第6章-生物与环境

第di第六章章

生物与环境动物生态(图)

一、环境的定义及生物与环境的关系二、生物的环境分区三、海洋生物的生活方式四、影响生物生存的主要环境因素五、群落与生态系六、环境的古生物学分析方法一、环境的定义及生物与环境的关系1、与环境相关的概念生活环境指生物周围一切生物的和非生物的因素的总和生物因素：生物之间的相互关系，如寄生、共生食物链：一定环境范围内，各种生物通过食物而产生的直接或间接联系非生物因素：包括物理因素和化学因素，如温度、深度、光线、底质、气体、盐度等一个简单的食物链(示意图)猫和三叶草海洋生物食物循环(示意图)2、生物与环境的关系以及相关概念2、生物与环境的关系环境的制约性——环境从根本上决定生物的分布和生活习性生物的适应性——生物可通过自身生理机能的调整、改变生活方式、主动寻找新的生活环境等方法来适应环境的变化。因而生物获得适应环境的能力和潜力，而且还能改造环境两者关系；相互作用、相互制约、密切相关，如植物、土壤、水分、气体广栖生物：能在较宽限度范围内生活的生物狭栖生物：只能在小范围内生活的生物，如造礁珊瑚3、研究生物与环境关系的意义了解生物的进化规律与地史时期地球环境变迁具有重要价值。正确处理好经济建设和环境保护的关系（以古示今），维护整个地球的自然生态环境平衡，保证人类社会快速持续地向前发展

一、环境的定义及生物与环境的关系二、生物的环境分区三、海洋生物的生活方式四、影响生物生存的主要环境因素五、群落与生态系六、环境的古生物学分析方法二、生物的环境分区按海陆分布的地理分区陆地、海洋按海拔高度及海水深度的地理分区高山区、平原区滨海区、浅海区、半深海区、深海区按纬度划分的地理区极地区、寒带区、温带区、亚热带区、热带区世界陆地动物地理分区现代植物地理区系二、生物的环境分区1、大陆生物环境分区陆地环境生物区河流环境生物区沼泽环境生物区湖泊环境生物区纬度、温度和湿度及水体性质对大陆环境分区最重要

（1）陆地环境生物区包括山岭、丘陵、平原、内陆盆地等，主体为受剥蚀区常见化石为植物、孢子花粉、哺乳动物骨骼、腹足动物等（2）河流环境生物区包括各个水系的主干及支流河床、河岸和河口三角洲等化石主要产于山麓附近的水流沉积及河道形成的河床和沙滩沉积物中常见化石主要为硅藻、轮藻、孢粉、介形虫、软体动物、鱼类和哺乳动物等（3）沼泽环境生物区是陆地上的低洼潮湿地段植物丛生，常有泥炭堆积沼泽沉积一般以黑色泥岩为主，夹煤层，含大量植物化石（4）湖泊环境生物区包括含盐度不同的咸化湖泊和淡水湖泊各类化石比较丰富，主要有植物、孢粉、种子、钙藻、昆虫、鱼类、陆相介形虫、叶肢介和脊椎动物等二、生物的环境分区2、海洋生物分区滨海生物区浅海生物区半深海生物区深海生物区远洋生物区主要根据海水的深度和海底地形来划分海洋生物深度分带

1）滨海生物区littoral范围：位于海岸附近的高、低潮线之间，即潮汐地带或潮间带地形特点：地形复杂，海湾、泻湖、河口、三角洲、岛屿等环境特点：波浪和潮汐作用强烈，海水含氧充足、光照强，但含盐度、温度、光线、水流等因素昼夜变化很大生物特点：生物总体贫乏，除一些与海底有关的植物外，动物一般具有坚硬的外骨骼，固着生长在岩石上(如牡蛎、藤壶）、潜穴生活或在硬底上钻孔生活滨海生物区littoral（图解）生物总体贫乏，除一些与海底有关的植物外，动物一般具有坚硬的外骨骼，固着生长在岩石上、潜穴生活或在硬底上钻孔生活（2）浅海生物区shallowsea范围：从潮汐地带向下直到陆棚与大陆斜坡之界处(低潮线-200m)地形特点：海底地形较平缓环境特点：含盐度变化不大；温度只受季节的影响；含氧充足，波浪及潮汐作用使其有良好的通气性；上部水动力条件较强；光线可以透入海底：0-80m为强光带，80-200m为弱光带生物特点：生物种类多，分异度高，90%以上的海洋生物生活在此区；海底是底栖生物生活的主要场所，且多为狭盐分生物；中部生活着游泳生物；上部生活着浮游生物浅海生物区shallowsea（图解）生物种类多，分异度高，90%以上的海洋生物生活在此区；海底是底栖生物生活的主要场所，且多为狭盐分生物；中部生活着游泳生物；上部生活着浮游生物（3）半深海生物区bathyal范围：200-1000m，为陆棚外缘和大陆斜坡上部地区地形特点：平均坡度4º17´（现代）环境特点：海水平静；温度、盐度比较稳定；含氧量稍低；为无光带生物特点：一般没有藻类生长，生物种类稀少，底栖生物以食腐类生物为主半深海生物区bathyal（图解）一般没有藻类生长，生物种类稀少，底栖生物以食腐类生物为主（4）深海生物区abyssal范围：深度大于1000m的大陆斜坡下部至深海底部的广大深海盆区地形特点：海底平坦、或为深海沟和海底山脊所分解环境特点：黑暗、寒冷（一般在2-10度）、水压力大生物特点：生物稀少，主要为一些特化无眼的鱼类和甲壳类；生物骨骼多为硅质，食泥或食腐深海生物区abyssal（图解）生物稀少，主要为一些特化无眼的鱼类和甲壳类；生物骨骼多为硅质，食泥或食腐（5）远洋生物区plagic范围：指远离海岸的半深海和深海区上层水域环境特点：上部为透光带、下部为无光带生物特点：为远洋浮游生物和游泳生物的主要生活场所。浮游生物是海洋生物的主要食源，它们死亡后壳体沉入海底常形成硅藻、放射虫、或有孔虫软泥远洋生物区plagic（图解）为远洋浮游生物和游泳生物的主要生活场所。浮游生物是海洋生物的主要食源，它们死亡后壳体沉入海底常形成硅藻、放射虫、或有孔虫软泥

一、环境的定义及生物与环境的关系二、生物的环境分区三、海洋生物的生活方式四、影响生物生存的主要环境因素五、群落与生态系六、环境的古生物学分析方法三、海洋生物的生活方式1、生活方式modeoflife的相关概念即生物为适应生存条件而具有的习性和行为包括摄食方式、居住类型和运动方式等趋同convergence：不同门类的生物，因为适应相似的环境具有相同的生活方式，导致生物体形态和结构上的相似性趋同进化趋异趋异divergence：在系统演化上相近的生物，由于适应不同的环境而具有极不相同的生活方式，导致生物体形态和结构上的分异2、海洋生物的分类根据海洋生物的摄食方式和食物类型分为：食草动物、食肉动物、食腐动物、滤食动物、食泥动物、寄生生物、杂食动物根据海洋生物的居住地段和运动方式分为：游泳生物、浮游生物、假浮游生物、底栖生物海洋生物的生活方式（图解）3、海洋生物分类的相关概念游泳生物nekton：具游泳器官、能主动游泳的生物特征：身体常呈流线型，两侧对称，运动、捕食和感觉器官较发达主要类型：多为进化较高级的食肉动物，如无脊动物中的头足类和脊椎动物中的大多数鱼类浮游生物plankton：没有真正的游泳器官，常随波逐流、被动地漂浮在水中

特征：身体一般呈辐射对称的圆形或球形，个体微小，骨骼不发育或质轻多孔，壳常多刺以增大表面积主要类型：单细胞微小的动物和植物以及其他一些生物的幼虫（如硅藻、放射虫、抱球虫，海绵、腔肠、软体动物等的幼虫）假浮游生物pseudoplankton：没有真正的游泳器官，往往附着在水草、树干或其它游泳生物的身上，被动地在水中漂浮特征：多起源于底栖生物，特别是底栖固着生活的生物，因此兼具有底栖和浮游生物的一些身体结构特征主要类型：如某些海百合、部分笔石、少数双壳类和腕足类等底栖生物benthos：指生活在水层底部，经常离不开基底的生物包括表生生物和内生生物表生生物epibenthos:生活在基底表面以上的底栖生物。包括底栖活动型生物和底栖固着生物内生生物endobenthos:生活在基底表面以下的生物。包括潜穴生活的生物和钻孔生活的生物底栖生物benthos：按生活方式可进一步划分为6种类型：海底固着生活躺卧海底生活潜穴生活钻孔生活海底爬行生活近底游泳生活

一、环境的定义及生物与环境的关系二、生物的环境分区三、海洋生物的生活方式四、影响生物生存的主要环境因素五、群落与生态系六、环境的古生物学分析方法四、影响生物生存的主要环境因素

1、非生物因素1、温度temperatureincludingclimate来源：光照、地热、海底火山喷发和熔岩作用影响温度的主要因素：纬度：与光照强度和光线入射角有关季节

水深：一般表层水温变化较大，底层水体的温度较稳定。海水中仅在250-300m以上的水层才有季节性温度变化，其下水层温度终年无大变化。洋流：由于洋流作用，可造成局部地区增温或降温。海拔：一般随海拔的增高而降低。

非生物因素（1）温度temperatureincludingclimate温度对生物影响的机制:温度主要是通过影响生物的生存和繁殖来控制生物的分布，因为生物的繁殖需要有一定的温度作保障温度对生物影响的主要表现和结果:温度控制着生物的纬向分布，从两极到赤道，生物种类逐渐增多，动植物的丰度和分异度均逐渐增高

温度造成生物的分区现象，如热带生物区系和寒带生物区系广温生物eurythermal，狭温生物stenothermal

非生物因素（2）水深waterdepth

水深影响生物的主要表现和结果：现代藻类在15-50m最为丰富，分布下限一般200m由于光线中不同波长的光其穿透海水的能力不同，造成不同类型的藻类在分布深度上的差异。浅海近岸处多生长蓝绿藻，在其下20-30m以褐藻最多，而红藻可分布在水深30-200m左右水深控制着植物的垂直分布，因此势必影响其他以植物为食的草食性动物的分布，并最终影响到肉食性动物的分布

非生物因素（3）光线light

与光线有关的因素：水深、水体的清澈度水体中光照强度及生物的分带性强光带：0-80m，水底植物、浮游植物及各类动物都很丰富弱光带：80-200m，浮游植物大为减少，但红藻和硅藻较发育无光带：>200m，植物绝迹，动物稀少而特殊（4）盐度salinity盐度的变化：淡水0-0.5‰，半咸水0.5-30‰，正常海水30-40‰，超咸水40-80‰，卤水>80‰生物对盐度的适应性：正常盐度海水中生物种类多样，但当海水的盐度升高或降低时，便出现海水的咸化或淡化，这都会引起生物在种类和数量上的变更，常表现为生物种类贫乏窄盐性生物stenohalina：只能适应正常盐度海水生活的生物（造礁珊瑚、头足类、棘皮动物、部分腕足类）广盐性生物euryhalina：能够适应盐度变化范围较广的生物（双壳类、腹足类、苔藓动物、介形虫等）（5）底质substrate定义：底栖生物居住和生活所依附的基底环境物质硬底质：如岩石、各种贝壳和其它坚硬的物体软底质：为含有各种砂砾、细砂和淤泥的沉积物不同底质中具有不同的动植物群：沿岸岩石及贝壳上附着有许多藻类及各种具有固着能力的无脊椎动物在潮间带各种硬底质中还可见钻孔生物在砂质软底中则以潜穴为主泥质软底中常有丰富的软体动物和节肢动物甲壳类（6）其他因素含氧量—含氧量少，有害气体多（氨、硫化氢、甲烷）对生物生长极为不利，如黑海水体流动性—流动性大，不利于生物生长发育海拔—随着海拔升高，气候由温湿→干冷，植物由阔叶类→针叶和细叶类；且植物数量减少。如现代青藏高原上缺乏高大的乔木，主要为一些草本植物和细叶的红柳灌木丛2、生物因素

相关概念共生关系symbiosis：共同生活，互不损害对方

共栖commendsalism：一方获益，另一方无碍（麻雀与红脚隼-巢寄生）

互惠mutualism：双方获益（造礁珊瑚与虫黄藻、海葵与寄居蟹）竞争关系competition：双方受伤，相互制约

对抗关系antagonism：一方受伤害严重（羊与草地）

抗生antibosis：一方受害，另一方不获益侵占exploitation：一方受害，另一方获益，如捕食、寄生（寄生虫、狼与羊）

一、环境的定义及生物与环境的关系二、生物的环境分区三、海洋生物的生活方式四、影响生物生存的主要环境因素五、群落与生态系六、环境的古生物学分析方法五、群落与生态系1、群落community的相关概念群落

共同生活在一定地区（小生境）的生物自然组合，这些生物在生活期间，在某些方面（如食物链、保护作用、居住条件等）相互依赖、相互作用。也即群落是指生活在一定的生态领域内的所有物种的总和群落有4个基本特征：生活于同一环境中，具有一定的时空范围群落间的生物彼此间相互依赖、相互作用每个群落有其特征性的生物（特征种）具有特征性的营养结构（食物链）居群，特征种，优势种群落由居群组成居群population：某一特定时间内，由占据某一特定空间的一群同种个体组成的群集。因此，居群是种内某些个体的集合。群落是由一个或多个居群组成特征种characteristicspecies：即某一群落所特有的种，该种在其它群落中缺失或少见，可以用来作为该群落标志

优势种dominantspecies：指群落中个体数量最多的种，即竞争能力强，最适合于该环境的种。它可是该群落的特征种，也可以不是化石群落化石群落fossilcommunity

在时间观念上，化石群落稍不同于现生群落主要强调的是共同生活在同一生境的生物组合，并不是在同一个产地采集的化石组合都是化石群落。一个化石群落是指那些经过仔细分析研究（定量、定性）、在许多地区重复出现而其中物种成分很少变异的一种组合2、生态系的相关概念生态系ecosystem：由群落及其所生存的环境共同组成一个统一的整体，该综合体即为生态系生物群落与环境之间由于不断地进行物质循环和能量流转，而形成的有机界和无机界相统一的整体生态系的内部必须具有以下四种基本的组成部分：非生物环境environments：维持生物生活的各种无机条件，包括无机物、水、气体、日光等生产者producer：自养型生物，主要指绿色植物消费者consumer：异养型生物，包括各类动物和某些腐生和寄生菌类分解者decomposer（或还原者）：异养型微生物，如真菌类一、环境的定义及生物与环境的关系二、生物的环境分区三、海洋生物的生活方式四、影响生物生存的主要环境因素五、群落与生态系六、环境的古生物学分析方法

六、环境的古生物学分析方法指相化石分析方法形态功能分析方法实证古生物学方法群落古生态学分析方法群落古生态分析法

群落古生态分析法的原理群落古生态分析法的研究内容和步骤确定原地埋藏和异地埋藏的主要标志群落古生态分析法主要根据群落的生态组合类型来分析古环境，并根据不同生态类型的群落在纵向上的演替来分析推断古环境的演变（1）群落古生态分析法的原理通过对群落的