环境生态学第二章-生物与环境课件.ppt

1、第二章第二章 生物与环境生物与环境(6(6学时学时)环境及分类环境及分类 生物与环境关系的基本原理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物与主要生态因子的相互关系 生态因子作用的一般规律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：生态学的基本理论难点：生态学的基本理论8/12/2023第一节第一节 环境及环境因子环境及环境因子一、环境一、环境环境定义环境定义环境因子环境因子环境可分为自然环境和人工环境两大类。环境可分为自然环境和人工环境两大类。（一）自然环境（一）自然环境 概述概述 1.1.大气圈大气圈 概述概述大气的垂直分

2、层，图大气的垂直分层，图2-22-2大气的生态作用大气的生态作用:氧对生物的作用氧对生物的作用二氧化碳对生物的作用二氧化碳对生物的作用风对生物的作用风对生物的作用 2.2.水圈水圈 水是植物所需营养物质的载体，水中溶解了各种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。生长提供丰富的营养物质。3.3.岩石圈岩石圈4.4.土壤圈土壤圈土壤的地域分布土壤的地域分布5.5.生物圈生物圈 概述概述(二二)环境范围环境范围 根据范围大小划分五大类：生物圈、区域根据范围大小划分五大类：生物圈

3、、区域环境、生境、小环境、内环境。环境、生境、小环境、内环境。1.1.生物圈生物圈2.2.区域环境区域环境3.3.生境生境4.4.小环境和内环境小环境和内环境(三三)人工环境人工环境(四）污染的环境四）污染的环境污染环境特征：污染环境特征：（1 1）有毒污染物通过环境介质进入机体产生急性或慢性、）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；（短期或长期的毒性影响，且影响面大而范围广；（2 2）污）污染物一般以浓度低、持续时间长，并以多种毒物同时存染物一般以浓度低、持续时间长，并以多种毒物同时存在、联合作用于人体；（在、联合作用于人体；（3 3）污染物

4、形态发生转化，使污）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；（染物的原有性状和浓度发生变化；（4 4）生态系统遭到扰）生态系统遭到扰乱，稳定性降低。乱，稳定性降低。二、自然环境基本特征二、自然环境基本特征1 1纬度地带性纬度地带性(热量差异热量差异陆地自然带气候类型典型植被典型动物典型土壤热带雨林带热带雨林气候热带雨林猩猩，河马砖红壤热带季雨林带热带季风气候热带季雨林象，孔雀砖红壤性红壤热带草原带热带草原气候热带草原长颈鹿，羚羊燥红土热带荒漠带热带消漠气候热带荒漠袋鼠，沙漠狐荒漠土亚热带常绿硬叶林带地中海气候亚热带常绿硬叶林阿尔卑斯山羊褐土亚热带常绿阔叶林带亚热带季风气候亚热带常

5、绿阔叶林猕猴，灵猫红壤亚热带常绿阔叶林带温带季风和海洋性气候温带草原松鼠，黑熊棕壤，褐土温带草原带温带大陆气候温带草原黄羊、旱獭黑钙土温带荒漠带温带荒漠双峰驼，子午沙鼠荒漠土亚寒带针叶林带亚寒带针叶林气候亚寒带针叶林驼鹿，紫貂灰化土苔原带苔原气候苔原驯鹿，北极狐冰沼土冰原带冰原气候冰雪裸地北极熊，海貂未发育2 2垂直地带性垂直地带性3 3经度地带性经度地带性(水分差异）水分差异）东南沿海东南沿海西北内陆西北内陆8/12/2023第二节第二节 地球上的生物地球上的生物 第三节第三节 生物对环境的适应生物对环境的适应一、适应一、适应（natural selectionnatural selecti

6、on）自然选择有哪几种类型？自然选择有哪几种类型？稳定性选择（稳定性选择（steady selectionsteady selection）单向性选择（单向性选择（directional selectiondirectional selection）分裂性选择（分裂性选择（disruptive selectiondisruptive selection）8/12/2023适适应应性性改变改变自己自己形成一定特形成一定特性和性状性和性状适应改变适应改变的环境的环境保留有利于保留有利于生物生存和生物生存和繁殖的各种繁殖的各种特征特征充分利用充分利用稳定条件稳定条件下的资源下的资源巩固自身巩固自身的

7、竞争能的竞争能力力8/12/2023趋同适应（趋同适应（convergent adaptationconvergent adaptation）8/12/2023趋异适应（趋异适应（divergence adaptationdivergence adaptation）适应对生物种族的发展有什么意义？适应对生物种族的发展有什么意义？1.1.个体数量的增加；个体数量的增加；2.2.扩大分布区；扩大分布区；3.3.物种的分化。物种的分化。二、形态构造的适应二、形态构造的适应8/12/20238/12/20238/12/2023三、行为适应三、行为适应1 1运动：直线运动和调转运动。运动：直线运动和调转

8、运动。草履虫的趋避运动草履虫的趋避运动刺激因素刺激因素2.2.繁殖繁殖表现：行为、挥发性物质、颜色等。表现：行为、挥发性物质、颜色等。如极乐鸟、园丁鸟。如极乐鸟、园丁鸟。8/12/20233 3迁移和迁徙迁移和迁徙4.4.防御和抗敌防御和抗敌8/12/20231 1生物钟（生物钟（biological clockbiological clock）概念概念太阳花、向日葵等；太阳花、向日葵等；蝶类、蛾类；蝶类、蛾类；光合作用、生长激素。光合作用、生长激素。四、生理适应四、生理适应8/12/20232 2休眠（休眠（dormancydormancy）休眠时的生理表现：休眠时的生理表现：新陈代谢、取食

9、、活动、心跳、呼吸，体温；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、夏眠（夏蛰）：如海参、非洲肺鱼与美洲的肺鱼、沙蜥、黄鼠。沙蜥、黄鼠。冬眠（冬蛰）：如蛙、蛇、蝙蝠等。冬眠（冬蛰）：如蛙、蛇、蝙蝠等。植物和微生物的休眠。植物和微生物的休眠。狭食性动物：狭食性动物：特点特点环境条件环境条件广食性动物：广食性动物：特点特点环境条件环境条件五、营养的适应五、营养的适应8/12/2023第四节第四节 环境因子的生态作用环境因子的生态作用环境因子所起作用的主体，可分为：气候因子、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。土

10、壤因子、地形因子、生物因子和人为因子。8/12/2023光光合合作作用用率率光光合合作作用用率率光强度光强度光强度光强度净生产力净生产力光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用A AB BA AB BA ACPCP光补偿点光补偿点CPCPCPCPa ab bspspspsp光饱和点光饱和点B B光补偿点光补偿点 (compensation point)(compensation point)光饱和点光饱和点(saturate point)(saturate point)8/12/2023光周期现象光周期现象美国学者加纳美国学者加纳(Garner)(Garner)与阿拉德与阿拉德(A11ard)(192

11、0)(A11ard)(1920)的烟草实验的烟草实验长日照长日照短日照短日照a.a.日周期日周期b.b.月周期月周期c.c.季节周期季节周期（一）温度对生物生长发育的影响（一）温度对生物生长发育的影响温度与生物生长温度与生物生长生物生长的生物生长的“三基点三基点”一般来说，生长在低纬度的生物高温阈值一般来说，生长在低纬度的生物高温阈值偏偏高高，而生长在高纬度的生物低温阈值，而生长在高纬度的生物低温阈值偏低偏低。2.2.温度与生物发育温度与生物发育法国学者雷米尔（法国学者雷米尔（ReaumurReaumur，l735l735）提出有效）提出有效积温法则：积温法则：K KN(tN(t一一t t0

12、0)K K该生物所需的有效积温，它是个常数；该生物所需的有效积温，它是个常数；t t一当地该时期的平均温度，一当地该时期的平均温度，；t t0 0该生物生长活动所需最低临界温度该生物生长活动所需最低临界温度(生物生物零度零度)，；N N天数，天数，d d。1.1.低温对生物的影响及生物的适应低温对生物的影响及生物的适应a.a.低温对生物的影响低温对生物的影响 临界温度临界温度低温对生物的伤害：冷害和冻害低温对生物的伤害：冷害和冻害b.b.生物对低温的适应生物对低温的适应 贝格曼贝格曼(Bergman)(Bergman)规律规律阿伦阿伦(A11en)(A11en)规律规律（二）极端温度对生物的影

13、响（二）极端温度对生物的影响a.a.高温对生物的影响高温对生物的影响 植物植物光合作用、呼吸作用光合作用、呼吸作用动物动物酶活性、蛋白质酶活性、蛋白质2.2.高温对生物的影响及生物的适应高温对生物的影响及生物的适应b.b.生物对高温环境的适应生物对高温环境的适应表现在形态、生理和行为表现在形态、生理和行为3 3个方面个方面8/12/2023四、水的生态作用四、水的生态作用水对动植物数量和分布的影响水对动植物数量和分布的影响（二）生物对水因子的适应（二）生物对水因子的适应1.1.植物对水因子的适应植物对水因子的适应1 1）水生植物）水生植物包括沉水、浮水和挺水植物三种类型。包括沉水、浮水和挺水植

14、物三种类型。2 2）陆生植物）陆生植物包括湿生、中生和早生植物三种类型。包括湿生、中生和早生植物三种类型。8/12/20232.2.动物对水因子的适应动物对水因子的适应1 1）水与水生动物）水与水生动物2 2）水与陆生动物）水与陆生动物陆生动物的水分适应包括：陆生动物的水分适应包括：形态结构的适应、形态结构的适应、行为适应行为适应生理适应生理适应8/12/2023五、土壤因子的生态作用及生物的适应五、土壤因子的生态作用及生物的适应1.1.土壤理化性质与植物土壤理化性质与植物2.2.生物对土壤条件的适应生物对土壤条件的适应酸性土植物酸性土植物(pH(pH值值6.5)7.5)7.5)8/12/20

15、23第五节第五节 生态因子作用的一般规律生态因子作用的一般规律一、生态因子的概念一、生态因子的概念生态因子（生态因子（ecological factorsecological factors）环境因子环境因子生态环境（生态环境（ecological environmentecological environment）生境（生境（habitathabitat）8/12/2023二、生态因子作用的一般特征二、生态因子作用的一般特征8/12/20232.2.主导因子作用主导因子作用主导因子概念主导因子概念光合作用光合作用光强光强主导因子；主导因子；温度和温度和COCO2 2次要因子；次要因子；春化作

16、用春化作用温度温度主导因子；主导因子；湿度和通气湿度和通气次要因子。次要因子。3.3.直接作用和间接作用直接作用和间接作用4.4.生态因子的阶段性作用生态因子的阶段性作用光照长短光照长短 春化阶段春化阶段 光周期阶段光周期阶段 大马哈鱼、大马哈鱼、鳗鲡鳗鲡5.5.生态因子的不可替代性和补偿作用生态因子的不可替代性和补偿作用不可替代性不可替代性主导因子（水分、温度）主导因子（水分、温度）可补偿性可补偿性光强度不足光强度不足 提高光强提高光强 增加二氧化碳浓度增加二氧化碳浓度8/12/2023三、生态因子的限制性作用三、生态因子的限制性作用1.1.限制因子限制因子概念概念温度、氧气、水分温度、氧气

17、、水分判断：任何一种因子，只要接近或超过生物的判断：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。耐受范围，它就会成为这种生物的限制因子。8/12/20232.Liebig2.Liebig最小因子定律最小因子定律（liebigs law of minium)liebigs law of minium)定律的基本内容定律的基本内容李比希定律补充条件：李比希定律补充条件：8/12/20233.Shelford3.Shelford耐性定律耐性定律(Shelfords law of tolerance)(Shelfords law of tolerance)（1 1）基本概

18、念）基本概念 耐性定律耐性定律 生态幅生态幅 (ecological amplitude)(ecological amplitude)或生态价或生态价(ecological valence)(ecological valence)8/12/2023种种群群数数量量数量数量很低很低种群种群消失消失种群种群消失消失数量数量很低很低数量数量最高最高不能耐不能耐受区受区生理受生理受抑制抑制生理受生理受抑制抑制不能不能耐受耐受区区最适区最适区 环境梯度环境梯度高高低低耐受性下限耐受性下限耐受性上限耐受性上限生物种的耐受性限度图解（据生物种的耐受性限度图解（据Smith,1980Smith,1980）8/12/20232）耐性限度的驯化8/12/20231.1.拮抗作用拮抗作用概念概念实例：实例：8/12/20232.2.协同、增强和叠加作用协同、增强和叠加作用（1 1）协同作用）协同作用（2 2）增强作用）增强作用（3 3）叠加作用）叠加作用8/12/20233.3.净化作用净化作用物理净化、化学净化、生物净化物理净化、化学净化、生物净化感谢各位聆听！学.科.网