一章生物與環(huán)境

第一生物與環(huán)第一生物與環(huán)第一第二環(huán)生態(tài)因生物與環(huán)境的相互作自然界＝生物+非自然界＝生物+非生物（環(huán)境生物有機(jī)體的存活需要不使生物有機(jī)體不斷受到環(huán)境的作用；而另一方面，生物又通過(guò)各種途徑不斷地影響和改造環(huán)境。生物與環(huán)境的這種相互作用，使得生物不可能脫離環(huán)境而存在。1.1環(huán)境概環(huán)境是指某1.1環(huán)境概環(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或間接影響該生物體或生物群體生存各種因環(huán)境因子內(nèi)涵：環(huán)境的本質(zhì)就是生物生存和發(fā)展的資源影響這種資源的因是它們生存和發(fā)展的環(huán)境存和發(fā)展的環(huán)境1.1環(huán)境類(lèi)按主體1.1環(huán)境類(lèi)按主體以人為主體的人類(lèi)環(huán)以其它生物為主體的環(huán)按性質(zhì)自然環(huán)境、半自然環(huán)境、人工環(huán)按范圍大小大環(huán)境：宇宙環(huán)境（space）、地球環(huán)境（global）、小環(huán)境：直接影響生物生命活動(dòng)的近鄰環(huán)1.2生態(tài)因概1.2生態(tài)因概環(huán)境中對(duì)生物生長(zhǎng)、發(fā)育、生殖行為和分布有直接或間接影響的境因環(huán)境因子與生態(tài)因子的關(guān)環(huán)境環(huán)境因子與生態(tài)因子的關(guān)環(huán)境因子生態(tài)因子（Ecological生態(tài)因子是環(huán)境因子的一部分生態(tài)環(huán)境（Ecological生態(tài)環(huán)境（Ecologicalenvironment）：在定地域范圍內(nèi)由各種生態(tài)因子構(gòu)成的綜合生境（habitat）：特定生物個(gè)體或群體棲的生態(tài)環(huán)境，或生物影響下的次生環(huán)1.2生態(tài)因分根據(jù)性質(zhì)1.2生態(tài)因分根據(jù)性質(zhì)氣候因子：如溫度、水分、光照、風(fēng)、氣壓和雷電人為因子：人類(lèi)活動(dòng)對(duì)生物和環(huán)境的影1.2生態(tài)因分類(lèi)根據(jù)有無(wú)生1.2生態(tài)因分類(lèi)根據(jù)有無(wú)生命特征：生物因子和非生物因根據(jù)對(duì)生物種群數(shù)量變動(dòng)的作密度制約因子：食物、天敵等生物因非密度制約因子：溫度、降水等氣候因根據(jù)穩(wěn)定性及其作用特穩(wěn)定因子：終年恒定的因子，決定生物的分布，如地心引力地磁場(chǎng)變動(dòng)因周期性變動(dòng)因子：如一年四季的變非周期性變動(dòng)因子：如風(fēng)、降雨、捕食1.2生態(tài)因生態(tài)因子1.2生態(tài)因生態(tài)因子作用的一般特綜合作用（基本原則）：自然界不存在孤立的生因子，也不存在單一因子構(gòu)成的生態(tài)環(huán)境。任何生態(tài)因子的變化都會(huì)在不同程度上引起其它因子的變化，即生態(tài)因子間相互聯(lián)系、相互影響、相互制約主導(dǎo)因子作用（非等價(jià)性）：對(duì)生物起作用的諸多因子中必有1～2個(gè)是起主要作用的主導(dǎo)因子。主導(dǎo)因子隨時(shí)間、空間變化而變化的。主導(dǎo)因子的改變1.2生態(tài)因生態(tài)因子作用的一1.2生態(tài)因生態(tài)因子作用的一般特征不可替代性和可補(bǔ)償性：生態(tài)因子間不可代，但在一定程度上可以補(bǔ)階段性作用（限定性）：生物發(fā)育的不同階段，需要不同的生態(tài)因子或生態(tài)因子的不同強(qiáng)度直接和間接作直接因子：直接對(duì)生物發(fā)生影響的生態(tài)因間接因子：通過(guò)影響直接因子而對(duì)生物發(fā)生影響生物與環(huán)境的相互作生物與環(huán)境的相互作環(huán)境對(duì)生命系統(tǒng)的影響→生態(tài)作用）生物反過(guò)來(lái)對(duì)環(huán)境的影響和改變→生態(tài)反作生物與環(huán)境的相互作環(huán)境對(duì)生物的作生物與環(huán)境的相互作環(huán)境對(duì)生物的作環(huán)境對(duì)生物的決定作環(huán)境對(duì)生物的塑造作對(duì)生物存活的影對(duì)生物的數(shù)量和分布的影對(duì)生物的種內(nèi)、種間關(guān)系的影 FigureRelatedspeciesmaydifferin R.E.Ricklefs,生物與環(huán)境的相互作生物對(duì)環(huán)境生物與環(huán)境的相互作生物對(duì)環(huán)境的反作生物對(duì)環(huán)境的適生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)方式：形態(tài)、生理、行為三方面適生物對(duì)環(huán)境因子的改森林吸收太陽(yáng)輻射、降低風(fēng)速、保持水分、防止土壤凍人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致全球環(huán)境變R.E.R.E.Ricklefs,生物與環(huán)境關(guān)系的基本原利生物與環(huán)境關(guān)系的基本原利比希最小因子定律（Liebig’slawof1840年農(nóng)業(yè)化學(xué)家Liebig在研究營(yíng)養(yǎng)元素與植物生長(zhǎng)關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)，植物生長(zhǎng)并非經(jīng)常受到大量需要的自然界豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)如水和2的限制，而是受到一些需要量左右，因?yàn)檫@時(shí)產(chǎn)量為AdditionofNutrientsandprimaryAdditionofNutrientsandprimaryEricA.Davidson&RobertW.Howarth,生物與環(huán)境關(guān)系的基本原生物與環(huán)境關(guān)系的基本原利比希最小因子定律（Liebig’slawof該法則對(duì)于溫度和光等多種生態(tài)因子都是適對(duì)于定律成立條件，E.P.Odum（1973）建議做生物與環(huán)境關(guān)系的基本原生物與環(huán)境關(guān)系的基本原限制因子factors：當(dāng)接近或超過(guò)某種生物耐受性極限時(shí)，阻止生物生存、生長(zhǎng)、繁殖或擴(kuò)的任何生態(tài)因限制因子定(Lawoflimitingfactors)1905，生態(tài)因子處于低于生物正常生長(zhǎng)所需的最小量和高于生物正常生長(zhǎng)所需的最大量時(shí)，都對(duì)生物具有限制性影響ExamplesoflimitingfactorsAmountExamplesoflimitingfactorsAmountofAmountofAmountofAvailabilityof生物與環(huán)境關(guān)系的基本原生物與環(huán)境關(guān)系的基本原具有實(shí)用價(jià)值（指導(dǎo)實(shí)踐）。例如，對(duì)于一瀕危的保護(hù)物種，研究限制其增長(zhǎng)的因子，則可以降低這些物種的死亡率。有研究發(fā)現(xiàn)，冬季地面被雪覆蓋后，使鹿取食困難，食物成為鹿的限制因子，所以，為了避免鹿群的死亡，冬季可在鹿群的棲息地人工添加飼料生物與環(huán)境關(guān)系的基本原耐受性生物與環(huán)境關(guān)系的基本原耐受性定律（Lawoftolerance美國(guó)生態(tài)學(xué)家Shelford于1913年指出，生的存在與繁殖，要依賴(lài)于某種綜合生態(tài)因子只要其中一項(xiàng)因子的量（或質(zhì)）不足或過(guò)多，超過(guò)了該生物種的耐性限度，則導(dǎo)致該物種不能生存，甚至滅絕。換言之，生物對(duì)每一種生態(tài)因子都有其耐受的上限和下限，上下限之間就是生物對(duì)這種生態(tài)因子的耐受范圍，即該生物的生態(tài)幅 amplitude） 最適下上最適下上環(huán)境梯最適適宜生物種的耐生態(tài)學(xué)中常用“廣（生態(tài)學(xué)中常用“廣（eury-）”、“（steno-）”表示生態(tài)幅的相對(duì)寬度。例如廣溫性廣水性(euryhydric)廣鹽性(euryhaline)廣食性廣光性狹溫性狹鹽性(stenohaline)狹食性狹光性狹溫廣溫狹溫（暖狹溫性（冷狹溫性最最最生態(tài)因廣溫性生物與狹溫狹溫廣溫狹溫（暖狹溫性（冷狹溫性最最最生態(tài)因廣溫性生物與狹溫性生物的生態(tài)幅比Shelford耐受性定律的發(fā)Shelford耐受性定律的發(fā)對(duì)很多生態(tài)因子耐受范圍都很寬的生物，其布區(qū)一般很不同的生物種，對(duì)同一生態(tài)因子的耐受性不生物對(duì)生態(tài)因子耐受生物對(duì)生態(tài)因子耐受限度的調(diào)內(nèi)穩(wěn)態(tài)（homeostasis）：生物控制體內(nèi)環(huán)境其保持相對(duì)穩(wěn)定的機(jī)制，從而減少生物對(duì)外界條件的依賴(lài)性，從而大大提高生物對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)能力內(nèi)穩(wěn)態(tài)通過(guò)生理或行為的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如恒溫動(dòng)物、合歡的晝開(kāi)夜合。內(nèi)穩(wěn)態(tài)是提高耐性限度的一種重要機(jī)制，但不能完全擺脫環(huán)境制約非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生內(nèi)穩(wěn)態(tài)生體外環(huán)環(huán)境變化對(duì)內(nèi)穩(wěn)態(tài)與非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物體內(nèi)環(huán)境的影改自Putman等生物生態(tài)系群種個(gè)器生物生態(tài)系群種個(gè)器官系器組改自Barrett,細(xì)生物內(nèi)穩(wěn)態(tài)及其對(duì)生生物內(nèi)穩(wěn)態(tài)及其對(duì)生態(tài)因子耐受限度的調(diào)馴化（acclimatization）：生物個(gè)體對(duì)環(huán)境變所表現(xiàn)出來(lái)的形態(tài)或生理的可逆變化過(guò)一個(gè)新的最適度，去適應(yīng)環(huán)境的變溫度