有机体与环境Ⅰ.DOC

第二章 有机体与环境（Ⅰ） 教学目标： 掌握生态环境及生态因子概念、类型、作用规律以及生物与环境相互作用的基本原理；掌握几种主要的生态因子对生物的生态作用及生物对生态因子的适应。 第一节 生态因子及其作用特点 1、环境 环境是指生物有机体赖以生存的所有因素和条件的综合。 2、大环境与小环境（环境分类） 大环境（Macro-environment），也称大气候，是指地区环境、地球环境和宇宙环境； 决定因素：大气环流、地理纬度、海拔高度和距离海洋距离等大范围的因素； 作用特点：决定生物的生存与自然分布、决定不同地区的生物群落特征和相应的气候带； 小环境（ Micro-environment），也称小气候，是指直接与生物比邻的环境，多指小范围的特定栖息地； 决定因素：小范围的气候因素（气流、光照、地形等）； 作用特点：对生物生活直接提供必须的条件，影响更重要。 二、生态因子（Ecology factor） 1 定义 生态因子（ecological factors）是指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接作用的环境要素。 生存条件，生态因子中，对生物的生存不可或缺的环境要素。 2 分类（按性质） 气候因子（光、温、水、空气等因子）； 土壤因子（土壤物理性质、化学性质、肥力和土壤生物等因子）； 生物因子（动物、植物、微生物等因子）； 地形因子（海拔高度、坡度、坡向等）； 人为因子（经济活动、环境污染等）。 三、生态因子作用的特点 综合作用：生态因子间彼此联系、相互制约，任何一个生态因子的变化，都会不同程度地引起其他生态因子的变化，导致生态因子的综合作用； 非等价性：各个生态因子的作用并非等价的，其中起决定作用的因子，称为主导因子，如春化阶段的低温等； 不可替代性和可补偿性：生态因子的作用虽非等价，但都很重要，当一个生态因子或缺时，不能由另一个生态因子替代；但当一个生态因子的数量相对不足时，可以通过加强相近生态因子而得到一定程度的补偿； 阶段性作用：生物生长发育的不同阶段，需要不同的生态因子和生态因子的不同强度； 直接作用和间接作用：生态因子的作用即可以是直接的，也可以是间接作用。 第二节 最小因子、限制因子与耐受限度 一、利比希最小因子定律（Liebig’s law of minimum） 植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养元素（Liebig, 1840）。 基本内容：低于某种生物需要的最小量的任何特定因子，是决定该种生物生存和分布的根本因素。 二、限制因子（Limiting factors） 限制因子定律：生态因子处于最小量或最大量时，都可能成为生物的限制因子（Blackman,1905）。 限制因子: 限制生物生存和繁殖的关键性因子。 特点：不仅注意到生态因子最小量，也注意到了最大量的影响。 限制因子：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、繁殖或扩散的生态因子。 三、耐性、耐受限度、耐受定律 1、耐性（tolerance）与耐性限度 耐性：指生物能够忍受外界（极端）条件的能力； 耐性限度：指单个有机体或种群能够生存和繁殖的某一生态因子的范围，也称生态幅（Ecological amplitude) 。 2、耐受定律（Law of tolerance）：任何一个生态因子在数量或质量上不足或过多时，也就是当它接近或达到某种生物的耐受限度时，就会导致该种生物的衰退甚至不能生存(Shelford,1913)。 特点：1）生态因子的数量、质量，2）生物的耐受性，3）允许生态因子之间的相互作用。 生物种的耐性曲线（见图例） 第三节 生物对多生态因子的耐受限度 1 生物对两个生态因子的耐受范围 对生物产生影响的各种生态因子之间存在着明显的相互影响，孤立地研究生物对某一特定生态因子的反应往往会得出片面的结论。如陆生生物对温度、湿度的耐受性密切相关。 E.R.Pianka(1978)研究结果如下图。 2 生物对三种生态因子的耐受范围 1970年，P.A.Haefner 研究了三种生态因子对一种褐虾最适耐受范围的影响。 3 生物及其他因子对生物耐受范围的影响 1）非生物因素影响生物的分布 生物对非生物因子的生理耐受范围对生物的分布具有重要影响，现存生物的分布大多能用非生物因子的作用来解释。 2）非生物因素不能准确地告诉我们生物会在什么地方分布 它只能告诉我们生物不能在什么地方分布； 3）生物和地理因素对生物分布的影响 非生物因素允许生物分布的地方，可能因为生物因素或地理发展史上的偶然因素，使生物不能在适宜其生存的地区分布。 例：仙人掌在沙漠地区具有生存优势。 例：外来物种入侵成功的原因（地理因素、天敌因素等） 4）生理分布区与生态分布区的