环境生态学 第二章：生物与环境
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二章 生物与环境
第二章 生物与环境
第一节 地球上的生物 第二节 环境的概念及其类型 第三节 生态因子作用的一般规律 第四节 主要生态因子的生态作用
第一节 地球上的生物
地球上的各种形式的生命
一、生命的产生与进化
（一）生命的起源
水蒸气
紫外线
H2S
为原始生命的产 生提供了条件
N2
地球 H2
NH3
大气圈对流层 平均厚10km，包含有O2，CO2以 及水气，粉尘和化学物质等。
水圈
海洋，江河，湖泊，沼泽，冰川及 地下水等连续不规则的圈层。
岩 石 圈 地球表面坚硬的外壳，凹凸不平。
土壤圈 生物圈
覆盖在岩石圈表面并能生长植物的 疏松层。
也称全球生态系统，具有生命是最 核心的部分。
地 球 环 境
水圈
（二）生物种的概念
生物种的概念 (species)
种的性状分类
物种是由内在因素（特殊、遗传、 生理、生态及行为）联系起来的个 体的集合，是自然界中的一个基本 进化单位和功能单位。
基因型：种的遗传本质，生物性状 表现必须具备的内在因素。
表 型：与环境结合后实际表现出 的可见性状。
物种是客观存在的实体，不同物种之间存在明 显的形态上的不连续性及不同形式的生殖隔离。
生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子 的综合作用，但是其中必有一种和少数几种 因子是限制生物生存和繁殖的关键性因子， 这些关键性的因子就是限制因子。任何一种 生态因子只要接近或超过生物的耐受范围， 它就会成为这种生物的限制因子。
2. Liebig最小因子定律
19世纪，德国有机化学家Liebig认为：植 物的生长取决于那些处于最少量状态的营养成 分，基本思想是，每种植物都需要一定种类和 一定量的营养物质，如果环境中缺乏其中的一 种，植物就会发育不良，甚至死亡。如果这种 营养物质处于最少量状态，植物的生长量就最 少。人们把这种思想称为“Liebig的最小因子 定律”。
大气圈
生物圈
岩石圈
二、环境的类型
按环境主体分
以人为主体的人类环境
以生物为主体生物体以外的环境
环
境
自然环境
的 按环境性质分 类
半自然环境
型
社会环境
微环境
按环境范围大小分
内环境 区域环境
宇宙环境 地球环境
不同尺度的环境
三、环境因子的分类
第三节
生态因子作用的一般规律
一、生态因子的概念
1. 生态因子
4．生态因子的阶段性作用
生态环境的规律性变化导致生态因子对生 物的阶段性作用。（鲑鱼的洄游）
5．生态因子的不可代替性和补偿作用
各种生态因子的存在都有其必要性，主导因子的 缺乏可影响生物生长甚至死亡，所以不可代替，但在 综合作用过程中可局部补偿。（光照与二氧化碳）
三、生态因子的限制性作用
1. 限制因子
3. Shelford耐受性定律
生态Βιβλιοθήκη Baidu定义
1913年，美国生态学家V.E.Shelford在 最小因子定律的基础上又提出了耐受性 定律，并试图用这个定律来解释生物的 自然分布现象。他认为生物对每一种生 态因子都有其耐受的上限和下限，上下 限之间就是生物对这种生态因子的耐受 范围，称生态幅。
耐受性定律
CH4 46亿年前的大气成分
“生命是蛋白质的存在方式，这个存 在方式的基本因素在于它和周围外部自然 界的不断新陈代谢”
——《自然辩证法》
生命是高度组织化的物质结构，其分 子基础是具有自我复制和具负载遗传信息 功能的核酸等生物大分子，通过生物膜实 现内部及内外的分隔，形成形形色色的细 胞、组织与生物体，并借助外界能量的输 入，通过一系列相互关联的生物化学过程 而实现内外物质交换和自身的复制。
Liebig最小因子定律的补充：
（1）该法则只能用于稳定状态下，物质和能量 的输入和输出处于平衡状态 。
（2）应用该法则时，必须要考虑各种因子之间 的关系。如果有一种营养物质的数量很多 或容易吸收，它就会影响到数量短缺的那 种营养物质的利用率。生物可以利用一种 元素取代另一种元素来实行功能。它不但 适用于营养物质，也适用于其他的生态因 子。
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。
2. 生态因子与环境因子的关系
生态因子和环境因子的概念：
环境因子指生物有机体以外的所有环境 要素，是构成环境的基本成分。
生态因子则指环境要素中对生物起作用 的部分。
广生态幅物种 对某一特定点的适应能力低。
狭生态幅物种 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。
各种生物通常在生殖阶段所能耐受的生态 因子的范围比较狭窄。
疏花水柏枝 仅分布于湖北巴东、秭归和 四川巫山，生于低山河岸边及 路旁。分布于三峡库区原海拔 70～155m的消落带，三峡库 区特有植物，现已濒危灭绝。 三峡工程修建后它丧失其全部 生境而成为濒危植物，但经过 科学家的抢救与移栽，现在在 宜昌大老岭森林公园,武汉植物 园,三峡植物园均有移栽的疏花 水柏枝。
二、生态因子作用的一般特征
1．生态因子的综合作用
环境中的各种生态因子彼此联系、互相促 进、互相制约，任何一个单因子的变化必将引 起其他因子不同程度的变化，对生物起到不是 单一的而是综合的作用。
2． 主导因子作用
对生物起决定性作用的生态因子即为主导 因子。
3．直接作用和间接作用
区分生态因子的直接作用和间接作用对生 物的生长、发育、繁殖及分布很重要。（地形）
第二节 环境的概念及其类型
一、环境的概念
环境
(environm ent)
指某一特定生物个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 。
自然环境 半自然环境 社会环境
我们通常所说的环境为地球环境，包括： 大气圈对流层 水圈 岩石圈 土壤圈 生物圈
又称为地理环境（geoenvironment）
任何一个生态因子在数量或质量上的 不足或过多，即当其接近或达到某种生物 的耐受性限度时，就会使该生物衰退或不 能生存。Shelford的耐受性定律可以形象 地用一个钟形耐受曲线来表示。
生物对生态因子的耐受曲线
最适点
生 长 （ 生 殖 ） 低死亡限
最适区 适宜区
环境梯度 高死亡限
广适性生物属广生态幅物种，狭适性生物 属狭生态幅物种。
第二章 生物与环境
第一节 地球上的生物 第二节 环境的概念及其类型 第三节 生态因子作用的一般规律 第四节 主要生态因子的生态作用
第一节 地球上的生物
地球上的各种形式的生命
一、生命的产生与进化
（一）生命的起源
水蒸气
紫外线
H2S
为原始生命的产 生提供了条件
N2
地球 H2
NH3
大气圈对流层 平均厚10km，包含有O2，CO2以 及水气，粉尘和化学物质等。
水圈
海洋，江河，湖泊，沼泽，冰川及 地下水等连续不规则的圈层。
岩 石 圈 地球表面坚硬的外壳，凹凸不平。
土壤圈 生物圈
覆盖在岩石圈表面并能生长植物的 疏松层。
也称全球生态系统，具有生命是最 核心的部分。
地 球 环 境
水圈
（二）生物种的概念
生物种的概念 (species)
种的性状分类
物种是由内在因素（特殊、遗传、 生理、生态及行为）联系起来的个 体的集合，是自然界中的一个基本 进化单位和功能单位。
基因型：种的遗传本质，生物性状 表现必须具备的内在因素。
表 型：与环境结合后实际表现出 的可见性状。
物种是客观存在的实体，不同物种之间存在明 显的形态上的不连续性及不同形式的生殖隔离。
生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子 的综合作用，但是其中必有一种和少数几种 因子是限制生物生存和繁殖的关键性因子， 这些关键性的因子就是限制因子。任何一种 生态因子只要接近或超过生物的耐受范围， 它就会成为这种生物的限制因子。
2. Liebig最小因子定律
19世纪，德国有机化学家Liebig认为：植 物的生长取决于那些处于最少量状态的营养成 分，基本思想是，每种植物都需要一定种类和 一定量的营养物质，如果环境中缺乏其中的一 种，植物就会发育不良，甚至死亡。如果这种 营养物质处于最少量状态，植物的生长量就最 少。人们把这种思想称为“Liebig的最小因子 定律”。
大气圈
生物圈
岩石圈
二、环境的类型
按环境主体分
以人为主体的人类环境
以生物为主体生物体以外的环境
环
境
自然环境
的 按环境性质分 类
半自然环境
型
社会环境
微环境
按环境范围大小分
内环境 区域环境
宇宙环境 地球环境
不同尺度的环境
三、环境因子的分类
第三节
生态因子作用的一般规律
一、生态因子的概念
1. 生态因子
4．生态因子的阶段性作用
生态环境的规律性变化导致生态因子对生 物的阶段性作用。（鲑鱼的洄游）
5．生态因子的不可代替性和补偿作用
各种生态因子的存在都有其必要性，主导因子的 缺乏可影响生物生长甚至死亡，所以不可代替，但在 综合作用过程中可局部补偿。（光照与二氧化碳）
三、生态因子的限制性作用
1. 限制因子
3. Shelford耐受性定律
生态Βιβλιοθήκη Baidu定义
1913年，美国生态学家V.E.Shelford在 最小因子定律的基础上又提出了耐受性 定律，并试图用这个定律来解释生物的 自然分布现象。他认为生物对每一种生 态因子都有其耐受的上限和下限，上下 限之间就是生物对这种生态因子的耐受 范围，称生态幅。
耐受性定律
CH4 46亿年前的大气成分
“生命是蛋白质的存在方式，这个存 在方式的基本因素在于它和周围外部自然 界的不断新陈代谢”
——《自然辩证法》
生命是高度组织化的物质结构，其分 子基础是具有自我复制和具负载遗传信息 功能的核酸等生物大分子，通过生物膜实 现内部及内外的分隔，形成形形色色的细 胞、组织与生物体，并借助外界能量的输 入，通过一系列相互关联的生物化学过程 而实现内外物质交换和自身的复制。
Liebig最小因子定律的补充：
（1）该法则只能用于稳定状态下，物质和能量 的输入和输出处于平衡状态 。
（2）应用该法则时，必须要考虑各种因子之间 的关系。如果有一种营养物质的数量很多 或容易吸收，它就会影响到数量短缺的那 种营养物质的利用率。生物可以利用一种 元素取代另一种元素来实行功能。它不但 适用于营养物质，也适用于其他的生态因 子。
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。
2. 生态因子与环境因子的关系
生态因子和环境因子的概念：
环境因子指生物有机体以外的所有环境 要素，是构成环境的基本成分。
生态因子则指环境要素中对生物起作用 的部分。
广生态幅物种 对某一特定点的适应能力低。
狭生态幅物种 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。
各种生物通常在生殖阶段所能耐受的生态 因子的范围比较狭窄。
疏花水柏枝 仅分布于湖北巴东、秭归和 四川巫山，生于低山河岸边及 路旁。分布于三峡库区原海拔 70～155m的消落带，三峡库 区特有植物，现已濒危灭绝。 三峡工程修建后它丧失其全部 生境而成为濒危植物，但经过 科学家的抢救与移栽，现在在 宜昌大老岭森林公园,武汉植物 园,三峡植物园均有移栽的疏花 水柏枝。
二、生态因子作用的一般特征
1．生态因子的综合作用
环境中的各种生态因子彼此联系、互相促 进、互相制约，任何一个单因子的变化必将引 起其他因子不同程度的变化，对生物起到不是 单一的而是综合的作用。
2． 主导因子作用
对生物起决定性作用的生态因子即为主导 因子。
3．直接作用和间接作用
区分生态因子的直接作用和间接作用对生 物的生长、发育、繁殖及分布很重要。（地形）
第二节 环境的概念及其类型
一、环境的概念
环境
(environm ent)
指某一特定生物个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 。
自然环境 半自然环境 社会环境
我们通常所说的环境为地球环境，包括： 大气圈对流层 水圈 岩石圈 土壤圈 生物圈
又称为地理环境（geoenvironment）
任何一个生态因子在数量或质量上的 不足或过多，即当其接近或达到某种生物 的耐受性限度时，就会使该生物衰退或不 能生存。Shelford的耐受性定律可以形象 地用一个钟形耐受曲线来表示。
生物对生态因子的耐受曲线
最适点
生 长 （ 生 殖 ） 低死亡限
最适区 适宜区
环境梯度 高死亡限
广适性生物属广生态幅物种，狭适性生物 属狭生态幅物种。