第二章-生物與環(huán)境13節(jié)

第一節(jié)環(huán)境的概念及其類型一、環(huán)境的概念1、環(huán)境（environment）：某一特定生物或生物體以外的空間，以及干脆或間接影響該生物體生物群體生存的一切事物的總和。理解環(huán)境概念的要點：①相對的概念，針對某一主體而言的，主體不同，環(huán)境的范圍大小不同。②環(huán)境是某一主體四周一切事物的總和。③太陽和地球是生物生存最根本的環(huán)境基礎(chǔ)。二、環(huán)境的類型：環(huán)境的類型通常按環(huán)境的主體、性質(zhì)范圍等特征劃分如下：1、按環(huán)境的主體分目前有兩種體系：人類環(huán)境：是以人為主體，其他的生命物質(zhì)和非生命物質(zhì)都被視為環(huán)境要素。這類環(huán)境稱為人類環(huán)境。在環(huán)境科學中，多數(shù)學者都接受這種分類方法環(huán)境：是以生物為主體，生物體以外的全部自然條件稱為環(huán)境，這是一般生態(tài)學書刊上所接受的。2、按環(huán)境的性質(zhì)可將環(huán)境分為3類：自然環(huán)境、半自然環(huán)境（被人類破壞后的環(huán)境）社會環(huán)境3、按環(huán)境的范圍大小可將環(huán)境分為五類：宇宙環(huán)境(spaceenvironment或稱星際環(huán)境、空間環(huán)境)：指大氣層以外的宇宙空間，是人類活動進人大氣層以外的空間和地球鄰近天體的過程中提出的新概念。對太陽系中的地球而言，整個太陽系就是地球生存和運動的宇宙環(huán)境。地球環(huán)境(globalenvironment或稱地理環(huán)境geoenvironment、全球環(huán)境)指大氣圈中的對流層、水圈、土壤圈、巖石圈和生物圈。地球環(huán)境與人類及生物的關(guān)系尤為親密。其中生物圈中的生物把地球上各個圈層的關(guān)系親密地聯(lián)系在一起，并推動各種物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換。對棲息于地球表面的動植物而言，整個地球表面就是它們生存和發(fā)展的環(huán)境。區(qū)域環(huán)境(regionalenvironment)指占有某一特定地域空間的自然環(huán)境，它是由地球表面不同地區(qū)的5個自然因?qū)酉嗷f(xié)作而形成的。不同地區(qū)，形成各不相同的區(qū)域環(huán)境特點，分布著不同的生物群落。微環(huán)境(micro-environment)指區(qū)域環(huán)境中，由于某一個(或幾個)圈層的微小變更而產(chǎn)生的環(huán)境差異所形成的小環(huán)境。

內(nèi)環(huán)境(innerenvironment)指生物體內(nèi)組織或細胞間的環(huán)境。對生物體的生長和繁育具有干脆的影響。例如，葉片內(nèi)部，干脆和葉肉細胞接觸的氣腔、氣室、通氣系統(tǒng)，都是形成內(nèi)環(huán)境的場所。內(nèi)環(huán)境對植物有干脆的影響，且不能為外環(huán)境所代替。第三節(jié)生態(tài)因子作用分析一、生態(tài)因子的概念二、生態(tài)因子的類型三、生態(tài)因子作用的一般特征四、生態(tài)因子的限制性作用一、生態(tài)因子的概念：1．環(huán)境(environment）指作用于生物（個體或群體）的外界條件的總和。包括生物存在的空間，以及維持其生命活動的物質(zhì)和能量。2．生態(tài)因子(ecologicalfactor)環(huán)境中凡是對生物起作用的事物被稱作生態(tài)因子3．生存條件（existencecondition）生物生長發(fā)育所必需的生態(tài)因子被稱為生存條件。4、生境(habitat)具體的生物個體和群體生活地段上的生態(tài)環(huán)境稱為生境，其中包括生物本身對環(huán)境的影響。二、生態(tài)因子的類型1.在生態(tài)學中，一般把生態(tài)因子分為非生物因子：指無機因子或物理因子。生物因子：種內(nèi)與種間的相互作用關(guān)系。

2、道本邁爾按性質(zhì)來分：氣候因子（光、溫度、水、風）、地形因子、土壤因子、生物因子、人類因子。3、依據(jù)因子的變更對生物數(shù)量的影響狀況分為：1）密度制約因素：因子的影響程度隨種群密度而變更，對種群數(shù)量具有調(diào)整作用。主要為生物因子，如食物、天敵等。2）非密度制約因素：因子的影響程度不隨種群密度而變更，對種群數(shù)量無調(diào)整作用，這類因子主要是非生物因子，如溫度、降水等。4.還有人把生態(tài)因子分為干脆因子：對生物干脆起作用的因子，如：光、水分、溫度等。間接因子：通過變更其他因子而間接影響生物，如：海拔高度和地形。三、生態(tài)因子作用的一般特征：1.綜合作用：環(huán)境中各種生態(tài)因子不是孤立存在的，而是彼此聯(lián)系、相互促進、相互制約，任何一個單因子的變更，都必將引起其他因子不同程度的變更及其反作用。

2.主導因子作用：在諸多環(huán)境因子中，有一個對生物起確定性作用的生態(tài)因子，稱為主導因。主導因子發(fā)生變更會引起其他因子也發(fā)生變更。（如池塘中的溶解氧）３．干脆作用和間接作用：區(qū)分生態(tài)因子的干脆作用和間接作用對相識生物的生長、發(fā)育、繁殖及分布都很重要。環(huán)境中的地形因子，其起伏程度、坡向、坡度、海拔高度及經(jīng)緯度等對生物的作用不是干脆的，但它們能影響光照、溫度、雨水等因子的分布，因而對生物產(chǎn)生間接作用，這些地方的光照、溫度、水分狀況則對生物類型、生長和分布起干脆的作用。４．階段性作用：由于生物生長發(fā)育不同階段對生態(tài)因子的需求不同，因此，生態(tài)因子對生物的作用也具階段性，這種階段性是由生態(tài)環(huán)境的規(guī)律性變更所造成的。５．不行代替性和補償作用：環(huán)境中各種生態(tài)因子對生物的作用雖然不盡相同，但都各具有重要性，尤其是作為主導作用的因子，假如缺少，便會影響生物的正常生長發(fā)育，甚至造成其生病或死亡。所以從總體上說生態(tài)因子是不行代替的，但是局部是能補償?shù)?。四、生態(tài)因子的限制性作用1、限制因子：限制生物生存和繁殖的關(guān)鍵性因子就是限制性因子。當某一因子不能滿足生物一生或某一發(fā)展階段的生存須要時，就可成為限制因子。在繁殖期，最簡潔阻撓和限制生物繁殖的因子可能成為限制因子。限制因子的確定：通過視察、分析、試驗相結(jié)合的途徑。2、Liebig最小因子定律：德國農(nóng)業(yè)化學家BaronJustusLiebig認為每一種植物都須要確定種類和確定數(shù)量的養(yǎng)分元素，并闡明在植物生長所必需的元素中，供應(yīng)量最少(與須要量比相差最大)的元素確定著植物的產(chǎn)量。

Liebig指出：“植物的生長取決于處在最小量狀況的食物的量”，這一概念被稱做“Liebig最小因子定律”。E.P.Odum(1973)建議對Liebig定律做兩點補充：1）這確定律只適用于穩(wěn)定狀態(tài)，即能量和物質(zhì)的流入和流出處于平穩(wěn)的狀況下才適用；2）要考慮生態(tài)因子之間的替代作用。即當一個特定因子處于最小量狀態(tài)時,其他處于高濃度或過量狀態(tài)下的物質(zhì),可能有替代作用,替代這一特定因子的不足。因而最低因子并不是確定的。3、Shelford耐性定律（Shelford’slawoftolerance）生物的存在與繁殖，要依靠于某種綜合環(huán)境因子的存在，只要其中一項因子的量(或質(zhì))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，甚至滅亡。這一概念被稱為Shelford耐性定律。理解概念的要點：該定律把最低量因子和最高量因子相結(jié)合，任何接近或超過耐性下限或耐性上限的因子都稱做限制因子。生物的耐性限度會因發(fā)育時期、季節(jié)、環(huán)境條件的不同而變更，當一個種生長旺盛時，會提高對一些因子的耐性限度；相反，當遇到不利因子影響它的生長發(fā)育時，也會降低對其他因子的耐性限度。耐性定律是最小因子定律的進一步發(fā)展，表現(xiàn)在：1）它不僅考慮了因子量的過少，而且也考慮了因子量的過多；2）耐性定律不僅估計了環(huán)境因子量的變更方面，并且估計了生物本身的耐受性問題。一些與耐性定律有關(guān)的術(shù)語廣溫性動物；狹溫性動物狹食性；廣食性狹棲性；廣棲性4.耐受限度（thelimitsoftolerance）每一個種只能在環(huán)境條件的確定范圍內(nèi)生存和繁殖。生物種在其生存范圍內(nèi)，對任一生態(tài)因子的需求總有其上限和下限。二者間的幅度就是其對該因子的耐受限度（RonaldGood,1953）。概念的理解要點：生物對某些因子的耐受限度可能很寬，對另一些因子的可能很窄，該種的實際分布確定于各種因子的復合。一個種的生態(tài)幅即適應(yīng)生境范圍的大小是由其生境中的全部生態(tài)因子耐性限度的綜合確定的。生物的耐受限度會因發(fā)育時期、季節(jié)、環(huán)境條件的不同而變更。當生長旺盛時會提高對一些因子的耐受限度；相反，當遇到不利因子影響生物的生長和發(fā)育時，也會降低對其他因子的耐性限度。在自然界中生物對某一因子的耐受限度實際范圍幾乎都比潛在范圍小。其緣由為：在不利因因素影響下，提高了對基礎(chǔ)代謝的生理調(diào)整所付出的代價。生境中協(xié)助因子降低了代謝強度的上限或下限水平。5.生態(tài)幅：物種適應(yīng)于生境范圍的大小生態(tài)幅與分布區(qū)是生物適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果。五、生物內(nèi)穩(wěn)態(tài)及耐性限度的調(diào)整：1、生物的內(nèi)穩(wěn)態(tài)機制：內(nèi)穩(wěn)態(tài)機制：即生物限制體內(nèi)環(huán)境使之不隨外部環(huán)境發(fā)生變更的相對穩(wěn)定的機制。內(nèi)穩(wěn)態(tài)機制的意義：能削減生物對外界條件的依靠性，提高其適應(yīng)性。但仍不能完全擺脫環(huán)境的限制。維持內(nèi)穩(wěn)態(tài)是生物擴大耐性限度的一種重要機制。內(nèi)穩(wěn)態(tài)實現(xiàn)的途徑：生理過程和行為的調(diào)解。內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物和非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物：具有內(nèi)穩(wěn)態(tài)機制的生物被稱為內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物；不具有內(nèi)穩(wěn)態(tài)機制的生物被稱為非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物。它們之間的基本區(qū)分：內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物的耐性范圍除取決于體內(nèi)酶系統(tǒng)的特性外，還有賴于內(nèi)穩(wěn)態(tài)機制能夠發(fā)揮作用的范圍。如恒溫動物、恒滲動物。非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物的耐性范圍之簡潔的確定于體內(nèi)酶系統(tǒng)在什么溫度范圍內(nèi)起作用。如變溫動物、變滲動物。2.耐性限度的馴化生物借助于馴化過程可適當調(diào)整其對某個生態(tài)因子的最適生存范圍或耐受限度的上、下限。若一種生物長期生活在偏離其最適生存范圍一側(cè)的環(huán)境條件下，會導致該種生物耐受曲線的位置移動，產(chǎn)生一個新的生存范圍和最適區(qū)域。Acclimation（馴化）：指在試驗室條件下誘發(fā)的生理補償機制，一般只需較短的時間。Acclimatisation（馴化）：指在自然