02.生物与环境.doc

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1、Ecology02.生物与环境1.环境1.1.环境的概念指某一特定生物体或生物群体周围一切的总和，包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因素。针对某一主体而言，是相对概念，不同的环境有不同的主体。生态学中的主体可以是个体、种群或生物群落。组成：生物赖以生存的环境可以分为两大类，水、光、热、大气等非生命因子构成的无机环境，食物、病菌、害虫、天敌等生命因子构成的有机环境。1.2.环境的分类按环境的主体分人类环境；生物环境*。*生物环境又分为大环境与小环境大环境：地区环境，地球环境和宇宙

2、环境。大气候--离地1.5m以上，由大气环流、地理纬度、大面积地形等因素决定。直接影响小环境，并影响生物体。小环境：对生物有直接影响的邻接环境，即指小范围的栖息地。生态学研究更重视小环境。按环境的性质分自然环境；半自然环境；社会环境。按环境的范围大小分宇宙环境(spaceenvironment)：大气层以外的宇宙空间。11ShawnChenEcology地球环境(globalenvironment)：大气圈中的对流层、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈，又称全球环境。物质循环和能量转换。区域环境(re

3、gionalenvironment)：占有某一特定地域空间的自然环境，是由地球表面不同地区的5个自然圈层相互配合而形成的。不同地区，形成不同的区域环境特点，分布着不同的生物群落。微环境(micro-environment)：区域环境中，由于某一个(或几个)圈层的细微变化而产生的环境差异所形成的小环境。如，生物群落的镶嵌性就是微环境作用的结果。内环境(innerenvironment)：生物体内组织或细胞间的环境，其对生物的生长和繁育具有直接影响。如，叶片内部，直接和叶肉细胞接触的气腔、气室、通气

4、系统，都是形成内环境的场所。2.生态因子2.1.生态因子的概念环境要素中对生物起作用的因子，如对生物生长、发育、生殖、行为和分布有影响的环境要素，有光照、温度、水分、氧气、食物等。所有生态因子构成生物的生态环境。具体的生物个体或种群的栖息地的生态环境称生境，其中包括生物本身对环境的影响。2.2.生态因子作用的一般特征综合作用：各个因子非孤立单独的存在；主导因子作用：对生物起决定性作用的生态因子称为主导因子，非等价作用；阶段性作用：规律性变化；不可替代性和补偿性作用：一个都不能少；但一定条件下，可

5、依靠相近的因子；直接作用和间接作用。11ShawnChenEcology2.3.限制性作用2.3.1.限制因子限制因子发生的可能：若某一生物对某一生态因子的耐受范围很广，且该因子又非常稳定，则不太可能成为限制因子。如，氧气对于陆生动物。相反，若某一生物对某一生态因子的耐受范围很窄，且该因子又易于变化，则很可能成为限制因子。如，氧气对于水生生物。价值：使生物学家掌握了一把研究生物与环境复杂关系的钥匙，一旦找到了限制因子，就意味着找到了影响生物生存和发展的关键性因子。如，食物成为冬季鹿种群增长的限制

6、因子。2.3.2.Liebig最小因子定律1840年，《有机化学及其在农业和生理学中的应用》，每一种植物都需要一定种类和数量的营养元素，在所必需的元素中，供给量最少(与需要量比相差最大)的元素决定着植物的产量。得出：植物的生长取决于处在最小量状况的食物的量。Blackman(1905)发展了Liebig最小因子定律，生态因子量过少或过多，接近或超过生物的耐受范围，均可成为该生物的限制因子，也就是说生态因子的最大状态也具有限制性影响，即限制因子定律。E.P.Odum(1973)作了补充：(1)只适

7、用于稳定状态，即能量和物质的流入和流出处于平稳的情况下。(2)考虑生态因子之间的相互作用。如，光合作用时光强和CO2、锶/钙。2.3.3.Shelford耐性定律V.E.Shelford(1913)提出了耐受性定律：任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物的耐受限度时会使该生物衰退或不能生存。进一步发展，表现在它不仅估计了环境因子量的变化，也估计了生物本身的耐受限度。11ShawnChenEcology同时该定律允许生态因子间的相互作用。如，E.P.Pianka(1

8、978)提出的温度与湿度的相互关系，见图2-1。Shelford耐受性定律的几点注意事项：(1)生物的耐受限度会因发育时期、季节、环境条件的不同而变化。生长旺盛时，会提高对一些因子的耐受限度。(2)实际范围比潜在范围狭窄：不利因素影响下，提高了对基础代谢率的生理调节所付出的代价；辅助因子降低了代谢强度的上限或下限水平。(3)生物的耐受限度是可以改变的：驯化；极端环境下的生物，如，高山上的雪莲、温泉中的细菌。(4)影响生物的各因子间，存在着明显的相互关系。如，温度与湿度。(5)生物对某一生态因子处