第三章海洋主要生态因子及其对生物的作用知识讲稿.ppt

厦门大学精品课程之海洋生态学 厦门大学精品课程之海洋生态学 第三章 海洋主要生态因子及其对生物的作用 第一节 生态因子作用的一般规律 一、环境与生态因子 环境(environment) 泛指生物周围存在的一切事物；或某一特定生物体或生物群体以外的空间及直接、间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。 大环境、小环境 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。如温度、湿度、食物和其他相关生物等。 生态因子分类 ①传统分类：非生物因子或称理化因子、生物因子 ②按性质分：气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人为因子 ③按稳定程度分：稳定因子、变动因子 生态因子作用特征 ①综合性； ②非等价性； ③阶段性； ④不可替代性和可补偿性； ⑤直接性和间接性。 任何接近或超过某种生物的耐受极限而阻碍其生存、生长、繁殖或扩散的因素，就叫做限制因子（limiting factors）。 1、利比希最小因子定律（Liebigs Law of Minimum） “植物的生长取决于处在最小量状况的必需物质”。 两个辅助原理： ⑴ 利比希定律只在严格的稳定条件下，即能量和物质的流入和流出处于平衡的情况下才适用。 ⑵ 应用利比希定律时还应注意到因子的互相影响问题。 二、限制因子的原理 耐受限度 (limits of tolerance) 生态幅 (ecological amplitude) 广适性生物 (eurytropic organism) 狭适性生物 (stenotropic organism) 一般说来，一种生物的耐受范围越广，对某一特定点的适应能力也就越低。与此相反的是，属于狭生态幅的生物，通常对范围狭窄的环境条件具有极强的适应能力，但却丧失了在其他条件下的生存能力。 2．谢尔福德耐受性定律（Shelford‘s Law of Tolerance） 耐受性定律的一些补充原理： 生物可能对某一生态因子的耐受范围很广，而对另一个因子又很窄。 当某种生物对某一特定生态因子不是处在最适度状态时，对其他生态因子的耐受限度可能随之下降。图示 在自然界中常可看到生物实际上并不在某一特定生态因子最适范围内生活. 生物对环境因子的耐受性限度在其生活史中往往不是恒定的，而是随年龄（或发育阶段）以及其他条件而改变。 驯化（acclimation）：长期生活于生存范围的一侧，其生态 幅就可能偏移。 休眠（dormancy）：生物体在不良环境下的不活动状态，对不利环境的强制适应。休眠期耐受范围变宽并最大限度地降低能量消耗，昆虫滞育(diapause) 、冬眠、夏眠。 3、生物对生态因子耐受限度的调整 图3-4 图3-5 生态因子的综合作用 生物与环境的关系是相互的、辩证的 非生物因子通过其质、量和持续时间三个方面作用于生物。 生态适应：生物通过其形态、生理、行为的调整以适应环境因子的变化。 从长期的角度看，地球上出现生命后，本身在有机体的 影响下发生了根本的变化。 从较短生态时间尺度看，生物与环境关系以作用和适应为主，反作用为辅；从较长的进化尺度看，则以反作用为主，是一个相互影响、协同进化的过程。 三、生物与环境的辩证统一 一、光在海洋中的垂直分布和水平分布 （一）海水中光的衰减 第二节 光 照 I0：海表面光强；ID ：深度D处光强；K：平均消光(衰减)系数K值大小与水体干净程度有关，一般近岸K ≈1；多数浅海K ≈0.1；大西洋马尾藻海K ≈0.025。 透明度（transparency）： 间接估算消光系数（K），以此来估计透光层的深度，方便实用。 中国近海K ＝ 1.51/S，透光层深度L ＝ 3.05 S ID ＝ I0 e－kD k= (lnI0-lnID)/D ⑴ 透光层，也称真光层（euphotic zone 或photic zone）： 有足够的光可供植物光合作用，光合作用的量超过植物的呼吸消耗。 ⑵ 弱光层（disphotic zone）： 在透光层下方，植物在一年中的光合作用量少于其呼吸消耗，但光线足够动物对其产生反应。 ⑶ 无光层（aphotic zone） （二）光在海洋中的水平分布  太阳辐射具有明显的纬度梯度： 热带海区一天中白天与黑夜各约12h, 温带海区夏季光照时间超过12h, 冬季少于12h 在极区，持续6个月的低能光照与6个月的黑暗交替。 二、海洋藻类光合色素对光谱中不同波长的吸收 植物光合作用利用可见光区（生理有效辐射），其中红