第三章生物與環(huán)境第一節(jié) 環(huán)境的概念及其類型第二節(jié) 生態(tài)因子作用分析第三節(jié) 生態(tài)因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)第一節(jié)環(huán)境的概念及類型一、環(huán)境的概念二、環(huán)境的類型三、環(huán)境因子的分類四、環(huán)境因子與生態(tài)因子一、環(huán)境的概念環(huán)境（environment）：指某一特定生物或群體以外的空間，及直接、間接影響生物體或群體生存的一切事物的總和。環(huán)境是一個相對概念，有大小之分。二、環(huán)境的類型按環(huán)境的主體分：環(huán)境科學(xué)：環(huán)境——人生態(tài)學(xué)：環(huán)境——生物按環(huán)境的性質(zhì)分：自然環(huán)境半自然環(huán)境（被人類破壞后的環(huán)境）社會環(huán)境二、環(huán)境的類型按范圍分：大環(huán)境和小環(huán)境。大環(huán)境：指地區(qū)環(huán)境、地球環(huán)境和宇宙環(huán)境。宇宙環(huán)境（spaceenvironment）：大氣層外的宇宙環(huán)境地球環(huán)境（globalenvironment）：五大圈層組成的環(huán)境地區(qū)環(huán)境（regionalenvironment）：占有某一特定地或空間的自然環(huán)境。小環(huán)境：指對生物有直接影響的鄰接環(huán)境，即指小范圍內(nèi)的特定棲息地。微環(huán)境（micro-environment）：區(qū)域環(huán)境的異質(zhì)性形成內(nèi)環(huán)境（inner-environment）：生物體內(nèi)組織或細胞內(nèi)的環(huán)境太陽黑子太陽黑子—

太陽耀斑周期：11.2年對地球的影響：地震樹木生長快磁暴—破壞大氣層—疾病流行有記錄以來的第24個太陽活動周期大爆發(fā)可能在2013年到來微環(huán)境內(nèi)環(huán)境三、環(huán)境因子分類美國生態(tài)學(xué)家R．F．Daubenmire(1947)將環(huán)境因子分為3大類7個項目，即氣候類、土壤類和生物類；Dajoz(1972)依據(jù)生物有機體對環(huán)境的反應(yīng)和適應(yīng)性進行分類，將環(huán)境因子分為第一性周期因子、次生性周期因子及非周期性因子。Gill(1975)將非生物的環(huán)境因子分為三個層次。四環(huán)境因子與生態(tài)因子環(huán)境因子

(environmentfactor）：指作用于生物（個體或群體）的外界的全部環(huán)境總和。生態(tài)因子(ecologicalfactor)：環(huán)境中對生物生長、發(fā)育、生殖、行為和分布有直接或間接影響的環(huán)境要素。

二者關(guān)系：環(huán)境因子包括生態(tài)因子。生境（habitat）：生物個體、種群和群落，在其生長、發(fā)育和分布的具體地段上各種具體環(huán)境因子的綜合作用。第二節(jié)生態(tài)因子作用分析一、生態(tài)因子作用的一般特征二、生態(tài)因子的限制性作用生物與環(huán)境的相互作用

環(huán)境對生物的作用環(huán)境對生物的決定作用環(huán)境對生物的塑造作用生物對環(huán)境的反作用生物對環(huán)境的適應(yīng)生物對環(huán)境因子的改變環(huán)境對生物的作用

對生物存活的影響對生物生長、發(fā)育的影響對生殖、繁衍的影響對生物的數(shù)量和分布的影響對生物的種內(nèi)、種間關(guān)系的影響生物對環(huán)境的反作用

生物對環(huán)境的適應(yīng)方式形態(tài)的適應(yīng)生理的適應(yīng)行為的適應(yīng)生物對環(huán)境因子的改變

森林吸收太陽輻射、降低風(fēng)速、保持水分、防治土壤凍結(jié)土壤微生物和土壤動物改變土壤的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)過度放牧導(dǎo)致草場退化人類活動導(dǎo)致全球環(huán)境變化

一生態(tài)因子作用的一般特征1綜合作用生態(tài)環(huán)境是由許多生態(tài)因子組合起來的綜合體，對生物起著綜合作用。環(huán)境復(fù)合體內(nèi)任何一個環(huán)境因子的改變，也會導(dǎo)致環(huán)境生態(tài)效應(yīng)的變化。例如同時22℃以上的年平均溫度，若有充沛的雨量與之配合，可形成熱帶雨林；若降水稀少，則形成荒漠。一生態(tài)因子作用的一般特征2主導(dǎo)因子作用/不等價性組成環(huán)境的所有生態(tài)因子不是等價的，在一定條件下，其中必然有一個或兩個是起著主導(dǎo)作用的，這種起主導(dǎo)作用的因子就稱為主導(dǎo)因子。如：光照-光合作用，溫度-春化作用一生態(tài)因子作用的一般特征3、直接作用和間接作用直接因子可以物質(zhì)和能量的形式輸入或直接進入植物有機體的反應(yīng)系統(tǒng)。如，溫度、光照等。間接因子主要影響直接因子的作用。如海拔、地形、經(jīng)緯度等。如：山體的東坡和西坡，南坡和北坡一生態(tài)因子作用的一般特征4、階段性作用生物在生長發(fā)育的不同階段，往往需要不同的生態(tài)因子，也即生物對生態(tài)因子的需要是分階段的。如大馬哈魚產(chǎn)卵期洄游。許多動物幼體和成體生活在完全不同的環(huán)境中，對生態(tài)因子的要求就差異很大。大馬哈魚一生態(tài)因子作用的一般特征5不可替代性和補償性作用生態(tài)因子雖然不是等價的，但是不可缺少，而是同等重要的。某個因子的缺少，就會引起生物的正常生活失調(diào)，生長受阻，甚至死亡。而任何一個因子都不能由另一個因子來代替。在一定情況下，某一因子在量上的不足，可以由其它因子的加強而得到暫時性的調(diào)劑和補償。如光強減弱所引起的光合作用下降，可通過CO2濃度的增加而得到補償。二、生態(tài)因子的限制作用（一）Liebig最小因子定律：“植物的生長取決于處在最小量狀況的食物的量”，這一概念被稱為Liebig最小因子定律。1) 德國化學(xué)家BaronJustusLiebig于1840年提出2）Mitsherlich對此定律進行了補充3) E．P．Odum(1973)建議對Liebig定律做兩點補充二、生態(tài)因子的限制作用（二）blackman限制因子定律1概念：限制生物生存和繁殖的關(guān)鍵性因子就是限制性因子。即任何一種生態(tài)因子只要接近或超過生物的耐受范圍就會成為該生物的限制因子。如：氧氣是水生生物的限制因子限制因子：木桶原理二、生態(tài)因子的限制作用（三）Shelford耐性定律1、美國生態(tài)學(xué)家V．E．Shelford于1913年認為：任何一個生態(tài)因子在數(shù)量上或質(zhì)量上的不足或過多，即當(dāng)其接近或達到某種生物的耐性限度或耐受限度（thelimitsoftolerance）時會使該種生物衰退或不能生存。二、生態(tài)因子的限制作用（三）Shelford耐性定律2、對耐受性定律的補充生物在不同發(fā)育期，對生態(tài)因子耐受限度不同；不同的生物種對同一生態(tài)因子的耐受性不同；生物對某一生態(tài)因子處于非最適狀態(tài)下時；對其他因子的耐受限度也下降。耐受范圍是可變的；自然耐受限度的實際范圍比潛在范圍要小；生活在最適環(huán)境中的生物很少；3、意義：找到影響生物生存和發(fā)展的關(guān)鍵因子，集中力量研究它，確定某一因子與生物生長發(fā)育的定量關(guān)系。雪蓮Saussureaspp.

1、“恥與眾草之為伍，何亭亭而獨芳！何不為人之所賞兮，深山窮谷委嚴霜？”

2、雪蓮種子在0℃發(fā)芽，3-5℃生長。幼苗能經(jīng)受零下21℃的嚴寒，五年才能開花。二、生態(tài)因子的限制作用（四）生態(tài)幅（ecologicalamplitude）1概念：每種生物對每種環(huán)境因素都有一個耐受范圍，即有一個上限和一個下限，上限和下限之間的范圍稱為生態(tài)幅（ecologicalamplitude）或生態(tài)價（ecologicalvalence）。2生態(tài)可塑性：各種生物對周圍環(huán)境各種變化的適應(yīng)程度，稱為種的生態(tài)可塑性。生態(tài)可塑性可分為“廣生態(tài)型”和“狹生態(tài)型”。3特點：遺傳性可用寬（廣）和狹（窄）度量不同發(fā)育期不同生理最適點和生態(tài)最適點分離望天樹Parashoreachinensis屬于龍腦香科，柳安屬，最高80m國家一級保護植物，1975年發(fā)現(xiàn)只在中國云南才生長的特產(chǎn)珍稀樹種過去某些外國學(xué)者曾斷言"中國十分缺乏龍腦香科植物"、"中國沒有熱帶雨林"。然而，望天樹的發(fā)現(xiàn)，不僅使得這些結(jié)論被徹底推翻，而且還證實了中國存在真正意義上的熱帶雨林。大熊貓Ailuiopodidaemelanoleuca

1896年，法國傳教士戴維意外發(fā)現(xiàn)法國巴黎國家博物館陳列，博物館主任米勒·愛德華茲正式命名：貓熊1939年，重慶平明動物園舉辦了一次動物標本展覽，錯讀“熊貓”小熊貓金絲猴珙桐耐性限度和生態(tài)幅的異同共同點：都是生物適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果。生物的適應(yīng)是建立在生物與環(huán)境統(tǒng)一的基本原理上。生態(tài)學(xué)不僅揭示適應(yīng)性的因果關(guān)系，還要尋求生物適應(yīng)性的途徑。生物的生態(tài)幅與耐性限度都是長期自然選擇的結(jié)果，每個種都有一定的適應(yīng)范圍，且有其低限和高限以及最適點。生物適應(yīng)的實際范圍不僅幾乎都比潛在范圍小，還常常發(fā)生偏離。不同點：耐性限度一般對某一生態(tài)因子而言，是從生物本身出發(fā)，主要指某一種的生物學(xué)特性；生態(tài)幅即指環(huán)境條件的綜合即生境。是從生態(tài)適應(yīng)的角度來討論。二、生態(tài)因子的限制作用（五）生物對生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整1.生物的內(nèi)穩(wěn)態(tài)機制1)內(nèi)穩(wěn)態(tài)機制：2)內(nèi)穩(wěn)態(tài)機制的意義3)內(nèi)穩(wěn)態(tài)實現(xiàn)的途徑：生理過程和行為的調(diào)節(jié)4)內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物和非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物沙漠蜥蜴白蟻巢穴內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物和非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物二、生態(tài)因子的限制作用（五）生物對生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整2、馴化：實質(zhì)是生物體內(nèi)決定代謝速率的酶系統(tǒng)的適應(yīng)性改變。二、生態(tài)因子的限制作用（五）生物對生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整3.休眠1)生物一旦進入休眠期，它們對環(huán)境條件的耐受范圍就會比正?；顒邮菍挼枚?。2)季節(jié)性休眠是持續(xù)占有一個生境的重要方式。3)蟄伏能使動物最大限度的減少能量消耗。并且動物的休眠伴隨著很多生理變化。4)休眠的形式：休眠、冬眠、夏眠、蟄伏、滯育等。4、生物的晝夜節(jié)律和其它周期性補償：5、適應(yīng)組合（adaptivesuites）：休眠dormancy北極熊保存它們的能量進行休眠是好辦法加拿大山鼠：冬眠半年，腳踢無任何反應(yīng)；松鼠：頭像折斷一樣，用針都刺不醒刺猬：簡直呼吸也停止雌熊：雪覆蓋著身體，醒來身旁躺著小熊二、生態(tài)因子的限制作用（六）指示生物：通過生物的物候現(xiàn)象反映氣候變化特征生物與環(huán)境協(xié)同進化，生物留下環(huán)境的烙印指示農(nóng)時：預(yù)報天氣：尋找地下水：指示礦藏：湖南野韭金礦二、生態(tài)因子的限制作用（六）指示生物：通過生物的物候現(xiàn)象反映氣候變化特征指示作用的相對性：海洲香薷：在安徽海州指示銅礦的存在在遼寧、河北等地，則成為路邊雜草，失去指示意義。銅礦的指示植物：在海州是海州香薷(Elsholtziasplendens

)；在四川西部是頭狀蓼(Polyganumcapitatum)；在遼寧是絲石竹(Gypsophilapacifica)

在山東是女婁菜（Sileneaprica

）。指示植物頭狀蓼海州香薷—“銅草”絲石竹野韭指示植物唐菖蒲(Gladiolusgandavensis)氟污染指示植物紫云英Astragalussinicus幫人“采礦”的草：硒“銅草”：“和氏羅勒”在贊比亞發(fā)現(xiàn)９億噸銅礦?！颁\草”：喜鋅堇菜和喜鋅海石竹第三節(jié)生態(tài)因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)一、光因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)二、溫度因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)三、水因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)四、土壤因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)一、光因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)（一）光的性質(zhì)及生態(tài)意義1太陽輻射的生態(tài)意義地球上一切生物能量的源泉；生物的一個重要生態(tài)因子，其生態(tài)作用由光強、光照時間、光譜三者的對比關(guān)系構(gòu)成；光的條件直接影響生物的生物學(xué)產(chǎn)量，因子提高光能利用率是是進一步提高植物產(chǎn)量的根本途徑；光因子還是生命活動周期性節(jié)律的觸發(fā)器一、光因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)(一)光的性質(zhì)及生態(tài)意義2光的性質(zhì)1）光強度及其時空變化規(guī)律空間：受太陽高度角的影響，隨緯度增加而下降，赤道最強，兩極最弱。受大氣層厚度的影響，隨海拔升高而增強。受坡向的影響，無論在什么緯度，光強：南坡＞平地＞北坡（北半球）。時間：四季中夏季最強，一晝夜中中午最強一、光因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)(一)光的性質(zhì)及生態(tài)意義2光的性質(zhì)2）光質(zhì)紫外光（<380nm）9%可見光(380-760nm)40%：生理有效輻射紅外光(>760nm)51%紅橙黃綠藍紫紫外光380435490575595626760一、光因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)(一)光的性質(zhì)及生態(tài)意義2光的性質(zhì)2）光質(zhì)的時空變化規(guī)律空間：短波光隨緯度增加而減少，隨海拔升高而增加。時間：冬季長波光增多，夏季短波光增多；一天之內(nèi)中午短波光較多，早晚長波光較多。水體中上部紅、藍光多，下部綠光多。一、光因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)(一)光的性質(zhì)及生態(tài)意義2光的性質(zhì)3）日照長短：晝長除兩極外，春分和秋分是晝夜平分；在北半球年變化，夏半年（春分到秋分）晝長夜短，以夏至的晝最長，夜最短；冬半年（秋分到春分）晝短夜長，以冬至的夜最長，晝最短；日照長度在不同緯度和季節(jié)里是有規(guī)律地變化：在緯度為零的赤道附近，終年晝夜平分；在高緯度地帶，隨緯度的增高，晝夜長短變化增大，緯度越高，夏半年晝越長，夜越短；冬半年夜越長，晝越短。在北極地區(qū)則夏季全是白天，冬季全是黑夜。即出現(xiàn)極晝極夜現(xiàn)象。一、光因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)(二)光變化及生物的適應(yīng)1光照強度及其生物的適應(yīng)：光強對生物的生長發(fā)育和形態(tài)建成有重要的作用：黃化現(xiàn)象光照強度與水生植物：光補償點、光飽和點植物對光照強度的適應(yīng)類型：以光為主導(dǎo)因子的植物生態(tài)類型：陽生、陰生和耐陰性植物。：黃花現(xiàn)象光飽和點與光補償點陽生、陰生白樺綠蘿一、光因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)(二)光變化及生物的適應(yīng)2光質(zhì)的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)：陸生植物：紅橙光（碳水化合物形成）、藍紫光（蛋白質(zhì)的合成）為生理有效光，且葉綠素a、b的吸收光譜的峰值也不同。水體:紅外光被水體表層吸收,隨深度的增加,以黃綠光為主。森林:紅橙、藍紫光被上部葉片吸收,下部主要為黃綠光,葉片對光反復(fù)反射,重復(fù)吸收。紫外線：矮曲林動物:靈長類色覺發(fā)達.矮曲林守株待兔一、光因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)(二)光變化及生物的適應(yīng)3光照時間及生物的生態(tài)適應(yīng)(生物對光周期的適應(yīng))：晝夜節(jié)律：植物光合作用的晝夜變化隨光合作用途徑(CO2同化途徑)而不同。光周期現(xiàn)象（photoperiodism）：生物對白天和黑夜的相對長度的反應(yīng)稱為光周期現(xiàn)象。a.植物光周期現(xiàn)象：光周期反應(yīng)類型分為：長日照植物、短日照植物、中日照植物及日中性植物。b．動物的光周期現(xiàn)象：鳥類遷徙、生殖；哺乳動物換毛、生殖一、光因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)(三)以光為主導(dǎo)因子的生物生態(tài)類型3光照時間及生物的生態(tài)適應(yīng)(生物對光周期的適應(yīng))：以光強為主導(dǎo)因子：陽生、陰生和耐陰以日照長度與植物的關(guān)系：長日照、短日照、中日照以植物光合作用中CO2

的同化途徑：C3、C4、CAM一、光因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)(四)影響植物群體總光能利用率的主要因素植物群落的光能利用率=（一定面積、一定時間內(nèi)的總生產(chǎn)量/同一時間、同一面積上所吸收的總輻射量）100%光和面積：葉面積指數(shù)（LAI）光和時間光和能力二、溫度因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)（一）地球上環(huán)境溫度的分布及其變化規(guī)律1、在空間的變化溫度隨緯度不同的變化（水平變化）：熱帶、溫帶和寒帶緯度每向北增加1度，年平均溫度降低0.5℃隨海拔高度不同的變化（垂直變化）：海拔每增高100m，氣溫降低0.5-1℃水體中溫度成層現(xiàn)象：二、溫度因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)（一）地球上環(huán)境溫度的分布及其變化規(guī)律1、在時間上的變化：日變化（晝夜變化）：最高溫和最低溫的差值，是氣溫日變化的量度。年變化（季節(jié)變化）：溫度年較差(年變幅)：指一年內(nèi)最熱月與最冷月平均溫度的差值。二、溫度因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)（二）溫度的生態(tài)意義任何生物都生活在一定的溫度范圍內(nèi)并受著溫度變化溫度直接影響生物體的體溫。體內(nèi)的生理生化反應(yīng)要求有一定的溫度范圍（基點溫度：最高、最適、最低）。不同生物及同一生物在不同的發(fā)育階段所能忍受的溫度范圍有很大不同（對溫度的耐受限度）。生物對溫度的長期適應(yīng)形成不同溫度生態(tài)類型（恒溫、變溫動物，）。溫度的變化會引起其它生態(tài)因子的改變。二、溫度因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)（三）溫度與生物的生長1、溫度與植物的生長：溫度三基點（最高點、最低點、最適點）。2、溫度與生物的發(fā)育：有效積溫法則：3、變溫與溫周期現(xiàn)象有效積溫法則有效積溫法則的應(yīng)用預(yù)測生物（特別是病蟲害）發(fā)生的世代數(shù)；預(yù)測生物地理分布的北界；預(yù)測害蟲來年的發(fā)生程度；推算生物的年發(fā)生歷；根據(jù)積溫制定農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃，合理安排農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有效積溫法則的局限性：溫度與發(fā)育速度呈“S”型變溫生態(tài)因子的綜合作用變溫與溫周期現(xiàn)象變溫：晝夜、季節(jié)溫度的周期性變化→溫周期現(xiàn)象變溫與生物生長：多數(shù)生物在變溫下比恒溫下生長的好，包括種子萌發(fā)、生長。變溫與干物質(zhì)積累：溫度決定生物的呼吸作用強度。白天呼吸作用強，則儲存物質(zhì)少；夜間溫度低，呼吸作用弱，物質(zhì)消耗少，對植物有機物質(zhì)的積累是有利的。吉縣蘋果二、溫度因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)（四）極端溫度及其對生物的影響1、低溫對生物的影響及生物對低溫環(huán)境的適應(yīng)極端低溫對生物的影響：冷害、凍害對生物的影響：使質(zhì)膜破裂，蛋白質(zhì)失活變性；由于生理干燥和水化層的破壞而引起植物受害。生物對極端低溫的適應(yīng)：形態(tài)：植物：葉形：芽（鱗片），芽葉內(nèi)物質(zhì)，體表被毛、蠟質(zhì)、革質(zhì)化。動物：貝格曼、阿倫規(guī)律生理：細胞液（原生質(zhì)、液泡）濃度上升，冰點降低（植物），體內(nèi)成份：有機酸等。（動物）過冷現(xiàn)象：高寒植物華南虎誤闖東北虎園區(qū)過冷反應(yīng)在某些情況下，動物組織溫度雖然在冰點以下，但不發(fā)生凍結(jié)，此即過冷現(xiàn)象(Supercooling)'二、溫度因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)（四）極端溫度及其對生物的影響1、高溫對生物的影響及生物對高溫環(huán)境的適應(yīng)1）高溫對生物的影響：植物：減弱光合作用，增強呼吸作用，使這兩個重要的生理過程失調(diào)，造成植物的“饑餓”現(xiàn)象，破壞植物的水分平衡，加速生長發(fā)育，促使蛋白質(zhì)凝固，導(dǎo)致有害物質(zhì)的積累。（分解過程的中間產(chǎn)物積累在體內(nèi)）動物：破壞酶的活性，使蛋白質(zhì)凝固變性，缺氧，排泄功能失調(diào)，神經(jīng)系統(tǒng)麻痹。二、溫度因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)（四）極端溫度及其對生物的影響1、高溫對生物的影響及生物對高溫環(huán)境的適應(yīng)2）生物對高溫環(huán)境的適應(yīng)：生態(tài)、生理、行為植物形態(tài)適應(yīng)：葉片毛、鱗片、顏色、排列生理適應(yīng)：細胞含水量(糖/鹽濃度、代謝強度)動物形態(tài)適應(yīng)：毛皮性質(zhì)和顏色生理適應(yīng)：體溫過熱行為適應(yīng)：棲居地點、活動時間二、溫度因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)（五）溫度與生物的地理分布1）依據(jù)有效積溫法則，預(yù)測生物地理分布的北界：2）生物向極地或高海拔地區(qū)分布的決定因素：低溫致死3）生物向赤道或低海拔地區(qū)分布的限制：高溫難易實現(xiàn)春化4）溫度對恒溫動物分布的直接限制作用較小，常常通過影響食物而間接影響動物的分布。春化作用（vernalization）指某些植物必須經(jīng)歷一段時間的持續(xù)低溫才能由營養(yǎng)生長階段轉(zhuǎn)入生殖階段生長的現(xiàn)象。二、溫度因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)（六）物候節(jié)律物候：物候?qū)W(phenology)：研究生物季節(jié)性節(jié)律變化和環(huán)境季節(jié)變化的關(guān)系的科學(xué)氣候的周期變化可能是動物體內(nèi)生理機能調(diào)整的外來信號。關(guān)于動植物的周期性節(jié)律變化與生物鐘的生理機制的兩種假說：內(nèi)源說：外源說：三、水因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)3.1地球上水的存在形式與分布

3.2水的生態(tài)作用

3.2生物對水分的適應(yīng)

3.1地球上水的存在形式與分布地球上的水：氣態(tài)水、液態(tài)水、固態(tài)水霧凇3.1地球上水的存在形式與分布降水量、降雨量和相對濕度降水量的變化海陸位置、地形、季節(jié)相對濕度(relativehumidity)的變化隨溫度變化、晝夜變化、季節(jié)變化及其地區(qū)差異、地理位置我國降水量的地域分布3.2水的生態(tài)作用

1、水是生物生存的重要條件水是任何生物體的重要組成部分水是一切代謝活動的介質(zhì)水對穩(wěn)定環(huán)境溫度有重要意義水是光合作用的原料水使生物保持一定的狀態(tài)3.2水的生態(tài)作用

2、水對生物生長發(fā)育的影響

水對植物生長發(fā)育的影響水分對植物生長有最低、最適和最高值3基點水對動物生長發(fā)育的影響水分不足時，引起動物的滯育和休眠許多動物的周期性繁殖與降水季節(jié)密切相關(guān)3.2水的生態(tài)作用

3、水對物種數(shù)量和分布的影響水分與動植物種類與數(shù)量的影響降水量最大的赤道熱帶雨林種的植物達52種/公頃，而降水量較少的大興安嶺紅松林中，僅有植物10種/公頃對植被的分布的影響我國從東南到西北可分為3個等雨量區(qū)，因而植被類型也分為3個區(qū)：濕潤森林區(qū)、干旱草原區(qū)和荒漠區(qū)3.3生物對水分的適應(yīng)植物對水的適應(yīng)動物對水的適應(yīng)植物對水的適應(yīng)陸生植物陸地植物的水平衡收：根系吸收，莖葉吸收，體內(nèi)代謝；支：蒸騰作用；體內(nèi)代謝）陸生植物的適應(yīng)特征

（旱生、中生、濕生）：水生植物水生植物的適應(yīng)特征根據(jù)水分條件劃分的陸生植物的類型

濕生植物：不能長時間忍受缺水，抗旱能力差，多生長在水邊或潮濕的環(huán)境中。如水稻、秋海棠。旱生植物：生長在干旱環(huán)境中，能忍受較長時間的干旱，且能維護水分平衡和正常的生長發(fā)育。主要分布在干熱草原和荒漠地區(qū)。其對干旱環(huán)境的適應(yīng)表現(xiàn)在根系發(fā)達、葉面積很小、發(fā)達的貯水組織以及高滲透壓的原生質(zhì)等。中生植物：適于生長在水分條件適中的環(huán)境中，形態(tài)結(jié)構(gòu)及適應(yīng)性介于濕生植物與旱生植物之間，種類最多、分布最廣和數(shù)量最大的陸生植物。旱生植物白刺根系分布根系旱生植物的適應(yīng)特征

形態(tài)適應(yīng)發(fā)達的根系、葉面積很小、發(fā)達的儲水組織生理適應(yīng)原生質(zhì)滲透壓特別高水生植物的適應(yīng)特征

發(fā)達的通氣組織機械組織不發(fā)達甚至脫化水下葉片很薄，且多分裂成帶狀、線狀水生植物的類型沉水植物浮水植物挺水植物慈姑王蓮眼子菜動物對水的適應(yīng)

水生動物保持鹽分與水分的平衡是水生動物適應(yīng)環(huán)境的基礎(chǔ)主要通過調(diào)節(jié)體內(nèi)的滲透壓來維持與環(huán)境的水分平衡淡水動物和海洋動物的差異陸生動物形態(tài)結(jié)構(gòu)行為生理動物對水環(huán)境的適應(yīng)與植物不同之處動物有活動能力，動物可以通過遷移等多種行為途徑來主動避開不良的水分環(huán)境淡水動物對水環(huán)境的適應(yīng)

淡水動物對環(huán)境是高滲性(淡水的滲透濃度為2-3mmol/l，而動物體液或血液滲透濃度高)，導(dǎo)致水不斷滲入動物體內(nèi)，過剩的水不斷排出體外，保持水分平衡補充丟失的鹽分方法：食物鰓主動吸收鹽類海洋動物對水環(huán)境的適應(yīng)

等滲動物這些動物不會由于滲透作用而失水或得水，但隨代謝廢物的排泄損失一部分水。補充水分方法：從食物中得到，食物氧化過程中產(chǎn)生代謝水；飲用海水并排出海水中的溶質(zhì)低滲動物由于滲透作用失去一些水，會從食物、代謝中或海水?dāng)z入更多的水，其中喝水是主要來源。保持低滲：喝水同時吸入鹽，對多余的鹽類排除方法：尿液量；鰓通過主動作用把鹽類排出體外高滲動物體外的水會滲透到體內(nèi)，借助于排泄器官把體內(nèi)的過剩水排出陸生動物失水：體表蒸發(fā)、排泄失水；得水：食物、飲水、代謝水適應(yīng)特征：形態(tài)結(jié)構(gòu)：a、皮膚含水量遠小于其它組織；b、皮下脂肪可限制水分的移動，減緩水分穿透皮膚；c、體形增大，減小蒸發(fā)的表面積。干旱地區(qū)，對小型動物和昆蟲非常不利，昆蟲氣門開度降低到最低，體表有幾丁質(zhì)或蠟質(zhì)，哺乳動物鼻道長。行為：穴居、晝伏夜出。生理：a、減少排泄失水，具有良好的重吸收水分的腎臟，使尿中鹽離子的濃度遠高于血液濃度（人：3倍）b、含N廢物的排出。如爬行類、鳥類—尿酸的排出，干旱環(huán)境中，以結(jié)晶方式排出。c、荒漠中的動物，尿排在洞內(nèi)。四、土壤因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)土壤的生態(tài)學(xué)意義土壤物理性質(zhì)與生物土壤的質(zhì)地與結(jié)構(gòu)土壤水分、土壤空氣、土壤溫度土壤化學(xué)性質(zhì)與生物土壤生物特性植物對土壤的適應(yīng)土壤的生態(tài)學(xué)意義

土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是營養(yǎng)物的傳遞系統(tǒng)、再循環(huán)系統(tǒng)、廢物處理系統(tǒng)是一個綜合的生態(tài)因子土壤質(zhì)地與結(jié)構(gòu)對生物的影響

土壤質(zhì)地：土壤中大小不同的固體顆粒的組合百分比。粒按直徑大小分為粗砂（0.2-2.0mm）、細粒（0.02-0.2mm）、粉砂（0.002-0.02mm）和粘粒（0.002mm以下）。根據(jù)土壤質(zhì)地分類：砂土：顆粒最粗，砂粒多，粘粒少。壤土：質(zhì)地均勻，是砂粒、粘粒、粉粒大致相等的混合物。粘土：砂粒少，粘粒和粉粒多土壤水分

土壤的礦質(zhì)營養(yǎng)必需溶解在水中才能被植物吸收利用植物水分的主要來源，太少引起干旱，太多又導(dǎo)致澇害土壤空氣

O2的含量較大氣低，可能抑制植物根系的呼吸作用CO2含量過高時，根系的呼吸和吸收機能就會受阻

土壤溫度

季節(jié)和晝夜變化：與氣溫平行，還是滯后？低的土溫會降低根系的代謝和呼吸強度，抑制根系的生長，減弱其吸收作用土溫過高則促使根系過早成熟，根部木質(zhì)化加大，從而減少根系的吸收面積

土壤礦質(zhì)元素大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg；微量元素：Fe,B,Cu,Mo,Mn,Ni,Cl,Zn

。豆科植物需要Co，藜科植物需Na、蕨類需Al、硅藻需Si。土壤的生物特性

土壤生物種類繁多生物活動產(chǎn)生土壤土壤生物種類繁多植食性消費者：寄生性線蟲（食用活體植物）、蚯蚓（新鮮枯枝落葉）、原生動物；捕食性消費者：渦蟲綱（螨類、昆蟲、捕食性線蟲）高等捕食動物（穴局哺乳動物）。土壤酸堿度對動物的影響在過酸、過堿和鹽度過高的土壤中，土壤動物比較貧乏。小麥吸漿蟲最適于PH7～11的堿性土壤中生活，PH〈6時不能生存。蚯蚓和大多數(shù)土壤昆蟲喜歡生活在PH為8的堿性土壤中。植物對土壤的適應(yīng)

根據(jù)植物對土壤酸堿度的反應(yīng)的植物分類酸性土植物、中性土植物和堿性土植物根據(jù)植物對土壤鈣質(zhì)的反應(yīng)的植物分類喜鈣植物和嫌鈣植物（泥炭蘚）根據(jù)植物對土壤含鹽量反應(yīng)的植物分類鹽土植物和堿土植物植物對極端土壤環(huán)境的適應(yīng)鹽堿土植物沙生植物鈣質(zhì)土植物山茶甘草酸性土植物鹽堿土對植物的危害和植物的適應(yīng)

鹽堿土鹽土：含可溶性鹽(氯化鈉、硫酸鈉鹽等)1%以上，pH中性，土壤結(jié)構(gòu)未被破壞堿土：含弱酸強堿鹽(碳酸鹽類)較多，pH在8.5以上，土壤結(jié)構(gòu)被破壞鹽堿土對植物的危害植物對鹽堿土的適應(yīng)鹽堿土對植物的危害

引起植物的生理干旱傷害植物組織引起細胞中毒影響植物的正常營養(yǎng)在高濃度鹽類作用下氣孔不能關(guān)閉鹽堿土植物對環(huán)境的適應(yīng)

形態(tài)植物矮小、干硬、葉不發(fā)達、蒸騰面小、氣孔下陷、表皮有厚外皮、灰白絨毛結(jié)構(gòu)細胞間隙小、柵欄組織發(fā)達、貯水細胞生理聚鹽性植物：從土壤里吸收鹽，并把這些鹽積聚在體內(nèi)而不受傷害泌鹽性植物：植物而是通過莖、葉表面上密布的分泌腺，把吸收的過多鹽分排出體外不透鹽性植物：根細胞對鹽類的透過性非常小，幾乎不或很少吸收土壤中的鹽類聚鹽植物豬毛菜堿蓬檉柳紅樹田菁風(fēng)毛菊泌鹽植物不透鹽植物大米草沙生植物對環(huán)境的適應(yīng)沙生環(huán)境：高溫、干旱、強風(fēng)、土壤貧瘠植物的適應(yīng)地面植株小、根系發(fā)達葉邊極端縮小或退化貯水細胞或脂類物質(zhì)細胞具有高滲透壓休眠駱駝刺五、大氣對生物的影響及生物的適應(yīng)一、大氣組成及對生物的影響二、風(fēng)的作用及生物的適應(yīng)一、大氣的組成和作用大氣的組成N2、O2、CO2

、CH4

、O3

、NxOy

、H2O、各種惰氣N278.9%、O220.95%、