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文檔簡介

1、個體(gt)生態(tài)學物種(wzhng)是由內(nèi)在因素(生殖、遺傳、生理、生態(tài)、行為)相聯(lián)系的個體的集合(jh),是自然界中的一個基本進化單位和功能單位,是生物分類的基本單位,具有一定的自然分布區(qū)和一定的形態(tài)特征、生理特征的生物類群。生物的性狀:生物體所表現(xiàn)的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理特征和行為方式生態(tài)學是研究生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)相互關(guān)系的科學生態(tài)學是研究自然界客觀存在的科學生態(tài)學是關(guān)于生物生存態(tài)勢研究的科學個體生態(tài)學的范疇是以個體生物為研究對象,研究個體生物與環(huán)境之關(guān)系。特別是生物體對環(huán)境的適應(yīng)。是以生物的個體及其棲息環(huán)境為研究對象,研究有關(guān)環(huán)境因子對生物個體的影響,以及生物個體在形態(tài)、生理、生化和行為方面的生

2、態(tài)適應(yīng)機制,闡明生物個體與其生存環(huán)境之間的相互關(guān)系和作用規(guī)律。由于個體生態(tài)學涉及生物個體的生活方式以及物種的生存和進化,所以可定義個體生態(tài)學是研究生物的個體發(fā)育、系統(tǒng)發(fā)育及其與環(huán)境關(guān)系的生態(tài)學分支。個體生態(tài)學的研究內(nèi)容環(huán)境因子對生物個體的影響生物個體在形態(tài)、生理、生化和行為方面的生態(tài)適應(yīng)機制生物對環(huán)境的改造作用 環(huán)境(environment)是相對于某一事物來說的,是指圍繞著某一事物(通常稱其為主體)并對該事物會產(chǎn)生某些影響的所有外界事物(通常稱其為客體)的總稱,即環(huán)境是指相對并相關(guān)于某項中心事物的周圍事物。 環(huán)境的類型(一)按環(huán)境的主體進行分類以人類為主體,和人類相對應(yīng)的其他生命物質(zhì)以及非生

3、命物質(zhì)都被看成是環(huán)境因子,這類環(huán)境稱為(chn wi)人類環(huán)境,例如在環(huán)境科學中,就是采用這樣的分類方法。以生物為主體,生物體以外的所有環(huán)境條件總稱為環(huán)境,這是一般生態(tài)學上所采用(ciyng)的分類方法。(二)按環(huán)境(hunjng)的性質(zhì)進行分類自然環(huán)境:是環(huán)繞人們周圍的各種自然因素的總和,如大氣、水、植物、動物、土壤、巖石、太陽輻射等。 半自然環(huán)境:被人類破壞后的自然環(huán)境人工環(huán)境/社會環(huán)境:是指由于人類活動而形成的環(huán)境要素,它包括由人工形成的物質(zhì)、能量和精神產(chǎn)品以及人類活動過程中的所形成的人與人的關(guān)系,后者也稱為社會環(huán)境。這種人為加工形成的生活環(huán)境,包括住宅的設(shè)計和配套、公共服務(wù)設(shè)施、交通、

4、電話、供水、供氣、綠化面積等。 (三)按環(huán)境的范圍大小進行分類1大環(huán)境:宇宙環(huán)境、地球環(huán)境和區(qū)域環(huán)境。(1)宇宙環(huán)境: 是指大氣層以外的宇宙空間。宇宙環(huán)境由廣闊的空間和存在其中的各種天體及彌漫物質(zhì)組成,它對地球環(huán)境產(chǎn)生深刻的影響。例如,太陽輻射是地球的主要光源和熱源,為地球生物有機體帶來了生機,推動了生物圈這個龐大生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展。(2)地球(dqi)環(huán)境: 是指大氣圈中的對流層、水圈、土壤圈、巖石圈和生物圈,又稱為全球環(huán)境。地球環(huán)境與人類及生物的關(guān)系(gun x)尤為密切。其中生物圈中的生物把地球上各個圈層的關(guān)系密切地聯(lián)系在一起,并推動各種物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換。(3)區(qū)域環(huán)境:是指占有某一特

5、定地域空間的自然環(huán)境,它是由地球表面不同地區(qū)的五個自然圈層相互配合而形成(xngchng)的。不同地區(qū),形成各不相同的區(qū)域環(huán)境特征,分布著不同的生物群落。大氣層:是指包圍在地球表面并隨地球旋轉(zhuǎn)的空氣層。生物圈:是指地球上有生命活動的領(lǐng)域及其居住環(huán)境的整體。它在地面以上達到大致23千米的高度,在地面以下延伸至12千米的深處,它包括平流層的下層、整個對流層以及沉積巖圈和水圈。但絕大多數(shù)生物通常生存于地球陸地之上和海洋表面之下各約100米厚的范圍內(nèi)。 2小環(huán)境:直接接觸所研究主體或與主體某一部分有關(guān)的局部環(huán)境條件 。(1)生態(tài)位:是指一個種群在生態(tài)系統(tǒng)中,在時間和空間上所占據(jù)的位置及其與相關(guān)種群之間

6、的功能關(guān)系與作用。(2)微環(huán)境:是指區(qū)域環(huán)境中,由于某一個(或幾個)圈層的細微變化而產(chǎn)生的環(huán)境差異所形成的小環(huán)境。(3)內(nèi)環(huán)境:是指生物體內(nèi)組織或細胞間的環(huán)境。例如葉片內(nèi)部,直接和葉肉細胞接觸的氣腔、氣室、通氣系統(tǒng),都是形成內(nèi)環(huán)境的場所。三、環(huán)境因子及其類型(一)環(huán)境因子的概念構(gòu)成環(huán)境組成的下一個層次的基本單元是指環(huán)境的各種組成因素 可定量的、獨立的環(huán)境組成單位 指生物有機體以外的所有環(huán)境要素,是構(gòu)成環(huán)境的最基本成分 (二)環(huán)境因子的類型Daubenmire(1947)把環(huán)境因子分為氣候類、土壤類和生物類三大類,具體要素包括光照、溫度、水分、大氣、土壤、火、生物因子等;Dajoz(1972)根

7、據(jù)生物有機體對環(huán)境的反應(yīng)(fnyng)和適應(yīng)性,將環(huán)境因子劃分為第一性周期因子、次生性周期因子及非周期性因子;Gilt(1975)將環(huán)境因子劃分為三個層次,第一層次是指植物生長所必需的環(huán)境因子,例如水分、溫度、光照等;第二層次是指不以植被是否存在而發(fā)生的對植物有影響的環(huán)境因子,例如地震、火山爆發(fā)、風暴、洪澇(hn lo)等;第三層次是指其存在與發(fā)生受植被影響,反過來又直接(zhji)、間接影響植被的環(huán)境因子,例如伐木、放牧等。 環(huán)境因子的分類非生物因子(abiotic factors)溫度(temperature)光(light)濕度(humidity)等生物因子(biotic factors

8、)其它物種(other species)同種的其它個體或種群 非密度制約因子(density independent factors) 溫度(temperature) 光(light) 濕度(humidity) 等密度制約因子(density dependent factors) 其它物種(other species) 同種的其它個體或種群 穩(wěn)定因子 地心引力 地磁 太陽輻射常數(shù)等變動因子 周期性變動因子:四季變化、晝夜變化 非周期性變動因子:風、雨、生物等氣候因子(climatic factors)生物因子(biotic factors)土壤(trng)因子(soil factors)人為(

9、rnwi)因子(anthropogenic生態(tài)(shngti)因子的概念生態(tài)(shngti)因子(ecological factor)是指對生物有影響(yngxing)的各種環(huán)境因子。常直接作用于個體和群體,主要影響個體生存和繁殖、種群分布和數(shù)量、群落結(jié)構(gòu)和功能等。各個生態(tài)因子不僅本身起作用,而且相互發(fā)生作用,既受周圍其它因子的影響,反過來又影響其它因子。 環(huán)境因子與生態(tài)因子的區(qū)別與聯(lián)系環(huán)境因子:環(huán)境中的各種組成因素,如氣候、土壤、生物、人等。生態(tài)因子:環(huán)境中對生物生長、發(fā)育、生殖、行為和分布等生命活動有直接或間接影響的環(huán)境因子。生態(tài)因子是環(huán)境因子中的一部分,即環(huán)境因子中對生物起作用的因子;而

10、環(huán)境因子則是生物體周圍的全部因子。二、生態(tài)因子的分類按生態(tài)因子的性質(zhì)進行分類1氣候因子:是指形成環(huán)境中氣候條件的基本因子,例如光、溫度、水分、大氣等所組成。2土壤因子:是指影響植物生長發(fā)育的土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、理化性狀、肥力及土壤微生物等因子的總稱。3地形因子:是指影響動植物生長發(fā)育的海拔高度、坡向、坡度、坡位等因子。4生物因子:是指生物有機體在其生存環(huán)境中甚至其體內(nèi)都有其他生物的存在,這些生物便構(gòu)成了生物因子,包括動物、植物、微生物等生物因子之間的各種相互關(guān)系,如捕食、寄生、競爭和互惠共生等。5人為因子:是指由于人類的活動對自然的破壞以及對環(huán)境造成的污染等。把人為因子從生物因子中分離出來,其目的

11、是強調(diào)人的作用的特殊性和重要性。(二)按有無生命的特征進行分類根據(jù)有無生命特征,生態(tài)因子可以劃分為生物因子和非生物因子兩大類。生物因子是指動物、植物和微生物及人類之間的各種作用;非生物因子是指光照、溫度、水分、二氧化碳、氧、礦物質(zhì)等。(三)按生態(tài)因子對動物種群數(shù)量變動的作用進行分類Smith(1935)把生態(tài)因子(ynz)劃分為密度制約因子(density dependentfactor)和非密度(md)制約因子(density independent factor)兩種類型(lixng)。密度制約因子,例如食物、天敵、流行病等生物因子對生物的影響大小隨著種群密度而改變,有調(diào)節(jié)種群數(shù)量,維持種

12、群平衡的作用;非密度制約因子,例如溫度、降水、天氣變化等非生物因子對生物的影響大小并不隨種群密度的變化而變化,對種群密度不能起調(diào)節(jié)作用。(四)按生態(tài)因子的穩(wěn)定性及其作用特點進行分類前蘇聯(lián)學者Mo(1953)依據(jù)生態(tài)因子的穩(wěn)定程度,將其劃分為穩(wěn)定因子和變動因子兩大類。穩(wěn)定因子是指終年恒定的因子,例如地磁、地心引力和太陽輻射常數(shù)等,這些穩(wěn)定因子的作用主要是決定生物的分布。變動因子又可分為周期性變動因子和非周期性變動因子,前者如一年四季變化、海洋的漲潮和退潮變化等,它們主要影響生物分布;后者例如刮風、降水、捕食和寄生等。 生態(tài)環(huán)境與自然環(huán)境是兩個在含義上十分相近的概念,有時人們將其混用,但嚴格說來,

13、生態(tài)環(huán)境并不等同于自然環(huán)境。自然環(huán)境的外延比較廣,各種天然因素的總體都可以說是自然環(huán)境,但只有具有一定生態(tài)關(guān)系構(gòu)成的系統(tǒng)整體才能稱為生態(tài)環(huán)境。僅有非生物因素組成的整體,雖然可以稱為自然環(huán)境,但并不能叫做生態(tài)環(huán)境。從這個意義上說,生態(tài)環(huán)境僅是自然環(huán)境的一種,二者具有包含關(guān)系。 所有生態(tài)因子構(gòu)成了生物的生態(tài)環(huán)境。生物個體或群體具體生活地段(棲息地)上的生態(tài)環(huán)境稱為生境(habitat)。 一、生態(tài)因子作用的一般特點(一)綜合作用環(huán)境中的各種生態(tài)因子不是孤立、單獨存在的,總是與其他因子相互影響、相互聯(lián)系、互相促進和互相制約,因此任何一個因子的變化,都會引起其他因子不同程度的變化,最終導(dǎo)致各種生態(tài)因子

14、的綜合作用。例如,光照強度的變化必然會引起大氣和土壤的溫度和濕度發(fā)生改變,而溫度與濕度可共同作用于有機體生命周期的任何一個階段(幼體發(fā)育、生存、繁殖等),通過影響某一階段而限制物種的分布,這就是生態(tài)因子的綜合作用。 (二)主導(dǎo)因子作用不同的生態(tài)因子對生物的作用并非是等價(dngji)的,其中對生物起決定性作用的生態(tài)因子稱為主導(dǎo)因子。例如,在植物進行光合作用(gungh-zuyng)時,光照強度是主導(dǎo)因子,溫度和濕度為次要因子;在植物進行春化作用時,溫度(低溫)是主導(dǎo)因子,濕度和通氣條件是次要因子。 (三)直接作用(zuyng)和間接作用生態(tài)因子對生物(shngw)的生長、行為、繁殖、分布等的作

15、用可以是直接的,也可以是間接的,有時要經(jīng)過幾個中間環(huán)節(jié);間接作用往往是通過影響直接因子而間接影響生物。光照、溫度、水分、二氧化碳、氧氣(yngq)等對生物起直接作用,海拔高度、坡向、坡度等地形因子對生物的作用(zuyng)不是直接的,而是通過影響光照、溫度、水分等生態(tài)因子而對生物產(chǎn)生作用。(四)階段性作用生物在不同的發(fā)育階段,其生長發(fā)育需要不同的生態(tài)因子或者不同強度的生態(tài)因子,如大馬哈魚出生在江河淡水中,在海水中長大。 生態(tài)因子在不同階段對生物的作用不用,如低溫在某些植物的春化階段是必不可少的,但在其后的生長階段則是有害的 (五)不可代替性和補償作用不可代替性:各種生態(tài)因子對生物的作用是不相同

16、的,各自都有其重要性,尤其是作為主導(dǎo)作用的因子,如果缺少,會造成生物不能正常生長發(fā)育,甚至死亡,因此生態(tài)因子是不能相互代替的。補償作用:在一定條件下,某一個生態(tài)因子在量上的不足,可以由其他生態(tài)因子來補償,同樣獲得類似的生態(tài)效應(yīng)。例如,植物在進行光合作用時,光照強度減弱造成的光合作用下降可以通過增加二氧化碳濃度來補償。 生態(tài)因子作用的基本原理 (一)Liebig最小因子定律該定律是1840年德國農(nóng)業(yè)化學家Liebig首次提出的,他認為“植物的生長取決于那些處于最少量狀態(tài)的營養(yǎng)元素。”其基本內(nèi)容是:低于某種生物需要的最少量的任何特定因子,是決定該種生物生存和分布的根本因素。例如,當土壤中的氮可維持

17、250 kg產(chǎn)量,鉀可維持350 kg產(chǎn)量,磷可維持500 kg產(chǎn)量,則實際的產(chǎn)量只有250 kg,因為在這種情況下的產(chǎn)量要受到氮所限制。 (二)限制因子定律限制因子:是指限制生物生存和繁殖的關(guān)鍵性因子。如果一種生物對某種生態(tài)因子的耐受范圍很廣,而且這種因子又非常穩(wěn)定,那么這種因子就不太可能成為限制因子;如果一種生物對某種生態(tài)因子的耐受范圍很窄,而且這種因子又易于變化,那么這種因子就很可能成為限制因子。例如氧氣對陸生動物來說,數(shù)量多、含量穩(wěn)定而且容易得到,因此一般不會成為限制因子。但氧氣在水體中的含量有限,而且經(jīng)常發(fā)生波動,而常成為水生生物的限制因子。 限制(xinzh)因子定律:生態(tài)(shn

18、gti)因子處于低于生物正常生長所需的最小量或者高于生物正常(zhngchng)生長所需的最大量時,都對生物生長有限制影響。 (三) Shelford耐性定律耐性(tolerance):是指生物能夠忍受外界極端條件的能力;或者指單個有機體或種群能夠生存的某一生態(tài)因子的范圍。耐性限度(tolerance limit):生物種在其生存范圍內(nèi),對某一生態(tài)因子的需求總有其上限與下限,兩者之間的距離就是該種對該因子的耐性限度。 生態(tài)幅:物種對生態(tài)因子適應(yīng)范圍的大小。生態(tài)價/生態(tài)幅/耐性限度:每一種生物對每一種環(huán)境因素都有一個能耐受范圍,即有一個生態(tài)上的最低點和一個生態(tài)上的最高點,在最低點和最高點(或稱為

19、耐受性下限和上限)之間的范圍,這個能耐受的范圍稱為生態(tài)幅(廣義上,生態(tài)幅和耐性限度是相同的)。耐受限度是生物對某個環(huán)境因素的耐受性,這里強調(diào)每一個;而生態(tài)幅是某種生物對因素的耐受性總和,這里強調(diào)的是“某種生物”、“總和” (狹義上,生態(tài)幅和耐性限度是相同的) Shelford耐性定律:任何一個生態(tài)因子在數(shù)量上或質(zhì)量上的不足或過多,即當其接近或達到某種生物的耐受限度時會使該種生物衰退或不能生存。第五節(jié) 生態(tài)因子的生態(tài)作用與生物的適應(yīng) 光對生物的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)光的生態(tài)作用: (1)光對動物和植物的生存提供能量的來源。 (2)光直接影響植物的光合作用和色素的形成。沒有光,綠色植物難以生存。水環(huán)

20、境的光照條件遠遠不及陸地,即使在水的上層,光照強度也較空氣中小得多,在水體的深處則是永遠黑暗的。因此光在水生植物的生活中具有特別重要的生態(tài)意義。 (3)動植物對光的刺激都會產(chǎn)生一定的反應(yīng),如視覺(shju)、繁殖、發(fā)育、行為、分布等。 (4)光對于動物的重要意義,一方面是通過植物和影響其他環(huán)境因素的動態(tài)而產(chǎn)生的間接關(guān)系,另一方面主要起著信號作用(zuyng),對于動物的行為和生理上有很大影響。在有些情況下光是動物生活中所需要的環(huán)境因子之一。在生態(tài)學中,光影響(yngxing)生物的基本要素:光照強度(光強):太陽輻射的強度光質(zhì):太陽輻射的頻率光周期:太陽輻射的周期性變化(一)光照強度光照強度是

21、指單位時間在單位面積的光能大小,常以J/(cm2min)或勒克斯(lx)來表示計量單位。光照強度對生物的作用光照強度的生態(tài)作用主要體現(xiàn)在影響生物的形態(tài)、生理、發(fā)育、行為、地理分布等方面。光照強度對植物的形態(tài)建成有重要作用,光促進組織和器官的分化,制約著器官的生長發(fā)育速度,使植物各器官和組織保持發(fā)育上的正常比例。植物葉肉細胞的葉綠體必須在一定的光照強度條件下才能形成和成熟。弱光下植物色素不能形成,細胞縱向伸長,碳水化合物含量低,植株為黃色軟弱狀,發(fā)生黃化現(xiàn)象。 在連續(xù)有光或無光條件下,蚜蟲產(chǎn)生的多為無翅個體,在光暗交替條件下則產(chǎn)生較多有翅個體 (1)植物對光照強度的適應(yīng)向光性:植物的生長受光源的

22、方向影響。游走性綠藻、各種藻類的游走子,鞭毛藻、雙鞭藻等具有向光照方向移動的現(xiàn)象;向日葵。光補償點:隨著光照強度增加,光合作用不斷增強,當達到某一光照強度時,光合作用所合成的有機物與呼吸作用消耗的有機物達到平衡,此時的光照強度為光補償點,光補償點的光照強度就是植物開始生長和進行凈光合生產(chǎn)所需要的最小光照強度,也是衡量低光照強度下植物能否正常生長的重要指標;光飽和點:隨光照強度的繼續(xù)增加,光合強度經(jīng)過一段時間的迅速增加后逐漸(zhjin)變緩,達到一定植后,不再(b zi)隨光照強度的增加而增加,達到飽和點,即光飽和點。(2)動物(dngw)對光照強度的適應(yīng)動物在沒有光照強度或者光照強度極弱的環(huán)

23、境中,例如洞穴生物、海底生物、內(nèi)寄生動物等,一般都具有無色透明的身體組織、無眼、嗅覺器官或觸覺器官高度發(fā)達等結(jié)構(gòu)特征。許多動物對光刺激表現(xiàn)特有的趨性形態(tài),例如蝸牛、鼠婦、馬陸、蝙蝠等具有趨暗性。很多動物的行為與光照強度有著密切的關(guān)系。有些動物適應(yīng)于在白天的強光下活動,如靈長類、有蹄類、蝴蝶等,稱為晝行性動物;另一些動物則適應(yīng)于在夜晚或早晨黃昏的弱光下活動,如蝙蝠、家鼠、蛾類等,稱為夜行性動物或晨昏性動物;還有一些動物既能適應(yīng)于弱光也能適應(yīng)于強光,白天黑夜都能活動,如田鼠等。光質(zhì)可見光:波長在380760nm之間,可見光譜中根據(jù)波長的不同又可分為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色的光質(zhì)紫外光:波

24、長小于380 nm紅外光:波長大于760 nm1.光質(zhì)的變化空間變化:短波光隨緯度增加而減少,隨海拔升高而增加;時間變化:冬季長波光增多,夏季短波光增多;一天之中,中午短波光最多,早晚長波光較多。2.光質(zhì)對生物的作用(1)對植物的作用光合作用:可見光才能在光合作用中被植物所利用并轉(zhuǎn)化為化學能。紅橙光能夠被葉綠素吸收,藍紫光能夠被葉綠素和類胡蘿卜素吸收,這部分光輻射稱為生理有效輻射;綠光很少被吸收稱為生理無效輻射。物質(zhì)形成:紅光有利于糖分的合成,藍光有利于蛋白質(zhì)的合成。在紅光下栽培甜瓜可以加速植株發(fā)育,果實成熟提前20天,果肉的糖分和維生素含量也有增加。形態(tài)構(gòu)建:藍紫光與青光對植物生長及幼芽的形

25、成有很大作用,能抑制植物伸長生長而使植物形成矮粗形態(tài)。生長調(diào)控:日本、荷蘭等國已經(jīng)利用彩色薄膜對蔬菜等作物進行生長調(diào)控,利用紫色光增產(chǎn)茄子;利用藍色薄膜提高草莓產(chǎn)量。(2)對動物(dngw)的作用光對動物(dngw)分布、生殖、體色變化、遷徙、毛羽(mo y)更換、生長及發(fā)、器官功能等都有影響。例如,將一種蛺蝶分別養(yǎng)在光照和黑暗的環(huán)境下,生長在光照環(huán)境中的蛺蝶體色變淡,而生長在黑暗環(huán)境中的蛺蝶,身體呈暗色。3.生物對光質(zhì)的適應(yīng)生活在高山上的植物的莖葉富含花青素,莖干粗短、葉面縮小、毛絨發(fā)達,這也是避免紫外線傷害的一種保護性適應(yīng)。 高山地區(qū)的多數(shù)動物體色較暗,有利于避免紫外線的傷害。光周期1光周

26、期的變化日照長度:是指白晝的持續(xù)時數(shù)或太陽的可照時數(shù)。長日照:光照長度超過1214h短日照:光照長度不足810h光周期的變化隨著緯度的增加而越加明顯。高緯度地區(qū)夏季的日照長度高于低緯度地區(qū),而冬季的日照長度則短于低緯度地區(qū)。 2.光周期現(xiàn)象(pHotoperiodism)由于分布在地球上的動植物長期生活在具有一定晝夜變化格局的環(huán)境中,各類生物形成了特有的對日照長度變化的反應(yīng)方式 3.植物對光周期的適應(yīng)長日照植物:通常是在日照時間超過一定數(shù)值才開花,否則便只進行營養(yǎng)生長,不能形成花芽;如冬小麥、大麥、油菜、菠菜、甜菜、甘藍、蘿卜等。短日照植物:通常是在日照時間短于一定數(shù)值才開花,否則就只進行營養(yǎng)

27、生長而不開花,這類植物通常是在早春或深秋開花;常見的短日照植物有牽牛、蒼耳、菊類以及作物中的水稻、玉米、大豆、煙草、麻、棉等。中日照植物:是只要其他條件合適,在什么日照條件下都能開花,例如黃瓜、番茄、番薯、蒲公英等。4.動物對光周期的適應(yīng)鳥類:鳥類遷徙;一些鳥類每年開始生殖的時間也是由日照長度的變化決定的。哺乳動物:生殖和換毛長日照(rzho)獸類:,如雪貂、野兔和刺猬等都是隨著春天日照(rzho)長度增加而開始生殖。短日照(rzho)獸類:綿羊、山羊和 鹿等總隨著秋天短日照的到來而進入生殖期冬眠和滯育:昆蟲通過冬眠和滯育增強對惡劣氣候的適應(yīng)和度過食物短缺的季節(jié)。二、溫度對生物的生態(tài)作用與生物

28、的適應(yīng)(一)溫度的生態(tài)意義 :生物體內(nèi)的生物化學過程必須在一定溫度范圍內(nèi)才能正常進行;溫度變化能引起環(huán)境中其他生態(tài)因子的改變。(二)溫度對生物的作用(1)有效積溫與生物發(fā)育有效積溫:每種生物都有其生長的下限溫度。當溫度高于下限溫度時,它才能生長發(fā)育。這個對生物生長發(fā)育起有效作用的高出的溫度值,稱作有效積溫 ,如10有效積溫 。有效積溫法則:是生物在生長發(fā)育過程中,需從環(huán)境中攝取一定的熱量才能完成其某一階段的發(fā)育,而且生物各個發(fā)育階段所需要的總熱量是一個常數(shù)。生物學零度:生物生長活動所需的最低臨界溫度 三基點溫度:生物生命活動過程的最適溫度,最低溫度和最高溫度的總稱。 (2)有效積溫法則的實際應(yīng)

29、用和指導(dǎo)意義預(yù)測生物發(fā)生的世代數(shù)。預(yù)測生物地理分布的北界。預(yù)測害蟲來年發(fā)生程度。推算生物的年發(fā)生歷。可根據(jù)有效積溫制定農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃,合理安排作物。應(yīng)用積溫預(yù)報農(nóng)時。(三)極端溫度的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)在形態(tài)方面,生長在北極和高山的植物,其芽和葉片受到油脂類物質(zhì)的保護,芽具鱗片,植物體表面生有蠟粉和密毛,植株矮小且常呈匍匐狀、墊狀或蓮座狀等,這種形態(tài)有利于保持體溫,減輕嚴寒的影響。 (1)恒溫動物:為了適應(yīng)在寒冷地區(qū)和寒冷季節(jié),增加毛的數(shù)量和改善羽毛的質(zhì)量,或者增加皮下脂肪的厚度,從而提高身體的隔熱能力。 (2)Allen規(guī)律。在生理方面(fngmin),生活在低溫環(huán)境中的植物常通過以減少細胞中

30、的水分和增加細胞中的糖類、脂肪、色素等物質(zhì)來降低植物的冰點,從而增加抗寒能力。例如,鹿蹄草(Pyrola calliantha)就是(jish)通過在葉細胞中大量貯存五碳糖、粘液等物質(zhì)來降低冰點,這可使其結(jié)冰(ji bn)溫度下降到-31。而許多動物則是依靠增加體內(nèi)的產(chǎn)熱量來增強御寒能力和保持體溫的恒定。生活在寒帶的動物,由于有隔熱性能良好的毛皮,往往能使其在少增加甚至不增加代謝產(chǎn)熱的情況下,就能保持體溫的恒定。在行為方面,動物對低溫的適應(yīng)主要表現(xiàn)在休眠和遷移兩個方面,前者有利于增加抗寒能力,后者可躲過低溫環(huán)境。2高溫對生物的影響與生物的適應(yīng)植物對高溫環(huán)境的適應(yīng)表現(xiàn)在形態(tài)、生理和行為三個方面。

31、例如,有些植物長有密絨毛和鱗片,能過濾一部分陽光;有些植物呈白色、銀白色,葉片革質(zhì)發(fā)亮,能反射大部分陽光,使植物免受熱傷害;有些植物葉片垂直排列,使葉緣向光或在高溫條件下葉片折疊,以減少光的吸收面積;還有些植物的樹干和根莖生有很厚的木栓層,具有絕熱和保護作用。在生理上,植物對高溫的適應(yīng)主要是降低細胞含水量,增加糖或鹽的含量,這有利于減緩代謝速率和增加原生質(zhì)的抗凝結(jié)力。此外,通過旺盛的蒸騰的作用也可使植物體避免因過熱受害。還有一些植物,具有反射紅外線的能力,夏季反射的紅外線比冬季多,這也是植物避免受到高溫傷害的一種適應(yīng)方式。動物對高溫環(huán)境適應(yīng)的一個重要方式就是適當放松恒溫性,使體溫有較大的變幅,

32、在高溫炎熱的季節(jié)能暫時吸收和儲存大量的熱并使體溫升高,而后在環(huán)境條件改善時再把體內(nèi)的熱量釋放出去,體溫也由此而會下降。生長在沙漠中的嚙齒動物,對高溫環(huán)境常常采取行為上的適應(yīng)對策,例如夏眠、穴居或者白天躲入洞內(nèi),夜晚出來活動等。穴居、夜出活動都是躲避高溫的有效行為。3溫度與生物的地理分布緯度海拔高度(四)溫度節(jié)律的生態(tài)作用1變溫與生物生長 2物候節(jié)律3春化作用 三、水對生物(shngw)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)(一)水的生態(tài)學意義(yy) 沒有水就沒有生命,水是任何生物體都不可缺少的、最重要的組成(z chn)成分 。水是生物新陳代謝的直接參與者。 生物體內(nèi)的水分能使其保持固有的形態(tài) 。因地理緯度

33、、海陸位置、海拔高度的不同,降水在地球上的分布是不均勻的,進而影響到動植物的數(shù)量和地理分布 。(二)水對生物的作用及其適應(yīng)1.對植物的作用與植物的適應(yīng) :植物對水因子的需求量和依賴程度,可以把植物劃分為水生植物和陸生植物兩大類型 。對陸生植物來說,如何保持根系吸收水和蒸騰水之間的平衡是保證植物正常生活所必須的 。水生植物具有發(fā)達的通氣組織,以保證各器官組織對氧的需要 ;水生植物的機械組織不發(fā)達,甚至退化。 2. 對動物的作用與動物的適應(yīng): 水也是動物重要的生態(tài)因子。 根據(jù)棲息地的差異,動物可以劃分為水生和陸生兩大類型 。四、土壤對生物的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)(一)土壤的生態(tài)學意義 土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的基底條件,提供生物生活所必需的礦物質(zhì)元素和水分,是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)與能量交換的重要場所 (二)土壤對生物的作用1土壤溫度2土壤水分3土壤空氣4土壤酸堿度5土壤有機質(zhì)6土壤礦質(zhì)營養(yǎng)(三)生物對土壤的適應(yīng)生物對其長期生活在的土壤會產(chǎn)生一定(ydng)的適應(yīng)特性,形成了各種以土壤為主導(dǎo)因子的生態(tài)類型 。例如:常見的以土壤礦物質(zhì)為主導(dǎo)(zhdo)因子所形成的植物生態(tài)類型有鹽堿土植物、鈣土性植物和沙生植物等幾種類型 土壤中的無機元素對動物的分布(fnb)和數(shù)量也有一定影響 五、火對生物的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)(一)火的生態(tài)學意義 在生態(tài)系統(tǒng)中,火無論是作為一種環(huán)境因子,還是作為一種人為因素,

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