第三章 生態(tài)系統(tǒng)中的生物與環(huán)境

第三章生態(tài)系統(tǒng)中的生物與環(huán)境第三章生態(tài)系統(tǒng)中的生物與環(huán)境第一節(jié)生物與環(huán)境關系的基本概念第二節(jié)生態(tài)作用的基本規(guī)律第三節(jié)生態(tài)適應的基本規(guī)律第四節(jié)生態(tài)因子對生物的影響及生物的適應第五節(jié)生物的生態(tài)反作用第一節(jié)生物與環(huán)境關系的基本概念一、生物種與個體生態(tài)學1、物種是指一類生物個體的集合，其中的個體之間在自然條件下能相互交配產(chǎn)生具有生殖能力的正常后代個體。2、個體生態(tài)學是以生物個體及棲息地為研究對象，研究棲息地環(huán)境因子對生物的影響及生物對棲息地的適應和生態(tài)適應的形態(tài)、生理及生化機制。獅虎獸虎獅獸老虎和獅子屬于不同的物種，不同種屬的物種之間為何偶爾可以交配，但雜交所產(chǎn)生的后代卻常常沒有生育能力？

中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所研究員、博士生導師馬潤林告訴記者，自然界的物種均是在幾百萬年乃至幾千萬年的生物進化過程中產(chǎn)生并逐步穩(wěn)定遺傳下來。在這個漫長的歷史過程中，一些物種由于不適應變遷的環(huán)境而消亡了，另有一些新的物種又會應運而生?？傮w而言，生物界形成了一個個固定的種系，所有這些物種在遺傳基因上都是相對穩(wěn)定的。物種最大的特征之一就是物種間的生殖的隔離。我們所說的物種之所以能成為物種，是因為它們本身是非常穩(wěn)定的。如果一個物種和別的物種可以不斷的雜交并產(chǎn)生可育的后代，那么，它本身就一直處于分化變異之中。不同物種理論上是不能交配的，這是因為形成每一物種的遺傳基因程序、染色體組的結(jié)構(gòu)，特別是染色體的數(shù)目是不同的，這種不同決定了物種之間都不能進行種面的雜交。二、環(huán)境與生態(tài)因子1、環(huán)境的概念與類型（1）定義：是指某一主體周圍一切事物的總和。（2）類型：按環(huán)境的主體分類可分為：人類環(huán)境、生物環(huán)境按環(huán)境性質(zhì)可分為:自然環(huán)境、半自然環(huán)境、人工環(huán)境按人類對環(huán)境的影響可分為:原生環(huán)境、次生環(huán)境按環(huán)境范圍大小可分為：宇宙環(huán)境(星際環(huán)境)、地球環(huán)境、區(qū)域環(huán)境、微環(huán)境、內(nèi)環(huán)境自然環(huán)境半自然環(huán)境人工環(huán)境2、生態(tài)因子的概念與類型（1）定義：環(huán)境因子：構(gòu)成環(huán)境的各要素。生態(tài)因子：環(huán)境因子中一切對生物的生長、發(fā)育、生殖、行為和分布有直接或間接影響的因子。生存因子：生態(tài)因子中生物生存不可缺少的因子。生態(tài)環(huán)境：所有生態(tài)因子綜合作用構(gòu)成生物的生態(tài)環(huán)境。生境：具體的生物個體或群體生活區(qū)域的生態(tài)環(huán)境與生物影響下的次生環(huán)境統(tǒng)稱為生境。（2）生態(tài)因子的類型根據(jù)生態(tài)因子的性質(zhì)：氣候因子：如光、溫、濕度、降水量和大氣運動等因子。土壤因子：主要指土壤物理、化學性質(zhì)、營養(yǎng)狀況等，如土壤的深度、質(zhì)地、母質(zhì)、容重、孔隙度、PH值、鹽堿度、肥力等。地形因子：指地表特征，如地形起伏、海拔、山脈、坡度、坡向、高度等地貌特征。生物因子：指同種或異種生物之間的相互關系，如種群結(jié)構(gòu)、密度、競爭、捕食、共生、寄生等。人為因子：指人類活動對生物和環(huán)境的影響。三、生物與環(huán)境的基本關系1、生態(tài)作用是指由于生態(tài)因子對生物發(fā)生作用，使生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、過程和功能發(fā)生相應的變化。因子的質(zhì)；因子的量；因子的持續(xù)時間2、生態(tài)適應是指生物處于特定環(huán)境條件之下時發(fā)生的結(jié)構(gòu)、過程和功能的改變，這種改變有利于生物在新的環(huán)境下生存和發(fā)展。短期適應——長期適應3、生態(tài)反作用與Gaia假說生命系統(tǒng)在其生命活動中對環(huán)境也起著改造作用。小麥、早熟的馬鈴薯需要10℃以上的有效積溫為1000~1600℃，春播谷類作物、番茄等需要1500~2100℃，玉米、棉花等為2000~4000℃，南方的柑橘和椰子為4000~5000℃。美女蘭花螳螂枯葉蝶枯葉蝶Gaia假說——地球自我調(diào)節(jié)理論生物是被動地適應地球環(huán)境的理化條件的。英國科學家JamesLovelock于20世紀60年代提出一個地球自我調(diào)節(jié)的理論——Gaia假說（Gaia）：1、大氣中活性氣體的組成、地球表面的溫度及地表沉積物的氧化還原電位和pH值等是受地球上所有生物總體的生長和代謝所主動調(diào)控的。2、上述環(huán)境受到人為破壞或自然條件的各種干擾而發(fā)生相應變化時，地球上的生命總體就會通過改變其生長、活動和代謝來對這些變化做出相應的反應，緩和地球環(huán)境的這些變化。珊瑚：只愿天空也生云

氣溫上升時，珊瑚礁可能會自己制造出云來降溫對世界最大珊瑚礁——澳大利亞大堡礁進行的一項新研究顯示，珊瑚里充滿了一種稱為二甲基硫(DMS)的化學物質(zhì)，當這種物質(zhì)被釋放到大氣中時，會變成氣溶膠懸浮微粒，水蒸氣容易聚集在微粒上,可能促進云的形成，對所在地區(qū)的氣候產(chǎn)生很大影響。澳大利亞南十字大學GrahamJones及其同事測量了大堡礁珊瑚及周圍海水里的二甲基硫含量，發(fā)現(xiàn)珊瑚分泌的粘液中的二甲基硫含量是迄今發(fā)現(xiàn)所有生物中最高的。這使珊瑚礁上方的海面水層富含二甲基硫，被風帶入大氣。大堡礁可能在為自己制造涼爽氣候蓋婭式反饋(Gaia)這項研究還提出了另一個有趣的可能性：珊瑚可能使用一種蓋婭式的反饋機制，來調(diào)節(jié)它們的陽光照射量?！吧w婭理論”認為，地球能夠調(diào)節(jié)環(huán)境以保持自身的健康。Jones及其同事在實驗室中顯示，當珊瑚體內(nèi)的共生海藻面臨高溫或強紫外線輻射的壓力時，珊瑚會產(chǎn)生更多的二甲基硫。如果這些二甲基硫能導致產(chǎn)生更多的云，那么珊瑚或許進化出了一套降低水溫或減少紫外線射的方法?！耙詈笞C明這一點還有很長的路要走，但我們已經(jīng)有了不少證據(jù)，”Jones說。在過去20年里，科學家一直在努力尋找證據(jù)，顯示自由漂浮的海藻能通過一種與二甲基硫有關的反饋機制來削弱溫室效應。Jones說，珊瑚礁是固定不動的二甲基硫來源，它可能更容易產(chǎn)生這種效果?！吧汉鹘缚赡苁且粋€很好地顯示蓋婭在行動的地點，”他說，“這是第一次發(fā)現(xiàn)珊瑚礁里的（生物）過程與氣候過程有關。”第二節(jié)生態(tài)作用的基本規(guī)律一、限制因子定律二、生態(tài)因子綜合作用定律三、生態(tài)因子的時空變化規(guī)律一、限制因子定律1、最小因子定律1840年德國化學家李比希在《有機化學及其在農(nóng)業(yè)和生理學中的應用》一書中，分析了土壤表層與植物生長的關系，他認為植物生長環(huán)境中的水和二氧化碳數(shù)量較多，容易滿足植物的需要，作物的產(chǎn)量往往取決于最小量礦質(zhì)營養(yǎng)元素的供應狀況；作物的增產(chǎn)與減產(chǎn)是與作物從土壤中所能獲得的礦物營養(yǎng)的多少呈正相關的；每一種植物都需要一定種類和一定數(shù)量的營養(yǎng)物質(zhì)，如果其中有一種營養(yǎng)物質(zhì)完全缺乏，植物就不能生存，如果這種營養(yǎng)物質(zhì)數(shù)量極微，植物的生長就會受到不良影響，這就是最小因子定律。2、限制因子生物在一定環(huán)境中生存，必須得到生存發(fā)展的多種生態(tài)因子，當某種生態(tài)因子不足或過量都會影響生物的生存和發(fā)展，這個因子就是限制因子。德國化學家Liebig，于1840年提出利比希最小因子定律。瀘沽湖這里是借“女兒國”之名，來說明化學土元素對生男育女的確有影響。在廣東省某一山區(qū)的村寨，前數(shù)年連續(xù)出生的都是女孩子，人們急了，照這樣下去，這個地區(qū)豈不會變成了女兒國了嗎？有的人求神佛，也不濟于事。有位風水老者開言到：“地質(zhì)隊在后龍山尋礦，把龍脈破壞了，這是破壞了風水的報應?。　庇谑?，迷信的村民，千方百計地找到了原來在此地探礦的地質(zhì)隊，鬧著要他們賠償“風水”。地質(zhì)隊又回到了這個山寨，進行了深入的調(diào)查，終于找到了原因。原來在探礦的時候，鉆機把地下含鈹?shù)娜顺鰜恚瑪U散了鈹?shù)奈廴?，使飲用水的鈹含量大為提高，長時間飲用這種水，而導致生女而不生男。經(jīng)過治理，情況得到了好轉(zhuǎn)，在"女兒國"里又生出了男孩子。二、生態(tài)因子綜合作用定律1、生態(tài)因子的綜合作用2、生態(tài)因子的交互作用3、生態(tài)因子作用的主次4、直接作用和間接作用5、生態(tài)因子的階段性作用6、不可代替性和補償作用水溫上升，水中的溶氧量隨之下降。水體溫度與鹽度、溶解氧的關系204060弱光204060中光204060強光土壤濕度/%光照強度/lx不施肥不施肥不施肥施肥施肥施肥主導因子:在一定條件下起綜合作用的諸多生態(tài)因子中，有一個或少數(shù)幾個對生物起主要的、決定性的作用的因子。次要因子：其他的因子。例如：光合作用——光強；溫度和CO2濃度等；春化作用——溫度；光強、濕度和通氣條件等；地形對氣候因子重新分布的影響示意圖發(fā)育階段適宜土壤持水量/%適宜溫度/℃播種至出苗60~7028~35苗期60~7015~20拔節(jié)至抽雄70~8022~24花期8026~27灌漿至成熟7022~24玉米不同生長階段對水分和溫度的要求10020030040050060070080012010080604020二氧化碳質(zhì)量濃度/（mg·L-1）吸收二氧化碳/（mg·g-1鮮重·min-1）700lx350lx70lx植物光合作用中光照強度與二氧化碳的相互補償作用三、生態(tài)因子的時空變化規(guī)律1、生態(tài)因子的緯向遞變性2、生態(tài)因子的經(jīng)向遞變性3、生態(tài)因子的垂直遞變性4、生態(tài)因子的非地帶性變化緯度50°45°40°35°30°25°20°太陽輻射年總和/(kcal·cm-2)168.1183.3195.7194.0194.7211.0205.1我國不同緯度太陽輻射年總和值緯度地點年平均溫度/℃月均溫變幅范圍/℃50°15′黑河-0.4-25.8~19.843°53′長春4.8-16.9~22.939°57′北京11.8-4.7~26.132°04′南京15.72.2~28.023°08′廣州21.913.7~28.3我國不同緯度地區(qū)年平均溫度值我國不同緯度太陽輻射年總和值(單位：h)緯度0°10°20°30°40°50°60°65°66.5°最長日12.0012.5813.2213.9314.8516.1518.5021.1524.00最短日12.0011.4210.7810.079.157.855.502.850.00中國溫帶、暖溫帶植被、降水、土壤的經(jīng)向分布經(jīng)度80°~90°90°~100°100°~110°110°~120°120°~125°125°~130°代表地區(qū)及分界線準噶爾盆地馬鬃山阿拉善高原內(nèi)蒙古高原東北平原長白山脈年降水量Mm100~12050~80100~120250~350400~500600~1000區(qū)域干旱區(qū)極端干旱區(qū)干旱區(qū)干旱區(qū)半濕潤區(qū)濕潤區(qū)植被半荒漠荒漠、裸露荒漠半荒漠、荒漠草原森林草原森林土壤灰棕漠土棕漠土灰棕漠土、灰漠土栗鈣土、淡栗鈣土黑鈣土、暗栗鈣土暗棕壤陸地生態(tài)系統(tǒng)的水平分布格局熱帶雨林常綠闊葉林落葉闊葉林亞高山針葉林高山灌叢高山草甸高山荒漠積雪雪雪高山寒漠土高山草原土山地灰化土山地棕壤山地黃壤紅壤熱帶山體亞熱帶山體溫帶山體海拔緯向山地氣候垂直帶與植被、土壤分布臺灣玉山天山長白山吐魯番盆地第三節(jié)生態(tài)適應的基本規(guī)律一、生物的耐受性二、脅迫與生態(tài)適應三、生態(tài)適應方式與機制四、生態(tài)適應與生物進化一、耐性定律（謝爾福特耐性定律）1、相關定義：耐性范圍：1913年美國生態(tài)學家謝爾福特經(jīng)大量調(diào)查后指出，生物對其生存環(huán)境的適應有一個生態(tài)學最小量和最大量的界限，生物只有處于這兩個限度范圍之間生物才能生存，這個最小到最大的限度稱為生物的耐受范圍。耐性定律：生物對環(huán)境的適應存在耐性限度的法則稱為耐性定律。2、耐性的變化(1)不同生物的耐性不同；(2)同一生物在不同時期的耐性不同；(3)同一生物對不同因子的耐性限度不同；(4)不同因子的耐性可相互影響；(5)生物的耐性可人為改變(馴化)。南北較高緯度地區(qū)的低溫是影響非洲蜂進一步向高緯度范圍擴散的限制因子。高緯度地區(qū)低溫對生物分布的限制最適范圍亞適范圍亞適范圍不適范圍不適范圍不能生存因子梯度漸增生命活動或數(shù)量生物對環(huán)境因子的耐受曲線Shelford

耐受性定律最適范圍不適范圍不能生存因子梯度漸增生命活動強度或數(shù)量生物對環(huán)境因子耐受曲線的實際表現(xiàn)亞適范圍亞適范圍不適范圍Shelford

耐受性定律廣溫性生物狹溫喜熱生物生命活動或數(shù)量溫度變化梯度低→高狹溫喜冷生物生物對溫度的耐受大麻哈魚在生殖季節(jié)成群溯河進入我國黑龍江、長江及其支流中產(chǎn)卵。繁殖活動結(jié)束后，大麻哈魚因長途跋涉和饑疲交加終至體衰力竭而全部死亡，所以是一次性生殖的魚類.

大馬哈魚生殖洄游產(chǎn)后死亡

中華鱘洄游路線圖產(chǎn)于我國的鰻鱺和松江鱸魚是從淡水游向海洋去繁殖的僅有例子，這種洄游稱為降河洄游。鰻鱺的性成熟年齡在8歲以上，集群游向深海進行繁殖的親鰻于產(chǎn)卵后均因疲憊而死，無一生還。幼鰻孵化后，逐漸向親鰻棲息的江河進行溯河洄游，此時的幼鰻周身透明，頭細，體似柳葉狀，故名柳葉鰻，經(jīng)過生長和變態(tài)才成鰻形的線鰻。漁民在掌握了鰻鱺的周期性洄游規(guī)律后，每年初春于長江下游捕撈鰻鱺魚苗進行養(yǎng)殖。

溫度/℃適合度85%90%95%20

25

30

35

40相對濕度/%適合度30℃32.5℃35℃80

85

90

95

100兩個因子相互作用對生物耐性范圍的影響生物的生態(tài)幅可隨馴化而改變，例如，在水溫為5℃的容器中養(yǎng)殖的龍蝦，到27℃時全部死亡；而養(yǎng)殖在25℃水溫中的一組，有50％的個體能耐受30℃的溫度。不同溫度下馴化導致耗氧量的差異2001601208040010

2030溫度℃耗氧量（ml·g-1·h-1

）5℃馴化25℃馴化3、生態(tài)幅每一個物種對環(huán)境因子適應范圍的大小。窄食性、廣食性窄溫性、廣溫性窄水性、廣水性窄鹽性、廣鹽性窄棲性、廣棲性彈涂魚二、脅迫與生態(tài)適應1、脅迫自然界中的生物并非都在環(huán)境因子的最適范圍內(nèi)生存，在適宜區(qū)之外到最低點或最高點間的區(qū)域稱為耐受區(qū)，此時生命活動要遭受一定程度的限制，即脅迫。2、環(huán)境脅迫與生物體響應過程預警階段—抗性階段—耗盡階段—再生階段3、脅迫下個體的存活生物體如果能夠防止脅迫，或者其最易受傷害和不可缺少的器官的脅迫抗性足夠強，或有恢復能力足以修復損傷，那么該個體在脅迫環(huán)境下存在是可能的。逃避、抗性、恢復4、生物體對環(huán)境脅迫適應能力的調(diào)節(jié)馴化、耐受性的節(jié)律變化、休眠、內(nèi)穩(wěn)態(tài)與生態(tài)適應中低緯度的柳樹在春季開花，而北極這種柳樹在夏季六月中旬以后才開花。由于北極長年處于低溫狀態(tài)，它必須在70天內(nèi)完成發(fā)芽、開花和結(jié)果的整個過程，同時由于極夜時期沒有陽光，植物不能進行光合作用，所以它的生長及其緩慢，一年只能長幾毫米。第一章緒論

第二章開縣生態(tài)特征與存在的主要生態(tài)問題

第三章開縣區(qū)域景觀變化與生態(tài)脅迫特征分析

第一節(jié)景觀格局指標體系

第二節(jié)信息獲取與處理

第三節(jié)開縣區(qū)域景觀格局與景觀變化

第四章開縣生態(tài)系統(tǒng)服務功能與功能分區(qū)

第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)服務功能內(nèi)涵及其理論

第二節(jié)開縣生態(tài)系統(tǒng)服務功能分析

第三節(jié)開縣生態(tài)系統(tǒng)功能區(qū)劃

第五章開懸生態(tài)恢復的區(qū)域?qū)嵺`與效果分析

第一節(jié)退化生態(tài)系統(tǒng)恢復理論與方法

第二節(jié)太平溪流域生態(tài)系統(tǒng)恢復實踐

第三節(jié)河岸帶生態(tài)系統(tǒng)恢復實踐

第四節(jié)開縣消落帶生態(tài)恢復研究

第六章開縣區(qū)域生態(tài)恢復實現(xiàn)途徑——生態(tài)系統(tǒng)適應性管理

第一節(jié)區(qū)域生態(tài)管理的基本理論框架

第二節(jié)開縣區(qū)域生態(tài)恢復途徑——生態(tài)系統(tǒng)適應性管理

第三節(jié)開縣區(qū)域生態(tài)恢復途徑——生態(tài)監(jiān)測與評估

第七章主要結(jié)論與研究展望三、生態(tài)適應方式與機制（略）1、形態(tài)適應2、行為適應3、生理生化適應4、適應組合四、生態(tài)適應與生物進化1、趨同適應與生活型2、趨異適應與生態(tài)型3、生物進化與物種形成4、生境與生態(tài)位（1）趨同適應不同生物適應相同的環(huán)境產(chǎn)生了相同的適應，叫趨同適應。（2）生活型趨同適應產(chǎn)生的相同生態(tài)習性的不同生物類群叫生活型。鯊魚—魚龍—海豚、非洲沙漠漿草—霸王花—仙人掌（3）生活型分類植物：高位芽植物、地上芽植物、地面芽植物、地下芽植物、一年生植物動物：水生動物、兩棲動物、陸生地面動物、陸生地下動物、飛行動物等鯊魚：軟骨魚類魚龍：中生代爬行類海豚：哺乳類仙人掌（仙人掌科）海星花：蘿摩科霸王花：大戟科高位芽植物地上芽植物地面芽植物地下芽植物黑色的植物部分能越冬，非黑色部分在冬季死亡（1）趨異適應同種生物適應不同的環(huán)境產(chǎn)生了不同的適應，叫趨異適應。（2）生態(tài)型趨異適應產(chǎn)生的同種生物的不同基因型類群叫生態(tài)型。（3）生態(tài)型分類（以植物為例）氣候生態(tài)型：如秈稻（耐高溫）和粳稻（耐低溫）土壤生態(tài)型：如水稻和旱稻生物生態(tài)型：如紅花碗豆、白花碗豆3、生物進化與物種形成物種形成過程：（1）地理隔離（2）獨立進化（3）生殖隔離機制的建立4、生境與生態(tài)位（1）生境：具體的生物個體或群體生活區(qū)域的生態(tài)環(huán)境與生物影響下的次生環(huán)境統(tǒng)稱為生境（P60）。（2）生態(tài)位：生物完成其正常生活周期所表現(xiàn)的對特定生態(tài)因子的綜合適應位置?？臻g生態(tài)位：營養(yǎng)生態(tài)位：多維生態(tài)位：拉克（Lack,1944,1945）為了證實假說，研究在同一水流攝食、同一峭壁上營巢的兩種鸕鶿（Phalacrocorax

carbo和P.aristotelis），經(jīng)過深入的觀察證明，前者Phalacrocorax

carbo主要捕食底棲的比目魚和底棲的無脊椎動物，后者P.aristotelis主要以水上層自由游泳的魚類和沙鰻為食.第四節(jié)生態(tài)因子對生物的影響及生物的適應一、光的生態(tài)作用二、溫度的生態(tài)作用三、水的生態(tài)作用四、土壤的生態(tài)作用五、大氣的生態(tài)作用一、光的生態(tài)作用1、光照強度的生態(tài)作用光照強度：是指單位面積上的光通量大小。(1)光照強度對植物光合作用速率產(chǎn)生直接影響；(2)光照強度對植物形態(tài)建成有重要作用；(3)光照強度對動物發(fā)育、繁殖和形態(tài)分化有重要作用;(4)植物對光照強度的適應類型：陽性植物，陰性植物，耐陰植物（中性植物）。植物光合作用達到最大值時的光照強度，稱為該種植物的光飽和點。光合作用和呼吸作用相等時的光照強度稱為光補償點。特征C3植物C4植物CAM植物1、類型典型溫帶植物典型熱帶、亞熱帶植物典型干旱植物2、生物產(chǎn)量22＋0.339＋17較低3、葉結(jié)構(gòu)無Kranz型結(jié)構(gòu)，一種葉綠體有Kranz型結(jié)構(gòu)，常具兩種葉綠體無Kranz型結(jié)構(gòu)，一種葉綠體4、葉綠素a/b28＋0.43.9＋0.62.5~3.05、CO2固定途徑卡爾文循環(huán)（C3

）分別進行C4和C3循環(huán)分別進行CAM和C3循環(huán)6、光合速率15~3540~801~47、CO2補償點30~700~100~5(暗中)8、光飽和點全日照1/5無無9、光合最適溫度15~25℃30~47℃35℃10、蒸騰系數(shù)450~950250~35018~12511、氣孔張開白天白天晚上不同類型植物的光合特征和生理特征比較黃化現(xiàn)象弱光下植物色素不能形成，細胞縱向伸長，碳水化合物含量含量低，植株為黃色軟弱狀。南京夏菊一般菊花都在秋天盛開，但南京農(nóng)業(yè)大學花卉育種課題組的花卉園藝專家們，為迎接2008北京奧運會，2年前就開始研發(fā)培育讓秋天的菊花在夏天北京奧運會開幕時也能盛開。通過雜交、輻射誘變等技術，終于使菊花的耐熱效果大大提升，并使菊花能在長日照下開花。目前已成功培育出奧運火炬、奧運女神、奧運金剛、奧運金城、奧運紫荷、奧運紫星等20多個品種的奧運系列菊花，這些菊花明年將亮相北京奧運會。（2007年8月18日揚子晚報）麻雀在光強為0.1~45Lux時開始鳴叫蚱蟬在夏季氣溫高于14℃，光強為0.8~6Lux時開始鳴叫日出而飛，日落而歸，山頭飛來萬只“怪鳥”

江寧首現(xiàn)過冬灰椋鳥從將軍大道一路往南，向西拐上鄉(xiāng)間小路，不多久就來到了橫溪鎮(zhèn)新楊村的翟家邊?！敖衲?月份來的，后來越聚越多”，一提起到這里來定居的鳥，村民一齊指向了小村旁的一座山，山高不到100m，上面長滿了杉木。這群鳥每天清晨5點40分左右離開山頭，一直到下午5：40分左右才歸來，其間，并未見一只中途離開歸來，并且連一次下大雨時也如此。

陽性植物對光強要求比較迫切，只有在足夠強的光照條件下才能正常生長，其光飽和點、光補償點都較高，光合作用速率和呼吸速率也都比較高。如蒲公英、樺樹、櫟等。（1）陽性植物（2）陰性植物陰性植物對光強的需求較陽性植物低，光飽和點和光補償點都較低。其光合速率和呼吸速率都較低。如人參、三七、紅豆杉等。（3）耐陰植物中性植物對光照具有較強的適應能力，對光強的需求介于上述兩類植物之間，最適在完全的光照下生長，但也能忍耐適度的蔭蔽或在生育期間需要較輕度的遮蔭。如黨參、沙參等。2、光質(zhì)的生態(tài)作用（1）光質(zhì)對植物的影響光質(zhì)對植物光合作用的影響：光合作用的光譜范圍只是可見光區(qū)，其中紅橙光主要被葉綠素吸收，藍紫光也能被葉綠素和類胡羅卜素所吸收，這部分輻射稱為生理有效輻射。光質(zhì)對植物光合作用產(chǎn)物的影響：長波光有利于糖的合成，短波光有利于蛋白質(zhì)的合成。光質(zhì)對植物形態(tài)的影響：長波光抑制植物的加粗生長，促進高生長；短波光相反。光的波段光色吸收特性生理生態(tài)效應>1000nm紅外能被組織中的水吸收熱效應1000~720nm遠紅外植物稍有吸收促進種子萌發(fā)，刺激植物延伸720~610nm紅光被葉綠素強烈吸收對植物的光合作用和光周期有強烈的影響610~510nm黃橙葉綠素吸收稍有下降對植物的光合作用和形成建成的影響稍有下降510~400nm藍光被葉綠素與胡蘿卜素強烈吸收能強烈影響光合作用，并抑制植物的生長，使之形成矮粗形體400~315nm綠藍被葉綠素與原生質(zhì)吸收對光合作用光稍有影響，對植物沒有特殊效應315~280nm紫光被原生質(zhì)吸收強烈影響植物形態(tài)建成，影響生理過程，刺激某些生物合成<280nm紫外被原生質(zhì)吸收大的劑量能使植物致死光的波段對植物的重要生理生態(tài)效應（2）光質(zhì)對動物的影響可見光：對動物生殖、體色變化、遷徙、羽毛更換、生長和發(fā)育都有影響。不可見光：大多數(shù)脊椎動物的可見光波范圍與人接近，但昆蟲則偏于短波光，大致在250-700nm之間，它們看不見紅外光，卻看得見紫外光。而且許多昆蟲對紫外光有趨光性，這種趨光現(xiàn)象已被用來誘殺農(nóng)業(yè)害蟲。誘光燈產(chǎn)生365±50mm波長，該光線對昆蟲具有激背較強的趨光、趨波、趨色、趨性的特性和原理.3、光照時間的生態(tài)作用與光周期現(xiàn)象光照長度：指理論日照加上曙、暮光的有效光照時間。光周期：每天光照與黑夜交替稱為一個光周期。(1)植物的光周期長日照植物：較長日照條件下促進開花的植物，日照短于一定長度則不能開花或推遲開花。通常需要14小時以上的光照才能開花。例如：菠菜、紫菀。短日照植物：較短日照條件下促進開花的植物，日照超過一定長度便不開花或明顯推遲開花。一般需要14小時以上的黑暗才能開花。深秋或早春開花的植物多屬此類。如牽牛、菊類。日中性植物：在什么日照條件下都能開花。如黃瓜等。長日照植物：是在日照時間超過一定數(shù)值才能進行生殖誘導并開花的植物，否則只進行營養(yǎng)生長，不能進行生殖生長的轉(zhuǎn)化。短日照植物：是在日照時間短于一定數(shù)值才開花的植物，否則在長日照下就只進行營養(yǎng)生長。日中性植物：只要其它條件合適，在任意日長條件下都能開花的植物。(2)動物對光周期的適應①決定動物的遷徙、遷移或洄游的時間；②影響鳥獸換羽、毛；③影響動物的生殖時間。鳥類在長光照一個月后可繁殖；④影響動物的冬眠和滯育（常與溫度有關）；⑤長日照獸類和短日照獸類。不容錯過的自然奇觀—南非“沙丁魚大遷徙”南半球每年的冬天，沙丁魚由南往北，沿著東部海岸開始一年一度浩浩蕩蕩的大遷徙。往常平靜的海水翻起了無數(shù)白色的泡沫，隨著數(shù)十億沙丁魚大舉北進，鯊魚、海豚和其他捕食者跟在后面開始狂熱的追逐。長日照獸類：隨著春天日照長度的逐漸增加而開始生殖。短日照獸類：隨著秋天短日照長度的逐漸減少而進入生殖期。二、溫度的作用及生物的適應性1、溫度對生物的影響(1)“三基點”溫度：最低溫度、最適溫度和最高溫度稱酶活性的“三基點”溫度。(2)溫度系數(shù)(Q10)：在一定溫度范圍內(nèi)，生物的生長速率與溫度成正比，生物學常用溫度系數(shù)表示溫度對生物生長或生化反應速度的影響程度，即溫度每升高10℃生長或反應速度增加的倍數(shù)。(3)溫度對生物作用的一般模式(P87圖)(4)氣溫與生物分布生物往往分布于其最適溫度附近地區(qū)，多數(shù)生物的最適溫度為20~30℃。光合作用速率（最大值的百分比）溫度/℃溫度對光合速率的影響（示三基點溫度）-1001020304050607010080604020最適15℃最適45℃苔蘚植物沙漠植物最低最低最高最高R1、R2分別表示在溫度t1、t2時的耗氧量；Q10一般介于2~3之間如一種蝦5℃時心率每分鐘100，25℃時400，則：Q10=（400/100）10/（25－5）=2

2、極端溫度對生物的影響（1）低溫傷害及適應冷害：一般指零上低溫對喜溫生物的傷害，低溫造成生物生理活動機能的降低和生理平衡狀態(tài)的破壞。凍害：指冰點以下低溫對生物的傷害，如造成生物體內(nèi)結(jié)冰，細胞原生質(zhì)膜破裂和酶蛋白失活與變性。生物對低溫的適應：形態(tài)、生理、行為長白山高山苔原帶牛皮杜鵑盛開的景觀北極和高山植物的芽和葉片常受油脂類物質(zhì)的保護，芽具鱗片、體具蠟粉和密毛、植株矮小并常成匍匐狀、墊狀或蓮座狀等岳樺林和針葉林下的牛皮杜鵑出現(xiàn)在挪威的斯瓦爾巴特群島的白色北極石南北極苔原貝格曼規(guī)律(Bergman’srule):生活在寒冷氣候中的內(nèi)溫動物的身體比生活在溫暖氣候中的同類個體更大，這種趨向稱貝格曼規(guī)律，是減少散熱的適應。北極狐赤狐大耳狐阿倫規(guī)律(Allen’srule):寒冷地區(qū)的內(nèi)溫動物較溫暖地區(qū)內(nèi)溫動物外露部分（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。鹿蹄草可以通過在葉細胞中大量貯存五碳糖、黏液等物質(zhì)來降低冰點，可使其結(jié)冰溫度下降到-31℃。以皇帝企鵝來說，它全身羽毛密布，皮下脂肪厚達二至三公分，使它在攝氏零下六十度的冰天雪地中仍然能夠自在生活。此外，生活在寒帶的企鵝，鼻孔裏面還長有羽毛，飄雪時可以防止雪花進入鼻孔，溫帶的企鵝就沒有這種裝備。南極企鵝（2）高溫傷害及適應高溫致害：主要引起酶活性降低和功能紊亂、水分代謝失衡、有毒物質(zhì)積累、細胞膜透性增加和功能降低，植物光合能力下降而呼吸作用加強。生物對高溫的適應形態(tài)、生理、行為植物：密毛、鱗片濾光；體色反光；葉緣向上或暫時折疊，減少輻射傷害；干和莖具厚的木栓層，絕熱。動物：體形變小，外露部分增大；腿長將體抬離地面；背部具厚的脂肪隔熱層。行為上的適應－－植物：關閉氣孔。動物：休眠，穴居，晝伏夜出等。3、積溫對生物的影響(1)有效積溫法則：植物在生長發(fā)育過程中，需從環(huán)境中攝取一定的熱量才能完成某一階段的發(fā)育，而且植物各個發(fā)育階段所需要的總熱量是一個常數(shù)，這個總熱量可用有效積溫表示。(2)有效積溫：是一定生育期內(nèi)有效溫度的總和。K為某生物全生育期(或某生物的某一發(fā)育階段)所需的有效積溫，這是一個常數(shù)；Ti為某生物生育期或發(fā)育階段的日平均溫度值；T0為某生物生長活動的起點溫度(生物學零度)；N為某生物生育期或發(fā)育階段經(jīng)歷的天數(shù)。小地老虎成蟲展翅狀小地老虎幼蟲及棉苗被害狀如小地老虎完成一個時世代需要積溫K1=504.7日度，南京地區(qū)該昆蟲年總積溫統(tǒng)計值為K=2220.9日度，則預測其可能的世代數(shù)為K/K1=4.54代4、溫度節(jié)律對生物的影響(1)溫周期現(xiàn)象由于地球太陽輻射的周期性變化產(chǎn)生溫度有規(guī)律的晝夜變化。(2)春化作用溫度高低能調(diào)節(jié)生物由營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)化，某些植物一定要經(jīng)過一個低溫階段才能誘導進入生殖期，進行花芽分化，這個低溫階段稱為“春化”過程。(3)物候生物長期適應于這種節(jié)律性變化，形成相應的生長發(fā)育節(jié)律稱為物候。(4)休眠指生物的潛伏、蟄伏或不活動狀態(tài)，是抵御不利環(huán)境的一種有效的生理機制。蝗蟲在變溫下的平均發(fā)育速度比恒溫下快38.6%波斯菊在變溫條件下（白天26.4℃，夜間19℃）比恒溫條件下（晝夜均為26.4℃或19℃）重量要增加1倍。冬小麥油菜節(jié)氣歌立春陽氣轉(zhuǎn),雨水雁河邊;驚蟄烏鴉叫,春分地皮干;

清明忙種麥,谷雨種大田;立夏鵝毛住,小滿雀來全;

芒種開了鏟,夏至不納棉;小暑不算熱,大暑三伏天;

立秋忙打靛,處暑動刀鐮;白露正割地,秋分無生田;

寒露不算冷,霜降變了天;立冬封了地,小雪河封嚴;

大雪江封上,冬至不行船;小寒不太冷,大寒三九天.二十四番花信風小寒:一候梅花,二候山茶,三候水仙;

大寒:一候瑞香,二候蘭花,三候山礬;

立春:一候迎春,二候櫻桃,三候望春;

雨水:一候菜花,二候杏花,三候李花;

驚蟄:一候桃花,二候棣棠,三候薔薇;

春分:一候海棠,二候梨花,三候木蘭;

清明:一候桐花,二候麥花,三候柳花;

谷雨:一候牡丹,二候酴糜,三候棟花.

家燕驚蟄始見,立冬南飛;蟬驚蟄始鳴,白露絕鳴;蟋蟀清明初鳴,秋分終鳴;大雁清明始現(xiàn),秋分絕見;蟾蜍清明出現(xiàn),寒露不見;青蛙春分初鳴,秋分終鳴.狗貓換毛早,冬季冷得早.畫眉多藏糧,大雪下得長.麻雀囤食要落雪.狗進灶,雪就到.豬銜草,寒潮到.青蛙呱呱叫,正好種早稻.

布谷布谷,種禾割麥.

黃鸝唱歌,麥子要割..

癩蛤蟆出洞,下雨靠得穩(wěn).

蚯蚓爬上路,雨水亂如麻.

雨中聞蟬叫,預告晴天到.

雞遲宿,鴨歡叫,風雨不久到.

螞蟻壘窩要落雨.

燕子低飛要落雨.

魚跳水,有雨來.

龜背潮,下雨兆.

泥鰍靜,天氣晴.蛐鱔著地爬，下雨勿用話。

雞鴨勿上舍，明朝嘸晴天。

螞蟻移窩，天井成河。

蛇攔道，雨來到。

雞早舍，天將變。(陰雨轉(zhuǎn)晴)

豬叼草，雪花飄。

貓(吃水)晴狗(吃水)落。

泥鰍跳，風雨到。

蛙聲急，風雨息。

蜘蛛收網(wǎng)，雨水必降。

燕子低飛，大雨可期。

燕子低飛蛇行道，一場大雨將來到。

龜背潮，下雨兆。

缸腳潮，下雨兆。

螞蝗沉水天氣晴，螞蝗浮水雨將淋。

蜻蜓成群飛，天要下陣雨。

蜻蜓高，谷子焦；蜒蜻底，一把泥。

雨中知了叫，晴天馬上到。

雞在高處鳴，雨止天放晴。

雞上棚，雨乒乓。

燕子來，好種田；嘎鵝來，好過年。

豬顛風，狗顛雨。

灶灰濕成塊，定有大雨來。

煙勿出洞連日雨。

桕子葉里笑，明年白米嘸人要。

布谷叫，清明到。

鴉風鵲雨。

咕鴨鳥，夏前叫，勤儉反給懶惰笑。三、水的生態(tài)作用1、水的生態(tài)作用(1)生命起源于水環(huán)境；(2)水是任何生物體都不可缺少的重要組成成分；(3)水是生物代謝過程中的重要原料；(4)生物的新陳代謝是以水為介質(zhì)進行的；(5)水分能保持植物的固有姿態(tài)；(6)水的熱容量很大，為生物創(chuàng)造了一個相對穩(wěn)定的溫度環(huán)境；(7)水能通過濕度、降水等影響生物的生態(tài)環(huán)境。生命起源于海洋生物進化的歷史進程前寒武紀——34億年前：單細胞原核生物20億年前：單細胞真核藻類

8億年前：多細胞生物古生代——寒武紀：生物大爆發(fā)，藻類、蕨類、軟體動物、棘皮動物奧陶紀和志留紀：植物由水生到陸生的進化泥盆紀：魚類大發(fā)展、昆蟲和兩棲動物興起石炭紀：兩棲動物繁盛，爬行類興起、動物由水生到陸生二疊紀：裸子植物繁茂生物進化的歷史進程中生代——爬行動物的時代三疊紀：爬行動物成為優(yōu)勢生物、出現(xiàn)鱷魚、鳥類、恐龍、蜥蜴、海龜侏羅紀：恐龍繁盛、原始哺乳動物出現(xiàn)白堊紀：恐龍滅絕、昆蟲和有花植物分化。新生代——第三紀：昆蟲與被子植物繼續(xù)繁盛分化、出現(xiàn)鳥類和大量哺乳動物第四紀：靈長類一支進化為人類2、動物對水分的生態(tài)適應(1)水生動物：通過調(diào)節(jié)滲透壓來完成。(2)陸生動物：形態(tài)適應：昆蟲具有幾丁質(zhì)的體壁，防止水分的過量蒸發(fā)；兩棲類動物體表分泌粘液以保持濕潤；哺乳動物有皮質(zhì)腺和毛，防止體內(nèi)水分過多蒸發(fā)。生理適應：如駱駝，胃可儲水，儲藏豐富的脂肪，在消耗過程中產(chǎn)生大量的水分；血液中具有特殊的脂肪和蛋白質(zhì)，不易脫水。行為適應：沙漠動物晝伏夜出。沙漠地區(qū)夏季晝夜地表溫度相差很大，因此地面和地下的相對濕度和蒸發(fā)力相差很大。在水分和食物不足時，遷移到別處。海洋硬骨魚與海洋軟骨魚滲透壓比較（引自Ricklefs,2001）生活在高山干旱環(huán)境中的煙管螺可以產(chǎn)生膜以封閉殼口來適應低濕條件“沙漠之舟”駱駝可以17天不喝水，身體脫水達體重的27%，仍然照常行走。它不僅具有貯水的胃，駝峰中還儲藏有豐富的脂肪，在消耗過程中產(chǎn)生大量水分，血液中具有特殊的脂肪和蛋白質(zhì)，不易脫水。美國《國家野生生物》年度攝影大賽獲獎作品...類型舉例生境特點類型特征水生植物沉水植物無根黑藻、狐尾藻等水很深。弱光、流動、缺氧、密度大、黏性高、溫度變化平緩，能溶解各種無機鹽類。整株植物沉沒在水下，為典型的水生植物。根退化或消失，通氣系統(tǒng)發(fā)達，以保證身體各部對氧氣的需要。葉片常呈帶狀、絲狀或極薄，有利于增加采光面積和對CO2與無機鹽的吸收，表皮細胞可直接吸收水中氣體、營養(yǎng)物和水分，葉綠體大而多，適應水中的弱光環(huán)境。植物體具有較強的彈性和抗扭曲能力以適應水的流動，淡水植物具有自動調(diào)節(jié)滲透壓的能力，而海水植物則是等滲的。無性繁殖比有性繁殖發(fā)達。有根苦草等浮葉植物不扎根浮萍、鳳眼蓮等水較深。流動、溫度變化平緩，根系缺氧。葉片飄浮水面，氣孔通常分布在葉的上面，維管束和機械組織不發(fā)達，輸導組織弱，通氣組織發(fā)達，根扎于泥土中，抗旱性差，無性繁殖快。扎根荷花、睡蓮、王蓮等挺水植物蘆葦、香蒲、水蔥等水淺。根系缺氧。扎根于泥沙土，莖葉下部浸于水中，上部露于空氣中。通氣組織發(fā)達。3、植物對水分的生態(tài)適應沉水植物——輪葉黑藻沉水植物——狐尾藻

沉水植物——苦草浮萍王蓮蘆葦香蒲水蔥類型舉例生境特點類型特征旱生植物濕生植物陽性濕生水稻、澤瀉、燈芯草等沼生環(huán)境。根系缺氧根、莖、葉有通氣組織連接，有較發(fā)達輸導組織，葉片有角質(zhì)層，根系不發(fā)達，無根毛，抗旱力較差。生長于浸水或潮濕土壤陰性濕生附生蕨類、大海芋等沼澤。根系缺氧葉薄，氣根吸收空氣水分，蒸騰小，調(diào)節(jié)水分能力極差。生長于森林下部弱光、高濕環(huán)境中生植物多數(shù)作物和雜草等旱生環(huán)境、土壤通氣良好根莖葉結(jié)構(gòu)、抗旱能力介于濕生植物和旱生植物之間。無通氣組織，不能生長于積水或干旱土壤中旱生植物少漿液刺葉石竹、沙拐棗等干旱環(huán)境根系發(fā)達，葉面積小，有各種減少蒸騰的特化結(jié)構(gòu)，有親水性強的原生質(zhì)體，抗旱能力強多漿液仙人掌科、百合科、景天科等沙漠環(huán)境有由根、莖、葉特化形成的貯水組織，表面積對體積比例小，葉片小或退化，角質(zhì)層厚，氣孔少而深埋，有特殊的水分與光合代謝途徑燈芯草水稻澤瀉科——野慈姑沙拐棗假木賊駱駝刺百合科十二卷屬圓齒紅景天四、土壤的作用及生物的適應性土壤是許多生物的生存場所、生存基質(zhì)、營養(yǎng)庫。1、土壤物理特性的生態(tài)作用土壤的物理特性：土壤溫度、水分含量、空氣含量及土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)等。2、土壤化學特性的生態(tài)作用土壤的化學特性：土壤化學組成、有機質(zhì)的合成和分解、礦質(zhì)元素的轉(zhuǎn)化和釋放、土壤酸堿度等。3、生物對土壤因子的適應粘土砂粉沙土壤粒度影響含水量、水循環(huán)；影響通氣性和植物根呼吸影響物質(zhì)釋放土壤結(jié)構(gòu)生態(tài)類型舉例適應機制及特征土壤特性鹽堿土植物聚鹽性植物堿蓬、濱藜、鹽角草等可吸收土壤可溶性鹽聚集于體內(nèi)，不受傷害植物體干而硬，葉子不發(fā)達，蒸騰表面強烈縮小，氣孔下陷；表皮具有厚的外壁，常具灰白色絨毛。在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，細胞間隙強烈縮小，柵欄組織發(fā)達。有一些鹽土植物枝葉具有肉質(zhì)性，葉肉中有特殊的貯水細胞。似旱生植物特征。鹽堿度高毒害植物根系，土壤結(jié)構(gòu)破壞，引起植物生理干旱、代謝失調(diào)。一般植物不能正常生長。泌鹽性植物紅樹、大米草、檉柳等吸收土壤可溶性鹽，通過莖、葉表面鹽腺分泌排出不透鹽性植物蒿屬、鹽地鳳毛菊、田菁等不吸收或很少吸收土壤鹽類酸性土植物茶、杜鵑、馬尾松等生長慢，葉小而厚，直根深扎。不能在鈣土中生長。土壤酸性或強酸性，缺鈣，多鐵、鋁。土壤質(zhì)堅實，通氣差，缺水、土溫低。鈣土植物南天竹、刺柏、黃連木、野花椒、西伯利亞落葉松等喜鈣富含CaCO3的石灰性土壤，堿性較強。沙生植物駱駝刺、檸條、花棒等具旱生植物特征，根系特別發(fā)達，無性繁殖力強。抗旱、耐熱、耐冷、細胞滲透壓高。沙丘性土質(zhì)，流動性強、干旱、缺營養(yǎng)、溫度變化大。以土壤為主導因子的植物生態(tài)類型及特征聚鹽性堿蓬泌鹽性大米草泌鹽性檉柳不透鹽性田菁馬尾松酸性土西伯利亞落葉松鈣土沙生檸條沙生花棒五、大氣的作用及生物的適應性1、大氣對植物的影響O2是所有生物生命活動所必需的；CO2是光合作用的主要原料；SO2、HF、NH3、O3、Cl2、HCl、Hg等過量對植物造成危害。2、風對生物的影響(1)風的輸送作用(2)風媒(3)風影響動物的行為活動(4)風的破壞作用——風折、風倒、風拔蒲公英馬利筋昭和草黑板樹木棉花黃鵪菜芹葉鐵線蓮酸漿槭樹的種子褐飛虱的遷飛屬高空被動流遷類型,在遷飛過程中,遇天氣影響，會在較大范圍內(nèi)同期發(fā)生“突增”或“突減”現(xiàn)象。2006年是南京18年來最厲害的一次稻飛虱入侵大鬧南京城的神秘蟲子身份被證實為——稻飛虱中的褐飛虱。它們?nèi)肭帜暇┑拿芏仁侨绱酥蟆O在浦口的一個觀測燈前天一夜過后居然“逮住”11萬只?！斑@是1989年以來，18年來她見過的最厲害的一次稻飛虱入侵事件。”南京市農(nóng)林局植保站張開龍站長說。蟲子乘臺風而來往年夏秋季，南京也高溫高濕，為何在2006年如此大面積爆發(fā)蟲災呢？王長軍研究員告訴記者，稻飛虱屬于遷飛性害蟲，一般每年5-7月會“坐”臺風來南京，其移動路徑一般有兩個，一個是從廣東廣西進入湖北、安徽，繼而進入江蘇，另外一個就