碱度等 生物因

22、素：动植物和微生物。,土壤盐胁迫对植物的伤害,(1)吸水困难:土壤盐分过多，降低土壤溶液的渗透势，植物吸水困难, 形成生理干旱。 (2)生物膜破坏:高浓度的 NaCl 可置换细胞膜结合的Ca2+，膜结构破坏，功能也改变。 (3)生理紊乱:降低蛋白质合成速率，加速贮藏蛋白质的水解，氨积累。 (4)抑制光合:光合速率、呼吸速率降低, 缺乏营养。,生态类型,举例,适应机制及特征,土壤特性,盐碱土植物,聚盐性植物,碱蓬、滨藜、盐角草等,可吸收土壤可溶性盐聚集于体内，不受伤害,植物体干而硬，叶子不发达，蒸腾表面强烈缩。紫孪荩槐砥ぞ哂泻竦耐獗，常具灰白色绒毛。在内部结构上，细胞间隙强烈缩。だ缸橹

23、发达。有一些盐土植物枝叶具有肉质性，叶肉中有特殊的贮水细胞。似旱生植物特征,盐土：NaCl、Na2SO4等可溶性盐含量大于土重的1%。 碱土：富含Na2CO3、NaHCO3、K2SO4，钙、镁盐类。 盐碱度高毒害植物根系，土壤结构破坏，引起植物生理干旱、代谢失调。一般植物不能正常生长,泌盐性植物,红树、大米草、柽柳等,吸收土壤可溶性盐，通过茎、叶表面盐腺分泌排出,不透盐性植物,蒿属、盐地凤毛菊、田菁等,不吸收或很少吸收土壤盐类,酸性土 植物,茶、杜鹃、马尾松等,生长慢，叶小而厚，直根深扎。不能在钙土中生长,土壤酸性或强酸性，缺钙，多铁、铝。土壤质坚实，通气差，缺水，土温低,钙土 植物,南天竹、

24、刺柏、黄连木、野花椒等,喜钙,富含CaCO3的石灰性土壤，碱性较强,沙生 植物,骆驼刺、柠条、花棒等,具旱生植物特征，根系特别发达，无性繁殖力强。抗旱、耐热、耐冷、细胞渗透压高,沙丘性土质，流动性强、干旱、缺营养、温度变化大,生态 类型,举例,适应机制及特征,土壤特性,岗松,酸性土壤指示植物,芒萁,钙质土壤指示植物蜈蚣草,沙质盐碱地植物胜柳,盐土植物改良,3.2.6 大气的作用及生物的适应,CO2是光合作用的主要原料 O2是生物生命活动所必需的 SO2、HF、CH2CH2、NH3、O3、Cl、HCl、Hg等过量对植物造成：,（1）大气对植物的影响,（2）大气污染物的影响,风的输送作用 风影响

25、动物的行为活动，如取食、迁移、分布 风媒 风的破坏作用（风折、风倒、风拔）,（3）大气运动：风的作用,风播,偏冠,风干,风倒,3.2.7 火的作用及生物的适应,1.火发生条件,森林火灾主要发生在干旱季节，中高纬度的温带和寒温带，春秋两季干旱、多风、相对湿度低，是火灾易发季节。此外又以针阔混交林和针叶林为主，因树体和森林死地被物含有树脂及挥发油等易燃物。,林火发生需要有可燃物、助燃物和火源,主要是地上部分的叶、干、枝及地下的根系和森林死地被物以及土壤中的泥炭层,空气中的氧,2.林火类型,地表火：火沿林地表面蔓延，以烧毁死地被物和林下植物为主，也能烧伤林木干基和露出的根系。,地下火：林地腐殖质层或

26、泥炭层中燃烧的火灾。地表只有烟雾，基本见不到火焰。,树冠火,3.火对土壤的影响,(1)物理的变化: 土壤含水率：在低洼地区，如果植被全被烧死，可能造成沼泽化。 土壤温度：导致土壤温度增加。 (2)化学的变化 pH值：火烧后会促使pH值增加。 土壤有机质：不同程度的损失。 养分含量和可利用性：总的土壤养分含量下降，养分可利用性增加。 (3)改土、升温、消除有害物质、减低病虫害,4.火对植物的影响和植物的适应,Odum把依赖火或耐火种分为两个类型： 再萌芽型，火后大量结实型。 营养阶段对火的适应:抗火树皮、减小易燃性（阔叶树抗火性较强）、保护芽。 繁殖阶段对火的适应:提早开花结实,种子散布,野火烧

27、不。 春风吹又生,5.火对动物的影响,直接影响：取决于动物的逃避能力、火的燃烧程度和蔓延速度。 间接影响：火通过改变环境，使动物种类、多度和繁殖发生变化。火轻重不同地烧过林区时，会形成老龄和幼龄植被的镶嵌分布，从而增加动物区系多样性。,三.生态因子作用 的分析,限制因子定律 耐性定律 生态因子综合作用定律,（一）.生态因子的作用规律,1.限制因子定律,（1）最小因子定律 1840年德国化学家李比西分析了土壤表层与植物生长的关系，他认为植物生长环境中的水和二氧化碳数量较多，容易满足植物的需要，作物的产量往往取决于最小量矿质营养元素的供应状况；作物的增产与减产是与作物从土壤中所能获得的矿物营养的

28、多少成正相关的；每一种植物都需要一定种类和一定数量的营养物质，如果其中有一种营养物质完全缺乏，植物就不能生存，如果这种营养物质数量极微，植物的生长就会受到不良影响，这就是最小因子定律。 最小因子定律所揭示的原理只能在严格的“稳定状态”下，即物质、能量的输入和输出处于平衡状态下才适用。,（2）限制因子 生物在一定环境中生存，必须得到生存发展的多种生态因子，当某种生态因子不足或过量都影响生物的生存和发展，该因子即为限制因子。 限制因子是相对的，即相对于该因子对生物的影响结果而言，当该因子的量过。荒苈闵锏男枰砍晌拗埔蜃;该因子的量过大，难以同其他因子配合，对生物产生不良影响，也成为限制因

29、子;而该因子的量比较适合时，原来相对不缺乏的其他因子则上升为“限制因子”。 限制因子并不等同于主要作用因子。,2.耐性定律,耐性定律也称谢尔福德耐性定律(Shelford）。1913年美国生态学家Shelford经大量调查后指出，生物对其生存环境的适应有一个最小量和最大量的界限，生物只有处于这两个限度范围之间才能生存，这个最小到最大的限度称为生物的耐性范围。生物对环境的适应存在耐性限度的法则称耐性定律。 耐性定律说明，任何一个因子数量上不足或过剩，均会影响生物的生长发育和生存,生理紧张带,环境梯度,分布中心,生物最多,生物不多,生物不多,没有生物,没有生物,耐受上限,耐受下限,不能忍受带,不能

30、忍受带,种群数量,耐性定律图示,不同生物的耐性不同 同一生物不同时期的耐性不同 对不同因子的耐性无可比性 不同因子的耐性可相互影响 生物的耐性可人为改变（驯化）,耐性的变化,),95%,85%,90%,适合度,25,20,30,40,温度 / ,35,适合度,85,80,90,100,相对湿度%,95,30,32.5,35,耐性的变化,(Ecological amplitute),每个种对环境因子适应范围的大小 窄食性(Stenophagic) 、广食性(Euryphagic) 窄温性(Stenothermal) 、广温性(Eurythermal) 窄水性(Stenohydric)、广水性(E

31、uryhydric) 窄盐性(Stenohaline)、广盐性(Euryhaline) 窄栖性(Stenokecious)、广栖性(Euryoecious)。,生态幅,环境梯度,活动性 (生长、繁殖),A冷窄温,B广温,C暖窄温,最低,最高,最适,最适,最适,最低,最高,生态幅,狭 光 动 物,广 光 动 物,(1)生态因子的综合作用； (2)生态因子的交互作用； (3)生态因子作用的主次； (4)直接作用和间接作用； (5)生态因子的阶段性作用； (6)不可代替性和补偿作用 。,3.因子的综合作用定律,生态环境中单因子的变化，都必将引起其它因子不同程度的响应，因此在进行生态因子分析时，不能只

32、片面地注意某一生态因子而忽略其它因子。,(1)因子的综合作用,在一定条件下起综合作用的诸多生态因子中，有一个或少数几个对生物起主要的、决定性作用的因子，称为主导因子，其它因子则为次要因子。,(2)因子的主次作用,颜色深浅表示因子的重要程度,直接作用,间接作用,(3)因子的交互作用,当生物受到一个以上生态因子作用时，其综合作用效果并不是各因子作用效果的简单累加，综合作用效果往往明显大于或小于各单因子作用之和。这是由于各因子相互作用，其效应相互叠加、相互抵消或互不相干，称为交互作用。,(4)同等重要不可替代和补偿作用,作用于生物体的生态因子，都具有各自的特殊作用和功能，每个生态因子都生物的影响都是

33、同等重要和不可替代的。 但由于生态因子的综合作用，某因子在量上的不足，可以由其它因子来部分补偿，以获得相似的生态效应。,CO2浓度(mg/L),100,60,40,80,20,120,100,200,300,400,500,600,700,800,吸收CO2mg/(g鲜重min),700lx,350lx,70 lx,(5)因子的直接与间接作用,依生态因子与生物的作用关系可将生态因子分为直接作用和间接作用类型，区分其作用方式对认识生物的生长、发育、繁殖及分布都很重要。,植物生长发育不同阶段对生态因子的需求不同，具有阶段性特点，某因子在某阶段为限制因子，而在另外阶段是非限制因子；在某阶段是主导因子

34、，在另外阶段则是辅助因子，在某阶段是有利因子，在另外阶段可能是有害的。这种阶段性是由生态环境的规律性变化所造成的。,(6)因子的阶段作用,玉米不同生长阶段对水分和温度的要求,4.生物的生态反作用,森林植被的生态效应 土壤生物的生态效应,生物与环境之间的作用是相互的，生物在时刻受环境的作用同时也对其生存环境产生多方面的影响，生物对环境的改造作用可使环境变得更有利于生物生存，也可对环境资源和环境质量造成不良影响。,1涵养水源，保持水土,林冠可以截留1030的降水，枯枝落叶层及植被物可使5080的降水渗入林地土层，形成地下水，减少了地表径流和表土冲刷。每公顷森林植被含水总量可达200400t，每公顷

35、森林地比无林地每年至少可多蓄水300m3以上。,森林植被的生态效应,清除植被后，地表蒸腾量减少，下渗水增加，地表径流增大。,2.调节气候，增加雨量,森林的强大的蒸腾作用，使有林地区一般比无林地区降水量要多17.4。,3.防风固沙，保护农田,森林的枝叶可以降低风速 根系可以固土固沙,以色列 沙区植被建设与防护体系,灌木防护体系,稀树草原化工程,节水造林,防护林建设,沙地农田防护林体系,北京永定河岸沙地综合治理开发,景观型防护林体系,沙地果园,沙地西瓜,防风林带,4.保护环境，净化空气,吸收CO2，释放O2 吸附灰尘 吸收有毒气体 杀死病原菌,5.减低噪音，美化景观,6. 提供产品和燃料，增加肥源

36、,土壤生物的生态效应,活动于土壤中的动物、扎根于土壤中的植物和土壤中数量众多的微生物对土壤有多方面的作用和影响，归结起来主要有： (1)促进成土作用。母岩风化的矿化物质并不是土壤，还要加人有机物质，经过生物的作用才能形成土壤，生物对土壤的形成起着关键作用。 (2)改善土壤的物理性能。种植于土壤中的深根植物、挖掘土壤的动物和数量巨大的微生物的活动大大改善了土壤的结构、孔隙度和通气性。土壤动物打洞疏松了土壤，加速了土壤的风化作用，改善了土壤的水热状况。 (3)提高了土壤质量。经蚯蚓作用的土壤在有效磷、钾、钙含量等多方面部有明显增加。动植物残体经微生物分解和合成含氮的高分子腐殖质化合物，使土壤腐殖质

37、化。 (4)对土壤覆盖层的影响。动物的活动改变了土表的局部形态，如从土层中掘出大量土壤堆积成丘状增加土表面积，排泄物还增加了土壤腐殖质。,知识概要,1.个体生态学是以生物个件及栖息地为研究对象，研究生物个体发育和系统发育过程中扩栖息地环境因子对生物的影响及生物对栖息地的适应和生态适应的形态、生理及生化机制。 2.环境指某一特定生物体或群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存与活动的外部条件的总和。按环境范围大小可分为宇宙环境(或称星际环境)、地球环境。区域环境、微环境和内环境。生态学更注重生物的微环境和生境。,3.环境因子中一切对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影

38、响的因子称生态因子。根据生态因子的性质，将生态因子分为气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子及人为因子5类。生态因子在地球表面呈地带性和非地带性变化特点。 4.生物与环境的基本关系主要表现为环境因子对生物的生态作用、生物对环境的适应和生物对环境的生态反作用三种形式。从较短的生态时间尺度看，生物与环境的关系以生态作用为主，反作用为辅;从较长的进化尺度看，生物与环境的关系则以反作用为主。,5.Gaia假说认为:地球大气的化学成分、温度和氧化状态受天文的、生物的或其他的干扰而发生变化，产生偏离，生物通过改变其生长和代谢，对偏离做出反应，缓和地球表面的这些变化。它强调生物的生态反作用的重要性，生物在维

39、持生态系统稳定性方面的重要意义。 6.生物所在环境中的某种生态因子不足或过量都会影响生物的生存和发展，该因子就是限制因子。 7.生物对各个生态因子的适应有一个生态学最小量和最大量的界限;生物只有处于这两个限度范围之间才能生存;这个最小到最大的限度称为生物的耐性范围。生物对环境的适应存在耐性限度的法则称耐性定律。每一个物种对环境因子适应范围均大小即生态幅。,8.不同生物对同一种生态因子的耐性限度存在着差异，同一种生物对不同的生态因子的耐性限度不同，同种生物在不同发育阶段对多种生态因子的耐性范围不同，生物的耐性在一定范围内可人为改变。 9.在环境中，各个生态因子相互联系、综合对生物产生影响，各生态

40、因子作用同等重要，不可替代。但生态因子作用有主次之分，生态因子之间有交互作用和一定的补偿性。 10.生物为了适应环境的变化，从形态、生理、生化等方面作出有利于生存的改变称为生态适应。不同种类的生物，生存在相同或相似的环境条件下，常形成相同或相似的适应方式和途径，称为趋同适应。一群亲缘关系相近的生物有机体，由于分布地区的间隔，长期生活在不同环境条件下，因而形成了不同的适应方式和途径，称为趋异适应。,11.生态位指生物完成其正常生活周期所表现的对特定生态因子的综合适应位置。包括空间生态位、营养生态位、多维生态位三类。 12.光照度影响植物的光合作用和形态建成，相应地植物对光照强度形成了阳性植物、阴

41、性植物和耐阴植物等适应类型，对光周期形成了长日照植物，短日照植物和日中性植物三个适应类型。 13.任何生物都在一定的温变环境中生存，受最高、最低温度的限制，在最适温度附近生物分布最多，即生物生存和生长要求的三基点温度。能在较宽温度范围内生活的生物称为广温性生物，对温度的适应范围比较窄的称为窄温性生物。生物的温度生态幅决定了生物的分布范围。而有效温度的持续时间，即有效积温决定着生物的生长发育。,14.地球表面不同区域的温度表现出周期性的昼夜变化，使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。这种生物对温度有节奏的昼夜变化的反应称为温周期现象。温度的季节变化形成相对稳定的年周期性变

42、化，生物长期适应于这种节律性变化，形成相应的生长发育节律称为物候。 15.根据植物对水分的需求量和依赖程度，可把植物划分为水生植物和早生植物。水生植物包括沉水植物、浮叶植物和挺水植物等适应类型。旱生植物包括湿生植物、中生植物和旱生植物等类型。 16.土壤是许多生物的生存场所、生存基质和营养库。土壤的物理特性主要指土壤温度、水分含量、空气含量及土壤质地和结构等。土壤化学特性主要指土壤化学组成、有机质的合成和分解、矿质元素的转化和释放、土壤酸碱度等。二者都影响着生物，生物也形成了对土壤理化性状的适应。,17.风间接或直接地影响生物生存。风的输送作用调节着生物生存的小气候条件，风为植物传粉和传播种子，影响着动物的取食、迁移、分布等行为。但当风大到广定程度，将影响植物的生长和发育，产生机械伤害，如造成风折、风倒、风拨。 18.森林植被具有涵养水源，保持水土;调节气候，增加雨量;防风固沙，保护农田;保护环境，净化空气;降低噪音，美化景观，提供产品和燃料等生态效应。,复习思考题,1.名词解释:生态位；生活型；生态型；耐性定律、最小因子定律、生境；生态幅。 2.简述耐受性定律。 3. 从形态、生理和行为三个方面阐述生物对极端温度的适应。 4. 试述全球环境的地带性规律及其形成原因。 5. 简述环境因子的分类类型及其生态作用特点 6. 简述因子的综合作用定律. 7.思考题：改良环境的意义与对策,