环境生态学导论_2

第二章
2.
光对动物的影响 光对动物的生殖、体色、迁徒、羽毛更换、
生长发育和形态建成等都有重要影响。还促进 生殖腺机能活跃。有种蛱蝶(Vanessa、)在光照 环境中体色变淡，在黑暗环境中体呈暗色；蚜 虫在连续有光的条件下产生无翅个体，在连续 无光条件下也产生无翅个体，正常情况下，有 翅的蚜虫比较多。
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3. 经度地带性 造成经度地带性的主要原因是大地构 造形成的地貌和海洋分离，引起经度地带 性差异。从东南沿海向西北内陆有规律的 排列为湿润地区、半湿润地区、半干旱地 区和干旱地区。
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三、生物对环境的适应性 1. 适应概述 适应是生物在环境中，经过生存竞争而 形成的一种适合环境条件的特征与性状的现 象，是自然选择的结果。自然选择在自然界 里广泛存在着。是一个复杂的自然现象，类 型很多，主要有稳定性选择(steady selection)、 单向性选择(directional selection)和分裂性选择 (disruptive selection)。
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与温度一样，水对植物的生长发育也有不 同的基点，处于最适点时植物生长正常。低于 最适点时，植物出现萎蔫，生长停止。超过最 高点时，植物缺氧，代谢混乱，影响植物的正 常生长。所以干旱和水涝时间过长形成灾害时， 植物的新陈代谢会到阻碍，生长受阻，严重时 出现死亡。
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2.
对动物的影响
水对动物比饥饿更重要，不仅影 响动物的生存，还影响动物的生长、 发育和生殖。
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2．形态构造的适应 动物的形态构造适应，是动物适应环境 的一种方式。如陆地生活的爬行类、哺乳类， 通过肺呼吸空气，有完善的皮肤保护，避免 水分失散，都有四肢便于奔走；空中飞行的 动物，如鸟类、昆虫等，体形一般不大，有 飞翔器官。
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有些动物有保护色(protective coloration)、 警戒色(warning coloration)和拟态(mimicry)， 如有一种Caligo属的枭蝴蝶，突然展翅显示翅 下斑点，斑点颜色和形状似猫头鹰的眼睛，能 恐吓捕食者。有些毒蛾幼虫大多具有鲜艳的色 彩或条纹，毒毛能刺伤鸟的口腔粘膜，使鸟受 到一次伤害后长期不再食。
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五 、 生 态 因 子 如前所述，环境由环境中每一个环境因素 组成，环境因素也被称为环境因子。在环境 因子中，对生物有机体起作用的环境因子称 为生态因子。仿环境因子分类，可分为七类： 即光因子、温度因子、水分因子、大气因子、 土壤因子、生物因子、地形因子。
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第二节、 第二节、生态因子的作用
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四、环境因子的分类
气候因子：包括光、温度、大气、水分等。 气候因子： 土壤因子：包括有机质、结构、质地、理 土壤因子： 化性质、微生物等。
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地形因子：包括海洋、陆地、山川、湖沼、 地形因子： 平原、高原、海拔、经度、纬 度等。 生物因子： 生物因子：包括动物、植物和微生物。 人为因子： 人为因子：主要指人对自然资源的利用所造 成的不利影响。
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水体最易受污染，污染物中的耗氧污染物， 使水体溶解氧降低，使有机物在厌氧条件下分 解，放出甲烷、硫化氢和氨等气体，使生物中 毒或窒息；水体发生臭气和缺氧，破坏水产养 殖；水体污染物质也易造成富营养化现象；水 生生物群落的变化，影响水生生态系统的结构 和功能；；水中的有毒物质可通过食物链浓集， 最后危害人的身体健康。
一、光因子
1.
光合作用
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光因子是一个能量因子，当太阳光辐射 到植物叶片表面时，大约有75%为叶片所吸 收，在所吸收的太阳辐射中，只有很少一部 分（约1－2%）通过光合作用转变为化学能 贮存在有机物质中，其余转化为热能大部分 消耗在叶片的蒸腾作用上，一部分增加叶片 温度并与周围空气进行热量交换。
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3． 大气污染的生态治理 大气中污染物质的种类较多，常见的有二 氧化硫，氮氧化物，氟化物，一氧化碳，二氧 化碳，臭氧等。对于大气污染生态治理的关键 技术是查出污染源，研究污染物的地面最大浓 度的落点和分布规律，测定污染物的浓度，计 算污染物在箱式体积内污染物的变化动态（详 细请见环境系统分析），确定所执行的环境质 量标准。
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2） 对生长发育的影响 ） 植物种子只有在一定温度条件下才能萌发， 因为必须一定的温度才能促进酶的活化，加速种 子的生理生化活动，使种子发芽生长。种子萌发 速度与温度的增加值成正比，超过最适温度，便 引起萌发速度下降，到最高点温度时，萌发停止。 一般温带树种的种子，在0～5℃开始萌动。大多 数树木种子萌发的最适温度为25～30℃，最高温 度为35～40℃，温度再高就对发芽产生有害作用。
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2.
城市热岛效应 城市人口密集，建筑物林立，是一
个人工补加能量的城市生态系统。市内 的建筑材料，吸热性强，热源多，加之 城市上空的微尘云和大量的二氧化碳， 能阻隔热量向外散发。
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当城市上空大气的风速很低或处于 静风时，大气层中的热气流都聚集在逆 温层之下，像保温层一样包围在城市上 空，使城市气温高于四周，易形成城市 热岛。
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热岛中心温度最高，逐渐向市外减低。城 市市区被污染的暖气流上升，并从高层向四周 扩散，郊区的新鲜冷空气则从低层流向市区， 造成局部环流，这样虽然加强了城区与郊区的 气体交换，但在一定程度上使污染物停滞于环 流之中，而不易向更大范围扩散、稀释。
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三、水分因子 1． 对植物的影响 水分是构成植物的必要成分，又是树 木赖以生存的必不可少的生活条件。哪里 有水，哪里才有生命。只有在一定的水分 条件下，才可能有植物的分布和生长，即 水分成了影响植物分布的另一个主要因子。
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利用植物治理大气污染，是主要的生态治 理措施之一。在利用植物对大气污染进行生态 治理的同时，应根据植物的生物学和生态学特 性，选出花期长，花大，花形奇特，花期分开， 生长快，寿命长，萌芽能力强，能适应各种环 境条件的树种，用来净化和监测大气。
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1） 监测作用 ） 某些植物对污染的反应比人要敏感， 例如当SO2 的浓度达1～5ppm时，人才能嗅 到气味；达到10～20ppm时，才会引起人流 泪、咳嗽等反应。而某些每感的植物，如 苜蓿在0.4ppm以下便会出现受害症状。
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3） 迁移和迁徒 ） 迁移(migration)是动物进行一定距离移动 的习性。迁徒(migration)是动物根据季节不同 而变更栖居地区的一种习性。如候鸟的迁徒， 某些鱼类的洄游等。迁移和迁徒的原因很多， 有温度变化、食物的来源、生殖习性等。
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4） 防御和抵抗 ） 如蚂蚁遇到危险时，会释放一种称为警戒 信息素的化学信息物质，用来通报同伴；响尾 蛇(Crotalus adamanteus)遇到敌害时，尾端角质 环发出响声，警戒对方；眼镜蛇(Naja naja)激 怒时前半身竖起，颈部彭大，一对白边黑心似 眼镜的斑纹特别明显，并发出呼呼声，用来吓 跑对方。
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四、大气因子 1． 二氧化碳的生态作用 二氧化碳在大气成分中是生态意义最大 的因子。它是植物光合作用的主要原料，植 物通过光合作用在太阳光的作用下，把二氧 化碳和水合成为碳水化合物，构成各种复杂 的有机物质。
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据分析，在植物的干重中碳占总 45% 42% 6.5% 干重的45%，氧占42%，氢占6.5%，氮 占1.5%，其他成分占5%。其中碳和氧 都来自二氧化碳。
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2.
氧气的生态作用 植物呼吸时吸收氧气，放出二氧化碳，
没有氧气植物就不能生存。
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空气中的氧气来源于植物的光合作用。 植物每吸收44克二氧化碳就放出32克氧气。虽 然植物也进行呼吸作用，但在白天光合作用所 释放出氧气要比呼吸作用所消耗的氧气大20倍。 此外，还有少部分来源于大气层中的光解作用， 即在紫外线的照射下，水汽被分解为氢和氧。
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3. 行为适应 1） 运动 ） 生物有机体受到外界刺激后会引起定 向运动，这是行为适应的最普遍方式。 如草履虫(Paramaecium)对二氧化碳浓度 比较敏感，浓度过高后，它会尽快的离 开此地。
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2） 繁殖 ） 各类动物繁殖行为虽不相同，但有 一共同的特点是，雌性或雄性在繁殖期， 要发出各种信息，如行为、挥发性物质、 颜色等。
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二 、 温 度 因 子 1． 温度对植物生长发育的影响 1） 对生理活动的影响 ） 温度对光合作用和呼吸作用的影响都是 通过有关的酶与温度的关系而起作用的。一 定范、围内，随着温度升高，生理活动加快， 实验表明，温度每升高10℃，生物化学反应 速度一般成倍数增加。即：
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（t℃＋10℃）时的速度 ℃ 10℃） Q10＝ t℃时的速度 ℃ ≈ 2
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稳定性选择是把趋于极端的变异淘汰， 而保留中间型的个体，使生物类型具有相 对的稳定性；单向性选择是把趋于某一极 端的变异保留下来，另一极端的变异被淘 汰，使生物向某一变异方向发展。
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单向性选择随着时间的推移，一个物种可能 转化为新的物种；分裂性选择是把一个群体 中的极端变异个体按不同方向保留下来，减 少中间常态的选择。如原先较为一致的生态 环境分隔成若干次一级的环境，或群体向不 同的地区扩展，都会出现分裂性选择。
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有些有毒物质，如有机氟，毒性很大，但 无色无臭，人不易发觉，但某些植物却能及时 地做出反应。这样，人们可以利用一些对有毒 物质敏感的植物来监测有毒物质，指示大气污 染的程度。这种对有毒物质敏感的植物是监测 植物或敏感植物或指示植物。作为监测植物， 应以选择易萌芽的花卉为主。
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2） 净化作用 ） 在污染环境条件下生长的植物，都能 不同程度地拦截、吸收和富集污染物质。 有的污染物质被吸收后，经过植物代谢作 用还能逐步解毒。因此，植物对大气污染 具有一定的净化作用。
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自然选择通过生存竞争，保留对生存和生 殖有利的变异，淘汰有害的变异；通过定 向作用，即在自然条件作用下，控制生物 发展的方向，创造出更加适合于新条件下 的各种各样的生物类群。
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生物对环境的适应有趋同适应(convergent adaptation)和趋异适应(divergence adaptation)两 类，趋同适应指不同的生物长期生活在相同的 环境中，会产生相同或相似的适应方式和形态 特征，趋异适应指同一种生物长期生活在不同 的环境中，会产生不同的适应方式和形态特征， 在一定条件下，一定时期内，会产生变种。
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2. 垂直地带性 因太阳辐射和水热状况随着海拔高度的升 高而不同，生物和气候自山麓至山顶出现垂 直地带分异的规律性变化。海拔每升高100米， 气温下降0.5-0.6℃。降雨量随海拔高度的增 加而增加，但到一定界线后，降雨量又开始 下降。所以只要有足够高度的山体，就可以 自下而上地划分出垂直自然带。
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4． 生理适应 1） 生物钟 ） 生物钟(biological clock) 生物钟主要指生物的生理时间 节律。生物有机体通过感受外界环 境的周期性变化而调节本身生理活 动的节律与之适应。
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2） 休眠 ） 休眠(dormancy) 生物休眠时，新陈代谢慢。发生 在夏季的称夏眠，发生在冬季的称冬 眠。
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第二章 生态因子
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第一节 生态因子的概念
一、环境因子 环境是一个很广泛的概念，因学科和研 究的着重点不同，对环境的定义也不同。但 大多学者认为，生物有机体周围一切因素的 总和就是环境。环境中的每一个因素就是环 境因子。
பைடு நூலகம்
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二、自然环境基本特征 1. 纬度地带性 地球接受太阳辐射量的不同而引起热量的 差异，从赤道向两极，每移动一个纬度气温平 均温度下降0.5-0.7℃。根据热量不同可分为若 干自然地理带，如赤道、热带、亚热带、暖温 带、温带、寒温带、亚寒带、寒带、极地。每 个带的气候状况、水文特征、土壤类型以及生 物种类等都有较大的差异。
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澳大利亚近海有一种叶海马(Phyllopteryx eques)，其身体各部都有一些红色的叶状突起， 使叶海马和周围环境中生活的赤色海澡极为相 似；生活在美洲亚马逊河中的独须鱼 (Monocirrhus polyacanthus)，身体形状和颜色 与一片枯叶相似。动物的这种拟态，能混淆捕 猎者的视觉，达到保护自己的目的。