生態(tài)學(xué)第一章 第二章

1、第_章緒論第一節(jié)環(huán)境生態(tài)學(xué)的形成與發(fā)展_、生態(tài)學(xué)定義研究的背景、對(duì)象不同，學(xué)科的定義不同。定義：研究生物與環(huán)境間相互關(guān)系的科學(xué)二、生態(tài)學(xué)研究對(duì)象傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)（17-20世紀(jì)50年代）以動(dòng)植物個(gè)體、種群、群落作為主要研究對(duì)象。現(xiàn)代生態(tài)學(xué)（20世紀(jì)60年代-）以分子、細(xì)胞、個(gè)體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、景觀及生物圈為研究對(duì)象。2、現(xiàn)代生態(tài)學(xué)與傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)的區(qū)別研究層次：從宏觀到微觀研究手段：自記電子儀、同位素示蹤、衛(wèi)星遙感（RS）地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)等研究范圍：自然一一經(jīng)濟(jì)人類社會(huì)三、生態(tài)學(xué)層次分子、基因、個(gè)體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、生物圈與全球四、生態(tài)學(xué)分支從

2、組織水平、系統(tǒng)分類、棲息場(chǎng)所、研究性質(zhì)、邊緣學(xué)科幾方面劃分五、環(huán)境生態(tài)學(xué)的形成與發(fā)展1、環(huán)境生態(tài)學(xué)的定義定義：研究人為干擾下的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在變化機(jī)制、規(guī)律和人類的反效應(yīng)，尋求受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)、重建和保護(hù)對(duì)策的科學(xué)。2、環(huán)境生態(tài)學(xué)與生態(tài)學(xué)的不同強(qiáng)調(diào)人與環(huán)境的相互關(guān)系、運(yùn)用生態(tài)學(xué)理論解決環(huán)境問(wèn)題3、環(huán)境生態(tài)學(xué)產(chǎn)生的背景伴隨環(huán)境問(wèn)題的出現(xiàn)而產(chǎn)生4、環(huán)境生態(tài)學(xué)的發(fā)展重要論著的發(fā)表、教科書(shū)的出版第二節(jié) 環(huán)境生態(tài)學(xué)的內(nèi)容及任務(wù)一、全球性十大環(huán)境問(wèn)題大氣、水、臭氧層、土地、生物、海洋、氣候、化學(xué)物、城市、森林二、環(huán)境生態(tài)學(xué)的目的及任務(wù)1、根本目的：指導(dǎo)人與生物圈（自然、資源與環(huán)境）的協(xié)調(diào)與發(fā)展。2、主要任務(wù)：

3、運(yùn)用生態(tài)學(xué)理論保護(hù)和合理利用自然資源，治理污染和破壞的生 態(tài)環(huán)境，恢復(fù)和重建受損的生態(tài)系統(tǒng)，以滿足人類生存和發(fā)展的需要。三、環(huán)境生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容1、人類活動(dòng)帶來(lái)的環(huán)境污染2、環(huán)境污染的生物效應(yīng)3、環(huán)境污染的生物凈化4、環(huán)境生態(tài)工程5、生態(tài)系統(tǒng)退化與環(huán)境影響的機(jī)理及解決問(wèn)題的生態(tài)技術(shù)6、全球環(huán)境問(wèn)題研究與生物圈保護(hù)四、環(huán)境生態(tài)學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)環(huán)境污染與生物修復(fù)的研究和生態(tài)技術(shù)退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與修復(fù)重建環(huán)境與生態(tài)毒理學(xué)的研究環(huán)境與生物安全的預(yù)測(cè)，環(huán)境生態(tài)工程建設(shè)第三節(jié)環(huán)境生態(tài)學(xué)與相關(guān)學(xué)科生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、恢復(fù)生態(tài)學(xué)、人類生態(tài)學(xué)、污染生態(tài)學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)等第二章生物與環(huán)境第一節(jié)生物的基本特征一、化學(xué)成分

4、的同一性元素 C、H、O、N、P、S分子葡萄糖、氨基酸、核苷酸、ATP、遺傳密碼子二、嚴(yán)整有序的結(jié)構(gòu)生物體細(xì)胞、組織、器官、系統(tǒng)、個(gè)體生物界細(xì)胞、組織、器官、系統(tǒng)、個(gè)體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)三、新陳代謝物質(zhì)代謝、能量代謝四、生長(zhǎng)與發(fā)育一粒種子一棵大樹(shù)；一只蝌蚪一只青蛙；五、遺傳與變異繁殖一一生命延續(xù)；遺傳一一形狀傳遞；變異一一生物進(jìn)化；六、應(yīng)激性與適應(yīng)性草履蟲(chóng)一一醋酸；蚯蚓微堿性土壤；第二節(jié)環(huán)境的概念及其類型一、環(huán)境的概念生物科學(xué)指某一特定生物體或生物群體以外的空間，以及直接或間接影響生物 體或生物群體生存的一切事物的總和。環(huán)境科學(xué) 圍繞著人群的空間以及其中可以直接或間接影響人類生活和發(fā)展的

5、各種因素的總體。二、環(huán)境的類型按主體 人類環(huán)境（人）、環(huán)境（生物）按性質(zhì)自然、半自然、社會(huì)環(huán)境按范圍 宇宙、地球、區(qū)域、微環(huán)境、內(nèi)環(huán)境地球環(huán)境:大氣圈、水圈、巖石圈、土壤圈、生物圈第三節(jié)生態(tài)因子的概述一、概念1、生態(tài)因子 對(duì)生物生長(zhǎng)、發(fā)育、生殖、行為和分布有直接或間接影響的環(huán)境 要素。2、環(huán)境因子 指生物有機(jī)體以外的所有環(huán)境要素。3、生態(tài)因子分類非生物因子：氣候因子、土壤因子、地形因子生物因子： 植物因子、動(dòng)物因子、人為因子二、生態(tài)因子作用的一般特征（一）綜合作用植物光合作用：光照、溫度、CO2（二）主導(dǎo)因子作用（非等價(jià)性）種子春化作用：主導(dǎo)因子：溫度；次要因子：水分、氧氣（三）直接作用和間接

6、作用間接作用：地形坡向（四川二郎山）直接作用：光照、溫度、雨水等（四）階段性作用大麻哈魚(yú)生長(zhǎng)期在海洋；生殖期在長(zhǎng)江、黑龍江產(chǎn)卵。（五）不可代替性和補(bǔ)償作用光合作用：弱光+濃CO2三、生態(tài)因子的限制性作用（一）限制因子在眾多生態(tài)因子中，任何接近或超過(guò)某種生物的耐受性極限而阻止生存、生長(zhǎng)、 繁殖或擴(kuò)散的因子。（二）李比?！白钚∫蜃佣伞保?840，德國(guó)）植物的生長(zhǎng)取決于處在最小量狀況的食物的量。（N、P、K）（三）、謝爾福特“耐受性定律”生物的存在與繁殖，要依賴于某種綜合環(huán)境因子的存在，只要其中一項(xiàng)因子的量不足或過(guò)多，超過(guò)了某種生物的耐性限度，則使該物種不能生存，甚至滅絕。（溫度）耐性限度的特點(diǎn):

7、耐性限度會(huì)因生物發(fā)育時(shí)期、季節(jié)、環(huán)境條件的不同而變化；東北紅松冬季-20度生長(zhǎng)、夏季0度以上死亡:耐性限度可以改變；（人工馴化、生理適應(yīng)）高山雪蓮、溫泉細(xì)菌、金魚(yú)耐性限度實(shí)際范圍小于潛在范圍；提高基礎(chǔ)代謝率的生理調(diào)節(jié)水平付出的代價(jià)、降低代謝強(qiáng)度上限或下限水平（四）生物內(nèi)穩(wěn)態(tài)及其調(diào)節(jié)機(jī)制1、內(nèi)穩(wěn)態(tài)及其保持機(jī)制概念：生物控制體內(nèi)環(huán)境使其保持相對(duì)穩(wěn)定的機(jī)制,從而減少生物對(duì)外界條件的 依賴性，提高生物對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)能力。保持機(jī)制：生理過(guò)程：高溫植物氣孔關(guān)閉，低溫細(xì)胞液濃度提高；恒溫動(dòng)物調(diào)節(jié)體溫行為調(diào)整：動(dòng)物冬、夏眠。2、耐性限度的馴化馴化機(jī)制：通過(guò)生物體內(nèi)酶系統(tǒng)的調(diào)整。動(dòng)物：金魚(yú)不同溫度飼養(yǎng)植物：野

8、生牡丹栽培3、適應(yīng)有機(jī)體通過(guò)遺傳、生理或生化的調(diào)整以確保在一定的條件下更好的生存和繁衍。適應(yīng)類型形態(tài)適應(yīng)：保護(hù)色、警戒色、擬態(tài)等；陸地動(dòng)物、空中動(dòng)物、水生動(dòng)物運(yùn)動(dòng)器官的區(qū)別行為適應(yīng)：運(yùn)動(dòng)（草履蟲(chóng)）、繁殖（珊瑚蟲(chóng)）、遷徙（旅鼠）、防御抗敵營(yíng)養(yǎng)適應(yīng)：食性的泛化與特化第四節(jié)主要生態(tài)因子的作用一、生物與光的關(guān)系（一）光強(qiáng)變化對(duì)生物的影響1、光強(qiáng)對(duì)生物生長(zhǎng)發(fā)育和形態(tài)建成有重要作用促進(jìn)植物組織和器官分化（黃化）2、光照強(qiáng)度與水生植物透光帶內(nèi)光合大于呼吸，透光帶下光合等于呼吸3、植物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)類型光補(bǔ)償點(diǎn)與光飽和點(diǎn)：光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度相當(dāng)處的光照強(qiáng)度為光補(bǔ)償點(diǎn)；當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到一定水平后，植物的

9、光合產(chǎn)物不再增加，該處的光照強(qiáng)度即為光飽和點(diǎn)。陽(yáng)生植物光補(bǔ)償點(diǎn)高，陰生植物光補(bǔ)償點(diǎn)低（二）光質(zhì)變化對(duì)生物的影響1、光質(zhì)對(duì)植物的影響紅光加速甜瓜早熟；藍(lán)光有利于蛋白質(zhì)合成2、光質(zhì)對(duì)動(dòng)物的影響可見(jiàn)光：動(dòng)物換羽、體色，不可見(jiàn)光：草履蟲(chóng)避光（三）生物對(duì)光周期的適應(yīng)晝夜節(jié)律：生物活動(dòng)表現(xiàn)出24h循環(huán)一次的現(xiàn)象.例：浮游動(dòng)物；植物光合作用.光周期現(xiàn)象：生物對(duì)自然界晝夜長(zhǎng)短規(guī)律性變化的反應(yīng)。1、植物光周期長(zhǎng)日照植物：日照超過(guò)一定數(shù)值才開(kāi)花的植物。小麥、大麥、油菜、菠菜短日照植物：日照短于一定數(shù)值才開(kāi)花的植物。水稻、大豆、玉米、麻、菊花日中性植物：長(zhǎng)短日照均可，黃瓜、番茄2、動(dòng)物光周期:日周期 哲鏢水蚤雌體黃

10、昏上升水面，清晨下沉。:月周期 棲居大沙蠶10-11月滿月交配年周期北極狐、雪兔、雷鳥(niǎo)毛色、生殖、遷徙長(zhǎng)日照動(dòng)物：雪貂、野兔、刺猬短日照動(dòng)物：綿羊、山羊和鹿二、生物與溫度的關(guān)系（一）溫度對(duì)生物的作用1、溫度與生物生長(zhǎng)：溫度三基點(diǎn)：參與生命活動(dòng)的酶都有最低、最適和最高溫。不同生物三基點(diǎn)不同；（水稻）在一定溫度范圍內(nèi)，生物生長(zhǎng)速率與溫度成正比；（年輪）2、溫度與生物發(fā)育：植物春化、動(dòng)物繁殖的早遲。溫度與生物發(fā)育最普遍規(guī)律是有效積溫。有效積溫定義：生物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中必須從環(huán)境攝取一定的熱量才能完成某一 發(fā)育階段的發(fā)育過(guò)程。各個(gè)發(fā)育階段所需的總熱量是一個(gè)常數(shù)，稱總積溫或有效 積溫。K=N（T-T0）

11、N為生長(zhǎng)發(fā)育所需天數(shù)，T為發(fā)育期間當(dāng)?shù)仄骄鶞囟龋琓0是發(fā)育所需最低臨界 溫度，K是總積溫（常數(shù)）。有效積溫意義根據(jù)當(dāng)?shù)氐钠骄鶞囟群兔恳蛔魑锼璧目傆行Хe溫，合理安排全年的農(nóng)作物茬 口；在植物保護(hù)、防治病蟲(chóng)害中，根據(jù)當(dāng)?shù)氐钠骄鶞囟燃澳澈οx(chóng)的有效總積溫進(jìn)行預(yù) 測(cè)預(yù)報(bào)。（二）極端溫度對(duì)生物的影響1、低溫對(duì)生物的影響當(dāng)溫度低于臨界溫度，生物因低溫冷害或凍害。冷害 指喜溫生物在0度以上受害或死亡。凍害 指生物在0度以下體內(nèi)形成冰品體造成的傷害。2、高溫對(duì)生物的影響當(dāng)溫度超過(guò)臨界溫度，對(duì)生物產(chǎn)生有害作用。原因：蛋白質(zhì)凝固變性、酶失活、破壞水份平衡、缺氧、排泄功能失調(diào)、 神經(jīng)系統(tǒng)麻痹等（三）生物對(duì)極端溫度的

12、適應(yīng)1、生物對(duì)低溫的適應(yīng)：形態(tài)、生理、行為阿倫規(guī)律：寒冷地區(qū)的恒溫動(dòng)物較溫暖地區(qū)恒溫動(dòng)物外露部分（如四肢、尾、 耳朵及鼻）明顯趨于縮小減少散熱。貝格曼規(guī)律：寒冷地區(qū)的恒溫動(dòng)物身體比生活在溫暖地區(qū)同類個(gè)體更大，減少 單位體重散熱量。2、生物對(duì)高溫的適應(yīng)：形態(tài)、生理、行為（四）變溫與溫周期現(xiàn)象溫周期現(xiàn)象：植物對(duì)晝夜溫度周期性變化的反應(yīng)，稱為生長(zhǎng)的溫周期現(xiàn)象1、變溫與生物生長(zhǎng)白天溫度高于夜間溫度，植物正常生長(zhǎng)。（波斯菊、番茄）2、變溫與干物質(zhì)積累晝夜溫差大，利于物質(zhì)積累。（西藏小麥千粒重）三、生物與水的關(guān)系（一）水因子的生態(tài)作用1、水是生物生存的重要條件水是生物體不可缺少的組成成分；水是生物體代謝活

13、動(dòng)的介質(zhì)、原料；水為生物創(chuàng)造穩(wěn)定的溫度環(huán)境；維持生物的固有姿態(tài)2、水對(duì)動(dòng)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響植物缺水枯萎、動(dòng)物缺水休眠3、水對(duì)動(dòng)植物數(shù)量和分布的影響水分多處物種多（二）生物對(duì)水因子的適應(yīng)1、水生植物對(duì)水環(huán)境的適應(yīng)適應(yīng)方式：有發(fā)達(dá)的通氣組織；機(jī)械組織不發(fā)達(dá)或退化；葉片薄而長(zhǎng)，以增加光合和吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的面積。生態(tài)類型：沉水植物浮水植物、挺水植物2、陸生植物對(duì)水環(huán)境的適應(yīng)形態(tài)適應(yīng)：發(fā)達(dá)的根系；葉面?。粏巫尤~植物運(yùn)動(dòng)細(xì)胞可使葉面卷曲；具發(fā)達(dá)的貯水組織；生理適應(yīng)：原生質(zhì)的滲透濃度高生態(tài)類型：濕生植物、中生植物、旱生植物3、水生動(dòng)物對(duì)水因子的適應(yīng)海洋動(dòng)物鯊魚(yú)和無(wú)脊椎動(dòng)物：等滲硬骨魚(yú)：低滲淡水動(dòng)物硬骨魚(yú)：高滲

14、河口動(dòng)物洄游魚(yú)類：變滲透壓4、陸生動(dòng)物對(duì)水因子的適應(yīng)1、形態(tài)（昆蟲(chóng)幾丁質(zhì)體壁）2、行為（干旱地區(qū)晝伏夜出）3、生理（駱駝利用代謝水）四、生物與土壤的關(guān)系（一）土壤的生態(tài)學(xué)意義:提供陸生生物棲息場(chǎng)所；:提供植物生活必須的礦質(zhì)元素；提供植物生長(zhǎng)所需的水熱肥氣；維持豐富的土壤生物區(qū)系；生態(tài)系統(tǒng)的許多生態(tài)過(guò)程在土壤里進(jìn)行。土壤生物區(qū)系大型動(dòng)物群、大動(dòng)物群、中型底棲動(dòng)物群、微生物、動(dòng)植物群落。（二）土壤理化性質(zhì)對(duì)生物的影響1、土壤物理性質(zhì)對(duì)生物的影響土壤質(zhì)地與結(jié)構(gòu)固體、液體和氣體根據(jù)土壤質(zhì)地劃分：砂土壤土粘土水分、氧氣、溫度的影響2、土壤化學(xué)性質(zhì)對(duì)生物的影響土壤酸堿度、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤無(wú)機(jī)元素（三）植物對(duì)土壤因子的適應(yīng)植物分類：酸性土植物、中性土植物、堿性土植物鹽堿土植物鹽土危害適應(yīng)方式：形態(tài)適應(yīng)、結(jié)構(gòu)適應(yīng)、生理適應(yīng)第一章思考題1、試述生態(tài)學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)的定義及區(qū)別2、環(huán)境生態(tài)學(xué)產(chǎn)生的歷史背景3、環(huán)境生態(tài)學(xué)研究的主要內(nèi)容和任務(wù)第二章思考題1、生物的基本特征是什么？2、