第三章 个体生态学-生物及环境.ppt

第三章 个体生态学--生物与环境 第一节：环境与生态因子 第二节：生物与环境关系的基本原理 第三节：生态因子对生物的影响以及生物的适应 第四节：生物的环境改造作用 本章概括 生物不能脱离生存环境而存活，需要对异质的环境不断适应；同时，环境也需要生物来维持与调控，环境与生物是相互依存、协同进化的。  第一节：环境与生态因子 环境（environment）：指某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。由许多环境要素组成，这些环境要素称为环境因子。 条件(conditions)和资源(resources)：环境因子可分为条件和资源二类，不可消耗的称条件，可被消耗的称资源。 环境是针对某一特定主体或中心而言的，是一个相对的概念，同时也是具体的。 环境的分类 生态因子的概念 生态因子（ecological factors）：环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。例如，温度、湿度、食物、氧气等。 所有生态因子构成生物的生态环境（ecological environment）。 具体的生物个体和群体生活地段上的生态环境称为生境（habitat）。 生态因子是环境中对生物起作用的因子，而环境因子则是指生物体外部的全部要素。 生态因子的类型 生态因子通常分为非生物因子和生物因子两大类 生物因子（ biOtic factors） ：有机体（同种和异种） 非生物因子（ abiotic factors） ：温度、光、湿度、pH、氧气等 有的学者将生态因子分为五类 气候因子(climatic factors)、土壤因子(edaphic factors) 、地形因子(topographic factors) 、生物因子、人为因子(anthropogenic factors) Begon等将非生物因子分为条件和资源两类 条件：温度、湿度、 pH等 资源：营养物质、水、辐射能等 生态因子作用的一般特征 综合作用 主导因子作用 直接作用和间接作用 阶段性作用 不可替代性和补偿作用 第二节：生物与环境关系的基本原理 一：生物对生态因子的耐受限度 “最小因子定律”(Liebig’s law of minimum) 植物的生长取决于那些处于最低量的营养元素，这些处于最低量的营养元素称最小因子（Justus von Liebig,1840,德国） 。 两个补充条件（Odum,1983）： 1）严格的稳定状态； 2）因子补偿作用(factor compensation) ：生物在一定程度和范围内，能够减少温度、光、水等生态因子的限制作用。 一：生物对生态因子的耐受限度 “耐性定律”(Shelford’s law of tolerance)( V.E.Shelford,1913，美国) 耐性（tolerance）：①指生物能够忍受外界极端条件的能力；②指单个有机体或种群能够生存的某一生态因子的范围。 任何一个生态因子在数量或质量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物的耐受性限制时，而使该种生物衰退或不能生存。 耐性限度（the limits of tolerance）： 每个种只能在环境条件一定范围内生存和繁殖。也即生物种在其生存范围内，对任一生态因子的需求总有其上限与下限，两者之间的距离就是该种对该因子的耐性限度。 一：生物对生态因子的耐受限度 限制因子(limiting factors) 在众多生态因子中，任何接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因子称限制因子 限制因子概念的意义 为分析生物与环境相互作用的复杂关系奠定了一个便利的基点； 有助于把握问题的本质，寻找解决问题的薄弱环节。 二：生物对生态因子耐受限度的调整 驯化 内稳态 适应 驯化 实验驯化(acclimation)与气候驯化(acclimatization) ： 驯化(acclimation/acclimatization) ：生物在实验／自然条件下，诱发的生理补偿变化，前者需要较短的时间，后者需要较长的时间。有机体对实验环境条件变化产生的生理调节反应称实验驯化；有机体对自然环境条件变化产生的生理调节反应称气候驯化，实验驯化是对环境条件改变的一种生理上而非遗传上的可逆反应。 驯化的应用：植物的引种栽培 内稳态 生物系统通过内在的调节机制使内环境保持相对稳定。 内稳态通过形态、行为和生理适应实现。 例如：沙漠蜥蜴，向日葵等。 适应 适应(adapatation) ：生物对环境压力的调整过程。分基因型适应和表型适应两类，后者又包括可逆适应和不可逆适应。