南京师范大学-环境生态学(王国祥)-期末考试-复习资料第二章

第二章生物与环境
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、湿度、食物、氧气、二氧化碳和其他相关生物等。

生态因子也可认为是环境因子中对生物起作用的因子。

生态类群：多种不同的植物，对某一生态因子（如生理、形态、结构以及物候等）,具有相似需求性和耐受力,表现出比较一致的适应性特征.
生态型(ecotype): 分布在不同地域的同一种群，适应于分布区内各个部分的局部条件，而出现某些生理、形态上的差异，称为生态型，也称生态差型(ecocline)，以表示种内生态属性的连续性变化。

光补偿点(light compensation point)：光合作用合成与呼吸所消耗的碳水化合物达到平衡时的光照强度，即光合作用所固定的CO2与呼吸释放的CO2相等时的光照强度。

光饱和点(light saturation point)：在一定的光强范围内，植物的光合强度随光照度的上升而增加，当光照度上升到某一数值之后，光合强度不再继续提高时的光照度值。

例如10℃为某作物的生物学零度，其中某三天12.1℃、9.8℃、13.5℃,则这三天的活动积温为25.6℃，其中9.8℃低于生物学零度，不统计在内。

例如，某作物的生物学零度为10℃，某日温度12.1℃，则该日有效温度为12.1－10.0＝2.1℃，
蒸腾作用(transpiration)：水分以气体状态通过植物表面（主要是叶子）蒸发散溢到体外的现象。

蒸腾作用可以促进植物对水分的吸收和运转，降低植物的体温，促进营养盐的运转和分布。

土壤供水适宜、通气好、光照强、温度高、风速大，都能促进蒸腾作用。

生态对策：是生物进化过程中所形成的各种特有的生活史特征，是生物适应于特定的环境所具有的一系列生物学特性的设计。

也称为生活史对策(life history strategy).
一、生态因子主要包括哪些类型？
1、以主客体分：①生物因子（动物、植物、微生物等）
②非生物因子（条件因子：温度、湿度、pH；
资源因子：营养物、水、光照等。

）
2、以因子性质分类：
①气候因子：如温度、湿度、光、降水、风、气压和雷电等。

②土壤因子：土壤是在岩石风化后在生物参与下所形成的生命与非生命的复
合体，土壤因子包括土壤结构、土壤有机和无机成分的理化性质及土
壤生物等。

③地形因子：如地面的起伏，山脉的坡度和阴坡阳坡等，这些因子对植物的
生长和分布有明显影响。

④生物因子：包括生物、生物之间的各种相互关系，如捕食、寄生、竞争和
互惠共生等。

⑤人为因子：人为因子是生物因子的一种类型，指人及人类活动产生的
二、生态因子作用的一般规律。

1、综合作用：多因子对生物的联合作用、因子之间的相互作用
2、主导因子作用：在诸多因子中，对生物起决定作用的生态因子称为主导因子，
主导因子的作用就是对生物群体生长、发育、演替等生态过程有决定意义的作用。

3、直接和间接作用：一些生态因子直接对生物及其群落产生影响，而一些生态因
子通过对其他因子的影响发生作用，这称为间接作用。

如地形因子中起伏程度、坡向、坡度、海拔高度及经纬度等对生物的作用不是直接的。

4、阶段性作用：在生物及其群落生长发育的不同阶段，各种因子的作用特性差异明显。

5、因子的不可替代性和补偿作用：各生态因子对生物的作用虽然不尽相同，但都
不可缺少，一个因子的缺失不能由另一个因子来替代。

但某一因子的数量不足，有时可以靠另一因子的加强而得到调剂和补偿。

例如如果光照不足，可以增加
二氧化碳浓度来补偿。

三、限制因子与Liebig最小因子定律及其应用。

1、限制因子规律（不同于木桶原理）：任何一种生态因子只要接近或超过生物的
耐受范围，它就成为这种生物的限制因子。

限制因子(Limiting factors): 生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，其中限制生物生存和繁殖的关键性因子称为限制因子。

限制因子的特点：易变性、狭域性、敏感性
限制因子作用的补充和完善：
①限制因子定律只有在严格稳定状态下适用；
②因子之间的相互作用，因子的补偿作用；
③限制因子是对物种、种群而言的，不同生物乃至同一生物种群的不同发育
阶段，限制因子可能会发生变化；
④限制因子强调的是因子的不足，实际上因子过高也会对生物生长发育产生
抑制作用。

2、Liebig（利比希）最小因子规律：植物的生长取决于处在最小量状况的食物的量。

应用：1、园林绿化的植物品种引种栽培与管理；
2、农业生产中，农作物品种的引种驯化；
3、农业生产中，合理科学施肥；
4、渔业生产中，天然饵料生物的增殖；
5、有害生物防治与控制；
6、生态修复重建中，生境修复与关键生物引种。

四、耐受限定律、生态幅的概念以及应用。

Shelford（谢尔福德）耐性定律：任何一个生态因子在数量和质量上的不足或者过多，即当其接近或达到某种生物的耐受限度时，就会使该生物衰退或
不能生存。

生态幅(耐受力、耐受幅、生态价)：每一个种对环境因子适应范围的大小即生态幅，亦称生态价。

五、举例说明指示生物及意义。

指示生物：一些生物在与环境相互作用、协同进化过程中，留下了明显的形态、生理等特征，可以反映和指示环境的某些特征。

意义：
1、气候指示：热带地区：椰树；寒带：针叶植物；亚热带：青冈栎。

2、水分指示：水生植物在水湿环境中生长，使它具有柔嫩、硕大的叶子，但
是
根系并不发达。

莲、芦苇的生长则反应了水湿环境。

旱生植物在干旱环
境中生长，使它的叶子已经退化成细小的刺，以减少水分的蒸腾；但是
根系很发达，能从很深很广的地下吸取水分。

如骆驼刺的生长反应了干
旱环境。

3、土壤指示：铁芒萁是我国长江流域一带红土壤等酸性土壤的指示植物；碱
蓬
的生长则指示了盐碱性的土壤环境；弹尾类和蜱螨类土壤动物指示土壤
重金属污染。

4、地质指示：海州香薷（“铜草”）生长茂盛的地方就有铜矿；鸡脚蘑、
凤眼兰等植物生长旺盛的地方，往往是藏金之地。

5、季节（时间）指示：雁子南飞，预示冬季的到来；报春花开花、柳树吐絮,
则标志着春天的到来；蛇床花凌晨3点开放；牵牛花凌晨4点开放等。

6、环境污染指示：苔藓对重金属(砷、镉、铬、铜、铁、铅、镍、矾、锌)
污染的指示意义；菠菜可以探测重金属；菖兰可探测HF、氯化氢；
苜蓿和黑麦草可探测铁、硫；荨麻可探测过氧乙酰硝酸；玉米可探测
HF、SO2、重金属；矮牵牛可探测乙烯、烃、甲醛；烟草可探测臭氧、
NO等等。

7、环境演变指示：地层年龄；古地理气候变迁；冰川消长；太阳黑子活动等。

六、简述光的生态作用以及生物的适应性。

1、光强的生态作用与生物的适应
①光强对光合作用的影响
光补偿点：光合作用合成与呼吸所消耗的碳水化合物达到平衡时的光照强度，即光合作用所固定的CO2与呼吸释放的CO2相等时的光照强度。

光饱和点：在一定的光强范围内，植物的光合强度随光照度的上升而增加，当光照度上升到某一数值之后，光合强度不再继续提高时的光照度值。

黄化现象：植物因受光不足，不能形成叶绿素而呈现黄色、机械组织不发达、茎细软、伸长较快、叶子不舒展的现象。

某些植物的黄化后具有较高的
经济价值，如豆芽、韭黄、石刁柏等。

②影响光强的环境因素
a、纬度、天气、地形（山地的阴坡、阳坡）；
b、植被（高大植物、森林植物顶冠层的遮光）；
c、水体（光在水体中的衰减、水体消光系数、光补偿深度等）；
d、大气中的颗粒物组成及含量。

③植物对光照强度的适应：据需光度，植物的生态型分为
阳生植物(heliophyte,喜阳植物heliophyllus)
适应性特点：叶一般小而厚，枝叶稀疏、树冠透光、枝下高较高。

光补偿点相当于全光照的3%～5%。

如：蒲公英、杨、柳、桦、松、杉和栓皮栎。

阴地植物(sciophyte,喜阴植物、适阴植物sciophiles)
适应性特点：叶一般大而薄，枝叶浓密、枝下高较矮。

光补偿点相当于全光照的0.5%～1%。

如：人参、三七、半夏、细辛、铁杉、观音座莲、山酢浆草、
连钱草、紫果云杉、红豆杉。

2、光质的生态作用与生物的适应
①光质的生态效应:生理有效辐射、生理无效辐射。

光谱成分红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,其随空间发生变化的一般规律为：短波光随纬度增加而减少，随海拔升高而增加。

在时间变化上，冬季
长波光增多，夏季短波光增多；一天之内中午短波光较多，早晚长波
光较多.
生理有效辐射：植物光合作用利用的光谱范围在可见光区（380~760 nm）大部分波段的光，这部分辐射称为生理有效辐射。

红、橙光主要被叶绿素吸收，对叶绿素合成有促进作用，糖的合成；
蓝紫光也能被叶绿素和类胡萝卜素吸收，促进蛋白质合成；
生理无效辐射：绿光等很少被植物吸收利用的辐射。

②影响光质的主要因素：海拔高度、空气湿度、大气中的尘埃、臭氧层、植物
顶冠层。

③有色薄膜的生态应用：有色薄膜可改变光质影响作物生长，达到增产，改善
品质的目的。

实验研究表明：浅蓝色薄膜育秧与无色薄膜相比，浅蓝色薄膜秧苗根系较粗壮，插后成活快，生长健壮，叶色浓绿，鲜重和干重都有增加，
测定的淀粉、蛋白质含量较高。

主要是因为太阳光通过有色薄膜时，
被选择透过和吸收，这样薄膜内的光质因薄膜颜色不同而发生变化。

如浅蓝色薄膜可以大量透过光合作用所需的380-490纳米的光（透
过率60%以上），因而有利于植物的光合和代谢过程。

3、光周期的生态作用及生物的适应
①光周期：昼夜节律、季节节律
光周期现象：受光照和黑夜时间长短变化所制约，植物的各种生理活动依次
有规律出现的现象。

②影响光周期的因素：由于地球的自转和公转规律恒定，因此，光周期是地球
上最严格和最稳定的周期性变化现象。

影响光周期的主要因素有季节变
化和纬度变化。

③植物对光周期的适应
长日照植物：通常是在日照时间超过一定数值时，植物才能够开花，否则只能进行营养生长，不能形成花芽。

如：凤仙花、冬小麦、大麦、油
菜、菠菜、甜菜、甘蓝和萝卜等。

短日照植物：通常是在日照时间短于一定数值植物才能够开花，否则只能进行营养生长而不开花。

如：牵牛、菊类、水稻、玉米、大豆、烟草、
麻和棉等，通常在早春或深秋开花。

中日性植物：中日性植物只有在某一定中等长度的日照条件下才能开花,而在较长或较短日照下均保持营养生长状态的植物。

例如甘蔗，最适
日照长度是12.5小时，再长和再短的日长下都不开花。

中间性植物：在任何日照条件下都可以开花，如番茄、黄瓜等。

动物的光周期 :
侯鸟：侯鸟的迁徙由日照长度的变化所引起；
鸟类的开始生殖时间也受日照长度的周期性变化决定；
鱼类的生殖和迁移也有光周期现象；
昆虫的光周期现象；
哺乳动物的生殖和换毛：
长日照兽类：随着春天日照长度的逐渐增加而开始生殖，如雪貂、野兔和刺猬等，尤其是高纬度的种类；
短日照兽类：随着秋天日照逐渐缩短，开始交配繁殖，到春天条件较好时产出幼子。

七、温度对生物作用的“三基点”和积温的生态学意义。

①三基点:温度是生物生命活动不可缺少的因素，任何生物都生活在具有一定温
度的外界环境中并受着温度变化的影响。

生物在长期的演化过程中，各自选
择了自己最合适的温度，通常分为最低温度、最适温度和最高温度。

在生态
学上称为温度的“三基点”。

在适温范围内生物生长发育良好，超过这一范
围，则生长发育停滞、受限，甚至死亡。

不同生物的“三基点”是不一样的。

②有效积温是某作物生育时期内日有效温度的总和，日平均温度减去生物学零度
的差值即有效积温。

K = N · (T-C)
例如，某作物的生物学零度为10℃，某日温度12.1℃，则该日有效温度为12.1－10.0＝2.1℃，某发育时段逐日有效温度之和，即为该发育时段的有
效积温。

有效积温中不包含低于生物学零度（起始温度）的温度值，所
以用来表征作物生长发育对热量条件的要求更为准确。

与活动积温相
比，有效积温变化小，相对较为稳定，多应用于作物生育速度的计算和
发育时期的预报。

八、温度对植物分布的影响。

1、在全球范围内的区域分布（水平分布）：热带雨林；亚热带常绿阔叶林、常绿
硬叶林；温带夏绿阔叶林、寒温性针叶林及草原；寒带苔原。

2、在山区垂直分布
山地常绿阔叶林；山地常绿、夏绿阔叶混交林；山地夏绿阔叶林；山地针阔叶混交林；亚高山针叶林；高山矮林带；亚高山草甸；高山灌丛带；高山草甸；山地苔原；
九、水分对生物的影响以及生物的适应。

1、水的生态作用(a) 水是生物生存的重要条件(b) 水对植物生长发育的影响
2、陆生植物的水分平衡，植物吸收水分产生蒸腾作用，形成土壤-植物-大气连续体
3、植物对水的适应
(a) 陆生植物：湿生植物、中生植物、旱生植物
(b) 水生植物的适应性特征：通气组织发达，以保证各器官对氧气的需求；机械
组织不发达甚至退化，适应于水流，以增强植物的弹性和抗扭曲能力；水下
叶片多分裂为带状、线状，而且叶片很薄（有的甚至仅一层细胞），以增加吸
收阳光、无机营养盐和CO2的叶面积。

(c) 水生植物类型：沉水植物、浮叶植物、漂浮植物、挺水植物。

十、土壤的生态作用以及植物的适应性。

1、土壤的生态作用
(a) 土壤的特性：土壤是岩石圈表面能够生长动植物的疏松表层，是陆生生物生活
的基质，它提供生物生活所必须的矿物元素和水分
(b) 土壤的生态作用，土壤是植物的立足点；土壤向植物提供全部水分；土壤向植
物提供营养物，土壤的理化性质影响着植物对营养盐物的吸收利用；
(c) 土壤养分循环的生态学意义，植物光合作用生成的碳水化合物，只有与氮结合，
组成各种生活氨基酸、蛋白质及核酸，植物才能旺盛生长并进行物质和能量代谢。

2、植物对土壤条件的适应使得植物分为贫养植物，富养植物，喜硝植物、嫌硝植物等
3、植物对土壤盐碱度、酸碱度条件的适应产生了泌盐植物、真盐生植物、盐生旱生植物、盐生湿生植物等。