一、限制因子-ChinaDataCenter.ppt

第五章限制与调节因子 李颖 河南大学经济学院 密歇根大学中国信息研究中心 2015年1月30日 系统生态学研讨班 汇报内容 一、本章主要内容介绍 二、 近期研究进展 三、研究问题 四、推荐阅读文献 一、本章主要内容介绍 5.1、限制因子 一、限制因子，李比希最小因子定律（Liebig’s law of minimum），Shelford耐受定律 补充概念： 生态因子（ecological factor）指对生物有影响的各种环境因子。常直接作用于个体和群体，主要影响个体生存和繁殖、种群分布和数量、群落结构和功能等。 一般将生态因子分为非生物因子和生物因子两大类。非生物因子包括温度、 湿度、风、日照等理化因素；生物因子包括同种和异种的生物个体。前者形成种内关系，后者形成种间关系，如捕食、竞争、寄生、互利共生等。 在生物发展史中，生态因子作为选择因素淘汰掉不适应的物种。生态因子还可能直接诱发基因突变或重组，促进生物进化的进程。 一个概念和两个定律 1、限制因子——就是限制生物生存和繁殖的关键性因子。 2、Liebig最小因子定律————植物的生长取决于那些处于最少量因素的营养元素，要在实践中应用最小因子定律，还须补充两点：一是Liebig定律只能严格地适用于稳定状态，即能量和物质的流入和流出处于平衡的情况下；二要考虑因子间的替代作用。 限制因子概念的主要价值是使生态学家掌握了一把研究生物与环境复杂关系的钥匙，因为各种生态因子对生物来说并非同等重要，生态学家一旦找到了限制因子，就意味着找到了影响生物存在和发展的关键性因子。 3、Shelford耐受定律------生物的生存需要依赖环境中的多种条件，而且生物有机体对环境因子的耐受性有一个上限和下限，任何因子不足或过多，接近或超过了某种生物的耐受限度，该种生物的生存就会受到影响，甚至灭绝。 即某类生物的多度或分布被超过该生物所能耐受的最高限和最低限的因子所控制。 生物种的耐受性限度图解 对耐受定律的补充：每种生物对每个生态因子都有一个耐受范围，耐受范围有宽有窄；对所有因子耐受范围都很宽的生物，一般分布很广；生物在整个发育过程中，耐受性不同，繁殖期通常是一个敏感期；在一个因子处在不适状态时，对另一个因子的耐受能力可能下降；生物实际上并不在某一特定环境因子最适的范围内生活，可能是因为有其他更重要的因子在起作用。 5.2、因子补偿作用与生态型 1、生物对因子的补偿作用——除了能适应环境外，在一定程度范围内，生物还能改变自然环境，减少温度、光、水等生态因子的限制作用。 某一因子的数量不足，有时可以由其他因子来补偿。例如光照不足所引起的光合作用的下降可由CO2浓度的增加得到补偿。 因子补偿作用发生在季节性和地理梯度上。 2、生态型（ecotype）是物种对某一特定生境发生基因型反应的产物，是与特定生境相协调的基因型集群。 一般说来，物种分布越广，特别是分布区内生境差异越大，分化出的生态型就越多；物种系统发育的历史越久，分化的机会也越多。生态型是新种的先驱。对生态型的研究可用以分析种内生态适应的形成，了解种内分化及定型的过程和原因。生态型的分化也是物种进化的基础，所以研究物种如何在不同生境条件下分化为不同的生态型，是研究新物种形成过程的重要内容。 5.3、作为调节因子的生存条件 生物不仅能通过耐受来适应物理环境，而且能够利用物理环境的自然周期性，使他们的活动合乎时宜，并安排他们的生活史，以便从适宜的条件中受益。 生物钟——昼夜节律——预报最适的摄食、开花、迁徙和冬眠等的时间。 5.4、土壤：陆地生态系统的组成 土壤提供生物生活所必须的矿物质元素和水分。因而，它是生态系统中物质与能量交换的重要场所；生态系统中的许多基本功能过程是在土壤中进行的，如固氮作用、分解作用、脱氮作用等都是物质在生物圈中良性循环所不可缺少的过程。同时，它本身又是生态系统中生物部分和无机环境部分相互作用的产物。 土壤中生活着各种各样的微生物和土壤动物，能对外来的各种物质进行分解、转化和改造，故土壤被人们看成是一个自然净化系统。 5.5、火生态 火如何起到限制因子的作用，火未必是坏的？ 黄石公园是一个森林大火频发的地方，但奇怪的是，公园管理处对黄石公园的火灾却采取“以火管理”(Let it Burn)的政策，只要不是人为因素造成，且不危及人的生命及财产，园内的巡逻员都不干涉，让它自生自灭。 扭叶松——生命因火而延续；森林火给整个生态系统带来的好处很多，其中最重要的一条，要算营养物的再循环了。如果黄石公园没有森林火，这里的许多物种有可能会慢慢“饿死”。火所烧毁的一切，从生态学的观点来看，并非浪费，只是物质和能量转换的一种形式。 周期性过火是调