第二章-生物與環(huán)境課件

第二章生物與環(huán)境第二章生物與環(huán)境第一節(jié)第一節(jié)地球水蒸氣N2H2SH2NH3CH4紫外線(xiàn)46億年前的大氣成分為原始生命的產(chǎn)生提供了條件復(fù)雜的化合物生命活性的大分子

(蛋白質(zhì)和能夠自我復(fù)制的核酸分子)光合自養(yǎng)生物綠色植物等……（一）生命的起源一、生命的起源與進(jìn)化地球水蒸氣N2H2SH2NH3CH4紫外線(xiàn)46億年前的大氣成（二）生物種的概念1.生物種的概念物種是客觀(guān)存在的，是由內(nèi)在諸多因素（特征、遺傳、生理、生態(tài)、行為）共同決定的個(gè)體的集合，是自然界中的一個(gè)基本進(jìn)化單位和功能單位?；蛐停悍N的遺傳本質(zhì)，生物性狀表現(xiàn)必須具備的內(nèi)在因素。表型：與環(huán)境結(jié)合后實(shí)際表現(xiàn)出的可見(jiàn)性狀。2.種的性狀分類(lèi)在生物界的漫長(zhǎng)歷程中，種的分化是生物對(duì)環(huán)境異質(zhì)性的適應(yīng)結(jié)果。（二）生物種的概念1.生物種的概念物種是客觀(guān)存在的，是由內(nèi)（三）生物的協(xié)同進(jìn)化生物的進(jìn)化由遺傳變異和自然選擇共同作用，形成了生物與環(huán)境間的協(xié)同發(fā)展。1.生物的進(jìn)化

生命是適應(yīng)環(huán)境的一種特殊的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，并由于遺傳變異和自然選擇的作用而向著更高級(jí)、更適應(yīng)環(huán)境的方向進(jìn)化。生命的存在是一個(gè)不斷適應(yīng)環(huán)境的過(guò)程，同時(shí)，生命也在這個(gè)過(guò)程中不斷地改變著環(huán)境，這就是生物與環(huán)境間的協(xié)同發(fā)展。（三）生物的協(xié)同進(jìn)化生物的進(jìn)化由遺傳變異和自然選擇共同作用（三）生物的協(xié)同進(jìn)化2.生物的協(xié)同進(jìn)化生物間的協(xié)同進(jìn)化，主要是由于生物個(gè)體的進(jìn)化過(guò)程是在其環(huán)境的選擇壓力下進(jìn)行的。因此，一個(gè)物種的進(jìn)化必然會(huì)改變作用于其他生物的選擇壓力，引起其他生物也發(fā)生變化，這些變化反過(guò)來(lái)又會(huì)引起相關(guān)物種的進(jìn)一步變化。這種兩個(gè)相互作用的物種在進(jìn)化過(guò)程中發(fā)展的相互適應(yīng)的共同進(jìn)化過(guò)程即為協(xié)同進(jìn)化(coevolution)。在很多情況下，兩個(gè)或更多物種的單獨(dú)進(jìn)化常常互相影響，形成一個(gè)相互作用的協(xié)同適應(yīng)系統(tǒng)(coadaptedsystem)。（三）生物的協(xié)同進(jìn)化2.生物的協(xié)同進(jìn)化生物間的協(xié)同進(jìn)化，主（三）生物的協(xié)同進(jìn)化生物協(xié)同進(jìn)化的四種情況：互惠共生的物種間，常以盡量減少損害對(duì)方的方式而實(shí)現(xiàn)互利共生和協(xié)同進(jìn)化。（三）生物的協(xié)同進(jìn)化生物協(xié)同進(jìn)化的四種情況：互惠共生的物種二、生物多樣性（一）生物多樣性概念生物多樣性就是“生物類(lèi)群層次結(jié)構(gòu)和功能的多樣性”。生物多樣性一般包括四個(gè)層次：不同層次基因水平分子細(xì)胞個(gè)體物種水平生物區(qū)系特點(diǎn)物種的瀕危狀況滅絕速率變動(dòng)及機(jī)制保護(hù)物種和持續(xù)利用生態(tài)系統(tǒng)水平生境的多樣性生物群落的多樣性生態(tài)過(guò)程的多樣性多樣化和變異性景觀(guān)空間結(jié)構(gòu)功能機(jī)制時(shí)間動(dòng)態(tài)二、生物多樣性（一）生物多樣性概念生物多樣性就是“生物類(lèi)（二）影響生物多樣性的因素1.物種生物量

Tilman(1994)：在一個(gè)閾值內(nèi)，物種數(shù)越多，生物量越高2.物種屬性物種屬性如行為等能對(duì)它棲息的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生積累性影響3.物種庫(kù)種質(zhì)庫(kù)建設(shè)對(duì)于物種多樣性的保護(hù)具有特別重要的意義4.輸入環(huán)境的總能量能量－多樣性假說(shuō)（二）影響生物多樣性的因素1.物種生物量（二）影響生物多樣性的因素5.緯度、棲息地異質(zhì)性和生產(chǎn)力從區(qū)域范圍考慮，物種數(shù)量隨自然條件的適宜性、棲息地異質(zhì)性、與散布中心的隔離程度和初級(jí)生產(chǎn)力的變化而變化6.生物地化循環(huán)生物多樣性水平與土壤營(yíng)養(yǎng)物之間存在密切關(guān)系7.系統(tǒng)穩(wěn)定性在一定程度上，生物多樣性越高、越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)越穩(wěn)定（二）影響生物多樣性的因素5.緯度、棲息地異質(zhì)性和生產(chǎn)力第二節(jié)第二節(jié)一、環(huán)境的概念環(huán)境是一個(gè)相對(duì)的概念，它是指某一特定生物個(gè)體或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要素的總和。在環(huán)境科學(xué)中，一般以人類(lèi)為主體，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(lèi)生活和發(fā)展的各種因素的總體。通常人們所說(shuō)的環(huán)境是指地球環(huán)境，也有人稱(chēng)為地理環(huán)境。大氣圈水圈巖石圈生物圈環(huán)境一、環(huán)境的概念環(huán)境是一個(gè)相對(duì)的概念，它是指某一特定生物個(gè)體或二、環(huán)境的類(lèi)型按環(huán)境的主體分，目前有兩種體系：以人為主體，其他的生命物質(zhì)和非生命物質(zhì)都被視為環(huán)境要素。這類(lèi)環(huán)境稱(chēng)為人類(lèi)環(huán)境。在環(huán)境科學(xué)中，多數(shù)學(xué)者都采用這種分類(lèi)方法。以生物為主體，生物體以外的所有自然條件稱(chēng)為環(huán)境，這是一般生態(tài)學(xué)書(shū)刊上采用的分類(lèi)方法。按環(huán)境的性質(zhì)可分成：自然環(huán)境：未經(jīng)破壞的天然環(huán)境半自然環(huán)境：人類(lèi)作用于自然界后發(fā)生變化了的環(huán)境社會(huì)環(huán)境：如聚落環(huán)境，生產(chǎn)環(huán)境、交通環(huán)境及文化環(huán)境等按環(huán)境的范圍大小，可分為：宇宙環(huán)境：大氣層以外的宇宙空間地球環(huán)境：大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈區(qū)域環(huán)境：區(qū)域環(huán)境是指占有某一特定地域空間的自然環(huán)境微環(huán)境：區(qū)域環(huán)境中由于某一個(gè)（或幾個(gè)）圈層的細(xì)微變化而產(chǎn)生的環(huán)境差異所形成的小環(huán)境內(nèi)環(huán)境：內(nèi)環(huán)境是指生物體內(nèi)組織或細(xì)胞間的環(huán)境二、環(huán)境的類(lèi)型按環(huán)境的主體分，目前有兩種體系：三、環(huán)境因子的分類(lèi)生物因素食物種內(nèi)種間基本上是變動(dòng)因素密度制約因素反應(yīng)因素生物因素其他因素氣候以外的自然因素水域環(huán)境土壤環(huán)境變動(dòng)因素（非周期性變動(dòng)）相對(duì)濕度水變動(dòng)因素（有周期性變動(dòng)）氣候因素光溫度穩(wěn)定因素非密度制約因素非反應(yīng)因素非生物因素綜合性Мончадский

（1953）Smith

（1935）Nicholson（1933）Allee（1949）三、環(huán)境因子的分類(lèi)生物因素基本上是變動(dòng)因素密度制約反應(yīng)因素生第三節(jié)第三節(jié)一、光因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)光是地球上所有生物得以生存和繁衍的最主要的能量源泉，地球上生物生活所必需的全部能量，幾乎都直接或間接地源于太陽(yáng)光能。綠色植物的光合系統(tǒng)是太陽(yáng)能以化學(xué)能的形式進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的唯一通路，也是食物鏈的起點(diǎn)。光本身又是一個(gè)十分復(fù)雜的環(huán)境因子，太陽(yáng)光輻射強(qiáng)度、光質(zhì)及光的周期性變化等都對(duì)生物的生長(zhǎng)發(fā)育和地理分布產(chǎn)生深刻的影響，而生物本身對(duì)光因子的變化也有著極其多樣的響應(yīng)。一、光因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)光是地球上所有生物得以生存和（一）光強(qiáng)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)1.光強(qiáng)對(duì)生物生長(zhǎng)發(fā)育和形態(tài)建成的作用光照強(qiáng)度對(duì)植物細(xì)胞的增長(zhǎng)和分化、體積的增長(zhǎng)和重量的增加關(guān)系密切；光還能促進(jìn)組織和器官的分化，制約著器官的生長(zhǎng)發(fā)育速度，使植物各器官和組織保持發(fā)育上的正常比例。蛙卵、鮭魚(yú)卵在有光情況下孵化快，發(fā)育也快；貽貝和生活在海洋深處的浮游生物則在黑暗情況下長(zhǎng)得較快。黑暗環(huán)境光照環(huán)境黃化現(xiàn)象（etiolationphenomenon）是光與形態(tài)建成的各種關(guān)系中最極端的典型例子，黃化是植物對(duì)黑暗環(huán)境的特殊適應(yīng)。（一）光強(qiáng)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)1.光強(qiáng)對(duì)生物生長(zhǎng)發(fā)育和形態(tài)（一）光強(qiáng)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)2.光照強(qiáng)度與水生植物光的穿透性限制著植物在海洋和湖泊中的分布：在海洋表層的透光帶上部，植物的光合作用量大于呼吸量在補(bǔ)償點(diǎn)處，植物的光合作用量與呼吸消耗平衡沉降到補(bǔ)償點(diǎn)以下又不能很快回到表層時(shí)死亡（一）光強(qiáng)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)2.光照強(qiáng)度與水生植物（一）光強(qiáng)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)3.植物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)類(lèi)型一定范圍內(nèi)，光合作用的效率與光強(qiáng)成正比，但到達(dá)一定強(qiáng)度光合效率不會(huì)再增加，若繼續(xù)增加光強(qiáng)，光合效率下降。光合作用與光照強(qiáng)度（一）光強(qiáng)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)3.植物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)類(lèi)型光照強(qiáng)度凈光合總光合黑暗中釋放的CO2量CO2吸收量CO2放出量氣體交換光補(bǔ)償點(diǎn)光合速率與呼吸速率相等時(shí)的光照強(qiáng)度光飽和點(diǎn)光合速率達(dá)到最大值時(shí)的光強(qiáng)光強(qiáng)超過(guò)一定范圍后，光合功能下降的現(xiàn)象光抑制光合作用與光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度凈光合總光合黑暗中釋放的CO2量CO2吸收量CO2放植物的午休現(xiàn)象時(shí)間光合速率1114－光強(qiáng)過(guò)強(qiáng)－氣孔關(guān)閉，水分不足光合作用與光照強(qiáng)度植物的午休現(xiàn)象時(shí)間光合速率1114－光強(qiáng)過(guò)強(qiáng)光合作用與光照強(qiáng)（一）光強(qiáng)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)3.植物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)類(lèi)型陽(yáng)生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)位置較高，光合速率和呼吸速率都比較高。陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)位置較低，光合速率和呼吸速率都比較低。陽(yáng)地植物(A)和陰地植物(B)光補(bǔ)償點(diǎn)位置示意圖（Emberlin,1983）CP：光補(bǔ)償點(diǎn)（一）光強(qiáng)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)3.植物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)類(lèi)型（二）光質(zhì)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)空間變化光質(zhì)即光的波長(zhǎng)組成狀況是隨空間發(fā)生變化的，其一般規(guī)律是隨緯度增加短波光減少，隨海拔升高短波光增加。時(shí)間變化一年之中，冬季長(zhǎng)波光增多，夏季短波光增多；一天之中，中午短波光最多，早晚長(zhǎng)波光較多。波長(zhǎng)不同波長(zhǎng)的光對(duì)生物有不同的作用，植物葉片對(duì)日光的吸收、反射和透射的程度直接與波長(zhǎng)有關(guān)。（二）光質(zhì)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)空間變化（二）光質(zhì)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)光合作用的光譜范圍只是可見(jiàn)光區(qū)。不同的光質(zhì)對(duì)植物的光合作用、色素形成、向光性、形態(tài)建成的誘導(dǎo)等的影響是不同的。生理有效輻射紅、橙光被葉綠素吸收藍(lán)紫光被葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素吸收生理無(wú)效輻射綠光則很少被吸收利用可見(jiàn)光

植物（二）光質(zhì)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)光合作用的光譜范圍只是可見(jiàn)光（二）光質(zhì)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)不可見(jiàn)光對(duì)生物的影響也是多方面的。例如：紫外光有致死作用，特別是細(xì)菌，病毒及微生物。紫外光是昆蟲(chóng)新陳代謝所必需的，與維生素Ｄ的產(chǎn)生關(guān)系密切。不可見(jiàn)光

生物可見(jiàn)光

動(dòng)物可見(jiàn)光對(duì)動(dòng)物生殖、體色變化、遷徙、毛羽更換、生長(zhǎng)及發(fā)育等都有影響（二）光質(zhì)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)不可見(jiàn)光對(duì)生物的影響也是多方北半球不同緯度處的日照長(zhǎng)度－赤道地區(qū)：

光照長(zhǎng)短晝夜平分，終年不變－北半球：

隨緯度升高，夏季日照逐漸增長(zhǎng)；冬季反之－兩極：

北極夏半年晝，冬半年夜；南極反之（三）生物對(duì)光周期的適應(yīng)北半球不同緯度處的日照長(zhǎng)度－赤道地區(qū)：（三）生物對(duì)光周期的適（三）生物對(duì)光周期的適應(yīng)光照長(zhǎng)度超度12～14h叫長(zhǎng)日照光照長(zhǎng)度不足8～10h叫短日照光周期現(xiàn)象由于分布在地球各地的動(dòng)物、植物長(zhǎng)期生活在具有一定光照長(zhǎng)短變化格局的環(huán)境中，借助自然選擇和進(jìn)化，形成了各類(lèi)生物所特有的對(duì)日照長(zhǎng)短變化的反應(yīng)方式（三）生物對(duì)光周期的適應(yīng)光照長(zhǎng)度超度12～14h叫長(zhǎng)日照光（三）生物對(duì)光周期的適應(yīng)1.植物的光周期長(zhǎng)日照植物：日照時(shí)間超過(guò)一定數(shù)值才開(kāi)花，如牛蒡、紫菀、鳳仙花和除蟲(chóng)菊等。短日照植物：日照時(shí)間短于一定數(shù)值才開(kāi)花，如蒼耳、菊類(lèi)、水稻、玉米、大豆等。中間性植物：只要其他條件合適，什么日照條件下都開(kāi)花，如黃瓜、番茄、蒲公英等。（三）生物對(duì)光周期的適應(yīng)1.植物的光周期長(zhǎng)日照植物：日照時(shí)間（三）生物對(duì)光周期的適應(yīng)2.動(dòng)物的光周期鳥(niǎo)類(lèi)的遷移和生殖時(shí)間是由日照長(zhǎng)度決定的。魚(yú)類(lèi)的生殖和遷移受光周期影響，特別是光照充足的表層水魚(yú)類(lèi)。昆蟲(chóng)的代謝和發(fā)育受光周期的影響。哺乳動(dòng)物的生殖和換毛受光周期的影響。日照長(zhǎng)短和變化是許多動(dòng)物進(jìn)行遷移、生殖、換毛等生命活動(dòng)最可靠的信號(hào)系統(tǒng)。（三）生物對(duì)光周期的適應(yīng)2.動(dòng)物的光周期鳥(niǎo)類(lèi)的遷移和生殖時(shí)間二、溫度因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)太陽(yáng)輻射使地表受熱，產(chǎn)生氣溫、水溫和土壤溫度的變化。溫度因子和光因子一樣呈周期性變化，稱(chēng)為節(jié)律性變溫。節(jié)律性變溫和極端溫度都對(duì)生物的生長(zhǎng)發(fā)育有著十分重要的生態(tài)學(xué)意義。二、溫度因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)太陽(yáng)輻射使地表受熱，產(chǎn)生氣（一）溫度因子的生態(tài)作用1.溫度與生物生長(zhǎng)生物的三基點(diǎn)：參與生物生命活動(dòng)中生理生化過(guò)程中的酶的活性有最低溫度、最適溫度、最高溫度，相應(yīng)的則是生物生長(zhǎng)的“三基點(diǎn)”。在一定范圍內(nèi)，生物的生長(zhǎng)速率與溫度成正比。使蛋白質(zhì)凝固，酶系統(tǒng)失活；高溫低溫將引起細(xì)胞膜滲透性改變、脫水、蛋白質(zhì)沉淀等不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)變化。（一）溫度因子的生態(tài)作用1.溫度與生物生長(zhǎng)使蛋白質(zhì)凝固，酶（一）溫度因子的生態(tài)作用2.溫度與生物發(fā)育生物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，需從環(huán)境中攝取一定的熱量才能完成某一階段的發(fā)育，而且某一特定生物類(lèi)別各發(fā)育階段所需要的總熱量是一個(gè)常數(shù)。有效積溫法則K=N（t-t0）式中，K——生物所需的有效積溫

N——天數(shù)，d

t——當(dāng)?shù)卦摃r(shí)期的平均溫度，℃

t0——生物生長(zhǎng)活動(dòng)所需最低臨界溫度(生物學(xué)零度)，℃（一）溫度因子的生態(tài)作用2.溫度與生物發(fā)育有效積溫法則K生物的生長(zhǎng)和發(fā)育常有一個(gè)溫度下限值，低于這個(gè)溫度值，生物就停止生長(zhǎng)和發(fā)育。由于植物開(kāi)始生長(zhǎng)發(fā)育的溫度通常都在零度以上，所以，又將植物開(kāi)始生長(zhǎng)的溫度稱(chēng)為生物學(xué)零度或發(fā)育起點(diǎn)溫度。下限溫度以上的溫度累加值，即為有效積溫。生物學(xué)零度生物的生長(zhǎng)和發(fā)育常有一個(gè)溫度下限值，低于這個(gè)溫度值，生物就停（二）極端溫度對(duì)生物的影響及生物的適應(yīng)1.低溫環(huán)境對(duì)生物的影響和生物對(duì)低溫環(huán)境的適應(yīng)在形態(tài)方面：北極和高山植物的芽和葉片常受到油脂類(lèi)物質(zhì)的保護(hù)，芽具鱗片，植物體表面生有蠟粉和密毛，顏色深暗，植物矮小并常成匍匐狀、墊狀或蓮座狀等，這種形態(tài)能增加熱量吸收，減少熱量散失，有利于保持溫度，減輕嚴(yán)寒的影響。生活在高緯度地區(qū)的恒溫動(dòng)物，其身體往往比生活在低緯度地區(qū)的同類(lèi)個(gè)體大，因?yàn)閭€(gè)體大的動(dòng)物，其單位體重散熱量相對(duì)減少。貝格曼（Bergman）規(guī)律（二）極端溫度對(duì)生物的影響及生物的適應(yīng)1.低溫環(huán)境對(duì)生物的（二）極端溫度對(duì)生物的影響及生物的適應(yīng)1.低溫環(huán)境對(duì)生物的影響和生物對(duì)低溫環(huán)境的適應(yīng)在形態(tài)方面：阿倫（Allen）規(guī)律恒溫動(dòng)物身體的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低溫環(huán)境中有變小變短的趨勢(shì)，是減少散熱的一種形態(tài)適應(yīng)，稱(chēng)為阿倫規(guī)律。北極狐的外耳明顯短于溫帶的赤狐，赤狐的外耳又明顯短于熱帶的大耳狐。（二）極端溫度對(duì)生物的影響及生物的適應(yīng)1.低溫環(huán)境對(duì)生物的（二）極端溫度對(duì)生物的影響及生物的適應(yīng)1.低溫環(huán)境對(duì)生物的影響和生物對(duì)低溫環(huán)境的適應(yīng)在生理方面：植物常通過(guò)減少細(xì)胞中的水分和增加細(xì)胞中的糖類(lèi)、脂肪或色素等物質(zhì)來(lái)降低植物的冰點(diǎn)，增加抗寒能力。在寒冷季葉片變紅，能吸收更多的紅外線(xiàn)。例如鹿蹄草就是通過(guò)在葉細(xì)胞中大量貯存五碳糖、黏液等物質(zhì)來(lái)降低冰點(diǎn)的，這可使其結(jié)冰溫度從0℃下降到零下31℃。動(dòng)物則靠增加體內(nèi)產(chǎn)熱量來(lái)增強(qiáng)御寒能力和保持恒定的體溫。寒帶動(dòng)物由于有隔熱性能良好的毛皮，往往能使其在少增加甚至不增加代謝產(chǎn)熱的情況下就能保持恒定的體溫。植物動(dòng)物（二）極端溫度對(duì)生物的影響及生物的適應(yīng)1.低溫環(huán)境對(duì)生物的（二）極端溫度對(duì)生物的影響及生物的適應(yīng)2.生物對(duì)高溫環(huán)境的適應(yīng)表現(xiàn)在形態(tài)、生理和行為三個(gè)方面有些植物生有密絨毛和鱗片，能過(guò)濾一部分陽(yáng)光；有些植物體呈白色，葉片革質(zhì)發(fā)光，能反射大部分陽(yáng)光；有些植物葉片垂直排列或葉片折疊，減少光的吸收面積；還有些植物主要減低細(xì)胞含水量，增加糖或鹽的濃度，這有利于減緩代謝速率和增加原生質(zhì)的抗凝結(jié)力。動(dòng)物對(duì)高溫環(huán)境的一個(gè)重要適應(yīng)是適當(dāng)放松恒溫性，在高溫時(shí)吸收熱量等到環(huán)境適當(dāng)或到陰涼處釋放熱量。沙漠中的嚙齒動(dòng)物對(duì)高溫環(huán)境常常采取行為上的適應(yīng)對(duì)策，即夏眠、穴居或晝伏夜出。植物對(duì)高溫的適應(yīng)動(dòng)物對(duì)高溫的適應(yīng)（二）極端溫度對(duì)生物的影響及生物的適應(yīng)2.生物對(duì)高溫環(huán)境的（二）極端溫度對(duì)生物的影響及生物的適應(yīng)3.溫度與生物的地理分布極端溫度（最高溫度、最低溫度）是限制生物分布的最重要條件。高溫：白樺、云杉不能在華北平原生長(zhǎng)；蘋(píng)果、梨、桃不能在熱帶開(kāi)花結(jié)果；黃山松分布在1000-1200米以上；菜粉蝶不能忍受26℃以上的氣溫。低溫：橡膠分布區(qū)低于北緯24°40ˊ（云南盈江），海拔960米以下；劍麻是北緯26°，海拔900米以下；椰子是24°30ˊ（廈門(mén)），海拔640米以下（海南）；東亞飛蝗的北界為等溫線(xiàn)13.6℃（二）極端溫度對(duì)生物的影響及生物的適應(yīng)3.溫度與生物的地理（二）極端溫度對(duì)生物的影響及生物的適應(yīng)4.變溫對(duì)生物的影響通常，變溫處理將有助于種子有效的萌發(fā)，特別是藥用植物以及芹菜、煙草等。變溫能提高種子萌發(fā)率，這是由于降溫后可增加氧在細(xì)胞中的溶解度，從而改善了萌發(fā)中的通氣條件。變溫通過(guò)改變植物的生理現(xiàn)象如呼吸、蒸騰等，可以造成糖分在體內(nèi)的大量聚集，如新疆的哈密瓜特別甜，就是這個(gè)原因造成的。（二）極端溫度對(duì)生物的影響及生物的適應(yīng)4.變溫對(duì)生物的影響（一）水因子的生態(tài)作用1.水是生物生存的重要條件水是生物體的重要組成部分。植物體一般含水量達(dá)60％～80％，而動(dòng)物體含水量比植物更高。水母含水量高達(dá)95％；軟體動(dòng)物80％～92％；魚(yú)類(lèi)達(dá)80％～85％；鳥(niǎo)類(lèi)和獸類(lèi)為70％～75％。水是很好的溶劑，許多化學(xué)元素都是在水溶液的狀態(tài)下被生物吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)。水是生物新陳代謝的直接參與者，是光合作用的原料。三、水因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)（一）水因子的生態(tài)作用1.水是生物生存的重要條件三、水因子的（一）水因子的生態(tài)作用2.水對(duì)動(dòng)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響水分對(duì)植物生長(zhǎng)“三基點(diǎn)”：最高、最適和最低低于最低點(diǎn)，植物萎蔫、生長(zhǎng)停止高于最高點(diǎn)，根系缺氧、窒息、爛根處于最適點(diǎn)，是植物最優(yōu)的生長(zhǎng)條件對(duì)于動(dòng)物，水分不足可以引起滯育或休眠（一）水因子的生態(tài)作用2.水對(duì)動(dòng)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響（一）水因子的生態(tài)作用3.水對(duì)動(dòng)植物數(shù)量和分布的影響地球上的降水是不均勻的，這主要由地理緯度、海陸位置、海拔高度的不同所致。我國(guó)從東南至西北，可以分為三個(gè)等雨量區(qū)，因而植被類(lèi)型也可分為三個(gè)區(qū)，即濕潤(rùn)森林區(qū)、干旱草原區(qū)及荒漠區(qū)。在小區(qū)域范圍內(nèi)：同一山體的迎風(fēng)坡和背風(fēng)坡，也會(huì)因降水的差異而各自生長(zhǎng)著不同的植物，隨即分布著不同區(qū)系的動(dòng)物。水分與動(dòng)植物的種類(lèi)和數(shù)量存在著密切的關(guān)系。水分狀況決定著植被的類(lèi)型，以及動(dòng)植物的種類(lèi)、數(shù)量和分布。（一）水因子的生態(tài)作用3.水對(duì)動(dòng)植物數(shù)量和分布的影響水分狀況（二）生物對(duì)環(huán)境水因子的適應(yīng)1.植物對(duì)水因子的適應(yīng)根據(jù)植物對(duì)水分的需求量和依賴(lài)程度，可把植物分為水生植物和陸生植物。水生植物根據(jù)其生長(zhǎng)環(huán)境中水的深淺不同，又可劃分為沉水植物、浮水植物和挺水植物三類(lèi)。沉水植物：整株植物沉沒(méi)在水下，為典型的水生植物。根退化或消失，表皮細(xì)胞可直接吸收水中氣體、營(yíng)養(yǎng)物和水分，葉綠體大而多，適應(yīng)弱光環(huán)境，無(wú)性繁殖比有性繁殖發(fā)達(dá)。如貍藻、金魚(yú)藻和黑藻等。浮水植物：葉片漂浮水面，氣孔多分布在葉的表面，無(wú)性繁殖速度快，生產(chǎn)力高。如鳳眼蓮、浮萍、睡蓮等。挺水植物：植物體大部分挺出水面，如蘆葦、香蒲屬等。水生植物（二）生物對(duì)環(huán)境水因子的適應(yīng)1.植物對(duì)水因子的適應(yīng)水生植物（二）生物對(duì)環(huán)境水因子的適應(yīng)1.植物對(duì)水因子的適應(yīng)指生長(zhǎng)在陸地上的植物，包括濕生、中生和旱生三種類(lèi)型。濕生植物：指在潮濕環(huán)境中生長(zhǎng)，不能忍受較長(zhǎng)時(shí)間的水分不足，是抗干旱能力最弱的陸生植物。根據(jù)其環(huán)境特點(diǎn)，還可以再分為陰性濕生植物和陽(yáng)性濕生植物兩個(gè)亞類(lèi)。中生植物：指生長(zhǎng)在水濕條件適中的生境中的植物。該類(lèi)植物具有一套完整的保持水分平衡的結(jié)構(gòu)和功能。其根系和輸導(dǎo)組織均比濕生植物發(fā)達(dá)。旱生植物：生長(zhǎng)在干旱環(huán)境中，能耐受較長(zhǎng)時(shí)間的干旱環(huán)境，且能維護(hù)水分平衡和正常的生長(zhǎng)發(fā)育，多分布在干熱草原和荒漠區(qū)。陸生植物（二）生物對(duì)環(huán)境水因子的適應(yīng)1.植物對(duì)水因子的適應(yīng)陸生植物（二）生物對(duì)環(huán)境水因子的適應(yīng)(1)陸生植物對(duì)水因子的適應(yīng)陸生植物可通過(guò)形態(tài)、生理適應(yīng)來(lái)維持根系吸收水和葉蒸騰水間的平衡。有發(fā)達(dá)貯水組織或肉質(zhì)化、硬葉、根系發(fā)達(dá)、葉片縮小或退化以適應(yīng)干旱環(huán)境，反之適應(yīng)濕潤(rùn)環(huán)境。水分充足，氣孔張開(kāi)保證氣體交換；缺水，氣孔關(guān)閉減少失水。在低溫地區(qū)和低溫季節(jié)，植物的吸水量和蒸騰量小，生長(zhǎng)緩慢。在高溫地區(qū)和高溫季節(jié)，植物的吸水量、蒸騰量和生產(chǎn)量都大。(2)水生植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)水生植物可通過(guò)發(fā)達(dá)的通氣組織、退化的機(jī)械組織以及帶狀、線(xiàn)狀的葉片來(lái)適應(yīng)水環(huán)境。（二）生物對(duì)環(huán)境水因子的適應(yīng)(1)陸生植物對(duì)水因子的適應(yīng)（二）生物對(duì)環(huán)境水因子的適應(yīng)2.動(dòng)物對(duì)水因子的適應(yīng)滲透壓調(diào)節(jié)可以通過(guò)限制體表對(duì)鹽類(lèi)和水的通透性，改變所排出的尿和糞便的濃度與體積，逆濃度梯度地主動(dòng)吸收或主動(dòng)排出鹽類(lèi)和水等的方法里實(shí)現(xiàn)。不同類(lèi)群的水生動(dòng)物有著各自不同的適應(yīng)能力和調(diào)節(jié)機(jī)制。(1)水生動(dòng)物的滲透壓調(diào)節(jié)（二）生物對(duì)環(huán)境水因子的適應(yīng)2.動(dòng)物對(duì)水因子的適應(yīng)(1)水（二）生物對(duì)環(huán)境水因子的適應(yīng)淡水動(dòng)物體內(nèi)的部分鹽類(lèi)既能通過(guò)體表彌散，又能隨糞便、尿排出體外，因此體內(nèi)的鹽類(lèi)有降低的危險(xiǎn)。通過(guò)以下幾點(diǎn)保持水鹽代謝平衡：一是使排出體外的鹽分降低到最低程度；二是通過(guò)食物和鰓從水中主動(dòng)吸收鹽類(lèi)；三是不斷將過(guò)剩水排出體外。海洋生活的大多數(shù)生物，體內(nèi)的鹽量和海水是等滲或低滲性。洄游魚(yú)類(lèi)從淡水轉(zhuǎn)移到海水時(shí)，在48小時(shí)內(nèi)，一般都能通過(guò)滲透壓調(diào)節(jié)使體重和體液濃度恢復(fù)正常。（二）生物對(duì)環(huán)境水因子的適應(yīng)淡水動(dòng)物體內(nèi)的部分鹽類(lèi)既能通過(guò)（二）生物對(duì)環(huán)境水因子的適應(yīng)陸生動(dòng)物通過(guò)特定的形態(tài)結(jié)構(gòu)、躲避及遷徙行為、生理調(diào)節(jié)等方式來(lái)適應(yīng)干旱環(huán)境。形態(tài)結(jié)構(gòu)上的適應(yīng)兩棲類(lèi)體表分泌黏液以保持濕潤(rùn)；哺乳動(dòng)物的皮脂腺和毛能防止體內(nèi)水分過(guò)多蒸發(fā)等行為的適應(yīng)如沙漠地區(qū)的爬行類(lèi)、嚙齒類(lèi)動(dòng)物晝伏夜出生理適應(yīng)如荒漠生活的鳥(niǎo)類(lèi)和獸類(lèi)往往具有能重吸收水分的腎(2)陸生動(dòng)物對(duì)環(huán)境濕度的適應(yīng)（二）生物對(duì)環(huán)境水因子的適應(yīng)陸生動(dòng)物通過(guò)特定的形態(tài)結(jié)構(gòu)、躲（一）土壤因子的生態(tài)作用土壤是巖石圈表面能夠生長(zhǎng)動(dòng)物、植物的疏松表層，是陸生生物生活的基質(zhì)，它提供生物生活所必需的礦物質(zhì)元素和水分。生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)與能量交換的重要場(chǎng)所；生態(tài)系統(tǒng)中生物部分和無(wú)機(jī)環(huán)境部分相互作用的產(chǎn)物；土壤是一個(gè)重要的環(huán)境因子。土壤不僅能為陸生生物提供生活所必需的基質(zhì)、礦物質(zhì)元素和水分，它自身也是一個(gè)有生命的子系統(tǒng)。四、土壤因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)（一）土壤因子的生態(tài)作用土壤不僅能為陸生生物提供生活所必需（一）土壤因子的生態(tài)作用土壤中的各種組分以及它們之間的關(guān)系，影響著土壤的性質(zhì)和肥力，從而影響生物的生長(zhǎng)。土壤肥力土壤及時(shí)地滿(mǎn)足生物對(duì)水、肥、氣、熱要求的能力，稱(chēng)為土壤肥力。肥沃的土壤是生物正常生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ)。有機(jī)質(zhì)類(lèi)物質(zhì)礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)必需的生命元素植物生長(zhǎng)水分、養(yǎng)料、溫度和空氣水分、養(yǎng)料、溫度和空氣土壤（一）土壤因子的生態(tài)作用土壤中的各種組分以及它們之間的關(guān)系（一）土壤因子的生態(tài)作用土壤的生物作用：根際微生物與植物關(guān)系生物固氮和共生從植物根系得到自身需要的糖類(lèi)物質(zhì)，供給植物所需的氮素真菌可以和植物形成菌根型共生，利于植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收分解和轉(zhuǎn)化有機(jī)物質(zhì)促進(jìn)元素的循環(huán)影響、改變土壤的化學(xué)性質(zhì)和物理結(jié)構(gòu)（一）土壤因子的生態(tài)作用土壤的生物作用：分解和轉(zhuǎn)化有機(jī)物質(zhì)（二）植物對(duì)土壤因子的適應(yīng)根據(jù)植物對(duì)土壤酸度的反應(yīng)可劃分為：酸性土植物生態(tài)類(lèi)型中性土植物生態(tài)類(lèi)型堿性土植物生態(tài)類(lèi)型根據(jù)植物對(duì)土壤中礦質(zhì)鹽類(lèi)（如鈣鹽）的反應(yīng)可劃分為：鈣質(zhì)土植物嫌鈣植物根據(jù)植物對(duì)土壤中NO3--N含量的反應(yīng)可劃分為：喜硝植物嫌硝植物根據(jù)植物對(duì)土壤含鹽量的反應(yīng)可劃分為：鹽土植物堿土植物植物對(duì)于長(zhǎng)期生活的土壤會(huì)產(chǎn)生一定的適應(yīng)特性。因此，形成了各種以土壤為主導(dǎo)因素的植物生態(tài)類(lèi)型。（二）植物對(duì)土壤因子的適應(yīng)根據(jù)植物對(duì)土壤酸度的反應(yīng)可劃分為（二）植物對(duì)土壤因子的適應(yīng)1.鹽土對(duì)植物的影響(1)引起植物的生理干旱提高了土壤溶液的滲透壓(2)傷害植物組織尤其在干旱季節(jié)，鹽類(lèi)積聚(3)引起細(xì)胞中毒使原生質(zhì)受害，蛋白質(zhì)的合成受到嚴(yán)重阻礙(4)影響植物的正常營(yíng)養(yǎng)元素的競(jìng)爭(zhēng)；氣孔不能關(guān)閉2.堿土對(duì)植物的影響（1）土壤的強(qiáng)堿性能毒害植物根系（2）土壤物理性質(zhì)惡化，土壤結(jié)構(gòu)受破壞，形成堿化層，透水性差（二）植物對(duì)土壤因子的適應(yīng)1.鹽土對(duì)植物的影響3.植物對(duì)鹽堿土的適應(yīng)生長(zhǎng)在內(nèi)陸的為旱生鹽土植物，如鹽角草等。生長(zhǎng)在海濱的鹽土植物為濕生鹽土植物，如鹽蓬等。在形態(tài)上：植物體干而硬；葉子不發(fā)達(dá)，蒸騰表面縮小，氣孔下陷；表皮具有厚的外壁，常具灰白色絨毛。細(xì)胞間隙縮小，柵欄組織發(fā)達(dá)。在生理上：聚鹽性植物：通過(guò)積累鹽分，提高細(xì)胞內(nèi)的滲透壓來(lái)維持水平衡。泌鹽性植物：通過(guò)莖、葉表面的鹽腺來(lái)排除體內(nèi)的過(guò)多鹽分。透/避鹽性植物：通過(guò)體內(nèi)高濃度的可溶性有機(jī)物而提高滲透壓的。能在含鹽量很高的鹽土或堿土里生長(zhǎng)的植物，都具有一系列適應(yīng)鹽、堿生境的形態(tài)和生理特性，這類(lèi)植物被稱(chēng)為鹽土植物和堿土植物。3.植物對(duì)鹽堿土的適應(yīng)能在含鹽量很高的鹽土或堿土里生長(zhǎng)的植物六、環(huán)境因子作用的一般規(guī)律(一)環(huán)境因子與生態(tài)因子生態(tài)因子指對(duì)生物生長(zhǎng)、發(fā)育、生殖、行為和分布有直接或間接影響的環(huán)境要素，如溫度、濕度、食物、氧氣、二氧化碳和其他相關(guān)生物等。生境一個(gè)生物體或生物體組成的群落所棲居的地方稱(chēng)為生境，包括周?chē)h(huán)境中一切生物的和非生物的因素或條件。環(huán)境因子和生態(tài)因子環(huán)境因子包括生物有機(jī)體以外所有的環(huán)境要素，而生態(tài)因子更側(cè)重于環(huán)境要素中對(duì)生物作用的部分。六、環(huán)境因子作用的一般規(guī)律(一)環(huán)境因子與生態(tài)因子(二)環(huán)境因子作用的一般特征1.環(huán)境因子的綜合作用環(huán)境因子彼此聯(lián)系、互相促進(jìn)、互相制約，任何一個(gè)單因子的變化，將引起其他因子不同程度的變化及其反作用。生物對(duì)某一個(gè)極限因子的耐受限度，會(huì)因其他因子的改變而改變。環(huán)境因子對(duì)生物的作用具有綜合性、非等價(jià)性、階段性、不可替代性和互補(bǔ)性等基本特征。(二)環(huán)境因子作用的一般特征1.環(huán)境因子的綜合作用(二)環(huán)境因子作用的一般特征2.主導(dǎo)因子及特點(diǎn)在諸多環(huán)境因子中往往會(huì)有一個(gè)或兩個(gè)因子，在一定條件下，對(duì)生物起決定性作用，被稱(chēng)為主導(dǎo)因子。主導(dǎo)因子發(fā)生變化時(shí)會(huì)引起其他因子發(fā)生變化或使生物的生長(zhǎng)發(fā)育發(fā)生明顯變化。植物光合作用

光照（主導(dǎo)因子），溫度和CO2（次要因子）植物春化階段

低溫（主導(dǎo)因子），濕度和通氣條件（次要因子）(二)環(huán)境因子作用的一般特征2.主導(dǎo)因子及特點(diǎn)(二)環(huán)境因子作用的一般特征3.直接作用和間接作用環(huán)境中的地形因子，其起伏、坡向、坡度、海拔高度及經(jīng)緯度等對(duì)生物的作用不是直接的，而是通過(guò)影響光照、溫度、降水、食物等對(duì)生物生長(zhǎng)、分布等起作用。對(duì)生物因子而言，寄生、共生關(guān)系是直接作用。植物群落結(jié)構(gòu)變化對(duì)大型捕食者種群動(dòng)態(tài)的影響多是間接作用。(二)環(huán)境因子作用的一般特征3.直接作用和間接作用(二)環(huán)境因子作用的一般特征4.環(huán)境因子作用的階段性生物生長(zhǎng)發(fā)育的不同階段對(duì)環(huán)境因子的需求是不同的。因此，環(huán)境因子對(duì)生物的作用具有階段性特點(diǎn)，這種階段性既與環(huán)境的規(guī)律性變化密切相關(guān)，也是生物進(jìn)化適應(yīng)的結(jié)果。對(duì)于這些洄游性的魚(yú)類(lèi)而言，生命的不同階段對(duì)環(huán)境的需求不同，環(huán)境因子作用的階段性，則是生物長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果。(二)環(huán)境因子作用的一般特征4.環(huán)境因子作用的階段性(二)環(huán)境因子作用的一般特征5.環(huán)境因子的不可代替性和補(bǔ)償作用環(huán)境因子具有不可代替性。缺少主導(dǎo)因子會(huì)影響生物的正