环境及其类型生态因子及其作用分析生态因子的生态作用及生物的适应
第二章 生物与环境-环境生态学(盛连喜)
三、地球自我调节理论——Gaia 假说
Gaia 假说的主要观点和贡献是：
① Gaia 假说强调，生命是全球尺度的现象。地球生态系统没有孤 立的生命。生活的生物有机体必须调节其生存的星球。否则，物 理和化学进化的力量将会使得它们变得不适于生物的生存。 ② Gaia 假说认为，不能将物种的进化与它们的环境分离开来，这 两个过程紧紧地耦合成一个不可分割的过程，调节成功与否依赖 于生物的进化和物质环境进化的不断耦合。这在一定意义上发展 了达尔文进化论的观点。
遗传 多样性
基因水平
分子 细胞 个体
物种 多样性
物种水平
不同层次
生态系统 多样性
景观 多样性
多样化和变异性
景观空间结构 功能机制 时间动态
生态系统水平
生物区系特点 生境的多样性 物种的濒危状况 生物群落的多样性 灭绝速率变动及机制 生态过程的多样性 保护物种和持续利用
二、生物多样性
（三） 影响生物多样性的因素
5.纬度、栖息地异质性和生产力
从区域范围考虑，物种数量随自然条件的适宜性、栖息地异质性、 与散布中心的隔离程度和初级生产力的变化而变化
6.生物地化循环
生物多样性水平与土壤营养物之间存在密切关系
7.系统稳定性
在一定程度上，生物多样性越高、越复杂，生态系统就会越稳定
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
生态因子的生态作用及生物的适应
动物的光周期现象
在脊椎动物中，鸟类的光周期现象最为明
显，很多鸟类的迁徙都是由日照长短的变 化所引起 。同样，各种鸟类每年开始生 殖的时间也是由日照长度的变化决定的。 鸟类生殖腺的年周期发育是与日照长度的 周期变化完全吻合的 。 日照长度的变化对哺乳动物的换毛和生殖 也具有十分明显的影响。
日照的高原,高山上.
3)水体中温度成层现象:中高纬度的淡水湖泊中 4)植物体温度会随气温变化而改变,不过该改变滞 后于气温变化.植物最敏感部位:叶片,根系与气温 一致.在植物群落中温度变化部位抬高到冠层,冠 层表面温度变化剧烈,内部变化和缓. 5)热源:太阳辐射是地表的热源,使地表增温,地面辐 射是近地面层大气的主要热源,使地表空气增温. 地面因接受太阳辐射而增强,同时又辐射. 大气逆辐射:大气辐射中射向地面的辐射,保温地球.
２．光变化及其生物的适应
１）光照强度及其生物的适应：
光强随（空间）纬度、海拔高度的变化，
随时间的变化，不同生境中坡向、坡度 （北半球温带，光强：南坡＞平地＞北 坡）。
a．光强对生物的生长发育和形态建成
有重要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有 重要影响， 光还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。
气温变化温度年较差(年变幅):一年内最热月
与最冷月平均温度的差值.
温度季节变化的重要指标,大小受纬度与海陆
位置的影响.
纬度增加,年较差增大;大陆性气候越明显的地
方,年较差越明显.
温度日较差:昼夜间最高气温与最低气温
的差值.
纬度越高,日较差越小. 自然界最大最激烈日较差,一般在有强烈
生态学重点
第一章绪论一、名词解释生物圈生态学二、了解生态学的研究对象，生态学的形成，发展及其特点。
第二章生物与环境一、名词解释物种环境环境因子生态因子生态因子生境限制因子最小因子定律耐性定律生态幅黄化现象生理有效辐射光周期有效积温Bergman规律Allen规律休眠物候节律土壤肥力内稳态形态建成三基点光补偿点光饱和有效积温法则温周期现象二、重要知识点1、环境概念2、生态因子作用分析生态因子作用的一般特点生态因子限制性作用3、生态因子的生态作用以及生物的适应（1）光强，光质生态作用与生物适应（2）生物对光周期的适应昼夜节律光周期现象（植物和动物）（3）温度因子的生态作用及生物适应三基点有效基温（公式）积温曲线在生产中的应用（4）生物对极端高低温的适应从形态，生理，行为三方面分别回答（5）生物对温度变化的重要反应（6）物候节律内源学说（7）休眠概念以及动物休眠的生理变化（8）动物，植物对水因子的适应（9）植物对土壤因子的适应（了解）第三章种群及其基本概念一、名词解释种群种群生态因子种群空间格局样方法标志重补法单体生物构件生物种群的年龄结构年龄锥体图性比内禀增长率赤潮种群平衡生态入侵三、重要知识点1、种群动态（重点）标志重捕法（公式）步骤种群结构生命表的编制存活曲线种群增长率（公式，意义）内禀增长率种群增长模型与密度无关的种群增长模型（公式，意义，适当计算）与密度有关的种群增长模型（逻辑斯缔曲线，方程，意义）种群的数量变动（几种类型）2、种群空间格局（重点）三种类型意义3、种群调节（相关概念）四种学说第四章种群生活史一、名词解释生活史生长发育异速生长繁殖扩散繁殖成效繁殖成本繁殖格局繁殖策略性选择四、重要知识点1、生活史生长s型曲线繁殖（意义）扩散（动物，植物扩散的意义，方式）2、繁殖成效繁殖价值（了解）亲本投资3、繁殖格局一次繁殖多次繁殖（两者的比较）列举一次繁殖，多次繁殖，延长繁殖以及提前繁殖在不同条件下的优势。
生态因子的类型及作用特点
生态因子的类型及作用特点
生态因子是指影响生物体发展和生长的外部环境要素。
它们可以分为生物因子和非生物因子两大类别。
生态系统中的各种因素相互作用，影响着生态系统的结构和功能。
下面我们将详细介绍生态因子的类型及其作用特点。
生物因子
•种类优势：生态系统中某些物种的数量较多，它们可以影响其他物种的存活和繁衍，建立种内和种间的联系。
•适应性：生物对环境的适应性强弱不同，适应力强的物种更容易在环境中生存和繁衍。
•食性：生物体的食性不同会影响其在食物链中的地位和传递的能量量。
•竞争能力：生物体之间的竞争关系会影响生态系统的稳定性和物种多样性。
非生物因子
•光照：光照是植物生长和动物活动的重要因素，不同强度和时间的光照会影响生态系统的结构和功能。
•温度：温度直接影响物种的生存和繁殖能力，降低或提高温度都可能导致生态系统发生变化。
•湿度：湿度与水分的分配有着密切联系，湿度的增加或减少都会影响生物体的水分代谢。
•土壤：土壤的组成和质地对植物的生长起着至关重要的作用，土壤中的营养物质和微生物会影响植物的健康和生长状况。
综上所述，生态系统中的生态因子多种多样，相互作用，共同维持着生态系统的平衡和稳定。
了解和研究生态因子的类型及作用特点对于生态系统的保护和管理具有重要意义。
A63-园林生态学-第二章
（五）不可替代性和补偿作用
❖不可替代性：生态因子虽非等价， 但都不可缺少，一个因子的缺失不 能由另一个因子来代替。
❖但某一因子的数量不足，有时可以
由其他因子来补偿。但只能是在一
❖ ②气候指示植物。如椰子的开花是热带气候的 标志，如生长桫椤、莲座蕨的地区表明为热带 或亚热带潮湿气候带 。
❖ ③矿物指示植物。如海洲香薷是铜矿脉的指示 植物，问荆、云杉可用以指示金矿 ，喇叭茶可 指示铀矿等 。
❖ ④环境污染指示植物。如唐菖蒲的叶片边缘和尖 端出现淡黄色片状伤斑，则说明空气中存在HF污 染。许多种地衣和苔藓植物也对大气中SO2敏感， 环保部门已把它们作为检测SO2污染程度的指示植 物。有些水生植物可指示水体有机物污染或重金 属污染的指示植物，如微囊藻、颤藻、眼虫等在 水体中为优势类群时，表明水体有机污染严重。
狭光性(stenophotic)
▪ ……
……
生物对温度的耐受
生
狭温喜冷生物
命
活
狭温喜热生物
动
或
数
广温性生物
量
温度变化梯度 低→高
(五)生物内稳态及耐性限度的调整
❖1、内稳态 生物通过控制体内环境(体温、糖、氧浓 度、体液等)，使其保持相对稳定的机制。
维持体内环境稳定能够扩大生物的生态幅 与适应范围，但并不能完全摆脱环境的限 制，它只能扩大自己的生态幅度与适应范 围，成为一个广适应种。
❖ 适应：生物对环境压力的调整过程。
动物的保护色、警戒色与拟态
A 树皮纺织娘(Bark katydid) B 枭蝶(Owl butterfly) C 枯叶蝶
生态因子分类及其基本作用规律
耐受性定律
利比希仅提出因子处于最小量状态时可能成为限 制因子，但事实上某个因子过量时也可能成为限 制因子。例如，光、温度、盐度等过高时，同样 可以限制生物的生活和生存，因此谢尔福德耐受 性定律不仅注意到因子量的过少，也注意到因子 量过多的限制作用，因此较最小因子定律有所发 展。
生物对某一生态因子的耐性是长期进化的结果， 随着环境条件的变化，生物的耐受性也不断变 化。
地球环境(global environment)指大气圈中的对流层、 水圈、土壤圈、岩行圈和生物圈，又称为全球环境，也有 人称为地理环境(geoenvironment)。地球环境与人类及 生物的关系尤为密切。其中生物圈中的生物把地球上各个 圈层的关系密切地联系在一起，并推动各种物质循环和能 量转换。 区域环境(regional environment)指占有某—特定地 域空间的自然环境，它 是由地球表面不同地区的5个自然 圈层相互配合而形成的。不向地区，形成各不相同的区域 环境特点，分布着不同的生物群落。 微环境(micro-environment)指区域环境中，由于某 一个(或几个)圈层的细 微变化而产生的环境差异所形成 的小环境。例如，生物群落的镶嵌性就是微环境作用的结 果。 内环境(inner environment)指生物体内组织或细胞间的 环境。对生物体的 生长和繁育具有直接的影响。例如， 叶片内部，直接和叶肉细胞接触的气腔、气室、通气系统， 都是形成内环境的场所。内环境对植物有直接的影响，且 不能为外环境所代替。
2．利比希最小因子定律：德国化学家利比希(Liebig,1840) 提出的“植物的生长取决于处于最小量状态的营养物质”的 观点，被称为利比希最小因子定律。也就是说，生物基本的 必需物质随种类和不同情况而异，在稳定的情况下，其所能 利用的量紧密地接近所需的最低限度时，就起到限制作用， 成为限制因子。 以后不少学者对此定律进行了补充。认为最小因子定律只能 在能量注入和流出处于平衡的稳定状态下才适用。例如，在 湖泊的初级生产过程中，光照、氮、磷的供应都超过需要， 而CO2相对有限并且输入和支出大致相等，这时CO2处于最 小量状态成为限制因子。如果一场暴雨把更多的CO2带进湖 水，稳定状态被破坏，这时初级生产力将取决于所有营养物 质的浓度，CO2就不成为最小量因子。此后随着各种养分被 消耗，生产力又发生剧烈变化，直到某种成分被耗尽并成为 新的稳定状态下的限制因子。此外，必需考虑到因子间的相 互作用和替代作用。当一个特定因子处于最小量状态时，其 他因子可能有替代作用或改变其利用效率。例如在钙不足而 锶丰富的环境中，软体动物的贝壳中可用锶替代部分钙；有 些植物在弱光下生长时只需要较少量的锌，因此在阴蔽处锌 对植物的限制作用较在强光下为小。
环境及其类型生态因子及其作用分析生态因子的生态作用及生物的适应
限制因子的价值
某种生物的限制因子即是其生存的关键； 找到了限制因子就意味着掌握了最小因子定律
基本描述
植物的生长取决于处在最小量状况的食物的量。
最小因子定律的补充
该定律只适用于稳定状态
2 生物与环境
生物种的概念 环境及其类型 生态因子及其作用分析 生态因子的生态作用及生物的适应
2.1 生物种的概念
生物种即物种 概念一：形态相似的个体的集合
强调形态相似与能够繁殖延续
概念二：能实际地或潜在地彼此杂交的种群的集合
强调能够杂交繁殖
物种的性状可以分为两类
基因型：遗传本质，内在因素；与环境结合可产生变异，甚 至导致物种的分化；
以促进甜瓜的植株发育。
光质对动物的作用
主要影响动物的生殖、迁涉、毛羽更换、生长和发育； 对动物的分布和器官功能的影响尚不清楚； 对色觉的影响差别较大：只有灵长类动物的色觉发达。
紫外光对动物和微生物都有有害影响
对微生物有抑制作用； 对人类有致癌作用 对昆虫的新陈代谢有促进作用
图2-7 地表上太阳光谱中能量（E）的分布及强度相等但波长不同的 光照下，小麦光合作用的相对速度（P）
图2-4 环境变化对内稳态和非内稳态体内环境的影响
图2-5 金鱼在两种不同温度下的驯化结果
（6）指示生物
指示生物具有对环境状态及特点的指示作用：
指示节气
枣花发，种棉花；杏花开，快种麦
指示天气
燕子低飞预示雨将来临，蜻蜓高飞预示天晴
指示水质
美国威斯康星地区湖泊中的软水指示植物为Gratiola，硬水指示 植物为Ranunculus aquatilis。
生态因子作用分析
❖ ４．阶段性作用 ：由于生物生长发育不同阶 段对生态因子的需求不同，因此，生态因子 对生物的作用也具阶段性，这种阶段性是由 生态环境的规律性变化所造成的。
❖ ５．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 。
第三节 生态因子作用分析
❖ 一、生态因子的概念 ❖ 二、生态因子的分类 ❖ 三、生态因子作用的一般特征 ❖ 四、生态因子的限制性作用
❖ 一、生态因子的概念：
❖ 1．生态因子(ecological factor)是指环境中对 生物生长、发育、生殖、行为和分布有接或 间接影响的环境要素。
❖ 2．生存条件：生态因子中生物生存所不可缺 少的环境条件，又称为生物的生存条件。
❖ 根据因子的变化对生物数量的影响状况分为： 1） 密度制约因素：因子的变化程度不同，生物数 量也发生变化。 2）非密度制约因素：：因子的作用强度不随种群密 度而变化，对种群数量无调节作用，这类因子主要 是非生物因子，如温度、降水等。
三、生态因子作用的一般特征： ❖ 1.综合作用：环境中各种生态因子不是孤立
生物的耐性限度会因发育时期、季节、环 境条件的不同而变化，当一个种生长旺盛 时，会提高对一些因子的耐性限度；相反， 当遇到不利因子影响它的生长发育时，也 会降低对其他因子的耐性限度。
在自然界生物的耐性限度的实际范围几乎都比 潜在范围狭窄。可能是由于两个原因： ①在不利因素影响下，提高了对基础代谢率的 生理调节所付出的代价； ②生态环境中的辅助因子降低了代谢强度的上 限或下限水平。
❖ 内稳态：即生物控制体内环境使之不随外部 环境发生变化的相对稳定的机制。
生态因子的生态作用及生物的适应
生态因子的生态作用及生物的适应生态因子是指生物个体与各种环境因素之间的相互作用。
生态因子包括光照、温度、水分、pH值、土壤等。
这些生态因子对生物的适应具有重要的影响。
首先，光照是生物生存的基本条件之一、光照的强度和光周期对植物的生长和发育有着重要的影响。
光照充足的环境下，植物能够进行光合作用，合成有机物质，为自身提供能量。
而在光照不足的环境下，植物可能会出现光合作用受限、长势不良等问题。
然而，一些植物也能够适应光照不足的环境，通过增大叶片的表面积、提高光合效率等适应策略来保证生存。
其次，温度对生物的生理功能和生态行为有着显著影响。
温度的适宜范围对于生物的生长、繁殖和存活至关重要。
高温环境下，生物可能会遭受脱水、蛋白质变性等损害，而低温环境下则可能导致冻结、代谢减缓等问题。
不同的生物具有不同的温度适应策略。
例如，一些动物能够通过调节体温、进入冬眠或休眠等方式来适应低温；而一些植物能够通过合成抗冻蛋白、增加叶片厚度等方式来适应寒冷条件。
水分是生物体内外环境的重要组成部分，对生物的生理代谢和结构保持起着重要作用。
水分的缺乏或过剩都会影响生物的正常生活。
大多数生物体依赖地表水源或地下水源来满足水分需求。
一些植物适应生活在干旱地区的环境变化，通过发育较长的根系、减少蒸腾等方式来节约和利用水分。
此外，一些动物也能够通过降低代谢水平、进入休眠或进化成水分稀缺环境下的特殊形态来适应干旱环境。
pH值是指水体或土壤中溶液的酸碱程度。
pH值的变化会影响生物体内各种酶的活性、代谢过程和物质运输等。
许多生物对pH值的变化非常敏感。
一些生物通过改变酶的产生和调控来适应不同pH值的环境。
例如，酸性环境中生活的一些植物能够产生耐酸酶类物质，保护细胞免受酸性环境的损害。
另外，一些微生物也具有酸碱度调节的能力，能够适应不同pH值的环境。
土壤是地面生态系统的重要组成部分，对植物生长和生物多样性起着重要作用。
土壤的质地、有机质含量和养分状况对植物的根系发育和养分吸收具有重要影响。
环境生态学_生物与环境的概念及其类型
4. 变温对生物的影响
温周期现象：由于地表太阳辐射的周期性变化产生温度有 规律的昼夜变化，许多生物适应了变温环境，多数生物在 变温下比恒温下生长得更好。 变温对生物的影响： 生物的生长：植物生长往往要求温度因子有规律的昼夜变 化的配合。 干物质积累：白天适当高温有利于光合作用，夜间适当低 温使呼吸作用减弱，光合产物消耗减少，净积累增多。
4. 生境：指在一定时间内具体的生物个体和群体生活地段上 的生态环境。也称栖息地。 5. 小环境：指接近生物个体表面的环境。 6. 内环境：指生物体内组织或细胞间的环境。
三、环境因子的分类
美国生态学家R.F.Daubenminre(1947)将环境因子分为
3大类: 气候类、 土壤类和生物类；
二、环境的类型
按环境的主体可分为：
① 以人类为主体的人类环境，在此类环境中其他的生命物质
和非生命物质都被视为人类环境要素。这是环境科学中所
指的环境； ② 以生物为主体的生物环境，即生物体以外的所有自然条件 称为环境。这是一般生态学书刊上所采用的分类方法。
按环境的性质将环境分成：
① 自然环境；
第二层，不以植被是否存在而发生的对植物有影响的环境因子 （例如，风暴、火山爆发、洪涝等）； 第三层，存在与发生受植被影响，反过来又直接或间接影响植 被的环境因子（例如，放牧、火烧等）。
第二节 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
（一）光照强度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
植物：关闭气孔。 动物：休眠，穴居，昼伏夜出等。
3、温度与生物的地理分布
影响生物地理分布的因素： 有效总积温，极端温度（最高、最低温度） 高温限制生物分布的原因主要是破坏生物体内的代谢过程 和光合呼吸平衡；并且植物因得不到必要的低温刺激而不 能完成发育阶段。 低温对生物分布的限制作用更为明显，对植物和变温动物 来说，决定其水平分布北界和垂直分布上限的主要因素就 是低温。
第2章主要海洋环境因子的生态作用(海洋环境生态学)
三、盐度因子的生态作用及生物的适应
盐度（salinity） 海水总含盐量的度量单位，指溶解于1kg海水中的无机 盐总质量（g）。 碳酸盐全部转化为氧化物，溴和碘为氯所取代，所有 有机物均完全氧化时，1kg海水中所含全部可溶性无机 物的总质量（g）。
②对光强的适应类型 光合作用速率随光强的逐渐减弱达到光合作用的积累等于呼 吸作用的消耗时的光强，即光补偿点(compensation point)。 根据饱和点和补偿点的高低，可把植物分成阳生植物和阴生 植物。
（1）阳生植物适应于强光照地区生活，其光饱和点和补偿点较高，光 合速率和代谢速率亦较高； （2）阴生植物能够利用弱光进行光合作用，其光饱和点及补偿点相对 较低，光合速率和代谢速率亦相对较低； （3）中生植物界于两者之间。
➢长日照生物：一般光照长度超过12-14h称为长日照。长日照 植物或动物通常是在日照时间超过一定数值才开花、生殖、迁 移、冬眠和换毛换羽等。人为延长光照时间可促使这些动植物 提前开花、生殖、迁移、冬眠和换毛换羽等。
➢短日照生物：一般每天日照不足8-10h称为短日照。
➢中间日照生物：对日照时间无要求，只要其他条件合适，在 什么日照条件下都能的开花、生殖、迁移或休眠等。
二、温度因子的生态作用及生物的适应
（3）温度与海洋生物的迁移 很多海洋动物（如大黄鱼、小黄鱼、带鱼、蓝点马鲛、中国 对虾等）的洄游路线也与海水温度的季节变化密切相关。 水温可作为渔期、渔区预报的重要指标之一。
二、温度因子的生态作用及生物的适应
（4）变温对生物的影响
在适温范围内，周期性的变温对生物产生有益作用。
有的鱼类有春秋两个产卵群体，应分为长光照期和短光照期 两个产卵类型。如我国近海的大黄鱼就分为“春宗”和“秋 宗”两个产卵类群。
生物与环境
1.3.3 耐受性定律与生态幅 1、耐受性定律 美国生态学家V. E. Shelford于 1913 年指出， 生物的生存和繁殖，要依赖于某种综合环境因子 的存在，只要其中一个因子的量（或质）不足或 过多，超过了某种生物的耐性限度，则使该物种
动物的趋同
1. 鲨鱼；2. 鱼龙；3. 海豚
植物的趋同
1. 仙人掌（仙人掌科）；2. 仙人笔（菊科）；3. 霸王鞭（大戟科）；4.班海星花（萝摩科）
B、生物的趋异适应（生态型）
同一种生物，生活在不同的环境条件下，它们中间可 能出现不同形态结构和不同的生理特性的类型，这些特性 的变异往往具有适应的性质。这种生态变异和分化是可以 遗传的；换言之，它源于基因的差别。因此，人们将生态 型定义为“一个物种对某一特定生境发生基因型的反应而 产生的产物”。生态型是指种内适应于不同生态条件或区 域的遗传类群。 一般认为生态型包括三个方面的内容：①绝大多数广 布的生物种，在形态学上或生理学上的特性表现出空间的 差异；②这些变异与特定的环境条件相联系；③ 生态学 上的相关变异是可以遗传的。
后续补充： Mitsherlich发现，当限制因子增加时，开 始增产效果很大，继续下去，效果渐减。 E. P. Odum（1973）建议对Liebig定律做两 点补充：① 这一定律只适用于稳定状态，即能 量和物质的流入和流出处于平衡的情况下才使 用；②要考虑生态因子之间的相互作用。
1.3.2 限制因子（limiting factor） 任何生态因子，当接近或超过某种生物的耐受性极 限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散时，这个因素即称 为限制因子。
生态学重要知识点总结
生态学重要知识点总结第二章（一）环境的概念环境：指某一特定生物体或生物群体以外的空间及直接、间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。
针对某一特定主体，相对的意义。
（一）生态因子的概念生态因子是指环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。
（二）生态因子的类型1. 按有无生命的特征：（1）生物因子，（2）非生物因子。
2. 按生态因子的性质：（1）气候因子，（2）土壤因子，（3）地形因子，（4）生物因子，（5）人为因子3. 按生态因子的稳定性及其作用特点：（1）稳定因子，（2）变动因子。
4. 按生态因子对动物种群数量变动的作用：（1）密度制约因子，（2）非密度制约因子。
三、生态因子的作用特点（一）综合作用相互联系、相互影响，一个单因子变化，必起其他因子发生不同程度变化。
（二）主导因子作用（非等价性）对生物起作用的众多因子是非等价的，其中必有1-2起主要作用的主导因子。
（三）不可替代性和补偿性作用不可替代性：非等价但都不可缺少。
补偿性作用：一定条件下，某一因子在量上的不足，可以由其他因子的增加或加强而得到补偿仍有可能获得相似的生态效应。
（四）阶段性作用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。
（五）直接作用和间接作用生态因子对生物的行为、生长、繁殖和分布的作用可以是直接的，也可以是间接的。
（一）Liebig最小因子定律其他元素供应充足时，植物的生长取决于处于最小量状态物质的量。
（二）限制因子定律生物在一定环境中生存，必须得到生存发展的多种因子，某种生态因子不足或过量都会影响生物生存和发展，布莱克曼：提出生态因子的最大状态也具有限制性影响。
（三）Shelford耐性定律1.一种生物能够生长与繁殖，要依赖综合环境中全部因子的存在，其中一种因子在数量或质量上的不足或过多，超过了生物的耐受限度，该种生物就会衰退或不能生存。
2.生态幅：每一种生物对每一生态因子都有一个耐受范围，即这个耐受范围的大小。
生态因子对生物的生态作用及生物的适应
耐度限制的调节通过下列主要方式： –新环境适应：驯化培育 –休眠——“逃避”限制 –生理节律变化和其他周期性补偿变化 调节的目的是对恶劣环境的克服， 通过这些方式，使体内生理、行为达到 平衡，而抵抗恶劣环境。
三、生态因子对生物的生态作用及生物的适应
1．光因子对生物的生态作用及生物的适应
2．温度因子对生物的生态作用及生物的适应 3．水因子对生物的生态作用及生物的适应 4．土壤因子对生物的生态作用及生物的适应
2．温度因子对生物的生态作用及生物的适应
（1）温度与生物生长发育 生长：“三基点”——最低、最适、最高温度。不 同的生物“三基点”不一样。 发育：植物的春化作用（vernaligation）（某些植 物要经过一个“低温“阶段才能开花结果）。 （2）生物对极端温度的适应 对低温适应——在形态、生理和行为方面的表现
2生物对极端温度的适应对低温适应在形态生理和行为方面的表现mmmm331345273313148160127140400472295354959778622说明了生活在高纬度地区的恒温动物其身体往往比生活在低纬度地区的同类个体大
第二章
• 环境概述
• 生态因子
生物与环境
• 生态因子对生物的生态作用
一．环境概述
• 限制因子（limiting factor）： ①限制生物生存和繁殖的关键性因子。 ②在众多生态因子中，任何接近或超过某种生物的 耐受性极限，而且阻止其生长、繁殖或扩散甚至 生存的因素。 • 最小因素定律（law of minimum）： 能够影响生物的无数因子中，总有一个因素 限制生物的生长、生存或繁殖。
• 耐性定律（law of tolerance）： 耐性（tolerance）：①指生物能够忍受外界极端 条件的能力；②指单个有机体或种群能够生存的某一生 态因子的范围。 又称shelford 耐性定律。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 的耐受性限制时，而使该种生物衰退或不能生存。
生态学-第二章 生物与环境(1)生态因子
不 适 范 围
亚 适 范 围
最 适 范 围
亚 适 范 围
不 适 范 围
渐增
不能生存
因子梯度
生物对环境因子的耐受曲线
Shelford 耐受性定律
生 命 活 动 强 度 或 数 量
不能生存 最 适 范 围 亚 适 不 范 适 围 范 围
渐增
不 适 范 围
亚 适 范 围
因子梯度
生物对环境因子耐受曲线的实际表现
2.1 环境及其生态因子的相关概念
1、环境（environment）：某一特定生物体或生物
群体周围一切因素的总和，包括空间及直接或间接
影响该生物体或生物群体生存的各种因素。
大环境（macroenvironment）：地区环境、地球环境、 宇宙 环境；如武夷山的环境，福州鼓山环境等； 小环境（microenvironment）：直接影响生物生命活动的 近 邻环境。如洞穴环境，树荫下环境等； 环境中的气候（climate）： 大气候（macroclimate）：大环境(地区以上范围)的气候条件；
人类活动导致全球环境变化；
……
（4）生物与生物之间的相互作用
物种间的相互作用
互利共生 ＋ ＋ 偏利作用 ＋ ０ 捕食/牧食/寄生 ＋ — 种间竞争 — — 偏害作用 — ０ 中性作用 ０ ０
相互作用 类型 A 物种 B 物种
＋ 得利； — 表示受损；0 无明显影响
物种间的协同进化
• 一个物种在进化上的变化同时改变了与该物种相关的其 它物种所承受的选择压力，导致相关物种的改变，反过 来又对该物种的变化施以影响的过程。 • 二个或更多的相互作用的物种，其各自的进化是相互影 响的，从而形成了一个相互作用的进化系统，这一机制 称为协同进化。例：蛇的体形与鼠地下穴居行为
02.生物环境
02.生物与环境1.环境1.1.环境的概念指某一特定生物体或生物群体周围一切的总和，包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因素。
针对某一主体而言，是相对概念，不同的环境有不同的主体。
生态学中的主体可以是个体、种群或生物群落。
组成：生物赖以生存的环境可以分为两大类，水、光、热、大气等非生命因子构成的无机环境，食物、病菌、害虫、天敌等生命因子构成的有机环境。
1.2.环境的分类按环境的主体分人类环境；生物环境*。
*生物环境又分为大环境与小环境大环境：地区环境，地球环境和宇宙环境。
大气候--离地 1.5m以上，由大气环流、地理纬度、大面积地形等因素决定。
直接影响小环境，并影响生物体。
小环境：对生物有直接影响的邻接环境，即指小范围的栖息地。
生态学研究更重视小环境。
按环境的性质分自然环境；半自然环境；社会环境。
按环境的范围大小分宇宙环境(space environment)：大气层以外的宇宙空间。
Shawn Chen 1地球环境(global environment)：大气圈中的对流层、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈，又称全球环境。
物质循环和能量转换。
区域环境(regional environment)：占有某一特定地域空间的自然环境，是由地球表面不同地区的5个自然圈层相互配合而形成的。
不同地区，形成不同的区域环境特点，分布着不同的生物群落。
微环境(micro-environment)：区域环境中，由于某一个(或几个)圈层的细微变化而产生的环境差异所形成的小环境。
如，生物群落的镶嵌性就是微环境作用的结果。
内环境(inner environment)：生物体内组织或细胞间的环境，其对生物的生长和繁育具有直接影响。
如，叶片内部，直接和叶肉细胞接触的气腔、气室、通气系统，都是形成内环境的场所。
2.生态因子2.1. 生态因子的概念环境要素中对生物起作用的因子，如对生物生长、发育、生殖、行为和分布有影响的环境要素，有光照、温度、水分、氧气、食物等。
生态因子的生态作用及生物的适应性
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C 盐土植物分类
• （1）. 聚盐性植物 • 这类植物能适应在强盐渍化土壤生长， 能从土壤里吸收大量的可溶性盐类，并 把这些盐类积聚在体内而不受伤害。该 类植物原生质对盐的抗性强，极高的渗 透压。
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碱 蓬 群 落
聚盐性植物
19
盐角草 群落
聚盐性植物
20
聚盐性植物
雾滨藜植株
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其他聚盐植物
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补血草
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（3）不透盐性植物
• 这类植物的根细胞对盐类的透过性非常 小，所以他们虽然生长在盐碱土上，但 在一定盐分浓度的土壤溶液中，几乎不 吸收或很少吸收土壤中的盐类。（抗盐 植物）。如盐地紫菀、盐地凤毛菊等。 植物细胞的渗透压也很高，但不是由于 体内高浓度的盐类，而是高浓度的可溶 性的有机物。
普通生态学
General Ecology
1
生态因子的生态作用及生物的适应性
• 二、温度的生态作用及生物的适应性 • 三、水因子的生态作用及生物的是适应性 • 四、土壤因子的生态作用及生物的适应性
2
四、土壤因子的生态作用及生物的适应 • 土壤：位于陆地生态系统的底部，是一薄 层由生物和气候改造的地球外壳。（P50） • 土壤的生态学意义 • 土壤的理化性质及其对生物的影响 • 植物对土壤的适应
• • • • 盐穗木 黑果枸杞 梭梭柴 白刺
22
（2）泌盐性植物
• 这类植物的根细胞对于盐类的透过性与 聚盐性植物一样是很大，但是他们吸进 体内的盐分不积累在体内，而是通过茎、 叶表面上密布的分泌腺，把所吸收的过 多盐分排出体外，这种作用称为泌盐作 用。
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泌盐性植物
盐腺
柽柳群落
24
人工柽柳群落
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宇宙环境 地球环境 区域环境
微环境
内环境
（3）环境因子分类
环境因子：生物有机体以外的环境要素
三大类：气候、土壤与生物 七个并列项目：土壤，水分，温度，光照，大气，火
与生物 三个层次：
植物生长所必需的环境因子（温度，阳光，水等） 不以植被是否存在而发生的对植物有影响的环境因子（风暴、
火山爆发、洪涝等） 存在与发生受植被影响，又可以直接或间接影响植被的环境
（2）主导因子作用
在一定条件下，生态因子中总有一个因子是起主导作 用的，称为主导因子；
例如：
光合作用时，光强是主导因子； 草食动物的食物，草是主导因子；
（3）直接作用与间接作用
植物的生长过程中，光照，温度和雨水能起直接作用， 地形虽不重要，但能够影响光照，温度和降雨，故也 起间接作用
（4）阶段性作用
表 型：可见性状，也可随环境改变
物种是适应环境的产物。
2.2 环境及其类型
环境的概念 环境的类型 环境因子分类
（1）环境（Environment）的概念
环境是一个不确定的概念，是相对于某一个中心或主体而言的。 环境科学研究的中心事物是“人”，则环境是“人类生存的环 境”，在此基础上定义： 影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的 总和。 生态学研究的中心事物是“生物”，则环境是“生物生存的环 境”，可定义： 直接或间接影响生物生存和发展的各种因素的总和。
耐受范围窄，则为限制因子 如：水体中的溶解氧
限制因子的价值
某种生物的限制因子即是其生存的关键； 找到了限制因子就意味着掌握了某种生物与环境复杂关系的
钥匙
（2）利比希（Liebig）最小因子定律
基本描述
植物的生长取决于处在最小量状况的食物的量。
最小因子定律的补充
该定律只适用于稳定状态
耐受定律的补充
生物能够对一个因子耐受范围广，而对另一个因子耐受范围窄 对所有生态因子耐受都很宽的生物，其分布一般很广； 在对一个因子处于不适状态时，对另一因子耐受力可能下降； 生物有时并不在环境因子的最适范围内生活； 繁殖期通常是一个临界期，环境因子最可能起限制作用。
图2-1 生物种耐受性图解
生物对环境的影响。 两者既有联系又有区别
2.3.2 生态因子作用的一般特征
综合作用 主导因子作用 直接和间接作用 阶段性作用 不可代替性和补偿作用
（1）综合作用
生态因子之间是彼此联系，互相促进，互相制约的， 任何一个因子的变化，都会引起其它因子不同程度的 变化。 生态因子作用的重要程度在一定条件下可以互相转化。
2.3.3 生态因子的限制性作用
限制因子 利比希（Liebig）最小因子定律 谢尔福特（Shelford）耐性定律 生态幅 生态内稳态及耐性限度的调整 指示生物
（1）限制因子
限制生物生存和繁殖的关键性因子叫做限制因子 生物的限制因子取决于生物对某种因子的耐受范围：
因子较稳定，生物的耐受范围宽，则为非限制因子 如：空气中的氧气
因子（放牧，火烧）
2.3 生态因子及其作用分析
概念 生态因子作用的一般特征 限制性作用
2.3.1 生态因子的概念
生态因子（Ecological Factors)概念：
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
生态因子与环境因子的关系
环境因子主要强调环境对主体的影响因素； 生态因子除考虑环境因子外，及其类型 生态因子及其作用分析 生态因子的生态作用及生物的适应
2.1 生物种的概念
生物种即物种 概念一：形态相似的个体的集合
强调形态相似与能够繁殖延续
概念二：能实际地或潜在地彼此杂交的种群的集合
强调能够杂交繁殖
物种的性状可以分为两类
基因型：遗传本质，内在因素；与环境结合可产生变异，甚 至导致物种的分化；
某些因子的作用受到其它条件的影响（如肥效也受气候的 影响）
必须考虑生态因子之间的相互作用
N支持产量的80%，P支持90%，实际产量只有72%而不是 80%。
（3）谢尔福特（Shelford）耐受定律
基本描述
生物的生存与繁殖，要依赖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，则该物种不能生存，甚至灭绝。（图2-1）
环境又是一个广泛的概念，主体的改变又导致环境的改变 环境可以大到宇宙，小到基本粒子。
（2）环境的类型
环境类型的划分依据
按环境的主体 按环境的性质 按环境的范围
按主体划分 人类环境：以人类为主体的环境 生物环境：以生物为主体的环境
环境
人类环境 生物环境
按性质划分
自然环境： 未经人类破坏的环境；如原始森林等。 半自然环境：被人类破坏后的自然环境；如荒漠等。 社会环境： 具有人类行为的环境； 如城市等。
（4）生态幅
概念：物种对于环境的适应范围的大小。 广温性生物与窄温性生物的生态幅的比较（图2-2）
窄温种的最低、最高和最适宜温度点相距最近； 广温种的最低、最高和最适宜温度点相距较远。
环境
自然环境
半自然环境
社会环境
按范围划分
宇宙环境(Space environment)： 大气层以外的空间，又叫星际环境 地球环境(Global environment )：大气圈中的对流层、水圈、土壤圈、
岩石圈和生物圈，也叫地理环境 区域环境(Regional environment )：某一特定地域空间的自然环境 微 环 境(Micro- environment )：区域环境中的小环境 内 环 境(Inner environment )：生物体内组织或细胞间的环境
生物的生长具有阶段性，生态因子的作用也就有了阶 段性。
中华鲟与三峡大坝
（5）不可代替性和补偿作用
作为主导作用的因子，一般是不可替代的，但有时可 以用非主导因子的作用进行补偿。
光合作用的光强不够，可以提高二氧化碳的浓度进行补偿。
补偿作用只能在一定范围内实现。
如果完全没有阳光，再多的二氧化碳也没有作用