1、生態(tài)學(xué),第二章 生物與環(huán)境,第二章 生物與環(huán)境,第一節(jié) 地球上的生物 第二節(jié) 生態(tài)因子 第三節(jié) 生態(tài)因子的作用規(guī)律 第四節(jié) 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用,第一節(jié) 地球上的生物,一、生物圈 生物圈（biosphere）是由大氣圈下層、水圈、土圈、巖石圈以及活動(dòng)于其中的生物組成的地球表面最大的生態(tài)系統(tǒng)。 二、生物多樣性 指在一定空間范圍內(nèi)多種多樣的動(dòng)植物和微生物有規(guī)律地結(jié)合所構(gòu)成的穩(wěn)定生態(tài)綜合體。包括三個(gè)方面:1.物種多樣性;2.遺傳多樣性;3.生態(tài)系統(tǒng)多樣性。,第二節(jié) 生態(tài)因子,一、環(huán)境 1、環(huán)境概念:指生物賴以生存的所有因素和條件的綜合 2、小環(huán)境和大環(huán)境 （1）小環(huán)境是指對生物有著直接影響的鄰接環(huán)

2、境 （2）大環(huán)境是指地區(qū)環(huán)境、地球環(huán)境和宇宙環(huán)境 大環(huán)境直接影響著小環(huán)境 大環(huán)境中的氣候稱為大氣候；小環(huán)境中的氣候?yàn)樾夂?小氣候直接影響生物,大氣候間接影響生物,第二節(jié) 生態(tài)因子,二、生態(tài)因子 1、生態(tài)因子的概念 環(huán)境中對生物的生長、發(fā)育、生殖、行為和分布有著直接或間接影響的環(huán)境要素（如光、溫度、水、氣、土壤、其他生物等）稱為生態(tài)因子。 2、生態(tài)因子的分類 （1）按性質(zhì)分：氣候因子、土壤因子、地形因子、生物因子和人為因子5類。 （2）按有無生命特征：生物因子和非生物因子。 （3）按生態(tài)因子對種群數(shù)量變動(dòng)的作用：密度制約因子和非密度制約因子。,第二節(jié) 生態(tài)因子（2）,3、生態(tài)因子的作用特征 （

3、1）綜合作用：環(huán)境中每個(gè)因子不是孤立的、單獨(dú)存在的，而是與其它因子相互聯(lián)系、相互影響、相互制約的。任何一個(gè)因子的變化，都會(huì)不同程度的引起其它因子的變化。如光強(qiáng)變化溫度改變濕度改變蒸發(fā)、蒸騰改變。 （2）主導(dǎo)因子作用：對生物起作用的眾多生態(tài)因子并非等價(jià)的，其中有一個(gè)或兩個(gè)是起決定作用的生態(tài)因子，稱為主導(dǎo)因子。如春化階段的低溫因子、光周期中的日照長度等。,二、生態(tài)因子,二、生態(tài)因子,3、生態(tài)因子的作用特征 （3）階段性作用：由于生態(tài)因子規(guī)律性變化導(dǎo)致生物生長發(fā)育出現(xiàn)階段性，在不同的發(fā)育階段，生物需要不同的生態(tài)因子或生態(tài)因子的不同強(qiáng)度，因此生態(tài)因子對生物的作用也具有階段性。如低溫對某些作物的春化是必

4、要的,但后期是有害的;許多動(dòng)物幼體和成體生活在完全不同的環(huán)境中，對生態(tài)因子的要求就差異很大。,3、生態(tài)因子的作用特征 （4）不可替代性和可補(bǔ)償性：生態(tài)因子雖非等價(jià)，但都很重要，缺一不可，不能用一個(gè)代替另一個(gè)。但在一定條件下，當(dāng)某一因子的數(shù)量不足時(shí)，可依靠相近因子的加強(qiáng)而得以補(bǔ)償，可獲得相似的生態(tài)效果。如光強(qiáng)減弱引起光合作用下降,可通過CO2濃度的增加而得到補(bǔ)償。 （5）直接作用和間接作用：生態(tài)因子對生物的作用可以是直接的，也可以是間接的(如地形因子海拔,坡度等)。,第二節(jié) 生態(tài)因子（3）,二、生態(tài)因子,第三節(jié) 生態(tài)因子的作用規(guī)律,一、Liebig最小因子定律（Liebigs law of mi

5、nimum） 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，即生物物的生存取決于處在最小量狀態(tài)的生態(tài)因子。 二、限制因子 生物的生存和繁殖依賴于各種生態(tài)因子的綜合作用。在眾多的生態(tài)（環(huán)境）因子中，任何接近或超過某種生物的耐受極限，而阻止其生存、生長、繁殖或擴(kuò)散的因子就是限制因子。,第三節(jié) 生態(tài)因子的作用規(guī)律,三、耐受限度與生態(tài)幅 1Shelford耐受性定律 任何一個(gè)生態(tài)因子在數(shù)量上或質(zhì)量上的不足或過多，即當(dāng)其達(dá)到或超過某種生物的耐受限度時(shí)，會(huì)使該種生物衰退或不能生存。在Shelford以后，許多學(xué)者對耐受性定律作了發(fā)展，概括如下： 每一種生物對不同生態(tài)因子的耐受

6、范圍存在一定差異。,第三節(jié) 生態(tài)因子的作用規(guī)律,三、耐受限度與生態(tài)幅 生物在整個(gè)個(gè)體發(fā)育過程中，對環(huán)境因子的耐受限度是不同的。 不同的生物種，對同一生態(tài)因子的耐受性是不同的。 生物對某一生態(tài)因子處于非最適狀態(tài)下時(shí)，對其他生態(tài)因子的耐受限度也下降。,三、耐受限度與生態(tài)幅,2生態(tài)幅 每一種生物對每一種生態(tài)因子都有一個(gè)耐受范圍，即有一個(gè)生態(tài)上的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)(或稱耐受性的上限和下限)。生物對某一個(gè)生態(tài)因子耐受性的上限和下限之間的范圍稱為生態(tài)幅(ecological amplitude)。 3. 耐受限度與生態(tài)幅區(qū)別 耐受限度一般是對某一生態(tài)因子而言，是從生物本身出發(fā)，主要指該種生物的生物學(xué)特性；生態(tài)

7、幅既指某一生態(tài)因子，又指環(huán)境條件的綜合，是從生態(tài)適應(yīng)角度來談的。,第三節(jié) 生態(tài)因子的作用規(guī)律（2）,生態(tài)學(xué)中常用“廣”和“狹”表示生態(tài)幅的寬度，不同因子配合，就表示某物種對某一生態(tài)因子的適應(yīng)范圍,三、耐受限度與生態(tài)幅,第三節(jié) 生態(tài)因子的作用規(guī)律（3）,三、耐受限度與生態(tài)幅,3. 耐受限度的調(diào)整 生物對生態(tài)因子的耐受范圍并不是固定不變的，通過休眠、自然馴化或人工馴化可改變生物的耐受范圍，使適宜生存范圍的上下限發(fā)生移動(dòng)，形成一個(gè)新的最適度，去適應(yīng)環(huán)境的變化。這種調(diào)節(jié)是通過內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。 內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制:生物控制自身體內(nèi)環(huán)境，使其保持相對穩(wěn)定的一種機(jī)制。,第三節(jié) 生態(tài)因子的作用規(guī)律（4）,三、耐受限

8、度與生態(tài)幅,3. 耐受限度的調(diào)整 A.馴化：生物借助于外界條件調(diào)整它們對某個(gè)生態(tài)因子或某些生態(tài)因子的耐受范圍。 （人工）馴化: 指在實(shí)驗(yàn)條件下誘發(fā)的生理補(bǔ)償機(jī)制，這種生理適應(yīng)短時(shí)間即可完成。 氣候馴化（適應(yīng)）: 指自然條件下所誘發(fā)的生理補(bǔ)償變化，這種生理適應(yīng)需較長時(shí)間完成。,如金魚在24和37.5兩種溫度條件下長期馴化后，對溫度的耐受范圍分別為：5-36和15-41。,B.休眠：是動(dòng)植物抵御暫時(shí)不利環(huán)境的一種非常有效的生理機(jī)制。如動(dòng)物中的冬眠、夏眠和日眠，植物種子休眠。 C.晝夜節(jié)律和其他周期性的補(bǔ)償變化。動(dòng)物的補(bǔ)償能力表現(xiàn)出明顯的周期性變化，如季節(jié)性、晝夜變化和熱帶的干旱、雨季的周期性變化。

9、 適應(yīng)：指生物在生存競爭中適應(yīng)環(huán)境條件而形成一定性狀的現(xiàn)象。這種形態(tài)適應(yīng)需要很長時(shí)間。 適應(yīng)組合：生物對一組特定環(huán)境條件的適應(yīng)表現(xiàn)出彼此協(xié)同的特性就稱為適應(yīng)組合。 西藏?cái)M蚤適應(yīng)高原鹽湖，具有抗低氧、耐低溫和抗紫外的協(xié)同適應(yīng)。,常綠植物表皮增厚、減少氣孔數(shù)目、形成卷葉等適應(yīng)干旱環(huán)境，對于沙漠環(huán)境是不夠的，最耐旱的肉質(zhì)植物將雨季吸收的大量水分儲存在根、莖、葉中，同時(shí)它僅在晚間打開氣孔，并吸收環(huán)境中的CO2，合成有機(jī)酸儲存在組織中，白天有機(jī)酸脫羧將CO2釋放出來，供較低水平光合作用使用。 駱駝清晨取食有露水的植物嫩枝葉或多汁的植物獲得必需的水分，尿濃縮減少水損失；駝峰和體腔中儲存脂肪，代謝時(shí)可產(chǎn)生代

10、謝水；白天體溫升高減緩吸熱過程，晚上散熱時(shí)，皮下脂肪轉(zhuǎn)移到駝峰中，加快散熱，體溫變化減少出汗失水；駱駝一次飲水量大。,思考練習(xí)題,1. 什么叫生態(tài)因子？其作用特征是什么？ 2. 試述最小因子定律和耐受性定律。 3. 耐受限度與生態(tài)幅有什么區(qū)別 ？,環(huán)境生態(tài)學(xué),第二章 生物與環(huán)境（2）,第二章 生物與環(huán)境 第一節(jié) 地球上的生物 第二節(jié) 生態(tài)因子 第三節(jié) 生態(tài)因子的作用規(guī)律 第四節(jié) 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用,第四節(jié) 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用,（一）光照強(qiáng)度的生態(tài)作用及生物的適應(yīng) 1、光照強(qiáng)度的生態(tài)作用 （1）光照強(qiáng)度對生物的生長和形態(tài)結(jié)構(gòu)的建成有重要作用（促進(jìn)植物細(xì)胞的生長、分化；促進(jìn)VD的合成） （

11、2）光照強(qiáng)度影響生物的發(fā)育（花芽減少，結(jié)實(shí)不育或落果；光照影響蛙卵的孵化、蚜蟲的形態(tài)建成） （3）光是影響葉綠體形成（在一定光強(qiáng)下）的主要因素 （4）光照強(qiáng)度增加，有利于果實(shí)的成熟與品質(zhì)的提高(強(qiáng)光能增加果實(shí)含糖量和耐貯性，且著色良好),第四節(jié) 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用,一、生物對光的適應(yīng),黃化現(xiàn)象：一般植物在黑暗中不能合成葉綠素，但能形成類胡蘿卜素，導(dǎo)致葉子發(fā)黃。,一、生物對光的適應(yīng),（一）光照強(qiáng)度的生態(tài)作用及生物的適應(yīng) 2、植物對光照強(qiáng)度的適應(yīng) 大氣中CO2和O2的濃度正常，環(huán)境中其他因子均處于最佳狀態(tài)條件下的光合作用速率，稱為光合能力。 當(dāng)光照強(qiáng)度超過一定限度時(shí)，即使光照強(qiáng)度增加，光合速率

12、也不增加，這時(shí)的光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)。 光合速率與呼吸速率相等時(shí)的光照強(qiáng)度稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。,第四節(jié) 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用（2）,光 合 作 用 率,光強(qiáng)度,凈生產(chǎn)力,光合作用,呼吸作用,A,光補(bǔ)償點(diǎn),CP,a,sp,光飽和點(diǎn),B,A,CP,sp,植物的光補(bǔ)償點(diǎn)示意圖(Emberlin,1983),B,一、生物對光的適應(yīng),2、植物對光照強(qiáng)度的適應(yīng) 根據(jù)植物對光照強(qiáng)度的適應(yīng)，將植物分為陽性植物、陰性植物和耐陰植物三大類。 （1）陽性植物：在強(qiáng)光環(huán)境中才能健壯生育、在庇蔭和弱光條件下生長發(fā)育不良的植物。如松樹、杉樹、蒲公英 （2）陰性植物：在較弱的光照條件下比在強(qiáng)光下生長良好的植物。如鐵杉、人參、三

13、七、靈芝等。 （3）耐陰植物：介于上述兩類植物之間。如黨參、蕨類 陽性植物和陰性植物在植株生長狀態(tài)以及莖、葉等形態(tài)結(jié)構(gòu)上有明顯的區(qū)別。,第四節(jié) 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用（3）,（二）光質(zhì)的生態(tài)作用及生物的適應(yīng) 1. 不同光質(zhì)的生態(tài)作用,（1）不同的光質(zhì)對植物的光合作用的影響是不同的（紅光有利于糖的合成，藍(lán)紫光有利于蛋白質(zhì)的合成）。 （2）光質(zhì)不同對植物形態(tài)建成、向光性及色素形成的影響也不同（藍(lán)紫光和紫外光抑制植物的伸長生長，使植物的向光性更敏感；紅光、橙光對葉綠素形成有促進(jìn)作用）。 （3）短波的紫外線有殺菌作用，可引起人類皮膚產(chǎn)生紅疹及皮膚癌，但促進(jìn)體內(nèi)維生素D的合成。 （4）長波紅外線是地表熱

14、量的基本來源，對外溫動(dòng)物的體溫調(diào)節(jié)和能量代謝起了決定性的作用。,第四節(jié) 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用,（三）生物對光照周期的適應(yīng),2. 生物的晝夜節(jié)律 具有晝夜節(jié)律的生命現(xiàn)象很多。例如動(dòng)物的活動(dòng)行為、體溫變化、能量代謝以及激素的變化等等，都表現(xiàn)出晝夜節(jié)律性。植物的光合作用、呼吸作用、蒸騰作用、積累與消耗等也表現(xiàn)出晝夜節(jié)律性的變化。 3. 生物的光周期現(xiàn)象 植物的開花結(jié)果、落葉及休眠，動(dòng)物的繁殖、冬眠、遷徙和換毛換羽等，是對日照長短的規(guī)律性變化的反應(yīng)，稱為光周期現(xiàn)象。,第四節(jié) 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用,（三）生物對光照周期的適應(yīng),（1）植物的光周期現(xiàn)象 根據(jù)植物開花對日照長度的反應(yīng)，可把植物分成如下4種

15、類型： 長日照植物(long-day plants) 日照時(shí)間超過某一數(shù)值或黑夜小于某一數(shù)值時(shí)才能開花的植物。如蘿卜、白菜、油菜、冬小麥等 短日照植物(short-day plants),第四節(jié) 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用,（三）生物對光照周期的適應(yīng),日照時(shí)間短于某一數(shù)值或黑夜長于某一數(shù)值時(shí)才能開花的植物。如水稻、高粱、棉花和大豆等。 中日照植物(day intermediate plant) 晝夜長度接近相等時(shí)才開花的植物。如甘蔗等 日中性植物(day neutral plant) 開花不受日照長度影響的植物。如番茄、黃瓜和辣椒等。 生理有效輻射：不同的光質(zhì)對植物的光合作用、色素形成、向光性和形

16、態(tài)建成的影響是不同的。其中，紅橙光能夠被葉綠素吸收，藍(lán)紫光能夠被葉綠素和類胡蘿卜素吸收，這部分光輻射稱為。而綠光這部分光輻射很少被吸收利用，稱為生理無效輻射。,（三）生物對光照周期的適應(yīng),（2）動(dòng)物的光周期現(xiàn)象 繁殖的光周期現(xiàn)象 根據(jù)動(dòng)物繁殖與日照長短的關(guān)系，也可將動(dòng)物分為： 長日照動(dòng)物(long-day animals)，如野兔、刺猬、鳥類等； 短日照動(dòng)物(long-day animals)，如山羊、綿羊和梅花鹿等。 昆蟲滯育的光周期現(xiàn)象 很多昆蟲在它們生命周期的正?；顒?dòng)中，能插入一個(gè)休眠相，即滯育(diapause)。 滯育：指昆蟲等受環(huán)境條件（如光照、溫度等）的誘導(dǎo)所產(chǎn)生的一種發(fā)育停止?fàn)?/p>

17、態(tài)。如七星瓢蟲的成蟲、玉米螟（冬季滯育）。,第四節(jié) 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用,換毛與換羽的光周期現(xiàn)象 動(dòng)物遷徙的光周期現(xiàn)象 鳥類的長距離遷徙都由日照長短的變化引起的。 日照長短的變化與其他生態(tài)因子(如溫度、濕度)的變化相比，是地球上最具有穩(wěn)定性和規(guī)律性的變化，通過長期進(jìn)化，生物最終選擇了光周期作為生物節(jié)律的信號。,水 貂,稚,鄱陽湖夕陽,練習(xí)思考題,簡述光照強(qiáng)度的生態(tài)作用。 動(dòng)物、植物有哪些光周期現(xiàn)象？,二、生物對溫度的適應(yīng),（一）溫度與生物發(fā)育 生物的生長和發(fā)育是在一定的溫度范圍上才開始，低于這個(gè)溫度，生物不發(fā)育，這個(gè)溫度稱為生物學(xué)零度。 發(fā)育的速率是隨著生物學(xué)零度以上的溫度的增加呈線性增加，

18、它表明外溫動(dòng)物與植物的發(fā)育不僅需要一定的時(shí)間，還需要時(shí)間(稱生理時(shí)間)和溫度的結(jié)合，即需要一定的總熱量，稱作總積溫或有效積,第四節(jié) 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用,溫，才能完成某一階段的發(fā)育。這就是所謂的有效積溫法則： KN (TC) 式中：K 為生物完成某階段的發(fā)育所需要的有效積溫（總熱量）；N 為發(fā)育所需要的天數(shù)；T 為發(fā)育期間的環(huán)境平均溫度；C 為該生物的生物學(xué)零度。 溫度 T 與發(fā)育時(shí)間 N 呈雙曲線關(guān)系，由于發(fā)育速度V =1/N, 所以， T=C+KV，溫度與發(fā)育速率呈線性關(guān)系。,地中海果蠅發(fā)育歷程、發(fā)育速率與環(huán)境溫度的關(guān)系,二、生物對溫度的適應(yīng),（二）變溫對生物的影響及生物的適應(yīng) 1、節(jié)律

19、性變溫對生物的影響及生物的適應(yīng) （1）溫周期現(xiàn)象： 植物適應(yīng)溫度的晝夜節(jié)律性變化而形成的一種生物學(xué)特性。 變溫與種子萌發(fā)（促進(jìn)種子萌發(fā)，提高發(fā)芽率） 變溫與生物的生長發(fā)育（促進(jìn)植物生長發(fā)育） 變溫與開花結(jié)實(shí)（有利于植物開花結(jié)實(shí)） 變溫與產(chǎn)品品質(zhì)（提高品質(zhì)）,第四節(jié) 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用,植物發(fā)芽與變溫,二、生物對溫度的適應(yīng),（2）物候生物長期適應(yīng)溫度等條件的周期性變化而形成相應(yīng)的生長、發(fā)育節(jié)律性現(xiàn)象。 植物物候現(xiàn)象：發(fā)芽、抽枝、展葉、開花、葉變色、落葉等。 動(dòng)物物候現(xiàn)象：候鳥的飛來、離去，動(dòng)物的初鳴和終鳴，昆蟲的冬眠。 物候諺語：1.桂花飄香，蛇蟲不安。2.毛粟開口，九月初頭；毛粟純黃，九月

20、重陽。3.布谷鳥：“清明”始鳴，“割麥栽禾”，“立夏”后絕鳴。4.家燕：“清明”后始見，“秋分”后離去。5.青蛙呱呱叫，正好種早稻。,二、生物對溫度的適應(yīng),2、極端溫度對生物的影響及生物的適應(yīng) （1）極端溫度的生態(tài)作用 高溫對生物的傷害 對植物：可減弱光合作用，增強(qiáng)呼吸作用，使植物的這兩個(gè)重要生理過程失調(diào)。高溫還可破壞植物的水分平衡，促使蛋白質(zhì)凝固和導(dǎo)致有害代謝產(chǎn)物在體內(nèi)的積累。 對動(dòng)物：主要是破壞酶的活性，使蛋白質(zhì)凝固變性等。 低溫對生物的傷害 溫度低于一定數(shù)值，生物會(huì)受害，這個(gè)數(shù)值稱為臨界（下限）溫度。,第四節(jié) 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用,二、生物對溫度的適應(yīng),冷害：指喜溫生物在零度以上的低溫

21、條件下受害或死亡。 霜害：氣溫下降到零度，空氣中過飽的水汽凝結(jié)成冰晶而使生物受害。 凍害：指冰點(diǎn)以下的低溫使生物內(nèi)形成冰晶而造成的損害。 （2）生物對極端溫度的適應(yīng) A.生物對低溫的適應(yīng) 形態(tài)方面：北極和高山植物的芽和葉片受到油脂類的保護(hù)，芽具鱗片；植物體表面具蠟粉和密毛；植物矮小，呈匍匐狀、墊狀或蓮座狀。恒溫動(dòng)物在寒冷季節(jié)和寒冷地區(qū)增加毛或羽的數(shù)量和質(zhì)量，或增加皮下脂肪的厚度，從而增加身體的保溫能力。,二、生物對溫度的適應(yīng),在生理方面: 生活在低溫環(huán)境中的植物常通過減少細(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。 動(dòng)物則靠增加體內(nèi)熱量來增強(qiáng)御寒能力和保持體

22、溫。 在行為方面: 對低溫的適應(yīng)主要表現(xiàn)在休眠和遷移兩個(gè)方面：休眠有利于增加抗寒能力；遷移可躲避低溫環(huán)境。 Bergman 規(guī)律：生活在高緯度地區(qū)的恒溫動(dòng)物，其身體往往比生活在低緯度地區(qū)的同類個(gè)體大，因?yàn)閭€(gè)體大的動(dòng)物，其相對體表面積較小，散熱相對較少，有利于保溫。,二、生物對溫度的適應(yīng),Allen 規(guī)律：在低溫環(huán)境中，恒溫動(dòng)物身體的突出部位如四肢、尾巴和外耳等有變短小的趨勢，是減少散熱的一種適應(yīng)。 B.生物對高溫的適應(yīng) 1）植物 在形態(tài)上：有密絨毛和鱗片，能過濾一部分陽光；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，使植物體免受熱傷害；葉片垂直排列使葉緣向光或在高溫條件下葉片折疊，

23、減少光的吸收面積；樹干和根莖生有很厚的木栓層，具有絕熱和保護(hù)作用。,二、生物對溫度的適應(yīng),在生理上： 葉片蒸騰作用加強(qiáng)，依靠旺盛的蒸騰作用避免使植物體因過熱受害。具有反射紅外線的能力，夏季反射的紅外線比冬季多，避免植物體受到高溫傷害。 2）動(dòng)物 在形態(tài)上： 體表被毛（羽）薄，有利于散熱；皮下脂肪減少；身體突出部分如外耳、四肢和尾巴變大、變長。 生理上：適當(dāng)減小恒溫性，使體溫有較大的變幅；具有良好的儲水能力；體表出汗，排尿減少。,二、生物對溫度的適應(yīng),行為上：有夏眠、穴居、晝伏夜出等現(xiàn)象（如沙漠的黃鼠）；動(dòng)物大規(guī)模遷移。 (三)物種分布與環(huán)境溫度 物種的分布受環(huán)境溫度的影響，溫度在一定范圍內(nèi)限制

24、了物種的分布。, 寒溫性落葉針葉林, 寒帶針葉林, 云杉林-臺灣, 冷杉林, 鐵杉林-臺灣, 柳杉林-浙江天目山, 油松 (Pinus tabulaeformis), 紅松-櫟類混交林, 油松-櫟類混交林, 白樺林, 遼東櫟林, 常綠闊葉林, 苔蘚矮曲林, 老莖生果-菠蘿蜜, 熱帶雨林的板狀根, 季節(jié)雨林,練習(xí)思考題,什么是有效積溫法則？有何意義？ 生物對極端溫度是怎樣適應(yīng)的？,三、水因子的生態(tài)作用與生物的適用,第四節(jié) 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用,三、水因子的生態(tài)作用與生物的適用,（一）水因子的生態(tài)作用 水是生物生存的重要條件1）水是生物體的組成部分。植物體一般含水量達(dá)60%80%，而動(dòng)物體含水量

25、比植物更高。例如，水母含水量高達(dá)95%，魚類達(dá)80%85%。2）水是很好的溶劑，對許多化合物有水解和電離作用，許多化學(xué)元素都是在水溶液的狀態(tài)下被生物吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)。3）水是生物新陳代謝的直接參與者。4）水是光合作用的原料。因此，水是生命現(xiàn)象的基礎(chǔ)，沒有水也就沒有原生質(zhì)的生命活動(dòng)。5）水有較大的比熱，當(dāng)環(huán)境中溫度劇烈變動(dòng)時(shí)，它可以發(fā)揮調(diào)節(jié)體溫的作用。6）水還能維持細(xì)胞和組織的緊張度，使生物保持一定的狀態(tài)。,三、水因子的生態(tài)作用與生物的適用, 水分影響植物的生長、發(fā)育 就植物而言，水量對植物的生長也有一個(gè)最高、最適和最低3個(gè)基點(diǎn)。低于最低點(diǎn)，植物萎蔫、生長停止；高于最高點(diǎn)，根系缺氧、窒息、爛根；只有處

26、于最適范圍內(nèi)，才能維持植物的水分平衡，以保證植物有最優(yōu)的生長條件。種子萌發(fā)時(shí)，需要較多的水分，因水能軟化種皮，增強(qiáng)透性，使呼吸加強(qiáng)，同時(shí)水能使種子內(nèi)凝膠狀態(tài)的原生質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z狀態(tài)，使生理活性增強(qiáng)，促使種子萌發(fā)。水分還影響植物的其他生理活動(dòng)。,三、水因子的生態(tài)作用與生物的適用,水分不足對動(dòng)物也有較重要的影響 在水分不足時(shí)，可以引起動(dòng)物的滯育或休眠。例如，降雨季節(jié)在草原上形成一些暫時(shí)性水潭，其中生活著一些水生昆蟲，其密度往往很高，但雨季一過，它們就進(jìn)入滯育期。此外，許多動(dòng)物的周期性繁殖與降水季節(jié)密切相關(guān)。例如，澳洲鸚鵡遇到干旱年份就停止繁殖；羚羊幼獸的出生時(shí)間，正好是降水和植被茂盛的時(shí)期。, 水影

27、響動(dòng)植物數(shù)量和分布降水在地球上的分布是不均勻的，這主要因地理緯度、海陸位置、海拔高度的不同所致。我國從東南至西北，向風(fēng)坡和背風(fēng)坡，也因降水的差異各自生長著不同的植物、伴隨分布著不同的動(dòng)物。水分與動(dòng)植物的種類和數(shù)量存在著密切的關(guān)系。在降水量最大的赤道熱帶雨林中，植物達(dá)52種/hm2，而降水量較少的大興安嶺紅松林群落中，僅有植物10種/hm2。在荒漠地區(qū)，單位面積物種數(shù)更少。,三、水因子的生態(tài)作用與生物的適用,三、水因子的生態(tài)作用與生物的適用,（二）生物對水的適用 1、植物與水 根據(jù)環(huán)境中的水分多少和植物對水分的依賴程度，將植物劃分為陸生和水生兩大類： （1）陸生植物 濕生植物: 濕生植物抗旱能力

28、小，不能忍受長時(shí)間缺水，但抗?jié)承院軓?qiáng)，根部通過通氣組織和莖葉的通氣組織相連接，以保證根的供氧。如燈心草、秋海棠等。,第四節(jié) 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用,三、水因子的生態(tài)作用與生物的適用,中生植物：由于環(huán)境中水分減少，而逐步形成一套保持水分平衡的結(jié)構(gòu)與功能。如根系與輸導(dǎo)組織比濕生植物發(fā)達(dá)，保證能吸收、供應(yīng)更多的水分；葉片表面有角質(zhì)層，柵欄組織較整齊，防止蒸騰能力比濕生植物高。 旱生植物：生長在干熱草原和荒漠地區(qū)，其抗旱能力極強(qiáng) 。根據(jù)其形態(tài)、生理特性和抗旱方式，又可劃分為少漿液植物（如麻黃）和多漿液植物（仙人掌）。,濕生植物燈心草,濕生植物秋海棠,少漿液植物麻黃,三、水因子的生態(tài)作用與生物的適用,（

29、2）水生植物 沉水植物：整個(gè)植物體沉沒在水下，與大氣完全隔絕。如金魚藻、黑藻等。 浮水植物：葉片漂浮在水面上的植物 。如水葫蘆、睡蓮。 挺水植物：頸葉大部分挺伸在水面以上。如香蒲、荷花和蘆葦?shù)取?植物對缺氧環(huán)境的適應(yīng)：水體中氧濃度大大低于空氣的氧 濃度，水生植物的根、莖、葉內(nèi)形成一套互相連接的通氣系 統(tǒng)以適應(yīng)缺氧環(huán)境。,第四節(jié) 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用,黑 藻,金 魚 藻,水 葫 蘆,浮水植物睡蓮,香 蒲, 濕地蘆葦-江蘇鹽城,三、水因子的生態(tài)作用與生物的適用,2、動(dòng)物與水 陸生動(dòng)物對水因子的適應(yīng) 形態(tài)結(jié)構(gòu)上的適應(yīng)：以各種不同形態(tài)結(jié)構(gòu)，使體內(nèi)水分平衡。 行為上的適應(yīng)：沙漠動(dòng)物晝伏夜出；鳥類遷徙等

30、。 生理上的適應(yīng)：“沙漠之舟”駱駝可以每隔17天喝水一次，身體脫水達(dá)體重的27%，仍然照常行走。它不僅具有貯水的胃，駝峰中還儲藏豐富的脂肪，在消耗過程中產(chǎn)生大量水分；其血液中具有特殊的脂肪和蛋白質(zhì)，不易脫水。,四、大氣因子的生態(tài)作用,（1）氧的生態(tài)作用 a.影響生物的呼吸作用和新陳代謝； b.有機(jī)體的重要組成成分； c.影響生物的分布。 （2）氮的生態(tài)作用 a.有機(jī)體的重要組成成分； b.促進(jìn)植物的生長發(fā)育； c.參與氮循環(huán),第四節(jié) 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用,四、大氣因子的生態(tài)作用,（3）CO2的生態(tài)作用 使植物氣孔開度減少，減少蒸騰，提高水分利用率。 CO2濃度相對提高，使C3植物光合作用不斷

31、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） （C4植物的CO2飽和點(diǎn)低于C3植物） CO2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。 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；大氣主要污染物對植物的危害（影響） A.SO2 ：傷害閾值為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)。 B.HF：傷害閾值40ppm；典型癥狀:葉尖和葉緣壞死。 C.O3：傷害閾值0.05-0.15ppm，0.5-8小時(shí)；典型癥狀:葉面上出現(xiàn)密集的細(xì)小斑點(diǎn)。 D.乙烯：傷害閾值10-100

32、ppm；典型癥狀:“偏上生長”致使葉片、花、果脫落。,四、大氣因子的生態(tài)作用,四、大氣因子的生態(tài)作用,植物對大氣的凈化作用 A.吸收CO2，放出O2 ：造林綠化與人類維系呼吸； B.吸收有毒氣體：吸收二氧化硫（SO2）及氟化氫（HF）最優(yōu)； C.驅(qū)菌殺菌作用：有些植物分泌殺菌素，如1 ha松柏林24小時(shí)分泌34kg殺菌素； D.阻滯粉塵：針葉林阻粉塵量32-34噸/年，闊葉林68噸/年； E. 吸收放射性物質(zhì)：吸收中子-射線。 大氣污染監(jiān)測指示植物 A.作為指示植物的基本條件： a.能夠綜合反映大氣污染對生態(tài)系統(tǒng)影響的強(qiáng)度；,四、大氣因子的生態(tài)作用,b.能夠較早地發(fā)現(xiàn)污染（對大氣污染敏感）；c

33、.能夠同時(shí)檢測多種大氣污染物；d.能夠反映出一個(gè)地區(qū)的污染歷史（基本年輪的化學(xué)分析）。B.常見的指示植物：地衣最敏感，0.015-0.105ppm二氧化硫下無法生存（但反應(yīng)慢）。大氣污染的植物監(jiān)測A.形態(tài)及生長量觀測；B.群落生活力調(diào)查；C.現(xiàn)場盆栽定點(diǎn)監(jiān)測；D.生理生化指標(biāo)測定光合作用、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)酶的變化等。,五、土壤因子的生態(tài)作用,（一）土壤因子的生態(tài)作用 1、土壤的物理性質(zhì) （1）土壤質(zhì)地與結(jié)構(gòu) 組成土壤的各種大小顆粒按直徑可分為粗砂(2.00.2mm)、細(xì)砂(0.20.02mm)、粉砂(0.020.002mm)和粘粒(0.002mm以下)

34、。這些不同大小顆粒組合的百分比，稱為土壤質(zhì)地(texture)。據(jù)此，土壤可分為砂土、壤土和粘土3大類。 土壤結(jié)構(gòu)：土壤顆粒（包括團(tuán)聚體）的排列與組合形式稱為土壤結(jié)構(gòu)。如塊狀、片狀、 核狀、柱狀和團(tuán)粒狀等。,第四節(jié) 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用,五、土壤因子的生態(tài)作用,（一）土壤因子的生態(tài)作用 1、土壤的物理性質(zhì) （2）土壤水分(soil moisture) 能直接被植物根系吸收利用。 土壤水分和可溶性鹽類一起構(gòu)成土壤溶液，作為向植物供給養(yǎng)分的媒介。 土壤水分積極參與土壤中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程。 土壤水分與養(yǎng)分的有效性有關(guān)（養(yǎng)分遷移到根表才能吸收）。 土壤水分能調(diào)節(jié)土壤溫度，灌溉防霜就是此道理。,第四節(jié)

35、主要生態(tài)因子的生態(tài)作用,五、土壤因子的生態(tài)作用,（一）土壤因子的生態(tài)作用 1、土壤的物理性質(zhì) （3）土壤空氣 直接影響土壤動(dòng)物、植物根系的呼吸作用。 （4）土壤溫度 土溫直接影響種子萌發(fā)和扎根出苗。 土溫影響根系的生長、呼吸和吸收性能。 土溫影響礦質(zhì)鹽類的溶解速度、土壤氣體交換、水分蒸發(fā)、土壤微生物活動(dòng)以及有機(jī)質(zhì)的分解，而間接影響植物的生長。,第四節(jié) 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用,五、土壤因子的生態(tài)作用,（一）土壤因子的生態(tài)作用 2、土壤的化學(xué)性質(zhì) （1）土壤酸度及對生物的影響 土壤的酸度指土壤酸性的程度，以pH表示。pH值定義為H+濃度的負(fù)對數(shù)。 土壤酸度影響礦質(zhì)鹽分的溶解度，從而影響植物養(yǎng)分的有效性。