环境生态学第二章 生物与环境

环境问题的产生及开展生态学开展简史与开展趋势环境生态学的内容及开展趋势环境的维护和可继续开展可继续开展定义及含义提问:环境生态学与生态学的区别?第一章内容回想第二章生物与环境(6学时)环境及分类生物与环境关系的根本原理生物与主要生态因子的相互关系生态因子作用的普通规律重点：主要环境因子的生态作用和规律难点：生态学的根本实际12/29/20232021年6月5日结合国环境规划署确定世界环境日的主题为“转变传统观念，推行低碳经济〞〔Kickthehabit！Towardsalowcarboneconomy〕。2021年世界环境日中国主题为“绿色奥运与环境友好型社会〞，标识为地球和奥运五环。12/29/2023第一节环境及环境因子一、环境环境定义环境因子环境可分为自然环境和人工环境两大类。12/29/2023〔一〕自然环境概述1.大气圈概述12/29/202312/29/2023大气的垂直分层，图2-212/29/2023大气的生态作用:氧对生物的作用二氧化碳对生物的作用风对生物的作用12/29/202312/29/20232.水圈水是植物所需营养物质的载体，水中溶解了各种化学物质、溶盐、矿质营养和有机营养物质等，为植物生长提供丰富的营养物质。12/29/20233.岩石圈4.土壤圈12/29/2023土壤的地域分布12/29/20235.生物圈概述12/29/2023(二)环境范围根据范围大小划分五大类：生物圈、区域环境、生境、小环境、内环境。1.生物圈2.区域环境3.生境4.小环境和内环境12/29/2023(三)人工环境(四〕污染的环境污染环境特征：〔1〕有毒污染物经过环境介质进入机体产生急性或慢性、短期或长期的毒性影响，且影响面大而范围广；〔2〕污染物普通以浓度低、继续时间长，并以多种毒物同时存在、结协作用于人体；〔3〕污染物形状发生转化，使污染物的原有性状和浓度发生变化；〔4〕生态系统遭到扰乱，稳定性降低。12/29/202312/29/2023二、自然环境根本特征1．纬度地带性(热量差别)12/29/2023陆地自然带气候类型典型植被典型动物典型土壤热带雨林带热带雨林气候热带雨林猩猩，河马砖红壤热带季雨林带热带季风气候热带季雨林象，孔雀砖红壤性红壤热带草原带热带草原气候热带草原长颈鹿，羚羊燥红土热带荒漠带热带消漠气候热带荒漠袋鼠，沙漠狐荒漠土亚热带常绿硬叶林带地中海气候亚热带常绿硬叶林阿尔卑斯山羊褐土亚热带常绿阔叶林带亚热带季风气候亚热带常绿阔叶林猕猴，灵猫红壤亚热带常绿阔叶林带温带季风和海洋性气候温带草原松鼠，黑熊棕壤，褐土温带草原带温带大陆气候温带草原黄羊、旱獭黑钙土温带荒漠带温带荒漠双峰驼，子午沙鼠荒漠土亚寒带针叶林带亚寒带针叶林气候亚寒带针叶林驼鹿，紫貂灰化土苔原带苔原气候苔原驯鹿，北极狐冰沼土冰原带冰原气候冰雪裸地北极熊，海貂未发育12/29/20232．垂直地带性3．经度地带性(水分差别〕东南沿海西北内陆12/29/2023第二节地球上的生物一、生命的产生与进化〔一〕生物的来源恩格斯<自然辩证法>MillerSL实验化学进化阶段生物学进化12/29/2023

〔二〕生物种17世纪,Ray<植物史>定义；MayrE(1963)—能实践地或潜在地彼此杂交的种群的集合。生物以个体方式存在；个体的集群-种群。种的性状分类：基因型和表型什么是可塑性？12/29/2023〔三〕生物的协同进化1.生物的进化2.生物的协同进化〔1〕昆虫与植物间的协同进化；〔2〕大型草食动物与植物的协同进化；〔3〕互惠共生物种间的协同进化；〔4〕协同顺应系统。12/29/2023二、生物多样性〔一〕概念生物多样性的意义？四个程度：遗传多样性；物种多样性；生态系统多样性；景观多样性。12/29/2023〔二〕影响生物多样性的要素1.物种生物量2.物种的属性3.生物地化循环4.系统的稳定性12/29/2023三、地球自我调理实际〔一〕Gaia假说的构成与开展英国，LovelockJE1979，<Gaia:对地球上生命的新认识>〔二〕Gaia假说的主要论点12/29/2023第三节生物对环境的顺应一、顺应概述自然选择〔naturalselection〕自然选择有哪几种类型？稳定性选择〔steadyselection〕单向性选择〔directionalselection〕分裂性选择〔disruptiveselection〕12/29/202312/29/2023顺应性改动本人构成一定特性和性状顺应改动的环境保管有利于生物生存和繁衍的各种特征充分利用稳定条件下的资源稳定本身的竞争才干12/29/2023趋同顺应〔convergentadaptation〕12/29/2023趋异顺应〔divergenceadaptation〕12/29/2023顺应对生物种族的开展有什么意义？1.个体数量的添加；2.扩展分布区；3.物种的分化。12/29/2023二、形状构造的顺应12/29/202312/29/202312/29/2023三、行为顺应1．运动：直线运动和调转运动。草履虫的趋避运动刺激要素2.繁衍表现：行为、挥发性物质、颜色等。如极乐鸟、园丁鸟。12/29/20233．迁移和迁徙4.防御和抗敌12/29/20231．生物钟〔biologicalclock〕概念太阳花、向日葵等；蝶类、蛾类；光协作用、生长激素。四、生理顺应12/29/20232．休眠〔dormancy〕休眠时的生理表现：新陈代谢、取食、活动、心跳、呼吸，体温；夏眠〔夏蛰〕：如海参、非洲肺鱼与美洲的肺鱼、沙蜥、黄鼠。冬眠〔冬蛰〕：如蛙、蛇、蝙蝠等。植物和微生物的休眠。12/29/2023狭食性动物：特点环境条件广食性动物：特点环境条件五、营养的顺应12/29/2023第四节环境因子的生态作用一、环境因子分类1.美国生态学家DaubenmireRF(1947)的分类：3大类和7个工程；2.Gill〔1975〕将非生物要素划分为三个层次。3.环境因子所起作用的主体，可分为：气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子和人为因子。12/29/2023〔一〕光照强度的生态作用与生物的顺应1.光照强度对生物的生长发育和形状建成的作用；2.光照强度与水生生物；3.植物对光照强度的顺应。二、光因子的生态作用12/29/2023光合作用率光合作用率光强度光强度净消费力光协作用呼吸作用ABABACP光补偿点CPCPabspsp光饱和点B光补偿点(compensationpoint)光饱和点(saturatepoint)植物的光补偿点表示图(Emberlin,1983)12/29/2023〔二〕光因子的生态作用光的生态作用有四个重要方面：即生物的能量来源；植物进展光协作用；生物的昼夜周期、季节周期的信号；光污染的危害。12/29/2023〔三〕生物对光周期的顺应1.植物的光周期光周期景象美国学者加纳(Garner)与阿拉德(A11ard)(1920)的烟草实验长日照短日照长日照植物短日照植物12/29/20232.动物的光周期a.日周期b.月周期c.季节周期12/29/2023三、温度因子的生态作用及生物的顺应12/29/2023〔一〕温度对生物生长发育的影响1.温度与生物生长生物生长的“三基点〞普通来说，生长在低纬度的生物高温阈值偏高，而生长在高纬度的生物低温阈值偏低。12/29/20232.温度与生物发育变温对生物的作用低温对植物开花结果的刺激作用—春化作用〔vernalization〕如小麦，苦麻菜12/29/2023法国学者雷米尔〔Reaumur，l735〕提出有效积温法那么：K＝N(t一t0)K—该生物所需的有效积温，它是个常数；t一当地该时期的平均温度，℃；t0—该生物生长活动所需最低临界温度(生物零度)，℃；N—天数，d。12/29/20231.低温对生物的影响及生物的顺应a.低温对生物的影响临界温度低温对生物的损伤：冷害和冻害b.生物对低温的顺应贝格曼(Bergman)规律阿伦(A11en)规律〔二〕极端温度对生物的影响12/29/2023a.高温对生物的影响植物—光协作用、呼吸作用动物—酶活性、蛋白质2.高温对生物的影响及生物的顺应b.生物对高温环境的顺应表如今形状、生理和行为3个方面12/29/2023〔三〕热污染和热岛效应热污染〔thermalpollution〕城市热岛效应12/29/2023四、水的生态作用〔一〕水因子的生态作用1.水是生物生存的重要条件2.水对动植物生长发育的影响3.水对动植物数量和分布的影响12/29/2023〔二〕生物对水因子的顺应1.植物对水因子的顺应1〕水生植物包括沉水、浮水和挺水植物三种类型。12/29/20232〕陆生植物包括湿生、中生和早生植物三种类型。附生兰灯心草猴面包树瓶子树12/29/20232.动物对水因子的顺应1〕水与水生动物2〕水与陆生动物陆生动物的水分顺应包括：形状构造的顺应、行为顺应生理顺应12/29/2023五、土壤因子的生态作用及生物的顺应1.土壤理化性质与植物2.生物对土壤条件的顺应酸性土植物(pH值<6.5)中性土植物(pH值为6.5—7.5)碱性土植物(pH值>7.5)铁芒萁柽柳12/29/2023第五节生态因子作用的普通规律一、生态因子的概念生态因子〔ecologicalfactors〕环境因子生态环境〔ecologicalenvironment〕生境〔habitat〕12/29/2023二、生态因子作用的普通特征1.综协作用12/29/20232.主导因子作用主导因子概念光协作用——光强——主导因子；温度和CO2——次要因子；春化作用——温度——主导因子；湿度和通气——次要因子。3.直接作用和间接作用12/29/20234.生态因子的阶段性作用光照长短春化阶段光周期阶段大马哈鱼、鳗鲡12/29/20235.生态因子的不可替代性和补偿作用不可替代性主导因子〔水分、温度〕可补偿性光强度缺乏提高光强添加二氧化碳浓度12/29/2023三、生态因子的限制性作用1.限制因子概念温度、氧气、水分判别：任何一种因子，只需接近或超越生物的耐受范围，它就会成为这种生物的限制因子。12/29/20232.Liebig最小因子定律〔liebig’slawofminium)定律的根本内容李比希定律补充条件：12/29/20233.Shelford耐性定律(Shelford’slawoftolerance)〔1〕根本概念耐性定律生态幅(ecologicalamplitude)或生态价(ecologicalvalence)12/29/2023种群数量数量很低种群消逝种群消逝数量很低数量最高不能耐受区生理受抑制生理受抑制不能耐受区最适区环境梯度高低耐受性下限耐受性上限生物种的耐受性限制图解〔据Smith,1980〕12/29/20232〕耐性限制的驯化12/29/2023四、生态因子的其他作用方式1.拮抗作用概念实例：