二章节生物与环境学习教案

《二章节生物与环境学习教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《二章节生物与环境学习教案（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、会计学1二章节生物二章节生物(shngw)与环境与环境第一页，共45页。2024/8/42024/8/4环境环境(hunjng)(hunjng)与生态因子与生态因子n n环境概念环境概念n n生态因子的类型生态因子的类型(lixng)(lixng)n n自然环境的基本特征自然环境的基本特征第1页/共44页第二页，共45页。2024/8/42024/8/4 环境环境(hunjng)和环境和环境(hunjng)因子因子n n环境环境(hunjng)(hunjng)是指某一特定生物体或生物群体是指某一特定生物体或生物群体以外的空间以外的空间, ,以及直接、间接影响该生物体或生物以及直接、间接影响该生

2、物体或生物群体生存的一切事物的总和，由许多环境群体生存的一切事物的总和，由许多环境(hunjng)(hunjng)要素构成，这些环境要素构成，这些环境(hunjng)(hunjng)要素要素称环境称环境(hunjng)(hunjng)因子。因子。第2页/共44页第三页，共45页。2024/8/42024/8/4n n生态因子生态因子(ecologicalfactors)(ecologicalfactors)：环境中对生物：环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有着直接或间的生长、发育、生殖、行为和分布有着直接或间接影响的环境要素接影响的环境要素(hunjnyos)(hunjnyos)。生态

3、因子。生态因子是环境中对生物起作用的因子，而环境因子则是是环境中对生物起作用的因子，而环境因子则是指生物体外部的全部要素。指生物体外部的全部要素。第3页/共44页第四页，共45页。2024/8/42024/8/4生态生态生态生态(shngti)(shngti)(shngti)(shngti)因子的分类因子的分类因子的分类因子的分类n n生态因子通常分为非生物因子和生物因子两大类生态因子通常分为非生物因子和生物因子两大类n n生物因子（生物因子（biOticfactorsbiOticfactors） ：有机体（同种和：有机体（同种和异种）异种）n n非生物因子（非生物因子（abioticfact

4、orsabioticfactors） ：温度、光、：温度、光、湿度、湿度、pHpH、氧气等、氧气等n n有的学者将生态因子分为五类有的学者将生态因子分为五类n n气候因子气候因子(climaticfactors)(climaticfactors)、土壤、土壤(trng)(trng)因子因子(edaphicfactors)(edaphicfactors)、地形因子、地形因子(topographic(topographicfactors)factors)、生物因子、人为因子、生物因子、人为因子(anthropogenic(anthropogenicfactors)factors)n nBegonB

5、egon等将非生物因子分为条件和资源两类等将非生物因子分为条件和资源两类 n n条件：温度、湿度、条件：温度、湿度、pHpH等等n n资源：营养物质、水、辐射能等资源：营养物质、水、辐射能等第4页/共44页第五页，共45页。2024/8/42024/8/4生态因子的空间生态因子的空间生态因子的空间生态因子的空间(kngjin)(kngjin)(kngjin)(kngjin)分布分布分布分布n n纬度地带性：从赤道到两极，整个地球表面具有过渡状的分带纬度地带性：从赤道到两极，整个地球表面具有过渡状的分带性规律。性规律。n n太阳太阳(tiyng)(tiyng)辐射量差异辐射量差异太阳太阳(tiy

6、ng)(tiyng)辐射热量带辐射热量带 水分差异植被分带土壤分带水分差异植被分带土壤分带n n自然地理带：赤道、热带、亚热带、暖温带、温带、寒温带、自然地理带：赤道、热带、亚热带、暖温带、温带、寒温带、亚寒带、寒带亚寒带、寒带n n植被地带性分布植被地带性分布n n垂直地带性：因太阳垂直地带性：因太阳(tiyng)(tiyng)辐射和水热状况随着地形高度的辐射和水热状况随着地形高度的不同而不同，生物和气候自山麓至山顶呈垂直地带分异的规律不同而不同，生物和气候自山麓至山顶呈垂直地带分异的规律性变化性变化( (干燥空气干燥空气,-1/100m;,-1/100m;湿润空气湿润空气,-0.6/100

7、m),-0.6/100m)。n n经度地带性：地球内在因素如大地构造形成地貌和海洋分异引经度地带性：地球内在因素如大地构造形成地貌和海洋分异引起经度地带性分异。如北美大陆和欧亚大陆。起经度地带性分异。如北美大陆和欧亚大陆。第5页/共44页第六页，共45页。2024/8/42024/8/4植被植被植被植被(zhbi)(zhbi)(zhbi)(zhbi)的空间格局的空间格局的空间格局的空间格局( ( ( (据据据据M.C.Molles,Jr,1999)M.C.Molles,Jr,1999)M.C.Molles,Jr,1999)M.C.Molles,Jr,1999)第6页/共44页第七页，共45页。

8、2024/8/42024/8/4生物生物(shngw)(shngw)与生态与生态因子因子n n生态因子作用生态因子作用(zuyng)(zuyng)的特点的特点n n生物对非生物因子的耐受限度生物对非生物因子的耐受限度n n生物对各生态因子耐受性之间的相互关系生物对各生态因子耐受性之间的相互关系n n生物对生态因子耐受限度的调整生物对生态因子耐受限度的调整n n生态位生态位第7页/共44页第八页，共45页。2024/8/42024/8/4生态生态(shngti)(shngti)因子作用因子作用的特点的特点n n综合性综合性:如气候的作用如气候的作用n n非等价性（主导因子非等价性（主导因子(yn

9、z)(ynz)作用）作用）: :塜雉孵卵的温度控制；渔塜雉孵卵的温度控制；渔业高密度养殖增氧业高密度养殖增氧 n n直接性和间接性：食物，降水直接性和间接性：食物，降水n n限定性（因子限定性（因子(ynz)(ynz)作用的阶段性）：中华绒螯蟹的孵化作用的阶段性）：中华绒螯蟹的孵化n n生态因子生态因子(ynz)(ynz)的不可替代性和互补性：水体内的钙和锶的不可替代性和互补性：水体内的钙和锶第8页/共44页第九页，共45页。2024/8/42024/8/4生物生物(shngw)(shngw)对非生物对非生物(shngw)(shngw)因子因子的耐受限度的耐受限度n n“ “最小因子最小因子(

10、ynz)(ynz)定律定律”(Liebigs law of minimum) ”(Liebigs law of minimum) n n植物的生长取决于那些处于最低量的营养元素，这些处于最低量的营养元素称植物的生长取决于那些处于最低量的营养元素，这些处于最低量的营养元素称最小因子最小因子(ynz)(ynz)（Justus von Liebig,1840,Justus von Liebig,1840,德国）德国） 。n n两个补充条件（两个补充条件（Odum,1983Odum,1983）：）：1 1）严格的稳定状态；）严格的稳定状态；2 2）因子）因子(ynz)(ynz)补偿作用补偿作用(fac

11、tor compensation) (factor compensation) ：生物在一定程度和范围内，能够减少温度、光、水等：生物在一定程度和范围内，能够减少温度、光、水等生态因子生态因子(ynz)(ynz)的限制作用。的限制作用。n n“ “耐受性定律耐受性定律”(Shelfords law of tolerance)(”(Shelfords law of tolerance)(V.E.Shelford,1913V.E.Shelford,1913，美国，美国) )n n每种生物对一种生态因子每种生物对一种生态因子(ynz)(ynz)都有一个耐受范围，即一个生态学上的最低点和都有一个耐受范

12、围，即一个生态学上的最低点和一个生态学上的最高点，在最高点和最低点之间的范围就称为生态幅一个生态学上的最高点，在最高点和最低点之间的范围就称为生态幅 (ecological amplitude) (ecological amplitude) 或生态价或生态价(ecological valence)(ecological valence)。n n限制因子限制因子(ynz)(limiting factors)(ynz)(limiting factors)n n在众多生态因子在众多生态因子(ynz)(ynz)中，任何接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、中，任何接近或超过某种生物的耐受性极限而

13、阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因子生长、繁殖或扩散的因子(ynz)(ynz)称限制因子称限制因子(ynz)(ynz)n n限制因子限制因子(ynz)(ynz)概念的意义概念的意义n n为分析生物与环境相互作用的复杂关系奠定了一个便利的基点；为分析生物与环境相互作用的复杂关系奠定了一个便利的基点；n n有助于把握问题的本质，寻找解决问题的薄弱环节。有助于把握问题的本质，寻找解决问题的薄弱环节。第9页/共44页第十页，共45页。2024/8/42024/8/4种种群群数数量量数量数量(shling)很低很低种群种群(zhn qn)消失消失种群种群(zhn qn)消失消失数量很低数量很低数量最高数量

14、最高不能耐受区不能耐受区生理受抑制生理受抑制生理受抑制生理受抑制不能耐受区不能耐受区最适区最适区 环境环境梯度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种的耐受性限度图解（据生物种的耐受性限度图解（据生物种的耐受性限度图解（据生物种的耐受性限度图解（据Smith,1980Smith,1980）第10页/共44页第十一页，共45页。2024/8/42024/8/4生物对各生态生物对各生态生物对各生态生物对各生态(shngti)(shngti)(shngti)(shngti)因子耐受性之间因子耐受性之间因子耐受性之间因子耐受性之间的相互关系的相互关系的相互关系的相互关系n n对生物产

15、生影响对生物产生影响(yngxing)(yngxing)的各种生态因子之间存在的各种生态因子之间存在明显的相互影响明显的相互影响(yngxing)(yngxing)：如温湿的关系；湿度和：如温湿的关系；湿度和溶氧的关系；温度和盐的协同作用溶氧的关系；温度和盐的协同作用n n生物因子和非生物因子之间也是相互影响生物因子和非生物因子之间也是相互影响(yngxing)(yngxing)的：物种之间的竞争产生的生态位分离的：物种之间的竞争产生的生态位分离第11页/共44页第十二页，共45页。2024/8/42024/8/4生物生物生物生物(shngw)(shngw)(shngw)(shngw)对生态因

16、子耐受限度的调对生态因子耐受限度的调对生态因子耐受限度的调对生态因子耐受限度的调整整整整n n驯化驯化(xnhu)(xnhu)n n内稳态内稳态n n适应适应第12页/共44页第十三页，共45页。2024/8/42024/8/4驯化驯化驯化驯化(xnhu)(xnhu)(xnhu)(xnhu)n n实验驯化实验驯化(acclimation)(acclimation)与气候驯化与气候驯化(acclimatization)(acclimatization)：驯化驯化(acclimation/acclimatization)(acclimation/acclimatization)：生物在实验自然：生

17、物在实验自然条件下，诱发的生理补偿变化，前者需要较短的时间条件下，诱发的生理补偿变化，前者需要较短的时间(shjin)(shjin)，后者需要较长的时间，后者需要较长的时间(shjin)(shjin)。有机体对实验。有机体对实验环境条件变化产生的生理调节反应称实验驯化；有机体对自环境条件变化产生的生理调节反应称实验驯化；有机体对自然环境条件变化产生的生理调节反应称气候驯化，实验驯化然环境条件变化产生的生理调节反应称气候驯化，实验驯化是对环境条件改变的一种生理上而非遗传上的可逆反应。是对环境条件改变的一种生理上而非遗传上的可逆反应。n n驯化的应用：植物的引种栽培驯化的应用：植物的引种栽培第13

18、页/共44页第十四页，共45页。2024/8/42024/8/4内稳态内稳态n n内稳态内稳态(homeostasis):(homeostasis):生物系统生物系统(xtng)(xtng)通过内在的调节机通过内在的调节机制使内环境保持相对稳定。制使内环境保持相对稳定。n n内稳态通过形态、行为和生理适应实现。内稳态通过形态、行为和生理适应实现。n n大多数内稳态机制依赖于负反馈过程。依靠三个基本组成成大多数内稳态机制依赖于负反馈过程。依靠三个基本组成成份：接受器；控制中心；效应器。份：接受器；控制中心；效应器。第14页/共44页第十五页，共45页。2024/8/42024/8/4负反馈过程（

19、维持哺乳动物负反馈过程（维持哺乳动物负反馈过程（维持哺乳动物负反馈过程（维持哺乳动物(brdngw)(brdngw)(brdngw)(brdngw)血液血液血液血液渗透性）渗透性）渗透性）渗透性）接受器接受器（下丘脑）（下丘脑）控制中心控制中心（下丘脑）（下丘脑）效应器效应器（肾脏（肾脏(shnzng)）血液血液(xuy)太太浓浓饮水饮水血液渗透性上升血液渗透性上升口渴反应口渴反应血液太血液太稀稀失水反应失水反应血液渗透性下降血液渗透性下降失水失水( (仿仿A. Mackenzie et. Al.,1999)A. Mackenzie et. Al.,1999)第15页/共44页第十六页，共45

20、页。2024/8/42024/8/4适应适应适应适应(shyng)(shyng)(shyng)(shyng)n n适应适应(adapatation)(adapatation)：生物对环境压力的调整过程。分基因型适应：生物对环境压力的调整过程。分基因型适应和表型适应两类，后者又包括可逆适应和不可逆适应。如桦尺蠖在和表型适应两类，后者又包括可逆适应和不可逆适应。如桦尺蠖在污染地区的色型变化。污染地区的色型变化。n n适应方式（形态、生理适应方式（形态、生理 、行为的适应）、行为的适应） ：n n形态适应：保护、保护色、警戒色与拟态形态适应：保护、保护色、警戒色与拟态n n行为适应：运动、繁殖、迁移

21、和迁徙、防御和抗敌行为适应：运动、繁殖、迁移和迁徙、防御和抗敌n n生理适应：生物钟、休眠、生理生化变化生理适应：生物钟、休眠、生理生化变化n n营养适应：食性的泛化与特化营养适应：食性的泛化与特化n n适应组合适应组合(adaptivesuites):(adaptivesuites):生物对非生物环境条件表现出一整套生物对非生物环境条件表现出一整套协同的适应特性协同的适应特性(txng)(txng)，称适应组合。如骆驼和仙人掌对炎热干，称适应组合。如骆驼和仙人掌对炎热干旱环境的适应。旱环境的适应。n n趋同适应和趋异适应趋同适应和趋异适应n n胁迫适应胁迫适应第16页/共44页第十七页，共4

22、5页。2024/8/42024/8/4趋同趋同(qtn)(qtn)适应和适应和趋异适应趋异适应n n生活型n n生态型第17页/共44页第十八页，共45页。2024/8/42024/8/4生态生态(shngti)(shngti)位位n n生态位生态位(niche)(niche)与栖息地与栖息地(habitat)(habitat)n n生态位有机体在环境中占据的地位；生态位有机体在环境中占据的地位；n n栖息地有机体所处的物理环境。栖息地有机体所处的物理环境。n n超体积生态位超体积生态位(hypovolume)(hypovolume)n n生态位的每一个环境变量称一维，生态位空间的环境生态位的

23、每一个环境变量称一维，生态位空间的环境变量可以是多个，超过变量可以是多个，超过3 3个维度的生态位空间称超体积个维度的生态位空间称超体积生态位。生态位。n n基础生态位基础生态位(fundamentalniche)(fundamentalniche)和实际和实际(shj)(shj)生态位生态位(realizedniche)(realizedniche)n n物种理论上占据的生态位空间称基础生态位；物种理论上占据的生态位空间称基础生态位；n n实际实际(shj)(shj)占有的生态位空间称实际占有的生态位空间称实际(shj)(shj)生态位。生态位。第18页/共44页第十九页，共45页。2024

24、/8/42024/8/4生物与主要生态因子的相互生物与主要生态因子的相互(xingh)(xingh)关系关系n n生物与光的关系生物与光的关系n n生物与温度生物与温度(wnd)(wnd)的关系的关系n n生物与水的关系生物与水的关系n n生物与土壤的关系生物与土壤的关系第19页/共44页第二十页，共45页。2024/8/42024/8/4生物生物(shngw)(shngw)与光的关系与光的关系n n太阳辐射及其变化规律太阳辐射及其变化规律n n光质变化对生物的影响光质变化对生物的影响(yngxing)(yngxing)n n光强度变化对生物的影响光强度变化对生物的影响(yngxing)(yn

25、gxing)n n光周期现象光周期现象第20页/共44页第二十一页，共45页。2024/8/42024/8/4太阳太阳太阳太阳(tiyng)(tiyng)(tiyng)(tiyng)辐射能辐射能辐射能辐射能( ( ( (仿仿仿仿A.A.A.A.Mackenzieet.al,1999)Mackenzieet.al,1999)Mackenzieet.al,1999)Mackenzieet.al,1999) 光的性质：波长光的性质：波长(bchng)150(bchng)1504000nm,4000nm,分紫外光、可见光和红外光三类，波长分紫外光、可见光和红外光三类，波长(bchng)(bchng)在

26、在380380760nm760nm之间的光为可见光。绿色植物的光合作用有效范围是之间的光为可见光。绿色植物的光合作用有效范围是380380700nm700nm之间。之间。紫外线紫外线可见光可见光红外线红外线 400630 1000 25004000 波长波长(bchng)(nm)能能量量强强度度第21页/共44页第二十二页，共45页。2024/8/42024/8/4光质变化光质变化(binhu)(binhu)对生物的影响对生物的影响n n海洋植物海洋植物光合作用色素对光谱变化具有明显的光合作用色素对光谱变化具有明显的适应性适应性: :n n海水表层植物色素吸收蓝、红光；海水表层植物色素吸收蓝、

27、红光；n n深水植物光合色素有效地利用绿光。深水植物光合色素有效地利用绿光。n n高山植物高山植物对紫外光作用的适应，发展了特殊对紫外光作用的适应，发展了特殊的莲座状叶丛。的莲座状叶丛。n n动物动物(dngw)(dngw)不同动物不同动物(dngw)(dngw)发展不同的色发展不同的色觉。觉。第22页/共44页第二十三页，共45页。2024/8/42024/8/4光强度变化对生物光强度变化对生物(shngw)(shngw)的影的影响响n n植物植物 光合作用率在光补偿点光合作用率在光补偿点 附近与光强度成正比，但达附近与光强度成正比，但达光饱和点后光饱和点后,不随光强增加。不随光强增加。n

28、n水生生物水生生物水生植物在水中的分布与光照强度有关。水生植物在水中的分布与光照强度有关。n n陆生生物陆生生物对不同光照强度的适应产生阳性植物对不同光照强度的适应产生阳性植物(yngxng(yngxngzhw)zhw)和阴性植物和耐阴性植物。和阴性植物和耐阴性植物。n n阳性植物阳性植物(yngxngzhw)(cheliophytes)(yngxngzhw)(cheliophytes)、阴性植物、阴性植物(sciophytes)(sciophytes)和耐阴性植物和耐阴性植物(shadeplant)(shadeplant)：阳性植物：阳性植物(yngxngzhw)(yngxngzhw)对光要

29、求比较迫切，只有在足够光照条件对光要求比较迫切，只有在足够光照条件下才能进行正常生长；阴性植物对光的需要远较阳性植物下才能进行正常生长；阴性植物对光的需要远较阳性植物(yngxngzhw)(yngxngzhw)低，光补偿点低，呼吸作用、蒸腾作用都低，光补偿点低，呼吸作用、蒸腾作用都较弱，抗高温和干旱能力较低；耐阴性植物对光照具有较较弱，抗高温和干旱能力较低；耐阴性植物对光照具有较广泛的适应能力，对光的需要介于前两类植物之间。广泛的适应能力，对光的需要介于前两类植物之间。n n动物动物光照强度影响动物的行为，昼行性动物在白天强光光照强度影响动物的行为，昼行性动物在白天强光下活动，夜行性动物在夜晚

30、或弱光下活动。下活动，夜行性动物在夜晚或弱光下活动。第23页/共44页第二十四页，共45页。2024/8/42024/8/4光光合合作作用用率率光光合合作作用用率率光强度光强度(qingd)光强度光强度(qingd)净生产力净生产力光合作用光合作用(gungh-zuyng)呼吸作用呼吸作用ABABACP光补偿点光补偿点CPCPabspsp光饱和点光饱和点B光补偿点光补偿点 (compensation point)光饱和点光饱和点(saturate point)：光合作用强度：光合作用强度和呼吸作用强度相当处的光强度为和呼吸作用强度相当处的光强度为光补偿点；光补偿点；当光照强度达到一定水平后，当

31、光照强度达到一定水平后，光合产物不再增加或增加得很少，该处的光强度即为光合产物不再增加或增加得很少，该处的光强度即为光饱和点。光饱和点。植物的光补偿点示意图植物的光补偿点示意图植物的光补偿点示意图植物的光补偿点示意图(Emberlin,1983)(Emberlin,1983)第24页/共44页第二十五页，共45页。2024/8/42024/8/4生物生物(shngw)(shngw)的光周期现象的光周期现象n n光周期现象光周期现象(photoperiodism)(photoperiodism)：GarnerGarner等人等人(1920)(1920)发现明相暗相的交替与长发现明相暗相的交替与长

32、短对植物的开花结实有很大的影响。这种植物对自然界昼夜长短规律性变化短对植物的开花结实有很大的影响。这种植物对自然界昼夜长短规律性变化的反应，称光周期现象。的反应，称光周期现象。n n植物光周期现象植物光周期现象对繁殖对繁殖( (开花开花) )的影响：区分的影响：区分(qfn)(qfn)为长日照植物和短日照为长日照植物和短日照植物。植物。n n长日照植物长日照植物(long-dayplants)(long-dayplants)和短日照植物和短日照植物(short-dayplants)(short-dayplants)：日照超：日照超过一定数值才开花的植物称长日照植物；短日照短于一定数值才开花的植

33、物过一定数值才开花的植物称长日照植物；短日照短于一定数值才开花的植物称短日照植物，一般需要较长的黑暗才能开花。前者如小麦、油菜，后者如称短日照植物，一般需要较长的黑暗才能开花。前者如小麦、油菜，后者如苍耳、水稻。苍耳、水稻。n n动物光周期现象动物光周期现象对鸟类等迁徙影响；对繁殖的影响：区分对鸟类等迁徙影响；对繁殖的影响：区分(qfn)(qfn)为长日照为长日照动物和短日照动物动物和短日照动物 。n n长日照动物长日照动物(long-dayanimals)(long-dayanimals)和短日照动物和短日照动物(short-dayanimals)(short-dayanimals)：在温带

34、：在温带和高纬度地区许多鸟兽在春夏之际白昼逐渐延长的季节繁殖后代，称长日照和高纬度地区许多鸟兽在春夏之际白昼逐渐延长的季节繁殖后代，称长日照动物；与些相反，一些动物只有在白昼逐步缩短的秋冬之际才开始性腺发育动物；与些相反，一些动物只有在白昼逐步缩短的秋冬之际才开始性腺发育和进行繁殖，称短日照动物。前者如雪貂、野兔、刺猬；后者如绵羊、山羊和进行繁殖，称短日照动物。前者如雪貂、野兔、刺猬；后者如绵羊、山羊和鹿等。和鹿等。第25页/共44页第二十六页，共45页。2024/8/42024/8/4生物与温度生物与温度(wnd)(wnd)的的关系关系n n温度对生物的作用温度对生物的作用( (温度的生态学

35、意义温度的生态学意义(yy)(yy)n n极端温度对生物的影响极端温度对生物的影响n n生物对极端温度的适应生物对极端温度的适应第26页/共44页第二十七页，共45页。2024/8/42024/8/4温度对生物温度对生物温度对生物温度对生物(shngw)(shngw)(shngw)(shngw)的作用的作用的作用的作用n n温度与生物生长：温度是最重要的生态因子之一，参与温度与生物生长：温度是最重要的生态因子之一，参与生命活动的各种酶都有其最低、最适和最高温度，即三生命活动的各种酶都有其最低、最适和最高温度，即三基点温度；不同生物的三基点不同；在一定温度范围内基点温度；不同生物的三基点不同；在

36、一定温度范围内，生物生长的速率与温度成正比；外温的季节性变化引，生物生长的速率与温度成正比；外温的季节性变化引起植物和变温动物生长加速和减弱的交替，形成起植物和变温动物生长加速和减弱的交替，形成(xngchng)(xngchng)年轮；外温影响动物的生长规模。年轮；外温影响动物的生长规模。n n温度与生物发育：温度与生物发育最普遍的规律是有效温度与生物发育：温度与生物发育最普遍的规律是有效积温。积温。n n温度与生物的繁殖和遗传性：植物春化温度与生物的繁殖和遗传性：植物春化 ，动物繁殖的，动物繁殖的早迟。早迟。n n温度与生物分布：许多物种的分布范围与温度区相关。温度与生物分布：许多物种的分布

37、范围与温度区相关。第27页/共44页第二十八页，共45页。2024/8/42024/8/4有效积温法则有效积温法则(fz)(fz)及及其意义其意义n n有效积温法则有效积温法则n n植物在生长发育过程中必须从环境摄取一定的热量才能完成某一发育植物在生长发育过程中必须从环境摄取一定的热量才能完成某一发育阶段的发育过程，而且各个发育阶段所需的总热量是一个常数，称总阶段的发育过程，而且各个发育阶段所需的总热量是一个常数，称总积温或有效积温，因此可用公式积温或有效积温，因此可用公式(gngsh)(gngsh)：NTNTKK表示，考虑到表示，考虑到生物开始发育的温度，又可写成：生物开始发育的温度，又可写

38、成：N(TN(TC)C)K,TK,TC CK KNN，其中，其中，N N为发育历期，即生长发育所需时间，为发育历期，即生长发育所需时间，T T为发育期间的平均温度，为发育期间的平均温度，C C是发育起点温度，又称生物学零度，是发育起点温度，又称生物学零度，K K是总积温（常数）。是总积温（常数）。n n有效积温法则的意义有效积温法则的意义n n 预测生物发生的世代数；预测生物发生的世代数；n n预测生物地理分布的北界；预测生物地理分布的北界；n n预测害虫来年的发生程历；预测害虫来年的发生程历；n n制定农业气候区划，合理安排作物；制定农业气候区划，合理安排作物；n n应用积温预报农时。应用积

39、温预报农时。第28页/共44页第二十九页，共45页。2024/8/42024/8/4极端温度对生物极端温度对生物极端温度对生物极端温度对生物(shngw)(shngw)(shngw)(shngw)的影响的影响的影响的影响n n低温对生物的影响：当温度低温对生物的影响：当温度(wnd)(wnd)低于临界低于临界( (下限下限)温度温度(wnd)(wnd)，生物便会因低温而寒害和冻害。冻害原因：冰，生物便会因低温而寒害和冻害。冻害原因：冰结晶使原生质破裂损坏胞内和胞间的微细结构；溶剂水结冰，结晶使原生质破裂损坏胞内和胞间的微细结构；溶剂水结冰，电解质浓度改变，引起细胞渗透压变化，导致蛋白质变性；电

40、解质浓度改变，引起细胞渗透压变化，导致蛋白质变性；脱水使蛋白质沉淀；代谢失调。脱水使蛋白质沉淀；代谢失调。n n高温对生物的影响：当温度高温对生物的影响：当温度(wnd)(wnd)超过临界（上限）温度超过临界（上限）温度(wnd)(wnd)，对生物产生有害作用，如蛋白质变性、酶失活、，对生物产生有害作用，如蛋白质变性、酶失活、破坏水份平衡、氧供应不足、神经系统麻痹等破坏水份平衡、氧供应不足、神经系统麻痹等 。第29页/共44页第三十页，共45页。2024/8/42024/8/4生物对极端生物对极端生物对极端生物对极端(jdun)(jdun)(jdun)(jdun)温度的适应温度的适应温度的适应

41、温度的适应n n生物对低温的适应：保暖、抗冻形态生物对低温的适应：保暖、抗冻形态(xngti)(xngti)、生理、生理 、行、行为的适应为的适应 n n生物对高温的适应：抗辐射、保水、散热形态生物对高温的适应：抗辐射、保水、散热形态(xngti)(xngti)、生理生理 、行为的适应、行为的适应 第30页/共44页第三十一页，共45页。2024/8/42024/8/4生物生物(shngw)(shngw)对低温的适应对低温的适应n n形态上的适应植物：芽具鳞片、体具蜡粉、植株矮小；动物：增加隔热层，体形形态上的适应植物：芽具鳞片、体具蜡粉、植株矮小；动物：增加隔热层，体形增大（贝格曼规律），外

42、露部分减小（阿伦规律）。增大（贝格曼规律），外露部分减小（阿伦规律）。n n阿伦规律阿伦规律(Allensrule):(Allensrule):寒冷地区的内温动物较温暖地区内温动物外露部分（如四肢、寒冷地区的内温动物较温暖地区内温动物外露部分（如四肢、尾、耳朵及鼻）有明显趋于缩小的现象，称阿伦规律，是减少散热的适应。尾、耳朵及鼻）有明显趋于缩小的现象，称阿伦规律，是减少散热的适应。n n贝格曼规律贝格曼规律(Bergmansrule):(Bergmansrule):生活在寒冷气候中的内温动物的身体比生活在温暖气候生活在寒冷气候中的内温动物的身体比生活在温暖气候中的同类个体更大，这种趋向称贝格曼

43、规律，是减少散热的适应。中的同类个体更大，这种趋向称贝格曼规律，是减少散热的适应。n n约旦规律约旦规律(Jordansrule):(Jordansrule):鱼类的脊椎骨数目在低温水域鱼类的脊椎骨数目在低温水域(shuy)(shuy)比在温暖水域比在温暖水域(shuy)(shuy)的多。的多。n n生理上的适应植物：减少细胞中的水分和增加细胞中有机质的浓度以降低冰点，生理上的适应植物：减少细胞中的水分和增加细胞中有机质的浓度以降低冰点，增加红外线和可见光的吸收带（高山和极地植物）；动物：超冷和耐受冻结，当环境增加红外线和可见光的吸收带（高山和极地植物）；动物：超冷和耐受冻结，当环境温度偏离热

44、中性区增加体内产热，维持体温恒定，局部异温等。温度偏离热中性区增加体内产热，维持体温恒定，局部异温等。n n行为上的适应行为上的适应 迁移和冬眠休眠等。迁移和冬眠休眠等。第31页/共44页第三十二页，共45页。2024/8/42024/8/4生物对高温生物对高温生物对高温生物对高温(gown)(gown)(gown)(gown)的适应的适应的适应的适应n n形态上的适应植物：密毛、鳞片滤光；体色反光；形态上的适应植物：密毛、鳞片滤光；体色反光；叶缘向上或暂时折叠叶缘向上或暂时折叠(zhdi)(zhdi)，减少辐射伤害；干和，减少辐射伤害；干和茎具厚的木栓层，绝热。动物：体形变小，外露部分茎具厚

45、的木栓层，绝热。动物：体形变小，外露部分增大；腿长将体抬离地面；背部具厚的脂肪隔热层。增大；腿长将体抬离地面；背部具厚的脂肪隔热层。n n生理上的适应植物：降低细胞含水量，增加糖或生理上的适应植物：降低细胞含水量，增加糖或盐浓度，减缓代谢率；蒸腾作用旺盛，降低体温；反盐浓度，减缓代谢率；蒸腾作用旺盛，降低体温；反射红外光。动物：放宽恒温范围；贮存热量，减少内射红外光。动物：放宽恒温范围；贮存热量，减少内外温差。外温差。n n行为上的适应植物：关闭气孔。动物：休眠，穴行为上的适应植物：关闭气孔。动物：休眠，穴居，昼伏夜出等。居，昼伏夜出等。第32页/共44页第三十三页，共45页。2024/8/4

46、2024/8/4生物生物(shngw)(shngw)与水的与水的关系关系n n水的生物学意义水的生物学意义n n生物体的水分获得生物体的水分获得(hud)(hud)与损失途径与损失途径n n生物对水因子的适应生物对水因子的适应第33页/共44页第三十四页，共45页。2024/8/42024/8/4n n水是生物体不可缺少的组成成份；水是生物体不可缺少的组成成份；n n水是生物体所有代谢活动的介质水是生物体所有代谢活动的介质(jizh)(jizh)；n n水为生物创造稳定的温度环境；水为生物创造稳定的温度环境；n n生物起源于水环境。生物起源于水环境。第34页/共44页第三十五页，共45页。20

47、24/8/42024/8/4生物体的水分生物体的水分生物体的水分生物体的水分(shufn)(shufn)获得与损失途径获得与损失途径获得与损失途径获得与损失途径n n水分的丧失途径n n植物蒸发（蒸腾作用、扩散作用）失水，分泌(fnm)失水。n n动物蒸发失水，排泄、分泌(fnm)失水。n n水分获得途径n n植物根部吸收，叶面吸收。n n动物食物，体表吸收，代谢水。第35页/共44页第三十六页，共45页。2024/8/42024/8/4生物生物生物生物(shngw)(shngw)(shngw)(shngw)对水因子的适应对水因子的适应对水因子的适应对水因子的适应n n水生植物对水环境的适应水

48、生植物对水环境的适应n n陆生植物水平衡的调节陆生植物水平衡的调节(tioji)(tioji)机制机制n n水生动物水平衡的调节水生动物水平衡的调节(tioji)(tioji)机制机制n n陆生动物水平衡的调节陆生动物水平衡的调节(tioji)(tioji)机制机制第36页/共44页第三十七页，共45页。2024/8/42024/8/4水生植物对水因子水生植物对水因子(ynz)(ynz)的适应的适应n n适应方式适应方式n n有发达的通气组织有发达的通气组织; ;n n机械机械(jxi)(jxi)组织不发达或退化组织不发达或退化; ;n n叶片薄而长叶片薄而长, ,以增加光合和吸收营养物质的面

49、积。以增加光合和吸收营养物质的面积。n n生态类型生态类型n n沉水植物沉水植物n n浮水植物浮水植物n n挺水植物挺水植物第37页/共44页第三十八页，共45页。2024/8/42024/8/4陆生植物对水因子陆生植物对水因子(ynz)(ynz)的适应的适应n n陆生植物的水平衡调节机制陆生植物的水平衡调节机制n n形态适应：形态适应：n n发达的根系；发达的根系；n n叶面小；叶面小；n n单子叶植物中一些具扇状的运动细胞，可使叶面卷曲单子叶植物中一些具扇状的运动细胞，可使叶面卷曲(junq)(junq)；n n具发达的贮水组织；具发达的贮水组织；n n生理适应：生理适应：n n水分运输的

50、动力水分运输的动力n n原生质的渗透浓度高。原生质的渗透浓度高。n n陆生植物的生态类型陆生植物的生态类型n n湿生植物湿生植物n n中生植物中生植物n n旱生植物旱生植物第38页/共44页第三十九页，共45页。2024/8/42024/8/4n n海洋动物海洋动物n n鲨鱼和无脊椎动物：等渗鲨鱼和无脊椎动物：等渗n n硬骨鱼：低渗硬骨鱼：低渗n n淡水淡水(dnshu)(dnshu)动物动物n n硬骨鱼：高渗硬骨鱼：高渗n n河口动物河口动物n n洄游鱼类：变渗透压洄游鱼类：变渗透压第39页/共44页第四十页，共45页。2024/8/42024/8/4陆生动物的水平衡调节陆生动物的水平衡调节

51、陆生动物的水平衡调节陆生动物的水平衡调节(tioji)(tioji)(tioji)(tioji)机制机制机制机制n n失水的主要途径：失水的主要途径：n n皮肤皮肤(pf)(pf)蒸发、呼吸失水、排泄失水蒸发、呼吸失水、排泄失水n n补充水的主要途径：补充水的主要途径：n n食物、代谢水、饮水食物、代谢水、饮水n n保水机制保水机制n n减小皮肤减小皮肤(pf)(pf)的透水性的透水性n n减少身体的表面蒸发减少身体的表面蒸发n n减少呼吸失水减少呼吸失水n n减少排泄失水减少排泄失水n n利用代谢水利用代谢水n n生态类型生态类型n n喜湿喜湿n n耐旱耐旱第40页/共44页第四十一页，共4

52、5页。2024/8/42024/8/4生物生物(shngw)(shngw)与土壤与土壤的关系的关系n n土壤的生态学意义土壤的生态学意义n n土壤的理化性质及其对生物土壤的理化性质及其对生物(shngw)(shngw)的影的影响响第41页/共44页第四十二页，共45页。2024/8/42024/8/4土壤土壤(trng)(trng)的生态学的生态学意义意义n n为陆生植物提供基底，为土壤生物提供栖息场所；为陆生植物提供基底，为土壤生物提供栖息场所；n n提供生物生活所必须遥矿质元素为水分提供生物生活所必须遥矿质元素为水分(shufn)(shufn)；n n提供植物生长所需的水热肥气；提供植物生

53、长所需的水热肥气；n n维持丰富的土壤生物区系；维持丰富的土壤生物区系；n n生态系统的许多很重要的生态过程都是在土壤中进行。生态系统的许多很重要的生态过程都是在土壤中进行。第42页/共44页第四十三页，共45页。2024/8/42024/8/4土壤的理化土壤的理化(lhu)(lhu)性质及其对生物性质及其对生物的影响的影响n n土壤的物理性质及其对生物的影响土壤的物理性质及其对生物的影响n n土壤是由固体、液体和气体组成的三相系统，固体占土壤是由固体、液体和气体组成的三相系统，固体占8585以以上，根据土粒的直径大小，可将土粒分为：粗砂、细砂、粉上，根据土粒的直径大小，可将土粒分为：粗砂、细

54、砂、粉砂和粘粒，其组合百分比称土壤质地，根据土壤质地砂和粘粒，其组合百分比称土壤质地，根据土壤质地, ,可将可将土壤分为：砂土、壤土和粘土。土壤分为：砂土、壤土和粘土。n n土壤质地和土壤温度影响植物生长和土壤动物的水平及垂直土壤质地和土壤温度影响植物生长和土壤动物的水平及垂直分布。分布。n n土壤的化学性质及其对生物的影响土壤的化学性质及其对生物的影响n n土壤酸碱度：过碱性和酸性不利于植物生长，酸性还不利于土壤酸碱度：过碱性和酸性不利于植物生长，酸性还不利于细菌生长。细菌生长。n n土壤有机质：植物重要碳源和氮源。土壤有机质：植物重要碳源和氮源。n n土壤无机元素土壤无机元素(yuns)(

55、yuns)：植物生长的：植物生长的1313种重要元素种重要元素(yun(yuns)s)来源（来源（7 7种大量元素种大量元素(yuns)(yuns)：、氮、磷、钾、硫、钙、：、氮、磷、钾、硫、钙、镁、铁；镁、铁；6 6种微量元素种微量元素(yuns)(yuns)：锰、锌、铜、钼、硼、氯）：锰、锌、铜、钼、硼、氯）第43页/共44页第四十四页，共45页。内容(nirng)总结会计学。经度地带性：地球内在因素如大地构造形成地貌和海洋分异引起经度地带性分异。植被的空间格局(据M.C.Molles,Jr,1999)。两个补充条件(tiojin)（Odum,1983）：1）严格的稳定状态。有机体对实验环境条件(tiojin)变化产生的生理调节反应称实验驯化。植物光周期现象 对繁殖(开花)的影响：区分为长日照植物和短日照植物。不同生物的三基点不同。在一定温度范围内，生物生长的速率与温度成正比。土壤有机质：植物重要碳源和氮源第四十五页，共45页。