*

生物與環(huán)境

*1.1生態(tài)因子

1.1.1環(huán)境（environment）概念：某一特定生物體或生物群體周圍一切因素的總和，包括空間及直接或間接影響該生物體或生物群體生存的各種因素。大環(huán)境與小環(huán)境1.1.2生態(tài)因子(ecologicalfactor)概念生態(tài)因子的分類生態(tài)因子作用特征*大環(huán)境與小環(huán)境大環(huán)境（macroenvironment）：地區(qū)環(huán)境、地球環(huán)境、宇宙環(huán)境；如西雙版納的環(huán)境，昆明黑龍?zhí)董h(huán)境等小環(huán)境（microenvironment）：直接影響生物生命活動的近鄰環(huán)境。如洞穴環(huán)境，樹蔭下環(huán)境等環(huán)境中的氣候（climate）大氣候（macroclimate）：大環(huán)境(地區(qū)以上范圍)的氣候條件小氣候（microclimate）：小環(huán)境的氣候條件*小氣候（小環(huán)境）*蜂鳥巢小氣候黎明前時(shí)的溫度，巢上方的樹枝減少了孵卵雌鳥的熱量損失（Calder,1973）小氣候（小環(huán)境）一根腐木上的小環(huán)境分布格局（Schimitschek,1931）*生態(tài)因子的相關(guān)概念生態(tài)因子(EcologicalFactor)：環(huán)境要素中對生物起作用的因子。生存條件：生態(tài)因子中生物生存不能缺少的環(huán)境要素。生態(tài)環(huán)境：一定區(qū)域所有生態(tài)因子的總和。生境（Habitat）：特定生物體或群體的棲息地的生態(tài)環(huán)境。*生態(tài)因子的分類

根據(jù)性質(zhì)分：氣候因子：如溫度、水分、光照、風(fēng)、氣壓和雷電等土壤因子：如土壤結(jié)構(gòu)、土壤成分的理化性質(zhì)及土壤生物等地形因子：如陸地、海洋、海拔高度、山脈的走向與坡度等生物因子：包括動物、植物和微生物之間的各種相互作用人為因子：人類活動對自然的破壞及對環(huán)境的污染*生態(tài)因子的分類（續(xù)）有無生命特征：生物因子和非生物因子對生物種群數(shù)量變動的作用密度制約因子：食物、天敵等生物因子非密度制約因子：溫度、降水等氣候因子穩(wěn)定性及其作用特點(diǎn)穩(wěn)定因子：終年恒定的因子，決定生物的分布，如地心引力、地磁等變動因子：周期性變動因子：一年四季變化和潮汐漲落非周期性變動因子：如風(fēng)、降雨、捕食等*密度制約因子和非密度制約因子密度制約因子環(huán)境因子中，對生物作用的強(qiáng)度隨生物的密度而變化的因子類型有正負(fù)兩類，在密度增加的狀態(tài)下，正者作用導(dǎo)致生物的密度進(jìn)一步增長；負(fù)者導(dǎo)致密度的反饋性降低，有調(diào)節(jié)種群密度的作用。一般生物因子常為密度制約因子。非密度制約因子

環(huán)境因子中，對生物作用的強(qiáng)度與生物密度變化無關(guān)的因子。*種群死亡率變化種群密度梯度密度制約非密度制約逆密度制約導(dǎo)致種群死亡率變化的環(huán)境因子作用于種群的強(qiáng)度，隨種群密度梯度變化而改變密度制約因子與非密度制約性因子比較*種群出生率變化種群密度梯度密度制約非密度制約逆密度制約導(dǎo)致種群出生率變化的環(huán)境因子作用于種群的強(qiáng)度隨種群密度梯度變化而改變；具有調(diào)節(jié)種群密度作用密度制約因子與非密度制約性因子比較*生態(tài)因子的作用特征綜合作用：生態(tài)因子間相互聯(lián)系、相互影響、相互制約主導(dǎo)因子作用：生態(tài)因子非等價(jià)階段性作用：生物發(fā)育的不同階段，需要不同不可替代性和補(bǔ)償性作用：生態(tài)因子間不可替代，但在一定程度上可以補(bǔ)償直接作用和間接作用：直接因子：直接對生物發(fā)生影響的生態(tài)因子間接因子：通過影響直接因子而對生物發(fā)生影響生態(tài)因子*1.2生物與環(huán)境的相互作用1.2.1環(huán)境對生物的作用環(huán)境對生物的作用生物對環(huán)境的適應(yīng)1.2.2生物對環(huán)境的反作用生物對環(huán)境因子的改變生物與生物之間的相互作用*環(huán)境對生物的作用對生物生存的影響對生物生長的影響對生物發(fā)育的影響對形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響對生物遺傳的影響對生物繁殖的影響對生物分布的影響對生物種群數(shù)量的影響對生物的種內(nèi)關(guān)系的影響對生物的種間關(guān)系的影響*生物對環(huán)境的適應(yīng)形態(tài)的適應(yīng)生理的適應(yīng)行為的適應(yīng)*胡椒蛾黑化胡椒蛾個體胡椒蛾黑化*1008060300200100Wintersmoke,ug/m3Percentfrequencyofmelanicpepperedmoths196019701980煙塵實(shí)測值煙塵變化趨勢黑化蛾變化趨勢隨著污染減輕，黑化蛾在群體中的頻率逐漸下降*夜間降低代謝率有花蜜供給，沒有休眠，要消耗大量能量食物與代謝*生物對環(huán)境因子的改變森林吸收太陽輻射、降低風(fēng)速、保持水分、防治土壤凍結(jié)土壤微生物和土壤動物改變土壤的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)過度放牧導(dǎo)致草場退化人類活動導(dǎo)致全球環(huán)境變化……*生物與生物之間的相互作用物種間的相互作用＋得利；—表示受損；0無明顯影響物種間的協(xié)同進(jìn)化一個物種在進(jìn)化上的變化同時(shí)改變了與該物種相關(guān)的其它物種所承受的選擇壓力，導(dǎo)致相關(guān)物種的改變，反過來又對該物種的變化施以影響的過程。二個或更多的相互作用的物種，其各自的進(jìn)化是相互影響的，從而形成了一個相互作用的進(jìn)化系統(tǒng)，這一機(jī)制稱為協(xié)同進(jìn)化。相互作用類型互利共生偏利作用捕食/牧食/寄生種間競爭偏害作用中性作用A＋＋＋——０B＋０——００*1.3最小因子、限制因子與耐受限度1.3.1利比希最小因子定律1.3.2限制因子1.3.3耐受限度和生態(tài)幅耐受性定律生態(tài)幅耐受限度的調(diào)整*

利比希最小因子定律

(Liebig’slawofminimum)基本內(nèi)容低于某種生物需要的最小量的任何特定因子，是決定該種生物生存和分布的根本因素。應(yīng)用注意穩(wěn)定狀態(tài)生態(tài)因子間的替代作用*限制因子和限制因子定律限制因子(limitingfactor)限制因子是對生物的生存、生長、繁殖或擴(kuò)散等起限制作用的因子當(dāng)生態(tài)因子接近或超過生物的耐受性極限而影響其生存、生長、繁殖或擴(kuò)散時(shí)，這個因子成為該生物限制因子限制因子定律(Lawoflimitingfactor)生態(tài)因子處于低于生物正常生長所需的最小量和高于生物正常生長所需的最大量時(shí)，都對生物具有限制性影響B(tài)lackman，1905，基于利比希最小因子定律實(shí)用價(jià)值*南北較高緯度地區(qū)的低溫是影響非洲蜂進(jìn)一步向高緯度范圍擴(kuò)散的限制因子。高緯度地區(qū)低溫對生物分布的限制*Shelford耐受性定律

耐受性定律(Lawoftolerance)任何一個生態(tài)因子在數(shù)量或質(zhì)量上的不足或過多時(shí)會使該種生物衰退或不能生存Shelford，1913*Shelford耐受性定律耐受性定律的發(fā)展生物對不同生態(tài)因子的耐受范圍不同，不同年齡、季節(jié)、棲息地等同種生物對生態(tài)因子的耐受性不同對很多生態(tài)因子耐受范圍都很寬的生物，其分布區(qū)一般很廣個體發(fā)育的不同階段，對生態(tài)因子的耐受限度不同不同的生物種，對同一生態(tài)因子的耐受性不同某一生態(tài)因子處于非最適狀態(tài)下時(shí)，生物對其他生態(tài)因子的耐受限度也下降*最適范圍亞適范圍亞適范圍不適范圍不適范圍不能生存因子梯度漸增生命活動或數(shù)量生物對環(huán)境因子的耐受曲線Shelford耐受性定律*最適范圍不適范圍不能生存因子梯度漸增生命活動強(qiáng)度或數(shù)量生物對環(huán)境因子耐受曲線的實(shí)際表現(xiàn)亞適范圍亞適范圍不適范圍Shelford耐受性定律*生態(tài)幅

生態(tài)幅(ecologicalamplitude）的概念每一種生物對每一種生態(tài)因子都有一個耐受范圍，即有一個生態(tài)上的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)。在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)(或稱耐受性的上限和下限)之間的范圍生態(tài)幅度廣溫性(eurythermal狹溫性(stenothermal)廣水性(euryhydric) 狹水性(stenohydric)廣鹽性(euryhaline) 狹鹽性(stenohaline)廣食性(euryphagic) 狹食性(stenophagic)廣光性(euryphotic) 狹光性(stenophotic)…………*廣生態(tài)幅度狹生態(tài)幅度生命活動或數(shù)量環(huán)境因子變化梯度生態(tài)幅度的寬狹比較*廣溫性生物狹溫喜熱生物生命活動或數(shù)量溫度變化梯度低→高狹溫喜冷生物生物對溫度的耐受*耐受限度的調(diào)整馴化:自然馴化和人工馴化生理變化和遺傳變化馴化可能：生物特性差異，誘導(dǎo)條件差異生物學(xué)意義：適應(yīng)環(huán)境變化能力內(nèi)穩(wěn)態(tài)(Homeostasis)生物通過控制體內(nèi)環(huán)境(體溫、糖、