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1、第一部分第一部分第一部分第一部分 有机体与环境有机体与环境有机体与环境有机体与环境 第一章第一章第一章第一章 生物与环境生物与环境生物与环境生物与环境 ? ? 生态因子生态因子生态因子生态因子 ? ? 生物与环境的相互作用生物与环境的相互作用生物与环境的相互作用生物与环境的相互作用 ? ? 最小因子、限制因子和耐受限度最小因子、限制因子和耐受限度最小因子、限制因子和耐受限度最小因子、限制因子和耐受限度 ? ? 生态位生态位生态位生态位 1. 1. 1. 1. 概念概念概念概念 （1 1 1 1）环境）环境）环境）环境: : : : 某一特定生物体或生物群体周围一切的总和，包括空某一特定生物体或
2、生物群体周围一切的总和，包括空某一特定生物体或生物群体周围一切的总和，包括空某一特定生物体或生物群体周围一切的总和，包括空 间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因 素。素。素。素。 大环境：地区环境、地球环境和宇宙环境大环境：地区环境、地球环境和宇宙环境大环境：地区环境、地球环境和宇宙环境大环境：地区环境、地球环境和宇宙环境 小环境：对生物有直接影响的邻接环境小环境：对生物有直接影响的邻接环境小环境：对生物有直接影响的邻接环境小环境：对生物有
3、直接影响的邻接环境 一、生态因子一、生态因子一、生态因子一、生态因子 （2 2 2 2）生态因子）生态因子）生态因子）生态因子 ? ? 生态因子：生态因子：生态因子：生态因子：指环境要素中对生物起作用的因子，如光照、指环境要素中对生物起作用的因子，如光照、指环境要素中对生物起作用的因子，如光照、指环境要素中对生物起作用的因子，如光照、 温度、水分、氧气、二氧化碳、食物和其他生物等。温度、水分、氧气、二氧化碳、食物和其他生物等。温度、水分、氧气、二氧化碳、食物和其他生物等。温度、水分、氧气、二氧化碳、食物和其他生物等。 ? ? 生存条件：生存条件：生存条件：生存条件：在生态因子中，对生物生存不能
4、缺少的环境要在生态因子中，对生物生存不能缺少的环境要在生态因子中，对生物生存不能缺少的环境要在生态因子中，对生物生存不能缺少的环境要 素素素素 ? ? 生境：生境：生境：生境：特定生物体或群体的栖息地的生态环境。特定生物体或群体的栖息地的生态环境。特定生物体或群体的栖息地的生态环境。特定生物体或群体的栖息地的生态环境。 ?按性质分类按性质分类 ? ? 气候因子气候因子温度、湿度、光、降水、风、温度、湿度、光、降水、风、 气压、雷电等气压、雷电等 ? ? 土壤因子土壤因子土壤结构、土壤有机和无机成分土壤结构、土壤有机和无机成分 的理化性质、土壤生物的理化性质、土壤生物 ? ? 地形因子地形因子地
5、面的起伏、山脉的坡度地面的起伏、山脉的坡度 ? ? 生物因子生物因子生物与生物之间的关系，如捕生物与生物之间的关系，如捕 食、竞争、共生等食、竞争、共生等 ? ? 人为因子人为因子人人人人对生物的影响对生物的影响 2 生态因子分类2 生态因子分类 密度制约性因子密度制约性因子密度制约性因子密度制约性因子 非密度制约性因子非密度制约性因子非密度制约性因子非密度制约性因子 ?按环境因子的稳定性及其作用特点按环境因子的稳定性及其作用特点 稳定因子稳定因子稳定因子稳定因子 变动因子变动因子变动因子变动因子周期性变动因子周期性变动因子周期性变动因子周期性变动因子 非周期性变动因子非周期性变动因子非周期性
6、变动因子非周期性变动因子 ? 按有无生命特征：按有无生命特征：生物因子、非生物因子生物因子、非生物因子生物因子、非生物因子生物因子、非生物因子 ? 按对动物种群数量变动的作用按对动物种群数量变动的作用 3. 3. 生态因子作用的几个特点生态因子作用的几个特点 ? ? 综合性综合性因子之间相互联系、相互影响、相互因子之间相互联系、相互影响、相互 制约制约光照强度引起大气、土壤温度和湿度变化光照强度引起大气、土壤温度和湿度变化 ? ? 主导因子作用主导因子作用 非等价性非等价性 如池塘溶解氧如池塘溶解氧- -鱼鱼 ? ? 阶段性作用阶段性作用 生长发育阶段生长发育阶段，如繁殖期，如繁殖期 ? ?
7、不可替代性和补偿性作用不可替代性和补偿性作用 光照强度和光照强度和COCO 2 2 ? ? 直接作用和间接作用直接作用和间接作用 二、生物与环境的相互作用二、生物与环境的相互作用 1. 1. 环境对生物的作用环境对生物的作用 ? ? 生长、发育、繁殖和行为生长、发育、繁殖和行为 ? ? 生育力和死亡率生育力和死亡率 ? ? 限制生物的分布区域限制生物的分布区域 生物对环境的适应生物对环境的适应 ? ? 生物可以从自身的形态、生理、行为等方生物可以从自身的形态、生理、行为等方 面不断进行调整，以适应环境中生态因子面不断进行调整，以适应环境中生态因子 变化，将其限制作用减小。变化，将其限制作用减小
8、。 欧鳊：温度欧鳊：温度- -繁殖繁殖 美洲鹿鼠美洲鹿鼠: :对低氧的适应海平面到对低氧的适应海平面到4000m4000m，1010个亚种个亚种 ? ? 生物钟生物钟 2. 2. 生物对环境的反作用生物对环境的反作用 生物对环境的影响，一般称为反作用。生物生物对环境的影响，一般称为反作用。生物 对环境的反作用表现在改变了生态因子的对环境的反作用表现在改变了生态因子的 状况状况 ? ? 协同进化协同进化 生物之间复杂的相互作用及伴随的两种生生物之间复杂的相互作用及伴随的两种生 物特有的形态、生理和生态的适应性特征物特有的形态、生理和生态的适应性特征 是通过自然选择，适者生存法则而形成是通过自然选
9、择，适者生存法则而形成 的。是一个物种的性状作为对另一个物种的。是一个物种的性状作为对另一个物种 性状的反应而进化，而后一个物种的这一性状的反应而进化，而后一个物种的这一 性状又是作为前一个物种的反应而进化。性状又是作为前一个物种的反应而进化。 三、最小因子、限制因子和耐受限度三、最小因子、限制因子和耐受限度 1. 1. 利比希最小因子定律利比希最小因子定律 ?提出：提出： 18401840年，德国有机化学家利比希年，德国有机化学家利比希 有机化学及其在农业和生理学中的应用有机化学及其在农业和生理学中的应用 ?概念：低于某种生物需要的最小量的任何概念：低于某种生物需要的最小量的任何 特定因子，
10、使决定该种生物生存和分布的特定因子，使决定该种生物生存和分布的 根本因素根本因素 补充原理（补充原理（OdumOdum，19831983） ?利比希最小因子法则只能用于稳态条件下，即在利比希最小因子法则只能用于稳态条件下，即在 物质和能量的输入和输出处于平衡状态才能应物质和能量的输入和输出处于平衡状态才能应 用。用。 ?因子的替代作用因子的替代作用 例如：软体动物例如：软体动物 钙钙锶锶 Blackman 1905Blackman 1905 生态因子处于最低状态时，生理现象全部生态因子处于最低状态时，生理现象全部 停止；在最适状态下，显示了生理现象的停止；在最适状态下，显示了生理现象的 最大观
11、测值；在最大状态之下，生理现象最大观测值；在最大状态之下，生理现象 又停止又停止 2. 2. 限制因子（限制因子（limiting factorlimiting factor） 概念概念 ? ? 在众多环境因子中，任何接近或超过某生在众多环境因子中，任何接近或超过某生 物的耐受极限而阻止其生存、生长、繁殖物的耐受极限而阻止其生存、生长、繁殖 和扩散的因素。和扩散的因素。 3. 3. 耐受限度与生态幅耐受限度与生态幅 （1 1）ShelfordShelford耐受性定律（耐受性定律（19131913） 概念：任何一个生态因子在数量上或者质量上的不概念：任何一个生态因子在数量上或者质量上的不 足或
12、过多，即为其接近或达到某种生物的耐受性足或过多，即为其接近或达到某种生物的耐受性 限度时，就会使该种生物衰退或不能生存。限度时，就会使该种生物衰退或不能生存。 特点：特点：特点：特点： ?不只考虑了因子量的过少也考虑了因子量的过多。不只考虑了因子量的过少也考虑了因子量的过多。 ?不仅考虑了环境因子量的变化，而且考虑到了生物本身不仅考虑了环境因子量的变化，而且考虑到了生物本身 的耐受性问题的耐受性问题 ?耐受性定律可以允许生态因子之间的相互作用耐受性定律可以允许生态因子之间的相互作用 进一步发展：进一步发展： ? ? 每一种生物对不同生态因子的耐受范围存在差异每一种生物对不同生态因子的耐受范围存
13、在差异 ? ? 生物在整个个体发育过程中，对环境因子的耐受生物在整个个体发育过程中，对环境因子的耐受 限度是不同的。限度是不同的。 ? ? 不同生物种对同一生态因子的耐受性不同不同生物种对同一生态因子的耐受性不同 ? ? 当某种生物对某一个生态因子不是处于最适度状当某种生物对某一个生态因子不是处于最适度状 态下，对其他生态因子的耐受限度也随之下降。态下，对其他生态因子的耐受限度也随之下降。 （2 2）生态幅或生态价（）生态幅或生态价（ecological amplitude/ ecological amplitude/ value value ） 每一种生物对每一种环境因素都有一个每一种生物对
14、每一种环境因素都有一个 能耐受的范围，即有一个生态上的最高能耐受的范围，即有一个生态上的最高 点和一个生态上的最低点。在最高点和点和一个生态上的最低点。在最高点和 最低点之间的范围。最低点之间的范围。 种 群 数 量 种 群 数 量 数量很低种群消失数量很低种群消失种群消失数量很低种群消失数量很低数量最高数量最高 不能耐受区 生理受抑制不能耐受区 生理受抑制生理受抑制 不能耐受区生理受抑制 不能耐受区最适区最适区 环境环境梯度梯度高低高低 耐受性下限耐受性上限耐受性下限耐受性上限 生物种的耐受性限度图解（仿生物种的耐受性限度图解（仿生物种的耐受性限度图解（仿生物种的耐受性限度图解（仿Smith
15、,1980Smith,1980） 常用术语：常用术语： 广温性广温性 广盐性广盐性 狭温性狭温性 狭盐性狭盐性 （3 3） 耐受范围的调整耐受范围的调整耐受范围的调整耐受范围的调整 a.自然驯化 或人为驯 化可改变 生物的的 耐受范围 自然驯化 或人为驯 化可改变 生物的的 耐受范围 豹蛙耗氧率的驯化 例 豹蛙耗氧率的驯化 例1： ? ? 在生态幅中最适区，生物的生理状态最佳，在生态幅中最适区，生物的生理状态最佳，在生态幅中最适区，生物的生理状态最佳，在生态幅中最适区，生物的生理状态最佳， 生存率、生长率和繁殖率最大。生存率、生长率和繁殖率最大。生存率、生长率和繁殖率最大。生存率、生长率和繁殖
16、率最大。 ? ? 在动物养殖活动的实践中，为保障养殖动物在动物养殖活动的实践中，为保障养殖动物在动物养殖活动的实践中，为保障养殖动物在动物养殖活动的实践中，为保障养殖动物 达到最快的生长速度，人们通常尽可能的为其达到最快的生长速度，人们通常尽可能的为其达到最快的生长速度，人们通常尽可能的为其达到最快的生长速度，人们通常尽可能的为其 提供持续恒定的接近其最佳适宜点的各种环境提供持续恒定的接近其最佳适宜点的各种环境提供持续恒定的接近其最佳适宜点的各种环境提供持续恒定的接近其最佳适宜点的各种环境 条件。条件。条件。条件。 科学问题科学问题科学问题科学问题：持续恒定的条件会比有些波动：持续恒定的条件会比有些波动：持续恒定的条件会比有些波动：持续恒定的条件会比有些波动 的环境更有利于生物生长吗？的环境更有利于生物生长吗？的环境更有利于生物生长吗？的环境更有利于生物生长吗？ 例：例：2 中国对虾（中国对虾（中国对虾（中国对虾（FenneropenaeusFenneropenaeu
