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植物生態(tài)學 李俊清 北京林業(yè)大學林學院 第2章生物與環(huán)境 1 森林與生態(tài)因子 2 生物與環(huán)境的相互作用 3 能量環(huán)境 4 物質環(huán)境 1 植物與生態(tài)因子 環(huán)境 environment 是指某一特定生物個體或生物群體周圍的空間 以及直接或間接影響該生物體或生物群體生存的一切事物的總和 環(huán)境的概念很寬泛 不同學科或專業(yè)對環(huán)境的具體含義理解不同 比如 在生物科學中 生物是主體 環(huán)境是指生物的棲息地 以及直接或間接影響生物生存和發(fā)展的各種因素的總和 在環(huán)境科學中 人類是主體 環(huán)境是指圍繞著人群的空間以及其中可以直接或間接影響人類生存 生活和發(fā)展的各種因素的總體 環(huán)境的類型與分類 環(huán)境 environment 環(huán)境的定義 環(huán)境是指生物有機體賴以生存的所有因素和條件的綜合 后天 地球大環(huán)境 環(huán)境分類 生態(tài)因子和生境 生態(tài)因子 ecologicalfactors 是指環(huán)境中對生物生長 發(fā)育 生殖 行為和分布有直接或間接作用的環(huán)境要素 所有生態(tài)因子構成生態(tài)環(huán)境 生境 特定生物體或群體的棲息地的生態(tài)環(huán)境 不同的生境 關注不同的生態(tài)因子 生態(tài)因子的分類 氣候因子光 溫 水 空氣等因子 土壤因子土壤物理性質 化學性質 肥力和土壤生物等因子 生物因子動物 植物 微生物等因子 地形因子海拔高度 坡度 坡向等 人為因子 人類活動對自然的破壞和環(huán)境污染等 火因子 生態(tài)因子的作用特點 綜合作用每一個生態(tài)因子都是與其他生態(tài)因子相互影響 相互制約中起作用的 任何一個因子的變化都會在不同程度上引起其他因子的變化主導因子作用諸多因子中 其中必定有1 2個是起主導作用的主導因子 主導因子的改變常常會引起其他生態(tài)因子發(fā)生明顯變化或使生物的生長發(fā)育發(fā)生明顯變化 階段性作用由于生態(tài)因子規(guī)律性變化 導致生物生長發(fā)育出現(xiàn)階段性 在不同的發(fā)育階段 生物需要不同的生態(tài)因子或生態(tài)因子的不同強度 不可替代性和補償性作用對生物作用的諸多生態(tài)因子都很重要 一個不能少 不能由另一因子替代 但在一定的條件下 當某一因子的數(shù)量不足 可以依靠相近生態(tài)因子的加強得到補償 而獲得相似的生態(tài)效應 直接作用和間接作用生態(tài)因子對生物的行為 生長 繁殖 分布的作用可以是直接的 也可以是間接的 有的甚至要經(jīng)過幾個中間因子 Q 生態(tài)因子的作用特點舉例 綜合作用主導因子作用階段性作用不可替代性和補償性作用直接作用和間接作用 2 植物與環(huán)境的相互作用 一 環(huán)境對植物的限制作用 耐受性 二 植物對環(huán)境的適應 內(nèi)穩(wěn)態(tài) 一 環(huán)境對植物的限制作用 最小因子定律 Liebig 低于某種生物需要的最小量的任何特定因子 是決定該種生物生存和分布的根本因素 限制因子定律 Blackman 任何生態(tài)因子 只要接近或超過某種生物的耐受性極限 就會影響生物的生存 生長 繁殖或擴散 生態(tài)因子低于最低狀態(tài)時 生理現(xiàn)象完全停止 在最適狀態(tài)下 顯示生理狀態(tài)的最大觀測值 在最大狀態(tài)之上 生理現(xiàn)象又停止了 耐受性定律 Shelford 任何一個生態(tài)因子在數(shù)量上和質量上的不足或過多 都會導致該生物的衰退和不能生存 不同發(fā)育階段的耐受限度 每一種生物對不同生態(tài)因子的耐受范圍存在差異 生物在整個個體發(fā)育過程中 對環(huán)境因子耐受限度不同 不同生物種對同一生態(tài)因子的耐受性是不同的 生物對某一生態(tài)因子處于非最適狀態(tài)時 對其他因子的耐受限度也會下降 影響生物的各因子之間 存在明顯的相互關聯(lián) 生態(tài)幅 進化的結果 生態(tài)幅是由生物的遺傳特性決定的 在生態(tài)幅最適區(qū) 生物的生理狀態(tài)最佳 繁殖率最高 數(shù)量最多 一種生物對一種生態(tài)因子耐受性的上下限之間的范圍 為生態(tài)幅 二 生物對環(huán)境的適應 適應是有一定限度的 適應主要機理 內(nèi)穩(wěn)態(tài) 適應的基礎 內(nèi)穩(wěn)態(tài)機制的進化生物控制自身的體內(nèi)環(huán)境使其保持相對穩(wěn)定 從而增加生態(tài)因子的耐受幅度 提高對環(huán)境的適應力 內(nèi)穩(wěn)態(tài)有其生理和行為基礎動物體溫調(diào)節(jié)和滲透壓調(diào)節(jié)體內(nèi)鹽分濃度內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物和非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物根據(jù)生物對非生物因子的反應或依據(jù)外部條件變化對生物體內(nèi)狀態(tài)的影響劃分 內(nèi)穩(wěn)態(tài)與非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物的耐受限度意義 兩類生物的基本差異是 決定其耐受限度的根據(jù)不同 對內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物來說 其耐受限度只簡單地決定于其特定的酶系統(tǒng)能在什么溫度范圍內(nèi)起作用 對非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物來說 其內(nèi)穩(wěn)態(tài)機制能發(fā)揮作用的范圍就是他的耐受限度 耐受限度的調(diào)整 馴化生物能借助馴化過程可以稍微調(diào)整它們對某個或某些生態(tài)因
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