生态学课件1

生态因子的不可替代性和互补性：N元素用于合成蛋白质，不可能由C、 O或H代替;软体动物可用水体内的锶弥补钙不足；植物光合作用 CO2与光强度互补。
一些软 体动物 利用Sr 弥补Ca 的不足
（二）生态因子的限制性作用
限制因子(limiting factors):在众多生态因子中，任何接近或超过某种生 物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖 或扩散的关键性因子。（不足或过量）
微环境 (micro-environment): 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。
内环境 (inner environment): 指生物体内组织或细胞间的环境。对生物 体的生长和繁育具有直接的影响。如，叶片内部，直接和叶肉 细胞接触的气腔、气室、通气系统，都是形成内环境的场所。 内环境对植物有直接的影响，且不能为外环境所代替。
五个要点：相对概念；包括生物生存的空间；某一主体周围一切 事物的总和，包括生命活动所需的一切物质和能量；太阳与地球是生 物生存的最根本环境基础，构成了生物生存的宇宙环境与地球环境， 二者奠定了生态学上的宏观概念；现今的地球环境已被生物强烈改造 过。
物质有三种形态:气态（大气圈），液态（水圈），固态（岩 石圈）。
我国东半部植被由南向北：热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落 叶林、寒带针叶林。动物的种群分布也呈现明显地带性。
经度地带性：地球内在因素如大地构造形成地形地貌、海陆分布、大
气环流等生态因子相互作用引起经度地带性分异。
植被地带性分布：森林植被—草原植被—干旱荒漠植被
我国自东向西随东经度数增加，海洋性气候向大陆性气候递变，生 态因子的大陆性增强，年降水量递减，气温日较差递增。
时间递变和周期性（生物节律）：地球的自转和公转以及月球绕地 球运转表现为日周期、年周期和月周期乃至多年周期等周 期性，从而决定了地球表面太阳辐射、气温、光照长度、 海洋潮汐等主要气象因子的周期性变化。
太阳辐射强度和光照时数存在明显且基本准确的周期性变化， 形成年内不同季节和不同季节的温度、降水量、风等气候特征，这 些因子在赤道地带变幅较小，随纬度的升高，周期性变幅增大。
土壤因子(edaphic factors)
生态因子
(性质) (道本迈尔)
地形因子(topographic factors) 生物因子（biotic factors） 人为因子(anthropogenic factors)
密度制约因子(density independent factors)：食物、天敌等
种群密度梯度 10
（四）生态因子的时空变化及生物分布
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
自然地理带：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
地球环境 (global environment): 大气圈中的对流层、水圈、土壤圈、岩 石圈和生物圈。其中生物圈中的生物把地球上各个圈层的关系 密切地联系在一起，并推动各种物质循环和能量转换。对栖息 于地球表面的动植物而言，整个地球表面就是它们生存和发展 的环境。
区域环境 (regional environment): 占有某一特定地域空间的自然环境， 由地球表面不同地区的5 个自然圈层相互配合而形成。不同地 区，形成各不相同的区域环境特点，分布着不同的生物群落。
北美大陆和欧亚大陆，由于海陆分布格局与大气环流特点，水分梯度常沿 经向变化，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，而 导致生态系统的经向分布，由沿海湿润区的森林，经半干旱的草原到干旱的荒 漠。
生态因子的空间分布特征
➢ 6类气候区
➢ 全球大陆不同地区的气候 类型也有该地区的生物群 落型（9种陆生生物群落型）
最小因子定律(Liebig’s law of minimum) :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最小因子（Justus von Liebig,1840,德国） 。这一法则说明: 某一数量最不足的营养 物质, 由于不能满足植物的需要, 不但本身会限制植物的生长, 同时也将限制其它处于良好状态因子的发挥。
大气圈（atmosphere）:对流层厚度约为10km，占全部大气质量的
70—80%。对流层中，空气组成的主要成分保持不变。3-4km以上高度内， CO2要比下层少。O2总含量近108kg。
水圈(hydrosphere):全球估计有15亿km3的水。其中海水占97%，
淡水3%。
岩石圈与土壤圈(lithosphere and pedosphere):岩石圈是指地球
非地带性变化（春城）：受地形、地质构造、土壤矿质、土壤温度 和水分等非地带性因素影响，会产生非地带性生态因子 的特定组合，使该地生态特性不符合大地带性变化规律 特征而形成各地带内部局部区域的差异性。如山区生态 环境的复杂性。
群落内变化：在群落内部各处，由于诸多因素影响，各处在光照、温度 等因素存在一定差异。如：稻田群落内，光照强 度随植 株高度降低而下降，田间近作物层大气中的CO2含量也呈 现一定程度的日变化：中午最低，黎明最高。
直接性和间接性：食物，降水。典型案例：四川二郎山。
地形因子
光照、温度、雨水等
生物类型、生长、分布
焚风效应
限定性（因子作用的阶段性）：生物生长发育的不同阶段所需要的生 态因子各不相同。如水稻的生长，光照对植物的影响。
例如低温对 冬小麦的春化阶 段是必不可少的 ，但在其后的生 长阶段则是有害 的。
如大马哈鱼 生活在海洋中， 生殖季节回游到 淡水河流中产卵
我国平原地区的平均太阳辐射总量、平均气温明显呈现由南向北的 递减性，而年度内变幅呈现递增性；北半球的日照长度由低纬度向高纬 度递增，且年度内变幅递增；降水量分布由南向北递减。
欧亚大陆土壤由北向南：冰沼土、灰化土、生草灰化土、灰色森林 土、黑土、栗钙土、荒漠土。我国东部和东南沿海由于受季风气候影响， 由北向南：灰棕壤、棕壤、褐土、黄棕壤、黄褐土、黄壤、红壤、砖红 壤。
北坡降水量的差异，并解
释原因？ 南坡处在来自印度洋的西 南季风的迎风坡，多地形 雨。
2.解释珠穆朗玛峰南坡出 现的自然带谱比北坡复杂 的原因？ 南坡纬度低，山麓海拔低 ，相对高度大，水热状况 的变化比北坡大，所以自 然带谱比北坡复杂。
年降水量 200-300 毫米
年平均气温7-10 ℃，年降水量 1800-2500毫米 年平均气温10-15℃， 年降水量 2000-2500毫米
2、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。
3、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。
密度制约因子与非密度制约性因子比较
种
群
死
亡
率
变
化
非密度制约
导致种群死亡率变化的环境因子作用于种群的强度，随种群 密度梯度变化而改变
种群密度梯度
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密度制约因子与非密度制约性因子比较
种 群 出 生 率 变 化
非密度制约
导致种群出生率变化的环境因子作用于种群的强度随种群密度梯 度变化而改变；具有调节种群密度作用
（蒙恰斯基）
(Мончадский) 变动因子
生物很难适应
第一性周期因素 光照、温度、地磁、地心
(variable factors)
引力、太阳辐射常数等。
（稳定性及其作用特点）
周期性变动： （随季节呈现周期性变化）
（Dajoz） 生物种适应性形成的基础。
次生性周期因素
春夏秋冬、潮夕涨落、降水、 大气湿度、种内关系等。 （随第一性周期性因子变化 而变化）一般不影响生物种 分布, 但影响生物种个体数。
第一部分 个体生态学
一、环境与生态因子 （一）基本概念
1、环境(environment)和环境因子(environmental factors) ：环境 是指某一特定生物体或生物群体以外的空间,以及直接、间接影响该生 物体或生物群体生存的一切事物的总和，由许多环境要素构成，这些 环境要素称环境因子。
表面30—40km厚的地壳层。它是组成生物体的各种化学元素的仓库。
生物圈(biosphere):E. Suess(休斯—奥地利地质学家)于1875年首先
提出这一术语。是指地球上全部生物及其赖以生存的环境的总体。其范围为 海平面以上10km，海平面以下12km。其间最活跃的是生物，地球上总的生 物生产量中，植被占99%。O22000年再循环一次；生物的呼吸作用释放的 CO2，约300年再循环一次；整个水圈的水分经过生物的吸收、蒸发、蒸腾、 排泄等，约需20万万年再循环一次。
当某一因子不能满足生物一生或某一发展阶段的生存需要时， 就可成为限制因子;在繁殖期，最容易阻挠和限制生物繁殖的因子可 能成为限制因子。如：O2对陆生动物不成为限制银子但对水生动物就 成为限制因子。
限制因子的确定 ：通过观察、分析、实验相结合的途径
限制因子的意义：掌握了研究生物与环境复杂关系的钥匙，为分析生物 与环境相互作用的复杂关系奠定了一个便利的基点， 有助于把握问题的本质，寻找解决问题的薄弱环节， 一旦找到了限制因子，就意味着找到了影响生物生存 和发展的关键性因子，并可集中力量研究它。
大环境气候条件称大气候（macroclimate）。
小环境（microenvironment）：直接影响生物生命活动的近邻环 境，如洞穴环境，树荫下环境。小环境的气候条件称小气 候（microclimate）。