第五章生物與環境.ppt

第五章 生物與環境 一、生態學的層次和生態因子 （一）生態學研究的層次： 生態學的層次從個體、族群、群集、生態系到整個生物圈逐級放大。 １．族群（population）： 在一定空間中的一群同種生物個體，稱為族群。例如：生活在高山密林中的一群珍稀野生動物金絲猴，便是一個族群。 ２．群集（community）： 　　在一個特定的環境區域內生存的多種不同的族群並組成群集。 　　 ３．生態系（ｅｃｏｓｙｓｔｅｒ）： 　　指在一定空間中各類生物以及與其相關因子的集合，它是生命的家園。在不同生態系中，各種生藉由極其複雜的食物網來獲取和傳遞太陽的能量，同時完成物質的循環。 ４．生物圈（ｂｉｏｓｐｈｅｒｅ） 　　全球生態系的總和，稱為生物圈。或著說，生物圈是地球上全部生物及其棲息場所的總稱。 （二）環境及生態因子 生態學家將生物生存不可缺少的環境條件，稱為生態因 子。而對於生物體外部的全部環境要素，則稱為環境因子。 生態學與環境科學是密切關聯的兩個學科，生態學家從環境 的角度來研究生物；環境科學家則主要以生物為參考對象， 進行環境變化規律及其保護或改善的研究。 影響生物活動的非生物因子（包括環境因子和生態 因子）有以下幾纇： 1.氣候因子： 　包括陽光、溫度、溼度、降雨、風、氣壓、雷電等。 2.營養因子： 　對於植物來說，其主要營養因子是一些無機元素；對於動 物，其主要的營養因子則是有機物。 3.水因子： 　 包括水量、水中氫離子濃度（即pH值）和礦物質濃 度。 4.土壤、地形和地理因子： 　 主要對陸生動物植物而言，包括土壤的結構、理化性質 等。 5.海洋地理因子： 　 對海洋動植物而言，海水的深度、洋流的變化和海岸帶 地理位置，如河口、潮上帶、潮間帶和潮下帶等。 6.大氣成分： 　包括空氣中氧的濃度和二氧化碳濃度等。 7.自然災變： 　 如火山爆發、地震、森林大火、冰川融化引起海平面上 升等。 8.地質條件： 　 大範圍和長時間尺度的地質構造變化引起的造山運動或 形成盆地、峽谷等。 影響生物活動的環境因子包括： 1.生物之間的各種相互作用。 2.人類的生活對自然界其它生物產生的影 響。 3.政治、經濟、文化、科學技術等社會環境 因素對個人和整個人類世界的作用和影響。 　　　 環境和生態因子中，氣候因子尤為重要，因為氣 候決定了一個區域環境中的溫度、光照、降水與溼 度等一些控制生物活動最重要和最直接的因子。 1．溫度與水分： 整個地球上溫度變化幅度相當大，而生物能夠生存的溫度範圍則相對比較小。除幾個特別例外，在0℃以下或50℃以上，控制生化反應的酵素都會失去活性。依植物對水份的需求，植物可分為旱生植物、中生植物和濕生植物。 ２．氣候類型： 　 全球大陸按氣候可分為熱帶多雨氣候區、乾旱氣候區、溫暖氣候區、北方寒冷氣候區、高原氣候區和極地氣候區六類氣候區。 3.全球之生物相： 相應地形形成了全球大陸的九種生物相，它們是：熱帶雨 林（tropical rain forest）、具稀疏喬木和灌木的稀樹草 原（savanna）、沙漠（desert）、極地冰原（polar ice）、濃密長綠闊葉灌叢（chaparral）、溫帶草原 （temperate grassland）、針葉林（coniferous forest）、北極和高山凍原（arctic and alpine tundra)。水域生物群集包括淡水生物群集和海水生物群 集。 （三）環境與生物習性 環境的變化對生物產生的影響和生物對環境的適應性是生 物與環境相互作用的結果。 1.環境對植物習性的影響： 例如在長期風向固定的環境中生長的植物期枝幹的生長方向會與風向一致。 2.環境對動物行為的影響： 動物有許多規律的行為就是動物適應期環境定向演化的結果。例如：候鳥隨季節的變化作長距離的遷移飛行來獲得更有利的生存環境。人體的生物時鐘顯示人類的一些行為與環境週期性變化同步的律動。 二、族群生態 族群生態學是研究影響族群大小和密度、族群增長和族群結構特徵等因素的生態學分支學科。族群是在特定時間和空間中同一種生物個體的組合。 (一)族群的結構 1.族群密度： 族群的大小是指族群內個體數量的多少，單位面積或體積中個體的數量稱為族群密度（population density）。族群密度是反應族群結構的重要特徵參數。 生態學家以 或 為單位隨機選定若干個樣方（sample plot），藉由對樣方中該物種的技