自然地理学生物与环境

第七章 生物与环境
第一节 地球上的生物界 第二节 生物与环境 第三节 生物种群与生物群落 第四节 生态系统 第五节 陆地和水域生态系统 第六节 社会－经济－自然复合生态系统（自学） 第七节 生物多样性及其保护
小结与思考
第一节 地球上的生物界
生物五界系统
第二节 生物与环境
一、生态因素及其特征 二、生态因素与生物 三、生物对环境的适应
微分方程形式: dN rN (1 N )
dt
K
种内关系积分方程形式： Nt
K 1 e rt
◆
种内竞争——决斗，优胜劣汰
婚配制度——一夫多妻制
空间领域——王者领地
生物群落：
• 群落——多种生物在一定空间共生，形成 完整、有序的生物体系——生物多样性。
• 植被——一定区域全部植物群落的总体。
➢ 生物群落基本特征
动物
1、土壤温度和湿度变化幅度小，常 成为动物极好的隐蔽所。
2、动物行为：温度和湿度变化时，可 致土栖动物发生垂直迁移活动。
种 内
生关 物系
因 素
种 间 关 系
蜜蜂、蚂蚁
种内互助 狼群、牛群
鲈鱼、蛙 种内斗争
共生 竞争
雄猴、雄海象
寄生
捕食
PICTURE
趋同适应
生 物 适 应 趋异适应
1、概念：指亲缘关系相当疏远的不同 种类生物，由于长期生活在相同或相似 的环境中，通过变异和选择，形成相同 或相似的适应特征和适应方式的现象。
—限制因子——限制生物生存和繁殖的关键性因子，接近 或超过某种生物的耐受范围，就成为其的限制因子。
※生态幅——生物对生态因子的耐受范围
广生态幅生物（杂食）与狭生态幅生物（单食）
植 物
阳 光
1、植物需要光合作用，故阳光对植物 的生理和分布起决定性作用
喜光植物
2、光对陆生植物分布的影响
喜阴植物
3、光对海洋生物的影响
• 次级生产效率
次级生产效率高于初级生产效率 海洋动物次级生产效率高于陆地
能量流动
– 能量的单向流动
自养生态系统 异养生态系统
– 能量传递效率 – 生态金字塔
生产力金字塔 生物个体数目金字塔 生物量金字塔
一定的种类组成 优势种、建群种、伴生种
一定的群落外貌
植物长期受一定的环境综合影响所表现出 的生长形态（阔叶林与针叶林）
一定的群落结构 • 垂直结构：指群落的成层现象 • 水平结构：指群落的水平空间配置状况 • 生态结构：指群落的以层片为单元的三 维空间配置状况
第四节 生态系统
• 概念：一定空间内生物成分（生物群落） 和非生物成分（物理环境）通过物质循 环和能量流动、相互作用、互相依赖而 形成的一个生态学功能单位。
者重新利用的简单化合物的异养生物。
生态系统的结构
形态结构（群落结构） 营养结构
• 食物链 • 食物网 • 营养级－指处于食物链某一环节上的所有生物
种的总和。
二、生态系统的功能
有机物质生产
绿色植物的初级生产
初级生产量：初级生产者所固定的太阳能或所制 造的有机物质的数量。（总初级生产量、净初级 生产量、总初级生产效率）
生态因素：环境中影响生物的形态、生理 和分布等的因素叫生态因素。
阳光
非生物因素
温度
（水、土、光、气、热）
生态因素
水
种间关系
生物因素
种内关系
生态因子特征
1、综合性——相互作用与影响（植物与动物） 2、非等价性——生态因子主次之分（鱼——水） 3、不可替代性——次要生态因子但不可或缺 （鸟——天） 4、适宜与限制（温度、水、食物） —最适宜生存环境
生物量：在单位面积上净初级生产量日积月累所 形成的有机物质数量
生态系统生产力的差异性
空间差异、随群落演替阶段的差异
消费者动物的次级生产
• 次级生产——动物性有机物质的生产 • 动物种群的能量收支状况：
C = A +FU，其中C为摄入量，A为同化量，FU为排 泄量
A = P +R，其中P为次级生产量，R为呼吸消耗 P = C – FU – R
第三节 生物种群和生物群落
种群及其一般特征：
种群——占据着一定空间或地区的同一种生 物群体
➢ 数量和密度 ➢ 年龄和性比 ➢ 个体的空间分布——随机分布、均匀分布、
成群分布
出生率和死亡率
种群增长
连续增长模型（指数增长）
Fra Baidu bibliotek
微分方程形式: dN rN; dt
积分方程形式: Nt N0ert
◆ 逻辑斯谛（Logistic）增长模型
春季开花
4、光对植物开花的影响
秋季开花
动物 鱼背腹颜色、鸟、蛾
日照长度——生物节律 植物——长（高纬）、短（低纬）日照 动物——生殖、换毛、迁移
1、分布：广东蜜桔、日本红富士
植物
温
2、形态：冷则针形叶；热则阔叶。
度
1、生存范围：—20~500C
动物 2、体形：寒则耳尾小；热则尖嘴
猴腮
3、动物的冬眠、夏眠：蜗牛、蛇。
• 尺度——海、陆；河、湖、山、林 • 特点——多层次性、开放性、反馈机能、
动态系统。
一、生态系统的组成和结构
➢ 组成成分
非生物环境 生产者：能以简单的无机物制造有机物的自养生
物。 消费者：直接或间接以生产者制造的有机物为食
物的异养生物。植食动物与肉食动物 分解者：把动植物残体的复杂有机物分解为生产
2、举例：鲨鱼、鲸、海豚。
1、概念：是指同一种生物的若干个体 在不同环境条件下长期生活，形成了不 同的适应特征和适应方式。
2、举例：芦苇。
生物适应的实现——通过改变生物的形态构造、生理生态机 能或行为。
生物适应对策： k-对策——提高竞争能力（虎、狮、乔木） r-对策——提高繁殖力、扩散力（昆虫、鱼、草）
1、水是限制陆生生物分布的重要因素
水
沙漠：仅少数动植物
2、举例：
热带雨林：森林茂密， 动植物种类多
化 学 成 分
空 气空
气 运 动
1、氧气是动植物呼吸所需的物质；二 氧化碳是植物光合作用的原料之一。
2、绿色植物对大气污染具有净化作用
1、风是植物孢子、花粉、种子和果实传播 的动力。
2、风的有害作用是使植物变形，向风一侧蒸 腾萎蔫，形成不对称的旗形树冠；
3、风对动物的直接作用主要是影响动物的行 为。随风觅食。
1、基地和营养库：土壤供应和调节植 物水分、养料和空气。
植物
2、物质交换：土壤供应植物水分和营 养，植物代谢和枯枝落叶促成土壤形成 和影响其理化性质。
3、土壤酸碱度：影响矿质盐类溶解度，
土
进而影响其被植物吸收利用的有效性。
壤
4、土壤中易溶性盐类含量过高会限制一 般植物的生存。