生物與環(huán)境課件講義

2023/1/22-1第二章個(gè)體生態(tài)學(xué)-生物與環(huán)境環(huán)境與生態(tài)因子生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理生物與主要生態(tài)因子的相互關(guān)系參考文獻(xiàn)思考題2022/12/122-1第二章個(gè)體生態(tài)學(xué)-生物與環(huán)境環(huán)2023/1/22-2環(huán)境與生態(tài)因子環(huán)境概念生態(tài)因子的類型自然環(huán)境的基本特征2022/12/122-2環(huán)境與生態(tài)因子環(huán)境概念2023/1/22-3環(huán)境概念環(huán)境(environment)和環(huán)境因子(environmentalfactors)

：環(huán)境是指某一特定生物體或生物群體以外的空間,以及直接、間接影響該生物體或生物群體生存的一切事物的總和，由許多環(huán)境要素構(gòu)成，這些環(huán)境要素稱環(huán)境因子。條件(conditions)和資源(resources)：環(huán)境因子可分為條件和資源二類，不可消耗的稱條件，可被消耗的稱資源。生態(tài)因子(ecologicalfactors)

：環(huán)境中對(duì)生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、生殖、行為和分布有著直接或間接影響的環(huán)境要素。生態(tài)因子是環(huán)境中對(duì)生物起作用的因子，而環(huán)境因子則是指生物體外部的全部要素。2022/12/122-3環(huán)境概念環(huán)境(environmen2023/1/22-4生態(tài)因子的類型生態(tài)因子通常分為非生物因子和生物因子兩大類生物因子（biOticfactors）：有機(jī)體（同種和異種）非生物因子（abioticfactors）：溫度、光、濕度、pH、氧氣等有的學(xué)者將生態(tài)因子分為五類氣候因子(climaticfactors)、土壤因子(edaphicfactors)

、地形因子(topographicfactors)

、生物因子、人為因子(anthropogenicfactors)

Begon等將非生物因子分為條件和資源兩類條件：溫度、濕度、pH等資源：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、水、輻射能等2022/12/122-4生態(tài)因子的類型生態(tài)因子通常分為非生2023/1/22-5生態(tài)因子的類型Simith等將生態(tài)因子分成密度制約因子和非密度制約因子密度制約因子(densityindependentfactors)：食物、天敵等生物因子非密度制約因子(densitydependentfactors)：溫度、降水、氣候等因子Мончадский（蒙恰斯基）將生態(tài)因子分為穩(wěn)定因子和變動(dòng)物因子穩(wěn)定因子(steadyfactors)：地心引力、地磁、太陽(yáng)輻射常數(shù)等長(zhǎng)年恒定的因子變動(dòng)物因子(variablefactors)：周期性變動(dòng)：春夏秋冬、潮夕漲落；非周期性變動(dòng)：風(fēng)、降水、捕食2022/12/122-5生態(tài)因子的類型Simith等將生態(tài)2023/1/22-6生態(tài)因子的空間分布特征緯度地帶性：從赤道到兩極，整個(gè)地球表面具有過(guò)渡狀的分帶性規(guī)律。太陽(yáng)輻射量差異太陽(yáng)輻射－－熱量帶－－水分差異－－植被分帶－－土壤分帶自然地理帶：赤道、熱帶、亞熱帶、暖溫帶、溫帶、寒溫帶、亞寒帶、寒帶植被地帶性分布垂直地帶性：因太陽(yáng)輻射和水熱狀況隨著地形高度的不同而不同，生物和氣候自山麓至山頂呈垂直地帶分異的規(guī)律性變化(干燥空氣,-1℃/100m;濕潤(rùn)空氣,-0.6℃/100m)。經(jīng)度地帶性：地球內(nèi)在因素如大地構(gòu)造形成地貌和海洋分異引起經(jīng)度地帶性分異。如北美大陸和歐亞大陸。2022/12/122-6生態(tài)因子的空間分布特征緯度地帶性：2023/1/22-7植被的空間格局(自M.C.Molles,Jr,1999)2022/12/122-7植被的空間格局(自M.C.Moll2023/1/22-8生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理生態(tài)因子作用的特點(diǎn)生物對(duì)非生物因子的耐受限度生物對(duì)各生態(tài)因子耐受性之間的相互關(guān)系生物對(duì)生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整生態(tài)位2022/12/122-8生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理生態(tài)因子作2023/1/22-9生態(tài)因子作用的特點(diǎn)綜合性:如氣候的作用非等價(jià)性（主導(dǎo)因子作用）:塜雉孵卵的溫度控制；漁業(yè)高密度養(yǎng)殖增氧直接性和間接性：食物，降水限定性（因子作用的階段性）：中華絨螯蟹的孵化生態(tài)因子的不可替代性和互補(bǔ)性：水體內(nèi)的鈣和鍶2022/12/122-9生態(tài)因子作用的特點(diǎn)綜合性:如氣候2023/1/22-10生物對(duì)非生物因子的耐受限度“最小因子定律”(Liebig’slawofminimum)植物的生長(zhǎng)取決于那些處于最低量的營(yíng)養(yǎng)元素，這些處于最低量的營(yíng)養(yǎng)元素稱最小因子（JustusvonLiebig,1840,德國(guó)）。兩個(gè)補(bǔ)充條件（Odum,1983）：1）嚴(yán)格的穩(wěn)定狀態(tài)；2）因子補(bǔ)償作用(factorcompensation)：生物在一定程度和范圍內(nèi)，能夠減少溫度、光、水等生態(tài)因子的限制作用。“耐受性定律”(Shelford’slawoftolerance)( V.E.Shelford,1913，美國(guó))每種生物對(duì)一種生態(tài)因子都有一個(gè)耐受范圍，即一個(gè)生態(tài)學(xué)上的最低點(diǎn)和一個(gè)生態(tài)學(xué)上的最高點(diǎn)，在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)之間的范圍就稱為生態(tài)幅

(ecologicalamplitude)或生態(tài)價(jià)(ecologicalvalence)。限制因子(limitingfactors)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其生存、生長(zhǎng)、繁殖或擴(kuò)散的因子稱限制因子限制因子概念的意義為分析生物與環(huán)境相互作用的復(fù)雜關(guān)系奠定了一個(gè)便利的基點(diǎn)；有助于把握問(wèn)題的本質(zhì)，尋找解決問(wèn)題的薄弱環(huán)節(jié)。2022/12/122-10生物對(duì)非生物因子的耐受限度“最小2023/1/22-11種群數(shù)量數(shù)量很低種群消失種群消失數(shù)量很低數(shù)量最高不能耐受區(qū)生理受抑制生理受抑制不能耐受區(qū)最適區(qū)

環(huán)境梯度高低耐受性下限耐受性上限生物種的耐受性限度圖解（仿Smith,1980）2022/12/122-11種數(shù)量很低種群消失種群消失數(shù)量很2023/1/22-12生物對(duì)各生態(tài)因子耐受性之間的相互關(guān)系對(duì)生物產(chǎn)生影響的各種生態(tài)因子之間存在明顯的相互影響：如溫濕的關(guān)系；濕度和溶氧的關(guān)系；溫度和鹽的協(xié)同作用生物因子和非生物因子之間也是相互影響的：物種之間的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生的生態(tài)位分離2022/12/122-12生物對(duì)各生態(tài)因子耐受性之間的相互2023/1/22-13生物對(duì)生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整馴化內(nèi)穩(wěn)態(tài)適應(yīng)2022/12/122-13生物對(duì)生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整馴化2023/1/22-14馴化實(shí)驗(yàn)馴化(acclimation)與氣候馴化(acclimatization)：馴化(acclimation/acclimatization)：生物在實(shí)驗(yàn)／自然條件下，誘發(fā)的生理補(bǔ)償變化，前者需要較短的時(shí)間，后者需要較長(zhǎng)的時(shí)間。有機(jī)體對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件變化產(chǎn)生的生理調(diào)節(jié)反應(yīng)稱實(shí)驗(yàn)馴化；有機(jī)體對(duì)自然環(huán)境條件變化產(chǎn)生的生理調(diào)節(jié)反應(yīng)稱氣候馴化，實(shí)驗(yàn)馴化是對(duì)環(huán)境條件改變的一種生理上而非遺傳上的可逆反應(yīng)。馴化的應(yīng)用：植物的引種栽培2022/12/122-14馴化實(shí)驗(yàn)馴化(acclimati2023/1/22-15內(nèi)穩(wěn)態(tài)內(nèi)穩(wěn)態(tài)(homeostasis):生物系統(tǒng)通過(guò)內(nèi)在的調(diào)節(jié)機(jī)制使內(nèi)環(huán)境保持相對(duì)穩(wěn)定。內(nèi)穩(wěn)態(tài)通過(guò)形態(tài)、行為和生理適應(yīng)實(shí)現(xiàn)。大多數(shù)內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制依賴于負(fù)反饋過(guò)程。依靠三個(gè)基本組成成份：接受器；控制中心；效應(yīng)器。2022/12/122-15內(nèi)穩(wěn)態(tài)內(nèi)穩(wěn)態(tài)(homeostas2023/1/22-16負(fù)反饋過(guò)程（維持哺乳動(dòng)物血液滲透性）接受器（下丘腦）控制中心（下丘腦）效應(yīng)器（腎臟）血液太濃飲水血液滲透性上升口渴反應(yīng)血液太稀失水反應(yīng)血液滲透性下降失水(仿A.Mackenzieet.Al.,1999)2022/12/122-16負(fù)反饋過(guò)程（維持哺乳動(dòng)物血液滲透2023/1/22-17適應(yīng)適應(yīng)(adapatation)：生物對(duì)環(huán)境壓力的調(diào)整過(guò)程。分基因型適應(yīng)和表型適應(yīng)兩類，后者又包括可逆適應(yīng)和不可逆適應(yīng)。如樺尺蠖在污染地區(qū)的色型變化。適應(yīng)方式（形態(tài)、生理、行為的適應(yīng)）：形態(tài)適應(yīng)：保護(hù)、保護(hù)色、警戒色與擬態(tài)行為適應(yīng)：運(yùn)動(dòng)、繁殖、遷移和遷徙、防御和抗敵生理適應(yīng)：生物鐘、休眠、生理生化變化營(yíng)養(yǎng)適應(yīng)：食性的泛化與特化適應(yīng)組合(adaptivesuites):生物對(duì)非生物環(huán)境條件表現(xiàn)出一整套協(xié)同的適應(yīng)特性，稱適應(yīng)組合。如駱駝和仙人掌對(duì)炎熱干旱環(huán)境的適應(yīng)。趨同適應(yīng)和趨異適應(yīng)脅迫適應(yīng)2022/12/122-17適應(yīng)適應(yīng)(adapatation2023/1/22-18趨同適應(yīng)和趨異適應(yīng)生活型生態(tài)型2022/12/122-18趨同適應(yīng)和趨異適應(yīng)生活型2023/1/22-19生態(tài)位生態(tài)位(niche)與棲息地(habitat)生態(tài)位－－有機(jī)體在環(huán)境中占據(jù)的地位；棲息地－－有機(jī)體所處的物理環(huán)境。超體積生態(tài)位(hypovolume)生態(tài)位的每一個(gè)環(huán)境變量稱一維，生態(tài)位空間的環(huán)境變量可以是多個(gè)，超過(guò)3個(gè)維度的生態(tài)位空間稱超體積生態(tài)位?；A(chǔ)生態(tài)位(fundamentalniche)和實(shí)際生態(tài)位(realizedniche)物種理論上占據(jù)的生態(tài)位空間稱基礎(chǔ)生態(tài)位；實(shí)際占有的生態(tài)位空間稱實(shí)際生態(tài)位。2022/12/122-19生態(tài)位生態(tài)位(niche)與棲息2023/1/22-20生物與主要生態(tài)因子的相互關(guān)系生物與光的關(guān)系生物與溫度的關(guān)系生物與水的關(guān)系生物與土壤的關(guān)系2022/12/122-20生物與主要生態(tài)因子的相互關(guān)系生物2023/1/22-21生物與光的關(guān)系太陽(yáng)輻射及其變化規(guī)律光質(zhì)變化對(duì)生物的影響光強(qiáng)度變化對(duì)生物的影響光周期現(xiàn)象2022/12/122-21生物與光的關(guān)系太陽(yáng)輻射及其變化規(guī)2023/1/22-22地球自轉(zhuǎn)時(shí)，赤道附近照射的時(shí)間長(zhǎng)（日周期）地球公轉(zhuǎn)時(shí)，夏天北半球照射的時(shí)間長(zhǎng)；冬天南半球照射的時(shí)間長(zhǎng)（季節(jié)周期）低緯度地區(qū)有較為恒定的熱量，高緯度比低緯度地區(qū)接受的能量更少23°27'夏至NSWENWES23°27'冬至太陽(yáng)輻射的變化規(guī)律(自A.Mackenzieet.Al.,1999)2022/12/122-22地球自轉(zhuǎn)時(shí)，赤道附近照射的時(shí)間長(zhǎng)2023/1/22-23太陽(yáng)輻射能(仿A.Mackenzieet.al,1999)光的性質(zhì)：波長(zhǎng)150－4000nm,分紫外光、可見(jiàn)光和紅外光三類，波長(zhǎng)在380－760nm之間的光為可見(jiàn)光。綠色植物的光合作用有效范圍是380－700nm之間。紫外線可見(jiàn)光紅外線400630100025004000

波長(zhǎng)(nm)能量強(qiáng)度2022/12/122-23太陽(yáng)輻射能(仿A.Macken2023/1/22-24光質(zhì)變化對(duì)生物的影響海洋植物—

光合作用色素對(duì)光譜變化具有明顯的適應(yīng)性:海水表層植物色素吸收藍(lán)、紅光；深水植物光合色素有效地利用綠光。高山植物—

對(duì)紫外光作用的適應(yīng)，發(fā)展了特殊的蓮座狀葉叢。動(dòng)物—

不同動(dòng)物發(fā)展不同的色覺(jué)。2022/12/122-24光質(zhì)變化對(duì)生物的影響海洋植物—2023/1/22-25光強(qiáng)度變化對(duì)生物的影響植物—光合作用率在光補(bǔ)償點(diǎn)附近與光強(qiáng)度成正比，但達(dá)光飽和點(diǎn)后,不隨光強(qiáng)增加。水生生物—

水生植物在水中的分布與光照強(qiáng)度有關(guān)。陸生生物—

對(duì)不同光照強(qiáng)度的適應(yīng)產(chǎn)生陽(yáng)性植物和陰性植物和耐陰性植物。陽(yáng)性植物(cheliophytes)、陰性植物(sciophytes)和耐陰性植物(shadeplant)：陽(yáng)性植物對(duì)光要求比較迫切，只有在足夠光照條件下才能進(jìn)行正常生長(zhǎng)；陰性植物對(duì)光的需要遠(yuǎn)較陽(yáng)性植物低，光補(bǔ)償點(diǎn)低，呼吸作用、蒸騰作用都較弱，抗高溫和干旱能力較低；耐陰性植物對(duì)光照具有較廣泛的適應(yīng)能力，對(duì)光的需要介于前兩類植物之間。動(dòng)物—

光照強(qiáng)度影響動(dòng)物的行為，晝行性動(dòng)物在白天強(qiáng)光下活動(dòng)，夜行性動(dòng)物在夜晚或弱光下活動(dòng)。2022/12/122-25光強(qiáng)度變化對(duì)生物的影響植物—光合2023/1/22-26光合作用率光合作用率光強(qiáng)度光強(qiáng)度凈生產(chǎn)力光合作用呼吸作用ABABACP光補(bǔ)償點(diǎn)CPCPabspsp光飽和點(diǎn)B光補(bǔ)償點(diǎn)(compensationpoint)光飽和點(diǎn)(saturatepoint)：光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度相當(dāng)處的光強(qiáng)度為光補(bǔ)償點(diǎn)；當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到一定水平后，光合產(chǎn)物不再增加或增加得很少，該處的光強(qiáng)度即為光飽和點(diǎn)。植物的光補(bǔ)償點(diǎn)示意圖(仿Emberlin,1983)2022/12/122-26光光光強(qiáng)度光強(qiáng)度凈生產(chǎn)力光合作用2023/1/22-27生物的光周期現(xiàn)象光周期現(xiàn)象(photoperiodism)：Garner等人(1920)發(fā)現(xiàn)明相暗相的交替與長(zhǎng)短對(duì)植物的開(kāi)花結(jié)實(shí)有很大的影響。這種植物對(duì)自然界晝夜長(zhǎng)短規(guī)律性變化的反應(yīng)，稱光周期現(xiàn)象。植物光周期現(xiàn)象—

對(duì)繁殖(開(kāi)花)的影響：區(qū)分為長(zhǎng)日照植物和短日照植物。長(zhǎng)日照植物(long-dayplants)和短日照植物(short-dayplants)：日照超過(guò)一定數(shù)值才開(kāi)花的植物稱長(zhǎng)日照植物；短日照短于一定數(shù)值才開(kāi)花的植物稱短日照植物，一般需要較長(zhǎng)的黑暗才能開(kāi)花。前者如小麥、油菜，后者如蒼耳、水稻。動(dòng)物光周期現(xiàn)象—

對(duì)鳥(niǎo)類等遷徙影響；對(duì)繁殖的影響：區(qū)分為長(zhǎng)日照動(dòng)物和短日照動(dòng)物。長(zhǎng)日照動(dòng)物(long-dayanimals)和短日照動(dòng)物(short-dayanimals)：在溫帶和高緯度地區(qū)許多鳥(niǎo)獸在春夏之際白晝逐漸延長(zhǎng)的季節(jié)繁殖后代，稱長(zhǎng)日照動(dòng)物；與些相反，一些動(dòng)物只有在白晝逐步縮短的秋冬之際才開(kāi)始性腺發(fā)育和進(jìn)行繁殖，稱短日照動(dòng)物。前者如雪貂、野兔、刺猬；后者如綿羊、山羊和鹿等。2022/12/122-27生物的光周期現(xiàn)象光周期現(xiàn)象(ph2023/1/22-28生物與溫度的關(guān)系溫度對(duì)生物的作用(溫度的生態(tài)學(xué)意義)極端溫度對(duì)生物的影響生物對(duì)極端溫度的適應(yīng)2022/12/122-28生物與溫度的關(guān)系溫度對(duì)生物的作用2023/1/22-29溫度對(duì)生物的作用溫度與生物生長(zhǎng)：溫度是最重要的生態(tài)因子之一，參與生命活動(dòng)的各種酶都有其最低、最適和最高溫度，即三基點(diǎn)溫度；不同生物的三基點(diǎn)不同；在一定溫度范圍內(nèi)，生物生長(zhǎng)的速率與溫度成正比；外溫的季節(jié)性變化引起植物和變溫動(dòng)物生長(zhǎng)加速和減弱的交替，形成年輪；外溫影響動(dòng)物的生長(zhǎng)規(guī)模。溫度與生物發(fā)育：溫度與生物發(fā)育最普遍的規(guī)律是有效積溫。溫度與生物的繁殖和遺傳性：植物春化，動(dòng)物繁殖的早遲。溫度與生物分布：許多物種的分布范圍與溫度區(qū)相關(guān)。2022/12/122-29溫度對(duì)生物的作用溫度與生物生長(zhǎng)：2023/1/22-30有效積溫法則及其意義有效積溫法則植物在生長(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，而且各個(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，因此可用公式：N?T＝K表示，考慮到生物開(kāi)始發(fā)育的溫度，又可寫(xiě)成：N(T－C)＝K,T＝C＋K／N，其中，N為發(fā)育歷期，即生長(zhǎng)發(fā)育所需時(shí)間，T為發(fā)育期間的平均溫度，C是發(fā)育起點(diǎn)溫度，又稱生物學(xué)零度，K是總積溫（常數(shù)）。有效積溫法則的意義預(yù)測(cè)生物發(fā)生的世代數(shù)；預(yù)測(cè)生物地理分布的北界；預(yù)測(cè)害蟲(chóng)來(lái)年的發(fā)生程歷；制定農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃，合理安排作物；應(yīng)用積溫預(yù)報(bào)農(nóng)時(shí)。2022/12/122-30有效積溫法則及其意義有效積溫法則2023/1/22-31動(dòng)物地理區(qū)2022/12/122-31動(dòng)物地理區(qū)2023/1/22-32極端溫度對(duì)生物的影響低溫對(duì)生物的影響：當(dāng)溫度低于臨界(下限)溫度，生物便會(huì)因低溫而寒害和凍害。凍害原因：冰結(jié)晶使原生質(zhì)破裂損壞胞內(nèi)和胞間的微細(xì)結(jié)構(gòu)；溶劑水結(jié)冰，電解質(zhì)濃度改變，引起細(xì)胞滲透壓變化，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性；脫水使蛋白質(zhì)沉淀；代謝失調(diào)。高溫對(duì)生物的影響：當(dāng)溫度超過(guò)臨界（上限）溫度，對(duì)生物產(chǎn)生有害作用，如蛋白質(zhì)變性、酶失活、破壞水份平衡、氧供應(yīng)不足、神經(jīng)系統(tǒng)麻痹等。2022/12/122-32極端溫度對(duì)生物的影響低溫對(duì)生物的2023/1/22-33生物對(duì)極端溫度的適應(yīng)生物對(duì)低溫的適應(yīng)：保暖、抗凍－－形態(tài)、生理、行為的適應(yīng)生物對(duì)高溫的適應(yīng)：抗輻射、保水、散熱－－形態(tài)、生理、行為的適應(yīng)2022/12/122-33生物對(duì)極端溫度的適應(yīng)生物對(duì)低溫的2023/1/22-34生物對(duì)低溫的適應(yīng)形態(tài)上的適應(yīng)－－植物：芽具鱗片、體具蠟粉、植株矮??；動(dòng)物：增加隔熱層，體形增大（貝格曼規(guī)律），外露部分減?。ò愐?guī)律）。阿倫規(guī)律(Allen’srule):寒冷地區(qū)的內(nèi)溫動(dòng)物較溫暖地區(qū)內(nèi)溫動(dòng)物外露部分（如四肢、尾、耳朵及鼻）有明顯趨于縮小的現(xiàn)象，稱阿倫規(guī)律，是減少散熱的適應(yīng)。貝格曼規(guī)律(Bergman’srule):生活在寒冷氣候中的內(nèi)溫動(dòng)物的身體比生活在溫暖氣候中的同類個(gè)體更大，這種趨向稱貝格曼規(guī)律，是減少散熱的適應(yīng)。約旦規(guī)律(Jordan’srule):魚(yú)類的脊椎骨數(shù)目在低溫水域比在溫暖水域的多。生理上的適應(yīng)－－植物：減少細(xì)胞中的水分和增加細(xì)胞中有機(jī)質(zhì)的濃度以降低冰點(diǎn)，增加紅外線和可見(jiàn)光的吸收帶（高山和極地植物）；動(dòng)物：超冷和耐受凍結(jié)，當(dāng)環(huán)境溫度偏離熱中性區(qū)增加體內(nèi)產(chǎn)熱，維持體溫恒定，局部異溫等。行為上的適應(yīng)－－遷移和冬眠／休眠等。2022/12/122-34生物對(duì)低溫的適應(yīng)形態(tài)上的適應(yīng)－－2023/1/22-35生物對(duì)高溫的適應(yīng)形態(tài)上的適應(yīng)－－植物：密毛、鱗片濾光；體色反光；葉緣向上或暫時(shí)折疊，減少輻射傷害；干和莖具厚的木栓層，絕熱。動(dòng)物：體形變小，外露部分增大；腿長(zhǎng)將體抬離地面；背部具厚的脂肪隔熱層。生理上的適應(yīng)－－植物：降低細(xì)胞含水量，增加糖或鹽濃度，減緩代謝率；蒸騰作用旺盛，降低體溫；反射紅外光。動(dòng)物：放寬恒溫范圍；貯存熱量，減少內(nèi)外溫差。行為上的適應(yīng)－－植物：關(guān)閉氣孔。動(dòng)物：休眠，穴居，晝伏夜出等。2022/12/122-35生物對(duì)高溫的適應(yīng)形態(tài)上的適應(yīng)－－2023/1/22-36(自M.C.Molles,Jr,1999)仙仁掌和駱駝對(duì)高溫干旱環(huán)境的適應(yīng)2022/12/122-36(自M.C.Molles,Jr,2023/1/22-37生物與水的關(guān)系水的生物學(xué)意義生物體的水分獲得與損失途徑生物對(duì)水因子的適應(yīng)2022/12/122-37生物與水的關(guān)系水的生物學(xué)意義2023/1/22-38水的生物學(xué)意義水是生物體不可缺少的組成成份；水是生物體所有代謝活動(dòng)的介質(zhì)；水為生物創(chuàng)造穩(wěn)定的溫度環(huán)境；生物起源于水環(huán)境。2022/12/122-38水的生物學(xué)意義水是生物體不可缺少2023/1/22-39生物體的水分獲得與損失途徑水分的喪失途徑植物－－蒸發(fā)（蒸騰作用、擴(kuò)散作用）失水，分泌失水。動(dòng)物－－蒸發(fā)失水，排泄、分泌失水。水分獲得途徑植物－－根部吸收，葉面吸收。動(dòng)物－－食物，體表吸收，代謝水。2022/12/122-39生物體的水分獲得與損失途徑水分的2023/1/22-40生物的水分獲得與損失途徑(自M.C.Molles,Jr,1999)2022/12/122-40生物的水分獲得與損失途徑(自M.2023/1/22-41生物對(duì)水因子的適應(yīng)水生植物對(duì)水環(huán)境的適應(yīng)陸生植物水平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制水生動(dòng)物水平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制陸生動(dòng)物水平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制2022/12/122-41生物對(duì)水因子的適應(yīng)水生植物對(duì)水環(huán)2023/1/22-42水生植物對(duì)水因子的適應(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2022/12/122-42水生植物對(duì)水因子的適應(yīng)適應(yīng)方式2023/1/22-43陸生植物對(duì)水因子的適應(yīng)陸生植物的水平衡調(diào)節(jié)機(jī)制形態(tài)適應(yīng)：發(fā)達(dá)的根系；葉面?。粏巫尤~植物中一些具扇狀的運(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)：水分運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力原生質(zhì)的滲透濃度高。陸生植物的生態(tài)類型濕生植物中生植物旱生植物2022/12/122-43陸生植物對(duì)水因子的適應(yīng)陸生植物的2023/1/22-44陸生植物的水勢(shì)梯度

空氣中的水勢(shì)－－較低植物體的水勢(shì)－－中度土壤中的水勢(shì)－－較高

(自M.C.Molles,Jr,1999)陸生植物水分運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力(自M.C.Molles,Jr,1999)2022/12/122-44(自M.C.Molles,Jr,2023/1/22-45等滲(isosmoticorganism)：體內(nèi)和體外的滲透壓相等，水和鹽以大致相等的速度在體內(nèi)外之間擴(kuò)散。僅排泄失水，通過(guò)食物、飲水、代謝水獲得水，泌鹽器官排出多余的鹽分。高滲(hyperosmoticorganism)：體內(nèi)的滲透壓高于體外，水由環(huán)境中向體內(nèi)擴(kuò)散，體內(nèi)的鹽分向外擴(kuò)散。通過(guò)排泄作用排出多余的水，鹽分通過(guò)食物和組織攝入。低滲(hypoosmoticorganism)：體內(nèi)滲透壓低于體外，水分向外擴(kuò)散，鹽分進(jìn)入體內(nèi)。通過(guò)食物、代謝水和飲水獲得水，多種多樣的泌鹽組織排出多余的鹽分。水生動(dòng)物的水平衡調(diào)節(jié)機(jī)制(自M.C.Molles,Jr,1999)(自M.C.Molles,Jr,1999)2022/12/122-45等滲(isosmoticorg2023/1/22-46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)：高滲河口動(dòng)物洄游魚(yú)類：變滲透壓水生動(dòng)物的滲透壓調(diào)節(jié)方式(自M.C.Molles,Jr,1999)2022/12/122-46海洋動(dòng)物水生動(dòng)物的滲透壓調(diào)節(jié)方式2023/1/22-47海水及Na+

和Cl-由鰓擴(kuò)散進(jìn)入體內(nèi)，通過(guò)排尿及鹽腺將多余的鹽排至體外環(huán)境中鯊魚(yú)的滲透調(diào)節(jié)(自M.C.Molles,Jr,1999)2022/12/122-47海水及Na+和Cl-由鰓擴(kuò)散2023/1/22-48

水調(diào)節(jié)：環(huán)境中的水通過(guò)鰓不斷擴(kuò)散進(jìn)入體內(nèi)通過(guò)尿?qū)⒍嘤嗟乃懦鳆}調(diào)節(jié)：伴隨尿液將少量的鹽排出通過(guò)攝食及鰓上的特定氯細(xì)胞，將鹽攝入體內(nèi)。(自M.C.Molles,Jr,1999)淡水硬骨魚(yú)和蚊的滲透壓調(diào)節(jié)2022/12/122-48水調(diào)節(jié)：(自M.C.Molle2023/1/22-49水調(diào)節(jié)：失水:水分通過(guò)鰓擴(kuò)散至周?chē)h(huán)境.補(bǔ)水：通過(guò)飲水獲得大量的水，鹽調(diào)節(jié)：增鹽：飲水和攝食攝入鹽，排鹽：泌氯細(xì)胞將鹽排出；腎臟通過(guò)排泄作用排出鹽(自M.C.Molles,Jr,1999)海洋硬骨魚(yú)咸水蚊類的滲透壓調(diào)節(jié)2022/12/122-49水調(diào)節(jié)：(自M.C.Molles2023/1/22-50陸生動(dòng)物的水平衡調(diào)節(jié)機(jī)制失水的主要途徑：皮膚蒸發(fā)、呼吸失水、排泄失水補(bǔ)充水的主要途徑：食物、代謝水、飲水保水機(jī)制減小皮膚的透水性減少身體的表面蒸發(fā)減少呼吸失水減少排泄失水利用代謝水生態(tài)類型喜濕耐旱2022/12/122-50陸生動(dòng)物的水平衡調(diào)節(jié)機(jī)制失水的主2023/1/22-51生物與土壤的關(guān)系土壤的生態(tài)學(xué)意義土壤的理化性質(zhì)及其對(duì)生物的影響2022/12/122-51生物與土壤的關(guān)系土壤的生態(tài)學(xué)意義2023/1/22-52土壤的生態(tài)學(xué)意義為陸生植物提供基底，為土壤生物提供棲息場(chǎng)所；提供生物生活所必須遙礦質(zhì)元素為水分；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)的許多很重要的生態(tài)過(guò)程都是在土壤中進(jìn)行。2022/12/122-52土壤的生態(tài)學(xué)意義為陸生植物提供基2023/1/22-53土壤的理化性質(zhì)及其對(duì)生物的影響土壤的物理性質(zhì)及其對(duì)生物的影響土壤是由固體、液體和氣體組成的三相系統(tǒng)，固體占85％以上，根據(jù)土粒的直徑大小，可將土粒分為：粗砂、細(xì)砂、粉砂和粘粒，其組合百分比稱土壤質(zhì)地，根據(jù)土壤質(zhì)地,可將土壤分為：砂土、壤土和粘土。土壤質(zhì)地和土壤溫度影響植物生長(zhǎng)和土壤動(dòng)物的水平及垂直分布。土壤的化學(xué)性質(zhì)及其對(duì)生物的影響土壤酸堿度：過(guò)堿性和酸性不利于植物生長(zhǎng)，酸性還不利于細(xì)菌生長(zhǎng)。土壤有機(jī)質(zhì)：植物重要碳源和氮源。土壤無(wú)機(jī)元素：植物生長(zhǎng)的13種重要元素來(lái)源（7種大量元素：、氮、磷、鉀、硫、鈣、鎂、鐵；6種微量元素：錳、鋅、銅、鉬、硼、氯）2022/12/122-53土壤的理化性質(zhì)及其對(duì)生物的影響土2023/1/22-54參考文獻(xiàn)李永材．比較生理學(xué)．北京：高等教育出版社，1984．2022/12/122-54參考文獻(xiàn)李永材．比較生理學(xué)．北京2023/1/22-55思考題-名詞解釋1.

因子的替代作用（factorsubstitution）2.生態(tài)價(jià)（生態(tài)幅）(ecologicalamplitudeorecologicalvalence)3.

謝爾福德耐受性定律（Shelford’slawoftolerance）4.

耐受冰結(jié)*（freezingtolerance）5.

阿倫規(guī)律（Allen’slaw）6.

小氣候(microclimate)7.

生態(tài)因子（ecologicalfactors）8.

光周期現(xiàn)象（photoperiodicity）9.

限制因子（limitingfactors）10.

適應(yīng)（adaptation）√√√√√√2022/12/122-55思考題-名詞解釋1.

因子2023/1/22-56思考題-名詞解釋11.

貝格曼定律（Bergman’slaw）12.

馴化（acclimationandaccimatization）13.

極端溫度（extremetemperature）14.

代謝水（metabolicwater）15.

等滲動(dòng)物（isosmoticanimal）16.

外溫動(dòng)物（ectotherms）17.

過(guò)冷現(xiàn)象（supercooling）18.

滯育（diapause）*19.

因子補(bǔ)償作用（factorcompensation）*20.

臨界光周期（criticalphotoperiod）*21.長(zhǎng)日照生物22.異速增長(zhǎng)*√√√√2022/12/122-56思考題-名詞解釋11.

貝格2023/1/22-57思考題-問(wèn)答題1.試述光與動(dòng)物密切有關(guān)的幾種生物節(jié)律，并簡(jiǎn)述其生態(tài)適應(yīng)意義。2.

簡(jiǎn)述陸棲動(dòng)物的保水機(jī)制。（簡(jiǎn)述陸生動(dòng)物在水代謝方面的適應(yīng)性特征。）3.簡(jiǎn)述耐受性定律及其補(bǔ)充原理。*4.舉例說(shuō)明限制因子概念在生態(tài)學(xué)研究中的重要性。5.從動(dòng)植物對(duì)日照長(zhǎng)度變化的適應(yīng)出發(fā)解釋生物的光周期現(xiàn)象。6.簡(jiǎn)述光照強(qiáng)度與陸生動(dòng)植物的關(guān)系。7.從形態(tài)、生理和行為三個(gè)方面闡述生物對(duì)高溫環(huán)境的適應(yīng)。（簡(jiǎn)述生物對(duì)極端溫度的適應(yīng)。）8.簡(jiǎn)述水生動(dòng)物（魚(yú)類）的水平衡調(diào)節(jié)機(jī)制。√√2022/12/122-57思考題-問(wèn)答題1.試述光與動(dòng)物2023/1/22-58思考題-問(wèn)答題

9.簡(jiǎn)述環(huán)境因子的分類類型及其生態(tài)作用特點(diǎn)。（如何看待生態(tài)因子的作用？）10.簡(jiǎn)述有效積溫法則，評(píng)述其意義和局限性。11.為什么動(dòng)物在高溫環(huán)境下維持恒定體溫比在低溫下困難？它們對(duì)高溫環(huán)境的適應(yīng)性特征有哪些？*12.以某種動(dòng)物或類群為例，說(shuō)明其適應(yīng)環(huán)境的主要方式。*13.試述全球環(huán)境的地帶性規(guī)律及其形成原因。14.簡(jiǎn)述生物對(duì)環(huán)境適應(yīng)的基本方式及其意義。15.簡(jiǎn)述溫度的生態(tài)作用。16.生物如何適應(yīng)不同的水環(huán)境？17.比較Liebig最小因子法則和Shelford耐受性法則的異同。√√2022/12/122-58思考題-問(wèn)答題

9.簡(jiǎn)述環(huán)境因2023/1/22-59第二章個(gè)體生態(tài)學(xué)-生物與環(huán)境環(huán)境與生態(tài)因子生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理生物與主要生態(tài)因子的相互關(guān)系參考文獻(xiàn)思考題2022/12/122-1第二章個(gè)體生態(tài)學(xué)-生物與環(huán)境環(huán)2023/1/22-60環(huán)境與生態(tài)因子環(huán)境概念生態(tài)因子的類型自然環(huán)境的基本特征2022/12/122-2環(huán)境與生態(tài)因子環(huán)境概念2023/1/22-61環(huán)境概念環(huán)境(environment)和環(huán)境因子(environmentalfactors)

：環(huán)境是指某一特定生物體或生物群體以外的空間,以及直接、間接影響該生物體或生物群體生存的一切事物的總和，由許多環(huán)境要素構(gòu)成，這些環(huán)境要素稱環(huán)境因子。條件(conditions)和資源(resources)：環(huán)境因子可分為條件和資源二類，不可消耗的稱條件，可被消耗的稱資源。生態(tài)因子(ecologicalfactors)

：環(huán)境中對(duì)生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、生殖、行為和分布有著直接或間接影響的環(huán)境要素。生態(tài)因子是環(huán)境中對(duì)生物起作用的因子，而環(huán)境因子則是指生物體外部的全部要素。2022/12/122-3環(huán)境概念環(huán)境(environmen2023/1/22-62生態(tài)因子的類型生態(tài)因子通常分為非生物因子和生物因子兩大類生物因子（biOticfactors）：有機(jī)體（同種和異種）非生物因子（abioticfactors）：溫度、光、濕度、pH、氧氣等有的學(xué)者將生態(tài)因子分為五類氣候因子(climaticfactors)、土壤因子(edaphicfactors)

、地形因子(topographicfactors)

、生物因子、人為因子(anthropogenicfactors)

Begon等將非生物因子分為條件和資源兩類條件：溫度、濕度、pH等資源：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、水、輻射能等2022/12/122-4生態(tài)因子的類型生態(tài)因子通常分為非生2023/1/22-63生態(tài)因子的類型Simith等將生態(tài)因子分成密度制約因子和非密度制約因子密度制約因子(densityindependentfactors)：食物、天敵等生物因子非密度制約因子(densitydependentfactors)：溫度、降水、氣候等因子Мончадский（蒙恰斯基）將生態(tài)因子分為穩(wěn)定因子和變動(dòng)物因子穩(wěn)定因子(steadyfactors)：地心引力、地磁、太陽(yáng)輻射常數(shù)等長(zhǎng)年恒定的因子變動(dòng)物因子(variablefactors)：周期性變動(dòng)：春夏秋冬、潮夕漲落；非周期性變動(dòng)：風(fēng)、降水、捕食2022/12/122-5生態(tài)因子的類型Simith等將生態(tài)2023/1/22-64生態(tài)因子的空間分布特征緯度地帶性：從赤道到兩極，整個(gè)地球表面具有過(guò)渡狀的分帶性規(guī)律。太陽(yáng)輻射量差異太陽(yáng)輻射－－熱量帶－－水分差異－－植被分帶－－土壤分帶自然地理帶：赤道、熱帶、亞熱帶、暖溫帶、溫帶、寒溫帶、亞寒帶、寒帶植被地帶性分布垂直地帶性：因太陽(yáng)輻射和水熱狀況隨著地形高度的不同而不同，生物和氣候自山麓至山頂呈垂直地帶分異的規(guī)律性變化(干燥空氣,-1℃/100m;濕潤(rùn)空氣,-0.6℃/100m)。經(jīng)度地帶性：地球內(nèi)在因素如大地構(gòu)造形成地貌和海洋分異引起經(jīng)度地帶性分異。如北美大陸和歐亞大陸。2022/12/122-6生態(tài)因子的空間分布特征緯度地帶性：2023/1/22-65植被的空間格局(自M.C.Molles,Jr,1999)2022/12/122-7植被的空間格局(自M.C.Moll2023/1/22-66生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理生態(tài)因子作用的特點(diǎn)生物對(duì)非生物因子的耐受限度生物對(duì)各生態(tài)因子耐受性之間的相互關(guān)系生物對(duì)生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整生態(tài)位2022/12/122-8生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理生態(tài)因子作2023/1/22-67生態(tài)因子作用的特點(diǎn)綜合性:如氣候的作用非等價(jià)性（主導(dǎo)因子作用）:塜雉孵卵的溫度控制；漁業(yè)高密度養(yǎng)殖增氧直接性和間接性：食物，降水限定性（因子作用的階段性）：中華絨螯蟹的孵化生態(tài)因子的不可替代性和互補(bǔ)性：水體內(nèi)的鈣和鍶2022/12/122-9生態(tài)因子作用的特點(diǎn)綜合性:如氣候2023/1/22-68生物對(duì)非生物因子的耐受限度“最小因子定律”(Liebig’slawofminimum)植物的生長(zhǎng)取決于那些處于最低量的營(yíng)養(yǎng)元素，這些處于最低量的營(yíng)養(yǎng)元素稱最小因子（JustusvonLiebig,1840,德國(guó)）。兩個(gè)補(bǔ)充條件（Odum,1983）：1）嚴(yán)格的穩(wěn)定狀態(tài)；2）因子補(bǔ)償作用(factorcompensation)：生物在一定程度和范圍內(nèi)，能夠減少溫度、光、水等生態(tài)因子的限制作用。“耐受性定律”(Shelford’slawoftolerance)( V.E.Shelford,1913，美國(guó))每種生物對(duì)一種生態(tài)因子都有一個(gè)耐受范圍，即一個(gè)生態(tài)學(xué)上的最低點(diǎn)和一個(gè)生態(tài)學(xué)上的最高點(diǎn)，在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)之間的范圍就稱為生態(tài)幅

(ecologicalamplitude)或生態(tài)價(jià)(ecologicalvalence)。限制因子(limitingfactors)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其生存、生長(zhǎng)、繁殖或擴(kuò)散的因子稱限制因子限制因子概念的意義為分析生物與環(huán)境相互作用的復(fù)雜關(guān)系奠定了一個(gè)便利的基點(diǎn)；有助于把握問(wèn)題的本質(zhì)，尋找解決問(wèn)題的薄弱環(huán)節(jié)。2022/12/122-10生物對(duì)非生物因子的耐受限度“最小2023/1/22-69種群數(shù)量數(shù)量很低種群消失種群消失數(shù)量很低數(shù)量最高不能耐受區(qū)生理受抑制生理受抑制不能耐受區(qū)最適區(qū)

環(huán)境梯度高低耐受性下限耐受性上限生物種的耐受性限度圖解（仿Smith,1980）2022/12/122-11種數(shù)量很低種群消失種群消失數(shù)量很2023/1/22-70生物對(duì)各生態(tài)因子耐受性之間的相互關(guān)系對(duì)生物產(chǎn)生影響的各種生態(tài)因子之間存在明顯的相互影響：如溫濕的關(guān)系；濕度和溶氧的關(guān)系；溫度和鹽的協(xié)同作用生物因子和非生物因子之間也是相互影響的：物種之間的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生的生態(tài)位分離2022/12/122-12生物對(duì)各生態(tài)因子耐受性之間的相互2023/1/22-71生物對(duì)生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整馴化內(nèi)穩(wěn)態(tài)適應(yīng)2022/12/122-13生物對(duì)生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整馴化2023/1/22-72馴化實(shí)驗(yàn)馴化(acclimation)與氣候馴化(acclimatization)：馴化(acclimation/acclimatization)：生物在實(shí)驗(yàn)／自然條件下，誘發(fā)的生理補(bǔ)償變化，前者需要較短的時(shí)間，后者需要較長(zhǎng)的時(shí)間。有機(jī)體對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件變化產(chǎn)生的生理調(diào)節(jié)反應(yīng)稱實(shí)驗(yàn)馴化；有機(jī)體對(duì)自然環(huán)境條件變化產(chǎn)生的生理調(diào)節(jié)反應(yīng)稱氣候馴化，實(shí)驗(yàn)馴化是對(duì)環(huán)境條件改變的一種生理上而非遺傳上的可逆反應(yīng)。馴化的應(yīng)用：植物的引種栽培2022/12/122-14馴化實(shí)驗(yàn)馴化(acclimati2023/1/22-73內(nèi)穩(wěn)態(tài)內(nèi)穩(wěn)態(tài)(homeostasis):生物系統(tǒng)通過(guò)內(nèi)在的調(diào)節(jié)機(jī)制使內(nèi)環(huán)境保持相對(duì)穩(wěn)定。內(nèi)穩(wěn)態(tài)通過(guò)形態(tài)、行為和生理適應(yīng)實(shí)現(xiàn)。大多數(shù)內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制依賴于負(fù)反饋過(guò)程。依靠三個(gè)基本組成成份：接受器；控制中心；效應(yīng)器。2022/12/122-15內(nèi)穩(wěn)態(tài)內(nèi)穩(wěn)態(tài)(homeostas2023/1/22-74負(fù)反饋過(guò)程（維持哺乳動(dòng)物血液滲透性）接受器（下丘腦）控制中心（下丘腦）效應(yīng)器（腎臟）血液太濃飲水血液滲透性上升口渴反應(yīng)血液太稀失水反應(yīng)血液滲透性下降失水(仿A.Mackenzieet.Al.,1999)2022/12/122-16負(fù)反饋過(guò)程（維持哺乳動(dòng)物血液滲透2023/1/22-75適應(yīng)適應(yīng)(adapatation)：生物對(duì)環(huán)境壓力的調(diào)整過(guò)程。分基因型適應(yīng)和表型適應(yīng)兩類，后者又包括可逆適應(yīng)和不可逆適應(yīng)。如樺尺蠖在污染地區(qū)的色型變化。適應(yīng)方式（形態(tài)、生理、行為的適應(yīng)）：形態(tài)適應(yīng)：保護(hù)、保護(hù)色、警戒色與擬態(tài)行為適應(yīng)：運(yùn)動(dòng)、繁殖、遷移和遷徙、防御和抗敵生理適應(yīng)：生物鐘、休眠、生理生化變化營(yíng)養(yǎng)適應(yīng)：食性的泛化與特化適應(yīng)組合(adaptivesuites):生物對(duì)非生物環(huán)境條件表現(xiàn)出一整套協(xié)同的適應(yīng)特性，稱適應(yīng)組合。如駱駝和仙人掌對(duì)炎熱干旱環(huán)境的適應(yīng)。趨同適應(yīng)和趨異適應(yīng)脅迫適應(yīng)2022/12/122-17適應(yīng)適應(yīng)(adapatation2023/1/22-76趨同適應(yīng)和趨異適應(yīng)生活型生態(tài)型2022/12/122-18趨同適應(yīng)和趨異適應(yīng)生活型2023/1/22-77生態(tài)位生態(tài)位(niche)與棲息地(habitat)生態(tài)位－－有機(jī)體在環(huán)境中占據(jù)的地位；棲息地－－有機(jī)體所處的物理環(huán)境。超體積生態(tài)位(hypovolume)生態(tài)位的每一個(gè)環(huán)境變量稱一維，生態(tài)位空間的環(huán)境變量可以是多個(gè)，超過(guò)3個(gè)維度的生態(tài)位空間稱超體積生態(tài)位?；A(chǔ)生態(tài)位(fundamentalniche)和實(shí)際生態(tài)位(realizedniche)物種理論上占據(jù)的生態(tài)位空間稱基礎(chǔ)生態(tài)位；實(shí)際占有的生態(tài)位空間稱實(shí)際生態(tài)位。2022/12/122-19生態(tài)位生態(tài)位(niche)與棲息2023/1/22-78生物與主要生態(tài)因子的相互關(guān)系生物與光的關(guān)系生物與溫度的關(guān)系生物與水的關(guān)系生物與土壤的關(guān)系2022/12/122-20生物與主要生態(tài)因子的相互關(guān)系生物2023/1/22-79生物與光的關(guān)系太陽(yáng)輻射及其變化規(guī)律光質(zhì)變化對(duì)生物的影響光強(qiáng)度變化對(duì)生物的影響光周期現(xiàn)象2022/12/122-21生物與光的關(guān)系太陽(yáng)輻射及其變化規(guī)2023/1/22-80地球自轉(zhuǎn)時(shí)，赤道附近照射的時(shí)間長(zhǎng)（日周期）地球公轉(zhuǎn)時(shí)，夏天北半球照射的時(shí)間長(zhǎng)；冬天南半球照射的時(shí)間長(zhǎng)（季節(jié)周期）低緯度地區(qū)有較為恒定的熱量，高緯度比低緯度地區(qū)接受的能量更少23°27'夏至NSWENWES23°27'冬至太陽(yáng)輻射的變化規(guī)律(自A.Mackenzieet.Al.,1999)2022/12/122-22地球自轉(zhuǎn)時(shí)，赤道附近照射的時(shí)間長(zhǎng)2023/1/22-81太陽(yáng)輻射能(仿A.Mackenzieet.al,1999)光的性質(zhì)：波長(zhǎng)150－4000nm,分紫外光、可見(jiàn)光和紅外光三類，波長(zhǎng)在380－760nm之間的光為可見(jiàn)光。綠色植物的光合作用有效范圍是380－700nm之間。紫外線可見(jiàn)光紅外線400630100025004000

波長(zhǎng)(nm)能量強(qiáng)度2022/12/122-23太陽(yáng)輻射能(仿A.Macken2023/1/22-82光質(zhì)變化對(duì)生物的影響海洋植物—

光合作用色素對(duì)光譜變化具有明顯的適應(yīng)性:海水表層植物色素吸收藍(lán)、紅光；深水植物光合色素有效地利用綠光。高山植物—

對(duì)紫外光作用的適應(yīng)，發(fā)展了特殊的蓮座狀葉叢。動(dòng)物—

不同動(dòng)物發(fā)展不同的色覺(jué)。2022/12/122-24光質(zhì)變化對(duì)生物的影響海洋植物—2023/1/22-83光強(qiáng)度變化對(duì)生物的影響植物—光合作用率在光補(bǔ)償點(diǎn)附近與光強(qiáng)度成正比，但達(dá)光飽和點(diǎn)后,不隨光強(qiáng)增加。水生生物—

水生植物在水中的分布與光照強(qiáng)度有關(guān)。陸生生物—

對(duì)不同光照強(qiáng)度的適應(yīng)產(chǎn)生陽(yáng)性植物和陰性植物和耐陰性植物。陽(yáng)性植物(cheliophytes)、陰性植物(sciophytes)和耐陰性植物(shadeplant)：陽(yáng)性植物對(duì)光要求比較迫切，只有在足夠光照條件下才能進(jìn)行正常生長(zhǎng)；陰性植物對(duì)光的需要遠(yuǎn)較陽(yáng)性植物低，光補(bǔ)償點(diǎn)低，呼吸作用、蒸騰作用都較弱，抗高溫和干旱能力較低；耐陰性植物對(duì)光照具有較廣泛的適應(yīng)能力，對(duì)光的需要介于前兩類植物之間。動(dòng)物—

光照強(qiáng)度影響動(dòng)物的行為，晝行性動(dòng)物在白天強(qiáng)光下活動(dòng)，夜行性動(dòng)物在夜晚或弱光下活動(dòng)。2022/12/122-25光強(qiáng)度變化對(duì)生物的影響植物—光合2023/1/22-84光合作用率光合作用率光強(qiáng)度光強(qiáng)度凈生產(chǎn)力光合作用呼吸作用ABABACP光補(bǔ)償點(diǎn)CPCPabspsp光飽和點(diǎn)B光補(bǔ)償點(diǎn)(compensationpoint)光飽和點(diǎn)(saturatepoint)：光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度相當(dāng)處的光強(qiáng)度為光補(bǔ)償點(diǎn)；當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到一定水平后，光合產(chǎn)物不再增加或增加得很少，該處的光強(qiáng)度即為光飽和點(diǎn)。植物的光補(bǔ)償點(diǎn)示意圖(仿Emberlin,1983)2022/12/122-26光光光強(qiáng)度光強(qiáng)度凈生產(chǎn)力光合作用2023/1/22-85生物的光周期現(xiàn)象光周期現(xiàn)象(photoperiodism)：Garner等人(1920)發(fā)現(xiàn)明相暗相的交替與長(zhǎng)短對(duì)植物的開(kāi)花結(jié)實(shí)有很大的影響。這種植物對(duì)自然界晝夜長(zhǎng)短規(guī)律性變化的反應(yīng)，稱光周期現(xiàn)象。植物光周期現(xiàn)象—

對(duì)繁殖(開(kāi)花)的影響：區(qū)分為長(zhǎng)日照植物和短日照植物。長(zhǎng)日照植物(long-dayplants)和短日照植物(short-dayplants)：日照超過(guò)一定數(shù)值才開(kāi)花的植物稱長(zhǎng)日照植物；短日照短于一定數(shù)值才開(kāi)花的植物稱短日照植物，一般需要較長(zhǎng)的黑暗才能開(kāi)花。前者如小麥、油菜，后者如蒼耳、水稻。動(dòng)物光周期現(xiàn)象—

對(duì)鳥(niǎo)類等遷徙影響；對(duì)繁殖的影響：區(qū)分為長(zhǎng)日照動(dòng)物和短日照動(dòng)物。長(zhǎng)日照動(dòng)物(long-dayanimals)和短日照動(dòng)物(short-dayanimals)：在溫帶和高緯度地區(qū)許多鳥(niǎo)獸在春夏之際白晝逐漸延長(zhǎng)的季節(jié)繁殖后代，稱長(zhǎng)日照動(dòng)物；與些相反，一些動(dòng)物只有在白晝逐步縮短的秋冬之際才開(kāi)始性腺發(fā)育和進(jìn)行繁殖，稱短日照動(dòng)物。前者如雪貂、野兔、刺猬；后者如綿羊、山羊和鹿等。2022/12/122-27生物的光周期現(xiàn)象光周期現(xiàn)象(ph2023/1/22-86生物與溫度的關(guān)系溫度對(duì)生物的作用(溫度的生態(tài)學(xué)意義)極端溫度對(duì)生物的影響生物對(duì)極端溫度的適應(yīng)2022/12/122-28生物與溫度的關(guān)系溫度對(duì)生物的作用2023/1/22-87溫度對(duì)生物的作用溫度與生物生長(zhǎng)：溫度是最重要的生態(tài)因子之一，參與生命活動(dòng)的各種酶都有其最低、最適和最高溫度，即三基點(diǎn)溫度；不同生物的三基點(diǎn)不同；在一定溫度范圍內(nèi)，生物生長(zhǎng)的速率與溫度成正比；外溫的季節(jié)性變化引起植物和變溫動(dòng)物生長(zhǎng)加速和減弱的交替，形成年輪；外溫影響動(dòng)物的生長(zhǎng)規(guī)模。溫度與生物發(fā)育：溫度與生物發(fā)育最普遍的規(guī)律是有效積溫。溫度與生物的繁殖和遺傳性：植物春化，動(dòng)物繁殖的早遲。溫度與生物分布：許多物種的分布范圍與溫度區(qū)相關(guān)。2022/12/122-29溫度對(duì)生物的作用溫度與生物生長(zhǎng)：2023/1/22-88有效積溫法則及其意義有效積溫法則植物在生長(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，而且各個(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，因此可用公式：N?T＝K表示，考慮到生物開(kāi)始發(fā)育的溫度，又可寫(xiě)成：N(T－C)＝K,T＝C＋K／N，其中，N為發(fā)育歷期，即生長(zhǎng)發(fā)育所需時(shí)間，T為發(fā)育期間的平均溫度，C是發(fā)育起點(diǎn)溫度，又稱生物學(xué)零度，K是總積溫（常數(shù)）。有效積溫法則的意義預(yù)測(cè)生物發(fā)生的世代數(shù)；預(yù)測(cè)生物地理分布的北界；預(yù)測(cè)害蟲(chóng)來(lái)年的發(fā)生程歷；制定農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃，合理安排作物；應(yīng)用積溫預(yù)報(bào)農(nóng)時(shí)。2022/12/122-30有效積溫法則及其意義有效積溫法則2023/1/22-89動(dòng)物地理區(qū)2022/12/122-31動(dòng)物地理區(qū)2023/1/22-90極端溫度對(duì)生物的影響低溫對(duì)生物的影響：當(dāng)溫度低于臨界(下限)溫度，生物便會(huì)因低溫而寒害和凍害。凍害原因：冰結(jié)晶使原生質(zhì)破裂損壞胞內(nèi)和胞間的微細(xì)結(jié)構(gòu)；溶劑水結(jié)冰，電解質(zhì)濃度改變，引起細(xì)胞滲透壓變化，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性；脫水使蛋白質(zhì)沉淀；代謝失調(diào)。高溫對(duì)生物的影響：當(dāng)溫度超過(guò)臨界（上限）溫度，對(duì)生物產(chǎn)生有害作用，如蛋白質(zhì)變性、酶失活、破壞水份平衡、氧供應(yīng)不足、神經(jīng)系統(tǒng)麻痹等。2022/12/122-32極端溫度對(duì)生物的影響低溫對(duì)生物的2023/1/22-91生物對(duì)極端溫度的適應(yīng)生物對(duì)低溫的適應(yīng)：保暖、抗凍－－形態(tài)、生理、行為的適應(yīng)生物對(duì)高溫的適應(yīng)：抗輻射、保水、散熱－－形態(tài)、生理、行為的適應(yīng)2022/12/122-33生物對(duì)極端溫度的適應(yīng)生物對(duì)低溫的2023/1/22-92生物對(duì)低溫的適應(yīng)形態(tài)上的適應(yīng)－－植物：芽具鱗片、體具蠟粉、植株矮小；動(dòng)物：增加隔熱層，體形增大（貝格曼規(guī)律），外露部分減?。ò愐?guī)律）。阿倫規(guī)律(Allen’srule):寒冷地區(qū)的內(nèi)溫動(dòng)物較溫暖地區(qū)內(nèi)溫動(dòng)物外露部分（如四肢、尾、耳朵及鼻）有明顯趨于縮小的現(xiàn)象，稱阿倫規(guī)律，是減少散熱的適應(yīng)。貝格曼規(guī)律(Bergman’srule):生活在寒冷氣候中的內(nèi)溫動(dòng)物的身體比生活在溫暖氣候中的同類個(gè)體更大，這種趨向稱貝格曼規(guī)律，是減少散熱的適應(yīng)。約旦規(guī)律(Jordan’srule):魚(yú)類的脊椎骨數(shù)目在低溫水域比在溫暖水域的多。生理上的適應(yīng)－－植物：減少細(xì)胞中的水分和增加細(xì)胞中有機(jī)質(zhì)的濃度以降低冰點(diǎn)，增加紅外線和可見(jiàn)光的吸收帶（高山和極地植物）；動(dòng)物：超冷和耐受凍結(jié)，當(dāng)環(huán)境溫度偏離熱中性區(qū)增加體內(nèi)產(chǎn)熱，維持體溫恒定，局部異溫等。行為上的適應(yīng)－－遷移和冬眠／休眠等。2022/12/122-34生物對(duì)低溫的適應(yīng)形態(tài)上的適應(yīng)－－2023/1/22-93生物對(duì)高溫的適應(yīng)形態(tài)上的適應(yīng)－－植物：密毛、鱗片濾光；體色反光；葉緣向上或暫時(shí)折疊，減少輻射傷害；干和莖具厚的木栓層，絕熱。動(dòng)物：體形變小，外露部分增大；腿長(zhǎng)將體抬離地面；背部具厚的脂肪隔熱層。生理上的適應(yīng)－－植物：降低細(xì)胞含水量，增加糖或鹽濃度，減緩代謝率；蒸騰作用旺盛，降低體溫；反射紅外光。動(dòng)物：放寬恒溫范圍；貯存熱量，減少內(nèi)外溫差。行為上的適應(yīng)－－植物：關(guān)閉氣孔。動(dòng)物：休眠，穴居，晝伏夜出等。2022/12/122-35生物對(duì)高溫的適應(yīng)形態(tài)上的適應(yīng)－－2023/1/22-94(自M.C.Molles,Jr,1999)仙仁掌和駱駝對(duì)高溫干旱環(huán)境的適應(yīng)2022/12/122-36(自M.C.Molles,Jr,2023/1/22-95生物與水的關(guān)系水的生物學(xué)意義生物體的水分獲得與損失途徑生物對(duì)水因子的適應(yīng)2022/12/122-37生物與水的關(guān)系水的生物學(xué)意義2023/1/22-96水的生物學(xué)意義水是生物體不可缺少的組成成份；水是生物體所有代謝活動(dòng)的介質(zhì)；水為生物創(chuàng)造穩(wěn)定的溫度環(huán)境；生物起源于水環(huán)境。2022/12/122-38水的生物學(xué)意義水是生物體不可缺少2023/1/22-97生物體的水分獲得與損失途徑水分的喪失途徑植物－－蒸發(fā)（蒸騰作用、擴(kuò)散作用）失水，分泌失水。動(dòng)物－－蒸發(fā)失水，排泄、分泌失水。水分獲得途徑植物－－根部吸收，葉面吸收。動(dòng)物－－食物，體表吸收，代謝水。2022/12/122-39生物體的水分獲得與損失途徑水分的2023/1/22-98生物的水分獲得與損失途徑(自M.C.Molles,Jr,1999)2022/12/122-40生物的水分獲得與損失途徑(自M.2023/1/22-99生物對(duì)水因子的適應(yīng)水生植物對(duì)水環(huán)境的適應(yīng)陸生植物水平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制水生動(dòng)物水平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制陸生動(dòng)物水平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制2022/12/122-41生物對(duì)水因子的適應(yīng)水生植物對(duì)水環(huán)2023/1/22-100水生植物對(duì)水因子的適應(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2022/12/122-42水生植物對(duì)水因子的適應(yīng)適應(yīng)方式2023/1/22-101陸生植物對(duì)水因子的適應(yīng)陸生植物的水平衡調(diào)節(jié)機(jī)制形態(tài)適應(yīng)：發(fā)達(dá)的根系；葉面??；單子葉植物中一些具扇狀的運(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)：水分運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力原生質(zhì)的滲透濃度高。陸生植物的生態(tài)類型濕生植物中生植物旱生植物2022/12/122-43陸生植物對(duì)水因子的適應(yīng)陸生植物的2023/1/22-102陸生植物的水勢(shì)梯度

空氣中的水勢(shì)－－較低植物體的水勢(shì)－－中度土壤中的水勢(shì)－－較高

(自M.C.Molles,Jr,1999)陸生植物水分運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力(自M.C.Molles,Jr,1999)2022/12/122-44(自M.C.Molles,Jr,2023/1/22-103等滲(isosmoticorganism)：體內(nèi)和體外的滲透壓相等，水和鹽以大致相等的速度在體內(nèi)外之間擴(kuò)散。僅排泄失水，通過(guò)食物、飲水、代謝水獲得水，泌鹽器官排出多余的鹽分。高滲(hyperosmoticorganism)：體內(nèi)的滲透壓高于體外，水由環(huán)境中向體內(nèi)擴(kuò)散，體內(nèi)的鹽分向外擴(kuò)散。通過(guò)排泄作用排出多余的水，鹽分通過(guò)食物和組織攝入。低滲(hypoosmoticorganism)：體內(nèi)滲透壓低于體外，水分向外擴(kuò)散，鹽分進(jìn)入體內(nèi)。通過(guò)食物、代謝水和飲水獲得水，多種多樣的泌鹽組織排出多余的鹽分。水生動(dòng)物的水平衡調(diào)節(jié)機(jī)制(自M.C.Molles,Jr,1999)(自M.C.Molles,Jr,1999)2022/12/122-45等滲(isosmoticorg2023/1/22-104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)：高滲河口動(dòng)物洄游魚(yú)類：變滲透壓水生動(dòng)物的滲透壓調(diào)節(jié)方式(自M.C.Molles,Jr,1999)2022/12/122-46海洋動(dòng)物水生動(dòng)物的滲透壓調(diào)節(jié)方式2023/1/22-105海水及Na+

和Cl-由鰓擴(kuò)散進(jìn)入體內(nèi)，通過(guò)排尿及鹽腺將多余的鹽排至體外環(huán)境中鯊魚(yú)的滲透調(diào)節(jié)(自M.C.Molles,Jr,1999)2022/12/122-47海水及Na+和Cl-由鰓擴(kuò)散2023/1/22-106

水調(diào)節(jié)：環(huán)境中的水通過(guò)鰓不斷擴(kuò)散進(jìn)入體內(nèi)通過(guò)尿?qū)⒍嘤嗟乃懦鳆}調(diào)節(jié)：伴隨尿液將少量的鹽排出通過(guò)攝食及鰓上的特定氯細(xì)胞，將鹽攝入體內(nèi)。(自M.C.Molles,Jr,1999)淡水硬骨魚(yú)和蚊的滲透壓調(diào)節(jié)2022/12/122-48水調(diào)節(jié)：(自M.C.Molle2023/1/22-107水調(diào)節(jié)：失水: