生态因子及其作用

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1环境的概念与类型
1.1环境的概念 1.2环境的类型
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1.1环境(Environment)的概念
通俗定义：
指主体(或研究对象)以外的，且围绕主体， 占据一定空间，构成主体生存条件的各种 物质实体或社会因素的总和。 由此定义，不同的学科有不同的理解。
生态学定义：
指生物(个体或群体)生活空间的外界自然条 件的总和，包括生物存在的空间及维持其 生命活动的物质和能量。
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不同生态因子分类与各类群间的相应关系
调节因子 因子性质 蒙恰茨基分类 R 达若分类
稳定因子(温度、 光、潮汐)
与密度无 非生物因 关因素 素 周期性变动因子
A.气候因子 温度、光
相对湿度、降水 其它因子
周期性或非周期性 B气候以外的自然因子 变动因子 水域环境因子 非周期性变动因子 土壤因子
与密度有 基本上是周期性变 关因素 生物因素 动因子
Liebig最小因子法则
植物的生长取决于处在最小量状况的营养物质的量
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Liebig’s law of minimum
土壤中的
氮：可维持250千克产量
钾：可维持350千克产量
磷：可维持500千克产量
实际产量为250千克；若氮增加1倍， 产量为350千克。 植物的生长取决于处在最小量状况的 营养物质的量
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4 Shelford 耐性定律 (Law of tolerance)
4.1限制因子定律
4.2 Shelford 耐性定律
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4.1限制因子定律 (Law of limiting factors)
Blackman (1905)：在外界光、温度、营养 物质等因子数量改变的状态下，探讨的生 理现象(如同化过程、呼吸、生长等)的变化， 通常可将其归纳为3个主要点。 生态因子低于最低状态时，生理现象全部 停止；在最适状态下，显示了生理现象的 最大观测值；在最大状态之上，生理现象 又停止。
第二章之一 生态因子及其作用
环境的概念与类型 生态因子的概念与类型 Liebig最小因子法则
Shelford耐性定律
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本节导读
识记：生态因子、生境、限制因子、主 导因子等概念；Shelford’s耐性定律； Liebig’s最小因子法则 领会：生态因子的类型，生态因子的作 用特点，生态因子的作用规律 综合应用：生态因子的作用规律在问题 分析中的应用
C食物因子
D生物因子 种内相互作用
非周期性变动因子
R 达若.生态学概论.甘肃人民出版社(有修改)
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种间相互作用
2.3生态因子作用的一般特征
综合性与相对独立性
非等价性
不可替代性及互补性
阶段性 直接作用性与间接作用性
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2.3.1综合性与相对独立性
综合性表明，每一个生态因子都是在与其它因子的 相互影响、相互制约中起作用的，任何一个因子的 变化都在不同程度上引起其它因子的变化。
一般生物对稳定因子的适应性较大，生物在 其生活早期就有所适应。
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稳定因子与 变动因子
稳定因子
周期性变动因子
非周期性变动因子
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?
杭州市区积雪达到30厘 米 创近30年来最高记录 (中国新闻网2008-02-02)
河南1天内3发“暴雪 预警” 深山积雪齐腰 深(大河网2008-01-21)
武汉东湖wenku.baidu.com19
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2.3.3不可替代性与互补性(可调剂性)
植物在生长发育过程中，所需要的生存条件如光、 热、水分、空气、无机盐类等因子，不论其量的大 小，对植物的作用虽不是等价的，但都是同等重要 而不可缺少的。如果随便缺少其中哪一个因子，便 会引起植物的正常生活失调，生长受到阻碍，甚至 发病死亡； 而且任何一个因子，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。
根据生物种类的一定组合特征(即生物群落) 可以区分各个不同的气候区，如热带、温 带、寒带等。
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小环境对生物的影响
更多情况下，生物更容易受到其所在的小环境的影响。 森林植物在其下面可提供一个荫凉场所；
植物的落叶及其所形成的枯枝落叶层覆盖地面而起着绝 热层的作用；
挖掘地道穴居的动物往往无意中为其它动物创造着可利 用的新环境； 动物排出的粪堆也能影响局部土壤条件，粪堆本身也为 食粪动物创造了一个新的小环境。 生态学工作中应当特别重视在小环境层次上对非生物因 子进行研究。
非生物因子
气候因子:温度、湿度、光、降水,风、气压和雷电等； 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； 地形因子：海拔、坡度、坡向等，这些因子对植物的 生长和分布有显著影响。
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生物因子与 非生物因子
非生物因子
生物因子
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2.2.2依据生态因子的作用
直接生态因子：对生物起直接作用 如：光、温度、水分等； 间接生态因子：通过影响直接生态
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树种特性
树种的生物学特性：
树种在生活过程中所表现出来的对外界环境有一定要求的 特性以及其生长发育的特性。
树种的生态学特性：
生物学特性中将树种对外界环境的要求的特性称为生态学 特性。 有时将生物学特性狭义地理解为：树种形态、解剖、生理 和生长发育(如结实、生长速度、寿命)的特性，而与生态 学特性并列。
1.2.1按环境的范围大小
大气层以外的宇宙空间 地球上有生命的部分 地球表面的海洋、内陆淡水水域及地 下水
大 地球环境 环 (global 境 environment)
大气圈(atmosphere) 地球表面的大气层 水圈(hrdroosphere)
土壤圈(pedosphere) 岩石圈表面风化壳上发育的土壤 岩石圈(lithosphere) 地球表面30~40 km厚的地壳 指占有某一特定地域空间的自然环境 指生物生长具体地段的生态因子的综 合 指接近生物个体表面，或个体表面不 同部位的环境 生物体内环境(组织或细胞间)
因子间接影响生物
如：地形因子。
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直接因子与 间接因子
间接因子
直接因子
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2.2.3依据生态因子的变化(孟恰茨基分类法)
稳定因子
终年恒定不变的因子，如地磁、地心引力和太阳 辐射常数等，这些稳定生态因子的作用主要是决 定生物的分布；
变动因子
周期变动因子：如一年四季变化和潮汐涨落等； 非周期变动因子：如地震、虫害暴发、异常天气 等，这些因子主要是影响生物的数量。
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耐受限度
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生态幅(ecological amplitude)
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 点之间的范围。 生态价、生态幅度、耐受限度
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广生态幅与狭生态幅
对同一生态因子，不同种类的生物耐受范围是很 不相同的，故有广生态幅(eury-)与狭生态幅(steno-) 物种之分。 Eurytherm(广温性生物) and stenotherm euryhydric and stenohydric (狭湿性生物) euryhaline (广盐性生物) and stenohaline euryphagic (广食性生物) and stenophagic euryphotic (广光性生物) and stenophotic euryecious (广栖性生物) and stenoecious
2.2.4依据对种群数量调节的作用
密度制约因子(density dependent factor)
对生物种群数量影响的强度随其种群密度而 变化，从而调节种群数量。
食物、天敌等。
非密度制约因子(density independent factor)
对生物种群数量影响的强度不随种群密度而 变化。 温度、降水等。
社会环境
人类社会的经济状况、文化、宗教等
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2生态因子的概念与类型
2.1生态因子的概念
2.2生态因子类型 2.3生态因子作用的一般特征
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2.1生态因子的概念
生态因子(Ecological factor) 对生物的生长、发育、生殖、行为和分布具有直接 或间接影响的环境要素(因子)。 例：温度、湿度、CO2、土壤等。 生存条件 生态因子中生物生存所不可缺少的环境条件也称为 生物的生存条件。 森林生态因子 对森林产生各种影响的环境因子。 生态环境 所有生态因子构成生物的生态环境 生境(habitat) 特定生物体或群体的栖息地的生态环境
例如：微量元素与大量元素同样为植物所必需，只不过 需要量不同。缺铁时植物生命同样会停止。 N元素用于合成蛋白质，不可能由C、O或H中的任何一 个代替，虽它们都不可缺少。
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互补性(可调剂性)
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
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区域环境(regional environment)
小 环 微环境(microhabitat) 境
生境(habitat)、生态位(niche)
体内环境(inner environment)
大环境对生物的影响
生物群系(biome)-生物群落带
指具有相似群落的一个区域生态系统类型， 它把具有相似非生物环境和相似生态结构 的区域连成一个大区。 如热带森林、温带森林、苔原等
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焚风效应
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生物与环境的相互作用
环境的非生物因子对生物的影响，一般称为作用。
生物对自然环境的适应性，表现在调节其生理节律和生 活史中的各种节律
生物对环境的影响一般称为反作用。
捕食者与猎物、寄生者与宿主，它们的关系很难说
谁是作用，谁是反作用，而是相互的，可称为相互
作用(或称为交互作用)。
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阿伦规律(Allen's rule)
例如：低温在植物春化阶段中是必需的生态条件，但在 以后的生长时期中则是有害的。
同一生态因子在植物某一发育阶段可能不起作用， 而在另一发育阶段，则为植物所必需
例如光照的长短，在植物的春化阶段并不起作用，但在 光周期阶段则是必需的。
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2.3.5直接作用和间接作用
环境中的地形因子，它的坡度、坡向、坡
位、海拔高度等对生物的作用不是直接的， 但他们能影响光照、温度、雨水等因子的 分布，因而对生物产生间接作用，这些地 方的光照、温度、水分状况则对生物类型、 生长和分布起直接作用。
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林窗
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林窗
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2.3.2非等价性
组成环境的所有生态因子，都是植物直接或 间接所必需的，但在一起或一定条件下，其 中必有一个或两个是起主导作用的。 主导因子：
对其它因子的变化起更大的制约作用，即对整 个环境的变化起主导作用的因子。主导因子的 改变常可引起其它生态因子发生明显变化或使 生物的生长发育发生明显变化。
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森林环境
Forest environment
森林生活空间(包括林木地上和地下两部分)和 外界自然条件的总和。对林木而言，他们彼此 之间也互为环境。 环境影响森林，森林也反过来影响着环境变化 林学上又称森林的生境为立地条件或立地。
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1.2环境的类型
宇宙环境(space environment) 生物圈(biosphere)
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。
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一些软体动物利用Sr代替Ca
海 蜗 牛 腹 足 类
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海螺
2.3.4生态因子作用的阶段性
生物在生长发育的不同阶段往往需要不同的生态因 子或生态因子的不同强度。因此，某一生态因子或 彼此有关联的若干因子的结合，对同一植物的各个 不同发育阶段，所起的生态作用是不同的。
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3 Liebig最小因子法则 (Law of the minimum)
1840年，德国有机化学家Justus von Liebig 在其著作 《有机化学及其在农业和生理学中的应用》一书中 发现：作物的产量并非经常受到大量需要的营养物 质如CO2、水的限制，因为它们在自然界中很丰富， 而却受到一些原料如B等的限制，它们的需要量虽 少，但在土壤中也非常稀少。
光照强度的变化和温度分不开，不仅可直接影响空气温 度和湿度等气候因子的变化，同时也会引起土壤因子的 温度、湿度、蒸发、蒸腾等的变化。这一点在森林植物 群落中特别明显。
生态因子作用的相对独立性表明，尽管生态因子是 综合作用的，但各因子的作用仍然不同。
例如：光照强度引起树木的耐荫性不同，而光照长度则 引起植物的光周期现象。
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1.2.2按环境的性质分类
自然环境
自然的没有人为干预的环境。
大气圈(atmosphere)、水圈(hydrosphere)、岩石圈 (lithosphere) 、土壤圈(pedosphere)、生物圈(biosphere)
人工环境
广义的人工环境包括所有的栽培植物、引种驯化以及 所有农作物需要的环境。 狭义的人工环境指的是人工控制下的植物环境。
树种的林学特性：
指与林业生产实践有直接关系的生物学特性和生态学特性 例如：乔木树种的繁殖特性、生长特性、生产力、对生态 条件的要求以及对各种不良条件的抵抗能力等。
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2.2生态因子类型
2.2.1依据生态因子的性质 生物因子
指生物之间的各种相互关系，如捕食、寄生、竞争和 互惠共生等；
另一分类：除人以外的生物；人为的条件