第二章 个体生态学(第一讲)
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农业生态学 第2章 个体
分类学的困境
• 希腊哲学家，亚里士多德，认为生物可严格区分为不同的 “物种”，而且物种是永恒不变的。
• 18世纪林奈以生殖为生物分类。但受当时欧洲创造论的影响， 认为所有物种由神独立创造，物种间并无任何联系。 林奈 对一些差异极微的物种感到困惑，因而提出一些物种为完美 的，样板的；另一些则是仿造的。
(4)生物因子(Biotic factors),指生物之间的相互关系，如种群结 构、密度、竞争、捕食、共生、寄生等。
(5)人为因子(Anthropogenic factors),即指人类活动对生物和环 境的影响。
5.生态因子的类型II
◆美国生态学家将环境因子分为3大类： 气候类; 土壤类; 生物类。
◆这三大类可归结为7个并列的项目：
土壤、水分、温度、光照、大气、火、 生物。
6.生态因子的类型III
(1)第一周期性因素，是指由地球自转或公转及月相 变化形成的光、温、潮汐的日、月、季 节、年的周期性变化，
(2)次生性周期因素，取决于第一性周期因素，如太 阳辐射和温度周期性变化导致大气湿度、 降水量周期性变化。
2. 生态系统中的生物与环境
2.1 生物与环境关系的基本概念 2.2 生态作用的基本规律 2.3 生态适应的基本规律 2.4 主要生态因子的生态作用及生物的适应性 2.5 生物的生态反作用
2.1 生物与环境关系的基本概念
2.1.1生物种与个体生态学 2.1.2环境与生态因子 2.1.3生物与环境的基本关系
分类的对象是形 形色色的种类，都是 进化的产物；分类学 在于阐明种类之间的 大洋洲及太平洋岛屿的）与历事史实渊不符源。，使建立的 分类系统反映进化历 史。因而从理论意义 上说，分类学是生物 进化的历史总结。
个体生态学PPT课件
Simith按生态因子对种群数量变动的作用: 密度制约因子（如食物、天敌等生物因子） 和非密度制约因子（如温度、降水等气候 因子）
生物因子和非生物因子
2020/12/4
Basic Ecology
8
三、生态因子作用的几个特点 1.综合性 2.非等价性（主导因子作用） 3.不可替代性和补偿性 不可替代性是绝对的，补偿性是相对的 4.限定性（阶段性） 5.生态因子的直接作用和间接作用 生态因子的信号作用
（1）生物能够对一个因子耐受范围很广，而 对另一因子耐受范围很窄，在这种情况下，后 一生态因子常为限制因子。
（2）对所有生态因子耐受都很宽的生物，它 的分布一般很广。
（3）在一个因子处于不适状态时，对另一因 子耐受能力可能下降。
（4）在自然界中，生物实际上并不在某一特 定的环境因子最适的范围内生活，在这种情况 下，可能有其它更重要的生态因子在起作用。
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Basic Ecology
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一种生物的耐受范围越广，对某一特定点的适应能力也就 越低。相反，狭生态幅的生物对范围狭窄的环境条件具有 极强的适应能力，但却丧失了在其它条件下的生存能力。
二、生物对各生态因子耐受性之间的关系
1.影响生物的各因子之间存在明显的相互关联
2.生物对非生物因子的生理耐受范围对其分布具有重要影响。 但在自然界中有时导致生物的生态最适区与生理最适区分 离。
（5）繁殖期通常是一个临界期，生态因子最 可能起限制作用。
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Basic Ecology
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4.生态幅Ecological amplitude(生态价 或 生态梯度)： 物种对生态因子适应范围的大小，主要决定于各个种 的遗传特性，当超过上限或低于下限时，生物都不能 生存。在耐受性上下限之间的范围，称作生态幅。
生物因子和非生物因子
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Basic Ecology
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三、生态因子作用的几个特点 1.综合性 2.非等价性（主导因子作用） 3.不可替代性和补偿性 不可替代性是绝对的，补偿性是相对的 4.限定性（阶段性） 5.生态因子的直接作用和间接作用 生态因子的信号作用
（1）生物能够对一个因子耐受范围很广，而 对另一因子耐受范围很窄，在这种情况下，后 一生态因子常为限制因子。
（2）对所有生态因子耐受都很宽的生物，它 的分布一般很广。
（3）在一个因子处于不适状态时，对另一因 子耐受能力可能下降。
（4）在自然界中，生物实际上并不在某一特 定的环境因子最适的范围内生活，在这种情况 下，可能有其它更重要的生态因子在起作用。
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一种生物的耐受范围越广，对某一特定点的适应能力也就 越低。相反，狭生态幅的生物对范围狭窄的环境条件具有 极强的适应能力，但却丧失了在其它条件下的生存能力。
二、生物对各生态因子耐受性之间的关系
1.影响生物的各因子之间存在明显的相互关联
2.生物对非生物因子的生理耐受范围对其分布具有重要影响。 但在自然界中有时导致生物的生态最适区与生理最适区分 离。
（5）繁殖期通常是一个临界期，生态因子最 可能起限制作用。
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4.生态幅Ecological amplitude(生态价 或 生态梯度)： 物种对生态因子适应范围的大小，主要决定于各个种 的遗传特性，当超过上限或低于下限时，生物都不能 生存。在耐受性上下限之间的范围，称作生态幅。
2个体生态课件
• 表型适应分可逆、不可逆适应，如桦尺蠖在污染地
• 区的色型变化。
• 适应方式：
形态适应：保护、保护色、警戒色与拟态；
行为适应：运动、繁殖、迁移和迁徙、防御；
生理适应：生物钟、休眠、生理生化变化；
营养适应：食性的泛化与特化。
• 适应组合：
• 生物对非生物环境表现出一整套协同适应特性；
• 如骆驼和仙人掌对炎热干旱环境的适应。
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• 二 生态因子分类
• 1 有、无生命分 生物因子：有机体 非生物因子：温度、光、湿度、pH等
• 2 因子性质分 气候因子、土壤因子、 地形因子、生物因子、人为因子
• 3 条件和资源划分 条件因子：温度、湿度、 pH等 资源因子：营养物质、水、辐射能等
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• 4 对种群数量变动的作用分 密度制约因子：食物、天敌等。 非密度制约因子：温度、降水、气候等。
• 分布与生境
• 水生植物：在水中的分布与光强有关。
• 陆生植物：
•
阳生植物：对光迫切，足够光照正常生长。
•
阴生植物：对光需要低，光补偿点低，呼吸、蒸
•
腾作用弱，抗高温和干旱能力低。
•
耐阴植物：对光具广泛适应，光的需要介于前两
•
类植物间。
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光补偿点：光合作用和呼吸作用强度相当处的光强。 光饱和点：光强度达一定水平，光合产物不再增加或
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太阳辐射能(仿A. Mackenzie et. al,1999)
紫外线
可见光
红外线
能 量 强 度
400
630
1000
第二章 个体生态学
生态学基础 Hongyuan LI 13
宇宙环境（ ）：是指大气层以外 宇宙环境（space environment）：是指大气层以外 ）： 的宇宙空间。 的宇宙空间。 地球环境（ ）：是指大气圈中的 地球环境（global environment）：是指大气圈中的 ）： 对流层，水圈，土壤圈，岩石圈和生物圈， 对流层，水圈，土壤圈，岩石圈和生物圈，又称全球环 境或地理环境（ 境或地理环境（geoenvironment）。 ）。 区域环境（ ）：占有某一个特 区域环境（regional environment）：占有某一个特 ）： 定地域空间的自然环境，由地球表面不同地区的5个自 定地域空间的自然环境，由地球表面不同地区的 个自 然圈层相互配合而形成。形成不同的区域环境特点， 然圈层相互配合而形成。形成不同的区域环境特点，分 布着不同的生物群落。 布着不同的生物群落。 微环境（ ）：在区域环境中 微环境（micro-environment）：在区域环境中，由 ）：在区域环境中， 某个或几个圈层的席位变化而产生的环境差异所形成的 小环境。如生物群落的镶嵌性。 小环境。如生物群落的镶嵌性。 内环境（ ）：指生物体内组织或细 内环境（inner environment）：指生物体内组织或细 ）： 胞间的环境。 胞间的环境。 14 生态学基础 Hongyuan LI
生态学基础 Hongyuan LI
10
§2.2
1. 环境的概念
环境与环境因子
环境(environment)是指某一特定生物体或 是指某一特定生物体或 环境 生物群体以外的空间， 生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该 生物体或生物群体生存的一切事物的总和。 生物体或生物群体生存的一切事物的总和。 环境是一个相对的概念， 环境是一个相对的概念，针对一个特定主体或 中心而言。 中心而言。 生物科学中，环境指的是生物的栖息地， 生物科学中，环境指的是生物的栖息地，以及 直接或间接影响生物生存和发展的各种因素。 直接或间接影响生物生存和发展的各种因素。
宇宙环境（ ）：是指大气层以外 宇宙环境（space environment）：是指大气层以外 ）： 的宇宙空间。 的宇宙空间。 地球环境（ ）：是指大气圈中的 地球环境（global environment）：是指大气圈中的 ）： 对流层，水圈，土壤圈，岩石圈和生物圈， 对流层，水圈，土壤圈，岩石圈和生物圈，又称全球环 境或地理环境（ 境或地理环境（geoenvironment）。 ）。 区域环境（ ）：占有某一个特 区域环境（regional environment）：占有某一个特 ）： 定地域空间的自然环境，由地球表面不同地区的5个自 定地域空间的自然环境，由地球表面不同地区的 个自 然圈层相互配合而形成。形成不同的区域环境特点， 然圈层相互配合而形成。形成不同的区域环境特点，分 布着不同的生物群落。 布着不同的生物群落。 微环境（ ）：在区域环境中 微环境（micro-environment）：在区域环境中，由 ）：在区域环境中， 某个或几个圈层的席位变化而产生的环境差异所形成的 小环境。如生物群落的镶嵌性。 小环境。如生物群落的镶嵌性。 内环境（ ）：指生物体内组织或细 内环境（inner environment）：指生物体内组织或细 ）： 胞间的环境。 胞间的环境。 14 生态学基础 Hongyuan LI
生态学基础 Hongyuan LI
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§2.2
1. 环境的概念
环境与环境因子
环境(environment)是指某一特定生物体或 是指某一特定生物体或 环境 生物群体以外的空间， 生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该 生物体或生物群体生存的一切事物的总和。 生物体或生物群体生存的一切事物的总和。 环境是一个相对的概念， 环境是一个相对的概念，针对一个特定主体或 中心而言。 中心而言。 生物科学中，环境指的是生物的栖息地， 生物科学中，环境指的是生物的栖息地，以及 直接或间接影响生物生存和发展的各种因素。 直接或间接影响生物生存和发展的各种因素。
第2章 个体生态学-生物与环境(章节版)
• 有无生命特征：生物因子和非生物因子 • 对生物种群数量变动的作用
– 密度制约因子：食物、天敌等生物因子
– 非密度制约因子：温度、降水等气候因子
• 稳定性及其作用特点
– 稳定因子：终年恒定的因子，决定生物的 分布，如地心引力、地磁等
– 变动因子：
• 周期性变动因子：一年四季变化和潮汐涨落
• 非周期性变动因子：如风、降雨、捕食等
• 概念
– 每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围，即有一个生 态上的最低点和最高点。在最低点和最高点(或称耐受性的上 限和下限)之间的范围
• 类型划分
– 广温性(eurythermal 狭温性(stenothermal)
– 广水性(euryhydric)
– 广盐性(euryhaline) – 广食性(euryphagic) – 广光性(euryphotic) – …… ……
生物对生态因子耐受限度的调整
• 驯化 • 内稳态 • 适应
耐受限度的调整
• 驯化
C 自然驯化和人工驯化 C 生理变化和遗传变化 C 驯化可能：生物特性差异，诱导条件差异 C 生物学意义：适应环境变化能力
• 内稳态
C 生物通过控制体内环境(体温、糖、氧浓度、 体液等)，使其保持相对稳定性 C 扩大了生物的生态幅与适应范围，但并不能 完全摆脱环境的限制
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黑化胡椒蛾个体
胡椒蛾
案例1. 胡椒 蛾黑化现象
21
Percent frequency of melanic peppered moths
100
80
200
60
100
1960
1970
1980
随着污染减轻，黑化蛾在群体中的频率逐渐下降 22
– 密度制约因子：食物、天敌等生物因子
– 非密度制约因子：温度、降水等气候因子
• 稳定性及其作用特点
– 稳定因子：终年恒定的因子，决定生物的 分布，如地心引力、地磁等
– 变动因子：
• 周期性变动因子：一年四季变化和潮汐涨落
• 非周期性变动因子：如风、降雨、捕食等
• 概念
– 每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围，即有一个生 态上的最低点和最高点。在最低点和最高点(或称耐受性的上 限和下限)之间的范围
• 类型划分
– 广温性(eurythermal 狭温性(stenothermal)
– 广水性(euryhydric)
– 广盐性(euryhaline) – 广食性(euryphagic) – 广光性(euryphotic) – …… ……
生物对生态因子耐受限度的调整
• 驯化 • 内稳态 • 适应
耐受限度的调整
• 驯化
C 自然驯化和人工驯化 C 生理变化和遗传变化 C 驯化可能：生物特性差异，诱导条件差异 C 生物学意义：适应环境变化能力
• 内稳态
C 生物通过控制体内环境(体温、糖、氧浓度、 体液等)，使其保持相对稳定性 C 扩大了生物的生态幅与适应范围，但并不能 完全摆脱环境的限制
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黑化胡椒蛾个体
胡椒蛾
案例1. 胡椒 蛾黑化现象
21
Percent frequency of melanic peppered moths
100
80
200
60
100
1960
1970
1980
随着污染减轻，黑化蛾在群体中的频率逐渐下降 22
个体生态学
个体生态学
物种是由内在因素（生殖、遗传、生理、生态、行为）相联系的个体的集合，是自然界中的一个基本进化单位和功能单位，是生物分类的基本单位，具有一定的自然分布区和一定的形态特征、生理特征的生物类群。
生物的性状：生物体所表现的形态结构、生理特征和行为方式
生态学是研究生命系统和环境系统相互关系的科学
生态学是研究自然界客观存在的科学
Dajoz（1972）根据生物有机体对环境的反应和适应性，将环境因子划分为第一性周期因子、次生性周期因子及非周期性因子；
Gilt（1975）将环境因子划分为三个层次，第一层次是指植物生长所必需的环境因子，例如水分、温度、光照等；第二层次是指不以植被是否存在而发生的对植物有影响的环境因子，例如地震、火山爆发、风暴、洪涝等；第三层次是指其存在与发生受植被影响，反过来又直接、间接影响植被的环境因子，例如伐木、放牧等。
（二）限制因子定律
限制因子：是指限制生物生存和繁殖的关键性因子。如果一种生物对某种生态因子的耐受范围很广，而且这种因子又非常稳定，那么这种因子就不太可能成为限制因子；如果一种生物对某种生态因子的耐受范围很窄，而且这种因子又易于变化，那么这种因子就很可能成为限制因子。例如氧气对陆生动物来说，数量多、含量稳定而且容易得到，因此一般不会成为限制因子。但氧气在水体中的含量有限，而且经常发生波动，而常成为水生生物的限制因子。
温度(temperature)
光(light)
湿度(humidity)
等
密度制约因子(density dependent factors)
其它物种(other species)
同种的其它个体或种群
稳定因子
地心引力
地磁
太阳辐射常数等
变动因子
周期性变动因子：四季变化、昼夜变化
物种是由内在因素（生殖、遗传、生理、生态、行为）相联系的个体的集合，是自然界中的一个基本进化单位和功能单位，是生物分类的基本单位，具有一定的自然分布区和一定的形态特征、生理特征的生物类群。
生物的性状：生物体所表现的形态结构、生理特征和行为方式
生态学是研究生命系统和环境系统相互关系的科学
生态学是研究自然界客观存在的科学
Dajoz（1972）根据生物有机体对环境的反应和适应性，将环境因子划分为第一性周期因子、次生性周期因子及非周期性因子；
Gilt（1975）将环境因子划分为三个层次，第一层次是指植物生长所必需的环境因子，例如水分、温度、光照等；第二层次是指不以植被是否存在而发生的对植物有影响的环境因子，例如地震、火山爆发、风暴、洪涝等；第三层次是指其存在与发生受植被影响，反过来又直接、间接影响植被的环境因子，例如伐木、放牧等。
（二）限制因子定律
限制因子：是指限制生物生存和繁殖的关键性因子。如果一种生物对某种生态因子的耐受范围很广，而且这种因子又非常稳定，那么这种因子就不太可能成为限制因子；如果一种生物对某种生态因子的耐受范围很窄，而且这种因子又易于变化，那么这种因子就很可能成为限制因子。例如氧气对陆生动物来说，数量多、含量稳定而且容易得到，因此一般不会成为限制因子。但氧气在水体中的含量有限，而且经常发生波动，而常成为水生生物的限制因子。
温度(temperature)
光(light)
湿度(humidity)
等
密度制约因子(density dependent factors)
其它物种(other species)
同种的其它个体或种群
稳定因子
地心引力
地磁
太阳辐射常数等
变动因子
周期性变动因子：四季变化、昼夜变化
2-个体的生态学-生物与环境.
内环境：生物体内组织或细胞间的环境。
17 October 2019
辽宁大学环境学院
4、环境因子分类
（1）R. F. Daubenmire 1947
3大类：气候、土壤、生物 7小类：土壤、水分、温度、光照、大气、火、生物因子
（2）Dajoz,1972
按生物有机体对环境的反应和适应性分： 第一性周期因子、次生性周期因子及非周期因子。
光下活动，夜行性动物在夜晚或弱光下活动。
17 October 2019
辽宁大学环境学院
植物的光补偿点示意图(仿Emberlin,1983)
光补偿点 (compensation point) ：光合作用强度和呼吸作用强度相 当处的光强度为光补偿点。
光饱和点(saturate point)：当光照强度达到一定水平后，光合产物不 再增加或增加得很少，该处的光强度即为光饱和点。
辽宁大学环境学院
3、环境类型
（1）按主体：人——人类环境：环境科学
生物——生物环境：生态科学（生物体以外）
（2）按性质：自然环境、半自然环境、社会环境 （3）按范围：
宇宙环境：大气层以外的宇宙空间。 地球环境：大气圈中对流层、水圈、土壤圈、岩石圈、生物圈
区域环境：占有某一特定地域空间的自然环境
微环境: 区域环境中，由于某一个或几个圈层的细微变化而产 生的环境差异所形成的小环境，如群落的镶嵌。
17 October 2019
辽宁大学环境学院
生物对各生态因子耐受性之间的相互关系
• 生物的耐性限度是可以改变的 • 对生物产生影响的各种生态因子之间存在明显的
相互影响
17 October 2019
辽宁大学环境学院
生物种的耐受性限度图解（仿Smith,1980）
17 October 2019
辽宁大学环境学院
4、环境因子分类
（1）R. F. Daubenmire 1947
3大类：气候、土壤、生物 7小类：土壤、水分、温度、光照、大气、火、生物因子
（2）Dajoz,1972
按生物有机体对环境的反应和适应性分： 第一性周期因子、次生性周期因子及非周期因子。
光下活动，夜行性动物在夜晚或弱光下活动。
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植物的光补偿点示意图(仿Emberlin,1983)
光补偿点 (compensation point) ：光合作用强度和呼吸作用强度相 当处的光强度为光补偿点。
光饱和点(saturate point)：当光照强度达到一定水平后，光合产物不 再增加或增加得很少，该处的光强度即为光饱和点。
辽宁大学环境学院
3、环境类型
（1）按主体：人——人类环境：环境科学
生物——生物环境：生态科学（生物体以外）
（2）按性质：自然环境、半自然环境、社会环境 （3）按范围：
宇宙环境：大气层以外的宇宙空间。 地球环境：大气圈中对流层、水圈、土壤圈、岩石圈、生物圈
区域环境：占有某一特定地域空间的自然环境
微环境: 区域环境中，由于某一个或几个圈层的细微变化而产 生的环境差异所形成的小环境，如群落的镶嵌。
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生物对各生态因子耐受性之间的相互关系
• 生物的耐性限度是可以改变的 • 对生物产生影响的各种生态因子之间存在明显的
相互影响
17 October 2019
辽宁大学环境学院
生物种的耐受性限度图解（仿Smith,1980）
个体生态学(10生物科学二班第四组)
个体生态学（生物与环境）
第一章—环境与生态因子
• （一）环境与生态因子的基本概念 环境：某一特定生物体或生物群体以外的空间及直接、间接影响该生 物体或生物群体生存的一切事务的总和。 • 环境总是针对某一生物体或生物群体而言的，离开了这个主体或中 心也就无所谓环境。在环境科学中，一般以人类为主体，环境是指围 绕的空间以及其中可影响人类生活和发展的各种因素的总和，在生物 科学中，一般以生物为主体，环境是指围绕着生物体和群体的空间及 其中一切事物的总和。 • 生态因子：指环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有着直 接或间接影响的环境要素，如温度，阳光、湿度、大气及其相关生物 等 • 生态因子是生物生存所不可缺少的环境条件，也称生物的生存条件。 生态因子也可认为是环境因子中对生物起作用的因子，而环境则是指 生物体外部的全部环境要素。 •
3、昼夜节律和其他周期性的补偿变化
#补偿性的变化往往是有节律的。生物在不同的季节可以表现出不同的生 理最适状态(因驯化) ，因此生物在一个时期可以比其他时期具有更强的驯化 能力，或者具有更大的补偿调节能力。 #补偿能力的周期性变化，实际上有很多是反映了环境的周期性变化，如 温带地区温度的周期变化和热带地区干旱季节和潮湿季节的周期变化等。 很多沿岸带生物在耐受能力方面常常以潮汐周期和月周期为基础发生变化。 #耐受性的节律变化或对最适条件选择的节律变化大都是由外在因素决定 的(即外源性的)，很可能是生物对生态因子周期变化不断适应的结果。 #某些耐受性的周期变化或驯化能力的变化(无论是长期的或昼夜的)至少有 一部分是由生物自身的内在节律引起的。
第五节--生物保持内稳态的行为机制
在外界条件的一定范围内，动物和植物都能利用各种行为机制使体内保持恒定性 。 植物：叶子和花瓣有昼夜的运动和变化。例如豆叶的昼挺夜垂的变化或睡眠运动 、向日葵花序随太阳的方向而徐徐转动等。 动物： （1） 身体姿态：如沙漠蜥 （2）往返移动：在比较冷和热的两个地点(都不是最适温度)之间往返移动； （3）追寻适宜栖地 ：如生活在特立尼达雨体中的两种按蚊 其他的行为机制： （1）躲入洞穴 ：如鼠兔 ，抵御一10℃以下的严寒 （2）构筑巢穴：如白蚁巢（具有调节温湿度的作用 ）、鸟巢（澳大利 光的穿透性限制着植物在海洋中的分布， 只有在海洋表层的透光带内，植物的光合 作用量才能大于呼吸量。在透光带的下部， 植物的光合作用量刚好与植物的呼吸消耗 相平衡之处，就是所谓的补偿点。
第一章—环境与生态因子
• （一）环境与生态因子的基本概念 环境：某一特定生物体或生物群体以外的空间及直接、间接影响该生 物体或生物群体生存的一切事务的总和。 • 环境总是针对某一生物体或生物群体而言的，离开了这个主体或中 心也就无所谓环境。在环境科学中，一般以人类为主体，环境是指围 绕的空间以及其中可影响人类生活和发展的各种因素的总和，在生物 科学中，一般以生物为主体，环境是指围绕着生物体和群体的空间及 其中一切事物的总和。 • 生态因子：指环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有着直 接或间接影响的环境要素，如温度，阳光、湿度、大气及其相关生物 等 • 生态因子是生物生存所不可缺少的环境条件，也称生物的生存条件。 生态因子也可认为是环境因子中对生物起作用的因子，而环境则是指 生物体外部的全部环境要素。 •
3、昼夜节律和其他周期性的补偿变化
#补偿性的变化往往是有节律的。生物在不同的季节可以表现出不同的生 理最适状态(因驯化) ，因此生物在一个时期可以比其他时期具有更强的驯化 能力，或者具有更大的补偿调节能力。 #补偿能力的周期性变化，实际上有很多是反映了环境的周期性变化，如 温带地区温度的周期变化和热带地区干旱季节和潮湿季节的周期变化等。 很多沿岸带生物在耐受能力方面常常以潮汐周期和月周期为基础发生变化。 #耐受性的节律变化或对最适条件选择的节律变化大都是由外在因素决定 的(即外源性的)，很可能是生物对生态因子周期变化不断适应的结果。 #某些耐受性的周期变化或驯化能力的变化(无论是长期的或昼夜的)至少有 一部分是由生物自身的内在节律引起的。
第五节--生物保持内稳态的行为机制
在外界条件的一定范围内，动物和植物都能利用各种行为机制使体内保持恒定性 。 植物：叶子和花瓣有昼夜的运动和变化。例如豆叶的昼挺夜垂的变化或睡眠运动 、向日葵花序随太阳的方向而徐徐转动等。 动物： （1） 身体姿态：如沙漠蜥 （2）往返移动：在比较冷和热的两个地点(都不是最适温度)之间往返移动； （3）追寻适宜栖地 ：如生活在特立尼达雨体中的两种按蚊 其他的行为机制： （1）躲入洞穴 ：如鼠兔 ，抵御一10℃以下的严寒 （2）构筑巢穴：如白蚁巢（具有调节温湿度的作用 ）、鸟巢（澳大利 光的穿透性限制着植物在海洋中的分布， 只有在海洋表层的透光带内，植物的光合 作用量才能大于呼吸量。在透光带的下部， 植物的光合作用量刚好与植物的呼吸消耗 相平衡之处，就是所谓的补偿点。
个体生态学
决定生物的 宏观分布
生态因子的空间分布特征
生态因子的空间分布特征
纬度地带性：从赤道到两极，整个地球表面具有过渡状的分带性规律。 – 太阳辐射量差异 太阳辐射－－热量带 －－水分差异－－植被分 带－－土壤分带 – 热量带：赤道、热带、亚热带、暖温带、温带、寒温带、亚寒带、 寒带 – 植被地带性分布: 热带雨林—亚热带常绿阔叶林—温带落叶阔叶 林—寒温带针叶林—极地苔原 经度地带性：地球内在因素如大地构造形成地貌和海洋分异引起经度 地带性分异。 – 海洋上蒸发的大量水汽，通过大气环流输送到陆地，是陆地上大 气降水的主要来源。在同一热量带范围内，陆地上的降水量从沿 海到内陆渐次减少。 – 植被地带性分布：森林植被—草原植被—干旱荒漠植被
地形因子 光照、温度、雨水等 生物类型、生长、分布
焚风效应
不可替代性和补偿作用
• 任何一个因子，由于对生物具有不同的作用，其缺失都不能由 另一个因子来代替，这就是植物生态因子不可代替性和同等重 要性规律。
– N元素用于合成蛋白质，不可能由C、O或H代替 • 在一定情况下，某一因子在量上的不足，可以由其它因子的增 加或加强而得到调剂，并且仍然有可能获得相似或相等的生态 效益。 – 例如：增加CO2的浓度，可以补偿由于光照减弱所引起的光 合强度降低的效应。但是生态因子之间的补偿作用，也并非 经常的和普遍的。
理解环境概念的要点：
① 相对的概念，针对某一主体而言的，主体 不同， 环境的范围大小不同。 ② 环境包括生物生存的空间 (space)。 ③ 环境是某一主体周围一切事物的总和，包 括生命活动所需要的一切物质 (matter)和 一切能量(energy)。
物质有三种形态：固体、液体和气体，在地球 上它们分别组成了岩石圈、水圈和大气圈。 太阳辐射是地球的主要光源和热源，为地球上 的生物有机体带来了生机，推动了生物圈这个 庞大生态系统的正常运转，是地球上一切能量 的源泉。 ④ 太阳和地球是生物生存最根本的环境基础。 ⑤ 现今的地球环境是已经被生物强烈改造过的环 境。
《生态学》第2章：个体生态1
第二章 生物的环境
第一节 环境与生态因子 第二节 生态因子作用分析 一、生态因子作用特点 二、生态因子的限制性作用
第三节 生态因子的生态作用及生物的适应
一、光因子的生态作用及生物的适应 二、温度因子的生态作用及生物的适应 三、水因子的生态作用及生物的适应 四、土壤因子的生态生态作用及生物的适应
环境的内容 环境这个概念是具体的，又是相对的，在 谈到环境时，总要包含特定的主体。
研 究 主 体
池塘群落 鲤鱼种群 一条鲤鱼 其它 鲤鱼 虾, 水蚤, 水草,鱼等 异种生物 非生物 因 素
2. 生态因子（Ecological Factor）
生态因子是指环境中对生物生长、发育、 生殖、行为和分布有直接或者间接影响的环 境要素，如温度、湿度、氧气、二氧化碳和 其他相关生物等。有人称生态因子的总和为 生态环境（Ecotope）。 在生态学中，将有机体生活和发育不 可缺少的生态因子（食物、热、氧气等对于 动物，光、CO2 和水对于植物）称为生存条 件（ Existense Condition ）。特定群落的 生态因子的总和（无机环境）称为生境 （Habitat）。
第二章 生物的环境
第一节 环境与生态因子一、环境与生态因子来自概念 二、环境以及生态因子的分类
三、环境因子与生态因子的联系
环境的分类
1、按环境主体： 人类环境和环境（以生物为主体） 2、按环境性质： 自然环境、半自然环境以及人工环境 3、按环境范围的大小： 宇宙环境、地球环境、区域环境、微环境 以及内环境
最低因子定律
2. 利 比 希 最 低 因 子 定 律
（ Liebig's law of minimum ）
利比希(Justus Liebig)是19世纪德国的农业化 学家，1840年，发现谷物的产量常不是受常量营养 物质（ N 、 P 、 K 等）所限制，而是取决于植物必需 的微量元素（B、Mg、Fe等）。
生态学02个体生态
Мончадский（蒙恰斯基）将生态因子 分为稳定 因子和变动物因子
➢ 稳定因子(steady factors)：地心引力、地磁、太阳辐 射常数等长年恒定的因子
➢ 变动物因子(variable factors)：周期性变动：春夏秋 冬、潮夕涨落；非周期性变动：风、降水、捕食
生态因子的空间分布特征
动物的保护色、警戒色与拟态
A 树皮纺织娘(Bark katydid) B 枭蝶(Owl butterfly) C 枯叶蝶
条件(conditions)和资源(resources)：环境因子可分 为条件和资源二类，不可消耗的称条件，可被消耗的 称资源。
生态因子(ecological factors) ：环境中对生物的生长、 发育、生殖、行为和分布有着直接或间接影响的环境 要素。生态因子是环境中对生物起作用的因子，而环 境因子则是指生物体外部的全部要素。
最适区
耐受性上限 生理受抑制 不能耐受区
种 群 种群消失 数 量
数量很低
数量最高
数量很低 种群消失
低
环境梯度
高
生物对生态因子耐受限度的调整
驯化 适应
驯化
实验驯化(acclimation)与气候驯化(acclimatization) ： 驯化(acclimation/acclimatization) ：生物在实验／自然 条件下，诱发的生理补偿变化，前者需要较短的时间，后 者需要较长的时间。有机体对实验环境条件变化产生的生 理调节反应称实验驯化；有机体对自然环境条件变化产生 的生理调节反应称气候驯化，实验驯化是对环境条件改变 的一种生理上而非遗传上的可逆反应。
V.E.Shelford,1913，
➢ 每种生物对一种生态因子都有一个耐受范围，即一个生态学上的最低 点和一个生态学上的最高点，在最高点和最低点之间的范围就称为生 态幅 (ecological amplitude) 或生态价(ecological valence)。
➢ 稳定因子(steady factors)：地心引力、地磁、太阳辐 射常数等长年恒定的因子
➢ 变动物因子(variable factors)：周期性变动：春夏秋 冬、潮夕涨落；非周期性变动：风、降水、捕食
生态因子的空间分布特征
动物的保护色、警戒色与拟态
A 树皮纺织娘(Bark katydid) B 枭蝶(Owl butterfly) C 枯叶蝶
条件(conditions)和资源(resources)：环境因子可分 为条件和资源二类，不可消耗的称条件，可被消耗的 称资源。
生态因子(ecological factors) ：环境中对生物的生长、 发育、生殖、行为和分布有着直接或间接影响的环境 要素。生态因子是环境中对生物起作用的因子，而环 境因子则是指生物体外部的全部要素。
最适区
耐受性上限 生理受抑制 不能耐受区
种 群 种群消失 数 量
数量很低
数量最高
数量很低 种群消失
低
环境梯度
高
生物对生态因子耐受限度的调整
驯化 适应
驯化
实验驯化(acclimation)与气候驯化(acclimatization) ： 驯化(acclimation/acclimatization) ：生物在实验／自然 条件下，诱发的生理补偿变化，前者需要较短的时间，后 者需要较长的时间。有机体对实验环境条件变化产生的生 理调节反应称实验驯化；有机体对自然环境条件变化产生 的生理调节反应称气候驯化，实验驯化是对环境条件改变 的一种生理上而非遗传上的可逆反应。
V.E.Shelford,1913，
➢ 每种生物对一种生态因子都有一个耐受范围，即一个生态学上的最低 点和一个生态学上的最高点，在最高点和最低点之间的范围就称为生 态幅 (ecological amplitude) 或生态价(ecological valence)。
第二章-个体生态学
温度、湿度、光、降水、风、气压、雷电等
土壤因子(edaphic factors)
土壤结构、土壤有机质/无机质、理化性质和土壤生物
地形因子(topographic factors)
海拔高度、山的阴坡/阳坡等
生物因子（biotic factor)
包括动物、植物和微生物之间的各种相互作用
人为因子(anthropogenic factors)
微生物对非生物环境的作用
--- 微生物对土壤形成的作用 --- 微生物对水体净化、水体污染的作用
生物对生物环境的作用
---物种间相互作用 ---协同进化
人类对生物和非生物环境的作用：
三、生物与环境作用的一些规律
（一）“最小因子定律” (Liebig’s law of minimum)
最小因子：植物的生长取决于那些处于最低量的营
养元素，这些处于最低量的营养元素称-----（利比希， Justus von Liebig,1840,德国)。 最小因子定律：低于某种生物需要的 最小量的任何特定因子，是决定该生 物生存和分布的根本因素。 两个补充条件（Odum,1983）： 1）严格的稳定状态； 2）因子补偿作用：
（二）“耐受性定律” (Shelford’s law of tolerance)
环境对生物的作用
生物对环境的作用
生物与环境作用的基本规律
一、环境对生物的作用
环境因子对生物的影响 环境因素对生物影响的方式、类别 环境因素对生物影响的局限性
1、环境因子对生物的影响
对生物生存的影响 对生物生长的影响 对生物发育的影响 对形态结构的影响 对生物遗传的影响 对生物繁殖的影响 对生物分布的影响 对生物种群数量变化的影响 对生物的种内关系的影响 对生物的种间关系的影响
土壤因子(edaphic factors)
土壤结构、土壤有机质/无机质、理化性质和土壤生物
地形因子(topographic factors)
海拔高度、山的阴坡/阳坡等
生物因子（biotic factor)
包括动物、植物和微生物之间的各种相互作用
人为因子(anthropogenic factors)
微生物对非生物环境的作用
--- 微生物对土壤形成的作用 --- 微生物对水体净化、水体污染的作用
生物对生物环境的作用
---物种间相互作用 ---协同进化
人类对生物和非生物环境的作用：
三、生物与环境作用的一些规律
（一）“最小因子定律” (Liebig’s law of minimum)
最小因子：植物的生长取决于那些处于最低量的营
养元素，这些处于最低量的营养元素称-----（利比希， Justus von Liebig,1840,德国)。 最小因子定律：低于某种生物需要的 最小量的任何特定因子，是决定该生 物生存和分布的根本因素。 两个补充条件（Odum,1983）： 1）严格的稳定状态； 2）因子补偿作用：
（二）“耐受性定律” (Shelford’s law of tolerance)
环境对生物的作用
生物对环境的作用
生物与环境作用的基本规律
一、环境对生物的作用
环境因子对生物的影响 环境因素对生物影响的方式、类别 环境因素对生物影响的局限性
1、环境因子对生物的影响
对生物生存的影响 对生物生长的影响 对生物发育的影响 对形态结构的影响 对生物遗传的影响 对生物繁殖的影响 对生物分布的影响 对生物种群数量变化的影响 对生物的种内关系的影响 对生物的种间关系的影响
《个体生态学》课件
《个体生态学》ppt课件
contents
目录
• 个体生态学概述 • 个体生态学的基本理论 • 个体生态学的研究方法 • 个体生态学的应用领域 • 个体生态学的未来发展与挑战 • 个体生态学案例分析
01
个体生态学概述
定义与特点
定义
个体生态学是一门研究生物个体与其环境之间相互关系的学科。它关注生物个 体在其生态环境中的适应、生存和发展，以及生物个体与环境之间的相互作用 和影响。
VS
现状
目前，个体生态学的研究已经取得了很大 的进展，尤其是在生物与环境相互作用机 制、生物多样性保护和生态系统服务等方 面取得了重要成果。同时，随着科学技术 的发展，个体生态学的研究手段和方法也 不断更新和完善，为该领域的发展提供了 有力支持。
02
个体生态学的基本理论
生物与环境的关系
生物适应性
03
个体生态学的研究方法
野外观察法
定义
野外观察法是一种直接在自然 环境中观察生物行为和生态现
象的方法。
应用
通过长时间、持续的观察，可 以了解生物在自然环境中的生 活习性、行为模式和种群动态 。
优点
能够获取真实、自然条件下的 数据，对生物的行为和生态现 象有直观的认识。
局限
受限于自然环境和天气条件， 观察结果可能不具有普遍性。
01
总结词
评估城市生态系统的健康状况和可 持续性
生态系统功能评估
分析城市生态系统的物质循环、能 量流动等方面的功能。
03
02
生态系统结构分析
评估城市绿地的覆盖面积、物种多 样性等指标。
社会经济影响评价
探讨城市生态系统对人类健康、经 济发展等方面的贡献和影响。
contents
目录
• 个体生态学概述 • 个体生态学的基本理论 • 个体生态学的研究方法 • 个体生态学的应用领域 • 个体生态学的未来发展与挑战 • 个体生态学案例分析
01
个体生态学概述
定义与特点
定义
个体生态学是一门研究生物个体与其环境之间相互关系的学科。它关注生物个 体在其生态环境中的适应、生存和发展，以及生物个体与环境之间的相互作用 和影响。
VS
现状
目前，个体生态学的研究已经取得了很大 的进展，尤其是在生物与环境相互作用机 制、生物多样性保护和生态系统服务等方 面取得了重要成果。同时，随着科学技术 的发展，个体生态学的研究手段和方法也 不断更新和完善，为该领域的发展提供了 有力支持。
02
个体生态学的基本理论
生物与环境的关系
生物适应性
03
个体生态学的研究方法
野外观察法
定义
野外观察法是一种直接在自然 环境中观察生物行为和生态现
象的方法。
应用
通过长时间、持续的观察，可 以了解生物在自然环境中的生 活习性、行为模式和种群动态 。
优点
能够获取真实、自然条件下的 数据，对生物的行为和生态现 象有直观的认识。
局限
受限于自然环境和天气条件， 观察结果可能不具有普遍性。
01
总结词
评估城市生态系统的健康状况和可 持续性
生态系统功能评估
分析城市生态系统的物质循环、能 量流动等方面的功能。
03
02
生态系统结构分析
评估城市绿地的覆盖面积、物种多 样性等指标。
社会经济影响评价
探讨城市生态系统对人类健康、经 济发展等方面的贡献和影响。
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植物群体对光的利用率更高
（二）光质的生态作用与生物的适应
太阳光质可以简单的分成红外光区、可见光区、紫外光区
植物光合作用可以利用波长为380～760nm的可见光（绿 光为生理无效辐射）
紫外光区可以起到杀菌的作用，但是过量也会影响到植物 的生长
（三）生物对光周期的适应 1. 昼夜节律 大多数生物活动表现出昼夜节律，动物有不同的活动和休息的时间； 植物的光合作用、蒸腾作用积累与消耗均是有规律的昼夜变化 2. 光周期现象 一天之中白天和黑夜的相对长度称为光周期 (1)植物的光周期现象 长日照植物、短日照植物、中间性植物 长日照植物日照长度超过一定时间才开花 短日照植物日照长度少于一定时间才开花 （2）动物的光周期 鸟类的迁徙和生殖腺的发育都与光周期有关（通过光照增加鸡蛋产量）
第二节 生态因子作用分析
一、生态因子
环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有着直接或间接影 响的环境要素，如温度、湿度、食物、氧气、等 二、生态因子的分类 气候因子：如温度、湿度、光、降水等 土壤因子：土壤结构、有机无机理化成分、土壤生物等 地形因子：地面起伏、坡向等 生物因子：捕食、竞争、寄生等
限定性
生物发育的不同阶段所需要的生态因子也不相同。种子萌发时的主导 因子与生长时的主导因子
四、生态因子的限制性作用 （1）限制因子 限制生物生存和繁殖的关键性因子 （2）利比希法则（Liebig最小因子定律） 植物的生长取决于处在最小量状况的食物的量
两点补充 稳定系统：物质和能量的输入与输出处于稳定状态。 生态因子的相互作用：光与CO2的相互补偿
植物的萌发、生长、结实、落叶；鸟类的迁徙等现象均为 生物的物候节律 休眠：生物依靠进入潜伏、蛰伏或不活动状态抵御不利环 境的生理机制。进入休眠状态的生物生态幅有明显的增加 植物的休眠现象更为普遍，有些种子需要处理才能发芽 蜂鸟的蛰伏（torpor）
（六）休眠
深海珊瑚礁与浅海珊瑚礁的差别
蜂蜜数量的多少是决定蜂鸟是否进入蛰伏状态的关键因素
第二章 个体生态学
第一节 环境的概念及其类型
一、环境
某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物 体或群体生存的一切事物的总和。 二、环境的类型 按环境的性质：自然环境、半自然环境和社会环境
按环境的范围：宇宙环境、地球环境、区域环境、微环境和内环境
三、环境因子的分类 气候类、土壤类、生物类
人为因子：人类活动对生态系统的影像
其他分类如密度制约和非密度制约、稳定和变动因子
三、生态因子作用的特点 综合性 各种因子彼此联系、互相促进、相互制约。如光照可以影响到 土壤 表面的温度、湿度和盐度。 非等价性
地位不完全相等，存在1～2个主导因子。如春化阶段的低温；
不可替代性和互补性 光合作用不足时可以靠CO2含量增加得到补偿
二、温度因子的生态作用及生物的适应
（一）温度因子的生态作用 1. 温度与生物生长 温度对生物体内酶活性有很大的影响 不同物种对温度的要求也不同 2. 温度与生物的发育 有效积温法则：植物生长发育过程中必须从环境中摄取一定量的热能 才能完成某一阶段的发育 K=N (T-T0) K －有效积温 T －当地该时期的平均温度 T0 －生物生长活动所需要的最低温度 N －天数
（三）温度与生物的地理分布 地理分布 （四）变温与温周期现象 1. 变温与生物生长 （1）种子萌发 大部分种子在变温的作用下发育良好； 鸟类孵化时的温度 （2）生长期 植物生长通常需要温度有规律的昼夜变化 2. 变温与干物质积累 变温有利于植物体内物质的转移和积累
（五）物候节律
物候学：研究生物的季节性节律变化与环境季节变化关系 的科学。
第三节 生态因子的生态作用及生物的适应
一、光因子的生态作用及生物的适应
（一）光强的生态作用与生物的适应 1. 光强对生物的生长发育和形态建成有重要的作用
光照强度对植物的生长和器官的分化有重要影响
“黄化现象”：原脱植基叶绿素在光照的条件下才能合成叶绿素
动物对光照强度有不同的反应
2. 光照强度与水生植物
（二）生物对极端温度的适应 1. 生物对低温环境的适应 植物 叶片和芽受到油脂类物质的保护，植物体表生有蜡粉和密毛。 极地植物图示及其温度曲线 动物 贝格曼规律：生活在高纬度地区的恒温动物往往比生活在低纬度地区的同类个 体大。 阿伦规律：恒温动物身体的突出部分在低温环境下有变小变短的趋势 2. 生物对高温环境的适应 植物 形态的变化 动物 改变位置（不同的沙子）
（3）Shelford耐性定律 考虑到限制植物生长的受生态因子最小量限制，同时也受最大量限制 （4）生态幅 不同种类的生物对不同环境的耐受能力也不同（如温度、盐度、湿度 等）；处ห้องสมุดไป่ตู้不同发育期的生物对生态因子耐受性不同（生殖期的生态 幅较窄） 例
（5）生物内稳态及耐性限度的调整 1. 内稳态（homeostasis)及其保持机制 内稳态：生物控制体内环境使其保持相对稳定的机制。 保持机制 恒温动物通过控制代谢速度调节体温；变温动物靠减少散热或利 用环境热源使身体增温 非内稳态生物的耐受限度取决于体内酶系统在什么生态因子范围 内起作用；内稳态耐受性除受上述因素影响还有赖于内稳态机制 发挥作用的大小 2. 耐受限度的驯化 通过人为驯化的方法可以改变生物的耐性范围。 3. 指示生物 利用生物做指示者反映环境的特征
通常情况下水生植物对光照的要求较低，此外阳光投射过水的深度与 水的透明度有关
水生动物的形态变化
3. 植物对光照强度的适应类型
阳地植物和阴地植物
•
阳地植物的光合作用补偿点（饱和点）较高，阴地植物的光合作 用补偿点（饱和点）较低，后者可以更好的利用弱光
•
不同生长阶段的植物光饱和点也不同（生长旺盛期高，苗期生育 后期低）