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1、授课人：XX XX XX学院 XX 专业【全套课件全套课件】目目 录录课程基本情况课程基本情况第一章第一章 环境问题和环境生态学环境问题和环境生态学第二章第二章 环境因子的生态作用环境因子的生态作用第三章第三章 种群生态学种群生态学第四章第四章 群落生态学群落生态学第五章第五章 生态系统生态系统第六章第六章 生物圈主要生态系统及自然资源的保护生物圈主要生态系统及自然资源的保护第七章第七章 生态监测生态监测第八章第八章 生态环境质量评价生态环境质量评价第九章第九章 生态工程生态工程课程性质 环境科学专业的专业必修课，环境工程专业的必选课基本内容第一章 概述第二章至第五章 生态学的基本知识和原理第

2、六章至第十章 自然资源保护，环境污染生态对策，生态监测，生态评价和生态工程重要性 环境生态学是一门新兴的渗透性很强的边缘学科，它既是环境科学的一个分支，又是生态学的分支。环境生态学研究人类干扰条件下，生态系统内在变化机理、规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统的恢复、重建及保护生态对策的科学。因此，它是环境科学专业和环境工程专业非常重要的一门专业课。学时安排共32学时，2学分，无实验。第一章第一章环境问题和环境生态学环境问题和环境生态学第一节 环境生态学的研究内容和任务第二节 环境生态学的现状及发展第一节 环境生态学的研究内容和任务 一、生态学和环境生态学一、生态学和环境生态学 生态学是环境生

3、态学的理论基础。环境生态学是环境科学和生态学之间的边缘学科。因此要想学习环境生态学，首先得知道一些有关生态学产生、发展和现状的知识。生态学产生于社会实践，人们很早就发现生物和环境之间有着非常密切的关系，地球上虽然生物种类繁多，形态各异，但各种生物都有其相对狭窄的环境。鱼离不有水，没有水鱼就无法生存。虽然青蛙能在水里生活，也能在岸上觅食，但蛙卵和蝌蚪却只能在水域中发育，如果没有水域，它也繁衍不了后代。（一）生态学的产生、发展及现状 生物依赖于环境，如海岸带的螃蟹，泥滩召潮蟹，岩石岸居集蟹，沙滩白螃蟹。动物界是这样，植物界也是这样，如从大环境来说热带是阔叶林，寒带是针叶林。（一）生态学的产生、发展

4、及现状 正由于生物与环境之间的关系，一门研究生物及其生存环境之间相互关系的科学就产生了。德国生物学家EHaeckel 1866年（海克尔）最先提出“生态学”这个科学名词（Ecology），并对其定义：生态学是关于有机体与周围外部世界关系的一般科学，外部世界是广义的生存条件。这里指有机的和无机的生存环境。（一）生态学的产生、发展及现状n著名生态学家EOdum（奥德姆）的定义：生态学是研究生态系统结构和功能的科学。n普遍采用的定义：生态学是研究生物与其生存环境之间相互关系的科学。它研究个体种群群落生态系统。（一）生态学的产生、发展及现状 作为一门科学，生态学的发展经历了如下几个阶段：1.奠基阶段：

5、始于16世纪文艺复兴之后，值得提及的学者及论著有：n鲍尔（Boyle）1670年发表了低气压对动物效应的试验结果，标志着动物生理生态学的开端，即个体生态学。（一）生态学的产生、发展及现状布丰（法国，Buffen）17491769提出了生物物种的可变性和生物数量动态概念。马尔萨斯（Molthus，1798）“人口论”，阐述了人口增长和食物关系的看法。达尔文（C.Darwin，1859）“物种起源”更系统地阐述了对生物与环境关系的认识，适者生存。（一）生态学的产生、发展及现状海克尔（E.Haekel，1866）提出生态学的定义，苗比乌斯（Mobius，1877）创立生物群落概念（biocoenos

6、e）华尔明（Warming 1895）以生态地理为基础的植物分布植物生态学诞生的标志。斯洛德（德国，Schroter，1896）提出了个体生态学（Autoecology）和群体生态学（Synecology）两个概念。（一）生态学的产生、发展及现状 2.建立初期：1900年至1920年生态学处于定性描述阶段。在个体，种群或群落的水平上阐述其变化与环境的关系。代表论著：亚当斯（Adams，1913）动物生态学研究指南被认为是第一部动物生态学教科书。（一）生态学的产生、发展及现状 3.发展期：至1930年由描述过渡到对生态现象的解释。在种群动态变化研究方面有进展，如美国皮沃（Peral，1920年）

7、和里德（Read，1920）对逻辑斯谛方程（Logistic eguation）的发现。这个方程是描述种群数学变化的最基本方程；描述有竞争关系的两个种群间相互作用的洛特卡沃尔泰勒方程（Lotka-Voltera equation）。（一）生态学的产生、发展及现状专著：n伯斯（Pearse，1926）和埃尔顿（Elton，1927）分别著述而被广泛应用为教科书的动物生态学n谢尔福德 Shelford，1927实验室及野外生态学（一）生态学的产生、发展及现状4.成熟期：1930年以后，大量专著出版和生态系统概念的提出。如：查普曼（美，Chapman，1931）动物生态学比尤斯（Beus，1935）

8、人类生态学克列门茨（Clements，1939）和谢尔福德（Shelford，1939）生物生态学罗利麦（Lorime，1934）种群生态学（一）生态学的产生、发展及现状费鸿年动物生态学纲要1937我国第一部生态学专著。坦斯利（Tansly，1935，英）提出“生态系统”这一重要科学概念及林德曼（R.L.Lindeman，1942）等人对生态系统能流的研究以及一些内容广泛的生态学专著的出版，标志着生态学已进入了成熟期。（一）生态学的产生、发展及现状50年代后生态学进入了一个新的发展时期，主要表现在种群生态学的研究得到了进一步的发展，特别是种群调节，种群数学模型研究方面取得了重大进展。Loren

9、s（罗伦兹，德1950）和Tinbergen（丁伯根，德国，1951，1953）在行为生态学方面获诺贝尔奖。Harpera（哈帕尔，1977）突破植物种群上的难点，发展了植物生态学。（一）生态学的产生、发展及现状E.Odum和H.Odum在生态系统研究方面的成果对教学，科研产生了重大影响。50年代未开始出现人口、粮食、能源、资源和环境五大问题，促进了生态学的进一步发展，60年代生态学有如下几个突出特点：1.生态学已从描述性科学向实验科学，从定性向定量发展。（一）生态学的产生、发展及现状 2.与有关学科的渗透更加广泛，研究领域不断扩大，有人统计，现在生态学的分支已近百个，研究领域涉及到自然、社会

10、、经济、伦理道德等各个方面。（一）生态学的产生、发展及现状 3.指导思想有了重大变化，协同进化的观点已经对生态学产生重要影响，人类或生物与其生存环境的协同进化过度及其表现形式，主体、客体两者协调发展的途径成为生态学的研究内容。即把人和自然界相互牵制的演变作为统一课题来研究，生态系统的研究正式成为生态学的研究核心。（一）生态学的产生、发展及现状 4.与生产和社会需要紧密结合。成为解决当今人类所面临的许多重大问题的骨干学科，产生了应用生态学各分支学科。环境生态学也是在这样的背景下形成和发展的。（一）生态学的产生、发展及现状 环境生态学是一门新兴的边缘学科，其发展历史较短，对其定义还存在不同看法和争

11、议。（二）环境生态学的定义王翊亭等1983认为：“环境生态学主要研究污染物在以人类为中心的各个生态系统中的扩散、分配和富集过程等消长规律，以便对环境质量作出科学评价。”这个定义把环境生态学研究的内容局限在“污染”上，其实，人为干扰下所出现的问题不只是污染问题。从某种意义上说，生态破坏对环境质量的影响更复杂、更深刻，危害更大。如森林砍伐鸟类减少害虫增加（天敌制约作用减弱）农药使用污染土壤、水体、植物果实危害其他动物或人类。n目前对环境生态学较为普遍的定义是：环境生态学就是研究人为干扰下，生态系统内在的变化机理、规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学。也就是说，应用生态学

12、理论，阐明人与环境间相互作用及解决环境问题的生态途径。二、环境生态学的研究内容和任务二、环境生态学的研究内容和任务 除涉及生态学的基本理论外，其主要研究内容有下列几方面：1.人为干扰下生态系统内在变化机理和规律 自然生态系统受到人为的外界干扰后将会产生一系列的反应和变化。在这一过程中，有哪些内在规律；干扰效应在系统内不同组分间是如何相互作用的；出现了哪些生态效应以及如何影响到人类，包括各种污染物在各类生态系统中的行为变化规律和危害方式。二、环境生态学的研究内容和任务二、环境生态学的研究内容和任务 2.生态系统受损程度的判断 物理、化学和生态学方法是环境质量评价和预测所用的三个最基本手段，科学的

13、评价应该是三者的结合。生态学的判断所需的大量信息就是来自生态监测。二、环境生态学的研究内容和任务二、环境生态学的研究内容和任务 3.各类生态系统的功能和保护措施的研究 各类生态系统在生物圈中执行着不同的功能，被破坏后产生的生态效应亦不同。各类生态系统受损后的危害效应及方式，各类生态系统的保护对策是环境生态学研究的重要内容。包括生物资源的保护和科学管理，受损生态系统的恢复、重建的措施等。二、环境生态学的研究内容和任务二、环境生态学的研究内容和任务 4.解决环境问题的生态对策 采用生态学的方法治理环境污染和生态破坏问题，尤其在区域环境的综合整治上已初见成效。二、环境生态学的研究内容和任务二、环境生

14、态学的研究内容和任务 由此可以看出，维护生物圈的正常功能，改善人类生存环境，并使两者间得到协调发展，是环境生态学的根本目的。应用生态学的理论，保护和合理利用自然资源，治理污染和破坏的生态环境，恢复和重建生态系统，以满足人类生存发展需要，是环境生态学的重要任务。三、环境生态学与相邻学科的关系三、环境生态学与相邻学科的关系 环境生态学是环境科学和生态学的交叉学科，与它相关的学科众多，涉及到自然科学、社会科学、经济学等领域。它与人类生态学、资源生态学、污染生态学、环境监测与评价、环境工程学、环境规划与管理有密切的关系。第二节第二节 环境生态学的现状及发展环境生态学的现状及发展一、环境生态学的产生及现

15、状一、环境生态学的产生及现状 环境生态学诞生于60年代初，它与美国海洋生物学家R.卡逊（Rachel Carson）1962年寂静的春天一书的出版为标志。本书的出版对全球环境科学的发展有着重大的影响。本书以杀虫剂大量使用造成的污染、危害为基本素材，成功地论述了生机勃勃的春天“寂静”的主要原因；以大量事实指出了环境问题产生的根源；揭示了人类生存活动与春天“寂静”间的内在机制；阐述了人类与环境之间的关系；唤起了人们对我们生存环境的热爱。一、环境生态学的产生及现状一、环境生态学的产生及现状 70年代后，在受干扰和受害生存系统的恢复和重建的理论和实际应用研究方面做了大量工作，出版了许多有关专著，召开了

16、不少国际性学术讨论会。一、环境生态学的产生及现状一、环境生态学的产生及现状 1972年巴巴拉、沃德出版了只有一个地球，提醒人们认识人类居住的星球的有限性和易变性。本书也是一本很有影响的专著，它不仅以整个地球的前途为着眼点，而且也从社会经济和政治的高度分析了当今环境问题。从人口增长过快，滥用资源，工业技术影响，发展不平衡，世界范围的城市化困境等多方面探讨了环境问题的产生；从发展与维护环境的关系处理不当，揭示了人类环境污染和破坏以及全球生态系统损害的原因。一、环境生态学的产生及现状一、环境生态学的产生及现状 我国著名生态学家马世俊教授于1979年提出“生态工程”的理论，对于我国乃至整个环境生态学的

17、发展有着重要的指导作用。福尔德曼（Bill Freedman，1987）发表了第一部详细的综合教科书环境生态学，对环境生态学的发展起到了积极的推动作用，标志着环境生态学的框架已基本形成。二、二、环境生态学发展趋势与展望环境生态学发展趋势与展望 1.干扰和受害生态系统特征的判定 如何判定一个生态系统是否受到人为干扰的损害及损害程度，受害生态系统结构和功能变化等，目前还存在着不同的看法。受害生态系统特征判定或“生态学诊断”的标准、方法的研究将是今后的研究方向之一。二、二、环境生态学发展趋势与展望环境生态学发展趋势与展望 2.人为干扰与生态演替的相互关系 受害生态系统的恢复与重建最重要的理论基础之一

18、是生态演替理论。自然干扰作用总是使生态系统返回到生态演替的早期状态，但人为干扰是否仅仅是将生态系统位移到一个早期或更为初级演替阶段？各种人为干扰的演替能否预测？在什么条件下人为干扰后的演替会出现加速、延缓、改变方向甚至向相反方向进行？等等问题将是今后环境生态学的研究内容。二、二、环境生态学发展趋势与展望环境生态学发展趋势与展望3.受害生态系统恢复和重建途径如何使受害生态系统在自然及人类的共同作用下尽快地根据人类的需要或愿望得以恢复、改建或重建，它既是一个理论问题，也是一个实践问题，是环境生态学中最具吸引力的一个研究领域。二、二、环境生态学发展趋势与展望环境生态学发展趋势与展望 4.重视生态规划

19、和生态效应预测研究 生态规划一般是指按照生态学原理，对某地区的社会、经济、技术和生态环境进行全面综合规划，以便充分有效和科学地利用各种资源条件，促进生态系统的良性循环，使社会经济持续稳定发展（赵景柱，1990）。这是人类解决面临环境问题的正确途径。第二章第二章 环境因子的生态作用环境因子的生态作用第一节第一节 环境与生物环境与生物 第二节第二节 主要因子的生态作用主要因子的生态作用 第三节第三节 生态因子作用的分析生态因子作用的分析 第一节第一节 环境与生物环境与生物 环境因子的概念：环境与生物是相互作用、相互影响、相互制约、不可分割的统一体。环境是人类及生物赖以生存的各种外界客观条件。对环境

20、进行研究，就会发现环境由若干因素或条件单位组成。这种从环境中分析出来的条件要素或条件单位，称为环境因子。如气候因子、土壤因子、地理因子、生物因子等等。这些因子影响着生物的形态、构造、生长发育、递传变异、分布等。一、环境的类型一、环境的类型自然环境：自然环境：空间中可以直接或间接影响人类生活、空间中可以直接或间接影响人类生活、生产的生物有机体和无机的大气、岩石、生产的生物有机体和无机的大气、岩石、水、土壤等各种要素组成的自然综合体。水、土壤等各种要素组成的自然综合体。人为环境：人为环境：由于人类的活动干扰引起环境质量的变由于人类的活动干扰引起环境质量的变化所形成的环境。化所形成的环境。二、生命的

21、基本特征二、生命的基本特征（一）生物的组织结构及其功能 1.细胞：是构成有机体的基本单位（结构和机能的基本单位）2.组织:是由许多形态和功能相近似的细胞与细胞间质组成高等动物组织一般分为四大类：上皮组织：覆盖于身体的外表面和体腔的因表面以及体内各种管道的内表面的组织。功能：皮肤上皮有保护作用、能防止机械的损伤和水份的蒸发；毛细管和肺泡的上皮能进行物质交换；腺上皮的腺细胞有分泌机制；小肠的上皮能吸收营养物质。结缔组织：这是在身体内起着联结、支持、营养等作用的一类组织。如液态的血液与淋巴、疏松柔软的网状组织和脂肪组织。绵韧的韧带和坚实的软骨硬骨组织。肌肉组织：由肌细胞组成，三种类型平滑肌、骨骼肌和

22、心肌。功能：通过收缩来控制器官、躯体和四肢的各种运动及肠胃的蠕动和心脏的跳动。神经组织：由神经细胞和神经胶质细胞组成，它是生物体内传递信息的通道。高等植物的组织：分生组织：它的细胞具有进行分裂产生新细胞的能力。这种新细胞生长、发育并分化为其他组织。保护组织：覆盖在植物体的表面，防止植物体外水份过度丧失、机械力的损伤等。薄壁组织：分布于植物体的各部分，是构成植物体的主体。（细胞壁较薄而得名）机械组织：它有支持和加固植物体的功能。细胞壁很厚。输导组织：输送植物体内的物质。3.器官：由一系列组织结合在一起构成具有一定形态和功能的结构，如胃、肝、肺等。4.系统：许多在结构和功能上有密切联系的器官结合在

23、一起，共同执行某种特定的生理运动的结构。如呼吸系统、循环系统、消化系统等。（二）生命的基本特征 在生物体的变化过程中自始至终有物质、能量和信息的变化协调统一，形成了生物体有组织、有秩序的活动。生命的基本特征主要表现在以下几方面：1.新陈代谢 2.生殖 3.遗传、变异与进化 4.反应及调节 三、生物对环境的适应三、生物对环境的适应 生物自30亿年前出现在地球上以来，经历了从低等到高等，从简单到复杂，数量由少到多的过程。这些生存在地球上的生物都经过了自然选择，即对环境的适应。（一）适应概述 适应是生物在自然环境中，经过生存竞争而形成的一种适合环境条件特性与性状的现象。它是自然选择的结果。自然选择是

24、生物进化的必经之路，它包括高度的生育、生存竞争、变异、不适者淘汰、适者生存，自然选择的类型很多，主要有三种基本类型：1.稳定性选择：把趋于极端的变异淘汰，而保留中间型个体，使生物个体具有相对的稳定性。2.单向性选择：随时间的推移，一个物种可能转化为更新的物种 3.分离性选择：是把一个群体中的极端变异个体按不同方向保留下来，减少中间常态的选择。如原先较有一致的生态环境分隔成若干次一级的环境，或群体向几种不同的地区扩展，都会出现分裂性选择。一是生物不断改变自己，形成一定特性和性状，以适应改变的环境；二是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，增强自身的竞争能力。适应的内含有两

25、方面：个体数量增加，动物在适应的条件下繁殖速度快，能在短时期里获得较多的个体数目。能扩大分布区，由于个体数量增多，密度增加，动物便会逐渐向邻区迁移，并在新的地区生活繁衍。物种的分化，新的适应，遗传变异，一个种分化，形成新种生物的环境适应对生物种族发展的意义：生物对环境适应的两种基本类型：趋同适应：不同种类的生物，在相同的环境中，受到某种主导因子的长期作用，产生相同的或相似的适应方式。趋异适应或称辐射适应：是同一种生物在不同环境条件下长期生活，产生不同的适应方式，而形成不同的生态类型。（二）形态构造的适应 生物的形态构造与环境相适应。如适于陆地上生活的动物，由肺呼吸空气，有完善皮肤保护，有四肢便

26、于行走，空中飞行的动物，鸟类、昆虫，体形一般不大，有飞行器官。有些动物有保护色，警戒色和拟态。有种蝴蝶叫枭蝴蝶，当它突然展开翅膀显示翅下大斑点时，斑点颜色和形态很象猫头鹰的眼晴，能恐吓想向它进攻的动物。植物在不同的环境下也具有不同的形态，如菊芋。菊芋的适应现象菊芋的适应现象（三）行为适应 1.运动：生物有机体对于外界的环境中某一特定刺激时引起的定向运动，称生物的运动适应，包括直线运动和调转运动两种形式。动物通过一定躲避或接近运动，最后避开或达到某一刺激，以此来回避不利环境，使自己处于适宜的生活区域。如草履虫。由于刺激的因素不同，运动适应可分为趋化性，趋温性，趋湿性，趋光性，趋重力性等。人们可以

27、利用鱼类的趋光性进行捕鱼。植物中也有运动适应者，如含羞草，振动时叶子会成对闭合。昆明99世博会上展出的随人们的歌声跳舞的跳舞草。2.繁殖：不同生物有其繁殖行为。3.迁移和迁徙：迁移一定距离移动。水平迁移，垂直迁移。迁徙动物根据季节不同而变更栖息地的一种习惯，如一种瓣蹼鹬，夏季它是小池塘边的内陆岛，冬季则是飞翔在大洋上的鸟类。4.防御和抗敌：生物遇到危险时采取不同的行为来防御和抗击敌人。如响尾蛇遇到敌人时，尾端角质环剧动发现响声，以警告对方。（四）生理适应 生理适应是生物有机体内发生的各种变化，主要有下列几方面：1.生物钟：生物有机体通过感受界环境的周期变化而调节本身生理活动的节律与之适应。如有

28、花植物每年在一定的季节或一定的时间（早、晚、白天）开花。2.休眠：是生物对外界条件的一种适应。休眠时新陈代谢低下，在恒温动物中表现为不吃、不活动、心跳慢、呼吸弱、体温下降处于昏睡状态。在变温动物中，生命活动延缓以至几乎停顿。夏眠：如海参、黄鼠等。冬眠：蛇、蝙蝠等。植物在冬季不发芽、树木落叶也是一种休眠状态。3.生理生化变化如鸟类的双重呼吸:肺+气囊 气体肺气囊肺排出。（五）营养的适应 植物是动物营养的主要来源，是动物生存的重要生物环境条件。动物有狭食性和广食性之分。狭食性动物取食的食物种类少，它的特化程度高，即食物质量比较一致，不必形成比较复杂的消化器官，生活范围受限制。广食性动物取食的食物种

29、类多，特化程度不明显。它适应的环境范围广。一、光的生态作用一、光的生态作用二、温度的生态作用二、温度的生态作用三、水的生态作用三、水的生态作用四、水环境中主要化学因子对生物的影响四、水环境中主要化学因子对生物的影响五、其他物理因子的影响五、其他物理因子的影响第二节第二节 主要因子的生态作用主要因子的生态作用一、光的生态作用一、光的生态作用（一）光辐射（ray radiation）光的生态作用有四个重要方面：1.生物生活所必须的全部能量来源于太阳光2.植物利用太阳光进行光合作用，制造有机物，动物从植物中吸取营养3.光是生物的昼夜周期、季节周期的信号4.光污染对生物和人类带来危害（二）光对动植物的

30、影响与作用光对生物影响的三要素：光质、光强和光照时间。三要素不同，对生物的影响也不同。光对动物的作用：生殖、体色、迁徙、毛羽更换、生长发育和形态造成等都有重要影响。光对植物的作用：光合作用、色素形成、形态建造。（三）光污染对环境的危害 光污染：夜日汽车行驶的照明灯、核武器爆炸时的强闪光，紫外光、激光、红外光等。光化学烟雾对环境的污染最严重。1.光化学烟雾的概念2.对植物的危害 3.对动物的危害二、温度的生态作用二、温度的生态作用u地球上温度的变化在时间上有季节和昼夜变化。u一年中夏季温度最高，冬季最低，一年中最高和最低温度之差称年较差。u一日中温度最高值出现在午后2时，最低出现日出之前，一日中

31、最高最低温度之差称为日较差。日较差和年较差的大小受纬度的影响，在赤道近较小，向南极和北极，随纬度增加而增大。生物有机体的生理活动，只能在一定温度下进行。050是生物生存的基本温度范围。每种生物都有自己的温度上限和下限，超过温度上限由于蛋白质凝固而死亡，超过温度下限，由于冰晶的形成，会使原生质膜破裂产生冻害。（一）温度对生物生长、发育、繁殖的影响 外界温度的变化对生物的生长有明显的影响。外界温度的季节性变动，通常引起生物生长加强和减缓的交替现象，因而在生物内部结构上也有不同的变化。例如鱼类的鳞片，植物树干的“年轮”。低温对某些植物的开花结果有一定的刺激作用，人们称之为“春化作用”。如北方某些动物

32、引种到南方，首先要经过低温处理，才能发育、开花、结果。温度变化能提高种子发芽率，促进植物的生长发育，如毛冬青浸种1430天后，放在恒温25时，发芽率为2030%，在变温2030时，发芽率为7080%。n温度对变温动物的胚胎发育有直接温度对变温动物的胚胎发育有直接影响，温度低胚胎发育就缓慢；温影响，温度低胚胎发育就缓慢；温度升高，发育过程增快。不同动物度升高，发育过程增快。不同动物的胚胎发育所需温度范围各不相同，的胚胎发育所需温度范围各不相同，鲤鱼的卵为鲤鱼的卵为1420。鸡胚发育最。鸡胚发育最适宜的温度为适宜的温度为3839.5，如低于，如低于20，就不能发育。，就不能发育。n 温度对动物的繁

33、殖活动有一定的制温度对动物的繁殖活动有一定的制约作用。如原生动物中的腹毛虫在约作用。如原生动物中的腹毛虫在710时每日只分裂一次，在时每日只分裂一次，在2427时每日分裂多达时每日分裂多达5次。次。根据热能代谢类型，动物可分为：根据热能代谢类型，动物可分为：变温动物变温动物热能代谢水平低、不稳定、热能代谢水平低、不稳定、无体温调节机能，体温随环境变化而变无体温调节机能，体温随环境变化而变化（鱼、蛇、青蛙等）。化（鱼、蛇、青蛙等）。恒温动物恒温动物热能代谢水平高、体温调热能代谢水平高、体温调节机能强，体温一般不随环境变化而变节机能强，体温一般不随环境变化而变化。化。（二）热污染和热岛效应n由于人

34、类生活和生产活动排放的热由于人类生活和生产活动排放的热源，引起环境增温而影响生态系统源，引起环境增温而影响生态系统结构和功能的现象结构和功能的现象热污染，城热污染，城市、工厂、火电厂、原子能发电厂市、工厂、火电厂、原子能发电厂等常是发生热污染的地方。等常是发生热污染的地方。城市热岛效应是热污染的一种表城市热岛效应是热污染的一种表现形式。城市生活、生产现形式。城市生活、生产+建筑建筑物吸热物吸热+城市上空的颗粒物和城市上空的颗粒物和CO2阻隔热量向外发散阻隔热量向外发散城市温城市温度高于效区度高于效区城郊风（城郊环流）城郊风（城郊环流）污染加重污染加重危害生物健康。危害生物健康。（三）水体热污染

35、 高温度水或废热排入水体，使自然系统增温而影响其结构和功能的现象水体热污染。热电站、医院、冶金、造纸等。危害：危及水生生物温度升高温度升高化学反应加快化学反应加快 溶解氧下降溶解氧下降 水质恶化水质恶化 影响水生生物的生长、影响水生生物的生长、发育、繁殖等。发育、繁殖等。三、水的生态作用三、水的生态作用n生物离不开水，水是生物体内含量最多的化合生物离不开水，水是生物体内含量最多的化合物，约占体重的三分之二以上。水生生物含水物，约占体重的三分之二以上。水生生物含水量比陆生物高，如水母量比陆生物高，如水母95%，虾类，虾类80%，鱼类，鱼类8085%，鸟类，鸟类70%，哺乳类为，哺乳类为75%。n

36、动物个体发育的不同阶段，含水量也不一样，动物个体发育的不同阶段，含水量也不一样，通常幼体比成体高，如金龟子幼虫含水量通常幼体比成体高，如金龟子幼虫含水量7881%，成虫约，成虫约60%。n水是多种物质的溶剂，大部分营养物质只有溶水是多种物质的溶剂，大部分营养物质只有溶于水后才能被动植物吸收。于水后才能被动植物吸收。（一）水与生物的生态关系1.1.对植物的影响对植物的影响n植物的生长、发育、繁殖离不开水。如植物的生长、发育、繁殖离不开水。如玉米，每株玉米一天要需水玉米，每株玉米一天要需水2 2千克，一生千克，一生要耗水要耗水200200多千克。多千克。n水是种子萌发的关键，种皮膨胀软化只水是种子

37、萌发的关键，种皮膨胀软化只有在充足的水分条件下才能进行，这样有在充足的水分条件下才能进行，这样氧才易透过，胚才能呼吸，突破种皮萌氧才易透过，胚才能呼吸，突破种皮萌发。发。n根的发育与土壤水分含量有密切关系，根的发育与土壤水分含量有密切关系，土壤水分过多，空气相对较少，根系因土壤水分过多，空气相对较少，根系因缺氧生长缓慢，形态短小，反之，根系缺氧生长缓慢，形态短小，反之，根系生长加快，扩展范围大根毛发达。生长加快，扩展范围大根毛发达。n土壤水分对植物的果实质量也有重要影土壤水分对植物的果实质量也有重要影响，土地干燥有利于蛋白质，纤维素的响，土地干燥有利于蛋白质，纤维素的形成和积累，水分含量高会增

38、加脂肪和形成和积累，水分含量高会增加脂肪和淀粉的合成。淀粉的合成。n植物和水之间存在着一个适应点，在这植物和水之间存在着一个适应点，在这一点植物生长发育常低于这一点植物会一点植物生长发育常低于这一点植物会萎蔫，生长停止，超过这一点植物缺氧，萎蔫，生长停止，超过这一点植物缺氧，窒息。窒息。植物根据对水的依赖程度分为植物根据对水的依赖程度分为：水生植物：水生植物：离不开水，水体光弱，氧少，温度离不开水，水体光弱，氧少，温度变化平缓，溶解有各种无机盐，特点：发达的变化平缓，溶解有各种无机盐，特点：发达的通气组织，以保证对氧的需要；体重轻面积大；通气组织，以保证对氧的需要；体重轻面积大；机械组织不发达

39、或退化；植物本身是有弹性和机械组织不发达或退化；植物本身是有弹性和抗扭曲能力；叶软而薄。抗扭曲能力；叶软而薄。沉水植物、浮水植物、沉水植物、浮水植物、挺水植物。挺水植物。陆生植物：陆生植物：陆地上生长。进而又可分为湿生植陆地上生长。进而又可分为湿生植物，中生植物，旱植物物，中生植物，旱植物。2.对动物的影响 动物也同样离不开水，水对动物比动物也同样离不开水，水对动物比食物更重要，动物无食物时生存的食物更重要，动物无食物时生存的时间要比无水时长。缺食时间要比无水时长。缺食体重降体重降低低40%，但降低身体水分，但降低身体水分10%，生命活动不正常，生命活动不正常，20%死亡。死亡。(1)湿度：湿

40、度：绝对湿度，相对湿度，湿度绝对湿度，相对湿度，湿度影响动物的形态，体色、生长发育、繁影响动物的形态，体色、生长发育、繁殖、分布、活动、行为及寿命。殖、分布、活动、行为及寿命。（20时当空气中的水蒸气达到饱和时当空气中的水蒸气达到饱和时，时，17.3克克/m3空气）空气）水对动物的影响有下列几个方面：水对动物的影响有下列几个方面：形态：形态：烟管螺：在干热的石灰质高烟管螺：在干热的石灰质高山上，角质的厣发达，可以盖住壳口，山上，角质的厣发达，可以盖住壳口，沿海或其他潮湿地区，厣不发达，甚沿海或其他潮湿地区，厣不发达，甚至缺乏。至缺乏。体色：体色：通常温度高，体色深。树蜗通常温度高，体色深。树蜗

41、牛生活在潮湿生境体色比一般的暗。牛生活在潮湿生境体色比一般的暗。在我国苏北生长的棕色田鼠体色比生在我国苏北生长的棕色田鼠体色比生长在安徽北部和河南一带较为干旱地长在安徽北部和河南一带较为干旱地区的棕色田鼠深。区的棕色田鼠深。生长发育：生长发育：衣鱼（昆虫，体形长而衣鱼（昆虫，体形长而扁，头小，触角鞭状，无翅有三条扁，头小，触角鞭状，无翅有三条长 尾 巴）只 能 生 活 在 相 对 温 度长 尾 巴）只 能 生 活 在 相 对 温 度7090%范围，超出此范围就不能范围，超出此范围就不能生长而死亡。生长而死亡。繁殖：繁殖：充分的湿度有利于性腺发育。充分的湿度有利于性腺发育。如有一种粉螟（螟是一种

42、昆虫，害如有一种粉螟（螟是一种昆虫，害虫侵害水稻等）在相对湿度为虫侵害水稻等）在相对湿度为20%时产卵时产卵16个，个，4050%28个，个，90100%时时177个。个。活动和行为：活动和行为：沙漠动物，如昆虫、爬行沙漠动物，如昆虫、爬行类等，由于白天炎热干燥，温度很高，类等，由于白天炎热干燥，温度很高，影响他们的觅食活动，因此多躲在洞内，影响他们的觅食活动，因此多躲在洞内，到日落时才出来活动。蚊子的活动随大到日落时才出来活动。蚊子的活动随大气中的温度升高而增加，在相对温度为气中的温度升高而增加，在相对温度为85%时，歇在人身上的数量最多。时，歇在人身上的数量最多。寿 命：寿 命：如 鼠 蚤

43、 在如 鼠 蚤 在 3 2 ，相 对 温 度，相 对 温 度8090%时，平均寿命时，平均寿命152小时，小时，27%时，时，27小时。小时。（2）降水：指雨、雪、冰雹等。降水对动物的影响有直接和间接两个方面，暴雨常直接影响动物，冲击动物，浸没它们的居住地，使动物淹死或身体潮湿，热能代谢遭于破坏，过冷而死。降水影响环境中温度和湿度变化，食物和水分的来源，栖息地的变迁，因而间接地影响动物的生活和数量。（3）冰盖层：）冰盖层：季节性的和经常性的。如中高纬度季节性的和经常性的。如中高纬度地运河、湖、海的冰块覆盖属季节性的，北极海地运河、湖、海的冰块覆盖属季节性的，北极海上的冰块覆盖属常年性的，冰覆盖

44、能限制动物的上的冰块覆盖属常年性的，冰覆盖能限制动物的活动，特别是对水生动物的影响较大，主要是造活动，特别是对水生动物的影响较大，主要是造成水生动物缺氧及阻塞觅食通路，迫使一些水栖成水生动物缺氧及阻塞觅食通路，迫使一些水栖息的小兽离开水域，当然也有些动物能适应冰上息的小兽离开水域，当然也有些动物能适应冰上生活，在冰上正常繁殖后代，如格陵兰海豹等。生活，在冰上正常繁殖后代，如格陵兰海豹等。（4）污染水体：）污染水体：水体中含氧量下降，造成缺氧，水体中含氧量下降，造成缺氧，危及水生生物。危及水生生物。（二）水生生物的水盐代谢及渗透压（二）水生生物的水盐代谢及渗透压调节调节渗透压的概念渗透压的概念水

45、生生物直接生活在水环境中，其体表通常是水生生物直接生活在水环境中，其体表通常是可渗透的，它们与体外水环境的水分动态平衡可渗透的，它们与体外水环境的水分动态平衡是通过渗透压调节和体液（如血液）中盐分含是通过渗透压调节和体液（如血液）中盐分含量的扩散作用来维护的。量的扩散作用来维护的。由于天然水中含有不同的溶解物质，并且通常由于天然水中含有不同的溶解物质，并且通常与动物体内的溶解物质含量不同，所以水生动与动物体内的溶解物质含量不同，所以水生动物通常面临着渗透压的差别所引起的交换问题物通常面临着渗透压的差别所引起的交换问题。天然水的含盐量变化很大，天然水的含盐量变化很大，0.01350。海水一般海水

46、一般350。根据水生动物对水环境中含盐量的耐受根据水生动物对水环境中含盐量的耐受性，可划分：性，可划分：狭盐性的动物：狭盐性的动物：生活在含盐量比较稳生活在含盐量比较稳定的环境中，盐变化大，该动物无法生存。定的环境中，盐变化大，该动物无法生存。广盐性动物：广盐性动物：含盐量变化大的环境中含盐量变化大的环境中生存。如某些回游性鱼类能生活在海水，生存。如某些回游性鱼类能生活在海水，也能生活在淡水。也能生活在淡水。根据动物体液和体外介质的渗透压差别大小根据动物体液和体外介质的渗透压差别大小和调节渗透法的机制，又把水生动物分为：和调节渗透法的机制，又把水生动物分为：变渗透压动物：变渗透压动物：调节渗透

47、压的功能不完善，调节渗透压的功能不完善，通常不和周围水环境渗透压相接近，并直接通常不和周围水环境渗透压相接近，并直接受水环境渗透压的影响。水环境含盐量升高受水环境渗透压的影响。水环境含盐量升高时时体重失水而减少；含盐量降低时，其体重失水而减少；含盐量降低时，其体重由于水分渗入而增加，大部分海洋无脊体重由于水分渗入而增加，大部分海洋无脊椎动物，都呈变渗透压性动物。椎动物，都呈变渗透压性动物。恒渗透压性动物：恒渗透压性动物：具有比较完善的调节具有比较完善的调节机制，经保持体内渗透压的稳定，而不受机制，经保持体内渗透压的稳定，而不受水体渗透压的影响，包括淡水和半咸水的水体渗透压的影响，包括淡水和半咸

48、水的无脊椎动物，全部水生脊椎动物及在高盐无脊椎动物，全部水生脊椎动物及在高盐度水体中生活的动物，如淡水无脊椎动物度水体中生活的动物，如淡水无脊椎动物和淡水鱼类，它们体液的渗透压高于周围和淡水鱼类，它们体液的渗透压高于周围水环境的渗透压，因此通过可渗透性的鳃，水环境的渗透压，因此通过可渗透性的鳃，口腔粘膜、体表等，外界水大量渗入体内，口腔粘膜、体表等，外界水大量渗入体内，体内过多的水分随时通过发达的排泄器官体内过多的水分随时通过发达的排泄器官排出体外。排出体外。四、水环境中主要化学因子对生物的四、水环境中主要化学因子对生物的影响影响（一）溶解氧（一）溶解氧 一切好氧生物都要与外界进行气体交换，即

49、通过一切好氧生物都要与外界进行气体交换，即通过呼吸作用吸入氧气，排出呼吸作用吸入氧气，排出CO2，氧不仅是呼吸作用不可氧不仅是呼吸作用不可缺少的元素，同时生物所需的能量也主要是靠氧对各缺少的元素，同时生物所需的能量也主要是靠氧对各种代谢产物的氧化，才能得到满足，如葡萄糖若经氧种代谢产物的氧化，才能得到满足，如葡萄糖若经氧化，每摩尔能产生化，每摩尔能产生686kcal热量，若不经氧化而进行热量，若不经氧化而进行酵解，则只能产生酵解，则只能产生50kcal的热量。的热量。动物在缺氧的环境中，代谢水平下降，生长发育动物在缺氧的环境中，代谢水平下降，生长发育和繁殖能力被抑制，活动能力降低，中枢神经系的

50、机和繁殖能力被抑制，活动能力降低，中枢神经系的机能会受到破坏，严重缺氧能导致死亡。能会受到破坏，严重缺氧能导致死亡。n水体中的含氧量很少，水体中的含氧量很少，1升水中只有升水中只有7立立多方厘米氧，而多方厘米氧，而1升空气中有升空气中有210立方厘立方厘米氧。米氧。n自然水体中的氧含量昼夜变动，主要与自然水体中的氧含量昼夜变动，主要与植物的光合作用有关，白天含氧高，夜植物的光合作用有关，白天含氧高，夜间低。间低。n不同水体中含氧量不同，一般情况下，不同水体中含氧量不同，一般情况下，海洋里的氧较多；停滞的池塘和沼泽中海洋里的氧较多；停滞的池塘和沼泽中由于大量有机物质的分解而缺氧；江河由于大量有机