生态学2

2
（二） 生态因子 组成环境的因素，称生态因子或叫环境因子。 生态因子是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、O2、CO2和相关生物等。 生态因子是生物生存不可缺少的条件，也叫生存条件。 生态因子可以认为是环境中对生物起作用的因子。 环境因子则是指生物体外部的全部环境要素。
15
二、地球上温度的基本情况 1、温度的表示方法 （1）温度以“度”来表示。如100C，它是指“热”能的强度。 （2）热能的另一种指标是热容量，一般是用克卡表示，一克 卡是指把一克150C的水温上升10C所需要的热量。 （3）国际单位制用（J）为单位，1焦耳=0.24克卡。 2、决定地球上温度分布的主要因素 地球上温度变化主要决定于两个基本变量：入射的太阳辐射 角度；地球表面的水陆分布。
8
3、不可替代性和互补性： 生态因子虽非等价，但都不可缺少，一个因子的缺失不可能由另一 个因子来替代。但一个因子的数量不足，有时可以靠另一个因子的加强 得到调剂和补偿。 如：锶大量存在时可减少钙不足对动物造成的有害影响。
4、限定性：
生物在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 ，某一生态因子的有益作用常常只限于生物生长发育的某一 特定阶段。
18
4、环境温度随时间的变化 （1）昼夜变化
①海洋水温不超过40C，随着深度的增加， 变化幅度更小。15米深度以下，无昼夜变化。 ②大陆气温一般在170C左右；沙漠地带 有时可达400C；高海拔比同纬度低海拔日较 差大。 ③土壤：土壤表面温度变化远较气温剧烈， 随着土壤深度的加大，变幅减少；35~100厘 米以下，土壤温度无昼夜变化。
10
（二）限制因子： 在众多的环境因素中，任何一个接近或超过某种生物的耐 受极限，从而阻止其生存、生长、繁殖和扩散的因素。 如：陆地环境中的氧很丰富，氧对陆生动物来说不起任何 限制作用。但如净水水体高密度养鱼，溶氧就经常是一个限制 因子。只有靠水泵不断地使水流动，如果水泵一停，水的更新 一停止，往往只要几十分钟，甚至几分钟（视鱼的密度高低） 鱼就纷纷“浮头”，如不采取紧急措施，就会造成大量死亡。
11
（三）利比希最低因子定律（最低因子法则）
其基本思想是： 每一种植物都需要一定种类和一定数量的营养物质，如果其 中有一种营养物质完全缺失，植物就不能生存。如果这种营养物 质极微，植物生长就最少。 这个定律如果用于指导实践，必须加上两个补充原理： 第一，利比希定律只有 在严格的稳定的状态下，即在物质 和能量的输入和输出平衡状态下才能使用。 第二，因子的替代作用，即当一个特定因子处于最小量状态 时，其它处于高浓度或过量状态下的物质，可能会有替代作用。 至少是化学性质上接近的元素能替代一部分。 如锶就能部分地替代软体动物的壳需要的钙。
14
第二章 主要自然因子的生态作用
第一节 温度及其生态作用
一、温度的生态意义
温度是一种无时无处不在起作用的生态因子，任何生物都是 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。 首先，生物体内的生物化学过程，必须在一定的温度范围内 才能完成。 其次，温度对生物的意义还在于温度的变化会引起环境中其 它因子的改变。如：引起湿度、降水、刮风、氧在水中的溶解度 以及食物和其它生命活动和行为的改变等（间接影响）；也可引 起动物的体温、繁殖、发育、生长、分布范围等（直接影响）。
26
3、低温生物学(cryobiology) 动物有机体超冷现象的发现，为有机体在低温环 境下的生命力这一理论问题，以及许多有关的实践问 题的研究开辟了广阔的前景。低温生物学是当前生物 学中一个重要的研究方向。它属于边缘学科，是生理 学、生态学、生物化学和进化论等学科的交叉。 对低温生物学的研究，主要在于谋求以低温来最 大限度地抑制代谢活动。就是说，使细胞、组织、有 机体的整体的代谢活动有效地“终止”，在这种状态 下，有机体的“老化”和“退化”过程停止，并得以 保持持久地恢复活力的能力。
16
3、环境温度的变化幅
（1）水环境 水环境的温度一般不会升得太高，也不会 降得太低。淡水水温不会低于00C；海水也不 会低于-2.50C。 大洋水温最高记录360C，潮间带或小型 淡水湖水温可达400C-450C。 因此，水环境温度的变化幅只有400C-450C。
17
（2）大陆上的气温 大陆最地气温记录-88.30C（南极），但 沙漠 夏季中午气温可达600C而沙漠土壤表面 温度可高达800C（野外工作甚至能用沙‘煮 熟’鸡蛋）。 由此可见，大陆温度变化幅可达到1301500C，比水体大2-3倍。
20
5、环境温度的空间变化
（1）水平变化
从赤道到北极，根据年平均温的不同划分为热带、温带和寒带： 热带：赤道南北平均温为200C的等温线之间的地区； 温带：年平均温200C等温线和最热月100C等温线之间的地区； 寒带：最热月100C等温线与极地之间。 随纬度北移（北半球），大约每增加一度纬度，平均温降低0.50C.
12
（四）耐受性定律 任何一个生态因子在数量上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 会使该种生物衰退或不能生存。
13
五、生态因子的其它作用
限制因子是生态学中有用的原理，但生态因子对生物不只 是消极的限制： （一）因子的补偿作用 生物能适应环境，并且在一定程度范围内生物还能改变自 然环境，减少温度、光照、水等生态因子限制作用。 （二）生态因子的信号作用 生物对自然界的适应，不仅表现在能否耐受环境因子的变 化这种消极方面，生物还能积极地利用一些生态因子的周期性变 化，以作为调节其生理节律和生活史中的各种节律的线索。 如：光照周期可以作为外界线索，对生物体内的生物钟起 到“扳机”作用，引起一系列的生理变化。如动物的换毛、换羽、 繁殖、滞育、休眠、迁徙等。
指终年稳定的因子 稳定因子 如地磁、地心引力 和太阳辐射 生态因子 变动因子 非周期性变动因子:刮风 降雨、捕食、寄生等
7
决定生物分布
周期性变动的因子： 一年四季变化、潮汐涨落 影响生物数量
三、生态因子作用的几个特点 1、综合性： 每一个生态因子都是在与其它因子相互影响、相 互制约中起作用的，任何一个因子的变化都会在不同 程度上引起其它因子的变化。 如：光强度的变化必然会引起土壤温度和湿度的 改变。 2、非等价性： 对生物起作用的诸多因子是非等价的，其中必 有1~2个起主要作用的主导因子。主导因子的改变常 常会引起许多其它生态因子发生明显变化或使生物的 生长发育明显变化。
29
3、某些在休眠期的动物有可能耐受很高温度 如： 在尼日利亚和乌干达有一种摇蚊，在脱水的状态下能在1020C 中存活1分钟。 4、现知能忍受最高温度的生物 美国科学家巴罗斯和德明取自2500米深海中的某些细菌，在 高达2500C和265个大气压的钛容器中，这些细菌还能生长和增 殖。 5、水生动物一般对高温的耐受性比陆生动物低。 高纬度地区一般比低纬度低。 沙漠中的动物往往能忍受较高温度。 6、高温实验驯化同样可以提高动物耐受高温的能力。
1、生命的温度下限和低温致死的原因 临界温度——温度低于一定的数值，生物便会因低温而受害。 这个温度数值被称为临界温度。 动物对温度的耐受极限变化极大，某些动物能忍受一定程度 的体温冻结。如：某些动物能在-1960C的液氮中存活；而另一 些动物对低温却异常敏感。 如：魟鱂，通常被饲养在230C的 室温中，如水温下降到100C，它们就会死亡。
19
（2）季节变化 ①海洋：赤道和极地海洋水温年较差不超 过50C；温带海洋年较差100C-150C，有时可 达230C；140米深度以下，水温无季节变化。 ②陆地：比海洋剧烈。温带、寒带较热带 变化大。如：西藏冬夏温差可达770C（37~400C）……。 ③土壤：变化比气温大。随深度加大变幅 减少。30米深度以下，土壤温度无季节变 化……。
如：很多昆虫的幼虫和成虫生活在完全不同的生境中，因此，它 们对生态因子的要求差异极大。
9
四、几个常见的生态学定律 （一）阈和律 1、阈： 任何一种环境因子 对生物产生可见作用的最低量。 如：一种动物能活动的最低温度、最低湿度、最弱的光照度 等等。 2、率：生物功能速率。 阈和率的关系： 环境因子作用超过阈之上，生物功能的速率就加快，直至最大 速率。但超过最大范垂直变化
气温的垂直变化： 海拔高度每增加100米,气温降低0.5~10C 山坡不同的坡向热量的分配也是不均匀的。同样 海拔的山地，南坡生长喜暖耐旱植物；北坡多生长耐 阴喜湿的植物。 水温的垂直变化： 水温也随深度的不同而有变化，但冬季与夏季的 垂直变化明显不同。
22
三、极端温度对生物的影响 （一）对低温的耐受极限和抗寒性
第一篇
个体生态学 （环 境 分 析）
第一章 生态因子的分类及其作用的一般特征 一、环境和生态因子 （一）环境： 在生态学中，一般是指生物体周围一切 的总和，它包括空间以及其中可以直接或间接 影响有机体生活和发展的各种因素。
1
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因 素的总和。（李博等） 因为，环境总是针对某一特定主体或中心而言的。 如：在环境科学中 ，一般以人类为主体。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和。 在生物科学中，一般以生物为主体。环境是指 围绕着生物体或生物群体的一切因素的总和。 生物有机体之间互为环境。
25
2、动物耐寒性的一些规律
（1）变温动物忍受体温（内环境）下降的能力较高。而常温动物的体温相对来说比 较稳定，忍受体温下降的能力较弱。 （2）处于活动期的动物可耐受的极限温度较狭小。 （3）耐寒性有季节变化。 （4）不同生态类群的耐寒性区别显著。 （5）耐寒性有地理变异。 （6）个体发育的不同阶段，动物的耐寒性也不同。 （7）动物耐寒性也可以进行驯化
27
低温生物学目前的主要成果：