環(huán)境生態(tài)學(xué)_生物與環(huán)境的概念及其類型

1、第二章第二章 生物與環(huán)境生物與環(huán)境請思考請思考 我們常說的我們常說的“這里環(huán)境真優(yōu)美！那里的這里環(huán)境真優(yōu)美！那里的環(huán)境遭到了污染環(huán)境遭到了污染”中的中的“環(huán)境環(huán)境”指的是什指的是什么？么？ 第一節(jié)第一節(jié) 環(huán)境的概念及其類型環(huán)境的概念及其類型一、環(huán)境的概念一、環(huán)境的概念環(huán)境環(huán)境:是指環(huán)繞著某一中心事物的周圍事物。是指環(huán)繞著某一中心事物的周圍事物。* 是一個相對的概念，針對某一特定主體或中心而言。是一個相對的概念，針對某一特定主體或中心而言。環(huán)境科學(xué)所稱的環(huán)境環(huán)境科學(xué)所稱的環(huán)境生態(tài)學(xué)所稱的環(huán)境生態(tài)學(xué)所稱的環(huán)境憲法憲法所稱的環(huán)境所稱的環(huán)境環(huán)境保護(hù)法學(xué)所稱的環(huán)境環(huán)境保護(hù)法學(xué)所稱的環(huán)境環(huán)境科學(xué)環(huán)境科學(xué)所

2、稱的環(huán)境所稱的環(huán)境環(huán)境科學(xué)以人類為研究對象。環(huán)境科學(xué)以人類為研究對象。環(huán)境環(huán)境指圍繞著人群的空間，以及其中可以直接、間接影指圍繞著人群的空間，以及其中可以直接、間接影響人類生存和發(fā)展的各種天然的和經(jīng)過人工改造過的自響人類生存和發(fā)展的各種天然的和經(jīng)過人工改造過的自然因素的總體。即人類環(huán)境。然因素的總體。即人類環(huán)境。 生態(tài)學(xué)生態(tài)學(xué)所稱的環(huán)境所稱的環(huán)境生態(tài)學(xué)以整個生物界生態(tài)學(xué)以整個生物界(包括動物，植物和微生物包括動物，植物和微生物)為研究對象。為研究對象。環(huán)境環(huán)境指環(huán)繞著生物界并影響其生存和發(fā)展的外部空間和無生命指環(huán)繞著生物界并影響其生存和發(fā)展的外部空間和無生命物質(zhì)，如大氣、水、土壤、陽光和其他無

3、機(jī)物質(zhì)。物質(zhì)，如大氣、水、土壤、陽光和其他無機(jī)物質(zhì)。 憲法憲法所稱的環(huán)境所稱的環(huán)境憲法憲法第二十六條規(guī)定：第二十六條規(guī)定：“國家保護(hù)和改善生活環(huán)境和生態(tài)國家保護(hù)和改善生活環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，防治污染和其他公害。環(huán)境，防治污染和其他公害。其中其中 n“生活環(huán)境生活環(huán)境”，是指與人類生活密切相關(guān)的各種天然的和是指與人類生活密切相關(guān)的各種天然的和經(jīng)過人工改造過的自然因素。經(jīng)過人工改造過的自然因素。n“生態(tài)環(huán)境生態(tài)環(huán)境”，是指影響生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的各種生態(tài)因素，是指影響生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的各種生態(tài)因素，即環(huán)境條件。如氣候、土壤、生物、地理和人為諸條件的即環(huán)境條件。如氣候、土壤、生物、地理和人為諸條件的綜合體。綜合體

4、。環(huán)境保護(hù)法學(xué)環(huán)境保護(hù)法學(xué)所稱的環(huán)境所稱的環(huán)境環(huán)境保護(hù)法環(huán)境保護(hù)法第二條的規(guī)定：第二條的規(guī)定：“本法所稱本法所稱環(huán)境環(huán)境，是指，是指: 影響人類生存和發(fā)展的各種天然的和經(jīng)過人工改造的自然影響人類生存和發(fā)展的各種天然的和經(jīng)過人工改造的自然因素的總體，包括大氣、水、海洋、土地、礦藏、森林、草因素的總體，包括大氣、水、海洋、土地、礦藏、森林、草原、野生生物、自然遺跡、人文遺跡、自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名原、野生生物、自然遺跡、人文遺跡、自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、城市和鄉(xiāng)村等。勝區(qū)、城市和鄉(xiāng)村等。u 環(huán)境生態(tài)學(xué)環(huán)境生態(tài)學(xué)中環(huán)境的概念中環(huán)境的概念指某一特定生物個體或生物群體以外的空間，以及直接指某一特定生物個體或

5、生物群體以外的空間，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。或間接影響該生物體或生物群體生存的一切事物的總和。由許多環(huán)境要素構(gòu)成，這些環(huán)境要素稱環(huán)境因子。由許多環(huán)境要素構(gòu)成，這些環(huán)境要素稱環(huán)境因子。l 按環(huán)境的主體可分為：按環(huán)境的主體可分為： 以人類為主體的以人類為主體的人類環(huán)境人類環(huán)境，在此類環(huán)境中其他的生命物質(zhì)，在此類環(huán)境中其他的生命物質(zhì)和非生命物質(zhì)都被視為人類環(huán)境要素。這是環(huán)境科學(xué)中所和非生命物質(zhì)都被視為人類環(huán)境要素。這是環(huán)境科學(xué)中所指的環(huán)境；指的環(huán)境； 以生物為主體的以生物為主體的生物環(huán)境生物環(huán)境，即生物體以外的所有自然條件，即生物體以外的所有自然條件稱為稱為環(huán)境環(huán)境

6、。這是一般生態(tài)學(xué)書刊上所采用的分類方法。這是一般生態(tài)學(xué)書刊上所采用的分類方法。二、環(huán)境的類型二、環(huán)境的類型l 按環(huán)境的性質(zhì)將環(huán)境分成：按環(huán)境的性質(zhì)將環(huán)境分成： 自然環(huán)境；自然環(huán)境； 半自然環(huán)境半自然環(huán)境(被人類破壞干涉的自然環(huán)境被人類破壞干涉的自然環(huán)境)； 社會環(huán)境。社會環(huán)境。l 根據(jù)環(huán)境范圍的大小分：根據(jù)環(huán)境范圍的大小分： 1. 宇宙環(huán)境：宇宙環(huán)境：指地球大氣圈以外的宇宙空間。指地球大氣圈以外的宇宙空間。2. 地球環(huán)境（生物圈）：地球環(huán)境（生物圈）：指地球上有生命存在的部分。指地球上有生命存在的部分。 3. 區(qū)域環(huán)境：區(qū)域環(huán)境：指生物圈內(nèi)形成的不同區(qū)域。指生物圈內(nèi)形成的不同區(qū)域。 成因：由于

7、地形、氣候各自然圈層配合上的差異而形成成因：由于地形、氣候各自然圈層配合上的差異而形成的生物圈內(nèi)不同的地區(qū)環(huán)境。的生物圈內(nèi)不同的地區(qū)環(huán)境。4. 生境：生境：指在一定時間內(nèi)具體的生物個體和群體生活地段上指在一定時間內(nèi)具體的生物個體和群體生活地段上的生態(tài)環(huán)境。也稱棲息地。的生態(tài)環(huán)境。也稱棲息地。5. 小環(huán)境：小環(huán)境：指接近生物個體表面的環(huán)境。指接近生物個體表面的環(huán)境。6. 內(nèi)環(huán)境：內(nèi)環(huán)境：指生物體內(nèi)組織或細(xì)胞間的環(huán)境。指生物體內(nèi)組織或細(xì)胞間的環(huán)境。 l1972年，年，Dajoz依據(jù)生物有機(jī)體對環(huán)境的反應(yīng)和適應(yīng)性進(jìn)行分類，依據(jù)生物有機(jī)體對環(huán)境的反應(yīng)和適應(yīng)性進(jìn)行分類，將環(huán)境因子將環(huán)境因子第一性周期因子

8、第一性周期因子、次生性周期因子次生性周期因子及及非周期性因子非周期性因子。三、環(huán)境因子的分類三、環(huán)境因子的分類l 美國生態(tài)學(xué)家美國生態(tài)學(xué)家R.F.Daubenminre(1947)將環(huán)境因子分為將環(huán)境因子分為3大類大類: 氣候類、氣候類、 土壤類和生物類；土壤類和生物類；7個并列的項目：個并列的項目：土壤、水分、溫度、光照、大氣、火和生物土壤、水分、溫度、光照、大氣、火和生物因子。因子。第一層第一層，植物生長所必需的環(huán)境因子（如，溫、光、水等）；，植物生長所必需的環(huán)境因子（如，溫、光、水等）；第二層第二層，不以植被是否存在而發(fā)生的對植物有影響的環(huán)境因子，不以植被是否存在而發(fā)生的對植物有影響的環(huán)

9、境因子（例如，風(fēng)暴、火山爆發(fā)、洪澇等）；（例如，風(fēng)暴、火山爆發(fā)、洪澇等）；第三層第三層，存在與發(fā)生受植被影響，反過來又直接或間接影響植，存在與發(fā)生受植被影響，反過來又直接或間接影響植被的環(huán)境因子（例如，放牧、火燒等）。被的環(huán)境因子（例如，放牧、火燒等）。l Gill（1975）將非生物的環(huán)境因子分為）將非生物的環(huán)境因子分為3個層次：個層次：（一）光照強(qiáng)度的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)（一）光照強(qiáng)度的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)影響植物葉綠素的形成（黃化現(xiàn)象）影響植物葉綠素的形成（黃化現(xiàn)象）影響植物細(xì)胞的增長和分裂、組織器官的生長和分化影響植物細(xì)胞的增長和分裂、組織器官的生長和分化 影響植物花果的數(shù)量和質(zhì)量。影

10、響植物花果的數(shù)量和質(zhì)量。影響動物的生長發(fā)育影響動物的生長發(fā)育影響動物的體色影響動物的體色第二節(jié)第二節(jié) 生物與環(huán)境因子的相互作用生物與環(huán)境因子的相互作用一、光因子的生態(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)1. 光強(qiáng)對生物生長發(fā)育和形態(tài)建成的作用光強(qiáng)對生物生長發(fā)育和形態(tài)建成的作用植物對光照強(qiáng)度的適應(yīng)類型植物對光照強(qiáng)度的適應(yīng)類型陽性植物，陰性植物，中性植物。陽性植物，陰性植物，中性植物。2. 植物對光照強(qiáng)度的適應(yīng)植物對光照強(qiáng)度的適應(yīng)喜陽植物（向日葵）喜陽植物（向日葵）喜陰植物（三七）喜陰植物（三七）（二）光質(zhì)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)（二）光質(zhì)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)1.1.光譜組成光譜組成2

11、.光質(zhì)變化對生物的影響光質(zhì)變化對生物的影響u光質(zhì)的生態(tài)作用光質(zhì)的生態(tài)作用l 光質(zhì)對光質(zhì)對植物植物光合作用的影響光合作用的影響l 光質(zhì)對植物光合作用產(chǎn)物的影響光質(zhì)對植物光合作用產(chǎn)物的影響l 光質(zhì)對植物形態(tài)的影響光質(zhì)對植物形態(tài)的影響 植物植物葉綠素的吸收光譜葉綠素的吸收光譜l可見光可見光對動物對動物生殖、體色變化、遷徙、毛羽更換、生長生殖、體色變化、遷徙、毛羽更換、生長發(fā)育發(fā)育有影響。有影響。l不可見光不可見光：大多數(shù)脊椎動物的可見光波范圍與人接近，但：大多數(shù)脊椎動物的可見光波范圍與人接近，但昆蟲則偏于短波光，大致在昆蟲則偏于短波光，大致在250-700nm之間，它們看不見紅之間，它們看不見紅外光

12、，卻看得見紫外光。而且許多昆蟲對紫外光有趨光性，外光，卻看得見紫外光。而且許多昆蟲對紫外光有趨光性，這種趨光現(xiàn)象已被用來誘殺農(nóng)業(yè)害蟲。這種趨光現(xiàn)象已被用來誘殺農(nóng)業(yè)害蟲。 動物動物（三）（三） 生物對光周期的適應(yīng)生物對光周期的適應(yīng)光周期現(xiàn)象：光周期現(xiàn)象：Garner等人等人(1920)發(fā)現(xiàn)明相暗相交替與長短發(fā)現(xiàn)明相暗相交替與長短對植物的開花結(jié)實有很大的影響。這種生物生長發(fā)育繁殖對植物的開花結(jié)實有很大的影響。這種生物生長發(fā)育繁殖遷徙過程中適應(yīng)日照長度有規(guī)律的隨季節(jié)晝夜變化的現(xiàn)象遷徙過程中適應(yīng)日照長度有規(guī)律的隨季節(jié)晝夜變化的現(xiàn)象稱稱光周期現(xiàn)象光周期現(xiàn)象。1. 植物光周期現(xiàn)象植物光周期現(xiàn)象 對繁殖對繁

13、殖(開花開花)的影響的影響n長日照植物、短日照植物、中日照植物、中間型植物長日照植物、短日照植物、中日照植物、中間型植物。（不同光照時間對開花的作用而定）（不同光照時間對開花的作用而定）n植物光周期的應(yīng)用：雜交、抗性選育、異地種植植物光周期的應(yīng)用：雜交、抗性選育、異地種植植物開花對日照長度的反應(yīng)植物開花對日照長度的反應(yīng)2. 動物光周期現(xiàn)象動物光周期現(xiàn)象u 鳥類的光周期現(xiàn)象鳥類的光周期現(xiàn)象u 魚類的魚類的生殖與遷徙生殖與遷徙的光周期的光周期u 昆蟲昆蟲滯育滯育的光周期的光周期u 動物生殖動物生殖換毛換羽換毛換羽的光周期的光周期1. 溫度與生物的生長溫度與生物的生長 二、溫度的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)

14、二、溫度的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)（一）溫度因子的生態(tài)作用（一）溫度因子的生態(tài)作用溫度與生物生長：溫度與生物生長： 生長生長 “三基點三基點”最低、最適、最高溫度。最低、最適、最高溫度。 在一定溫度范圍內(nèi)，生物生長的速率與溫度成在一定溫度范圍內(nèi)，生物生長的速率與溫度成正比；正比；2. 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)律是有效積溫有效積溫。（二）極端溫度對生物的影響與生物的適應(yīng)（二）極端溫度對生物的影響與生物的適應(yīng)1. 低溫對生物的影響：低溫對生物的影響：當(dāng)溫度低于臨界（下限）溫度當(dāng)溫度低于臨界（下限）溫度 ，生，生物便會因低溫而物便會因低溫而寒害和凍

15、害寒害和凍害。u 極端溫度對生物的影響極端溫度對生物的影響2. 高溫對生物的影響：高溫對生物的影響：當(dāng)溫度超過臨界（上限）溫度，對當(dāng)溫度超過臨界（上限）溫度，對生物產(chǎn)生有害作用。生物產(chǎn)生有害作用。致死原因：蛋白質(zhì)變性；理化過程失調(diào)；代謝中毒；致死原因：蛋白質(zhì)變性；理化過程失調(diào)；代謝中毒；生物膜結(jié)構(gòu)變化；供氧不足等。生物膜結(jié)構(gòu)變化；供氧不足等。 u 生物對極端溫度的適應(yīng)生物對極端溫度的適應(yīng) 植物植物 形態(tài)結(jié)構(gòu)：油脂、鱗片、短小、匍匐狀，厚皮形態(tài)結(jié)構(gòu)：油脂、鱗片、短小、匍匐狀，厚皮 生理適應(yīng)：細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)含量變化（糖類）生理適應(yīng)：細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)含量變化（糖類） 行為適應(yīng)：休眠行為適應(yīng)：休眠1. 生物對低

16、溫的適應(yīng)生物對低溫的適應(yīng)（1）貝格曼（）貝格曼（Bergman）規(guī)律：生活在高緯度地區(qū)的恒溫動物，其身體往）規(guī)律：生活在高緯度地區(qū)的恒溫動物，其身體往往比生活在低緯度地區(qū)的同類個體大。因為個體大的動物，其單位體往比生活在低緯度地區(qū)的同類個體大。因為個體大的動物，其單位體重散熱量相對較少。重散熱量相對較少。（2）阿倫（）阿倫（Allen）規(guī)律：恒溫動物身體的突出部分如四肢、尾巴和外耳）規(guī)律：恒溫動物身體的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低溫環(huán)境下有變小變短的趨勢。等在低溫環(huán)境下有變小變短的趨勢。（3）恒溫動物在寒冷地區(qū)和寒冷季節(jié)增加毛或羽毛的數(shù)量和質(zhì)量或增加皮）恒溫動物在寒冷地區(qū)和寒冷季節(jié)增加毛或

17、羽毛的數(shù)量和質(zhì)量或增加皮下脂肪的厚度，從而提高身體的隔熱性能。下脂肪的厚度，從而提高身體的隔熱性能。動物動物形態(tài)結(jié)構(gòu)：形態(tài)結(jié)構(gòu)：北極狐北極狐赤狐赤狐大耳狐大耳狐u生理適應(yīng)：生理適應(yīng)：增加體內(nèi)熱量增加體內(nèi)熱量u行為適應(yīng)：行為適應(yīng)：遷徙、冬眠、冬睡、滯育、集群遷徙、冬眠、冬睡、滯育、集群2. 生物對高溫的適應(yīng)生物對高溫的適應(yīng)l 植物：密毛、鱗片濾光；體色反光；葉緣向上或植物：密毛、鱗片濾光；體色反光；葉緣向上或暫時折疊，減少輻射傷害；干和莖具厚的木栓層，暫時折疊，減少輻射傷害；干和莖具厚的木栓層，絕熱。絕熱。l 動物：體形變小，外露部分增大；背部具厚的脂動物：體形變小，外露部分增大；背部具厚的脂肪

18、隔熱層。肪隔熱層。 形態(tài)上的適應(yīng)形態(tài)上的適應(yīng):生理上的適應(yīng)生理上的適應(yīng)l植物：降低細(xì)胞含水量，增加糖或鹽濃度，減緩植物：降低細(xì)胞含水量，增加糖或鹽濃度，減緩代謝率；降低體溫。代謝率；降低體溫。l動物：放寬恒溫范圍；貯存熱量，減少內(nèi)外溫差。動物：放寬恒溫范圍；貯存熱量，減少內(nèi)外溫差。行為上的適應(yīng)行為上的適應(yīng)l植物：關(guān)閉氣孔。植物：關(guān)閉氣孔。l動物：休眠，穴居，晝伏夜出等。動物：休眠，穴居，晝伏夜出等。影響生物地理分布的因素：影響生物地理分布的因素： 有效總積溫有效總積溫，極端溫度極端溫度（最高、最低溫度）（最高、最低溫度）高溫限制生物分布的原因主要是破壞生物體內(nèi)的代謝過程高溫限制生物分布的原因主要是破壞生物體內(nèi)的代謝過程和光合呼吸平衡；并且植物因得不到必要的低溫刺激而不和光合呼吸平衡；并且植物因得不到必要的低溫刺激而不能完成發(fā)育階段。能完成發(fā)育階段。低溫對生物分布的限制作用更為明顯，對植物和變溫動物低溫對生物分布的限制作用更為明顯，對植物和變溫動物來說，決定其水平分布北界和垂直分布上限的主要因素就來說，決定其水平分布北界和垂直分布上限的主要因素就是低溫。是低溫。3、溫度與生物的地理分布、溫度與生物的地理分布溫周期現(xiàn)象：溫周期現(xiàn)象：由于地表太陽輻射的周期性變化產(chǎn)