32生物与环境概述.ppt

32 生物与环境 32.1 环境与生态因子 32.1.1 环境与生态因子是两个重要的概念 环境：某一特定生物体以外的空间及直接和间接影响该生物生存的一切事物的总和。 环境这一概念相对于特定的研究主体对象 环境科学：以人类为主体。 生物科学：以生物为主体。 32 生物与环境 生态因子 指环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接影响的环境要素。 生态因子的种类：生物因子和非生物因子。 气候因子：光，水（降雨），温度 土壤因子：质地，结构，理化性质等 地形因子：地貌，海拔，坡度，坡向等 生物因子 人为因子 32 生物与环境 32.1.2生物对生态因子的耐受性是有限度的 最小因子法则：指各种生物的生长速度受它所需的环境因素中最低量因素的限制。 耐受性法则：每一种生物对每一个环境因素都有一个能耐受范围。最适区、生理抑制区、不能耐受区。 对同一生态因子，不同种类生物的耐受范围不同 32 生物与环境 32.2 生物与非生物环境之间的关系 32.2.1 没有水就没有生物 水对生物生长的重要性： 水是生物个体重要组成部分：60％-90 ％ 。 生物的一切代谢活动都必须以水为介质。 水在3.98 ℃时密度最大，利于生物在低温条件下生存。 冰作为绝热体阻止冰下水进一步降温 水的热容量大，为生物创造了稳定的温度环境。 32 生物与环境 生物对水的适应 植物： 维持水平衡：增加根吸收，减少叶蒸腾。 植物生态类型： 陆生植物：湿生植物；中生植物；旱生植物 水生植物：沉水植物；浮水植物；挺水植物 动物： 陆生动物的水平衡：增加进食饮水；减少（蒸发，排泄）失水。 水生动物的水平衡：渗透压调节。 32 生物与环境 32.2.2 阳光是生命的能量源泉 阳光几乎是地球上一切生物的最终能源。 植物的光合作用，利用的日光不过0.1% 光的性质与组成： 可见光：380-760nm （40-50%） 光合作用：红光（620-760nm），蓝光（435-490nm） 光对海洋植物的影响 光的穿透性限制植物（藻类）在海洋中分布 （透光带下部）光补偿点：呼吸作用与光合作用平衡 32 生物与环境 生物的光周期现象 各类生物所特有的对日照长度变化的反应方式。 光是生物节律性活动最可靠的信号系统，对生物的生活史、生殖周期起重要的调控作用。 季节变化：植物开花，休眠等；动物迁移，冬眠，产卵 昼夜变化：含羞草叶片开/合，生物发光等 32 生物与环境 32.2.3 温度限制着生物的分布 地表温度的高度变异性。 空间：纬度，海拔高度，小生境。 时间：季度变化，昼夜变化。 32 生物与环境 温度对生物的影响：适宜温度和最适温度。 大多数生物的有效温度区：0－45 ℃。 例外：轮虫，线虫（-253 ℃）；极端嗜热嗜酸菌 低温：冰晶形成使质膜破裂，蛋白失活、变性。 高温：植物-光合减弱、呼吸增强，水分平衡被破坏，蛋白质凝固，有害物质积累；动物-酶、蛋白失活。 有效积温法则：生物发育需要一定的总热量。预测预报害虫发生期。 32 生物与环境 温度与生物的地理分布（北半球） 温度限制动物的地理分布:（极端温度）。 北限：最低温度 南限：最高温度，例：菜粉蝶，26℃ 温度限制植物的地理分布: 水平分布北界，垂直分布上限：低温 水平分布南界（向赤道），低海拔分布：高温 温度和降水共同决定地球生物分布的总格局。 32 生物与环境 32.3 群落内部物种之间的相互关系 什么是群落？ 占有一定空间和时间的多种生物种群的集合体（一定的结构，种类构成，种间关系）。 32.3.1 植食和捕食是群落中最常见的种间关系 植食关系（herbivory）：动物以植物为食。 植食关系是自然界食物链的基础 植食关系决定了植物和动物（昆虫）的协同进化 植物：机械防御和化学防御，次生代谢物质 动物：适应、对抗植物的防御机制 植食关系的存在不影响群落成分和结构的稳定 32 生物与环境 捕食关系（predation）：动物以动物以食。 捕食关系构成复杂食物链的必要环节，使群落中的物质循环和能量流动变得多样化 捕食关系提高群落中能量的利用率 捕食者和被捕食者间的协同进化 形态：警戒色，拟态等 行为：变色，排放恶臭气体等 32 生物与环境 32.3.2 两个物种因利用同一有限资源而发生竞争 草履虫实验：高斯，1934。 竞争排除原理：生态要求完全相同的两个物种在同一群落中无法共存。 生态位：一个物种（种群）的生存条件的总集合体。 32 生物与环境 32.3.3 互惠共生是对双方都有利的一种种间关系 互惠：指对双方都有利的一种种间关系。 特点：解除这种关系双方均能正常生存 举例：海葵和寄生蟹；鳄鱼和小鸟 32 生物与环境 共生： 特点：解除这种关系双方不能正常生存 举例： 地衣：单细胞藻类和