第二章生物與環(huán)境.

1、2 2 生物與環(huán)境生物與環(huán)境個(gè)體生態(tài)學(xué)個(gè)體生態(tài)學(xué)2-1 2-1 環(huán)境與生態(tài)因子環(huán)境與生態(tài)因子2-2 2-2 生物與環(huán)境的基本關(guān)系生物與環(huán)境的基本關(guān)系2-3 2-3 生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性2-4 2-4 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用主要生態(tài)因子的生態(tài)作用2-1 2-1 環(huán)境與生態(tài)因子環(huán)境與生態(tài)因子一一、環(huán)境的概念環(huán)境的概念環(huán)境環(huán)境(environment) (environment) 是指某一特定生物是指某一特定生物體或生物群體以外體或生物群體以外的空間的空間, ,以及直接、以及直接、間接影響該生物體間接影響該生物體或生物群體生存的或生物群體生存的一切事物的總和。一切事物的總和。

2、 生物生存的空間生物生存的空間(Space)(Space) 生命活動(dòng)所需要的物質(zhì)生命活動(dòng)所需要的物質(zhì)(Matter)(Matter) 生命活動(dòng)所需要的能量生命活動(dòng)所需要的能量(Energy)(Energy) 條件條件(conditions) (conditions) 不可消耗的稱條件，如溫度、不可消耗的稱條件，如溫度、 濕度和濕度和PHPH值等。值等。 資源資源(resources) (resources) 可被消耗的稱資源，如營養(yǎng)物可被消耗的稱資源，如營養(yǎng)物 質(zhì)、水、輻射能等。質(zhì)、水、輻射能等。 生物科學(xué)生物科學(xué) 以生物為中心，包括動(dòng)物、植物、微生物和人類。以生物為中心，包括動(dòng)物、植物、微生

3、物和人類。 環(huán)境科學(xué)環(huán)境科學(xué) 以人類為中心以人類為中心, , 圍繞著人類空間以及直接或間接影響人圍繞著人類空間以及直接或間接影響人 類生活和發(fā)展的各種因素的總和。類生活和發(fā)展的各種因素的總和。 我國我國環(huán)境保護(hù)法環(huán)境保護(hù)法規(guī)定，環(huán)境是規(guī)定，環(huán)境是指大氣、水體、土地、礦藏、森林、指大氣、水體、土地、礦藏、森林、草原、野生動(dòng)植物、水生生物、名草原、野生動(dòng)植物、水生生物、名勝古跡、風(fēng)景游覽區(qū)、溫泉、自然勝古跡、風(fēng)景游覽區(qū)、溫泉、自然保護(hù)區(qū)、生活居住區(qū)等。保護(hù)區(qū)、生活居住區(qū)等。2-1 2-1 環(huán)境與生態(tài)因子環(huán)境與生態(tài)因子二二、生態(tài)因子生態(tài)因子生態(tài)因子生態(tài)因子(ecological factors)(e

4、cological factors) 是指環(huán)境中對(duì)生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、生殖、是指環(huán)境中對(duì)生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、生殖、行為和分布有著直接或間接影響的環(huán)境要行為和分布有著直接或間接影響的環(huán)境要素。素。1.1.生態(tài)生態(tài)因子因子概念概念相關(guān)概念相關(guān)概念 生態(tài)環(huán)境生態(tài)環(huán)境(Eco- environment) 生態(tài)因子的總和生態(tài)因子的總和。 生境生境(Habitat) 特定生物群落特定生物群落地段上地段上的生態(tài)因子的總和的生態(tài)因子的總和。2-1 2-1 環(huán)境與生態(tài)因子環(huán)境與生態(tài)因子二二、生態(tài)因子生態(tài)因子2. 2. 生態(tài)因子分類生態(tài)因子分類 按性質(zhì)按性質(zhì) 生物因子（生物因子（ biotic factorsbiot

5、ic factors） 有機(jī)體（同種和異種）有機(jī)體（同種和異種）。 非生物因子（非生物因子（ abioticabiotic factors factors） 溫度、光、濕度、溫度、光、濕度、pHpH、氧氣等、氧氣等。 按影響方式按影響方式 密度制約因子密度制約因子(density independent factors)(density independent factors) 食物、天敵等生物因子食物、天敵等生物因子。 非密度制約因子非密度制約因子(density dependent factors)(density dependent factors) 溫度、降水、氣候等非生物因子溫度、降

6、水、氣候等非生物因子。其作用強(qiáng)度隨種其作用強(qiáng)度隨種群密度的變化而群密度的變化而變化變化, , 因此有調(diào)因此有調(diào)節(jié)種群數(shù)量節(jié)種群數(shù)量, , 維維持種群平衡的作持種群平衡的作用用, (, (競(jìng)爭(zhēng)、捕競(jìng)爭(zhēng)、捕食食) )。作用強(qiáng)度不隨作用強(qiáng)度不隨種群密度變化種群密度變化而變化而變化, , 因而因而對(duì)種群密度不對(duì)種群密度不能起調(diào)節(jié)作用。能起調(diào)節(jié)作用。 按生態(tài)因子穩(wěn)定性按生態(tài)因子穩(wěn)定性(） 穩(wěn)定因子穩(wěn)定因子(steady factors) 地心引力、地磁、太陽輻射常數(shù)等長(zhǎng)年恒定的因子地心引力、地磁、太陽輻射常數(shù)等長(zhǎng)年恒定的因子。 變動(dòng)因子變動(dòng)因子(variable factors) 周期性變動(dòng)周期性變動(dòng)

7、第一性周期性因子第一性周期性因子 第二性周期性因子第二性周期性因子 非周期性變動(dòng)：間斷或突發(fā)，如風(fēng)、降水、捕食非周期性變動(dòng)：間斷或突發(fā)，如風(fēng)、降水、捕食 按所處環(huán)境按所處環(huán)境 氣候因子氣候因子土壤因子土壤因子 地形因子地形因子 生物因子生物因子人為因子人為因子如光照、溫度等有固定周期如光照、溫度等有固定周期( (隨季節(jié)隨季節(jié)呈現(xiàn)周期性變化呈現(xiàn)周期性變化); ); 這些因子是生物這些因子是生物種適應(yīng)性形成的基礎(chǔ)。種適應(yīng)性形成的基礎(chǔ)。 如不同的氣如不同的氣候帶分布著不同的生物種。候帶分布著不同的生物種。 隨第一性周期性因子的變化而呈現(xiàn)出隨第一性周期性因子的變化而呈現(xiàn)出周期性變化的因子周期性變化的因

8、子; ; 如降水、大氣濕如降水、大氣濕度、種內(nèi)關(guān)系等度、種內(nèi)關(guān)系等; ; 它們一般不會(huì)影響它們一般不會(huì)影響生物種的分布生物種的分布, , 但可影響生物種的個(gè)但可影響生物種的個(gè)體數(shù)目。體數(shù)目。此分類具有一定的獨(dú)創(chuàng)性此分類具有一定的獨(dú)創(chuàng)性, , 對(duì)了解生態(tài)因子作對(duì)了解生態(tài)因子作用的性質(zhì)有很大幫助。用的性質(zhì)有很大幫助。 注：注：決定生物的決定生物的宏觀分布宏觀分布 生物對(duì)這些因子生物對(duì)這些因子很難適應(yīng)很難適應(yīng) 2-2 2-2 生物與環(huán)境的基本關(guān)系生物與環(huán)境的基本關(guān)系一一、概概 述述1.1.非生物非生物生態(tài)因生態(tài)因子與生子與生物的關(guān)物的關(guān)系系 非生物生態(tài)因子對(duì)生物的影響，又稱非生物生態(tài)因子對(duì)生物的影響

9、，又稱環(huán)環(huán) 境對(duì)生物的作用境對(duì)生物的作用 生物受環(huán)境的影響生物受環(huán)境的影響 生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適宜性生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適宜性 生物對(duì)環(huán)境的影響，又稱生物對(duì)環(huán)境的影響，又稱生態(tài)效應(yīng)生態(tài)效應(yīng)。 如森林具有防風(fēng)固沙，凈化空氣，改變生境如森林具有防風(fēng)固沙，凈化空氣，改變生境 環(huán)境條件等。環(huán)境條件等。2.2.生物與生物與生物的生物的關(guān)系關(guān)系包括種內(nèi)和種間作用，如捕食、競(jìng)爭(zhēng)、互利共生包括種內(nèi)和種間作用，如捕食、競(jìng)爭(zhēng)、互利共生等。等。由于生物之間很難說明誰作用于誰，因而又稱為由于生物之間很難說明誰作用于誰，因而又稱為相互作用相互作用。2-2 2-2 生物與環(huán)境生物與環(huán)境 的基本關(guān)系的基本關(guān)系二二、生態(tài)因子對(duì)生物

10、作用的特點(diǎn)生態(tài)因子對(duì)生物作用的特點(diǎn) 綜合性綜合性 非等價(jià)性非等價(jià)性( (主導(dǎo)性主導(dǎo)性) ) 直接性和間接性直接性和間接性 不可替代性和互被性不可替代性和互被性 限定性限定性主導(dǎo)作用主導(dǎo)作用某一因子的變化會(huì)引起某一因子的變化會(huì)引起其它因子發(fā)生明顯的變其它因子發(fā)生明顯的變化或能夠明顯改變生物化或能夠明顯改變生物的生長(zhǎng)和發(fā)育。的生長(zhǎng)和發(fā)育。 一個(gè)因子不能被另一個(gè)一個(gè)因子不能被另一個(gè)因子完全替代因子完全替代; 但是如一但是如一個(gè)因子在數(shù)量上的不足個(gè)因子在數(shù)量上的不足,有時(shí)可以被其它因子來有時(shí)可以被其它因子來調(diào)劑和補(bǔ)償。調(diào)劑和補(bǔ)償。 1840 1840年年, , 德國有機(jī)化學(xué)家李比西德國有機(jī)化學(xué)家李比西

11、（Liebig）提出的提出的“植植 物的生長(zhǎng)取于最小量的那種營養(yǎng)物質(zhì)物的生長(zhǎng)取于最小量的那種營養(yǎng)物質(zhì)”, , 這就是李這就是李 比西的最小因子法則。比西的最小因子法則。 這一法則還說明這一法則還說明: : 某一數(shù)量最不足的營養(yǎng)物質(zhì)某一數(shù)量最不足的營養(yǎng)物質(zhì), , 由由 于不能滿足植物的需要于不能滿足植物的需要, , 不但本身會(huì)限制植物的生不但本身會(huì)限制植物的生 長(zhǎng)長(zhǎng), , 同時(shí)也將限制其它處于良好狀態(tài)因子的發(fā)揮。同時(shí)也將限制其它處于良好狀態(tài)因子的發(fā)揮。 李比西在提出最小因子法則時(shí)李比西在提出最小因子法則時(shí), , 只是針對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)只是針對(duì)營養(yǎng)物質(zhì) 對(duì)植物的影響對(duì)植物的影響; ; 通過研究通過研究,

12、 , 這一法則同樣適宜于光這一法則同樣適宜于光 溫等其它因子。因而外延為溫等其它因子。因而外延為最小因子定律最小因子定律。2-22-2三三、生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理1. 1. 最最小小因因子子定定律律 只適應(yīng)于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)（只適應(yīng)于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)（stcadystcady state state），在不穩(wěn)定狀態(tài)），在不穩(wěn)定狀態(tài) 下，很少生態(tài)因子處于劇烈變動(dòng)之中，很難確定哪一因子是下，很少生態(tài)因子處于劇烈變動(dòng)之中，很難確定哪一因子是 限制因子。限制因子。 要考慮生態(tài)因子間的相互作用（要考慮生態(tài)因子間的相互作用（interactioninteraction）穩(wěn)定條件下）穩(wěn)定條

13、件下 某些因子可以補(bǔ)償或代替。某些因子可以補(bǔ)償或代替。2-22-2三三、生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理2. 2. 耐耐受受定定律律 Shelford（1913）在最小因子律的基礎(chǔ)）在最小因子律的基礎(chǔ) 上又提出了耐受性法則：上又提出了耐受性法則： 一種生物能夠生存和繁殖，要依賴一種綜合一種生物能夠生存和繁殖，要依賴一種綜合環(huán)境的全部因子的存在，只要其中一項(xiàng)因子的量環(huán)境的全部因子的存在，只要其中一項(xiàng)因子的量或質(zhì)不足或過多，超過了耐性限度（或質(zhì)不足或過多，超過了耐性限度（limits o f limits o f ToleranceTolerance），則使該物種不能生存，甚至滅絕

14、。），則使該物種不能生存，甚至滅絕。 外延為耐性定律外延為耐性定律: : 對(duì)于具體的生物對(duì)于具體的生物, , 各種生態(tài)因子都存在著一各種生態(tài)因子都存在著一個(gè)生物學(xué)的上限和下限個(gè)生物學(xué)的上限和下限( (又稱閾值又稱閾值), ), 它們之間的它們之間的幅度就是該種生物對(duì)某一生態(tài)因子的耐性限度幅度就是該種生物對(duì)某一生態(tài)因子的耐性限度, , 其中包括最適區(qū)其中包括最適區(qū), , 適宜區(qū)和高低死亡限適宜區(qū)和高低死亡限( (見耐受曲見耐受曲線線) ) 。 數(shù)量很低數(shù)量很低數(shù)量最高數(shù)量最高生理受抑制生理受抑制種種群群數(shù)數(shù)量量數(shù)量很低數(shù)量很低種群消失種群消失種群消失種群消失不能耐受區(qū)不能耐受區(qū)生理受抑制生理受抑

15、制 不能耐受區(qū)不能耐受區(qū)最適區(qū)最適區(qū) 環(huán)境梯度環(huán)境梯度高高低低耐受性下限耐受性下限耐受性上限耐受性上限生物種的耐受性限度圖解（仿生物種的耐受性限度圖解（仿Smith,1980Smith,1980）生物種對(duì)各生態(tài)因子耐受性之間的相互關(guān)系生物種對(duì)各生態(tài)因子耐受性之間的相互關(guān)系 一個(gè)常見的現(xiàn)象是，在對(duì)生物產(chǎn)生影響的各種生態(tài)一個(gè)常見的現(xiàn)象是，在對(duì)生物產(chǎn)生影響的各種生態(tài) 因子之間存在著明顯的相互影響。因子之間存在著明顯的相互影響。如如溫溫濕濕的的關(guān)關(guān)系系生物種對(duì)各生態(tài)因子耐受性之間的相互關(guān)系生物種對(duì)各生態(tài)因子耐受性之間的相互關(guān)系濕度和濕度和溶氧的溶氧的關(guān)系；關(guān)系；溫度和溫度和鹽的協(xié)鹽的協(xié)同作用同作用生物

16、種對(duì)各生態(tài)因子耐受性之間的相互關(guān)系生物種對(duì)各生態(tài)因子耐受性之間的相互關(guān)系 生物因子和非生物因子之間也是相互影響的：生物因子和非生物因子之間也是相互影響的： 物種之間的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生的生態(tài)位分離。物種之間的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生的生態(tài)位分離。耐性定律認(rèn)為：耐性定律認(rèn)為： 一種生物對(duì)各種生態(tài)因子的耐性限度不同；不同生一種生物對(duì)各種生態(tài)因子的耐性限度不同；不同生 物的同一生態(tài)因子的耐性限度也不同。物的同一生態(tài)因子的耐性限度也不同。 同種生物在不同發(fā)育階段的各種生態(tài)因子的耐性限同種生物在不同發(fā)育階段的各種生態(tài)因子的耐性限 度不同，通常生殖生長(zhǎng)期對(duì)生態(tài)條件要求最嚴(yán)格度不同，通常生殖生長(zhǎng)期對(duì)生態(tài)條件要求最嚴(yán)格 （最敏感）。（

17、最敏感）。 由于生態(tài)因子的相互作用，當(dāng)某個(gè)生態(tài)因子不足處由于生態(tài)因子的相互作用，當(dāng)某個(gè)生態(tài)因子不足處 于最適狀態(tài)時(shí)，如缺于最適狀態(tài)時(shí)，如缺NN抗旱力下降（對(duì)水分耐性抗旱力下降（對(duì)水分耐性 限度下降）。限度下降）。 對(duì)主要生態(tài)因子耐性范圍廣的生物，其分布也廣。對(duì)主要生態(tài)因子耐性范圍廣的生物，其分布也廣。 同一物種內(nèi)的不同品種，長(zhǎng)期生活在不同生態(tài)環(huán)同一物種內(nèi)的不同品種，長(zhǎng)期生活在不同生態(tài)環(huán) 境，對(duì)生態(tài)因子會(huì)形成耐性限度的差異，即產(chǎn)生境，對(duì)生態(tài)因子會(huì)形成耐性限度的差異，即產(chǎn)生 “ “生態(tài)型生態(tài)型”分化。分化。生物對(duì)生態(tài)因子耐性限度的大小一般用生物對(duì)生態(tài)因子耐性限度的大小一般用“廣廣”與與“狹狹”來表

18、來表示示; ; 如廣溫性如廣溫性, ,狹溫性。狹溫性。 與耐性定律相關(guān)概念與耐性定律相關(guān)概念生態(tài)幅的概念生態(tài)幅的概念 在自然界，由于長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，每個(gè)種都適應(yīng)于在自然界，由于長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，每個(gè)種都適應(yīng)于一定的生境，并有其特定的適應(yīng)范圍。每個(gè)種適應(yīng)生境范圍一定的生境，并有其特定的適應(yīng)范圍。每個(gè)種適應(yīng)生境范圍的大小即生態(tài)幅。生態(tài)幅就是生物對(duì)生態(tài)因子的適應(yīng)性結(jié)果的大小即生態(tài)幅。生態(tài)幅就是生物對(duì)生態(tài)因子的適應(yīng)性結(jié)果的反映。的反映。 生態(tài)幅與耐性限度的異同生態(tài)幅與耐性限度的異同 生態(tài)幅生態(tài)幅既對(duì)某一生態(tài)因子，又指環(huán)境系統(tǒng)的綜合，既對(duì)某一生態(tài)因子，又指環(huán)境系統(tǒng)的綜合， 一般是從生態(tài)適應(yīng)角度來講

19、。一般是從生態(tài)適應(yīng)角度來講。 耐性限度耐性限度般對(duì)某個(gè)生態(tài)因子而言，而且概念是從生般對(duì)某個(gè)生態(tài)因子而言，而且概念是從生 物本身出發(fā)，主要指某一個(gè)種對(duì)環(huán)境的生物學(xué)特性。物本身出發(fā)，主要指某一個(gè)種對(duì)環(huán)境的生物學(xué)特性。 生態(tài)幅的表示方法生態(tài)幅的表示方法 多用多用“窄窄”、“廣廣”來表示（定性的）來表示（定性的）: : 窄窄stenosteno（窄濕性（窄濕性stenothermalstenothermal、窄水性、窄水性 stenohydriostenohydrio、窄熱性、窄熱性stenohalinestenohaline）。）。 廣廣euryeury( (廣濕性廣濕性eurythermaleur

20、ythermal、廣水性、廣水性euryhydrioeuryhydrio、廣、廣 熱性熱性euryhalineeuryhaline) )。2-22-2三三、生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理3. 3. 限制因子原理限制因子原理生物的生存和繁殖依賴于各種生態(tài)因子的綜合作用生物的生存和繁殖依賴于各種生態(tài)因子的綜合作用, , 但是但是其中必有一種或少數(shù)幾種因子是限制生物生存和繁殖的關(guān)其中必有一種或少數(shù)幾種因子是限制生物生存和繁殖的關(guān)鍵因子鍵因子, , 這些關(guān)鍵因子就是限制因子。這些關(guān)鍵因子就是限制因子。 重要意義重要意義: : 限制因子原理闡明了生物與環(huán)境的最基本的關(guān)系限制因子原理闡明

21、了生物與環(huán)境的最基本的關(guān)系, , 它在生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控與管理中是一個(gè)極其重要的概念。它在生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控與管理中是一個(gè)極其重要的概念。 其重要價(jià)值在于其重要價(jià)值在于: : 使人們掌握了一把研究生物與環(huán)境復(fù)雜關(guān)使人們掌握了一把研究生物與環(huán)境復(fù)雜關(guān)系的鑰匙系的鑰匙, , 一旦找到了這把鑰匙一旦找到了這把鑰匙, , 就意味著找到了影響生物就意味著找到了影響生物生存和發(fā)展的關(guān)鍵性因子生存和發(fā)展的關(guān)鍵性因子, , 然后集中力量去解決它。然后集中力量去解決它。 那么什么樣的生態(tài)因子可能成為限制因子那么什么樣的生態(tài)因子可能成為限制因子? ? 如果一種生物對(duì)如果一種生物對(duì)某一生態(tài)因子的耐受范圍廣某一生態(tài)因子的耐受

22、范圍廣, , 而且這種因子又非常穩(wěn)定而且這種因子又非常穩(wěn)定, , 那那么這種因子就不太可能成為限制因子么這種因子就不太可能成為限制因子; ; 相反相反, , 如果一種生物如果一種生物對(duì)某一生態(tài)因子的耐受范圍很窄對(duì)某一生態(tài)因子的耐受范圍很窄, , 而且這種因子又易于變化而且這種因子又易于變化, , 那么這種因子就很可能成為一種限制因子。那么這種因子就很可能成為一種限制因子。2-3 2-3 生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性一、概一、概 述述1. 1. 生生態(tài)態(tài)適適應(yīng)應(yīng) 是生物在環(huán)境中，經(jīng)過生存競(jìng)爭(zhēng)而形成的是生物在環(huán)境中，經(jīng)過生存競(jìng)爭(zhēng)而形成的 一種適合環(huán)境條件的特性與性狀的現(xiàn)象，一種適合

23、環(huán)境條件的特性與性狀的現(xiàn)象， 它是它是自然選擇自然選擇的結(jié)果。的結(jié)果。 適應(yīng)性包括兩方面適應(yīng)性包括兩方面 一是生物不斷改變自己，形成一定特性和性一是生物不斷改變自己，形成一定特性和性 狀，以適應(yīng)改變的環(huán)境；狀，以適應(yīng)改變的環(huán)境； 二是保留有利于生物生存和繁殖的各種特二是保留有利于生物生存和繁殖的各種特 征，充分利用穩(wěn)定條件下的資源，鞏固自身征，充分利用穩(wěn)定條件下的資源，鞏固自身 的競(jìng)爭(zhēng)能力。的競(jìng)爭(zhēng)能力。 生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)對(duì)生物種族的發(fā)展有重生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)對(duì)生物種族的發(fā)展有重 要的意義要的意義 首先是個(gè)體數(shù)量的增加，動(dòng)物在適宜的環(huán)境條首先是個(gè)體數(shù)量的增加，動(dòng)物在適宜的環(huán)境條 件下繁殖速度快，能

24、在短時(shí)期里獲得較多的個(gè)件下繁殖速度快，能在短時(shí)期里獲得較多的個(gè) 體數(shù)目；體數(shù)目； 其次是能擴(kuò)大分布區(qū)，由于個(gè)體數(shù)量增多，密其次是能擴(kuò)大分布區(qū)，由于個(gè)體數(shù)量增多，密 度增加，動(dòng)物便會(huì)逐漸向鄰區(qū)遷移，并在新的度增加，動(dòng)物便會(huì)逐漸向鄰區(qū)遷移，并在新的 地區(qū)生活繁衍；地區(qū)生活繁衍； 第三是物種的分化，動(dòng)物對(duì)新的生存條件逐第三是物種的分化，動(dòng)物對(duì)新的生存條件逐 漸適應(yīng)而產(chǎn)生遺傳變異，這些變異積累發(fā)展的漸適應(yīng)而產(chǎn)生遺傳變異，這些變異積累發(fā)展的 過程使一個(gè)種開始逐漸分化。過程使一個(gè)種開始逐漸分化。2-3 2-3 生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性一、概一、概 述述1. 1. 生生態(tài)態(tài)適適應(yīng)應(yīng)2-3

25、 2-3 生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性二、適應(yīng)方式二、適應(yīng)方式1. 1. 形態(tài)適應(yīng)形態(tài)適應(yīng) 大部分適于陸上生活的爬行類、哺大部分適于陸上生活的爬行類、哺 乳類，由肺呼吸空氣，有完善的皮乳類，由肺呼吸空氣，有完善的皮 膚保護(hù)，避免水分失散，都有四膚保護(hù)，避免水分失散，都有四 肢便于奔走肢便于奔走。 空中飛行的動(dòng)物如鳥類、昆蟲等，空中飛行的動(dòng)物如鳥類、昆蟲等， 體形一般不大，有飛翔器官。體形一般不大，有飛翔器官。 有些動(dòng)物具有有些動(dòng)物具有： 保護(hù)色（保護(hù)色（protective colorationprotective coloration） 警戒色（警戒色（warningcolo

26、rationwarningcoloration） 擬態(tài)（擬態(tài)（mimirymimiry）。）。2-3 2-3 生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性二、適應(yīng)方式二、適應(yīng)方式2. 2. 行為適應(yīng)行為適應(yīng) 運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) 生物有機(jī)體對(duì)于外界環(huán)境中某生物有機(jī)體對(duì)于外界環(huán)境中某一特定刺激所引起的定向運(yùn)動(dòng)，包一特定刺激所引起的定向運(yùn)動(dòng)，包括直線運(yùn)動(dòng)和調(diào)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)兩種形式。括直線運(yùn)動(dòng)和調(diào)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)兩種形式。這是行為適應(yīng)的最普遍方式。這是行為適應(yīng)的最普遍方式。如如: : 雄三棘魚在繁殖季節(jié)求偶過程雄三棘魚在繁殖季節(jié)求偶過程中，為保衛(wèi)其領(lǐng)域，爭(zhēng)奪配偶和保中，為保衛(wèi)其領(lǐng)域，爭(zhēng)奪配偶和保護(hù)魚卵，特別好斗。雄魚好斗和攻護(hù)魚

27、卵，特別好斗。雄魚好斗和攻擊行為具有重要的適應(yīng)意義，對(duì)動(dòng)擊行為具有重要的適應(yīng)意義，對(duì)動(dòng)物的個(gè)體生存和種群繁衍有利。物的個(gè)體生存和種群繁衍有利。2-3 2-3 生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性二、適應(yīng)方式二、適應(yīng)方式2. 2. 行為適應(yīng)行為適應(yīng) 遷移和遷徙遷移和遷徙 遷移（遷移（migrationmigration）是動(dòng)物進(jìn)行一定距離移動(dòng)的習(xí)性。）是動(dòng)物進(jìn)行一定距離移動(dòng)的習(xí)性?？梢苑譃樗竭w移，如昆蟲的遷移；垂直遷移，如水生可以分為水平遷移，如昆蟲的遷移；垂直遷移，如水生無脊椎動(dòng)物的晝夜垂直移動(dòng)。還有如植物的種子、果實(shí)無脊椎動(dòng)物的晝夜垂直移動(dòng)。還有如植物的種子、果實(shí)的傳播以及植物本身

28、的傳播，以擴(kuò)大分布區(qū)，也稱為遷的傳播以及植物本身的傳播，以擴(kuò)大分布區(qū)，也稱為遷移。移。遷徙（遷徙（migrationmigration）是動(dòng)物根據(jù)季節(jié)不同而變更棲居地）是動(dòng)物根據(jù)季節(jié)不同而變更棲居地區(qū)的一種習(xí)性，它不是簡(jiǎn)單的搬家。其特點(diǎn)是動(dòng)物在遷區(qū)的一種習(xí)性，它不是簡(jiǎn)單的搬家。其特點(diǎn)是動(dòng)物在遷徒時(shí)幾乎在差不多的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行；往往是成群結(jié)隊(duì)，經(jīng)徒時(shí)幾乎在差不多的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行；往往是成群結(jié)隊(duì)，經(jīng)過相同的路線長(zhǎng)途跋涉，最終達(dá)到同一目的地；具有周過相同的路線長(zhǎng)途跋涉，最終達(dá)到同一目的地；具有周期性，大都是每年一次。如有些候鳥的遷徙，某些魚類期性，大都是每年一次。如有些候鳥的遷徙，某些魚類的洄游等。遷移和遷

29、徙行為的歷史原因很多，有溫度變的洄游等。遷移和遷徙行為的歷史原因很多，有溫度變化、食物的來源、生殖習(xí)性等，非常復(fù)雜。化、食物的來源、生殖習(xí)性等，非常復(fù)雜。2-3 2-3 生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性二、適應(yīng)方式二、適應(yīng)方式3. 3. 生理適應(yīng)生理適應(yīng) 生理適應(yīng)是生物有機(jī)體身體里發(fā)生的各種變化，雖然看生理適應(yīng)是生物有機(jī)體身體里發(fā)生的各種變化，雖然看不見，但非常重要，主要有以下幾方面不見，但非常重要，主要有以下幾方面： 生物鐘（生物鐘（biological clockbiological clock） 又稱生理鐘、時(shí)又稱生理鐘、時(shí) 辰節(jié)律。辰節(jié)律。 生物有機(jī)體通過感受外界環(huán)境的周期

30、變化而調(diào)節(jié)本身生生物有機(jī)體通過感受外界環(huán)境的周期變化而調(diào)節(jié)本身生理活動(dòng)的節(jié)律與之適應(yīng)。如有花植物每年在一定的季節(jié)或一理活動(dòng)的節(jié)律與之適應(yīng)。如有花植物每年在一定的季節(jié)或一定的時(shí)間（早晨、傍晚、黑夜）開花。有的植物花白天朝向定的時(shí)間（早晨、傍晚、黑夜）開花。有的植物花白天朝向陽光展開，到了傍晚閉合或下垂，如太陽花、向日葵等；蝶陽光展開，到了傍晚閉合或下垂，如太陽花、向日葵等；蝶類大多在白天活動(dòng)，而蛾類則在夜晚活動(dòng)；海灘動(dòng)物在潮汐類大多在白天活動(dòng)，而蛾類則在夜晚活動(dòng)；海灘動(dòng)物在潮汐周期的一定時(shí)間產(chǎn)卵；此外光合作用的進(jìn)行、生長(zhǎng)激素的產(chǎn)周期的一定時(shí)間產(chǎn)卵；此外光合作用的進(jìn)行、生長(zhǎng)激素的產(chǎn)生、細(xì)胞分裂速度

31、等也具有明顯的晝夜活動(dòng)的規(guī)律。生、細(xì)胞分裂速度等也具有明顯的晝夜活動(dòng)的規(guī)律。 休眠（休眠（dormancydormancy）又稱蟄伏，是生物對(duì)外界環(huán)境）又稱蟄伏，是生物對(duì)外界環(huán)境 條件的一種適應(yīng)條件的一種適應(yīng) 休眠時(shí)新陳代謝低下，在恒溫動(dòng)物中表現(xiàn)為停止取食、休眠時(shí)新陳代謝低下，在恒溫動(dòng)物中表現(xiàn)為停止取食、 不活動(dòng)、心跳緩慢、呼吸減弱，體溫下降并陷入昏睡狀不活動(dòng)、心跳緩慢、呼吸減弱，體溫下降并陷入昏睡狀 態(tài)；在變溫動(dòng)物則表現(xiàn)為生命活動(dòng)延緩以至幾乎停頓。態(tài)；在變溫動(dòng)物則表現(xiàn)為生命活動(dòng)延緩以至幾乎停頓。 休眠發(fā)生在夏季的稱為夏眠（夏蟄），如海參、非洲肺休眠發(fā)生在夏季的稱為夏眠（夏蟄），如海參、非洲肺

32、 魚與美洲的肺魚、黃鼠。夏眠在無脊椎動(dòng)物中比較常魚與美洲的肺魚、黃鼠。夏眠在無脊椎動(dòng)物中比較常 見。發(fā)生在冬季的稱為冬眠（冬蟄），如蛙、蛇、蝙蝠見。發(fā)生在冬季的稱為冬眠（冬蟄），如蛙、蛇、蝙蝠 等。等。 植物和微生物中也有休眠狀態(tài)，如植物在冬季芽停止萌植物和微生物中也有休眠狀態(tài)，如植物在冬季芽停止萌 發(fā)，樹木落葉；發(fā)，樹木落葉；2-3 2-3 生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性二、適應(yīng)方式二、適應(yīng)方式3. 3. 生理適應(yīng)生理適應(yīng) 生理生化變化生理生化變化 如鳥類具有雙重呼吸（如鳥類具有雙重呼吸（dual respirationdual respiration），這是），這是 生理上適

33、應(yīng)飛翔生活的一種呼吸方式。鳥類除有肺生理上適應(yīng)飛翔生活的一種呼吸方式。鳥類除有肺 外，還有很多由肺壁凸出而形成的薄壁氣囊，伸展外，還有很多由肺壁凸出而形成的薄壁氣囊，伸展 到臟器間、肌肉和骨骼中，鳥飛翔時(shí)氣囊一張一到臟器間、肌肉和骨骼中，鳥飛翔時(shí)氣囊一張一 縮，氣體經(jīng)肺進(jìn)入氣囊，又從氣囊經(jīng)肺排出，在肺縮，氣體經(jīng)肺進(jìn)入氣囊，又從氣囊經(jīng)肺排出，在肺 部進(jìn)行二次氣體交換，故稱雙重呼吸。部進(jìn)行二次氣體交換，故稱雙重呼吸。 小麥在干早時(shí)如萎蔫小麥在干早時(shí)如萎蔫4 4小時(shí)，可引起氣孔關(guān)閉，其小時(shí)，可引起氣孔關(guān)閉，其 脫落酸含量可增加脫落酸含量可增加4040倍，并以不活潑的形式貯存于倍，并以不活潑的形式貯存

34、于 葉片中，當(dāng)水分供應(yīng)充足時(shí)，又可恢復(fù)到正常水葉片中，當(dāng)水分供應(yīng)充足時(shí)，又可恢復(fù)到正常水 平，說明脫落酸的效力是可逆的。平，說明脫落酸的效力是可逆的。2-3 2-3 生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性二、適應(yīng)方式二、適應(yīng)方式3. 3. 生理適應(yīng)生理適應(yīng)2-3 2-3 生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性二、適應(yīng)方式二、適應(yīng)方式4. 4. 營養(yǎng)適應(yīng)營養(yǎng)適應(yīng) 植物是動(dòng)物營養(yǎng)的主要來源，是動(dòng)物賴以為生植物是動(dòng)物營養(yǎng)的主要來源，是動(dòng)物賴以為生 的重要生物環(huán)境條件。的重要生物環(huán)境條件。 營養(yǎng)與食性有關(guān)，動(dòng)物食性在長(zhǎng)期適應(yīng)過程中營養(yǎng)與食性有關(guān)，動(dòng)物食性在長(zhǎng)期適應(yīng)過程中 形成了多種類型的特

35、化，如狹食性動(dòng)物取食的形成了多種類型的特化，如狹食性動(dòng)物取食的 食物種類少，其特化程度就比較高；廣食性動(dòng)食物種類少，其特化程度就比較高；廣食性動(dòng) 物取食的食物種類多，其特化程度就不明顯。物取食的食物種類多，其特化程度就不明顯。 營養(yǎng)適應(yīng)還受種間競(jìng)爭(zhēng)的影響。營養(yǎng)適應(yīng)還受種間競(jìng)爭(zhēng)的影響。 植物對(duì)外界環(huán)境具有自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能。植物對(duì)外界環(huán)境具有自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能。2-3 2-3 生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性二、適應(yīng)方式二、適應(yīng)方式5. 5. 組組合合適適應(yīng)應(yīng)生物對(duì)非生生物對(duì)非生物環(huán)境條件物環(huán)境條件表現(xiàn)出一整表現(xiàn)出一整套協(xié)同的適套協(xié)同的適應(yīng)特性，稱應(yīng)特性，稱適應(yīng)組合。適應(yīng)組合。如駱駝和仙如駱

36、駝和仙人掌對(duì)炎熱人掌對(duì)炎熱干旱環(huán)境的干旱環(huán)境的適應(yīng)。適應(yīng)。2-3 2-3 生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性三、適應(yīng)類型三、適應(yīng)類型1. 1. 生物對(duì)環(huán)境的趨異適應(yīng)生物對(duì)環(huán)境的趨異適應(yīng)生態(tài)型生態(tài)型 定義定義 同種生物的不同個(gè)體群，長(zhǎng)期同種生物的不同個(gè)體群，長(zhǎng)期生存在不同的自然生態(tài)條件或人生存在不同的自然生態(tài)條件或人為培育條件下，發(fā)生趨異適應(yīng)，為培育條件下，發(fā)生趨異適應(yīng)，并經(jīng)自然選擇或人工選擇而分化并經(jīng)自然選擇或人工選擇而分化形成的生態(tài)、形態(tài)和生理特性不形成的生態(tài)、形態(tài)和生理特性不同的基因型類群，稱為生態(tài)型同的基因型類群，稱為生態(tài)型（ecotypeecotype）。）。 Turesso

37、n Turesson（杜爾松，瑞典）認(rèn)為：（杜爾松，瑞典）認(rèn)為：生態(tài)型是生物與特定生態(tài)環(huán)境相協(xié)生態(tài)型是生物與特定生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)的基因型集群。調(diào)的基因型集群。 生態(tài)型是屬于分類學(xué)上種以下的生態(tài)型是屬于分類學(xué)上種以下的分類單位。分類單位。 生態(tài)型的類型生態(tài)型的類型 氣候生態(tài)型：氣候生態(tài)型：指長(zhǎng)期適應(yīng)不同光固相、氣候和降水等氣指長(zhǎng)期適應(yīng)不同光固相、氣候和降水等氣 候因子而形成的各種生態(tài)型。如水和光濕候因子而形成的各種生態(tài)型。如水和光濕 生態(tài)型、耐熱型、抗害型等等。生態(tài)型、耐熱型、抗害型等等。 土壤生態(tài)型：土壤生態(tài)型：在不同土壤水分、濕度、肥力（養(yǎng)分）等在不同土壤水分、濕度、肥力（養(yǎng)分）等 條件下形成

38、的生態(tài)型。如稻（水稻、陸條件下形成的生態(tài)型。如稻（水稻、陸 稻），線蟲（水生線蟲、陸生（土壤線稻），線蟲（水生線蟲、陸生（土壤線 蟲）蟲）。 生物生態(tài)型：生物生態(tài)型：同種生物的不同個(gè)體群，長(zhǎng)期生活在不同同種生物的不同個(gè)體群，長(zhǎng)期生活在不同 的生物環(huán)境中，也會(huì)分化形成不同的生態(tài)的生物環(huán)境中，也會(huì)分化形成不同的生態(tài) 型，如作物對(duì)病和蟲具有不同抗性的品種型，如作物對(duì)病和蟲具有不同抗性的品種 群。群。 生態(tài)型的演變生態(tài)型的演變 階梯式變化：階梯式變化：認(rèn)為生態(tài)型應(yīng)是空間上陋離了實(shí)體，在一認(rèn)為生態(tài)型應(yīng)是空間上陋離了實(shí)體，在一 個(gè)種內(nèi)的不同生態(tài)型之間是間斷的。個(gè)種內(nèi)的不同生態(tài)型之間是間斷的。 漸漸 變：變

39、：有些研究證明，生態(tài)型間的性狀是漸變的，它與有些研究證明，生態(tài)型間的性狀是漸變的，它與 一個(gè)連續(xù)的環(huán)境序列對(duì)應(yīng)。一個(gè)連續(xù)的環(huán)境序列對(duì)應(yīng)。2-3 2-3 生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性三、適應(yīng)類型三、適應(yīng)類型2. 2. 生物對(duì)環(huán)境的趨同適應(yīng)生物對(duì)環(huán)境的趨同適應(yīng)生活型生活型 定義定義 不同種的生物，由于長(zhǎng)期生活在相同的生態(tài)環(huán)境條件下，不同種的生物，由于長(zhǎng)期生活在相同的生態(tài)環(huán)境條件下，發(fā)生趨同適應(yīng)，并經(jīng)自然選擇或人為選擇而形成的、具有發(fā)生趨同適應(yīng)，并經(jīng)自然選擇或人為選擇而形成的、具有相似形態(tài)、生理和生態(tài)特性的物種類群稱為生活型。相似形態(tài)、生理和生態(tài)特性的物種類群稱為生活型。 注注: :

40、 顯然，生活型為種以上的分類單位。顯然，生活型為種以上的分類單位。 生活型的類型生活型的類型 主要從形態(tài)外貌上區(qū)分，有不同主要從形態(tài)外貌上區(qū)分，有不同 的分類方法。的分類方法。2-3 2-3 生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性四、適應(yīng)機(jī)理四、適應(yīng)機(jī)理1. 1. 生物對(duì)生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整生物對(duì)生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整 馴化馴化 生物在實(shí)驗(yàn)自然條件下，誘發(fā)的生理補(bǔ)償變化，稱為馴生物在實(shí)驗(yàn)自然條件下，誘發(fā)的生理補(bǔ)償變化，稱為馴化化(實(shí)驗(yàn)訓(xùn)化和氣候訓(xùn)化實(shí)驗(yàn)訓(xùn)化和氣候訓(xùn)化) 。 生物借助于馴化過程可以稍調(diào)整它們對(duì)某個(gè)或某些生態(tài)因生物借助于馴化過程可以稍調(diào)整它們對(duì)某個(gè)或某些生態(tài)因子的耐受范圍。

41、子的耐受范圍。35ul/g.h80ul/g.h所以所以55蛙蛙能耐受低能耐受低溫環(huán)境溫環(huán)境2-3 2-3 生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性四、適應(yīng)機(jī)理四、適應(yīng)機(jī)理 這一馴化過程涉及到酶系統(tǒng)的改變，所以馴化也這一馴化過程涉及到酶系統(tǒng)的改變，所以馴化也 可以理解為是生物體內(nèi)決定代謝速率的酶系統(tǒng)的適應(yīng)可以理解為是生物體內(nèi)決定代謝速率的酶系統(tǒng)的適應(yīng) 改變。改變。 休眠休眠 晝夜節(jié)律和其它周期性的補(bǔ)償變化晝夜節(jié)律和其它周期性的補(bǔ)償變化1. 1. 生物對(duì)生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整生物對(duì)生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整2. 2. 內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制2-3 2-3 生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性生物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性

42、四、適應(yīng)機(jī)理四、適應(yīng)機(jī)理 內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物和內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物和 非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物依據(jù)生物對(duì)非生物因子依據(jù)生物對(duì)非生物因子的反應(yīng)或者依據(jù)外部條的反應(yīng)或者依據(jù)外部條件變化對(duì)生物體內(nèi)狀態(tài)件變化對(duì)生物體內(nèi)狀態(tài)的影響，可以把生物區(qū)的影響，可以把生物區(qū)分為內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物分為內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物(homeostatic (homeostatic organisms)organisms)和非內(nèi)穩(wěn)態(tài)和非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物生物(non-homeostatic (non-homeostatic organisms)organisms)。這兩類生物之間的基本差異是決定其耐受限度的這兩類生物之間的基本差異是決定其耐受限度的根據(jù)根據(jù)不同不同。 對(duì)

43、非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物對(duì)非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物(植物和某些動(dòng)物植物和某些動(dòng)物)來講，其耐受限度只簡(jiǎn)來講，其耐受限度只簡(jiǎn)單地決定于其特定酶系統(tǒng)在什么范圍內(nèi)起作用。單地決定于其特定酶系統(tǒng)在什么范圍內(nèi)起作用。 對(duì)內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物來講，其內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制能夠發(fā)揮作用的范圍就對(duì)內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物來講，其內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制能夠發(fā)揮作用的范圍就是它的耐受范圍。是它的耐受范圍。 內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制 (homeostasis) ，即，即生物控制自身的體內(nèi)環(huán)境使其保生物控制自身的體內(nèi)環(huán)境使其保持相對(duì)穩(wěn)定，是進(jìn)化發(fā)展過程中持相對(duì)穩(wěn)定，是進(jìn)化發(fā)展過程中形成的一種更進(jìn)步的機(jī)制，它或形成的一種更進(jìn)步的機(jī)制，它或多或少能夠減少生物對(duì)外界條件多或少能

44、夠減少生物對(duì)外界條件的依賴性，擴(kuò)大耐受限度，提高的依賴性，擴(kuò)大耐受限度，提高了對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力。了對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力。生物為保持內(nèi)穩(wěn)態(tài)發(fā)展了很多復(fù)生物為保持內(nèi)穩(wěn)態(tài)發(fā)展了很多復(fù)雜的形態(tài)、生理和行為適應(yīng)。雜的形態(tài)、生理和行為適應(yīng)。如恒溫動(dòng)物主要是依靠控制體內(nèi)如恒溫動(dòng)物主要是依靠控制體內(nèi)產(chǎn)熱的生理過程產(chǎn)熱的生理過程（生理適應(yīng)）（生理適應(yīng)），而變溫動(dòng)物則主要依靠減少熱量而變溫動(dòng)物則主要依靠減少熱量散失或利用環(huán)境熱源使身體增溫，散失或利用環(huán)境熱源使身體增溫，這類動(dòng)物主要是靠行為來調(diào)節(jié)，這類動(dòng)物主要是靠行為來調(diào)節(jié)，即即行為適應(yīng)行為適應(yīng)，這種方法是最簡(jiǎn)單、，這種方法是最簡(jiǎn)單、最普通和十分有效。最普通和十分有效

45、。穩(wěn)定性差、耐受范圍低、穩(wěn)定性差、耐受范圍低、地理分布范圍受到限制地理分布范圍受到限制需要注意的是需要注意的是: :內(nèi)穩(wěn)態(tài)只是擴(kuò)大了內(nèi)穩(wěn)態(tài)只是擴(kuò)大了生物的生態(tài)幅和適生物的生態(tài)幅和適應(yīng)能力，并不能完應(yīng)能力，并不能完全擺脫環(huán)境的限制。全擺脫環(huán)境的限制。2-4 2-4 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用主要生態(tài)因子的生態(tài)作用一、光與生物的關(guān)系一、光與生物的關(guān)系1.1.光光的的生生態(tài)態(tài)作作用用 光的生態(tài)作用光的生態(tài)作用 是食物鏈的起點(diǎn)是食物鏈的起點(diǎn) 紫外線具有殺傷和致癌作用紫外線具有殺傷和致癌作用 地表熱量基本本上是由紅外線產(chǎn)生的地表熱量基本本上是由紅外線產(chǎn)生的 是重要的能量環(huán)境之一是重要的能量環(huán)境之一2-4 2

46、-4 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用主要生態(tài)因子的生態(tài)作用一、光與生物的關(guān)系一、光與生物的關(guān)系2.2.光質(zhì)光質(zhì)的生的生態(tài)作態(tài)作用及用及生物生物的適的適應(yīng)應(yīng) 光的性質(zhì)光的性質(zhì) 波長(zhǎng)波長(zhǎng)1501504000nm,4000nm,分紫外光分紫外光(1%)(1%)、可見光和紅外、可見光和紅外光三類光三類(50-60%)(50-60%)，波長(zhǎng)在，波長(zhǎng)在380380760nm760nm之間的光為可之間的光為可見光。綠色植物的光合作用有效范圍是見光。綠色植物的光合作用有效范圍是380380700nm700nm之間。之間。 400630 1000 25004000 波長(zhǎng)波長(zhǎng)(nm)紫外線紫外線可見光可見光紅外線紅外線能

47、能量量強(qiáng)強(qiáng)度度2-4 2-4 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用主要生態(tài)因子的生態(tài)作用一、光與生物的關(guān)系一、光與生物的關(guān)系 光質(zhì)變化對(duì)光質(zhì)變化對(duì) 生物的影響及生物的影響及 生物的適應(yīng)生物的適應(yīng) 植物植物 光質(zhì)不同對(duì)光質(zhì)不同對(duì) 植物的形態(tài)植物的形態(tài) 建成、向光建成、向光 性與色素的性與色素的 形成影響也形成影響也 不同不同。 動(dòng)物動(dòng)物發(fā)展不同的色發(fā)展不同的色覺。覺。2.2.光質(zhì)光質(zhì)的生的生態(tài)作態(tài)作用及用及生物生物的適的適應(yīng)應(yīng)如如: 藍(lán)紫光和青光能抑制藍(lán)紫光和青光能抑制 植物伸長(zhǎng)，使植物成植物伸長(zhǎng)，使植物成 矮小形態(tài)。矮小形態(tài)。 海洋植物海洋植物 光合作用色素對(duì)光光合作用色素對(duì)光 譜變化具有明顯的適譜變化具有

48、明顯的適 應(yīng)性。應(yīng)性。 高山植物高山植物 莖葉含花青素，發(fā)展莖葉含花青素，發(fā)展 了特殊的蓮座狀葉叢了特殊的蓮座狀葉叢 對(duì)紫外光作用對(duì)紫外光作用 的適應(yīng)。的適應(yīng)。2-4 2-4 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用主要生態(tài)因子的生態(tài)作用一、光與生物的關(guān)系一、光與生物的關(guān)系3.3.光強(qiáng)光強(qiáng)的生的生態(tài)作態(tài)作用及用及生物生物的適的適應(yīng)應(yīng) 光照強(qiáng)度對(duì)生物的生長(zhǎng)、光照強(qiáng)度對(duì)生物的生長(zhǎng)、 發(fā)育和形態(tài)建成的作用發(fā)育和形態(tài)建成的作用 對(duì)植物的影響對(duì)植物的影響 影響葉綠素的合成影響葉綠素的合成 促進(jìn)植物細(xì)胞的增長(zhǎng)和促進(jìn)植物細(xì)胞的增長(zhǎng)和 分化、對(duì)植物組織和分化、對(duì)植物組織和 器官的生長(zhǎng)發(fā)育及分器官的生長(zhǎng)發(fā)育及分 化有重要的影響。

49、化有重要的影響。 對(duì)動(dòng)物的影響對(duì)動(dòng)物的影響 影響動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育影響動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育典型例子典型例子黃化現(xiàn)象黃化現(xiàn)象(etiolation(etiolation phenomenon)phenomenon)植物一般在植物一般在黑暗中不能黑暗中不能合成葉綠素合成葉綠素，但能形成胡但能形成胡蘿卜素，導(dǎo)蘿卜素，導(dǎo)致葉子發(fā)黃。致葉子發(fā)黃。光光合合作作用用率率光光合合作作用用率率光強(qiáng)度光強(qiáng)度光強(qiáng)度光強(qiáng)度凈生產(chǎn)力凈生產(chǎn)力A 光合作用光合作用B 呼吸作用呼吸作用ABACP 光補(bǔ)償點(diǎn)光補(bǔ)償點(diǎn)CPCP陽性植物陽性植物spSP 光飽和點(diǎn)光飽和點(diǎn)B光補(bǔ)償點(diǎn)與光飽和點(diǎn)：光補(bǔ)償點(diǎn)與光飽和點(diǎn)：光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度相當(dāng)處

50、的光強(qiáng)度為光補(bǔ)償點(diǎn)光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度相當(dāng)處的光強(qiáng)度為光補(bǔ)償點(diǎn)(compensation point) ；當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到一定水平后，光；當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到一定水平后，光合產(chǎn)物不再增加或增加得很少，該處的光強(qiáng)度即為光飽和合產(chǎn)物不再增加或增加得很少，該處的光強(qiáng)度即為光飽和點(diǎn)點(diǎn)(saturate point) 。sp凈生產(chǎn)力凈生產(chǎn)力陰性植物陰性植物2-4 2-4 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用主要生態(tài)因子的生態(tài)作用一、光與生物的關(guān)系一、光與生物的關(guān)系3.3.光強(qiáng)光強(qiáng)的生的生態(tài)作態(tài)作用及用及生物生物的適的適應(yīng)應(yīng) 植物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)植物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng) 在不同的植物種中，植物在不同的植物種中，植物 光合能力

51、光合能力(photosynthetic (photosynthetic capacity) capacity)對(duì)光照強(qiáng)度的反對(duì)光照強(qiáng)度的反 應(yīng)是有差異的。應(yīng)是有差異的。當(dāng)傳入的輻射能是飽和當(dāng)傳入的輻射能是飽和的、溫度適宜、相對(duì)濕的、溫度適宜、相對(duì)濕度高、大氣度高、大氣COCO2 2 和和O O2 2的濃度正常時(shí)的光合作的濃度正常時(shí)的光合作用速率，稱為光合能力。用速率，稱為光合能力。C C4 4植物多起源于熱帶和亞熱帶植物區(qū)系。植物多起源于熱帶和亞熱帶植物區(qū)系。C C3 3植物多起源于溫帶。植物多起源于溫帶。高梁高梁小麥小麥玉米玉米光強(qiáng)度光強(qiáng)度CO2攝取攝取CP （C4）CP（ C3 ）陽草陽草

52、陰草陰草水青岡水青岡2-4 2-4 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用主要生態(tài)因子的生態(tài)作用一、光與生物的關(guān)系一、光與生物的關(guān)系3.3.光強(qiáng)光強(qiáng)的生的生態(tài)作態(tài)作用及用及生物生物的適的適應(yīng)應(yīng) 植物對(duì)光照強(qiáng)植物對(duì)光照強(qiáng) 度的適應(yīng)度的適應(yīng) 陸生植物陸生植物 對(duì)不同光照強(qiáng)度對(duì)不同光照強(qiáng)度 的適應(yīng)產(chǎn)生的適應(yīng)產(chǎn)生： 陽性植物陽性植物(cheliophytes(cheliophytes) ) 陰性植物陰性植物(sciophytes(sciophytes) ) 耐陰性植物耐陰性植物(shade plant)(shade plant)陽性植物對(duì)光要求比較迫陽性植物對(duì)光要求比較迫切，只有在足夠光照條件切，只有在足夠光照條件下

53、才能正常生長(zhǎng)，其光飽下才能正常生長(zhǎng)，其光飽和點(diǎn)、光補(bǔ)償點(diǎn)都較高，和點(diǎn)、光補(bǔ)償點(diǎn)都較高，光合作用的速率和代謝速光合作用的速率和代謝速率都比較高。如蒲公英、率都比較高。如蒲公英、樺樹、櫟。樺樹、櫟。也叫中性植物，對(duì)光照具也叫中性植物，對(duì)光照具有較廣的適應(yīng)能力，在完有較廣的適應(yīng)能力，在完全的光照下生長(zhǎng)，也能忍全的光照下生長(zhǎng)，也能忍耐適度的蔭蔽或在生育期耐適度的蔭蔽或在生育期間需要較輕度的遮蔭。如間需要較輕度的遮蔭。如黨參、沙參。黨參、沙參。陰性植物對(duì)光的需求遠(yuǎn)陰性植物對(duì)光的需求遠(yuǎn)較陽性植物低，光飽和較陽性植物低，光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)都較低。點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)都較低。其光合速率和呼吸速率其光合速率和呼吸速率都

54、比較低。如人參、紅都比較低。如人參、紅豆杉、三七。豆杉、三七。2-4 2-4 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用主要生態(tài)因子的生態(tài)作用一、光與生物的關(guān)系一、光與生物的關(guān)系3.3.光強(qiáng)光強(qiáng)的生的生態(tài)作態(tài)作用及用及生物生物的適的適應(yīng)應(yīng) 動(dòng)物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)動(dòng)物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng) 光照強(qiáng)度使動(dòng)物在視覺器官的形態(tài)產(chǎn)生了光照強(qiáng)度使動(dòng)物在視覺器官的形態(tài)產(chǎn)生了 遺傳的適應(yīng)性變化遺傳的適應(yīng)性變化。 動(dòng)物的活動(dòng)行為與光照強(qiáng)度有密切關(guān)系。動(dòng)物的活動(dòng)行為與光照強(qiáng)度有密切關(guān)系。 晝行性動(dòng)物和夜行性動(dòng)物晝行性動(dòng)物和夜行性動(dòng)物 動(dòng)物活動(dòng)動(dòng)物活動(dòng)均在夜幕來均在夜幕來臨時(shí)活動(dòng)臨時(shí)活動(dòng)2-4 2-4 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用主要生態(tài)因子的生態(tài)

55、作用一、光與生物的關(guān)系一、光與生物的關(guān)系4.4.生生物物對(duì)對(duì)光光周周期期的的適適應(yīng)應(yīng) 生物的晝夜節(jié)律生物的晝夜節(jié)律 生物的光周期現(xiàn)象生物的光周期現(xiàn)象 植物的光周期現(xiàn)象植物的光周期現(xiàn)象 長(zhǎng)日照植物長(zhǎng)日照植物 短日照植物短日照植物 中日照植物中日照植物 日中性植物日中性植物 動(dòng)物的光周期現(xiàn)象動(dòng)物的光周期現(xiàn)象 繁殖的光周期現(xiàn)象繁殖的光周期現(xiàn)象 長(zhǎng)日照動(dòng)物長(zhǎng)日照動(dòng)物 短日照動(dòng)物短日照動(dòng)物 昆蟲滯育的光周期現(xiàn)象昆蟲滯育的光周期現(xiàn)象 換毛與換羽的光周期現(xiàn)象換毛與換羽的光周期現(xiàn)象 動(dòng)物遷徒的光周期性現(xiàn)象動(dòng)物遷徒的光周期性現(xiàn)象GarnerGarner等人等人(1920)(1920)發(fā)現(xiàn)明相暗相的發(fā)現(xiàn)明相暗相的

56、交替與長(zhǎng)短對(duì)植交替與長(zhǎng)短對(duì)植物的開花結(jié)實(shí)有物的開花結(jié)實(shí)有很大的影響。這很大的影響。這種植物對(duì)自然界種植物對(duì)自然界晝夜長(zhǎng)短規(guī)律性晝夜長(zhǎng)短規(guī)律性變化的反應(yīng)，稱變化的反應(yīng)，稱光周期現(xiàn)象。光周期現(xiàn)象。它使生物的生長(zhǎng)它使生物的生長(zhǎng)發(fā)育與季節(jié)的變發(fā)育與季節(jié)的變化協(xié)調(diào)一致，對(duì)化協(xié)調(diào)一致，對(duì)動(dòng)植物適應(yīng)所處動(dòng)植物適應(yīng)所處的環(huán)境具有很大的環(huán)境具有很大意義。意義。是指在日照時(shí)間是指在日照時(shí)間長(zhǎng)于一定數(shù)值長(zhǎng)于一定數(shù)值（一般（一般1414小時(shí)以小時(shí)以上）才能開花的上）才能開花的植物。植物。如冬小麥、大麥、如冬小麥、大麥、油菜和甜菜等，油菜和甜菜等，而且光照時(shí)間越而且光照時(shí)間越長(zhǎng)，開花越早。長(zhǎng)，開花越早。是日照時(shí)間短于是

57、日照時(shí)間短于一定數(shù)值（一般一定數(shù)值（一般1414小時(shí)以上的黑小時(shí)以上的黑暗）才能開花的暗）才能開花的植物。植物。 通常早春或深通常早春或深秋開花。如牽牛秋開花。如牽?；?、水稻、煙草花、水稻、煙草等。等。要求晝夜長(zhǎng)短比要求晝夜長(zhǎng)短比例接近相等（例接近相等（12小時(shí)左右）小時(shí)左右）如甘蔗如甘蔗在任何日照條件在任何日照條件下都能開花的植下都能開花的植物。物。如番茄、黃瓜和如番茄、黃瓜和辣椒等。辣椒等。為什么光周期為什么光周期會(huì)成為生物生會(huì)成為生物生命活動(dòng)的定時(shí)命活動(dòng)的定時(shí)器和啟動(dòng)器？器和啟動(dòng)器？具有穩(wěn)定性規(guī)具有穩(wěn)定性規(guī)律性變化律性變化2-4 2-4 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用主要生態(tài)因子的生態(tài)作用二、溫

58、度與生物的關(guān)系二、溫度與生物的關(guān)系1.1.溫溫度度的的生生態(tài)態(tài)作作用用 溫度與生物生長(zhǎng)溫度與生物生長(zhǎng) 溫度是最重要的生態(tài)因子之一，參與生命活動(dòng)的各溫度是最重要的生態(tài)因子之一，參與生命活動(dòng)的各 種酶都有其三基點(diǎn)溫度；種酶都有其三基點(diǎn)溫度； 在一定溫度范圍內(nèi)，生物生長(zhǎng)的速率與溫度成比；在一定溫度范圍內(nèi)，生物生長(zhǎng)的速率與溫度成比； 外溫的季節(jié)性變化引起植物和變溫動(dòng)物生長(zhǎng)加速和外溫的季節(jié)性變化引起植物和變溫動(dòng)物生長(zhǎng)加速和 減弱的交替，形成年輪；減弱的交替，形成年輪； 外溫影響動(dòng)物的生長(zhǎng)規(guī)模。外溫影響動(dòng)物的生長(zhǎng)規(guī)模。 溫度與生物發(fā)育溫度與生物發(fā)育 溫度與生物發(fā)育最普遍的規(guī)律是溫度與生物發(fā)育最普遍的規(guī)律是

59、 有效積溫。有效積溫。 溫度與生物的繁殖和遺傳性溫度與生物的繁殖和遺傳性 植物春化植物春化 動(dòng)物繁殖的早遲動(dòng)物繁殖的早遲 溫度與生物分布溫度與生物分布 許多物種的分布范圍與溫度區(qū)相關(guān)。許多物種的分布范圍與溫度區(qū)相關(guān)。2-4 2-4 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用主要生態(tài)因子的生態(tài)作用二、溫度與生物的關(guān)系二、溫度與生物的關(guān)系1.1.溫溫度度的的生生態(tài)態(tài)作作用用 有效積溫法則有效積溫法則植物在生長(zhǎng)發(fā)育過程中，必須從環(huán)境中攝取一定的熱植物在生長(zhǎng)發(fā)育過程中，必須從環(huán)境中攝取一定的熱量才能完成某一階段的發(fā)育，而且植物各個(gè)發(fā)育階段量才能完成某一階段的發(fā)育，而且植物各個(gè)發(fā)育階段所需要的總熱量是一個(gè)常數(shù)。所需要的總熱

60、量是一個(gè)常數(shù)。為該生物發(fā)育的閾溫度為發(fā)育期間的平均溫度為發(fā)育天數(shù)為總積溫上式中或CTNK，C）（TNKTNKKVCNKCT發(fā)育歷程或速率發(fā)育歷程或速率溫度溫度 有效積溫法則的意義有效積溫法則的意義 預(yù)測(cè)生物發(fā)生的世代數(shù)預(yù)測(cè)生物發(fā)生的世代數(shù) 預(yù)測(cè)生物地理分布的北界預(yù)測(cè)生物地理分布的北界 預(yù)測(cè)害蟲來年的發(fā)生程歷預(yù)測(cè)害蟲來年的發(fā)生程歷 制定農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃，合理制定農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃，合理 安排作物安排作物 應(yīng)用積溫預(yù)報(bào)農(nóng)時(shí)。應(yīng)用積溫預(yù)報(bào)農(nóng)時(shí)。2-4 2-4 主要生態(tài)因子的生態(tài)作用主要生態(tài)因子的生態(tài)作用二、溫度與生物的關(guān)系二、溫度與生物的關(guān)系2.2.生物生物對(duì)極對(duì)極端環(huán)端環(huán)境溫境溫度的度的適應(yīng)適應(yīng)長(zhǎng)期生活在極