第6章-生物與環(huán)境

第di第六章章

生物與環(huán)境動物生態(tài)(圖)

一、環(huán)境的定義及生物與環(huán)境的關(guān)系二、生物的環(huán)境分區(qū)三、海洋生物的生活方式四、影響生物生存的主要環(huán)境因素五、群落與生態(tài)系六、環(huán)境的古生物學(xué)分析方法一、環(huán)境的定義及生物與環(huán)境的關(guān)系1、與環(huán)境相關(guān)的概念生活環(huán)境指生物周圍一切生物的和非生物的因素的總和生物因素：生物之間的相互關(guān)系，如寄生、共生食物鏈：一定環(huán)境范圍內(nèi)，各種生物通過食物而產(chǎn)生的直接或間接聯(lián)系非生物因素：包括物理因素和化學(xué)因素，如溫度、深度、光線、底質(zhì)、氣體、鹽度等一個簡單的食物鏈(示意圖)貓和三葉草海洋生物食物循環(huán)(示意圖)2、生物與環(huán)境的關(guān)系以及相關(guān)概念2、生物與環(huán)境的關(guān)系環(huán)境的制約性——環(huán)境從根本上決定生物的分布和生活習(xí)性生物的適應(yīng)性——生物可通過自身生理機能的調(diào)整、改變生活方式、主動尋找新的生活環(huán)境等方法來適應(yīng)環(huán)境的變化。因而生物獲得適應(yīng)環(huán)境的能力和潛力，而且還能改造環(huán)境兩者關(guān)系；相互作用、相互制約、密切相關(guān)，如植物、土壤、水分、氣體廣棲生物：能在較寬限度范圍內(nèi)生活的生物狹棲生物：只能在小范圍內(nèi)生活的生物，如造礁珊瑚3、研究生物與環(huán)境關(guān)系的意義了解生物的進化規(guī)律與地史時期地球環(huán)境變遷具有重要價值。正確處理好經(jīng)濟建設(shè)和環(huán)境保護的關(guān)系（以古示今），維護整個地球的自然生態(tài)環(huán)境平衡，保證人類社會快速持續(xù)地向前發(fā)展

一、環(huán)境的定義及生物與環(huán)境的關(guān)系二、生物的環(huán)境分區(qū)三、海洋生物的生活方式四、影響生物生存的主要環(huán)境因素五、群落與生態(tài)系六、環(huán)境的古生物學(xué)分析方法二、生物的環(huán)境分區(qū)按海陸分布的地理分區(qū)陸地、海洋按海拔高度及海水深度的地理分區(qū)高山區(qū)、平原區(qū)濱海區(qū)、淺海區(qū)、半深海區(qū)、深海區(qū)按緯度劃分的地理區(qū)極地區(qū)、寒帶區(qū)、溫帶區(qū)、亞熱帶區(qū)、熱帶區(qū)世界陸地動物地理分區(qū)現(xiàn)代植物地理區(qū)系二、生物的環(huán)境分區(qū)1、大陸生物環(huán)境分區(qū)陸地環(huán)境生物區(qū)河流環(huán)境生物區(qū)沼澤環(huán)境生物區(qū)湖泊環(huán)境生物區(qū)緯度、溫度和濕度及水體性質(zhì)對大陸環(huán)境分區(qū)最重要

（1）陸地環(huán)境生物區(qū)包括山嶺、丘陵、平原、內(nèi)陸盆地等，主體為受剝蝕區(qū)常見化石為植物、孢子花粉、哺乳動物骨骼、腹足動物等（2）河流環(huán)境生物區(qū)包括各個水系的主干及支流河床、河岸和河口三角洲等化石主要產(chǎn)于山麓附近的水流沉積及河道形成的河床和沙灘沉積物中常見化石主要為硅藻、輪藻、孢粉、介形蟲、軟體動物、魚類和哺乳動物等（3）沼澤環(huán)境生物區(qū)是陸地上的低洼潮濕地段植物叢生，常有泥炭堆積沼澤沉積一般以黑色泥巖為主，夾煤層，含大量植物化石（4）湖泊環(huán)境生物區(qū)包括含鹽度不同的咸化湖泊和淡水湖泊各類化石比較豐富，主要有植物、孢粉、種子、鈣藻、昆蟲、魚類、陸相介形蟲、葉肢介和脊椎動物等二、生物的環(huán)境分區(qū)2、海洋生物分區(qū)濱海生物區(qū)淺海生物區(qū)半深海生物區(qū)深海生物區(qū)遠(yuǎn)洋生物區(qū)主要根據(jù)海水的深度和海底地形來劃分海洋生物深度分帶

1）濱海生物區(qū)littoral范圍：位于海岸附近的高、低潮線之間，即潮汐地帶或潮間帶地形特點：地形復(fù)雜，海灣、瀉湖、河口、三角洲、島嶼等環(huán)境特點：波浪和潮汐作用強烈，海水含氧充足、光照強，但含鹽度、溫度、光線、水流等因素晝夜變化很大生物特點：生物總體貧乏，除一些與海底有關(guān)的植物外，動物一般具有堅硬的外骨骼，固著生長在巖石上(如牡蠣、藤壺）、潛穴生活或在硬底上鉆孔生活濱海生物區(qū)littoral（圖解）生物總體貧乏，除一些與海底有關(guān)的植物外，動物一般具有堅硬的外骨骼，固著生長在巖石上、潛穴生活或在硬底上鉆孔生活（2）淺海生物區(qū)shallowsea范圍：從潮汐地帶向下直到陸棚與大陸斜坡之界處(低潮線-200m)地形特點：海底地形較平緩環(huán)境特點：含鹽度變化不大；溫度只受季節(jié)的影響；含氧充足，波浪及潮汐作用使其有良好的通氣性；上部水動力條件較強；光線可以透入海底：0-80m為強光帶，80-200m為弱光帶生物特點：生物種類多，分異度高，90%以上的海洋生物生活在此區(qū)；海底是底棲生物生活的主要場所，且多為狹鹽分生物；中部生活著游泳生物；上部生活著浮游生物淺海生物區(qū)shallowsea（圖解）生物種類多，分異度高，90%以上的海洋生物生活在此區(qū)；海底是底棲生物生活的主要場所，且多為狹鹽分生物；中部生活著游泳生物；上部生活著浮游生物（3）半深海生物區(qū)bathyal范圍：200-1000m，為陸棚外緣和大陸斜坡上部地區(qū)地形特點：平均坡度4o17′（現(xiàn)代）環(huán)境特點：海水平靜；溫度、鹽度比較穩(wěn)定；含氧量稍低；為無光帶生物特點：一般沒有藻類生長，生物種類稀少，底棲生物以食腐類生物為主半深海生物區(qū)bathyal（圖解）一般沒有藻類生長，生物種類稀少，底棲生物以食腐類生物為主（4）深海生物區(qū)abyssal范圍：深度大于1000m的大陸斜坡下部至深海底部的廣大深海盆區(qū)地形特點：海底平坦、或為深海溝和海底山脊所分解環(huán)境特點：黑暗、寒冷（一般在2-10度）、水壓力大生物特點：生物稀少，主要為一些特化無眼的魚類和甲殼類；生物骨骼多為硅質(zhì)，食泥或食腐深海生物區(qū)abyssal（圖解）生物稀少，主要為一些特化無眼的魚類和甲殼類；生物骨骼多為硅質(zhì)，食泥或食腐（5）遠(yuǎn)洋生物區(qū)plagic范圍：指遠(yuǎn)離海岸的半深海和深海區(qū)上層水域環(huán)境特點：上部為透光帶、下部為無光帶生物特點：為遠(yuǎn)洋浮游生物和游泳生物的主要生活場所。浮游生物是海洋生物的主要食源，它們死亡后殼體沉入海底常形成硅藻、放射蟲、或有孔蟲軟泥遠(yuǎn)洋生物區(qū)plagic（圖解）為遠(yuǎn)洋浮游生物和游泳生物的主要生活場所。浮游生物是海洋生物的主要食源，它們死亡后殼體沉入海底常形成硅藻、放射蟲、或有孔蟲軟泥

一、環(huán)境的定義及生物與環(huán)境的關(guān)系二、生物的環(huán)境分區(qū)三、海洋生物的生活方式四、影響生物生存的主要環(huán)境因素五、群落與生態(tài)系六、環(huán)境的古生物學(xué)分析方法三、海洋生物的生活方式1、生活方式modeoflife的相關(guān)概念即生物為適應(yīng)生存條件而具有的習(xí)性和行為包括攝食方式、居住類型和運動方式等趨同convergence：不同門類的生物，因為適應(yīng)相似的環(huán)境具有相同的生活方式，導(dǎo)致生物體形態(tài)和結(jié)構(gòu)上的相似性趨同進化趨異趨異divergence：在系統(tǒng)演化上相近的生物，由于適應(yīng)不同的環(huán)境而具有極不相同的生活方式，導(dǎo)致生物體形態(tài)和結(jié)構(gòu)上的分異2、海洋生物的分類根據(jù)海洋生物的攝食方式和食物類型分為：食草動物、食肉動物、食腐動物、濾食動物、食泥動物、寄生生物、雜食動物根據(jù)海洋生物的居住地段和運動方式分為：游泳生物、浮游生物、假浮游生物、底棲生物海洋生物的生活方式（圖解）3、海洋生物分類的相關(guān)概念游泳生物nekton：具游泳器官、能主動游泳的生物特征：身體常呈流線型，兩側(cè)對稱，運動、捕食和感覺器官較發(fā)達(dá)主要類型：多為進化較高級的食肉動物，如無脊動物中的頭足類和脊椎動物中的大多數(shù)魚類浮游生物plankton：沒有真正的游泳器官，常隨波逐流、被動地漂浮在水中

特征：身體一般呈輻射對稱的圓形或球形，個體微小，骨骼不發(fā)育或質(zhì)輕多孔，殼常多刺以增大表面積主要類型：單細(xì)胞微小的動物和植物以及其他一些生物的幼蟲（如硅藻、放射蟲、抱球蟲，海綿、腔腸、軟體動物等的幼蟲）假浮游生物pseudoplankton：沒有真正的游泳器官，往往附著在水草、樹干或其它游泳生物的身上，被動地在水中漂浮特征：多起源于底棲生物，特別是底棲固著生活的生物，因此兼具有底棲和浮游生物的一些身體結(jié)構(gòu)特征主要類型：如某些海百合、部分筆石、少數(shù)雙殼類和腕足類等底棲生物benthos：指生活在水層底部，經(jīng)常離不開基底的生物包括表生生物和內(nèi)生生物表生生物epibenthos:生活在基底表面以上的底棲生物。包括底棲活動型生物和底棲固著生物內(nèi)生生物endobenthos:生活在基底表面以下的生物。包括潛穴生活的生物和鉆孔生活的生物底棲生物benthos：按生活方式可進一步劃分為6種類型：海底固著生活躺臥海底生活潛穴生活鉆孔生活海底爬行生活近底游泳生活

一、環(huán)境的定義及生物與環(huán)境的關(guān)系二、生物的環(huán)境分區(qū)三、海洋生物的生活方式四、影響生物生存的主要環(huán)境因素五、群落與生態(tài)系六、環(huán)境的古生物學(xué)分析方法四、影響生物生存的主要環(huán)境因素

1、非生物因素1、溫度temperatureincludingclimate來源：光照、地?zé)帷⒑５谆鹕絿姲l(fā)和熔巖作用影響溫度的主要因素：緯度：與光照強度和光線入射角有關(guān)季節(jié)

水深：一般表層水溫變化較大，底層水體的溫度較穩(wěn)定。海水中僅在250-300m以上的水層才有季節(jié)性溫度變化，其下水層溫度終年無大變化。洋流：由于洋流作用，可造成局部地區(qū)增溫或降溫。海拔：一般隨海拔的增高而降低。

非生物因素（1）溫度temperatureincludingclimate溫度對生物影響的機制:溫度主要是通過影響生物的生存和繁殖來控制生物的分布，因為生物的繁殖需要有一定的溫度作保障溫度對生物影響的主要表現(xiàn)和結(jié)果:溫度控制著生物的緯向分布，從兩極到赤道，生物種類逐漸增多，動植物的豐度和分異度均逐漸增高

溫度造成生物的分區(qū)現(xiàn)象，如熱帶生物區(qū)系和寒帶生物區(qū)系廣溫生物eurythermal，狹溫生物stenothermal

非生物因素（2）水深waterdepth

水深影響生物的主要表現(xiàn)和結(jié)果：現(xiàn)代藻類在15-50m最為豐富，分布下限一般200m由于光線中不同波長的光其穿透海水的能力不同，造成不同類型的藻類在分布深度上的差異。淺海近岸處多生長藍(lán)綠藻，在其下20-30m以褐藻最多，而紅藻可分布在水深30-200m左右水深控制著植物的垂直分布，因此勢必影響其他以植物為食的草食性動物的分布，并最終影響到肉食性動物的分布

非生物因素（3）光線light

與光線有關(guān)的因素：水深、水體的清澈度水體中光照強度及生物的分帶性強光帶：0-80m，水底植物、浮游植物及各類動物都很豐富弱光帶：80-200m，浮游植物大為減少，但紅藻和硅藻較發(fā)育無光帶：>200m，植物絕跡，動物稀少而特殊（4）鹽度salinity鹽度的變化：淡水0-0.5‰，半咸水0.5-30‰，正常海水30-40‰，超咸水40-80‰，鹵水>80‰生物對鹽度的適應(yīng)性：正常鹽度海水中生物種類多樣，但當(dāng)海水的鹽度升高或降低時，便出現(xiàn)海水的咸化或淡化，這都會引起生物在種類和數(shù)量上的變更，常表現(xiàn)為生物種類貧乏窄鹽性生物stenohalina：只能適應(yīng)正常鹽度海水生活的生物（造礁珊瑚、頭足類、棘皮動物、部分腕足類）廣鹽性生物euryhalina：能夠適應(yīng)鹽度變化范圍較廣的生物（雙殼類、腹足類、苔蘚動物、介形蟲等）（5）底質(zhì)substrate定義：底棲生物居住和生活所依附的基底環(huán)境物質(zhì)硬底質(zhì)：如巖石、各種貝殼和其它堅硬的物體軟底質(zhì)：為含有各種砂礫、細(xì)砂和淤泥的沉積物不同底質(zhì)中具有不同的動植物群：沿岸巖石及貝殼上附著有許多藻類及各種具有固著能力的無脊椎動物在潮間帶各種硬底質(zhì)中還可見鉆孔生物在砂質(zhì)軟底中則以潛穴為主泥質(zhì)軟底中常有豐富的軟體動物和節(jié)肢動物甲殼類（6）其他因素含氧量—含氧量少，有害氣體多（氨、硫化氫、甲烷）對生物生長極為不利，如黑海水體流動性—流動性大，不利于生物生長發(fā)育海拔—隨著海拔升高，氣候由溫濕→干冷，植物由闊葉類→針葉和細(xì)葉類；且植物數(shù)量減少。如現(xiàn)代青藏高原上缺乏高大的喬木，主要為一些草本植物和細(xì)葉的紅柳灌木叢2、生物因素

相關(guān)概念共生關(guān)系symbiosis：共同生活，互不損害對方

共棲commendsalism：一方獲益，另一方無礙（麻雀與紅腳隼-巢寄生）

互惠mutualism：雙方獲益（造礁珊瑚與蟲黃藻、?？c寄居蟹）競爭關(guān)系competition：雙方受傷，相互制約

對抗關(guān)系antagonism：一方受傷害嚴(yán)重（羊與草地）

抗生antibosis：一方受害，另一方不獲益侵占exploitation：一方受害，另一方獲益，如捕食、寄生（寄生蟲、狼與羊）

一、環(huán)境的定義及生物與環(huán)境的關(guān)系二、生物的環(huán)境分區(qū)三、海洋生物的生活方式四、影響生物生存的主要環(huán)境因素五、群落與生態(tài)系六、環(huán)境的古生物學(xué)分析方法五、群落與生態(tài)系1、群落community的相關(guān)概念群落

共同生活在一定地區(qū)（小生境）的生物自然組合，這些生物在生活期間，在某些方面（如食物鏈、保護作用、居住條件等）相互依賴、相互作用。也即群落是指生活在一定的生態(tài)領(lǐng)域內(nèi)的所有物種的總和群落有4個基本特征：生活于同一環(huán)境中，具有一定的時空范圍群落間的生物彼此間相互依賴、相互作用每個群落有其特征性的生物（特征種）具有特征性的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)（食物鏈）居群，特征種，優(yōu)勢種群落由居群組成居群population：某一特定時間內(nèi)，由占據(jù)某一特定空間的一群同種個體組成的群集。因此，居群是種內(nèi)某些個體的集合。群落是由一個或多個居群組成特征種characteristicspecies：即某一群落所特有的種，該種在其它群落中缺失或少見，可以用來作為該群落標(biāo)志

優(yōu)勢種dominantspecies：指群落中個體數(shù)量最多的種，即競爭能力強，最適合于該環(huán)境的種。它可是該群落的特征種，也可以不是化石群落化石群落fossilcommunity

在時間觀念上，化石群落稍不同于現(xiàn)生群落主要強調(diào)的是共同生活在同一生境的生物組合，并不是在同一個產(chǎn)地采集的化石組合都是化石群落。一個化石群落是指那些經(jīng)過仔細(xì)分析研究（定量、定性）、在許多地區(qū)重復(fù)出現(xiàn)而其中物種成分很少變異的一種組合2、生態(tài)系的相關(guān)概念生態(tài)系ecosystem：由群落及其所生存的環(huán)境共同組成一個統(tǒng)一的整體，該綜合體即為生態(tài)系生物群落與環(huán)境之間由于不斷地進行物質(zhì)循環(huán)和能量流轉(zhuǎn)，而形成的有機界和無機界相統(tǒng)一的整體生態(tài)系的內(nèi)部必須具有以下四種基本的組成部分：非生物環(huán)境environments：維持生物生活的各種無機條件，包括無機物、水、氣體、日光等生產(chǎn)者producer：自養(yǎng)型生物，主要指綠色植物消費者consumer：異養(yǎng)型生物，包括各類動物和某些腐生和寄生菌類分解者decomposer（或還原者）：異養(yǎng)型微生物，如真菌類一、環(huán)境的定義及生物與環(huán)境的關(guān)系二、生物的環(huán)境分區(qū)三、海洋生物的生活方式四、影響生物生存的主要環(huán)境因素五、群落與生態(tài)系六、環(huán)境的古生物學(xué)分析方法

六、環(huán)境的古生物學(xué)分析方法指相化石分析方法形態(tài)功能分析方法實證古生物學(xué)方法群落古生態(tài)學(xué)分析方法群落古生態(tài)分析法

群落古生態(tài)分析法的原理群落古生態(tài)分析法的研究內(nèi)容和步驟確定原地埋藏和異地埋藏的主要標(biāo)志群落古生態(tài)分析法主要根據(jù)群落的生態(tài)組合類型來分析古環(huán)境，并根據(jù)不同生態(tài)類型的群落在縱向上的演替來分析推斷古環(huán)境的演變（1）群落古生態(tài)分析法的原理通過對群落的