一章生物与环境

第一生物与环第一生物与环第一第二环生态因生物与环境的相互作自然界＝生物+非自然界＝生物+非生物（环境生物有机体的存活需要不使生物有机体不断受到环境的作用；而另一方面，生物又通过各种途径不断地影响和改造环境。生物与环境的这种相互作用，使得生物不可能脱离环境而存在。1.1环境概环境是指某1.1环境概环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存各种因环境因子内涵：环境的本质就是生物生存和发展的资源影响这种资源的因是它们生存和发展的环境存和发展的环境1.1环境类按主体1.1环境类按主体以人为主体的人类环以其它生物为主体的环按性质自然环境、半自然环境、人工环按范围大小大环境：宇宙环境（space）、地球环境（global）、小环境：直接影响生物生命活动的近邻环1.2生态因概1.2生态因概环境中对生物生长、发育、生殖行为和分布有直接或间接影响的境因环境因子与生态因子的关环境环境因子与生态因子的关环境因子生态因子（Ecological生态因子是环境因子的一部分生态环境（Ecological生态环境（Ecologicalenvironment）：在定地域范围内由各种生态因子构成的综合生境（habitat）：特定生物个体或群体栖的生态环境，或生物影响下的次生环1.2生态因分根据性质1.2生态因分根据性质气候因子：如温度、水分、光照、风、气压和雷电人为因子：人类活动对生物和环境的影1.2生态因分类根据有无生1.2生态因分类根据有无生命特征：生物因子和非生物因根据对生物种群数量变动的作密度制约因子：食物、天敌等生物因非密度制约因子：温度、降水等气候因根据稳定性及其作用特稳定因子：终年恒定的因子，决定生物的分布，如地心引力地磁场变动因周期性变动因子：如一年四季的变非周期性变动因子：如风、降雨、捕食1.2生态因生态因子1.2生态因生态因子作用的一般特综合作用（基本原则）：自然界不存在孤立的生因子，也不存在单一因子构成的生态环境。任何生态因子的变化都会在不同程度上引起其它因子的变化，即生态因子间相互联系、相互影响、相互制约主导因子作用（非等价性）：对生物起作用的诸多因子中必有1～2个是起主要作用的主导因子。主导因子随时间、空间变化而变化的。主导因子的改变1.2生态因生态因子作用的一1.2生态因生态因子作用的一般特征不可替代性和可补偿性：生态因子间不可代，但在一定程度上可以补阶段性作用（限定性）：生物发育的不同阶段，需要不同的生态因子或生态因子的不同强度直接和间接作直接因子：直接对生物发生影响的生态因间接因子：通过影响直接因子而对生物发生影响生物与环境的相互作生物与环境的相互作环境对生命系统的影响→生态作用）生物反过来对环境的影响和改变→生态反作生物与环境的相互作环境对生物的作生物与环境的相互作环境对生物的作环境对生物的决定作环境对生物的塑造作对生物存活的影对生物的数量和分布的影对生物的种内、种间关系的影 FigureRelatedspeciesmaydifferin R.E.Ricklefs,生物与环境的相互作生物对环境生物与环境的相互作生物对环境的反作生物对环境的适生物对环境的适应方式：形态、生理、行为三方面适生物对环境因子的改森林吸收太阳辐射、降低风速、保持水分、防止土壤冻人类活动导致全球环境变R.E.R.E.Ricklefs,生物与环境关系的基本原利生物与环境关系的基本原利比希最小因子定律（Liebig’slawof1840年农业化学家Liebig在研究营养元素与植物生长关系时发现，植物生长并非经常受到大量需要的自然界丰富的营养物质如水和2的限制，而是受到一些需要量左右，因为这时产量为AdditionofNutrientsandprimaryAdditionofNutrientsandprimaryEricA.Davidson&RobertW.Howarth,生物与环境关系的基本原生物与环境关系的基本原利比希最小因子定律（Liebig’slawof该法则对于温度和光等多种生态因子都是适对于定律成立条件，E.P.Odum（1973）建议做生物与环境关系的基本原生物与环境关系的基本原限制因子factors：当接近或超过某种生物耐受性极限时，阻止生物生存、生长、繁殖或扩的任何生态因限制因子定(Lawoflimitingfactors)1905，生态因子处于低于生物正常生长所需的最小量和高于生物正常生长所需的最大量时，都对生物具有限制性影响ExamplesoflimitingfactorsAmountExamplesoflimitingfactorsAmountofAmountofAmountofAvailabilityof生物与环境关系的基本原生物与环境关系的基本原具有实用价值（指导实践）。例如，对于一濒危的保护物种，研究限制其增长的因子，则可以降低这些物种的死亡率。有研究发现，冬季地面被雪覆盖后，使鹿取食困难，食物成为鹿的限制因子，所以，为了避免鹿群的死亡，冬季可在鹿群的栖息地人工添加饲料生物与环境关系的基本原耐受性生物与环境关系的基本原耐受性定律（Lawoftolerance美国生态学家Shelford于1913年指出，生的存在与繁殖，要依赖于某种综合生态因子只要其中一项因子的量（或质）不足或过多，超过了该生物种的耐性限度，则导致该物种不能生存，甚至灭绝。换言之，生物对每一种生态因子都有其耐受的上限和下限，上下限之间就是生物对这种生态因子的耐受范围，即该生物的生态幅 amplitude） 最适下上最适下上环境梯最适适宜生物种的耐生态学中常用“广（生态学中常用“广（eury-）”、“（steno-）”表示生态幅的相对宽度。例如广温性广水性(euryhydric)广盐性(euryhaline)广食性广光性狭温性狭盐性(stenohaline)狭食性狭光性狭温广温狭温（暖狭温性（冷狭温性最最最生态因广温性生物与狭温狭温广温狭温（暖狭温性（冷狭温性最最最生态因广温性生物与狭温性生物的生态幅比Shelford耐受性定律的发Shelford耐受性定律的发对很多生态因子耐受范围都很宽的生物，其布区一般很不同的生物种，对同一生态因子的耐受性不生物对生态因子耐受生物对生态因子耐受限度的调内稳态（homeostasis）：生物控制体内环境其保持相对稳定的机制，从而减少生物对外界条件的依赖性，从而大大提高生物对外界环境的适应能力内稳态通过生理或行为的调整来实现的。如恒温动物、合欢的昼开夜合。内稳态是提高耐性限度的一种重要机制，但不能完全摆脱环境制约非内稳态生内稳态生体外环环境变化对内稳态与非内稳态生物体内环境的影改自Putman等生物生态系群种个器生物生态系群种个器官系器组改自Barrett,细生物内稳态及其对生生物内稳态及其对生态因子耐受限度的调驯化（acclimatization）：生物个体对环境变所表现出来的形态或生理的可逆变化过一个新的最适度，去适应环境的变温度