第二章 能量环境---2011级

生态学-夏继刚§ 0绪论1.生态学：是研究生物及其周围环境相互关系的科学。

Haeckel 海克尔 1866提出2.生态学研究对象 4个组织层次个体：强调个体适应性种群：强调数量特征群落：强调群落的结构、演替、多样性、稳定性等生态系统第一部分有机体与环境第一章生物与环境1.生态因子：指环境要素中对生物起作用的因子，如光照水分氧气 CO2 事物和其他生物等按生态因子对动物种群数量变动的作用分为密度制约因子：如食物、天敌等生物因子，其对动物种群数量影响的强度随其种群密度而变化，从而调节了种群数量非密度制约因子：温度降水等气候因子，他们的影响强度不随种群密度而变化。

2.生态因子作用特征：综合作用（任何一个因子的变化都会不同程度的引起其他因子的变化），主导因子作用（众多因子并非等价其中年有一个是起决定性作用的），阶段性作用（在不同发育阶段生物需要不同的生态因子或不同强度），不可替代性和补偿性作用（虽然不等价但是都很重要不能由另外一个因子替代），直接作用和间接作用（生态因子对生物的行为生长繁殖分布的作用可以是直接也可以是间接）。

3.利比希最小因子定律：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。

4.限制因子定律：因子处于最小量时，可以成为生物的限制因子，但因子过量时，例如过高的温度，过强的光或过多的水，同样可以成为限制因子。

5.任何生态因子，当接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散时，这个因素称为限制因子。

6.耐受性定律：美国Shelford1913：任何一个生态因子在数量上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程度的时会使该种生物衰退或不能生存。

7.生态幅：每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围，即有一个生态上的最低点和最高点。

在二者之间的范围称为生态幅。

8.内稳态：生物通过控制体内环境，使其保持相对稳定性。

第二章能量环境1.光质的生态作用及生物的适应光合有效辐射：光合作用系统只能利用太阳光谱的一个有限带，即380-710nm波长的辐射能。

第二章思考题1、什么是环境？地球环境由哪几部分组成？环境：指生物有机体赖以生存的所有因素和条件的综合。

1、生物的能量环境太阳辐射有两种功能：热能和光能。

热能:给地球送来了温暖，使地球表面土壤、水体变热，引起空气和水的流动；光能:在光合作用中被绿色植物吸收，转化为化学能形成有机物，沿食物链在生态系统中不停地流动。

2、生物的物质环境生物的物质环境生物圈：1）、岩石圈和土壤圈（岩石—母质—土壤）2）、水圈（海洋、内陆水、地下水。

水体中溶解有各种无机和有机营养物质，它们为植物生长和水生生物的分布提供了物质基础。

）3）、大气圈（对流层、平流层、中间层和电离层）2、生态因子的概念及其分类。

生态因子：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影响的环境要素。

分类：1、气候因子（如光、温度、水、空气、雷电等）；2、土壤因子（土壤物理性质、化学性质、肥力、土壤结构和土壤生物等因子）；3、生物因子（指与对象生物发生相互关系的动物、植物、微生物等因子，形成捕食、寄生、竞争和互惠共生等关系）；4、地形因子（海拔高度、坡度、坡向(阴坡和阳坡)、地面起伏等，通过影响气候和土壤，间接地影响植物的生长和分布）；5、人为因子（指对动植物产生影响的人类活动）。

3、生态因子的作用特征。

（1）综和性（因子间相互制约）。

每一个生态因子都是在与其它因子的相互影响、相互制约中起作用的，任何因子的变化都会在不同程度上引起其它因子的变化。

因此生态因子对生物的作用不是单一的，而是综合的。

（2）非等价性（主导因子作用）。

对生物起作用的诸多因子是非等价的，其中有1-2个是起主要作用的主导因子。

主导因子的改变常会引起其它生态因子发生明显的变化。

（3）不可替代性和互补性。

生态因子虽非等价，但都不可缺少，一个因子的缺失不能由另一个因子来代替。

但某一因子的数量不足，有时可以由其他因子来补偿。

（4）限定性（时段性）。

生物在生长发育的不同阶段往往需要不同的生态因子或生态因子的不同强度。

第二章能量环境（内容提要）学习目标：1、掌握光照和温度的时空变化规律；▲▲2、光质、光强、光周期对生物的影响，以及生物对光质、光强、光周期影响的适应。

▲▲3、温度的生态作用，极端温度对生物的影响，以及生物对极端低温、极端高温的适应。

▲▲4、根据生物对光、温的反应规律进行引种驯化的特点。

5、风对生物的生态作用。

△6、火对生物的生态作用及管理。

△地球上的能量类型太阳能（光能）: 植物可利用的能量；▲▲地热能化学能：物体发生化学反应时所释放的能量少。

是少数低等生物可利用的能量。

生物能：是太阳能以化学能形式贮存在生物中的能量形式。

是高等生物可利用的能量。

风▲火▲其他能量：电能、磁能、声能、机械能、潮汐能、核能……2.1 光的生态作用及生物对光的适应环境光主要来源于太阳辐射。

太阳光在生物生命活动中扮演着重要角色。

它为植物提供光合作用所需的能量，控制其生长、发育和分布，决定植物群落的构成，并影响动物的生存、活动与分布。

2.1.1 地球上光的分布1、太阳辐射及其光谱组成太阳辐射中只有一部分是人肉眼能感知的可见光（390～760nm）。

太阳辐射达到地球后穿过厚厚的大气层，其中一部分能量被反射，一部分被吸收(如波长较短的紫外线(＜300nm）大部分被大气的臭氧层吸收)，一部分被散射，剩下的部分来到地面。

到达地面的光谱成分中，红外线占50%～60%，紫外线只占1%～2%，可见光约占38%～49%。

地面接受到能量之后也会向外界辐射能量（称为地面辐射），这部分能量达到大气层后也会一部分能量被反射，一部分被吸收，一部分被散射，剩下的部分回到宇宙空间。

光的成分：紫外光：波长<380nm， 9% ；可见光：波长380～760nm，45%；红外光：波长>760nm， 46%。

2、影响太阳辐射的因素和光的分布规律太阳辐射能总量随纬度增高而减少，形成不同的太阳辐射带；由于地球的倾斜，同一纬度上的太阳辐射量一年四季有变动；在热带地区，总能量较高、较稳定、季节变化小。

基础生态学-北京师范大学精品课程基础生态学理论课教学大纲[课程目标] 通过基础生态学的学习，使学生能够全面掌握生态学的基础理论和研究方法，了解生态学研究的发展动态与热点，激发学生热爱大自然的兴趣，以及勇于探求生物与环境之间相互关系的奥秘。

[学时安排] 总学时36，每周2学时。

[教学内容]绪论第一部分有机体与环境我们能够把自然界分为两大类：生物与非生物。

这两大类几乎总是可区别、可分开的，但它们又不能彼此孤立地存在。

生物依赖于环境，它们必需与环境连续地交换物质和能量，需适应于环境才能生存；生物又影响环境，改变了环境的条件，生物与环境在相互作用中形成统一的整体。

在这第一部分中，共分三章，主要阐述生物与环境间的相互作用规律和机理、温度和光因子的生态作用及生物对不同光制与极端温度的适应、水的特殊性质以及生物如何调节体内水和溶质的平衡、氧与二氧化碳的生态作用与生物适应、土壤理化性质及其对生物的影响、以及火的生态作用及管理。

第一章生物与环境生态学涉及生物与它们的环境，了解它们之间的关系是非常重要的。

环境的变化决定了生物的分布与多度，生物的生存又影响了环境，生物与环境是相互作用、相互依存的。

因此我们首先应该了解和掌握生物与环境的生态作用规律和机理。

第二章能量环境太阳表面以电磁波的形式不断释放的能量，即太阳辐射或太阳光。

太阳辐射为地球上所有生命系统提供了能量来源。

绿色植物将太阳能转化成化学能储存于植物体内, 这一过程是生物圈与太阳能发生联系的唯一环节，也是生物圈赖以生存的基础。

太阳辐射又温暖了地球表面，使生物能够生长、发育和繁衍，并对生物的分布起了重要的作用。

因此，光和温度组成了地球上的能量环境。

第三章物理环境水、大气、土壤是另一类生态因子，它们构成有机体生活的空间或栖息地，成为生物生存的必须条件。

同时，它们又为生物体的组成需要提供了常量元素（如碳、氢、氧、磷、硫、铁、钾、钠、钙等）与微量元素（如铬、钴、氟、铝、硒、锌、碘等）。

高一地理必修一第二章《自然地理环境中的物质运动和能量交换》知识点总结高一地理必修一第二章《自然地理环境中的物质运动和能量交换》知识点总结1、岩石分三大类：①岩浆岩（岩浆上升冷却凝固而成）②沉积岩（岩石在外力的风化、侵蚀、搬运、堆积、固结成岩作用下形成）③变质岩（变质作用）。

从岩浆到形成各种岩石，三大类岩石可以相互转化，又到新岩浆的产生，这一运动变化过程，构成了地壳物质循环。

2、地表形态变化的内外力因素（地质作用）：（1）内力作用--能量来自地球本身，主要是地球内部热能，它表现为地壳运动、岩浆活动、变质作用。

造成地表高低不平。

地质构造的类型有褶皱（背斜和向斜）和断层（地垒和地堑）。

（2）外力作用--能量来自地球外部，主要是太阳能和重力。

使高低不平的地表趋向平坦。

表现为风化、侵蚀、搬运、堆积、固结成岩作用。

流水侵蚀地貌（V 型谷）、堆积地貌（冲积扇、冲积平原和三角洲）；风蚀地貌（风蚀洼地、蘑菇）、风积地貌（沙丘）。

3、六大板块名称：亚欧板块、非洲板块、印度洋板块、太平洋板块、美洲板块、南极洲板块。

一般说来，板块内部，地壳比较稳定，两个板块之间的交界处，是地壳比较活动的地带，火山、地震也多集中分布在板块的交界处。

生长边界--板块张裂处，常形成裂谷、海洋。

消亡边界--板块碰撞处，常形成山脉、海沟。

4、大气受热过程：太阳辐射（短波）、大气削弱、地面增温、地面辐射（长波）、大气增温、大气辐射（长波）、大气逆辐射（保温作用）（1）大气对太阳辐射的削弱作用：①吸收作用：具有选择性，臭氧吸收紫外线，水汽和二氧化碳吸收红外线。

对可见光吸收的很少。

②反射作用：云层和颗粒较大的尘埃。

云层的反射作用最显著。

③散射作用：空气分子或微小尘埃，使一部分太阳辐射不能到达地面。

（2）大气对地面的保温作用：大气吸收地面辐射并产生大气逆辐射（射向地面的大气辐射），把部分热量归还给地面，云层越厚大气逆辐射越强。

5、全球近地面有7 个气压带（高低压相间分布），6 个风带。

2017一般生态学复习要点绪论1、生态学：①美国生态学家E. Odum（1985）：生态学是探讨生态系统的结构和功能的科学，并著有《生态学基础》②经典定义：生态学是探讨生物及环境, 生物及生物之间相互关系的一门生物学基础学科2、生态学的探讨方法：野外探讨（首先产生的, 第一性的）, 试验探讨（分析因果关系的一种有用的补充手段）, 模型探讨（高度的抽象, 理论生态学）。

3, 现代生态学发展的特点和主要趋势：①探讨层次向宏观和微观方向发展。

现代生态学一方面对区域性, 全球性乃至宇宙性方面发展；另一方面是向微观方向发展，及分子生物学, 分子遗传学等结合。

②探讨范围的扩展。

一是生态学的探讨内容和任务扩展到人类社会，渗入到人类的经济活动，成为自然科学及社会科学相接的桥梁之一；二是应用生态学得到快速发展。

③探讨方法手段的更新。

野外自计电子仪器, 遥感及地理信息系统, 生态建模等现代化测试技术, 设备和手段得到广泛应用；系统分析方法以及系统生态学的发展，进一步丰富了本学科的方法论。

④生态学探讨的国际性日益增加。

第一章．生物及环境生态因子生物及环境的相互作用最小因子, 限制因子和耐受限度生态位1.生态因子：环境要素中对生物起作用的因子，如光照，温度，水分，氧气，二氧化碳，食物和其他生物等。

2.利比希最小因子定律：低于某种生物须要的最小量的任何特定因子，是确定该种生物生存和分布的根本因素。

（每种植物都须要肯定种类和数量的养分物，假如其中有一种养分物完全缺失，植物就会死亡。

假如这种养分物数量极微，植物的生长就会受到限制。

）3, （谢尔弗德）耐受性定律：任何一个生态因子在数量上或质量上不足或过多，即当其接近或达到某种生物耐受限度时，会使该种生物衰退或者不能生存。

注：两个定律的异同（重点）：（先答定义）最小因子定律不太完善，而耐受性定律较为完善，主要表现在以下三个方面：①耐受性定律不仅考虑了因子过少，同时也考虑了因子过多的因素；②耐受性定律不仅估计了环境因子量的变化，还估计了生物本身的耐受限度；③耐受性定律可以允许生态银子之间的相互作用。

1. 已知铂铑10-铂(S)热电偶的冷端温度t0＝25℃，现测得热电动势E(t ，t0)＝11.712mV ，求热端温度是多少度?解：由铂铑10-铂热电偶分度表查出E(25，0)=0.161mV ，根据式(5-2-1)计算出 11.873mV 0.161)mV (11.712E(t,0)=+=再通过分度表查出其对应的实际温度为8.1216851.11159.1310011.851)-(11.8731200t =-⨯+=℃2. 已知镍铬-镍硅(K)热电偶的热端温度t ＝800℃，冷端温度t0＝25℃，求E(t ，to)是多少毫伏?解：由镍铬-镍硅热电偶分度表可查得E(800，0)=33.275mV ，E(25，0)=1.024 mV ，故可得E(800，5)=33.275-1.024=32.251mV3．现用一支镍铬-康铜(E)热电偶测温。

其冷端温度为30℃，动圈显示仪表(机械零位在0℃)指示值为400℃，则认为热端实际温度为430℃，对不对?为什么?正确值是多少?解：不对，因为仪表的机械零位在0℃，正确值为400℃。

4. 某线性位移测量仪，当被测位移由4.5mm 变到5.0mm 时，位移测量仪的输出电压由3.5V 减至2.5V ，求该仪器的灵敏度。

解：该仪器的灵敏度为25.40.55.35.2-=--=S mV/mm5. 有三台测温仪表，量程均为0~800℃，精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级，现要测量500℃的温度，要求相对误差不超过2.5％，选那台仪表合理? 解：2.5级时的最大绝对误差值为20℃，测量500℃时的相对误差为4％；2.0级时的最大绝对误差值为16℃，测量500℃时的相对误差为3.2％；1.5级时的最大绝对误差值为12℃，测量500℃时的相对误差为2.4％。

因此，应该选用1.5级的测温仪器。

检测技术练习31．将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的（C ）蜂鸣器中发出“嘀……嘀……”声的压电片发声原理是利用压电材料的（D ）A.应变效应B.电涡流效应C.压电效应D.逆压电效应2．使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量（C ）。