环境生态学第二章 生物与环境
环境生态学盛连喜第二章
三 地球自我调节理论
Gaia假说的形成和发展
1969年英国的科学家拉弗洛克提出的。
1979年《 Gaia ：对地球上生命的新认识》出版。
1988年第二部著作问世。
认为地球是一个生物、海洋、大气和土壤组成的复合系统。
获得很大的的支持，也有反对。
Gaia 假说的主要论点：
Gaia假说认为地球上所有生物对其环境不断地其着主动调节 作用； 地球生态系统保持稳定性； 地球本身是进化系统：Gaia理论认为进化是渐进和间断的结 合，认为自然选择的生物进化是行星自我调节的一个重要部
A
光 合 作 用 率
B
光 合 作 用 率
A
B
a
A 光合作用
CP
sp
光强度
b
CP
CP 光补偿点
光强度
净生产力
B 呼吸作用
sp 光饱和点
生物随光照强度的适应类型
陆生生物— 对不同光照强度的适应产生阳性植物和阴性
植物和耐阴性植物及阴地植物和阳地植物
阳性植物(cheliophytes)、阴性植物(sciophytes)和耐阴性植物(shade
人类是主体，环境是指围绕着人群的空间以及其中可以直接
或间接影响人类生活和发展的各种因素的总体。
环境的类型
环境这个概念既是具体的，又是相对的。讨论环境时，要 包含着特定的主体，离开了主体的环境是没有内容的，同 时也是毫无意义的。主体的不同或不明确，往往是造成对
环境分类及环境因素分类不同的一个重要原因。
能 量 强 度
400
630
1000 波长(nm)
2500
4000
光的性质：波长150－4000nm,分紫外光、可见光和红外光三类，波长在380－760nm之间的光为
第二章 生物与环境
第二章生物与环境理论复习：1.影响生物生存的因素：（1）生物因素：一种生物影响其他生物生存的因素（2）非生物因素：主要是指阳光、空气、水、温度等非生物因素影响生物的生存因素举例：①大雨过后，蚯蚓爬到地面（影响因素是空气）②沙漠里植物植株矮小（影响因素是水分）③极地狐和大耳狐的关系（影响因素是温度）2.生物与生物之间的关系有：种间关系有：互利共生、寄生、竞争、捕食种内关系有：种内互助和种内斗争3.空气湿度：表示空气的潮湿程度。
空气湿度过大或过小微生物都易于繁殖与传播，其中空气湿度在45%--55% 病菌死亡较快，是人类适宜的空气湿度测空气湿度会用到干湿表和计时器4.生物对环境的适应：不仅表现在形态和结构方面，还表现在生理和行为等各个方面举例：①北极熊、青蛙的保护色②竹节虫的拟态③睡莲在水下有长长的叶柄目标检测：一、选择题1．观察生活在北极的极地狐和非洲沙漠的大耳狐，它们耳朵的大小不同，这与它们生活地区的哪种非生物因素有关（）A．水B．空气C．温度D．气候2．把大小两种草履虫分开培养，它们都能正常地生长，可是把两者放在一起培养的时候，经过16天，其中的一种全部死亡，而另一种却仍然生长正常，这种现象属于（）A．合作B．捕食C．竞争D．寄生3．在大自然中，生物在生存发展中不断适应环境。
下列哪项属于生物对环境的适应（）A．森林可保持水土B．旗形树的树冠像一面旗帜C．千里之堤，溃于蚁穴D．蚯蚓疏松土壤4．某同学做了植物对空气湿度影响的探究活动，下列根据测量结果绘制的曲线图最可能是草地一天湿度变化曲线图的是（）5. 樟树上下相邻的叶片互不遮挡，能使每片叶都尽可能多地接受阳光的照射，这说明（）A．环境能适应生物B．环境不能影响生物C．生物能适应环境D．生物不能影响环境6．红树林枝繁叶茂、根系发达，能扎根于海滩淤泥，有效地防止海浪对海岸海堤的侵蚀。
红树林的根系发达属于（）A．生物对环境的依赖B．生物对环境的影响C．生物对环境的适应D．环境对生物的影响7．下列关于生物与环境关系的说法中，最为确切的是（）A．菊花之所以在秋天开花，与秋天的温度较低有直接关系B．影响生物生活的生物因素仅指不同生物之间的相互作用C．生物对环境的影响是各种非生物因素共同作用的结果D．生物不仅能适应一定的环境，而且能影响环境8．下列是生物对环境影响的实例是（）①蚯蚓在土壤中活动，改良土壤疏松②沙漠栽种植物可以防风固沙③在沙漠生长的植物根系发达④毒蛇的颜色鲜艳⑤枫树在秋天落叶A．①②B．④⑤C．①③D．②④9．雅鲁藏布大峡谷中下游两侧的雪山，从山脚到山顶植被的分布情况一般为：热带雨林.常绿阔叶林.针叶林.高山草甸……对此起决定作用的生态因素是（）A．光照B．温度C．水D．土壤10．白蚁以木头为食，但它自身不能消化木纤维，白蚁肠内的鞭毛虫能够将木纤维分解为果糖，果糖既供白蚁利用，又是鞭毛虫的食物，白蚁和它肠内鞭毛虫的关系是（）A．互利共生B．寄生C．竞争D．捕食11．如果设计一个实验探究土壤的干湿程度对蚯蚓生活的影响，下列设计错误的是（）A．设计甲（湿润土壤）、乙（干燥土壤）对照实验B．在甲、乙两容器中各放人1条蚯蚓C．甲、乙两容器中放人大小及生活状况均相同的蚯蚓各5条D．甲、乙两容器都放在相同的环境中12．设计对照试验时，应遵循的原则是（）A．除实验变量外，其他变量都相同B．所有变量都不同C．除实验变量外，其他变量都不同D．所有变量都相同二、简答题13．蚯蚓生活在土壤中，能从土壤中获得所需要的营养物质，这说明生物能__________，蚯蚓的活动能使土壤肥沃，说明生物能_________________。
生态学基础：第二章 生物与环境
地球环境
微环境
宇宙环境
（三）生物对环境的适应
1.趋异适应与生态型
• 同种生物适应不同的环境产生了不同 的适应叫趋异适应 • 趋异适应产生的同种生物的不同基因 型类群叫生态型
气候生态型（籼稻与粳稻） 土壤生态型（水稻与陆稻） 生物生态型（红花碗豆与白花碗豆）
C G Cao
2.趋同适应与生活型
3.生态位(niche)
生物完成其正常生活周期所表现的对特
定生态因子的综合适应位置．
空间生态位
生态位 营养生态位
多维生态位
湿度
湿度
pH
温度
温度
温度
基础生态位与实际生态位
一个物种所划定的多维体就可以看作生态位的抽 象描绘，他称之为基本生态位(基础生态位)。但在自 然界中，因为各物种相互竞争，每一物种只能占据基 本生态位的一部分，他称这部分为实际生态位。 实 际生态位小于基本生态位。
（二） 环境
1.环境的概念
广义的环境（Environment）是指某 一主体周围一切事物的总和。
在生态学中，环境是指生物的栖息 地,以及直接或间接影响生物生存和发展的 各种因素 。生物是环境的主体，主体不同， 环境不同。
2.环境的类型
(1)按环境的主体分类：
以人为主体的人类环境，其它生命 物质和非生命物质均被视为构成人类环境 的要素；
生态位宽度，又称生态位广度、生态位大小。Levins公式：
1
B i =
R
Pij2
=
Yi 2
R
N
2 ijj 1j 1Bi为物种i的生态位宽度，Pij =Nij/Yi是第i个物种利用资源 状态j的个体占总数的比例。
生态位宽度的计算公式
基础生态学-第二章生物与环境--第一节环境与生态因子
（2）谢尔福德耐性定律
• “耐受性定律”(Shelford’s law of tolerance) (V.E.Shelford,1913，美国)
– “生物的存在和繁殖，要依赖于某种综合环境因子的存 在，只要其中一项因子的量（或质）不足或过多，超过 了某种生物的耐性限度，则使该物种不能生存，甚至灭 绝。”
三、生态因子的作用规律
（一）、综合作用：生态因子间相互联系、相互影响、相互制约，综合起来对
生物体起作用。 例如：温度与气压、湿度等因子共同作用 同样的高温度下，高气压和低湿度时对生物体损伤小；低气压和高湿度对生物体
损伤大。
三、生态因子的作用规律
（三）、直接因子和间接因子 直接因子：能直接影响生物的生理过程或参与生物的新陈代谢的因子。 间接因子 ：通过影响直接因子而间接作用于生物的因子。 例如：海拔高度及温度、光照等因子对人体的作用
（五）、不可替代性和补偿作用
A 不可替代性：生态因子对生物体的作用是不可替代的，又称同等 重要定律。
例如：人体缺维生素A、人体缺维生素D
一定范围内的 补偿！！
B 补偿作用（可调剂性）：多个生态因子综合作用时，由于某因子 在量上的不足，可由其他因子来补偿，以获得相似的生态效应。
例：光照不足，可多施有机肥使土壤中CO2浓度提高可补偿光照不 足。
耐性的可变性
• 同种生物长期生活在不同生态环境下，对多种生态因子会形成有差异的耐性范围， 用进废退；
例如：高山雪莲，耐高寒，对其他的条件适应性差。 • 生物的耐性范围还可通过人为驯化改变； 例如：生将金鱼长期饲养在不同温度条件下（18℃和32℃ ），他们对温度的耐性
《环境生态学》第二章：生物与环境
土壤的碱化过程
土壤的碱化过程是指土壤胶体中吸附有相当 数量的交换性钠。一般交换性钠占交换性阳离子 总量20％以上的土壤称为碱土。碱土含 Na2CO3 较多（也有含NaHCO3或K2CO3较多的），碱土 是强碱性的，其pH一般在8.5以上，碱土上层的 结构被破坏，下层常为坚实的柱状结构，通透性 和耕作性能极差。
2．碱土对植物的影响
（1）土壤的强碱性能毒害植物根系 （2）土壤物理性质恶化，土壤结构受破坏，
质地变劣，透水性差
3．植物对盐碱土的适应
盐碱土植物是植物对盐碱生境适应的最好表现。 盐土植物分为：
旱生盐土植物、湿生盐土植物
根据对过量盐类的适应特点分为：
聚盐性植物、泌盐性植物、透盐性植物
第四节
生态因子作用的一般规律
（2）陆生动物对环境湿度的适应
影响陆生动物水平衡更多的是环境中的 湿度，动物在形态结构上、行为上、生理上 都有不同程度的适应。
如两栖类体表分泌黏液以保持湿润，昆 虫、爬行类、啮齿类等白天躲在洞内夜里出 来活动，荒漠鸟兽具有可重新吸收水分功能 的肾脏。
四、土壤因子的生态作用及生物的 适应
（一）土壤因子的生态作用
蒲公英
杨树
柳树
阳地植物 阴地植物
三七
铁杉
人参
（二）光质的生态作用与生物的适应
光质变化规律
空间变化 随纬度增加而减少，随海拔升高 而增加；
时间变化 冬季长波光增多，夏季短波光增 多；中午短波光最多，早晚长波 光较多。
生物的适应
植物
不同的光质对植物的光合作用，色素 形成，向光性，形态建成的诱导等的 影响是不同的。例如光合作用的光谱 范围只是可见光区。
低温 将引起细胞膜渗透性改变、脱水、蛋 白质沉淀等不可逆转的化学变化。
环境生态学导论复习要点
环境生态学导论复习要点文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]环境生态学导论要点第二章生物与环境第一节地球上的生物生物的协同进化：协同进化是指一个物种的进化必然会改变作用于其他生物的选择压力，引起其他生物也发生变化，这些变化反过来又会引起相关物种的进一步变化。
这种两个相互作用的物种在进化过程中发展的相互适应的共同计划过程即为协同进化。
1.昆虫与植物间的协同进化2.大型草食动物与植物间的协同进化3.肉食动物与其食物间的协同进化4.互惠共生物种间的协同进化5.协同适应系统生物多样性：生物多样性是指生物类群层次结构和功能的多样性。
1.遗传多样性：又称基因多样性，指种内不同种群之间或者同一种群不同个体之间的遗传变异总和。
又可分为分子、细胞和个体三个层次。
2.物种多样性：物种水平上的生物多样性，指多种多样的生物类型和种类。
3.生态系统多样性：生态系统中生境的多样新、生物群落的多样新和生态过程的多样性。
4.景观多样性：不同类型的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化和变异性。
影响生物多样性的因素：1.物种生物量：2.物种属性：3.物种库：4.输入环境的总能量5.维度、栖息地异质性和生产力第二节环境的概念和类型环境的概念：环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。
构成环境的各要素，称为环境因子。
第三节生物与环境因子的相互作用一光因子的生态作用及生物的适应光照强度的生态作用：对植物的生长及形态结构的建成有重要作用。
促进细胞的增大和分化，影响细胞的分裂和伸长，从而影响植物体积的增大和重量的增加促进组织和器官的分化，制约着器官的生长和发育速度，使植物各组织和器官保持发育上的正常比例黄化现象（etiolation phenomenon）是光与形态建成的各种关系中最极端的典型例子，黄化是植物对黑暗环境的特殊适应。
环境生态学 第二章 生物与环境PPT课件
• 海洋植物— 光合作用色素对光谱变化具有明显的 适应性:
–海水表层植物色素吸收蓝、红光； –深水植物光合色素有效地利用绿光。
• 高山植物— 对紫外光作用的适应，发展了特殊的 莲座状叶丛。
• 动物— 不同动物发展不同的色觉。
不同光谱成分对植物的生态作用
1、红光的生态作用 （1）光合活性大； （2）促进叶绿素的合成； （3）有利于碳水化合物的合成； （4）促进发芽； （5）增加植物体温度。
假说认为，地球表面的温度和化学组成是受地球 表面的生命总体（生物圈）所主动调节的。
一、光因子的生态作用及生态适应
1. 太阳辐射及其变化规律 2. 光强度变化对生物的影响 3. 光质变化对生物的影响 4. 光周期现象
13
２）影响地表太阳辐射的因素
a.大气圈的对太阳辐射的削弱作用 b.太阳高度角对太阳辐射强度的影响 (0°~90°) c. 日照长度的变化 d. 地形因素的影响：朝向、坡度、海拔高度 e. 不同的生境中的太阳辐射：
第一节 地球上的生物
一、生命的产生与进化 （重点） (一)、生命起源的几种学说：
1.神创论 2.从自然发生说到生源论
自然发生说的代表人物：古希腊的哲学家自然 科学家亚里士多德（Aristotle, 384—前322）， 他认为生物的繁殖有三种主要方式： ①自然发生，如通常产生蚤类、蚊虫和各种虱子。 ②无性生殖，像海星、蠕虫、贝类等。 ③有性生殖。
《生态学》第2章 生物与环境
31
光可以影响植物的形态
32
2. 光照强度与水生植物
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(euphotic zone)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。如果海洋中的浮游藻类 沉降到补偿点以下或者被洋流携带到补偿点以下 而又不能很快回升表层时，这些藻类便会死亡。 在一些特别清澈的海水和湖水中(特别是在热带海 洋), 补偿点可以深达几百米，但这是很少见的。 在浮游植物密度很大的水体或含有大量泥沙颗粒 的水体中，透光带可能只限于水面下1 m处, 而在 一些受到污染的河流中，水面下几cm处就很难有 光线透入了。
15
不可代替性和补偿作用
环境中各种生态因子对生物的作用虽然 不尽相同，但都各具有重要性，尤其是作为 主导作用的因子，如果缺少便会影响生物的 正常生长发育，甚至造成其生病或死亡。所 以从总体上说生态因子是不可代替的，但是 局部是能补偿的。如在一定条件下，多个生 态因子的综合作用过程中，由于某一因子在 量上的不足，可以由其他因子来补偿，同样 可以获得相似的生态效应 。以植物进行光合 作用来说，如果光照不足，可以增加二氧化 碳的量来补足。
9
第二节 生态因子作用分析
1 生态因子作用的一般特征 2 生态因子的限制性作用
10
一、生态因子作用的一般特征
1
2
3
4
5
综
主导 直接
阶
不可
合
因子 作用
段
代替
作 用
环境生态学第二章
第一节 环境与生态因子 第二节生物与环境相互作用的 基本形式
第三节主要因子的生态作用
第四节生物对环境的适应
第一节
一、环境
环境与生物
（一）环境的概念
（二）环境的功能 （三）环境的基本特征 （四）生态环境
二、生态因子 环境因子：环境是人类及生物赖以生存的各种外界 客观条件。对环境进行研究，就会发现环境由若干 因素或条件单位组成。这种从环境中分析出来的条 件要素或条件单位，称为环境因子。这些因子影响 着生物的形态、构造、生长发育、递传变异、分布 等。 生态因子：对生物的生长、发育、繁殖、行为和分 布有直接或间接影响的因子。有气候因子、土壤因 子、地理因子、生物因子、认为因子五类。 二者没有质的区别。
（三）贝格曼规律
动物体型随外界环境温度不同而有差异。 温度低，个体大，温度高而体小。这种趋 势称为贝格曼规律。 这是动物对环境适应的结果。个体大，相 对体表面积小，单位体重上的相对散热量 也变小，适应低温。反之个体小，其相对 体表面积大，相对散热量也大，有利于温 暖环境的适应。南方人比北方人个子小。 P61表2—16。
活动和行为：沙漠动物，如昆虫、爬行 类等，由于白天炎热干燥，温度很高， 影响他们的觅食活动，因此多躲在洞内， 到日落时才出来活动。蚊子的活动随大 气中的温度升高而增加，在相对温度为 85%时，歇在人身上的数量最多。 寿 命 ： 如 鼠 蚤 在 32℃ ， 相 对 温 度 80~90%时，平均寿命152小时，27%时， 27小时。
生物有机体的生理活动，只能在一定 温度下进行。 0~50℃是生物生存的基本温度范围。 每种生物都有自己的温度上限和下限， 超过温度上限由于蛋白质凝固而死亡， 超过温度下限，由于冰晶的形成，会使 原生质膜破裂产生冻害。
环境生态学ppt
the scientific study of the interactions that determine the distribution and abundance of organisms (Krebs, 1994)
生态学（Ecology）定义
科学的自然史-英国生态学家-埃尔顿(Charles Elton, 1927) 生态学是研究生物的形态、生理和行为上的适应性的科学—
前苏联-克什卡洛夫（Кашкаров ，1945） 生态学是研究有机体的分布和多度的科学—澳大利亚-安德
列沃斯（Andrewartha, 1954） 生态学是研究决定有机体的分布与多度的相互作用的科学-
传统的生态学要在有机体（Organism）、 种群（Population）、群落（Community） 和生态系统（Ecosystem）水平上探索生命 系统的奥秘。因此，生态学是以生物个体、 种群、群落和生态系统甚至是生物圈 （Biosphere）作为它的研究对象。
生态学的层次
分细组器个种群生生 子胞织官体群落态物
生态学的发展史
生态学的萌芽时期（公元16世纪以前） 生态学的建立时期（公元17世纪至19世纪） 生态学的巩固时期（20世纪初至20世纪50年代） 现代生态学时期（20世纪60年代至今）
生态学的萌芽时期
以古代思想家、农学家对生物环境相互关系的朴 素的整体观为特点。
生态学的建立时期
欧洲文艺复兴时期开始，欧洲科学探索活动再度 兴起，崇尚科学调查与科学实验。一些生态学的 理论开始形成。生态学达到一呼即出的境地。 1866年Heackel 提出Ecology一词，并首次明确 生态学的定义。
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。
第二章 生物与环境-环境生态学(盛连喜)
（三） 生物的协同进化
2.生物的协同进化
生物间的协同进化，主要是由于生物个体的进化过程是 在其环境的选择压力下进行的。因此，一个物种的进化必然 会改变作用于其他生物的选择压力，引起其他生物也发生变 化，这些变化反过来又会引起相关物种的进一步变化。这种 两个相互作用的物种在进化过程中发展的相互适应的共同进 化过程即为协同进化（coevolution）。在很多情况下，两个 或更多物种的单独进化常常互相影响，形成一个相互作用的 协同适应系统（coadapted system）。
（一）光强的生态作用与生物的适应
1.光强对生物生长发育和形态建成的作用
光照强度对植物细胞的增长和分化、体积的增长和重量的增加关 系密切；
光还能促进组织和器官的分化，制约着器官的生长发育速度，使 植物各器官和组织保持发育上的正常比例。
− 蛙卵、鲑鱼卵在有光情况下孵化快，发育也快； − 贻贝和生活在海洋深处的浮游生物则在黑暗情况下长得较快。
（一）Gaia 假说的形成和发展
Margulis 的认可和支持； 英国东英吉利大学痕量气体化学家Liss 也同意Gaia 理论
中的某些观点； 加州大学伯克利分校Kirchner J 和Harte J 持不同意见； 哈佛大学Kasting 和Heinrich 也认为虽然在一些情况下生
不同的观点认为，稳定性应该有一个阈值，超过该数值后，多样 性非但不能增加系统的稳定性，甚至可能产生破坏性作用。
三、地球自我调节理论——Gaia 假说
（一）Gaia 假说的形成和发展
Lovelock J E在1969 年关于生命起源的国际会议上，第一次提出 了Gaia 假说。
1979 年，第一部著作《Gaia：对地球上生命的新认识》 1988年，第二部著作 地球是由生物、海洋、大气和土壤组成的一个复合系统，生物圈
环境生态学作业
第二章生物与环境复习思考题1. 简述耐受性定律及其补充原理。
2. 从形态、生理和行为三个方面阐述生物对极端温度的适应。
3. 试述全球环境的地带性规律及其形成原因。
4. 简述环境因子的分类类型及其生态作用特点。
5. 理解内稳态的概念及生物对环境适应的主要类型。
答：⑴①内稳态(homeostasis): 生物系统通过内在的调节机制使内环境保持相对稳定。
②内稳态通过形态、行为和生理适应实现。
③大多数内稳态机制依赖于负反馈过程。
依靠三个基本组成成份：接受器；控制中心；效应器。
负反馈过程（维持哺乳动物血液渗透性）④生物借助于其他的行为机制为自身创造一个适于生存和活动的小环境，是使自身适应更大环境变化的又一种方式。
⑤鼠兔靠躲入洞穴内生活可以抵御-10℃以下的严寒天气，因为仅在地下10厘米深处，温度的变动范围就不会超过 1～4℃。
⑥当外界温度为22～25℃的时候，大白蚁（Macroter-mes natalensis）巢内却可维持30℃±0.1℃的恒温和98％的相对湿度。
白蚁巢的外壁可厚达半米，几乎可使巢内环境与外界条件相隔绝，又由于白蚁的新陈代谢和巢内的菌圃都能够产生热量，这就为白蚁群体提供了可靠的内热来源。
巢内的恒温则靠控制气流来调节，因为在巢的外壁中有许多温度较低的叶片状构造，其间形成了很多可供气体流动的通风管道，空气可自上而下地流入地下各室，从而使整个蚁巢都能通风。
蚁巢内的湿度是靠专职的运水白蚁来调节的，这些运水白蚁有时可从地下50米或更深的地方把水带到蚁巢中来。
⑦澳大利亚眼斑塚雉（Leipoa ocellata）也有类似的行为机制保持鸟巢的恒温，这种奇特的鸟不是靠亲鸟的体热孵卵。
生殖期开始前，雄雉收集大量的湿草并把它们埋藏在大约3米深的巢穴内，不断地翻挖，通风促其腐败产热，直到使巢穴温度达到适宜时为止。
然后雌雉开始产卵，此后，巢穴的温度将保持在34.5℃左右，上下波动不会超过1℃。
随着夏天的到来，太阳辐射将会成为白天巢穴的主要热源，只有在夜间才需要植物腐败所产生的热量。
生态学参考复习资料
生态学〔仅供参考~〕第一章绪论生态学是研究生物生存条件、生物及其群体与环境相互作用的过程及其相互规律的科学，其目的是指导人与生物圈〔即自然、资源与环境〕的协调开展。
思考题：1生态学与生物学、环境科学有何联系与区别？2生态学的核心问题是什么？3为什么说“生态学在解决资源、环境和可持续开展等重大问题上具有重要作用〞？请举一例试分析之。
4试分析当今全球生物多样性变化的特征。
5谈谈你对学习?生态学?的看法和建议。
第二章生物与环境物种是由内在因素〔生殖、生理、生态和行为〕联系起来的个体的集合，是自然界中的一个根本进化单位和功能单位。
环境:主体以外、围绕主体，构成主体生存条件的各种要素的总和，包括自然的、社会的要素。
〔大小范围、具体、相对〕生态因子:环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。
是环境因子的一局部。
生活因子：生物生存不可缺少的生态因子。
所有生活因子构成生存条件。
生境：具体生物个体或群落生活地段上的生态环境。
生态因子作用的一般规律〔综合作用，主导因子作用，生活因子的不可替代性和可补偿性，生态因子作用的阶段性，直接性与间接性，限制性作用〕〔1〕综合作用自然界不存在孤立的生态因子，也不存在单一因子构成的生态环境。
生态因子间总是互相促进、相互制约，任何单一因子的变化必将引起其它因子的变化，如光强——土壤温度、空气湿度、水分平衡、气温等——植物生长。
〔2〕主导因子作用生态环境中各因子地位不同，一般情况下，其中有一个或几个因子对其它因子的变化起主导作用，该因子即为主导因子。
〔3〕生活因子的不可替代性和可补偿性生活因子同等重要，不可或缺，具不可替代性或同等重要性。
同时，在一定条件下，某一因子量的缺乏，可由其它因子的增加或增强而得到补偿，仍可获得一样的生态效应。
即为可补偿性〔4〕生态因子作用的阶段性不同年龄阶段或发育阶段有不同需求，不同阶段同样生态因子或其组合的生态作用不同〔5〕直接性与间接性间接因子通过直接因子表达，如地形因子属间接因子。
环境生态学第二章 生物与环境
五、土壤因子的生态作用及生物的适应
1.土壤理化性质与植物 2.生物对土壤条件的适应 酸性土植物(pH值<6.5) 中性土植物(pH值为6.5—7.5) 碱性土植物(pH值>7.5)
柽 柳
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铁芒萁
第五节 生态因子作用的一般规律
一、生态因子的概念 生态因子（ecological factors） 环境因子 生态环境（ecological environment） 生境（habitat）
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复习思考题
1.大气的生态作用是什么？ 2.简述热岛效应。 3.生态因子作用的一般特征？ 4.简述耐受性定律。
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二、生物多样性 （一）概念
生物多样性的意义？
四个水平： 遗传多样性；物种多样性； 生态系统多样性；景观多样性。
（二）影响生物多样性的因素
1.物种生物量 2.物种的属性 3.生物地化循环 4.系统的稳定性
三、地球自我调节理论
（一）Gaia假说的形成与发展 英国，Lovelock J E 1979，《Gaia:对地球上生命的新认识》 （二） Gaia假说的主要论点
2.温度与生物发育
变温对生物的作用
低温对植物开花结果的刺激作用—春化作用 （vernalization） 如小麦，苦麻菜
法国学者雷米尔（Reaumur，l735）提出有效 积温法则：
K＝N(t一t0)
K—该生物所需的有效积温，它是个常数； t一当地该时期的平均温度，℃；
t0—该生物生长活动所需最低临界温度(生物
1.植物对水因子的适应 1）水生植物 包括沉水、浮水和挺水植物三种类型。
2）陆生植物 包括湿生、中生和早生植物三种类型。
第二章 生物与环境
最小因子定律
2. Liebig 最小因子定律
德国农业化学家李比希(Justus Liebig)于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）。
生态因子
4. 生态因子（Ecological Factor）
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。
所有生态因子构成生物的生态环境（Ecological environment）; 具体生物的生态环境称为生境（Habitat），包括生物本身的影 响。
环境因子的说明
复杂性（Complexity）：环境因子的组成和影响 非常复杂，所有生物群落都受到环境因子复杂的 交互作用影响。 变异性（Variation）：环境因子在不同的时间尺 度上发生变化。大多数生物必须面对持续变化的 外部环境。
即使有丰富的食物存在，环境因子的限制可以阻止生物生存，如 冬天海鸟死亡、风干土壤微生物死亡； 冰川作用周期上万年，日照强度可以在几分钟甚至几秒钟发生变 化。 复杂性和变异性研究是生态学永久的热点。
（2）对很多生态因子耐受范围都很宽的生物，分布一般很广。生物对 气候因子的耐受范围影响着生物的分布，但是，气候因子只能说明生物不 能分布的地区，却不能准确地说明生物将会分布的地区（生物因子也影响 分布）。
耐受定律的补充
（3）生物会主动的进行生理性的驯化以适应环境的变化。如 金鱼的致死温度依赖于先前的生活的水温。
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二、自然环境基本特征 1．纬度地带性(热量差异 )
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陆地自然带 热带雨林带
热带季雨林带
热带草原带 热带荒漠带 亚热带常绿硬叶林
带 亚热带常绿阔叶林
带 亚热带常绿阔叶林
带 温带草原带
温带荒漠带
亚寒带针叶林带
苔原带 冰原带
气候类型 热带雨林气候 热带季风气候 热带草原气候 热带消漠气候 地中海气候
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.高温对生物的影响及生物的适应
a.高温对生物的影响 植物—光合作用、呼吸作用 动物—酶活性、蛋白质 b.生物对高温环境的适应 表现在形态、生理和行为3个方面
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（三）热污染和热岛效应
热污染（thermal pollution） 城市热岛效应
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四、水的生态作用
（一）水因子的生态作用 1.水是生物生存的重要条件 2.水对动植物生长发育的影响 3.水对动植物数量和分布的影响
1.拮抗作用 概念 实例：
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2.协同、增强和叠加作用 （1）协同作用 （2）增强作用 （3）叠加作用
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3.净化作用 物理净化、化学净化、生物净化
1hm2草地每天可以吸收360 kg二氧化碳，放出270 kg氧气，满足 360人对氧气的需要。每公顷的榆树林每年能滞留粉尘11 t，云杉和 松林的滞留量为榆树林的3倍左右，1 hm2的栎林每年吸尘量达68 t。
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2.Liebig最小因子定律 （liebig’s law of minium) 定律的基本内容 李比希定律补充条件：
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3. Shelford耐性定律 (Shelford’s law of tolerance) （1）基本概念
耐性定律 生态幅 (ecological amplitude) 或生态价 (ecological valence)
K＝N(t一t0)
K—该生物所需的有效积温，它是个常数； t一当地该时期的平均温度，℃； t0—该生物生长活动所需最低临界温度(生物
零度)，℃；
N—天数，d。
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（二）极端温度对生物的影响
1.低温对生物的影响及生物的适应 a.低温对生物的影响 临界温度 低温对生物的伤害：冷害和冻害 b.生物对低温的适应 贝格曼(Bergman)规律 阿伦(A11en)规律
松鼠，黑熊 黄羊、旱獭 双峰驼，子午
沙鼠 驼鹿，紫貂 驯鹿，北极狐 北极熊，海貂
典型土壤 砖红壤 砖红壤性
红壤 燥红土 荒漠土
褐土
红壤
棕壤，褐 土
黑钙土
荒漠土
灰化土
冰沼土 未发18育
2．垂直地带性 3．经度地带性 (水分差异）
东南沿海 西北内陆
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第二节 地球上的生物
一、生命的产生与进化 （一）生物的起源
2
2008年6月5日联合国环境规划署确定 世界环境日的主题为“转变传统观念，推 行低碳经济”（Kick the habit！Towards a low carbon economy）。2008年世界环 境日中国主题为“绿色奥运与环境友好型 社会”，标识为地球和奥运五环。
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第一节 环境及环境因子
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3. 岩石圈 4. 土壤圈
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土壤的地域分布
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5. 生物圈 概述
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(二) 环境范围 根据范围大小划分五大类：生物圈、区域 环境、生境、小环境、内环境。
1. 生物圈 2. 区域环境 3. 生境 4. 小环境和内环境
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(三) 人工环境 (四）污染的环境 污染环境特征：
（1）有毒污染物通过环境介质进入机体产生急性或慢性、 短期或长期的毒性影响，且影响面大而范围广；（2）污 染物一般以浓度低、持续时间长，并以多种毒物同时存 在、联合作用于人体；（3）污染物形态发生转化，使污 染物的原有性状和浓度发生变化；（4）生态系统遭到扰 乱，稳定性降低。
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五、土壤因子的生态作用及生物的适应
1.土壤理化性质与植物 2.生物对土壤条件的适应 酸性土植物(pH值<6.5) 中性土植物(pH值为6.5—7.5) 碱性土植物(pH值>7.5)
柽 柳
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铁芒萁
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第五节 生态因子作用的一般规律
一、生态因子的概念 生态因子（ecological factors） 环境因子 生态环境（ecological environment） 生境（habitat）
适应对生物种族的发展有什么意义？ 1.个体数量的增加； 2.扩大分布区； 3.物种的分化。
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二、形态构造的适应
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三、行为适应
1．运动：直线运动和调转运动。 草履虫的趋避运动 刺激因素
2.繁殖 表现：行为、挥发性物质、颜色等。 如极乐鸟、园丁鸟。
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恩格斯《自然辩证法》 Miller S L 实验 化学进化阶段 生物学进化
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（二）生物种
生物以个体形式存在；个体的集群-种群。 17世纪,Ray《植物史》定义； Mayr E(1963)—能实际地或潜在地彼此杂交的 种群的集合。 种的性状分类：基因型和表型 什么是可塑性？
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（三）生物的协同进化
43
（三）生物对光周期的适应
长日照
长日照植物
短日照
短日照植物
1.植物的光周期
光周期现象
美国学者加纳(Garner)与阿拉德(A11ard)(1920) 的烟草实验
44
2.动物的光周期 a.日周期 b.月周期 c.季节周期
45
三、温度因子的生态作用及生物的适应
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（一）温度对生物生长发育的影响
A
光
光
合
合
作
B作
用
用
率
率
a
A 光合作用
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CP sp
B 呼吸作用
光强度 b
CP
sp 光饱和点 CP 光补偿点
A
B
光强度
净生产力
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（二）光因子的生态作用
光的生态作用有四个重要方面： 即生物的能量来源； 植物进行光合作用； 生物的昼夜周期、季节周期的信号； 光污染的危害。
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二、光因子的生态作用
（一）光照强度的生态作用与生物的适应 1.光照强度对生物的生长发育和形态建成的 作用； 2.光照强度与水生生物； 3.植物对光照强度的适应。
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植物的光补偿点示意图(Emberlin,1983)
光补偿点 (compensation point) 光饱和点(saturate point)
1.物种生物量 2.物种的属性 3.生物地化循环 4.系统的稳定性
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三、地球自我调节理论
（一）Gaia假说的形成与发展 英国，Lovelock J E 1979，《Gaia:对地球上生命的新认识》 （二） Gaia假说的主要论点
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第三节 生物对环境的适应
一、适应
概述 自然选择（natural selection） 自然选择有哪几种类型？ 稳定性选择（steady selection） 单向性选择（directional selection） 分裂性选择（disruptive selection）
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复习思考题
1.大气的生态作用是什么？ 2.简述热岛效应。 3.生态因子作用的一般特征？ 4.简述耐受性定律。
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亚热带季风气候 温带季风和海洋性 气候
温带大陆气候
亚寒带针叶林气候 苔原气候 冰原气候
典型植被 热带雨林
热带季雨林
热带草原 热带荒漠 亚热带常绿 硬叶林 亚热带常绿 阔叶林
温带草原
温带草原
温带荒漠
亚寒带针叶 林 苔原
冰雪裸地
典型动物 猩猩，河马 象，孔雀 长颈鹿，羚羊 袋鼠，沙漠狐 阿尔卑斯山羊
猕猴，灵猫
1.生物的进化 2.生物的协同进化
（1）昆虫与植物间的协同进化； （2）大型草食动物与植物的协同进化； （3）互惠共生物种间的协同进化； （4）协同适应系统。
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二、生物多样性 （一）概念 生物多样性的意义？
四个水平： 遗传多样性；物种多样性； 生态系统多样性；景观多样性。
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（二）影响生物多样性的因素
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（二）生物对水因子的适应
1.植物对水因子的适应 1）水生植物 包括沉水、浮水和挺水植物三种类型。
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2）陆生植物 包括湿生、中生和早生植物三种类型。
灯心草 附生兰
猴 面 包 树
瓶 子 树
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2.动物对水因子的适应
1）水与水生动物 2）水与陆生动物 陆生动物的水分适应包括： 形态结构的适应、 行为适应 生理适应
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改变
形成一定特
适应改变
适
自己
性和性状
的环境
应
性 保留有利于 生物生存和 繁殖的各种 特征
充分利用 稳定条件 下的资源
巩固自身 的竞争能 力
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趋同适应（convergent adaptation）
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趋异适应（divergence adaptation） 30
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3．迁移和迁徙 4.防御和抗敌
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四、生理适应