第三章生态系统中的生物与环境

1、狮虎兽虎狮兽美女兰花螳螂美女兰花螳螂枯叶蝶枯叶蝶 枯叶蝶枯叶蝶 澳大利亚南十字大学澳大利亚南十字大学Graham JonesGraham Jones及其同事测量了大堡礁及其同事测量了大堡礁珊瑚及周围海水里的二甲基硫含量，发现珊瑚分泌的粘液珊瑚及周围海水里的二甲基硫含量，发现珊瑚分泌的粘液中的二甲基硫含量是迄今发现所有生物中最高的。这使珊中的二甲基硫含量是迄今发现所有生物中最高的。这使珊瑚礁上方的海面水层富含二甲基硫，被风带入大气。瑚礁上方的海面水层富含二甲基硫，被风带入大气。泸沽湖泸沽湖温 度 （ ） 淡 水 （ m l/L） 海 水 （ m l/L） 0 10.29 7.97 10 8.02

2、 6.35 15 7.22 5.79 20 6.57 5.31 30 5.57 4.46 水温上升，水中水温上升，水中的的溶氧量随之下降。溶氧量随之下降。水体温度与水体温度与盐度、溶解氧的关系盐度、溶解氧的关系20 40 60弱光弱光20 40 60中光中光20 40 60强光强光土壤湿度土壤湿度/%光照强度光照强度/lx不施肥不施肥不施肥不施肥不施肥不施肥施肥施肥施肥施肥施肥施肥地形对气候因子重新分布的影响示意图地形对气候因子重新分布的影响示意图玉米不同生长阶段对水分和温度的要求玉米不同生长阶段对水分和温度的要求100 200 300 400 500 600 700 800120100 80

3、 60 40 20二氧化碳质量浓度二氧化碳质量浓度/（mgL-1）吸收二氧化碳吸收二氧化碳/（mgg-1鲜重鲜重min-1）700lx350lx70lx植物光合作用中光照强度与二氧化碳的相互补偿作用植物光合作用中光照强度与二氧化碳的相互补偿作用我国不同纬度太阳辐射年总和值我国不同纬度太阳辐射年总和值我国不同纬度地区年平均温度值我国不同纬度地区年平均温度值我国不同纬度太阳辐射年总和值我国不同纬度太阳辐射年总和值(单位：单位：h)中国温带、暖温带植被、降水、土壤的经向分布中国温带、暖温带植被、降水、土壤的经向分布热带雨林热带雨林常绿阔叶林常绿阔叶林落叶阔叶林落叶阔叶林亚高山针叶林亚高山针叶林高山灌

4、丛高山灌丛高山草甸高山草甸高山荒漠高山荒漠积积雪雪雪雪雪雪高山寒漠土高山寒漠土高山草原土高山草原土山地灰化土山地灰化土山地棕壤山地棕壤山地黄壤山地黄壤红壤红壤热带山体热带山体亚热带山体亚热带山体温带山体温带山体海拔海拔纬向纬向山地气候垂直带与植被、土壤分布山地气候垂直带与植被、土壤分布吐鲁番盆地吐鲁番盆地 南北较高纬度地区的南北较高纬度地区的低温是影响非洲蜂进低温是影响非洲蜂进一步向高纬度范围扩一步向高纬度范围扩散的限制因子。散的限制因子。最适范围最适范围亚适范围亚适范围亚适范围亚适范围不适范围不适范围不适范围不适范围不能生存不能生存因子梯度因子梯度渐增渐增生命活动或数量生命活动或数量生物对环

5、境因子的耐受曲线生物对环境因子的耐受曲线最适范围最适范围不适范围不适范围不能生存不能生存因子梯度因子梯度渐增渐增生命活动强度或数量生命活动强度或数量生物对环境因子耐受曲线的实际表现生物对环境因子耐受曲线的实际表现亚适范围亚适范围亚适范围亚适范围不适范围不适范围广温性生物广温性生物狭温喜热生物狭温喜热生物生命活动或数生命活动或数量量温度变化梯度温度变化梯度 低低高高狭温喜冷生物狭温喜冷生物大麻哈鱼在生殖季节成群溯河进入我国黑龙江、长江及其支流中产大麻哈鱼在生殖季节成群溯河进入我国黑龙江、长江及其支流中产卵。繁殖活动结束后，大麻哈鱼因长途跋涉和饥疲交加终至体衰力卵。繁殖活动结束后，大麻哈鱼因长途跋

6、涉和饥疲交加终至体衰力竭而全部死亡，所以是一次性生殖的鱼类竭而全部死亡，所以是一次性生殖的鱼类.大马哈鱼生殖洄游产后死亡大马哈鱼生殖洄游产后死亡产于我国的鳗鲡和松江鲈产于我国的鳗鲡和松江鲈鱼是从淡水游向海洋去繁鱼是从淡水游向海洋去繁殖的仅有例子，这种洄游殖的仅有例子，这种洄游称为降河洄游。鳗鲡的性称为降河洄游。鳗鲡的性成熟年龄在成熟年龄在8 8岁以上，集岁以上，集群游向深海进行繁殖的亲群游向深海进行繁殖的亲鳗于产卵后均因疲惫而死，鳗于产卵后均因疲惫而死，无一生还。幼鳗孵化后，无一生还。幼鳗孵化后，逐渐向亲鳗栖息的江河进逐渐向亲鳗栖息的江河进行溯河洄游，此时的幼鳗行溯河洄游，此时的幼鳗周身透明，

7、头细，体似柳周身透明，头细，体似柳叶状，故名柳叶鳗，经过叶状，故名柳叶鳗，经过生长和变态才成鳗形的线生长和变态才成鳗形的线鳗。渔民在掌握了鳗鲡的鳗。渔民在掌握了鳗鲡的周期性洄游规律后，每年周期性洄游规律后，每年初春于长江下游捕捞鳗鲡初春于长江下游捕捞鳗鲡鱼苗进行养殖。鱼苗进行养殖。温度温度/适合度适合度85%90%95%2025303540相对湿度相对湿度/%适合度适合度3032.53580859095100两个因子相互作用对生物耐性范围的影响200200160160120120808040400 010 10 20 3020 30温度温度 耗氧量耗氧量 （mlgmlg-1-1hh-1-1 ）

8、5 5 驯化驯化25 25 驯化驯化中低纬度的柳树在春季开花，而北极这种柳树在中低纬度的柳树在春季开花，而北极这种柳树在夏季六月中旬以后才开花。由于北极长年处于低夏季六月中旬以后才开花。由于北极长年处于低温状态，它必须在温状态，它必须在7070天内完成发芽、开花和结果天内完成发芽、开花和结果的整个过程，同时由于极夜时期没有阳光，植物的整个过程，同时由于极夜时期没有阳光，植物不能进行光合作用，所以它的生长及其缓慢，一不能进行光合作用，所以它的生长及其缓慢，一年只能长几毫米。年只能长几毫米。第一章 绪论第二章 开县生态特征与存在的主要生态问题第三章 开县区域景观变化与生态胁迫特征分析第一节 景观格

9、局指标体系第二节 信息获取与处理第三节 开县区域景观格局与景观变化第四章 开县生态系统服务功能与功能分区第一节 生态系统服务功能内涵及其理论第二节 开县生态系统服务功能分析第三节 开县生态系统功能区划第五章 开悬生态恢复的区域实践与效果分析第一节 退化生态系统恢复理论与方法第二节 太平溪流域生态系统恢复实践第三节 河岸带生态系统恢复实践第四节 开县消落带生态恢复研究第六章 开县区域生态恢复实现途径生态系统适应性管理第一节 区域生态管理的基本理论框架第二节 开县区域生态恢复途径生态系统适应性管理第三节 开县区域生态恢复途径生态监测与评估第七章 主要结论与研究展望高位芽植物 地上芽植物 地面芽植物

10、 地下芽植物黑色的植物部分能越冬，非黑色部分在冬季死亡图 5.2 物种 S1和 S2的生态位空间模式图 （图中只表示应用两个环境变量描 述的，引自 Krebs，1978） S1 S2 温 度 湿 度 拉克（拉克（Lack,1944,1945Lack,1944,1945）为了证实假说，研究在）为了证实假说，研究在同一水流摄食、同一峭壁上营巢的两种鸬鹚同一水流摄食、同一峭壁上营巢的两种鸬鹚（Phalacrocorax carboPhalacrocorax carbo和和P.aristotelisP.aristotelis），经过深入的），经过深入的观察证明，前者观察证明，前者Phalacrocor

11、ax carboPhalacrocorax carbo主要捕食底栖的比主要捕食底栖的比目鱼和底栖的无脊椎动物，后者目鱼和底栖的无脊椎动物，后者P.aristotelisP.aristotelis主要以水上主要以水上层自由游泳的鱼类和沙鳗为食层自由游泳的鱼类和沙鳗为食. .植物光合作用达到最大值时的光照强度，称为该种植物的光饱和点。光合作用和呼吸作用相等时的光照强度称为光补偿点。不同类型植物的光合特征和生理特征比较不同类型植物的光合特征和生理特征比较黄化现象黄化现象弱光下植物色素不能形成，细胞弱光下植物色素不能形成，细胞纵向伸长，碳水化合物含量含量纵向伸长，碳水化合物含量含量低，植株为黄色软弱状

12、。低，植株为黄色软弱状。麻雀在光强为麻雀在光强为0.145Lux时时开始鸣叫开始鸣叫蚱蝉在夏季气温高于蚱蝉在夏季气温高于14，光强为光强为0.86Lux时开始鸣叫时开始鸣叫（1 1）阳性植物）阳性植物Figure 2.15光的波段对植物的重要生理生态效应光的波段对植物的重要生理生态效应诱光灯产生36550mm波长，该光线对昆虫具有激背较强的趋光、趋波、趋色、趋性的特性和原理.长日照植物：是在日照长日照植物：是在日照时间超过一定数值才能时间超过一定数值才能进行生殖诱导并开花的进行生殖诱导并开花的植物，否则只进行营养植物，否则只进行营养生长，不能进行生殖生生长，不能进行生殖生长的转化。长的转化。短

13、日照植物：是在日照时间短日照植物：是在日照时间短于一定数值才开花的植物，短于一定数值才开花的植物，否则在长日照下就只进行营否则在长日照下就只进行营养生长。养生长。日中性植物：只要其它条日中性植物：只要其它条件合适，在任意日长条件件合适，在任意日长条件下都能开花的植物。下都能开花的植物。南半球每年的冬天，沙丁鱼由南往北，南半球每年的冬天，沙丁鱼由南往北，沿着东部海岸开始一年一度浩浩荡荡的沿着东部海岸开始一年一度浩浩荡荡的大迁徙。往常平静的海水翻起了无数白大迁徙。往常平静的海水翻起了无数白色的泡沫，随着数十亿沙丁鱼大举北进，色的泡沫，随着数十亿沙丁鱼大举北进，鲨鱼、海豚和其他捕食者跟在后面开始鲨鱼

14、、海豚和其他捕食者跟在后面开始狂热的追逐。狂热的追逐。 长日照兽类：长日照兽类：随着春天日照长度的逐随着春天日照长度的逐渐增加而开始生殖。渐增加而开始生殖。短日照兽类：短日照兽类：随着秋天短日照长度的逐渐随着秋天短日照长度的逐渐减少而进入生殖期。减少而进入生殖期。光合作用速率（最大值的百分比）光合作用速率（最大值的百分比）温度温度/温度对光合速率的影响（示三基点温度）温度对光合速率的影响（示三基点温度）-10 0 10 20 30 40 50 60 7010080604020最适最适15最适最适45苔藓植物苔藓植物沙漠植物沙漠植物最低最低最低最低最高最高最高最高 12101210ttRRQ时的

15、代谢速率时的代谢速率C）（TTQbb1010长白山高山苔原带牛皮杜鹃盛开的景观北极和高山植物的芽和叶片常受油脂类物质的保护，芽具北极和高山植物的芽和叶片常受油脂类物质的保护，芽具鳞片、体具蜡粉和密毛、植株矮小并常成匍匐状、垫状或鳞片、体具蜡粉和密毛、植株矮小并常成匍匐状、垫状或莲座状等莲座状等岳桦林和针叶林下的牛皮杜鹃出现在挪威的斯瓦尔巴特群岛的白色北极石南出现在挪威的斯瓦尔巴特群岛的白色北极石南 北极苔原北极苔原 贝格曼规律贝格曼规律(Bergmans rule):(Bergmans rule):生活在寒冷气候中的内温生活在寒冷气候中的内温动物的身体比生活在温暖气候中的同类个体更大，这种趋动

16、物的身体比生活在温暖气候中的同类个体更大，这种趋向称贝格曼规律，是减少散热的适应。向称贝格曼规律，是减少散热的适应。北极狐北极狐赤狐赤狐大耳狐大耳狐阿伦规律阿伦规律(Allens rule):寒冷地区寒冷地区的内温动物较温暖地区内温动物的内温动物较温暖地区内温动物外露部分（如四肢、尾、耳朵及外露部分（如四肢、尾、耳朵及鼻）有明显趋于缩小的现象，称鼻）有明显趋于缩小的现象，称阿伦规律，是减少散热的适应。阿伦规律，是减少散热的适应。鹿蹄草鹿蹄草可以通过在叶细可以通过在叶细胞中大量贮存五胞中大量贮存五碳糖、黏液等物碳糖、黏液等物质来降低冰点，质来降低冰点，可使其结冰温度可使其结冰温度下降到下降到-3

17、1。以皇帝企鹅来说，它全身羽毛密布，皮下脂肪厚达二至三公分，使它在摄氏零下六十度以皇帝企鹅来说，它全身羽毛密布，皮下脂肪厚达二至三公分，使它在摄氏零下六十度的冰天雪地中仍然能够自在生活。此外，生活在寒带的企鹅，鼻孔裏面还长有羽毛，飘的冰天雪地中仍然能够自在生活。此外，生活在寒带的企鹅，鼻孔裏面还长有羽毛，飘雪时可以防止雪花进入鼻孔，温带的企鹅就没有这种装备。雪时可以防止雪花进入鼻孔，温带的企鹅就没有这种装备。 南极企鹅南极企鹅植物：密毛、鳞片滤光；植物：密毛、鳞片滤光；体色反光；叶缘向上或暂体色反光；叶缘向上或暂时折叠，减少辐射伤害；时折叠，减少辐射伤害；干和茎具厚的木栓层，绝干和茎具厚的木栓

18、层，绝热。热。动物：体形变小，外动物：体形变小，外露部分增大；腿长将露部分增大；腿长将体抬离地面；背部具体抬离地面；背部具厚的脂肪隔热层。厚的脂肪隔热层。行为上的适应行为上的适应植物：关闭气孔。植物：关闭气孔。动物：休眠，穴居，动物：休眠，穴居，昼伏夜出等。昼伏夜出等。niiTTK10)(小地老虎成虫展翅状小地老虎成虫展翅状小地老虎幼虫及棉苗被害状小地老虎幼虫及棉苗被害状蝗虫在变温下的平均发育蝗虫在变温下的平均发育速度比恒温下快速度比恒温下快38.6%38.6%波斯菊在变温条件下（白天波斯菊在变温条件下（白天26.426.4，夜间，夜间1919）比恒温条件下（昼夜均为）比恒温条件下（昼夜均为26.426.4或或1919）重量要增加）重量要增加1 1倍。倍。冬小麦冬小麦油菜油菜n 生物进化的历史进程前寒武纪34亿年前：单细胞原核生物20亿年前：单细胞真核藻类 8亿年前：多细胞生物古生代寒武纪：生物大爆发，藻类、蕨类、软体动物、棘皮动物奥陶纪和志留纪：植物由水生到陆生的进化泥盆纪：鱼类大发展、昆虫和两栖动物兴起石炭纪：两栖动物繁盛，爬行类兴起、动物由水生到陆生二叠纪：裸子植物繁茂n 生物进化的历史进程中生代爬行动物的时代三叠纪：爬行动物成为优势生物、出现鳄鱼、鸟类、恐龙、蜥蜴、海龟侏罗纪：恐龙繁盛、原始哺乳动物出现白垩纪：恐龙灭绝、昆虫和有花植物分化。新生代第三纪：昆虫与被子植物