(二)有机体与环境幻灯片.ppt

生态学——有机体与环境 第一部分 有机体与环境 生物与环境 能量环境 物质环境 1.1 生物与环境 生态因子 生物与环境的相互作用 最小因子、限制因子与耐受限度 1.1.1 环境（environment） 某一特定生物体或生物群体周围一切的总合，包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因素。 大环境与小环境 大环境（macroenviroment） 地区环境、地球环境和宇宙环境。 小环境（microenviroment） 对生物有直接影响的邻接环境，即指小范围内的特定栖息地。 1.1.2 生态因子（ecological factor） 环境要素中对生物起作用的因子。 如光照、温度、水分、氧气、二氧化碳、食物和其他生物等。 生态因子的分类 生态因子作用特征 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 1.2 生物与环境的相互作用 环境对生物的作用 表现在对生物生存、生长、发育、形态结构、遗传、繁殖、分布、种群数量、种内关系以及种间关系的影响 稀树草原热带雨林 北美草原上的狼与非洲草原上的豺 莫斯科工业污染导致畸形 重大环境污染导致痛痛病 生物对环境的适应 形态的适应 生理的适应 行为的适应 对环境的适应有助于生物生存 胡椒蛾黑化 随着污染减轻，黑化蛾在群体中的频率逐渐下降 食物与代谢 1.2 生物与环境的相互作用 生物对环境的反作用 1.3.1 利比希最小因子定律 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。 严格稳定状态下适用 考虑因子的替代作用 1.3.2 限制因子（Limiting factor） 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，这个因素称为限制因子。 曳尾鹱的孵化成功很大程度上取决于热环境 高纬度地区低温对生物分布的限制 1.3.3 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会使该种生物衰退或不能生存（Shelford 1913） 。 耐受性定律的发展 每一种生物对不同生态因子的耐受范围存在差异 生物在整个发育过程中，对环境因子的耐受限度是不同的 不同的生物种，对同一生态因子的耐受性是不同的 生物对某一生态因子处于非最适状态下时，对其他生态因子的耐受限度也下降 近缘种的生态耐受度可能不同 生态幅（ecological amplitude） 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。在最低点和最高点之间的范围，称为生态幅或生态价。 生物种的耐受限度图解 广温性生物与狭温性生物的生态幅比较 耐受限度的调整 生物耐受范围的上下限是可以被调整的 耐受性的变化直接与生物化学的、生理的、形态的及行为的特征等相关 提高适应能力 生物的耐受限度是可以调整的 不同温度下驯化导致耗氧量的差异 能量环境 光 温度 2.1 光的生态作用及生物对光的适应 2.1.1 地球上光的分布 影响太阳辐射的因素和光的分布规律 影响地表太阳辐射的因素 大气圈，太阳高度角，纬度和季节，海拔、坡度和坡向 光质(光谱成分) 低海拔、高纬度长波光多，高海拔、低纬度短波光多 夏季、中午短波光多，冬季、早晚长波光多 日照时间 夏季昼长夜短、冬季昼短夜长 纬度升高、变化加大，两极有极昼、极夜 光照强度 低海拔、高纬度光照强度弱，高海拔、低纬度光照强度大 夏季、中午光照强度大，冬季、早晚光照强度弱 (北半球)南坡光照强度大，北坡光照强度弱 地球表面的太阳辐射 The seasons in the Northern and Southern Hemispheres 不同季节各纬度的日照长度 水生藻类的光合色素与光谱的变化相似 2.1.2 光质的生态作用及生物的适应 不同光质的作用 蓝紫光：促进蛋白质的合成 红光：促进糖的合成 青光、蓝紫光和紫外线等短波光抑制植物的伸长生长，使植物向光性更敏感 紫外线能杀菌，对生物体造成损伤，促进维生素D的合成 红外线是地表的基本热源，对外温动物的体温调节和能量代谢有决定性作用 生物对光质的适应 太阳鱼视力的灵敏峰值为500～530nm 绿色植物和绿藻、红藻、褐藻和硅藻光合色素的差异 高山植物含花青素、叶面缩小、毛绒发达 2.1.3 光照强度的生态作用及生物的适应 光照强度对生物的生长、发育和形态建成的作用 植物对光照强度的适应性 动物对光照强度的适应 光照强度的生态作用 影响动物的生长发育 影响动物的体色 影响植物叶绿素的形成 黄