生物与环境课件

第六章生物与环境一、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)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（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1、水底区水底区：包括所有的海底以及高潮时海浪所及的全部地域

主要根据海水的深度和海底地形来划分滨海带（潮间带）亚滨海带（潮下带）半深海带深海带深渊带海洋生物深度分带（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

（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（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2、水层区在水平方向上，水层区可分为：

浅海区：即浅海带之上的海水部分

大洋区：即水底区半深海带至深海带之上的海水部分

三、海洋生物的生活方式海洋或大陆水域中生物的生活方式分：浮游生物游泳生物底栖生物海洋生物的生活方式（图解）

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（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（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（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）

共生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）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群落古生态分析方法群落古生态分析法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（1）群落古生态分析法的原理通过对群落的分异度的统计，可以确定群落中种群的数量;根据各种群的生态习性来进一步弄清各群落中营养结构及群落内部能量的流动情况。必须指出，由于古生物化石保存的不完整性，古生物群落只是原生物群落的一部分。通过对群落的丰度的统计来确定群落中的优势种、次要种和特征种。并对各个群落进行命名，群落常以其优势种的名称来命名。根据群落在被研究的地层剖面上的垂直分布及群落类型自下而上的演替，就可以推断沉积环境从早期到晚期的变化情况。其中生物的生活习性和分异度是两个很好的环境指示因素。（2）群落古生态分析法的研究内容和步骤在被研究的地层中尽可能多地采集古生物化石对化石产出的层位和岩性进行登记和描述对每一层位上的化石组合进行解剖，识别出原地埋藏的化石和异地埋藏的化石在确定原地埋藏和异地埋藏之后，就要对原地埋藏的化石进行群落的丰度和分异度的统计。所谓丰度是指群落中各个物种个体数量的百分比；分异度是指群落中物种数量的多少，即物种的多样性情况（3）确定原地埋藏和异地埋藏的主要标志1、原地埋藏的生物化石往往保存较完整，表面微细构造往往未遭破坏，表面无磨损现象。2、原地埋藏的化石个体大小往往极不一致，包含有不同生长发育阶段