生物與環(huán)境關(guān)系和作用

1、生物與環(huán)境關(guān)系和作用學(xué)習(xí)目的能區(qū)別微環(huán)境、生境和大環(huán)境對生物的影響；了解生態(tài)因子的類型；掌握最小因子定律和耐受定律；了解光因子、溫度因子、水的變化規(guī)律；掌握生態(tài)因子對生物的影響；了解土壤理化性質(zhì)及其對生物的作用；了解生物對環(huán)境的適應(yīng)第一節(jié) 環(huán)境與生態(tài)因子環(huán)境氣象學(xué)：大氣圈環(huán)境科學(xué)、人類生態(tài)學(xué)：人類賴以生存、從事生產(chǎn)和生活的外界條件生態(tài)學(xué)：生物個體或群體周圍一切事物的總和一、環(huán)境第一節(jié) 環(huán)境與生態(tài)因子環(huán)境的大小 地球上所有的動植物：整個地球表面。 某一生物：所在棲息地當(dāng)中對該個體發(fā)生影響的全部無機因素和有機因素的總和。第一節(jié) 環(huán)境與生態(tài)因子生物環(huán)境大環(huán)境(macro-envionment) ：指

2、區(qū)域環(huán)境、全球環(huán)境和宇宙環(huán)境。微環(huán)境(micro-envionment)、生境(habitat)：小范圍內(nèi)的特定棲息地。第一節(jié) 環(huán)境與生態(tài)因子土壤類型地質(zhì)形成氣候地理區(qū)劃類型生物類型生態(tài)學(xué)結(jié)論第一節(jié) 環(huán)境與生態(tài)因子二、生態(tài)因子 環(huán)境因子(environmental factor)：在環(huán)境中，對生物個體或群體的生活或分布起著影響作用的因素，也我為生態(tài)因子(ecological factor)。 生存條件：生物生活不可缺少的各種生態(tài)因子。 適應(yīng)(adapatation)：生物為了能夠在某一環(huán)境更好地生存和繁衍，自己不斷地從形態(tài)、生理、行為等各方面進行調(diào)整，以滿足特定環(huán)境中的生態(tài)因子及其變化的需要。

3、第一節(jié) 環(huán)境與生態(tài)因子三、生態(tài)因子的分類按性質(zhì)分：氣候因子；土壤因子；地形因子；生物因子；人為因子。第一節(jié) 環(huán)境與生態(tài)因子其他分類：簡單分類：生物因子與非生物因子；Smith：密度制約因子和非密度制約因子；蒙恰斯基：穩(wěn)定因子與非穩(wěn)定因子。第二節(jié) 生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理一、最小因子定律、耐受定律和限制因子 最小因子定律（law of the minimum）：當(dāng)某一特定因子的存在量低于某種生物的了小需要量時，便成為決定該物種生存或分布的根本因素。 耐受定律(law of tolerance)：任何一個生態(tài)因子在數(shù)量上或質(zhì)量上的不足或過多，即當(dāng)其接近或達到某種生物的耐受限度時，都會影響到該種生物

4、的分布。第二節(jié) 生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理 生態(tài)幅(ecological valence)：生物對任何一種生態(tài)因子最低點和最高點之間的耐受范圍。 限制因子(limiting factor)：當(dāng)生態(tài)因子接受或超過某種生物的耐受性極限而阻止其生存、生長、繁殖、擴散或分布時，這些因子就稱為限制因子。第二節(jié) 生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理二、生態(tài)因子的相互關(guān)系 生態(tài)因子是相互關(guān)系、相互影響的。 生態(tài)因子是非等價的，有主次之分，但主次不是固定的，會隨條件的變化而變化。第二節(jié) 生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理三、生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性 成為系統(tǒng)的必須條件：具有組成系統(tǒng)的若干組成部分；各個組成部分之間通過相互制約和相互作用，形

5、成一個統(tǒng)一的、有機的整體；具有特定的功能 整體不等于各個孤立的局部之和。第二節(jié) 生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理 生命系統(tǒng)為開放系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)是它的重要特性。 穩(wěn)態(tài)(homeostasis)：生命系統(tǒng)通過內(nèi)存的調(diào)節(jié)機制，各組成 成分和諧共處，從而使相對的平衡條件得以保持。 負反饋(negative feedback)是穩(wěn)態(tài)獲得和保持的基本機制。 反饋(feedback)：系統(tǒng)當(dāng)中的某一成分變化引起其他成分發(fā)生一系列的變化，而后者的變化最終又回過來影響產(chǎn)生變化的成分。第二節(jié) 生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理 根據(jù)穩(wěn)態(tài)理論，生物可分為穩(wěn)態(tài)生物和非穩(wěn)態(tài)生物。 而根據(jù)生物對外界環(huán)境條件的反應(yīng)，生物又可區(qū)分為順應(yīng)者和調(diào)節(jié)者

6、。第二節(jié) 生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理四、生物對環(huán)境的適應(yīng)（形態(tài)、生理、行為） 適應(yīng)：生物對其環(huán)境壓力的調(diào)整過程。也指感覺器官對它們所感覺到的環(huán)境刺激改變的調(diào)整。第二節(jié) 生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理適應(yīng)的類型：進化適應(yīng)；生理適應(yīng)；感覺適應(yīng)；通過學(xué)習(xí)的適應(yīng)。第三節(jié) 生物與光的關(guān)系一、光的性質(zhì) 光由波長不同的電磁波組成，波長范圍為1504000nm，其中可見光的由七種波長介于380760nm之間的光組成。第三節(jié) 生物與光的關(guān)系二、光質(zhì)的變化及其對生物的影響 空間變化：緯度、海拔； 時間變化：季節(jié)變化、日內(nèi)變化。 不同的光質(zhì)對生物有不同的生理作用，紫光抑制植物莖的伸長；動物的色覺也有極大的差別。第三節(jié) 生物

7、與光的關(guān)系三、光照強度的變化及其對生物的影響（一）光照強度的變化 空間變化：緯度、海拔、坡向； 時間變化：季節(jié)變化、日內(nèi)變化； 系統(tǒng)內(nèi)部變化：森林生態(tài)系統(tǒng)、水生生態(tài)系統(tǒng)。第三節(jié) 生物與光的關(guān)系（二）光照強度與水生植物 水體通過反射以及吸收光，使光線只能到達水體一定的深度，造成特殊的水體光照環(huán)境，并形成特殊的水生植物生態(tài)類型。第三節(jié) 生物與光的關(guān)系（三）光照強度與陸生植物 適應(yīng)于不同的光照強度，陸生植物分為陽生植物和陰生植物。 幾個術(shù)語：光補償點、光飽和點、光能利用率、葉面積指數(shù)。第三節(jié) 生物與光的關(guān)系（四）光照強度與動物的行為 很多動物的活動與光照強度有密切關(guān)系。第三節(jié) 生物與光的關(guān)系四、日照

8、長度的變化與生物的光周期現(xiàn)象 地球上不同地區(qū)和不同的季節(jié)，一天之中的晝夜長短是有規(guī)律地變化的。 日照長短的周期變化對生物生長發(fā)育的影響，稱為光周期(photoperiod)現(xiàn)象。第三節(jié) 生物與光的關(guān)系（一）植物的光周期現(xiàn)象長日照植物；短日照植物；中日照植物；日中性植物。第三節(jié) 生物與光的關(guān)系（二）動物的光周期現(xiàn)象鳥類的遷徒；哺乳動物的生殖和換毛；魚類的生殖和洄游；昆蟲的冬眠和滯育。第四節(jié) 生物與溫度的關(guān)系一、溫度的變化規(guī)律 影響溫度的因素：晝夜；季節(jié)；緯度；經(jīng)度；地形；海拔；海陸位置。第四節(jié) 生物與溫度的關(guān)系 土壤、水體中的溫度變化。 土壤溫度晝夜不同，年變化一般服從于氣溫變化規(guī)律。 水體的溫

9、度變化則相對緩和。第四節(jié) 生物與溫度的關(guān)系二、溫度的生態(tài)意義（一）溫度與生長 生物體內(nèi)的生物化學(xué)過程必須在一定溫度內(nèi)才能正常進行。 不同的生物和同一生物的不同發(fā)育階段所忍受的溫度有很大的不同。第四節(jié) 生物與溫度的關(guān)系（二）溫度與生物的發(fā)育 溫度對植物和變溫動物的發(fā)育速率有明顯影響。 有效積溫(effective accumulated temerature)法則：生物的生長發(fā)育過程中，必須從環(huán)境中攝取一定的熱量才能完成某一階段的發(fā)育。第四節(jié) 生物與溫度的關(guān)系（三）極端溫度的影響1、低溫對生物的影響 冷害：喜溫生物在0以上的低溫條件下受害或死亡。 凍害：冰點以下的低溫使生物體內(nèi)形成冰晶而造成的損

10、害。第四節(jié) 生物與溫度的關(guān)系2、高溫對生物的影響 植物：減弱光合作用，增強呼吸作用，使這兩過程失調(diào)；還可破壞植物的水分平衡；加速生長發(fā)育，促使蛋白質(zhì)凝固和有害代謝物累積。 動物：破壞酶活性；蛋白質(zhì)變性；缺氧；排泄功能失調(diào)；神經(jīng)系統(tǒng)麻痹。第四節(jié) 生物與溫度的關(guān)系三、生物對環(huán)境溫度的適應(yīng)（一）生物的分布 溫度因子對生物在地球上的分布是起決定性作用的。第四節(jié) 生物與溫度的關(guān)系（二）對極端溫度的適應(yīng)1、對低溫的適應(yīng) 比爾格曼法則(Bergmanns law) ：同一分類單位的恒溫動物的大型種類，趨向于生活在寒冷的氣候中。 艾倫法則(Allens law)：同一分類單位的恒溫動物的突出部分在低溫環(huán)境中，

11、有變短變小的趨勢。 總的是在形態(tài)、生理以及行為幾個方面進行適應(yīng)。第四節(jié) 生物與溫度的關(guān)系2、對高溫的適應(yīng) 動物適當(dāng)放松恒溫性或者是行為適應(yīng)。 植物則主要是形態(tài)適應(yīng)和生理適應(yīng)。第四節(jié) 生物與溫度的關(guān)系（三）物候 物候：生物長期適應(yīng)于一年中寒暑節(jié)律性變化，形成與此相適應(yīng)的生物發(fā)育節(jié)律。第五節(jié) 水分對生物的生態(tài)作用一、地球上的水及其變化規(guī)律 地球上水分的流動和再分配方式：水汽的大氣環(huán)流；洋流；河流排水 水分循環(huán)：大循環(huán)（外循環(huán)）小循環(huán)（內(nèi)循環(huán)）第五節(jié) 水分對生物的生態(tài)作用二、水的生態(tài)學(xué)意義生物體的組成部分；生物一切代謝活動的介質(zhì)；對陸生生物的熱量調(diào)節(jié)和能量代謝有重要意義。第五節(jié) 水分對生物的生態(tài)作用

12、三、水與水生生物的關(guān)系（一）生物在水中的氣體交換 水中的溶氧量是水生生物最重要的限制因素之一，水生生物通過多種方式適應(yīng)水中的低氧環(huán)境。 水中的二氧化碳有多種來源和多種存在方式，對此，水生的植物和動物各有相應(yīng)的適應(yīng)方式。第五節(jié) 水分對生物的生態(tài)作用（二）水生生物的形態(tài)特征用各種方式增加浮力；快速移動的動物，身體呈流線型；水生生物的體形不受重力限制，有些體形很大。第五節(jié) 水分對生物的生態(tài)作用（三）水與水生植物 植物適應(yīng)水生，形成通氣組織系統(tǒng)。漂浮植物；浮葉植物；沉水植物；挺水植物。第五節(jié) 水分對生物的生態(tài)作用（四）水與水生動物 淡水動物要解決滲透調(diào)節(jié)問題和溶質(zhì)丟失問題。 海洋動物則主要解決水分損失

13、問題，可以通過食物、代謝水或者直接從海洋中攝取的方式補充水分。第五節(jié) 水分對生物的生態(tài)作用四、水與陸生生物的關(guān)系（一）水與陸生動物 陸生動物必須保持體內(nèi)水分平衡。 吸水方式：直接飲水；皮膚吸水；代謝得水。 失水方式：體表蒸發(fā)；呼吸失水；排泄失水。 為了操持水分平衡，陸生動物通過如下方式適應(yīng)：形態(tài)適應(yīng)、生理適應(yīng)、生態(tài)適應(yīng)。第五節(jié) 水分對生物的生態(tài)作用（二）水與陸生植物 陸生植物由于適應(yīng)不同的水分條件，形成不同的生態(tài)類型： 濕生植物； 中生植物； 旱生植物。 各類陸生植物也通過形態(tài)、生理方面的適應(yīng)來應(yīng)對不同的水分條件。第六節(jié) 生物與土壤一、土壤的生態(tài)意義是陸生植物生活的基質(zhì)和陸生動物生活的基底；是

14、土壤生物賴以生存的棲息場所；是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)與能量交換的重要場所；是陸生生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。第六節(jié) 生物與土壤二、土壤的物理性質(zhì)與生物的關(guān)系（一）土壤質(zhì)地與結(jié)構(gòu)第六節(jié) 生物與土壤土壤質(zhì)地砂土粘土壤土第六節(jié) 生物與土壤土壤質(zhì)地核狀結(jié)構(gòu)微團粒結(jié)構(gòu)柱狀結(jié)構(gòu)團粒結(jié)構(gòu)片狀結(jié)構(gòu)塊狀結(jié)構(gòu)第六節(jié) 生物與土壤（二）土壤水分有利于各種營養(yǎng)物質(zhì)的溶解和移動；有利于土壤中有機物的分解和合成；磷酸鹽的水解和有機態(tài)磷的礦化；調(diào)節(jié)土壤溫度。第六節(jié) 生物與土壤（三）土壤空氣 基本上來自大氣，小部分由土壤中的生化過程產(chǎn)生。 土壤空氣的成分與大氣有所不同。 土壤的通氣性程度影響微生物的種類、數(shù)量和活動情況。 土壤空氣和土壤水分互為消長。第六節(jié) 生物與土壤（四）土壤溫度 土壤溫度具有周期性的日變化和年變化。 土壤溫度的變化，對于土壤動物的行為有深刻的影響。 土壤溫度直接影響植物種子的萌發(fā)、扎根生苗，也影響植物根系的生長和呼吸。第六節(jié) 生物與土壤三、土壤的化學(xué)性質(zhì)與生物的關(guān)系（一）土壤的酸堿度 包括酸性強度和數(shù)量兩個方面，對土壤養(yǎng)分有效性有重要影響。第六節(jié) 生物與土壤（二）土壤有機質(zhì) 分為兩類：非腐殖質(zhì)、腐殖質(zhì)。 有機質(zhì)的作用：改善土壤