生态学-2-生物与环境

地球环境
微环境
宇宙环境
（三）生物对环境的适应
1.趋异适应与生态型
• 同种生物适应不同的环境产生了不同 的适应叫趋异适应 • 趋异适应产生的同种生物的不同基因 型类群叫生态型
气候生态型（籼稻与粳稻） 土壤生态型（水稻与陆稻） 生物生态型（红花碗豆与白花碗豆）
C G Cao
2.趋同适应与生活型
3.生态位(niche)
生物完成其正常生活周期所表现的对特
定生态因子的综合适应位置．
空间生态位
生态位 营养生态位
多维生态位
湿度
湿度
pH
温度
温度
温度
基础生态位与实际生态位
一个物种所划定的多维体就可以看作生态位的抽 象描绘，他称之为基本生态位(基础生态位)。但在自 然界中，因为各物种相互竞争，每一物种只能占据基 本生态位的一部分，他称这部分为实际生态位。 实 际生态位小于基本生态位。
（二） 环境
1.环境的概念
广义的环境（Environment）是指某 一主体周围一切事物的总和。
在生态学中，环境是指生物的栖息 地,以及直接或间接影响生物生存和发展的 各种因素 。生物是环境的主体，主体不同， 环境不同。
2.环境的类型
(1)按环境的主体分类：
以人为主体的人类环境，其它生命 物质和非生命物质均被视为构成人类环境 的要素；
生态位宽度，又称生态位广度、生态位大小。Levins公式：
1
B i =
R
Pij2
=
Yi 2
R
N
2 ijj 1j 1Bi为物种i的生态位宽度，Pij =Nij/Yi是第i个物种利用资源 状态j的个体占总数的比例。
生态位宽度的计算公式

– 两个补充条件（Odum,1983）： – 1）只适用于稳定状态 – 2）要考虑生态因子之间的相互作用
（2）谢尔福德耐性定律
• “耐受性定律”(Shelford’s law of tolerance) (V.E.Shelford,1913，美国)
– “生物的存在和繁殖，要依赖于某种综合环境因子的存 在，只要其中一项因子的量（或质）不足或过多，超过 了某种生物的耐性限度，则使该物种不能生存，甚至灭 绝。”
三、生态因子的作用规律
（一）、综合作用：生态因子间相互联系、相互影响、相互制约，综合起来对
生物体起作用。 例如：温度与气压、湿度等因子共同作用 同样的高温度下，高气压和低湿度时对生物体损伤小；低气压和高湿度对生物体
损伤大。
三、生态因子的作用规律
（三）、直接因子和间接因子 直接因子：能直接影响生物的生理过程或参与生物的新陈代谢的因子。 间接因子 ：通过影响直接因子而间接作用于生物的因子。 例如：海拔高度及温度、光照等因子对人体的作用
（五）、不可替代性和补偿作用
A 不可替代性：生态因子对生物体的作用是不可替代的，又称同等 重要定律。
例如：人体缺维生素A、人体缺维生素D
一定范围内的 补偿！！
B 补偿作用（可调剂性）：多个生态因子综合作用时，由于某因子 在量上的不足，可由其他因子来补偿，以获得相似的生态效应。
例：光照不足，可多施有机肥使土壤中CO2浓度提高可补偿光照不 足。
耐性的可变性
• 同种生物长期生活在不同生态环境下，对多种生态因子会形成有差异的耐性范围， 用进废退；
例如：高山雪莲，耐高寒，对其他的条件适应性差。 • 生物的耐性范围还可通过人为驯化改变； 例如：生将金鱼长期饲养在不同温度条件下（18℃和32℃ ），他们对温度的耐性

土壤的碱化过程
土壤的碱化过程是指土壤胶体中吸附有相当 数量的交换性钠。一般交换性钠占交换性阳离子 总量20％以上的土壤称为碱土。碱土含 Na2CO3 较多（也有含NaHCO3或K2CO3较多的），碱土 是强碱性的，其pH一般在8.5以上，碱土上层的 结构被破坏，下层常为坚实的柱状结构，通透性 和耕作性能极差。
2．碱土对植物的影响
（1）土壤的强碱性能毒害植物根系 （2）土壤物理性质恶化，土壤结构受破坏，
质地变劣，透水性差
3．植物对盐碱土的适应
盐碱土植物是植物对盐碱生境适应的最好表现。 盐土植物分为：
旱生盐土植物、湿生盐土植物
根据对过量盐类的适应特点分为：
聚盐性植物、泌盐性植物、透盐性植物
第四节
生态因子作用的一般规律
（2）陆生动物对环境湿度的适应
影响陆生动物水平衡更多的是环境中的 湿度，动物在形态结构上、行为上、生理上 都有不同程度的适应。
如两栖类体表分泌黏液以保持湿润，昆 虫、爬行类、啮齿类等白天躲在洞内夜里出 来活动，荒漠鸟兽具有可重新吸收水分功能 的肾脏。
四、土壤因子的生态作用及生物的 适应
（一）土壤因子的生态作用
蒲公英
杨树
柳树
阳地植物 阴地植物
三七
铁杉
人参
（二）光质的生态作用与生物的适应
光质变化规律
空间变化 随纬度增加而减少，随海拔升高 而增加；
时间变化 冬季长波光增多，夏季短波光增 多；中午短波光最多，早晚长波 光较多。
生物的适应
植物
不同的光质对植物的光合作用，色素 形成，向光性，形态建成的诱导等的 影响是不同的。例如光合作用的光谱 范围只是可见光区。
低温 将引起细胞膜渗透性改变、脱水、蛋 白质沉淀等不可逆转的化学变化。

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光周期及生物的适应
地球的自传和公转引起光周期变化。日照在夏至最 长，冬至最短，在春分和秋分昼夜相等。在低纬度 地区，只有短日照，故只有短日照植物分布；在高 纬度地区，只有长日照时期适合植物生长发育，故 只有长日照植物分布；在中纬度地区，则有适合植 物生长发育的长日照和短日照时期。在同一纬度上， 长日照植物多在春末夏初开花，短日照植物多在秋 季开花。在北半球，同一种短日照植物，越往南则 开花越早，越往北则开花越晚。
注：①只适用于稳定状态，即能量和物质的 出入处于平稳状况；②要考虑到生态因子间 的相互作用。
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限制因子法则
限制因子：生态因子中对生物的生存和繁殖 起限制作用的关键因子。 1905年Blackman提出限制因子法则：生态因 子的最大状态对生物也具有限制性影响。 限制因子的价值在于使生态学家掌握了一把 研究生物与环境复杂关系的钥匙。
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2.2.5保护色、警戒色、拟态
• 保护色：是动物通过伪装使得自己身体体色和斑 点与背景环境接近而隐蔽起来，使得不易被敌害 发现的体色。特点：与外界环境的优势色彩保持 一致。
• 警戒色：是指某些有恶臭或毒刺的动物所具有的 鲜艳的色彩和斑纹，以提醒捕食者不要捕食自己。 特点：色彩醒目，易识别，与保护色的隐蔽性相 反，动物有特殊的“本事”，能够对敌害起预先 示警的作用以保护自身。
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动物
鸟类的光周期现象最明显，决定其迁徙和生殖时间。据此， 人们夜晚给母鸡照光可增加产蛋量。对哺乳动物的换毛和 生殖也有影响，因而分为长日照兽（随春天日照长度的增 加而开始生殖，如雪貂、野兔、刺猬等）和短日照兽（随 秋天短日照的到来而进入生殖期，如绵羊、山羊、鹿等）； 也有与日照长短无关的，如珍珠鸡。 有些昆虫在正常生命周期中，能插入一个休眠期，即滞育， 这通常是由光周期决定。如梨小食心虫幼虫，这种休眠可 为耐受秋天和冬天的严寒做好准备。 鸟兽的换羽和换毛受光周期调控。 动物的迁徙受光周期调控；生活在表层水的鱼类的迁徙也 受光周期调控，它是通过影响内分泌系统而影响鱼类的迁 徙。