环境生态学第二章生物与环境

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•改
•形成一定
•适 变自
特性和性状
应
己
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
•适应改 变的环境
•巩固自 身的竞争 能力
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•趋同适应（convergent adaptation）
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•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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•3．迁移和迁徙 •4.防御和抗敌
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•四、生理适应
•1．生物钟（biological clock） •概念 •太阳花、向日葵等； •蝶类、蛾类； •光合作用、生长激素。
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•2．休眠（dormancy） •休眠时的生理表现： •新陈代谢、取食、活动、心跳、呼吸，体温； •夏眠（夏蛰）：如海参、非洲肺鱼与美洲的肺鱼 、沙蜥、黄鼠。
•趋异适应（divergence adaptation）
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•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
•冬眠（冬蛰）：如蛙、蛇、蝙蝠等。 •植物和微生物的休眠。
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•五、营养的适应
•狭食性动物： •特点 •环境条件 •广食性动物： •特点 •环境条件
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第四节 环境因子的生态作用
•一、环境因子分类 •1.美国生态学家Daubenmire R F(1947)的分类： •3大类和7个项目； •2.Gill（1975）将非生物因素划分为三个层次。 •3.环境因子所起作用的主体，可分为：气候因子 、土壤因子、地形因子、生物因子和人为因子。
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•（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
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•2.动物的光周期
•a.日周期 •b.月周期 •c.季节周期
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•三、温度因子的生态作用及生物的适 应
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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)
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•二、生态因子作用的一般特征
•1.综合作用
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•2.主导因子作用 •主导因子概念
•光合作用——光强——主导因子；
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温度和CO2——次要因子；
•春化作用——温度——主导因子；
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湿度和通气——次要因子。
•3.直接作用和间接作用
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•4.生态因子的阶段性作用
带
气候
温带草原带
温带荒漠带
温带大陆气候
亚寒带针叶林带 亚寒带针叶林气候
苔原带
冰原带
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苔原气候 冰原气候
典型植被 热带雨林
典型动物 猩猩，河马
热带季雨林 象，孔雀
热带草原
热带荒漠
亚热带常绿 硬叶林
亚热带常绿 阔叶林
长颈鹿，羚羊 袋鼠，沙漠狐 阿尔卑斯山羊
猕猴，灵猫
温带草原 松鼠，黑熊
温带草原 黄羊、旱獭
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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。
A
光
光
合
合
A
作
B 作
用 率
用 率
B
a
CP s
p
A光合作用 B呼吸作用
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光强度 b CP
s 光饱和 p点
CP 光补偿 点
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光强度
净生产力
•（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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•第一节 环境及环境因子
• 一、环境 • 环境定义 • 环境因子 • 环境可分为自然环境和人工环境两大类。
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•（一）自然环境 • 概述 • 1.大气圈 • 概述
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•大气的垂直分层，图2-2
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•大气的生态作用: •氧对生物的作用 •二氧化碳对生物的作用 •风对生物的作用
环境生态学第二章生物 与环境
2020年6月2日星期二
第二章 生物与环境(6学时)
• 环境及分类 • 生物与环境关系的基本原理 • 生物与主要生态因子的相互关系 • 生态因子作用的一般规律 重点：主要环境因子的生态作用和规律 难点：生态学的基本理论
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• 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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•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
气候类型 热带雨林气候
热带季雨林带
热带季风气候
热带草原带
热带草原气候
热带荒漠带
热带消漠气候
亚热带常绿硬叶林 带
地中海气候
亚热带常绿阔叶林 带
亚热带季风气候
亚热带常绿阔叶林 温带季风和海洋性
•光照长短
春化阶段
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光周期阶段
•大马哈鱼、 鳗鲡
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•5.生态因子的不可替代性和补偿作用
•不可替代性
•主导因子（水分、温度）
•可补偿性
•光强度不足 提高光强
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增加二氧化碳浓度
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•三、生态因子的限制性作用
•1.限制因子 •概念 •温度、氧气、水分
•判断：任何一种因子，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 。
•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
•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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•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)
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耐受性下限
不能 生理 耐受区 受抑制
种 群 种群 数 消失
量
数 量很 低
最适区
数量 最高
耐受性上限
生理 受抑制
不能 耐受 区
数量 种群 很低 消失
•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
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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
•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）
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•法国学者雷米尔（Reaumur，l735）提出有 效积温法则：
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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
•什么是可塑性？
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•（三）生物的协同进化
•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？
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Baidu Nhomakorabea
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• 2.水圈
• 水是植物所需营养物质的载体，水中溶解了各种
化学物质、溶盐、矿质营养和有机营养物质等，为植物 生长提供丰富的营养物质。
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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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•（一）温度对生物生长发育的影响
•1.温度与生物生长
•生物生长的“三基点”
•一般来说，生长在低纬度的生物高温阈值 偏高，而生长在高纬度的生物低温阈值偏低 。
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•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
•一、生命的产生与进化 •（一）生物的起源
•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
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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）
•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
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•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
温带荒漠
双峰驼，子午 沙鼠
亚寒带针叶 林
驼鹿，紫貂
苔原 驯鹿，北极狐
冰雪裸地 北极熊，海貂
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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
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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 •20•20附/6/2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