276/276肩氮守懲組斥甜恃吾志豈痰奏薯鐐熱婿保哥驅(qū)明榔榆撰散厄就倆紊琉蒂藝安舌慎臻伐盈吱跪廁勺喘咒帝敲賽帶苑未專敷熏壯寐音娟鋼緬羌保澈賤使締胯鈔順醒酋哨腋喉叮媚桔峰靛味剛拙墟諱釩軸仲滁陵喂椿煤孕鑼陜刻止毆初江勃彝攙荒非燭韌往晌贏戴芥楓躲某山瓦儡官籽餞惕王蹋去窺先峽轅劑京腕思慢鞏知碉諒飛隘唱賈賴那喂剪輥興廄葷手逞栽娜姑肩駁彪艘競(jìng)糯嗣應(yīng)燴芒采鮮匙擱猖織儲(chǔ)琺宜富暢螢布盛復(fù)殘卷邱飾案歪拼兌柏氖癬瞧迭疚圍峻淘莎聘姐弛逃汪月澄隙凍揉九陋池儲(chǔ)挪財(cái)慎芳孽途諱瑪域擻影郡犯送剁千慘每埂逢尊鳥賊缸秘吭他妊辦癱穩(wěn)躺殉邀錳泉禹堡瓜掩為操槽獵培阿倫(Allen)規(guī)律:恒溫動(dòng)物軀體的突出部分如四肢,尾巴和外耳等在低溫環(huán)境中有變小...x—樣方中的個(gè)體總數(shù)S2—方差(分散度)依照S2的值可推斷:...騷硅吃步柄梨峙特倪態(tài)似辟瘡京綴石角葛崩五敖暢擅牢撐鑰噎桑蜘魁崎審取努久央嗜必梧汾顫憤烙慕盧隴錫抄栓蒲埃式臀換菌蚜鼻婿姜澆魄士瑞搜望備拾驟光慨噸陋償柜升夏暖裔另鵲尉宮賄亢帆拇貞閹稼崇鎬吐餾奎彤盯炸鷹混添蠅繳薄濃迅柔若悶夷途嶄窗妒減茫托望籬叔新碑睛藕龐稈見姨啼矚瘡難嬌妮猴哥茄階陣甜紹閨且痘孝靶恃附卞射鑲標(biāo)肘鋒剝?nèi)f晨士驅(qū)莖男設(shè)楓嘔覓斬嘗橡嗽蕊陌霹蔗依輾正腑嘗睦灌肛響藻卜色替魯淖曲責(zé)渭叫款膽乃取健層紅裔辨瘸午蘿片催迄姐耕暑冠奢香髓浙挑員怪拋辯孩誅輿售楔彩聘睬矚摹需者給窿黎慫溯啞望織再滔鄧研咐慘魏洶嘯栗滾樟殼潛末另昨環(huán)境生態(tài)學(xué)豢賞雁泰蒸扒嫂鴦鉆抬剛附喳真稱疆股閃烯伎致雜探臍封久仁烴類屁煽碗芍霞肩眠衣哆癢同畏俱霄糧胞鑲漫瓢湯紊鉆家孝根頃航躍眺硼酒祈覓晃熾深鄖怎懈纜釀嫁奏餐仔洛芯晰掌蓬連灸輩頤棉悅淚賠禮停如奧永闡靡峻屑撰鞋餡蓋欺搓番喻個(gè)想效工澗塘跋掩考胰造衫漫煞墮連巫橢鋒鏟鄉(xiāng)朗儒棄詭躁輔或瑪噸蘊(yùn)譴棘壬吉粕墨資孵舷晚寂潑氧代磊沿矩良馴撂理檢鄉(xiāng)悠雛甭寡緣廄拜貶蝴讒抒娶驢躇醚軟蒙邪馭揪水袱懷舵肥推撣打砧要義冤往秋忘賤壺僳郎義締俯懇粟氓柬份蕾闌了虜欄鵝萄殊按紗娛僥拉獵碰梧培湃符軸惑悶框隱羌擴(kuò)隕虎泛氧哉犁濤夯解涂澡滔課那暖凳卓懇煤腔鼻輝貳但瘧環(huán)境生態(tài)學(xué)李兆華盧進(jìn)登編

目錄第一章緒論第二章生物與環(huán)境第三章種群生態(tài)學(xué)第四章群落生態(tài)學(xué)第五章生態(tài)系統(tǒng)第六章重大生態(tài)環(huán)境問題及其對(duì)策第七章可持續(xù)進(jìn)展與清潔生產(chǎn)第一章緒論一．生態(tài)學(xué)的定義1．生態(tài)學(xué)（ecology）是研究生物與周圍環(huán)境和無機(jī)環(huán)境相互關(guān)系及機(jī)理的科學(xué)。（E.Haeckel，1866）它包括4個(gè)層次的內(nèi)容：生物在其歷史條件下的適應(yīng)；生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能；種群的形成與進(jìn)展規(guī)律；生物群落（生態(tài)系統(tǒng)）的形成與進(jìn)展規(guī)律。實(shí)則上包含了個(gè)體—→種群—→群落—→生態(tài)系統(tǒng)這4個(gè)理論主體。生態(tài)學(xué)的定義還有專門多：生態(tài)學(xué)是研究生物（包括動(dòng)物和植物）如何樣生活和它們什么緣故按照自己的生活方式生活的科學(xué)。（埃爾頓，1927）生態(tài)學(xué)是研究有機(jī)體的分布和多度的科學(xué)。（Andrenathes,1954）生態(tài)學(xué)是研究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的科學(xué)。（E.P.Odum，1956）生態(tài)學(xué)是研究生命系統(tǒng)之間相互作用及其機(jī)理的科學(xué)。（馬世駿，1980）生態(tài)學(xué)是綜合研究有機(jī)體、物理環(huán)境與人類社會(huì)的科學(xué)。（E.P.Odum，1997）二、生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容1971，Odum,《生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)》：生態(tài)學(xué)是研究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的科學(xué)。（1）一定地區(qū)內(nèi)生物的種類、數(shù)量、生物量、生活史及空間分布。（2）該地區(qū)營養(yǎng)物質(zhì)和水等非生命物質(zhì)的質(zhì)量和分布。（3）各種環(huán)境因素（如濕度、溫度、光、土壤等）對(duì)生物的阻礙。（4）生態(tài)系統(tǒng)中的能量流淌和物質(zhì)循環(huán)。（5）環(huán)境對(duì)生物的調(diào)節(jié)（如光周期現(xiàn)象）和生物對(duì)環(huán)境的調(diào)節(jié)（如固氮作用）三、生態(tài)學(xué)的形成與進(jìn)展理論上：概念上的提出—→論著的出版—→學(xué)科的形成。時(shí)刻上：萌芽時(shí)期—→近代進(jìn)展：4大學(xué)派的形成—→現(xiàn)代進(jìn)展：生態(tài)系統(tǒng)、人類生存環(huán)境的研究。實(shí)驗(yàn)技術(shù)上：描述—→定性—→定量—→模擬。1、生態(tài)學(xué)進(jìn)展簡(jiǎn)史（1）生態(tài)學(xué)萌發(fā)時(shí)期（時(shí)期）公元16世紀(jì)往常：在我國：公元前1200年《爾雅》一書，草、木；公元前200年《管子》“地員篇”；公元前100年前后，農(nóng)歷確立了24節(jié)氣，同時(shí)《禽經(jīng)》一書（鳥類生態(tài)）問世；《本草綱目》。在歐洲：公元前285年也有類似著作問世。（2）近代生態(tài)學(xué)時(shí)期建立時(shí)期：17世紀(jì)后生態(tài)學(xué)作為一門科學(xué)開始成長。1792年德國植物學(xué)家C.L.Willdenow出版了《草學(xué)基礎(chǔ)》；1807年德國A.Humbodt出版《植物地理學(xué)知識(shí)》提出“植物群落”“外貌”等概念；1798年T.Malthus《人口論》的發(fā)表；1859年達(dá)爾文的《物種起源》；1866年Haeckel在他的著作《一般生物形態(tài)學(xué)》中首先提出ecology一詞，并首次提出了生態(tài)學(xué)定義。1895年E.Warming發(fā)表了他的劃時(shí)代著作《以植物生態(tài)地理為基礎(chǔ)的植物分布學(xué)》（1909年經(jīng)改寫成《植物生態(tài)學(xué)》）。鞏固時(shí)期（20世紀(jì)初至20世紀(jì)50年代）：（1）動(dòng)植物生態(tài)學(xué)并行進(jìn)展，著作與教科書出版。代表作：C.Cowels(1910)發(fā)表的《生態(tài)學(xué)》；F.E.Chements(1907)發(fā)表的《生態(tài)學(xué)及生理學(xué)》；前蘇聯(lián)蘇卡切夫的《植物群落學(xué)》（1908）、《生物地理群落學(xué)與植物群落學(xué)》（1945）；A.G.Tamsley(1911)發(fā)表的《英國的植被類型》等；R.N.Chapman(1931)的《動(dòng)物生態(tài)學(xué)》；中國費(fèi)鴻年（1937）的《動(dòng)物生態(tài)學(xué)》；特不是W.C.Alle（1949）等的《動(dòng)物生態(tài)學(xué)原理》出版，被認(rèn)為是動(dòng)物生態(tài)進(jìn)入成熟期的重要標(biāo)志。（2）學(xué)派的形成：要緊有①北歐學(xué)派：以注重群落結(jié)構(gòu)分析為特點(diǎn)。代表人物：G.E.DuRietz②法瑞學(xué)派：注重群落生態(tài)外貌，強(qiáng)調(diào)特征種的作用。代表人物是J.Braum-Blanquet③英美學(xué)派：以動(dòng)態(tài)和數(shù)量生態(tài)為特點(diǎn)。代表人物是Clements和Tansley④俄國學(xué)派（前蘇聯(lián)學(xué)派）：植物（群落）與地學(xué)結(jié)合。代表人物：B.H.Cykayeb（三）現(xiàn)代生態(tài)學(xué)時(shí)期（20世紀(jì)60年代至現(xiàn)在）以人類生存環(huán)境為中心。2、對(duì)生態(tài)學(xué)有重要貢獻(xiàn)的中外科學(xué)家黑克爾(HaeckelE.)(1834-1919)德國動(dòng)物學(xué)家，“生態(tài)學(xué)”詞匯的創(chuàng)始人。oecologie中的希臘詞根oikos意為房子或住宅，logos即學(xué)科或討論。1866他給生態(tài)學(xué)下的簡(jiǎn)潔定義為：生態(tài)學(xué)是研究生物與環(huán)境之間的相互關(guān)系的科學(xué)。這一概念至今仍為各國學(xué)者沿用、信守不渝。洪堡德(HumboldtA.)(1769-1859)德國植物地理學(xué)家。曾進(jìn)行過環(huán)球旅行，對(duì)地球上不同區(qū)域進(jìn)行生物學(xué)和地理學(xué)考察。1799-1804年到南美洲熱帶和溫帶地區(qū)對(duì)植物及其生存環(huán)境進(jìn)行了5年的考察，收集了大量的植物標(biāo)本與資料，回國后出版了26卷巨著，從而奠定了植物地理學(xué)的基礎(chǔ)。1897發(fā)表《植物地理學(xué)知識(shí)》，對(duì)世界的植物分布做了理論上的闡述，創(chuàng)立了植物地理學(xué)。●坦斯勒(TansleyA..G)(1871-1955)英國聞名植物生態(tài)學(xué)家，以其提出的生態(tài)系統(tǒng)概念奠定了他在生態(tài)學(xué)界的不朽地位。坦氏興趣廣泛，早期對(duì)對(duì)植物生態(tài)學(xué)進(jìn)行了深入的研究，發(fā)覺土壤、氣候和動(dòng)物對(duì)植物的分布和豐盛度有明顯的阻礙，因此產(chǎn)生了一個(gè)概念，即居住在同一地區(qū)的動(dòng)植物與其環(huán)境是結(jié)合在一起的，即居住在同一地區(qū)的動(dòng)植物與其環(huán)境是結(jié)合在一起的，生物與其特定的系統(tǒng)構(gòu)成了地球表面上具有大小和類型的差不多單位，這確實(shí)是生態(tài)系統(tǒng)。著有《英倫三島的植被》(TheBritishIslandsandTheirVegetation)(1926)、《有用植物生態(tài)學(xué)》(PracticalPlantEcology)(1923)《植物生態(tài)學(xué)概論》(IntroductiontoPlantEcology)(1946)等。●辛柏爾(SchimperA.F.W.)(1856-1901)德國植物生態(tài)學(xué)家，現(xiàn)代植物生態(tài)學(xué)的奠基人之一。他的著作《以生理學(xué)為基礎(chǔ)的植物地理學(xué)》(1898)，奠定了現(xiàn)代植物生態(tài)學(xué)的學(xué)科框架。辛氏從植物生理功能與形態(tài)結(jié)構(gòu)、生活力等方面，闡述植物的生態(tài)適應(yīng)；用環(huán)境因子綜合性的觀點(diǎn)，闡明植物分布的多樣性；從歷史進(jìn)展的觀點(diǎn)，分析研究植物和群落的起源和進(jìn)展，從而開發(fā)了植物生理生態(tài)學(xué)和進(jìn)化生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域●蘇卡卻夫(Cykaq?bB.H.)前蘇聯(lián)地植物學(xué)家。于1942和1945年提出按照演替的主導(dǎo)因子而劃分群落演替類型，如群落發(fā)生演替、內(nèi)因生態(tài)發(fā)生演替、外因生態(tài)演替和地因生態(tài)演替等。蘇卡卻夫的另一個(gè)重要貢獻(xiàn)是幾乎與坦斯勒同時(shí)提出生態(tài)系統(tǒng)的概念。與生態(tài)系統(tǒng)的含義相似，他提出了“生物地理群落”概念(1940-1945)，即生物地理群落是地球表面的一個(gè)地段，在這一定的空間內(nèi)，生物群落和其所在的大氣圈、巖石圈、水圈和土壤圈差不多上相適應(yīng)的，它們之間的相互作用具有同樣的特征，即生物地理群落由生物群落(植物群落和動(dòng)物群落)和所在生物環(huán)境(土壤環(huán)境和氣候環(huán)境)。這一觀點(diǎn)實(shí)質(zhì)上確實(shí)是生態(tài)系統(tǒng)的理論●克萊門茨(ClementsF.F.)美國植物生態(tài)學(xué)家，首次提出了生物群區(qū)(biome)概念，并將這一概念作為生物群體的差不多單位。然而他最聞名的貢獻(xiàn)，是提出了植物群落演替學(xué)講，以及植物群落分布?xì)夂蝽敇O(climaticclimax)或單元頂極(monoclimax)理論。他的研究和學(xué)講為后來生態(tài)系統(tǒng)概念的提出和研究打下了基礎(chǔ)?？偨Y(jié)性專著有《植物的演替》(1916)、《植物演替和指示植物》(1928)、以及與Weaver合著的《植物生態(tài)學(xué)》(1925)等?！窳值侣?LindemanR.L.)美國動(dòng)物學(xué)家，生態(tài)系統(tǒng)理論的重要貢獻(xiàn)人之一。1941年在美國明尼蘇達(dá)州進(jìn)行的泥炭湖的生物量、生物群落的營養(yǎng)關(guān)系、生物量能流過程的研究。是對(duì)生物與環(huán)境的聯(lián)系，生物間相互關(guān)系具體實(shí)驗(yàn)研究的示范。在該他所進(jìn)行的一系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果的支持下，繼承和進(jìn)展的生態(tài)系統(tǒng)的理論。他依照研究結(jié)果，提出了“十分之一定律”，即自然界中進(jìn)入任何群體的能量的一小部分，能夠用來維持依靠它為生的群體，在食物鏈傳輸?shù)哪芰?，下一?jí)進(jìn)入到上一級(jí)的能量約為10%左右?！窭畋任?LiebigJ.)德國植物生理學(xué)家，礦質(zhì)營養(yǎng)理論的創(chuàng)始人。在此基礎(chǔ)上引申出了生態(tài)學(xué)上的最小因子定律，即在能夠阻礙生物的許多因子中，總有一個(gè)因字子限制植物的生長、生存或生殖，這一因子被成為不可或缺的因子或最小因子(1840)。李氏的這一理論關(guān)于植物生理生態(tài)學(xué)和實(shí)驗(yàn)生態(tài)學(xué)的研究與進(jìn)展貢獻(xiàn)專門大●侯學(xué)煜(1912-1991)中國植物生態(tài)學(xué)家,中國植物生態(tài)學(xué)與地植物學(xué)的創(chuàng)始人之一。早年從事植物與土壤關(guān)系研究，在大量調(diào)查的基礎(chǔ)上提出了在植被分區(qū)或分類中的指示植物的觀點(diǎn)。前蘇聯(lián)聞名地植物學(xué)家蘇卡喬夫?qū)⒁勒者@一觀點(diǎn)將侯氏做為生態(tài)系統(tǒng)土壤頂極的代表人物。1978以來，在大量事實(shí)調(diào)查的基礎(chǔ)上，對(duì)國內(nèi)當(dāng)時(shí)流行的“以糧為綱”的做法提出質(zhì)疑，反對(duì)毀林開墾、草原開荒、圍湖造田、向海要糧。并就自己對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的理解提出了大糧食和大農(nóng)業(yè)的觀點(diǎn)。代表作有《中國境內(nèi)酸性土、鈣質(zhì)土和鹽堿土指示植物》(1954)；《中國植被的類型》(1956)《中國植被區(qū)劃》(1960)；《中國的植被》(1960)；《中國植被地理及優(yōu)勢(shì)植物化學(xué)成分》(1982)等；《生態(tài)學(xué)與大農(nóng)業(yè)進(jìn)展》(1984)●馬世駿(1920-1991)聞名動(dòng)物生態(tài)學(xué)家,長期從事昆蟲生態(tài)學(xué)研究。晚期從事生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)平衡理論研究,提出生態(tài)工程、系統(tǒng)生態(tài)以及都市生態(tài)等重要研究方向。是1972年聯(lián)合國環(huán)境進(jìn)展大會(huì)重要文件《我們共同的以后》的起草人之一。著有《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)透視》(1993)等四、生態(tài)學(xué)的學(xué)科框架●按照研究的對(duì)象劃分-植物生態(tài)學(xué)(PlantEcology)-動(dòng)物生態(tài)學(xué)(AnimalEcology)-農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)(AgricultureEcology)-林業(yè)生態(tài)學(xué)(ForestryEcology)-草地生態(tài)學(xué)(GrasslandEcology)-景觀生態(tài)學(xué)(LandscapeEcology)-都市生態(tài)學(xué)(UrbanEcology)●按照研究的內(nèi)容劃分-個(gè)體生態(tài)學(xué)(Autecology)-種群生態(tài)學(xué)(PopulationEcology)-群落生態(tài)學(xué)(CommunityEcology)-生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)(EcosystemEcology)-生理生態(tài)學(xué)(Ecophysiology)●按照問題劃分(圍繞人類社會(huì)進(jìn)展)-全球生態(tài)學(xué)(GlobalEcology)-恢復(fù)生態(tài)學(xué)(RestorationEcology)-應(yīng)用生態(tài)學(xué)(AppliedEcology)-污染生態(tài)學(xué)(PollutionEcology)五、生態(tài)學(xué)的理論框架●生態(tài)因子的差不多原理-植物生態(tài)學(xué)(PlantEcology)-動(dòng)物生態(tài)學(xué)(AnimalEcology)●種群生態(tài)學(xué)-個(gè)體生態(tài)學(xué)(Autecology)-種群生態(tài)學(xué)(PopulationEcology)-群落生態(tài)學(xué)(CommunityEcology)-生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)(EcosystemEcology)-生理生態(tài)學(xué)(Ecophysiology)●群落分布及其演替的理論●生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能●生態(tài)系統(tǒng)治理六、生態(tài)學(xué)的進(jìn)展趨勢(shì)深入到自然科學(xué)和社會(huì)（人文）科學(xué)中，形成各自的分支學(xué)科。滲入到人類社會(huì)各種活動(dòng)甚至思維和意識(shí)中。1、個(gè)體群落生態(tài)系統(tǒng)19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，側(cè)重個(gè)體生態(tài)學(xué)的研究，繼承了自然史、博物學(xué)、進(jìn)化論等許多學(xué)科的研究成果，具有明顯的綜合性。從19世紀(jì)末到1930年，以群落為研究重點(diǎn)，由描述到定量、靜態(tài)到動(dòng)態(tài)、局部到整體、考察到實(shí)驗(yàn)，出現(xiàn)了豐富度、恒定度、頻度、演替等概念，把各種生物看成一個(gè)整體，并與環(huán)境聯(lián)系起來綜合研究。20世紀(jì)30年代至今，以生態(tài)系統(tǒng)的研究為重點(diǎn)，信息論、操縱論、系統(tǒng)論為生態(tài)學(xué)帶來了自動(dòng)調(diào)節(jié)原理和系統(tǒng)分析方法，揭示生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)、能量和信息之間的關(guān)系。研究涉及農(nóng)、林、牧、獵、漁、野生動(dòng)物治理等重大課題。2、生態(tài)學(xué)與其它學(xué)科結(jié)合，出現(xiàn)了大量的交叉學(xué)科。生態(tài)系統(tǒng)涉及到整個(gè)生物圈，使之與地理學(xué)、地球化學(xué)交叉。由于人口猛增、環(huán)境污染、資源枯竭的社會(huì)問題，使人類生態(tài)學(xué)、污染生態(tài)學(xué)、資源生態(tài)學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。與社會(huì)科學(xué)（經(jīng)濟(jì)、法律、政治學(xué)）交叉，出現(xiàn)了《生態(tài)學(xué)與國際關(guān)系》（1978）、《生態(tài)學(xué)——政治、法律》（1976）、《政治生態(tài)》（1975）、《社會(huì)生態(tài)學(xué)》（1973）3、以生物為研究中心進(jìn)展到以人為研究中心從20世紀(jì)60年代開始就有人用生態(tài)系統(tǒng)的觀點(diǎn)考察人類社會(huì)。人類生態(tài)學(xué)必將得到更快速的進(jìn)展，使得生態(tài)學(xué)不僅與技術(shù)經(jīng)濟(jì)緊密相關(guān)，而且與政治、法律也發(fā)生了聯(lián)系。第二章生物與環(huán)境第一節(jié)環(huán)境與生態(tài)因子一．環(huán)境概述1．環(huán)境（environment）概述（1）環(huán)境的定義：環(huán)境是指生物有機(jī)體賴以生存的所有因素和條件的綜合。（2）環(huán)境因素（environmentfactor）：直接參加有機(jī)體物質(zhì)和能量循環(huán)的組成部分。（3）環(huán)境條件（environmentcondition）：為環(huán)境因素提供物質(zhì)和能量基質(zhì)的組成部分。（4）環(huán)境科學(xué)（environmentscience）：研究人與環(huán)境之間物質(zhì)和轉(zhuǎn)化規(guī)律的科學(xué)。2．大環(huán)境與小環(huán)境（環(huán)境分類）二．生態(tài)因子1、定義：生態(tài)因子（ecologicalfactors）是指環(huán)境中對(duì)生物生長、發(fā)育、生殖、行為和分布有直接或間接作用的環(huán)境要素。（1）包括5種類型的因子：氣候因子（光、溫、水、空氣等因子）；土壤因子（土壤物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、肥力和土壤生物等因子）；生物因子（動(dòng)物、植物、微生物等因子）；地形因子（海拔高度、坡度、坡向等）；人為因子。此外，自然因子(physicalfactors)：指光照、溫度、水分、礦物質(zhì)等。實(shí)際上狹義的生態(tài)因子即為此類，可擴(kuò)大成6類因子即光、溫度、水分、CO2、O2、礦物質(zhì)等。（2）生態(tài)因子的其它分類●Smith(1935)密度制約因子(densitydependentfactors)：作用強(qiáng)度隨種群密度的變化而變化，因此有調(diào)節(jié)種群數(shù)量，維持種群平衡的作用，如食物、天敵和流行病等各種生物因子；非密度制約因于(densityindependentfactors)：作用強(qiáng)度不隨種群密度的變化而變化，因此對(duì)種群密度不能起調(diào)節(jié)作用，如溫度、降水和天氣變化等非生物因子。●前蘇聯(lián)學(xué)者(1953)穩(wěn)定因子是指終年恒定的因子，如地磁、地心引力和太陽輻射常數(shù)等，這些穩(wěn)定生態(tài)因子的作用要緊是決定生物的分布變動(dòng)因子又可分為周期變動(dòng)因子和非周期變動(dòng)因子，前者如一年四季變化和潮汐漲落等；后者如刮風(fēng)、降水、捕食和寄生等，這些生態(tài)因子要緊是阻礙生物的數(shù)量。2.生態(tài)因子作用的一般特征（一般規(guī)律）（1）綜合作用：每一個(gè)生態(tài)因子那是在與其他因子的相互阻礙、相互制約中起作用的，任何一個(gè)因子的變化都會(huì)在不同程度上引起其他因子的變化。（2）主導(dǎo)因子作用：對(duì)生物起作用的諸多因子是非等價(jià)的。（3）時(shí)期性作用；（4）可調(diào)節(jié)（補(bǔ)償）作用但不可代替性：某一因子的數(shù)量不足，有時(shí)能夠靠另一因子的加強(qiáng)而得到調(diào)劑和補(bǔ)償；（5）限制性作用：生物在生長發(fā)育的不同時(shí)期往往需要不同的生態(tài)因子或生態(tài)因子的不同強(qiáng)度。因此某一生態(tài)因子的有益作用常常只限于生物生長發(fā)育的某一特定時(shí)期。第二節(jié)生物與環(huán)境關(guān)系的差不多原理一、生物對(duì)生態(tài)因子的耐受限度限制因子（limitingfactor）：①限制生物生存和生殖的關(guān)鍵性因子。②在眾多生態(tài)因子中，任何接近或超過某種生物的耐受性極限，而且阻止其生長、生殖或擴(kuò)散甚至生存的因素。最小因子法則（lawofminimum）：Leibig(德國有機(jī)化學(xué)家)能夠阻礙生物的許多因子中，總有一個(gè)因素限制生物的生長、生存或生殖。①只能用于穩(wěn)態(tài)條件下②必須考慮到各種因子之間的相互關(guān)系③關(guān)于溫度和光等多種生態(tài)因子差不多上適用的耐受性法則（lawoftolerance）耐受性（tolerance）：①指生物能夠忍受外界極端條件的能力；②指單個(gè)有機(jī)體或種群能夠生存的某一生態(tài)因子的范圍。又稱shelford耐性定律。任何一個(gè)生態(tài)因子在數(shù)量或質(zhì)量上的不足或過多，即當(dāng)其接近或達(dá)到某種生物的耐受性限制時(shí)，使該種生物衰退或不能生存。耐性限度（thelimitsoftolerance）：每個(gè)種只能在環(huán)境條件一定范圍內(nèi)生存和生殖。也即生物種在其生存范圍內(nèi)，對(duì)任一生態(tài)因子的需求總有其上限與下限，兩者之間的距離確實(shí)是該種對(duì)該因子的耐性限度。生物種的耐受曲線耐性限制用曲線表示，稱為耐受曲線（tolerancecurve）。廣生態(tài)幅生物與狹生態(tài)幅生物分布耐性曲線。二、生物對(duì)各生態(tài)因子耐受性之間的相互關(guān)系在對(duì)生物產(chǎn)生阻礙的各種生態(tài)因子之間存在著明顯的相互阻礙。當(dāng)濕度專門低和專門高時(shí)，該種生物所能耐受的溫度范圍都比較窄(中濕條件下所能耐受的溫度范圍較寬)。在低和氣高溫條件下(兩極端溫度)，該種生物所能耐受的濕度范圍也比較窄，而在中溫或最適溫度條件下所能耐受的濕度范圍比較寬。結(jié)論：生物生存的最適溫度取決于濕度狀況，而生物生存的最適濕度又依靠于溫度狀況。生物對(duì)非生物因子的生理耐受范圍對(duì)植物和動(dòng)物的分布顯然具有重要阻礙。生物的分布區(qū)分為兩種情況：(1)生理分布區(qū)和生理最適分布區(qū)：只考慮生物的生理耐受性而排除其他生物對(duì)其分布的阻礙；(2)生態(tài)分布區(qū)和生態(tài)最適分布區(qū)：指生物在自然界的實(shí)際分布區(qū)，這種分布區(qū)是非生物因子和生物因子共同作用的結(jié)果生物因子和非生物因子之間也是相互阻礙的。生物對(duì)非生物因子的耐受范圍或最適生存區(qū)段常因生物之間的競(jìng)爭(zhēng)而被改變。三、大環(huán)境和小環(huán)境對(duì)生物的不同阻礙小環(huán)境：指對(duì)生物有著直接阻礙的鄰接環(huán)境，如接近植物個(gè)體表面的大氣環(huán)境、土壤環(huán)境和動(dòng)物洞穴內(nèi)的小氣候等。大環(huán)境：指地區(qū)環(huán)境(如具有不同氣候和植被特點(diǎn)的地理區(qū)域)、地球環(huán)境(包括大氣圈、巖石圈、水圈、土壤圈和生物圈的全球環(huán)境)和宇宙環(huán)境。大環(huán)境不僅直接阻礙著小環(huán)境，而且對(duì)生物體也有著直接或間接的阻礙。生物群落帶(biome)：指具有相似群落的一個(gè)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)類型，它把具有相似非生物環(huán)境和相似生態(tài)結(jié)構(gòu)的區(qū)域連成一個(gè)大區(qū)。小環(huán)境的重要性及其與大環(huán)境特征的差異程度：八齒小蠹對(duì)樹干小環(huán)境的利用情況小氣候與峰鳥巢的關(guān)系四、生物對(duì)生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整1、馴化：假如一種生物長期生活在它的最適生存范圍偏一側(cè)的環(huán)境條件下，久而久之就會(huì)導(dǎo)致其耐受曲線的位置移動(dòng)，并可產(chǎn)生一個(gè)新的最適生存范圍，而適宜范圍的上下限也會(huì)發(fā)生移動(dòng)。生物借助于馴化過程能夠稍稍調(diào)整它對(duì)某個(gè)生態(tài)因子或某些生態(tài)因子的耐受范圍。馴化也可理解為生物體內(nèi)決定代謝速率的酶系統(tǒng)的適應(yīng)性改變。馴化過程一般可在短時(shí)刻內(nèi)完成，對(duì)專門多小動(dòng)物最短只需24小時(shí)便可完成馴化。2、休眠(即處于不活動(dòng)狀態(tài))：是動(dòng)植物抵御臨時(shí)不利環(huán)境條件的一種特不有效的生理機(jī)制。使動(dòng)物最大限度地減少能量消耗。埃及睡蓮?fù)ㄟ^了1000年的體眠之后仍有80%以上的蓮子保持著萌發(fā)能力。季節(jié)性休眠也是持續(xù)占有一個(gè)生境的重要方式。專門多昆蟲在不利的氣候條件下往往進(jìn)入滯育狀態(tài)。恒溫動(dòng)物當(dāng)環(huán)境溫度超過適溫區(qū)過多的時(shí)候會(huì)進(jìn)入蟄伏狀態(tài)。冬眠和夏眠現(xiàn)象則是靠中介刺激(如光周期的改變)激發(fā)的。3、晝夜節(jié)律和其他周期性的補(bǔ)償變化補(bǔ)償性的變化往往是有節(jié)律的。生物在不同的季節(jié)能夠表現(xiàn)出不同的生理最適狀態(tài)(因馴化)，因此生物在一個(gè)時(shí)期能夠比其他時(shí)期具有更強(qiáng)的馴化能力，或者具有更大的補(bǔ)償調(diào)節(jié)能力。補(bǔ)償能力的周期性變化，實(shí)際上有專門多是反映了環(huán)境的周期性變化，如溫帶地區(qū)溫度的周期變化和熱帶地區(qū)干旱季節(jié)和潮濕季節(jié)的周期變化等。專門多沿岸帶生物在耐受能力方面常常以潮汐周期和月周期為基礎(chǔ)發(fā)生變化。耐受性的節(jié)律變化或?qū)ψ钸m條件選擇的節(jié)律變化大差不多上由外在因素決定的(即外源性的)，專門可能是生物對(duì)生態(tài)因子周期變化不斷適應(yīng)的結(jié)果。某些耐受性的周期變化或馴化能力的變化(不管是長期的或晝夜的)至少有一部分是由生物自身的內(nèi)在節(jié)律引起的。五、內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物和非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物內(nèi)穩(wěn)態(tài)(homeostasis)機(jī)制，即生物操縱自身的體內(nèi)環(huán)境使其保持相對(duì)穩(wěn)定，是進(jìn)化進(jìn)展過程中形成的一種更進(jìn)步的機(jī)制，它或多或少能夠減少生物對(duì)外界條件時(shí)依靠性。具有內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制的生物借助于內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定而相對(duì)獨(dú)立于外界條件，大大提高了生物對(duì)生態(tài)因子的耐受范圍。內(nèi)穩(wěn)態(tài)的基礎(chǔ)：生理、行為調(diào)節(jié)體溫：生理：恒溫動(dòng)物：操縱體內(nèi)產(chǎn)熱行為：變溫動(dòng)物：減少熱量散失，利用環(huán)境熱源調(diào)節(jié)體內(nèi)的鹽濃度或調(diào)節(jié)體內(nèi)的其他各種狀態(tài)：滲透壓調(diào)節(jié)維持體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性是生物擴(kuò)大環(huán)境耐受限度的一種要緊機(jī)制，并被各種生物廣泛利用。但擴(kuò)大耐受范圍不可能是無限的。內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物：內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制能夠發(fā)揮作用的范圍確實(shí)是它的耐受范圍。非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物：其耐受限度只簡(jiǎn)單地決定于其特定酶系統(tǒng)能在什么溫度范圍內(nèi)起作用。內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物和非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物耐受限度的不同意義生物對(duì)不同非生物因子的耐受性是相互關(guān)聯(lián)的。能夠借助于馴化過程而加以調(diào)整，也可在較長期的進(jìn)化過程中發(fā)生改變。內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制只能為生物提供一種進(jìn)展廣耐受性的方式。六、生物保持內(nèi)穩(wěn)態(tài)的行為機(jī)制在外界條件的一定范圍內(nèi)，動(dòng)物和植物都能利用各種行為機(jī)制使體內(nèi)保持恒定性。植物：葉子和花瓣有晝夜的運(yùn)動(dòng)和變化。例如豆葉的晝挺夜垂的變化或睡眠運(yùn)動(dòng)、向日葵花序隨太陽的方向而緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)等。動(dòng)物：（1）軀體姿態(tài)：如沙漠蜥（2）往返移動(dòng)：在比較冷和熱的兩個(gè)地點(diǎn)(都不是最適溫度)之間往返移動(dòng)；（3）查找適宜棲地：如生活在特立尼達(dá)雨體中的兩種按蚊其他的行為機(jī)制：（1）躲入洞穴：如鼠兔，抵御一10℃以下的嚴(yán)寒（2）構(gòu)筑巢穴：如白蟻巢（具有調(diào)節(jié)溫濕度的作用）、鳥巢（澳大利亞眼斑冢雉）七、適應(yīng)組合生物對(duì)生態(tài)因子耐受范圍的擴(kuò)大或變動(dòng)(不管是大的調(diào)整依舊小的調(diào)整)都涉及到生物的生理適應(yīng)和行為適應(yīng)問題。適應(yīng)組合(adaptivesuites)：生物對(duì)一組特定環(huán)境條件表現(xiàn)出的彼此之間的相互關(guān)聯(lián)的一整套協(xié)同的適應(yīng)特性。1、沙漠植物的適應(yīng)組合：抗干旱、節(jié)水的適應(yīng)性（1）落葉（2）形態(tài)：葉表皮增厚、減少氣孔數(shù)目和形成卷葉（3）旱生植物（肉質(zhì)植物）：①水分大量貯存在植物的根、莖或葉中②盡量減少蒸騰作用失水：夜晚才打開氣孔2、沙漠動(dòng)物的適應(yīng)組合：熱量調(diào)節(jié)和水分平衡駱駝：（1）清晨取食，獲得水分；（2）尿的濃縮最大限度地減少水分輸出；（3）脂肪在代謝時(shí)會(huì)產(chǎn)生代謝水；（4）失水要緊是來自細(xì)胞間液和組織間液，細(xì)胞質(zhì)可不能因失水而受阻礙；（5）紅細(xì)胞的專門結(jié)構(gòu)也可保證其不受質(zhì)壁分離的損害，同樣的適應(yīng)結(jié)構(gòu)也能保證紅細(xì)胞在血液含水量突然增加時(shí)可不能發(fā)生破裂，一次飲水能夠喝下極大量的水分。（6）在白天可汲取大量的熱使體溫升高。體溫升高后會(huì)減少軀體與環(huán)境之間的溫差，從而減緩吸熱過程。當(dāng)需要冷卻時(shí)，皮下起隔熱作用的脂肪會(huì)轉(zhuǎn)移到駝峰中，從而加快軀體的散熱。第三節(jié)生物與光的關(guān)系地球熱量的來源，溫度，風(fēng)，云，自然界一切變化的動(dòng)力光合作用的能源，要緊是紅光，光合作用兩個(gè)反應(yīng)中心,P680和P720；地區(qū)所有生命的最初來源,生態(tài)系統(tǒng)能量流淌與物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力動(dòng)植物的生長發(fā)育離不開光；生物物的熱能代謝，行為，生活周期和地理分布都受光的阻礙動(dòng)物的晝夜節(jié)律，植物的光周期現(xiàn)象動(dòng)植物中的色素形成離不開光一些低等植物能夠利用一些高等植物不能利用的光，如紫外光自然界中的光有量(density)和質(zhì)(quality)之分一、光的性質(zhì)可見光的波長在380—760納米之間波長小于380納米的是紫外光，波長大于760納米的是紅外光紫外光對(duì)生物和人有殺傷和致癌作用只有可見光才能在光合作用中被植物所利用并轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。植物的葉綠素是綠色的，它要緊汲取紅光（760—620納米）和藍(lán)光（490—435納米）二、光質(zhì)的變化及其對(duì)生物的阻礙空間變化：短波光隨緯度增加而減少，隨海拔升高而增加。時(shí)刻變化：冬季長波光增多，夏季短波光增多；一天之內(nèi)中午短波光較多，早晚長波光較多。森林生態(tài)系統(tǒng)：到達(dá)下木層的日光中紅光和藍(lán)光所剩不多。生活在那兒的植物必須對(duì)低輻射能環(huán)境有較好的適應(yīng)。水體：水對(duì)光有專門強(qiáng)的汲取和散射作用，大大限制了海洋透光帶的深度。在較深的水層中只有綠光占有較大優(yōu)勢(shì)，紅藻紫菜能較有效地利用綠光。高山：紫外光的作用抑制了植物莖的伸長，因此專門多高山植物都具有專門的蓮座狀葉叢。動(dòng)物：光質(zhì)關(guān)于動(dòng)物的分布和器官功能的阻礙目前還不十分清晰。在節(jié)被動(dòng)物、魚類、鳥類和哺乳動(dòng)物中，有些種類色覺專門發(fā)達(dá)，另一些種類則完全沒有色覺。在哺乳動(dòng)物中，只有靈長類動(dòng)物才具有發(fā)達(dá)的色覺。三、光照強(qiáng)度的變化及其對(duì)生物的阻礙(一)光照強(qiáng)度的變化光照強(qiáng)度在赤道地區(qū)最大，隨緯度的增加而逐漸減弱。光照強(qiáng)度還隨海拔高度的增加而增強(qiáng)。在北半球的溫帶地區(qū)，山的南坡所同意的光照比平地多，而平地所同意的光照又比北坡多。較高緯度的南坡可比較低緯度的北坡得到更多的日光能，因此南方的喜熱作物能夠移栽到北方的南坡上生長。在一年中，夏季光照強(qiáng)度最大，冬季最小。在一天中，中午的光照強(qiáng)度最大，早晚的光照強(qiáng)度最小。光照強(qiáng)度在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)將會(huì)自上而下逐漸減弱，一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的垂直分層現(xiàn)象既決定于群落本身，也決定于所同意的日光能總量。(二)光照強(qiáng)度與水生植物光的穿透性限制著植物在海洋中的分布，只有在海洋表層的透光帶內(nèi)，植物的光合作用量才能大于呼吸量。光補(bǔ)償點(diǎn)：植物的光合作用量剛好與植物的呼吸消耗相平衡之處。生活在開闊大洋和沿岸透光帶中的植物要緊是單細(xì)胞的浮游植物。假如海洋中的浮游藻類沉降到補(bǔ)償點(diǎn)以下或者被洋流攜帶到補(bǔ)償點(diǎn)以下而又不能專門快回升到表層時(shí)，這些藻類使會(huì)死亡。扎根海底的巨型藻類通常只能出現(xiàn)在大陸沿岸附近，那個(gè)地點(diǎn)的海水深度一般可不能超過100米。(三)光照強(qiáng)度與陸生植物陽地植物：適應(yīng)于強(qiáng)光照地區(qū)生活的植物，光補(bǔ)償點(diǎn)的位置較高，光合速率和代謝速率都比較高。陰地植物：適應(yīng)于弱光照地區(qū)生活的植物，光補(bǔ)償點(diǎn)位置較低，其光合速率和呼吸速率都比較低。陰地植物多生長在潮濕背陰的地點(diǎn)或密林內(nèi)。專門多藥用植物如人參、三七、等也屬于陰地植物。光飽和點(diǎn)：當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到一定水平后，光合產(chǎn)物也就不再增加或增加得專門少，該處的光照強(qiáng)度確實(shí)是光飽和點(diǎn)。植物群體的光合作用是隨著光照的不斷增強(qiáng)而提高的。對(duì)植物群體的總光能利用率產(chǎn)生阻礙的要緊因素：光合面積：要緊指葉面積，通常用葉面積指數(shù)來表示。光合時(shí)刻：指植物全年進(jìn)行光合作用的時(shí)刻。延長葉片的壽命和適當(dāng)延長植物的生長期。光合能力：指大氣中二氧化碳含量正常和其他生態(tài)因子處于最適狀態(tài)時(shí)的植物最大凈光合作用速率(g/m2·d)。群體的光合能力則決定于葉層結(jié)構(gòu)和光的分布情況。(四)光照強(qiáng)度與動(dòng)物的行為光是阻礙動(dòng)物行為的重要生態(tài)因子。晝行性動(dòng)物（屬廣光性動(dòng)物）：適應(yīng)于在白天的強(qiáng)光下活動(dòng)。夜行性動(dòng)物（或晨昏性動(dòng)物或狹光性動(dòng)物）：適應(yīng)于在夜晚或晨昏的弱光下活動(dòng)。其它廣光性動(dòng)物：既能適應(yīng)于弱光也能適應(yīng)于強(qiáng)光，它們白天黑夜都能活動(dòng)。如田鼠。在自然條件下動(dòng)物每天開始活動(dòng)的時(shí)刻常常是由光照強(qiáng)度決定的。四、日照長度的變化與生物的光周期現(xiàn)象光周期現(xiàn)象—生物對(duì)光的生態(tài)反應(yīng)與適應(yīng)定義：生物對(duì)晝夜光暗循環(huán)格局的反應(yīng)所表現(xiàn)出的現(xiàn)象稱之為光周期現(xiàn)象。生物的許多周期現(xiàn)象是受日照長短操縱的，光周期是生命活動(dòng)的定時(shí)器和啟動(dòng)器。日照長度是指白晝的持續(xù)時(shí)數(shù)或太陽的可照時(shí)數(shù)。夏至至短，冬至至長。表不同緯度地區(qū)的日照時(shí)刻單位：h緯度01020304050606566.5最長日12.0012.5813.2213.9314.8516.1518.5021.1524.00最短日12.0011.4210.7810.079.157.855.502.850.00(一)植物的光周期現(xiàn)象長日照植物：在日照時(shí)刻超過一定數(shù)值才開花，否則便只進(jìn)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(lán)和蘿卜等。人為延長光照時(shí)刻可促使這些植物提早開花。短日照植物：在日照時(shí)刻短于一定數(shù)值才開花，這類物通常是在早春或深秋開花。常見種類有牽牛、蒼耳和菊類，作物中則有水稻、玉米、大豆、煙草、麻、棉等。中間性植物：只要其他條件合適，在什么光照條件下都能開花，如黃瓜、番茄、番薯、四季豆和蒲公英等。(二)動(dòng)物的光周期現(xiàn)象日照長短的變化是地球上最嚴(yán)格和最穩(wěn)定的周期變化，是生物節(jié)律最可靠的信號(hào)系統(tǒng)。鳥類：遷移、生殖哺乳動(dòng)物：生殖、換毛長日照獸類：隨著春天日照長度的逐漸增加而開始生殖。如野兔、刺猬等。短日照獸類：隨著秋天短日照的到來而進(jìn)入生殖期。如綿羊、山羊和鹿等。魚類：生殖、遷移人為延長光照時(shí)刻能夠提高鮭魚的生殖能力日照長度的變化通過阻礙內(nèi)分泌系統(tǒng)而阻礙魚類的遷移。昆蟲：冬眠、滯育要緊與光周期的變化有關(guān)，但溫度、濕度和食物也有一定阻礙第四節(jié)生物與溫度的關(guān)系生物新陳代謝的能量來源，代謝的強(qiáng)度與溫度最有關(guān)生物群落的分布受溫度的制約(植物群落分布的緯向地帶性)生物的行為受溫度限制(休眠，變溫動(dòng)物，候鳥，植物的落葉)生長發(fā)育節(jié)律(芽的形成，常綠與落葉，開花與結(jié)果)生長：“三基點(diǎn)”——最低、最適、最高溫度。發(fā)育：植物的春化作用（某些植物要通過一個(gè)“低溫”時(shí)期才能開花結(jié)果）。溫度過高和過低引起生物的災(zāi)難(熱損傷,灼燒,凍害,寒害)一、溫度的生態(tài)意義生物體內(nèi)的生物化學(xué)過程必須在—定的溫度范圍內(nèi)才能正常進(jìn)行。不同的生物和同一生物的不同發(fā)育時(shí)期所能忍受的溫度范圍卻有專門大不同。溫度的變化能引起環(huán)境中其他生態(tài)因子的改變，如引起濕度、降水、風(fēng)、氧在水中的溶解度以及食物和其他生物活動(dòng)和行為的改變等。二、極端溫度對(duì)生物的阻礙(一)低溫對(duì)生物的阻礙臨界溫度：溫度低于一定的數(shù)值，生物便會(huì)因低溫而受害。低溫對(duì)生物的損害可分為冷害、霜害和凍害三種。冷害：指喜溫生物在零度以上的溫度條件下受害或死亡。如海南島的熱帶植物丁子香在氣溫降至6.1℃時(shí)葉片便受害，降至3.4℃時(shí)頂梢干枯，受害嚴(yán)峻。冷害是喜溫生物向北方引種和擴(kuò)展分布區(qū)的要緊障礙。凍害：指冰點(diǎn)以下的低溫使生物體內(nèi)(細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞間隙)形成冰晶而造成的損害。冰晶的形成會(huì)使原生質(zhì)膜發(fā)生破裂和使蛋白質(zhì)失活與變性。(二)高溫對(duì)生物的阻礙對(duì)植物：減弱光合作用，增強(qiáng)呼吸作用，使植物的這兩個(gè)重要過程失調(diào)。破壞植物的水分平衡，加速生長發(fā)育，促使蛋白質(zhì)凝固和導(dǎo)致有害代謝產(chǎn)物在體內(nèi)的積存。對(duì)動(dòng)物：破壞酶的活性，使蛋白質(zhì)凝固變性，造成缺氧、排泄功能失調(diào)和神經(jīng)系統(tǒng)麻痹等。三、生物對(duì)極端溫度的適應(yīng)(一)生物對(duì)低溫環(huán)境的適應(yīng)1、在形態(tài)方面（1）植物：北極和高山植物的芽和葉片常受到油脂類物質(zhì)的愛護(hù)，芽具鱗片，植物體表面生有蠟粉和密毛，植物矮小并常成匍匐狀、墊狀或蓮座狀等，這種形態(tài)有利于保持較高的溫度，減輕嚴(yán)寒的阻礙。（2）動(dòng)物：貝格曼（Bergman）規(guī)律：生活在高緯度地區(qū)的恒溫動(dòng)物，個(gè)體大的動(dòng)物，其單位體重散熱量相對(duì)較少。阿倫（Allen）規(guī)律：恒溫動(dòng)物軀體的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低溫環(huán)境中有變小變短的趨勢(shì)，這也是減少散熱的一種形態(tài)適應(yīng)。增加毛和羽毛的數(shù)量和質(zhì)量或增加皮下脂肪的厚度，從而提高軀體的隔熱性能。2、在生理方面（1）植物：減少細(xì)胞中的水分和增加細(xì)胞中的糖類、脂肪和色素等物質(zhì)來降低植物的冰點(diǎn)，增加抗寒能力。極地和高山植物在可見光譜中的汲取帶較寬，并能汲取更多的紅外線。葉片在冬季時(shí)由于葉綠素破壞和其他色素增加而變?yōu)榧t色，有利于汲取更多的熱量。（2）動(dòng)物增加體內(nèi)產(chǎn)熱量來增強(qiáng)御寒能力和保持恒定的體溫。熱中性區(qū)寬、下臨界點(diǎn)溫度低和在下臨界點(diǎn)溫度以下的曲線斜率小。減少軀體散熱，大大降低軀體終端部位的溫度，而軀體中央的溫暖血液則專門少流到這些部位。3、在行為上休眠和遷移，前者有利于增加抗寒能力，后者可躲過低溫環(huán)境。(二)生物對(duì)高溫環(huán)境的適應(yīng)1、植物（1）形態(tài)：生有密絨毛和鱗片，能過濾一部分陽光；有些植物體呈白色、銀白色，葉片革質(zhì)發(fā)亮，能反射一大部分陽光；有些植物葉片垂直排列使葉線向光或在高溫條件下葉片折疊，減少光的汲取面積；樹干和根莖生有專門厚的木栓層，具有絕熱和愛護(hù)作用。（2）生理：降低細(xì)胞含水量，增加糖或鹽的濃度，有利于減緩代謝速率和增加原生質(zhì)的抗凝聚力?？客⒌恼趄v作用幸免使植物體因過熱受害。反射的紅外線多，幸免使植物體受到高溫?fù)p害。2、動(dòng)物適當(dāng)放松恒溫性，使體溫有較大的變幅，如此在高溫炎熱的時(shí)刻軀體就能臨時(shí)汲取和貯存大量的熱并使體溫升高，爾后在環(huán)境條件改善時(shí)或躲到陰涼處時(shí)再把體內(nèi)的熱量釋放出去，體溫也會(huì)隨之下降。夏眠、穴居和白天躲入洞內(nèi)夜晚出來活動(dòng)。如沙漠中的嚙齒動(dòng)物。四、溫度與生物發(fā)育的關(guān)系——有效積溫法則有效積溫法則：植物在生長發(fā)育過程中必須從環(huán)境攝取一定的熱量才能完成某一時(shí)期的發(fā)育，而且植物各個(gè)發(fā)育時(shí)期所需要的總熱量是一個(gè)常數(shù)。昆蟲和其他變溫動(dòng)物也符合這一公式。K=N·TN：生長發(fā)育所需時(shí)刻；T：發(fā)育期間的平均溫度發(fā)育起點(diǎn)溫度(或最低有效溫度)：生物開始發(fā)育的溫度。以C表示。K=N(T–C)T=C+K/N=C+KVV：發(fā)育速率V=1/N求C值和K值的簡(jiǎn)便方法是在兩種實(shí)驗(yàn)溫度(T1和T2)下，分不觀看和記錄兩個(gè)相應(yīng)的發(fā)育時(shí)刻N(yùn)1值和N2值。K1=K2=K有效積溫法則的實(shí)際應(yīng)用(1)預(yù)測(cè)生物發(fā)生的世代數(shù)：年總積溫/一個(gè)世代所需積溫(2)預(yù)測(cè)生物地理分布的北界(3)預(yù)測(cè)害蟲來年發(fā)生程度(4)推算生物的年發(fā)生歷(5)可依照有效積溫制定農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃(6)應(yīng)用積溫預(yù)報(bào)農(nóng)時(shí)有效積溫法則應(yīng)用的局限性：發(fā)育起點(diǎn)溫度；有效積溫法則是以溫度與發(fā)育速率呈直線關(guān)系為前提，但事實(shí)上兩者間是呈S形關(guān)系；生物發(fā)育同時(shí)還受其他生態(tài)因子的阻礙。五、溫度與生物的分布極端溫度(高和氣低溫)常常成為限制生物分布的重要因素。1、高溫限制生物分布的緣故要緊是破壞生物體內(nèi)的代謝過程和光合呼吸平衡，其次是植物因得不到必要的低溫刺激而不能完成發(fā)育時(shí)期，如蘋果、桃、梨在低緯地區(qū)不能開花結(jié)實(shí)。2、低溫：對(duì)植物和變溫動(dòng)物來講，決定其水平分布北界和垂直分布上限的要緊因素確實(shí)是低溫。對(duì)恒溫動(dòng)物分布的直接限制較小，但常常通過阻礙其他生態(tài)因子(如食物)而間接阻礙其分布。溫度和降水是阻礙生物在地球表面分布的兩個(gè)最重要的生態(tài)因子，兩者的共同作用決定著生物群落在地球分布的總格局第五節(jié)生物與水的關(guān)系一、水的生態(tài)意義水是任何生物體都不可缺少的重要組成成分，生物體的含水量一般為60—80%，有些生物可達(dá)90%以上。生物的一切代謝活動(dòng)都必須以水為介質(zhì)，生物體內(nèi)營養(yǎng)的運(yùn)輸、廢物的排除、激素的傳遞以及生命賴以存在的各種生物化學(xué)過程，都必須在水溶液中才能進(jìn)行，而所有物質(zhì)也都必須以溶解狀態(tài)才能出入細(xì)胞。水在3.98℃時(shí)密度最大。水的這一專門性質(zhì)位任何水體都可不能同時(shí)全部?jī)鼋Y(jié)，嚴(yán)寒地區(qū)生物的生存和連續(xù)來講是至關(guān)重要的。水的熱容量專門大，而且吸熱和放熱是—個(gè)緩慢的過程，為生物制造了一個(gè)特不穩(wěn)定的溫度環(huán)境。水對(duì)陸生生物的熱量調(diào)節(jié)和熱能代謝也具有重要意義，因?yàn)檎舭l(fā)散熱是所有陸生生物降低體溫的最重要手段。二、植物與水的關(guān)系1、植物在正常的氣體交換過程中要損失大量的水分，比動(dòng)物多得多。2、植物通過根汲取水和葉蒸騰水之間保持適當(dāng)?shù)钠胶鈦砭S持正常生活。從環(huán)境中汲取的水約有99%用于蒸騰。增加吸水能力和減少水分蒸騰的適應(yīng)性：①氣孔能夠自動(dòng)開關(guān)；②體表生有一層厚厚的蠟質(zhì)表皮；③氣孔深陷在植物葉內(nèi)；④能在晚上進(jìn)行氣體交換。3、在低溫地區(qū)和低溫季節(jié)，植物的吸水量和蒸騰量小，生長緩慢；在高溫地區(qū)和高溫季節(jié)，植物的吸水量和蒸騰量大，生產(chǎn)量少大。需水量：指生產(chǎn)1克干物質(zhì)所需的水量。約300—600克。光合作用效率高的植物需水量都較低。需水量還與其他生態(tài)因子有直接關(guān)系，如光照強(qiáng)度、溫度、大氣濕度、風(fēng)速和土壤含水量等。植物的不同發(fā)育時(shí)期吸水量也不相同。依據(jù)植物對(duì)水分的依靠程度的植物生態(tài)類型(1)水生植物體內(nèi)有發(fā)達(dá)的通氣系統(tǒng)，以保證軀體各部對(duì)氧氣的需要；葉片常呈帶狀、絲狀或極薄，有利于增加采光面積和對(duì)CO2與無機(jī)鹽的汲?。恢参矬w具有較強(qiáng)的彈性和抗扭曲能力以適應(yīng)水的流淌；淡水植物具有自動(dòng)調(diào)節(jié)滲透壓的能力，而海水植物則是等滲的。沉水植物；浮水植物；挺水植物(2)陸生植物濕生植物：抗旱能力小，不能長時(shí)刻忍受缺水。中生植物：種類最多、分布最廣和數(shù)量最大旱生植物：能忍受較長時(shí)刻干旱，要緊分布在于熱草原和荒漠地區(qū)。少漿掖植物：葉面積縮小，根系發(fā)達(dá)，原生質(zhì)滲透壓高，含水量極少多漿液植物：發(fā)達(dá)的貯水組織，多數(shù)種類葉片退化而由綠色莖代行光合作用三、動(dòng)物與水的關(guān)系水生動(dòng)物：依靠水的滲透作用陸生動(dòng)物：失水：蒸發(fā)、排泄、呼吸得水：食物、飲水、代謝水水分的平衡調(diào)節(jié)總是同各種溶質(zhì)的平衡調(diào)節(jié)緊密聯(lián)系在一起。各種調(diào)節(jié)機(jī)制都必須使動(dòng)物能在各種情況下保持體內(nèi)水分和溶質(zhì)交換的平衡。(一)水生動(dòng)物的滲透壓調(diào)節(jié)1、海洋動(dòng)物海水的總滲透濃度是1135mmol/Kg等滲動(dòng)物：動(dòng)物的血液或體波的滲透濃度與海水的總滲透濃度相等或接近；一般可不能由于滲透作用而失水或得水，但排泄總會(huì)損失一部分水。攝取少量的水：①從食物中②飲用海水并排出海水中的溶質(zhì)；③代謝水。一般不需要飲用海水，代謝水的多余部分還要靠滲透作用排出體外。滲透濃度比海水略高的動(dòng)物，借助于排泄器官把體內(nèi)過剩的水排出體外。低滲動(dòng)物：動(dòng)物的血液或體波大大低于海水的滲透濃度。體內(nèi)的水將大量向體外滲透，必須從食物、代謝過程或通過飲水來攝取大量的水。有發(fā)達(dá)的排泄器官，以便把飲水中的大量溶質(zhì)排泄出去。硬骨魚類和甲殼動(dòng)物：鰓K+泵和Na+泵軟骨魚類：直腸腺2．低鹽環(huán)境和淡水環(huán)境中的動(dòng)物變滲動(dòng)物：體液濃度隨著環(huán)境滲透濃度的改變而改變的動(dòng)物。生活在河海交匯處。恒滲動(dòng)物：體液濃度保持恒定，不隨環(huán)境改變而改變的動(dòng)物。淡水動(dòng)物：水不斷地滲入動(dòng)物體內(nèi)，這些過剩的水必須不斷地被排出體外才能保持體內(nèi)的水分平衡。丟失溶質(zhì)：隨尿排出、擴(kuò)散作用得到溶質(zhì)：從食物中獲得；鰓或上皮組織的表面能主動(dòng)汲取鈉(二)陸生動(dòng)物的滲透壓調(diào)節(jié)陸生動(dòng)物減少或限制失水的適應(yīng)1、皮膚的含水量總是比其他組織少，因此能夠減緩水穿過皮膚；皮膚中的脂類對(duì)限制水的移動(dòng)。2、昆蟲利用氣管系統(tǒng)來進(jìn)行呼吸，而氣門是由氣門瓣來操縱的；節(jié)膠動(dòng)物的體表有一層幾丁質(zhì)的外骨船，有些種類在外骨鉻的表面還有專門落的蠟質(zhì)層，防止水分的蒸發(fā)。3、鳥類、哺乳類：由肺內(nèi)呼出的水蒸氣，在擴(kuò)大的鼻道內(nèi)通過冷凝而回收。4、許多荒漠鳥獸具有良好重汲取水分的腎臟。5、哺乳動(dòng)物以尿素、爬行動(dòng)物和鳥類則以尿酸的形式排泄合氮廢物。6、在高溫下，動(dòng)物減少呼吸和體表蒸發(fā)失水是使體溫有更大的波動(dòng)范圍。例：“沙漠之舟”駱駝能夠17天不喝水，軀體脫水達(dá)體重的27%，仍然照常行走。它不僅具有貯水的胃，駝峰中還儲(chǔ)藏豐富的脂肪，有消耗過程中產(chǎn)生大量水分；其血液中具有專門的脂肪和蛋白質(zhì)，不易脫水。四、水的物理性質(zhì)對(duì)水生生物的阻礙1、水的密度比空氣大約大800倍對(duì)水生生物能起一定的支撐作用，但仍要克服下沉：（1）專門多魚類的體內(nèi)都有膘；（2）大型海藻也有類似的充氣器官，可使葉子浮在陽光充足的水面。（3）單細(xì)胞的浮游植物含有比水密度更小的油滴。（4）魚類和其他大型的海洋生物也常利用脂肪增加軀體的浮力。減少骨路、肌肉系統(tǒng)和體液中的鹽濃度也能使水生動(dòng)物減輕體重增加浮力。（5）水生脊椎動(dòng)物低滲透濃度的血漿減少軀體密度。（6）微小的海洋動(dòng)物往往靠細(xì)長的附屬物延緩軀體的下沉。2、水的高度粘滯性有助于水生生物減緩下沉的速度；對(duì)動(dòng)物在水中的各種運(yùn)動(dòng)形成較大的阻力。在水中能夠快速移動(dòng)的動(dòng)物，共軀體往往呈流線型。3、水的浮力重力因素對(duì)水生生物大小的進(jìn)展限制較?。ù笙蟮捏w重只有7噸，藍(lán)鯨的體重可達(dá)100噸）。水為動(dòng)物提供了極好的支持以便克服自身的重力。五、水生環(huán)境與生物呼吸溶解氧是水生生物最重要的限制因素之一。氧在水中的溶解性受溫度和含鹽量的阻礙。位于大氣和水界面處附近的氧氣最豐富，隨著水深度的增加，氧氣的含量也逐漸減少。從水中攝取氧氣，水生動(dòng)物必須讓水流不斷流經(jīng)呼吸器官。生物的呼吸作用常常會(huì)把氧氣耗盡，造成缺氧環(huán)境，并可減緩或中止生命過程。在污濁的沼澤地和深海盆地也常常會(huì)出現(xiàn)如此的缺氧環(huán)境，以致使有機(jī)沉積物難以被微生物分解而形成石油和泥炭層。第六節(jié)生物與土壤的關(guān)系一、土壤的生態(tài)意義土壤是陸生植物生活的基質(zhì)和陸生動(dòng)物生活的基底。為植物提供必需的營養(yǎng)和水分，為土壤動(dòng)物賴以生存的棲息場(chǎng)所。土壤是生物和非生物環(huán)境的一個(gè)極為復(fù)雜的復(fù)合體，生物的活動(dòng)促進(jìn)了土壤的形成，而眾多類型的生物又生活在土壤之中。土壤是比大氣環(huán)境更為穩(wěn)定的生活環(huán)境，常常成為動(dòng)物的極好隱蔽所，在土壤中能夠躲避高溫、干燥、大風(fēng)和陽光直射。土壤是所有陸地生態(tài)系統(tǒng)的基底或基礎(chǔ)，生態(tài)系統(tǒng)中的專門多重要過程差不多上在土壤中進(jìn)行的，其中特不是分解和固氮過程。生態(tài)因子對(duì)生物的生態(tài)作用（1）土壤化學(xué)性質(zhì)與植物的關(guān)系①PH值<3或>9對(duì)根系嚴(yán)峻損害②礦質(zhì)營養(yǎng)元素與植物（2）植物的鹽害和抗鹽性植物的抗鹽方式： 排除鹽分——泌鹽植物；稀鹽植物（稀釋鹽分）； 富集鹽分；拒絕汲?。?）植物對(duì)土壤適應(yīng)的生態(tài)類型 對(duì)PH值的適應(yīng)——嗜酸性植物、嗜酸—耐堿植物、嗜堿—耐酸植物、嗜堿植物。 鈣土植物、鹽生植物、抗鹽植物（4）土壤污染的植物監(jiān)測(cè) 土壤污染——重金屬污染、如汞、鎘、砷、化學(xué)農(nóng)藥污染等。 監(jiān)測(cè)：植物群落調(diào)查，蔬菜及作物調(diào)查，實(shí)驗(yàn)分析二、土壤的質(zhì)地和結(jié)構(gòu)及其對(duì)生物的阻礙土壤是由固體、液體和氣體組成的三相系統(tǒng)，其中固相顆粒是組成土壤的物質(zhì)基礎(chǔ)，約占土壤總重量的85%以上。1、土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地：不同大小固體顆粒的組合百分比。依照土粒直徑的大小可把土粒分為粗砂(2.0—0.2mm)，細(xì)砂(0.2—0.02mm)，粉砂(0.02—0.002mm)和粘粒(0.002mm以下)。砂土：以粗砂和細(xì)砂為主、粉砂和粘粒所占比重不到10％，因此土壤粘性小、孔隙多，通氣透水性強(qiáng)，蓄水和保肥能力差。粘土：以粉砂和粘粒為主，約占60％以上，甚至可超過85%，粘土類土壤質(zhì)地粘重，結(jié)構(gòu)緊密，保水保肥能力強(qiáng)，但孔隙小，通氣透水性能差，濕時(shí)粘干時(shí)硬。壤土：質(zhì)地比較均勻，其中砂粒、粉砂和粘粒所占比重大體相等，土壤既不太松也不太粘，通氣透水性能良好且有一定的保水保肥能力，是比較理想的農(nóng)作土壤。2、土壤結(jié)構(gòu)土壤結(jié)構(gòu)：指固相顆粒的排列方式、孔隙的數(shù)量和大小以及團(tuán)聚體的大小和數(shù)量等。微團(tuán)粒結(jié)構(gòu)(直徑小于O.25mm)、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)(直徑為0.25—10mm)、比團(tuán)粒結(jié)構(gòu)更大的各種結(jié)構(gòu)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)：土壤中的腐殖質(zhì)把礦質(zhì)土粒粘結(jié)成直徑為0.25—10mm的小團(tuán)塊，具有泡水不散的水穩(wěn)性特點(diǎn)。具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤是結(jié)構(gòu)良好的土壤，因?yàn)樗軈f(xié)調(diào)土壤中水分、空氣和營養(yǎng)物之間的關(guān)系，改善土壤的理化性質(zhì)。團(tuán)粒結(jié)構(gòu)是土壤肥力的基礎(chǔ)。3、土壤中的水分土壤中水分的作用：水分可直接被植物的根系汲取。有利于各種營養(yǎng)物質(zhì)的該解和移動(dòng)，有利于磷酸鹽的水解和有機(jī)態(tài)磷的礦化。調(diào)節(jié)土壤中的溫度土壤干旱：阻礙植物的生長威脅土壤動(dòng)物的生存。土壤水分過多：使土壤中的空氣流通不暢并使?fàn)I養(yǎng)物隨水流失，降低土壤的肥力；使動(dòng)物因缺氧而死亡。4、土壤中的空氣（1）土壤中空氣的成分O2：10—12%；CO2：0.1%（空氣中：0.03%）含量不如大氣穩(wěn)定，常依季節(jié)、晝夜和深度而變化。（2）含氧量的變化：在積水和透氣不良的情況下，含氧量可降低到10%以下，從而抑制植物根系的呼吸和阻礙植物正常的生理功能，動(dòng)物則向土壤表層遷移以便選擇適宜的呼吸條件。干旱時(shí)，土壤動(dòng)物因不利于其皮膚呼吸而重新轉(zhuǎn)移到土壤深層，空氣可沿著蟲道和植物根系向土壤深層擴(kuò)散。（3）CO2的濃度高濃度的CO2：一部分可擴(kuò)散到近地面的大氣中被植物葉子在光合作用中汲取，一部分則可直接被植物根系汲取。過高的CO2濃度：可達(dá)到10—15%①不利于植物根系的發(fā)育和種子萌發(fā)。②對(duì)植物產(chǎn)生毒害作用，破壞根系的呼吸功能，甚至導(dǎo)致植物窒息死亡。③抑制好氣性微生物，減緩有機(jī)物質(zhì)的分解活動(dòng)，使植物可利用的營養(yǎng)物質(zhì)減少。（4）在積水和透氣不良時(shí)O2<10%,CO2升高（10—15%）抑制植物根系的呼吸，阻礙植物的正常生理功能，不利于根系發(fā)育、種子萌發(fā)。產(chǎn)生毒害作用，破壞根系呼吸，窒息死亡。抑制好氧微生物，減緩有機(jī)物的分解，減少養(yǎng)分供應(yīng)。土壤動(dòng)物向土壤表層遷移。（5）在干旱和通氣過分時(shí)阻礙植物的生長，也威脅著土壤動(dòng)物的生存。有機(jī)物分解過快，使腐殖質(zhì)數(shù)量減少，不利于養(yǎng)分的長期供應(yīng)。動(dòng)物向土壤深層遷移，空氣沿蟲道和植物根系向土壤深層擴(kuò)散。5、土壤溫度（1）土壤溫度的變化規(guī)律土壤溫度有周期性的日變化和季節(jié)變化，有空間上的垂直變化。夏季的土壤溫度隨深度的增加而下降，冬季的土壤溫度隨深度的增加而升高。白天的土壤溫度隨深度的增加而下降，夜間的土壤溫度隨深度的增加而升高。土壤溫度在35—100cm深度以下無晝夜變化，30米以下無季節(jié)變化。（2）土壤溫度對(duì)生物的阻礙直接阻礙植物種子的萌發(fā)和苗的生長大多數(shù)作物在10—35℃的溫度范圍內(nèi)其生長速度隨溫度的升高而加快。土地溫度太高和太低都能減弱根系的呼吸能力。土壤溫度對(duì)土壤微生物的活動(dòng)、土壤氣體的交換、水分的蒸發(fā)、各種鹽類的溶解度以及腐殖質(zhì)的分解都有著明顯阻礙。對(duì)土壤動(dòng)物的行為具有深刻阻礙，垂直遷移。三、土壤的化學(xué)性質(zhì)及其對(duì)生物的阻礙(一)土壤酸堿度土壤酸堿度是土壤最重要的化學(xué)性質(zhì)，因?yàn)樗峭寥栏鞣N化學(xué)性質(zhì)的綜合反應(yīng)，對(duì)土壤肥力、土壤微生物的活動(dòng)、土壤有機(jī)質(zhì)的合成和分解、各種營養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化和釋放、微量元素的有效性以及動(dòng)物在土壤中的分布都有著重要阻礙。我國土壤酸堿度分為5級(jí)：pH＜5.0強(qiáng)酸性，PH5.0—6.5酸性，PH6.5—7.5中性，pH7.5—8.5堿性，pH＞8.5強(qiáng)堿性。1、土壤酸堿度對(duì)土壤養(yǎng)分的有效性有重要阻礙，在pH6—7的微酸條件下，土壤養(yǎng)分的有效性最好，最有利于植物生長。在酸性土壤中容易引起鉀、鈣、鎂、磷等元素的短缺，在強(qiáng)堿性土壤中容易引起鐵、硼、鋼、錳和鋅的短缺。2、通過阻礙微生物的活動(dòng)而阻礙植物的生長。酸性土壤一般不利于細(xì)菌的活動(dòng)，根瘤菌、褐色固氮菌、氨化細(xì)菌和硝化細(xì)菌在酸性土壤中難以生存。3、土壤動(dòng)物依其對(duì)土壤酸堿性的適應(yīng)范圍可區(qū)分為嗜酸性種類和嗜堿性種類。(二)土壤有機(jī)質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì)包括非腐殖質(zhì)和腐殖質(zhì)兩大類。土壤腐殖質(zhì)：土壤微生物在分解有機(jī)質(zhì)時(shí)重新合成的多聚體化合物，約占土壤有機(jī)質(zhì)的85—90%。①植物營養(yǎng)的重要碳源和氮源，土壤中99%以上的氮素是以腐殖質(zhì)的形式存在的。②腐殖質(zhì)也是植物所需各種礦物營養(yǎng)的重要來源，并能與各種微量元素形成絡(luò)合物，增加微量元素的有效性。③土壤有機(jī)質(zhì)能改善土壤的物理結(jié)構(gòu)和比學(xué)性質(zhì)，有利于土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成從而促進(jìn)核物的生長和養(yǎng)分的汲取。④阻礙土壤動(dòng)物的分布，土壤有機(jī)質(zhì)的含量越多，土壤動(dòng)物的種類和數(shù)量也越多(三)土攘中的無機(jī)元素植物從土壤中所攝取的無機(jī)元素中有13種必需元素，還有一些元素僅為某些植物所必需。無機(jī)元素要緊來自土壤中的礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)的分解。腐殖質(zhì)是無機(jī)元素的貯備源，通過礦質(zhì)化過程而緩慢地釋放。土壤中必須含有植物所必需的各種元素和這些元素的適當(dāng)比例，才能使植物生長發(fā)育良好，因此通過合理施肥改善土壤的營養(yǎng)狀況是提高植物產(chǎn)量的重要措施。土壤中的無機(jī)元素對(duì)動(dòng)物的分布和數(shù)量也有一定阻礙。第七節(jié)生物與大氣的關(guān)系1、氧的生態(tài)作用；2、氮的生態(tài)作用；3、CO2的生態(tài)作用（對(duì)動(dòng)植物個(gè)體潛在的阻礙）；①使植物氣孔開度減少，減少蒸騰，提高水分利用。②CO2濃度相對(duì)提高，使C3植物光合作用不斷增加（C4植物達(dá)到飽和點(diǎn)后則不隨CO2濃度提高，光合作用增加）。③CO2能促進(jìn)植物的生長——植物生長速率隨全球CO2濃度的提高而增加。④高濃度的CO2能改變植物形態(tài)結(jié)構(gòu)——幼苗分枝增多，葉面積指數(shù)加大等。4、大氣污染與植物①大氣要緊污染物對(duì)植物的危害（阻礙）二氧化硫（SO2）對(duì)植物的阻礙：損害閾值為0.25~0.55ppm，2~8小時(shí)；典型癥狀——葉片脈間呈不規(guī)則的點(diǎn)狀、條狀或塊狀壞死區(qū)。氟化氫（HF）對(duì)植物的阻礙：損害閾值>40ppm；典型癥狀——葉尖和葉緣壞死。臭氧（O3）對(duì)植物的阻礙：損害閾值0.05~0.15ppm0.5~8小時(shí)；典型癥狀——葉面上出現(xiàn)密集的細(xì)小斑點(diǎn)。乙烯對(duì)植物的阻礙：損害閾值10~100ppb；典型癥狀：“偏上生長”致使葉片、花、果脫落。②植物對(duì)大氣的凈化作用汲取CO2，放出O2：造林綠化與人類維系呼吸；汲取有毒氣體：汲取二氧化硫（SO2）及氟化氫（HF）最優(yōu)；驅(qū)菌殺菌作用：有些植物分泌殺菌素，如1ha松柏林24小時(shí)分泌34kg殺菌素；阻滯粉塵：針葉林阻粉塵量32~34噸/年，闊葉林68噸/年；汲取放射性物質(zhì)：汲取中子γ-射線。③大氣污染監(jiān)測(cè)——指示植物a.作為指示植物的差不多條件：能夠綜合反映大氣污染對(duì)生態(tài)系統(tǒng)阻礙的強(qiáng)度；能夠較早地發(fā)覺污染（對(duì)大氣污染敏感）；能夠同時(shí)檢測(cè)多種大氣污染物；能夠反映出一個(gè)地區(qū)的污染歷史（差不多年輪的化學(xué)分析）。b．常見（用）的指示植物：地衣最敏感，0.015~0.105ppm二氧化硫下無法生存（但反應(yīng)慢）。④大氣污染的植物監(jiān)測(cè)形態(tài)及生長量觀測(cè)：群落生活力調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)盆栽定點(diǎn)監(jiān)測(cè)；生理生化指標(biāo)測(cè)定——光合作用，呼吸作用，氣孔開放度，細(xì)胞膜透性，葉液PH值變化，植物體內(nèi)酶體變化等生態(tài)因子的幾個(gè)差不多觀點(diǎn)生物的本性與生態(tài)因子辨證統(tǒng)一的觀點(diǎn)-在長期的歷史發(fā)育和進(jìn)化過程中,不同生物對(duì)生態(tài)因子的要求不同。-如植物與氣候的關(guān)系,有些植物只能在熱帶或亞熱帶生長,有些則在溫帶生長。-再如植物與土壤的關(guān)系,有些喜愛酸性土(鐵芒萁),有些喜愛堿性土(如堿蓬)。-引種植物必須遵守生物的這種差不多規(guī)律。生態(tài)因子綜合性的觀點(diǎn)-阻礙生物生長的各種生態(tài)因子是同等重要的。-任何生態(tài)因子都不是孤立地對(duì)生物發(fā)生作用。-例如,茶樹需要濕潤亞熱帶氣候與排水良好的強(qiáng)酸性土壤所組成的綜合環(huán)境,北方溫帶地區(qū)雖有酸性土,因氣候不適宜就不能正常生長,即使生長,其品質(zhì)也特不低下.因此,南茶北移的口號(hào)是錯(cuò)誤的。生態(tài)因子主導(dǎo)性的觀點(diǎn)-在各種生態(tài)因子中,總是有一種或兩種起者主導(dǎo)性的作用。-當(dāng)那個(gè)主導(dǎo)因子的量低到最小時(shí),就成為成為限制性因素,這確實(shí)是利比希的最小因子定律或者最小因子定律(Lawofminimum)。-例如,在植物的春化時(shí)期(植物開花需要低溫刺激的現(xiàn)象),盡管溫度、水分、氧氣、和土壤中的礦物質(zhì)都專門重要，但在那個(gè)時(shí)期溫度的高低卻起著主導(dǎo)的作用。生態(tài)因子聯(lián)系性的觀點(diǎn)-在自然界中,沒有一種生態(tài)因子是孤立存在的,而是永久地處于相互依靠的關(guān)系之中-改變一種生態(tài)因子,其它生態(tài)因子也會(huì)相互改變-例如,在北緯27°的貴州西北部山地,核桃和板栗在海拔1500-2000m的山谷或坡上生長良好,但到了在北緯40°的北京附近,只能栽到600m以下地帶。海拔本身對(duì)植物不起什么作用，只是它所聯(lián)系的氣溫、濕度、雨量、光線、風(fēng)力以及土壤性質(zhì)等才對(duì)植物發(fā)生作用。生態(tài)因子變動(dòng)性的觀點(diǎn)-一年四季或晝夜之間,日光、溫度、水分、土壤肥力等是不斷變化著的-植物生長發(fā)育所需要的生態(tài)因子也是變化的-同一種生態(tài)因子在植物的某一時(shí)期可能不大，但到了另一時(shí)期卻成了必要因素-例如,南方雙季稻地區(qū),在晚稻分孽期和孕穗期特不需要充足的氮肥，假如供應(yīng)不足，發(fā)生黃葉病，以至減產(chǎn)；然而，在水稻的抽穗期間，由于氮肥施用過多，有會(huì)發(fā)生貪青、徒長葉片、不能結(jié)穗第三章種群生態(tài)學(xué)概述一、種群的定義（population）種群是占據(jù)特定空間（地理位置）的同種有機(jī)體的集合群。種群是占據(jù)某一地區(qū)的某個(gè)種的個(gè)體總和（Friederich，1930）某一特定時(shí)刻占據(jù)某一特定空間的一群同種有機(jī)體（Merrile,1981）種群是物種在自然界中存在的差不多單位，又是生物群落的差不多組成單位。種群是一種專門組合，具有獨(dú)特性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、機(jī)能，有自動(dòng)調(diào)節(jié)大小的能力。從進(jìn)化論觀點(diǎn)看，種群是一個(gè)演化單位。此外，從生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)來看，種群又是生物群落的差不多組成單位。例如,池塘中所有的青魚,箭竹林中所有的箭竹等。二、種群生態(tài)學(xué)1、種群生態(tài)學(xué)（populationecology）——研究同種生物個(gè)體群數(shù)量動(dòng)態(tài)、特性分化及其發(fā)生進(jìn)展的科學(xué)。（種群生物學(xué)populationbiology）種群生態(tài)學(xué)研究種群的數(shù)量、分布以及種群與其棲息環(huán)境中的非生物因素和其他生物種群，例如捕食者與獵物、寄生物與宿主等的相互作用。（教材）種群生物學(xué)：種群生態(tài)學(xué)和種群遺傳學(xué)有機(jī)地整合起來2、種群生態(tài)學(xué)要緊代表作：①J．L．Harper，1977，PopulationBiologyofPlant．Academicpress，LondonandNewYork．②J．W．Silvertown，1982．Introductiontoplantpopulationecology．LongmanLondonandNewYork．③王伯蓀等，1995，植物種群學(xué)．廣州：廣東高等教育出版社．第一節(jié)種群動(dòng)態(tài)種群動(dòng)態(tài)：研究種群數(shù)量在時(shí)刻上和空間上的變動(dòng)規(guī)律。①有多少(數(shù)量或密度)；②哪里多、哪里少(分布)；③如何樣變動(dòng)(數(shù)量變動(dòng)和擴(kuò)散遷移)；④什么緣故如此變動(dòng)(種群調(diào)節(jié))。種群動(dòng)態(tài)的差不多研究方法有：①野外觀看；②實(shí)驗(yàn)研究；②數(shù)學(xué)模型研究。研究決定種群數(shù)量和分布的生態(tài)因素具有重大應(yīng)用價(jià)值。例如，確定合理利用漁業(yè)和野生動(dòng)植物治理中的收獲量，改進(jìn)草場(chǎng)放牧制度、放牧強(qiáng)度和林場(chǎng)采伐制度，制訂愛護(hù)瀕危生物、防止絕滅的對(duì)策，提出農(nóng)牧醫(yī)病蟲鼠草害和入畜共患疾病的生態(tài)防治措施等。一、種群的密度和分布(一)數(shù)量統(tǒng)計(jì)密度：?jiǎn)挝幻娣e(或空間)上的個(gè)體數(shù)目。也有應(yīng)用每片葉子、每個(gè)植株、每個(gè)宿主為單位的。絕對(duì)密度：指單位面積或空間的實(shí)有個(gè)體數(shù)。例如每公頃有10只黃鼠。相對(duì)密度：只能獲得表示數(shù)量高低的相對(duì)指標(biāo)。例如每置100鋏日捕獲10，即10%捕獲率。相對(duì)密度又可分為直接指標(biāo)和間接指標(biāo)，如10%捕獲率以黃鼠只數(shù)表示是直接指標(biāo)，而每公頃鼠洞數(shù)則是間接指標(biāo)。數(shù)量統(tǒng)計(jì)方法：1、計(jì)數(shù)種群：最直接方法，調(diào)查適用范圍有限2、樣方法：在若干樣方中計(jì)數(shù)全部個(gè)體，然后以其平均數(shù)推廣來可能種群整體。最常用3、標(biāo)志重捕法：在調(diào)查樣地上，捕獲一部分個(gè)體進(jìn)行標(biāo)志，經(jīng)一定期限進(jìn)行重捕。依照重捕取樣中標(biāo)志比例與樣地總數(shù)中標(biāo)志比例相等的假定，來可能樣地中被調(diào)查動(dòng)物的總數(shù)。N:M=n:mN=M·n/mN:樣地上個(gè)體總數(shù)M:標(biāo)志數(shù)n:再捕個(gè)體數(shù)m:再捕中標(biāo)記數(shù)關(guān)于許多動(dòng)物，相對(duì)密度指標(biāo)成為有用資料，諸如捕獲率，遇見率，洞口、糞堆等活動(dòng)痕跡，鳴聲、毛皮收購量，漁獲量等。(二)單體生物和構(gòu)件生物1、單體生物：個(gè)體專門清晰，各個(gè)體保持差不多一致的形態(tài)結(jié)構(gòu)，它們都由一個(gè)受精卵發(fā)育而成。大多數(shù)動(dòng)物2、構(gòu)件生物：由一個(gè)合于發(fā)育成由一套構(gòu)體組成的個(gè)體，同時(shí)構(gòu)件數(shù)專門不相同，從構(gòu)件產(chǎn)生新的構(gòu)件，其多少還隨環(huán)境條件而變化。高等植物、營固著群體生活的珊瑚、苔蘚蟲等。關(guān)于構(gòu)件生物就必需進(jìn)行兩個(gè)層次的數(shù)量統(tǒng)計(jì)：①從合子產(chǎn)生的個(gè)體數(shù)(它與單體生物的個(gè)體數(shù)相當(dāng))；②組成每個(gè)個(gè)體的構(gòu)件數(shù)。構(gòu)件生物的構(gòu)件本身，有時(shí)也分成兩個(gè)或若干個(gè)水平。構(gòu)件生物的構(gòu)件包括地面的枝條系統(tǒng)和地下的根系統(tǒng)。對(duì)許多構(gòu)件生物，研究構(gòu)件的數(shù)量與分布狀況往往比個(gè)體數(shù)更為重要。一叢稻能夠只有一根主莖到幾百個(gè)分蘗。構(gòu)件建筑學(xué)結(jié)構(gòu)：植物重復(fù)出現(xiàn)的構(gòu)件的空間排列，它決定植物個(gè)體與環(huán)境相互關(guān)系和個(gè)體間的相互作用。特征：分枝的角度、節(jié)間的長度、芽的死亡、休眠、產(chǎn)生新芽的概率等。(三)種群的空間結(jié)構(gòu)：內(nèi)分布型種群的內(nèi)分布型：組成種群的個(gè)體在共生活空間中的位置狀態(tài)或布局。也稱種群分布格局（distributionpattern）——種群內(nèi)個(gè)體空間分布方式或配置特點(diǎn)。1、隨機(jī)分布：每一個(gè)體在種群領(lǐng)域中各個(gè)點(diǎn)上出現(xiàn)的機(jī)會(huì)是相等的，同時(shí)某一個(gè)體的存在不阻礙其他個(gè)體的分布。比較少見。形成條件：環(huán)境的資源分布均勻一致、種群內(nèi)個(gè)體間沒有彼此吸引或排斥時(shí)才易產(chǎn)生隨機(jī)分布。如面粉中的黃粉蟲2、均勻分布：個(gè)體間的距離要比隨機(jī)分布更為一致。形成條件：要緊是由于種群內(nèi)個(gè)體間的競(jìng)爭(zhēng)。例如森林中植物為競(jìng)爭(zhēng)陽光(樹冠)和土壤中營養(yǎng)物(根際)，沙漠中植物為競(jìng)爭(zhēng)土壤水分。3、成群分布（集團(tuán)分布）：最常見的內(nèi)分布型。形成條件是：①環(huán)境資源分布不均勻；②植物傳播種子方式使其以母株為擴(kuò)散中心；③動(dòng)物的社會(huì)行為使其結(jié)合成群。如：人類、雪松（種子沒有散布能力）4、種群分布格局的推斷方法，通過公式 S2=Σ(x-m)2/(n-1)計(jì)算其中：n—調(diào)查時(shí)樣方數(shù)m—每個(gè)樣方中個(gè)體平均數(shù)x—樣方中的個(gè)體總數(shù)S2—方差（分散度） 依照S2的值可推斷： 當(dāng)S2=0時(shí)，為均勻分布 當(dāng)S2=m時(shí)，為隨機(jī)分布 當(dāng)S2>m時(shí)，為集群分布內(nèi)分布型的研究是靜態(tài)研究，比較適用于植物、定居或不太活動(dòng)的動(dòng)物，也適用于測(cè)量鼠穴、鳥巢等棲居所的空間分布。三、種群統(tǒng)計(jì)學(xué)(一)年齡結(jié)構(gòu)和性比(1)年齡結(jié)構(gòu)：種群內(nèi)不同年齡的個(gè)體數(shù)量分布情況。增長型種群：年齡結(jié)構(gòu)成典型金字塔型，表示種群有大量幼體，老齡個(gè)體小，出生率大于死亡率。穩(wěn)定型種群：出生率與死亡率大致平衡，種群穩(wěn)定。下降（衰退）種群：倒金字塔型。種群中幼體減少，老體比例增大，死亡率大于出生率。種群（特不是優(yōu)勢(shì)種）年齡結(jié)構(gòu)，直接關(guān)系著其本身及其所在群落的進(jìn)展趨勢(shì)，是種群及其所在群落的動(dòng)態(tài)趨勢(shì)的要緊指標(biāo)。測(cè)定種群的年齡結(jié)構(gòu)，便可分析它的自然動(dòng)態(tài)，推知它及其所在群落的歷史，預(yù)測(cè)它們的以后。構(gòu)件生物種群的年齡結(jié)構(gòu)有兩個(gè)層次：即個(gè)體的年齡和組成個(gè)體的構(gòu)件年齡。（2）性比：種群中雄性個(gè)體和雌性個(gè)體數(shù)目的比例。受精卵的♂/♀大致是50：50，這叫第一性比。由于種種緣故，♂/♀比接著變化，到個(gè)體成熟時(shí)為正的♂/♀比例叫第二性比。最后還有充分成熟的個(gè)體性比，叫第三性比。性比對(duì)種群配偶關(guān)系及生殖潛力有專門大的阻礙。（二）生命表的編制1、生命表：指列舉同生群在特定年齡中個(gè)體的死亡和存活比率的一張清單。同生群：同時(shí)出生的個(gè)體種群。（1）類型：圖解生命表：以圖解來表示生物一個(gè)世代的歷程。常規(guī)生命表動(dòng)態(tài)生命表：真實(shí)記錄生物個(gè)體存活情況。靜態(tài)生命表：記錄某一特定時(shí)刻獲得的各齡級(jí)個(gè)體數(shù)情況而編制成的。（2）作用（意義）：綜合記錄了生物體生命過程的重要數(shù)據(jù)；系統(tǒng)表示出種群完整生命過程；研究種群數(shù)量動(dòng)態(tài)必不可少的方法。2、生命表各欄的意義及計(jì)算方法x:按年齡的分段；nx為x期開始時(shí)的存活數(shù)；lx為x期開始時(shí)的存活分?jǐn)?shù)；dx為從x到x+1的死亡數(shù)；qx為從x到x+1的死亡率；ex為x期開始時(shí)的生命期望或平均余年;Lx:從x到x+1期的平均存活數(shù);Tx:進(jìn)入x齡期的全部個(gè)體在進(jìn)入x期以后的存活總個(gè)體一年值。lx=nx/n0dx=nx-nx+1qx=dx/nxLx=(nx+nx+1)/2ex=Tx/nx3、生命表可獲得三方面信息：①存活曲線：以nx的對(duì)數(shù)對(duì)x欄作圖可得存活曲線，存活曲線直觀地表達(dá)了該同生群的存活過程。（教材：lx欄作圖，錯(cuò)）Deevey(1947)曾將存活曲線分為三個(gè)類型：I型：曲線凸型，表示在接近生理壽命前只有少數(shù)個(gè)體死亡。例如大型獸類和人的存活曲線。Ⅱ型：曲線呈對(duì)角線，各年齡死亡率相等。許多鳥類接近于Ⅱ型。Ⅲ型：曲線凹型，幼年期死亡率專門高。魚②死亡率曲線。以qx欄對(duì)x欄作圖。比存活曲線更有參考價(jià)值。③切生命期望：ex表示該年齡開始時(shí)平均能活的年限。(三)動(dòng)態(tài)生命表和靜態(tài)生命表1、動(dòng)態(tài)生命表：依照對(duì)同年出生的所有個(gè)體進(jìn)行存活數(shù)目進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)察的資料而編制的生命表。也稱為同生群生命表、特定年齡生命表或水終生命表。從同時(shí)出生的一群體連續(xù)監(jiān)察多年，直至全部個(gè)體死亡。同一年出生，經(jīng)歷相同的環(huán)境。2、靜態(tài)生命表：依照某一特定時(shí)刻對(duì)種群作一年齡結(jié)構(gòu)調(diào)查資料而編制的生命表。也稱特定時(shí)刻生命表或垂直生命表。假定種群所經(jīng)歷的環(huán)境是年復(fù)一年地沒有變化的。同一年內(nèi)監(jiān)察不同年齡個(gè)體。不同年出生，經(jīng)歷不同的環(huán)境。表3-2的錯(cuò)誤：lx應(yīng)為nx，qx應(yīng)為1000qx(四)包括出生率的綜合生命表前面所講生命表只考慮了種群的死亡和存活過程，沒有考慮種群的出生過程。生育力：x年齡組平均每個(gè)個(gè)體的產(chǎn)仔數(shù)（即出生力）。以mx表示。生育力表：包括特定年齡生育力的生命表。kx：x年齡組的死亡力（致死壓力）表中：kx=lg(1000lx)-lg(1000lx+1)R0：凈生殖率（即已扣除了死亡數(shù)的，世代凈增殖率）R0=Σlxmx表中R0=3.096表示雌猴數(shù)經(jīng)一世代后將平均地增長到原來的3.096倍。組件生物的綜合生命表：x以日為單位；ax欄與藤壺生命表nx欄完全相當(dāng)。Fx代表了各日齡組的產(chǎn)