生態(tài)學第一章 第二章

1、第_章緒論第一節(jié)環(huán)境生態(tài)學的形成與發(fā)展_、生態(tài)學定義研究的背景、對象不同，學科的定義不同。定義：研究生物與環(huán)境間相互關系的科學二、生態(tài)學研究對象傳統(tǒng)生態(tài)學（17-20世紀50年代）以動植物個體、種群、群落作為主要研究對象?，F(xiàn)代生態(tài)學（20世紀60年代-）以分子、細胞、個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、景觀及生物圈為研究對象。2、現(xiàn)代生態(tài)學與傳統(tǒng)生態(tài)學的區(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）、計算機仿真技術等研究范圍：自然一一經(jīng)濟人類社會三、生態(tài)學層次分子、基因、個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、生物圈與全球四、生態(tài)學分支從

2、組織水平、系統(tǒng)分類、棲息場所、研究性質(zhì)、邊緣學科幾方面劃分五、環(huán)境生態(tài)學的形成與發(fā)展1、環(huán)境生態(tài)學的定義定義：研究人為干擾下的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在變化機制、規(guī)律和人類的反效應，尋求受損生態(tài)系統(tǒng)恢復、重建和保護對策的科學。2、環(huán)境生態(tài)學與生態(tài)學的不同強調(diào)人與環(huán)境的相互關系、運用生態(tài)學理論解決環(huán)境問題3、環(huán)境生態(tài)學產(chǎn)生的背景伴隨環(huán)境問題的出現(xiàn)而產(chǎn)生4、環(huán)境生態(tài)學的發(fā)展重要論著的發(fā)表、教科書的出版第二節(jié) 環(huán)境生態(tài)學的內(nèi)容及任務一、全球性十大環(huán)境問題大氣、水、臭氧層、土地、生物、海洋、氣候、化學物、城市、森林二、環(huán)境生態(tài)學的目的及任務1、根本目的：指導人與生物圈（自然、資源與環(huán)境）的協(xié)調(diào)與發(fā)展。2、主要任務：

3、運用生態(tài)學理論保護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)學的研究內(nèi)容1、人類活動帶來的環(huán)境污染2、環(huán)境污染的生物效應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)境影響的機理及解決問題的生態(tài)技術6、全球環(huán)境問題研究與生物圈保護四、環(huán)境生態(tài)學的發(fā)展趨勢環(huán)境污染與生物修復的研究和生態(tài)技術退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復與修復重建環(huán)境與生態(tài)毒理學的研究環(huán)境與生物安全的預測，環(huán)境生態(tài)工程建設第三節(jié)環(huán)境生態(tài)學與相關學科生態(tài)學、環(huán)境科學、恢復生態(tài)學、人類生態(tài)學、污染生態(tài)學、生態(tài)經(jīng)濟學等第二章生物與環(huán)境第一節(jié)生物的基本特征一、化學成分

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、嚴整有序的結(jié)構(gòu)生物體細胞、組織、器官、系統(tǒng)、個體生物界細胞、組織、器官、系統(tǒng)、個體、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、生長與發(fā)育一粒種子一棵大樹；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；變異一一生物進化；六、應激性與適應性草履蟲一一醋酸；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 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 對生物生長、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）主導因子作用（非等價性）種子春化作用：主導因子：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生長期在海洋；生殖期在長江、黑龍江產(chǎn)卵。（五）不可代替性和補償作用光合作用：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，任何接近或超過某種生物的耐受性極限而阻止生存、生長、 繁殖或擴散的因子。（二）李比?！白钚∫蜃佣伞保?840，德國）植物的生長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，只要其中一項因子的量不足或過多，超過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:

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

8、生牡丹栽培3、適應有機體通過遺傳、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。適應類型形態(tài)適應：保護色、警戒色、擬態(tài)等；陸地動物、空中動物、水生動物運動器官的區(qū)別行為適應：運動（草履蟲）、繁殖（珊瑚蟲）、遷徙（旅鼠）、防御抗敵營養(yǎng)適應：食性的泛化與特化第四節(jié)主要生態(tài)因子的作用一、生物與光的關系（一）光強變化對生物的影響1、光強對生物生長發(fā)育和形態(tài)建成有重要作用促進植物組織和器官分化（黃化）2、光照強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、植物對光照強度的適應類型光補償點與光飽和點：光合作用強度和呼吸作用強度相當處的光照強度為光補償點；當光照強度達到一定水平后，植物的

9、光合產(chǎn)物不再增加，該處的光照強度即為光飽和點。陽生植物光補償點高，陰生植物光補償點低（二）光質(zhì)變化對生物的影響1、光質(zhì)對植物的影響紅光加速甜瓜早熟；藍光有利于蛋白質(zhì)合成2、光質(zhì)對動物的影響可見光：動物換羽、體色，不可見光：草履蟲避光（三）生物對光周期的適應晝夜節(jié)律：生物活動表現(xiàn)出24h循環(huán)一次的現(xiàn)象.例：浮游動物；植物光合作用.光周期現(xiàn)象：生物對自然界晝夜長短規(guī)律性變化的反應。1、植物光周期長日照植物：日照超過一定數(shù)值才開花的植物。小麥、大麥、油菜、菠菜短日照植物：日照短于一定數(shù)值才開花的植物。水稻、大豆、玉米、麻、菊花日中性植物：長短日照均可，黃瓜、番茄2、動物光周期: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、雷鳥毛色、生殖、遷徙長日照動物：雪貂、野兔、刺猬短日照動物：綿羊、山羊和鹿二、生物與溫度的關系（一）溫度對生物的作用1、溫度與生物生長：溫度三基點：參與生命活動的酶都有最低、最適和最高溫。不同生物三基點不同；（水稻）在一定溫度范圍內(nèi)，生物生長速率與溫度成正比；（年輪）2、溫度與生物發(fā)育：植物春化、動物繁殖的早遲。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：生物在生長發(fā)育過程中必須從環(huán)境攝取一定的熱量才能完成某一 發(fā)育階段的發(fā)育過程。各個發(fā)育階段所需的總熱量是一個常數(shù)，稱總積溫或有效 積溫。K=N（T-T0）

11、N為生長發(fā)育所需天數(shù)，T為發(fā)育期間當?shù)仄骄鶞囟?，T0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?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、防治病蟲害中，根據(jù)當?shù)氐钠骄鶞囟燃澳澈οx的有效總積溫進行預 測預報。（二）極端溫度對生物的影響1、低溫對生物的影響當溫度低于臨界溫度，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、高溫對生物的影響當溫度超過臨界溫度，對生物產(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）生物對極端溫度的

12、適應1、生物對低溫的適應：形態(tài)、生理、行為阿倫規(guī)律：寒冷地區(qū)的恒溫動物較溫暖地區(qū)恒溫動物外露部分（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)的恒溫動物身體比生活在溫暖地區(qū)同類個體更大，減少 單位體重散熱量。2、生物對高溫的適應：形態(tài)、生理、行為（四）變溫與溫周期現(xiàn)象溫周期現(xiàn)象：植物對晝夜溫度周期性變化的反應，稱為生長的溫周期現(xiàn)象1、變溫與生物生長白天溫度高于夜間溫度，植物正常生長。（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、水對動植物生長發(fā)育的影響植物缺水枯萎、動物缺水休眠3、水對動植物數(shù)量和分布的影響水分多處物種多（二）生物對水因子的適應1、水生植物對水環(huán)境的適應適應方式：有發(fā)達的通氣組織；機械組織不發(fā)達或退化；葉片薄而長，以增加光合和吸收營養(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、陸生植物對水環(huán)境的適應形態(tài)適應：發(fā)達的根系；葉面??；單子葉植物運動細胞可使葉面卷曲；具發(fā)達的貯水組織；生理適應：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、水生動物對水因子的適應海洋動物鯊魚和無脊椎動物：等滲硬骨魚：低滲淡水動物硬骨魚：高滲

14、河口動物洄游魚類：變滲透壓4、陸生動物對水因子的適應1、形態(tài)（昆蟲幾丁質(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、生物與土壤的關系（一）土壤的生態(tài)學意義:提供陸生生物棲息場所；:提供植物生活必須的礦質(zhì)元素；提供植物生長所需的水熱肥氣；維持豐富的土壤生物區(qū)系；生態(tài)系統(tǒng)的許多生態(tài)過程在土壤里進行。土壤生物區(qū)系大型動物群、大動物群、中型底棲動物群、微生物、動植物群落。（二）土壤理化性質(zhì)對生物的影響1、土壤物理性質(zhì)對生物的影響土壤質(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、土壤化學性質(zhì)對生物的影響土壤酸堿度、土壤有機質(zhì)、土壤無機元素（三）植物對土壤因子的適應植物分類：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方式：形態(tài)適應、結(jié)構(gòu)適應、生理適應第一章思考題1、試述生態(tài)學、環(huán)境生態(tài)學的定義及區(qū)別2、環(huán)境生態(tài)學產(chǎn)生的歷史背景3、環(huán)境生態(tài)學研究的主要內(nèi)容和任務第二章思考題1、生物的基本特征是什么？2、