個(gè)體生態(tài)學(xué)

1、2024/3/19,1,第二章 個(gè)體生態(tài)學(xué)-生物與環(huán)境,環(huán)境與生態(tài)因子生物與環(huán)境關(guān)系的基本原理生物與主要生態(tài)因子的相互關(guān)系,參考文獻(xiàn)思考題,2024/3/19,2,環(huán)境與生態(tài)因子,環(huán)境概念生態(tài)因子的類型自然環(huán)境的基本特征,2024/3/19,3,環(huán)境概念,環(huán)境(environment)和環(huán)境因子(environmental factors) ：環(huán)境是指某一特定生物體或生物群體以外的空間,以及直接、間接影響該生物體或生物群體生

2、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。條件(conditions)和資源(resources)：環(huán)境因子可分為條件和資源二類，不可消耗的稱條件，可被消耗的稱資源。生態(tài)因子(ecological factors) ：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)境要素。生態(tài)因子是環(huán)境中對(duì)生物起作用的因子，而環(huán)境因子則是指生物體外部的全部要素。,2024/3/19,4,生態(tài)因子的類型,生態(tài)因子

3、通常分為非生物因子和生物因子兩大類生物因子（ biOtic factors） ：有機(jī)體（同種和異種）非生物因子（ abiotic factors） ：溫度、光、濕度、pH、氧氣等有的學(xué)者將生態(tài)因子分為五類氣候因子(climatic factors)、土壤因子(edaphic factors) 、地形因子(topographic factors) 、生物因子、人為因子(anthropogenic factors) Begon等將

4、非生物因子分為條件和資源兩類 條件：溫度、濕度、 pH等資源：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、水、輻射能等,2024/3/19,5,生態(tài)因子的類型,Simith等將生態(tài)因子分成密度制約因子和非密度制約因子密度制約因子(density independent factors)：食物、天敵等生物因子非密度制約因子(density dependent factors)：溫度、降水、氣候等因子Мончадский（蒙恰斯基）將生態(tài)因子 分為穩(wěn)定因子和變動(dòng)

5、物因子穩(wěn)定因子(steady factors)：地心引力、地磁、太陽(yáng)輻射常數(shù)等長(zhǎng)年恒定的因子變動(dòng)物因子(variable factors)：周期性變動(dòng)：春夏秋冬、潮夕漲落；非周期性變動(dòng)：風(fēng)、降水、捕食,2024/3/19,6,生態(tài)因子的空間分布特征,緯度地帶性：從赤道到兩極，整個(gè)地球表面具有過渡狀的分帶性規(guī)律。太陽(yáng)輻射量差異 太陽(yáng)輻射－－熱量帶 －－水分差異－－植被分帶－－土壤分帶自然地理帶：赤道、熱帶、亞熱帶、暖溫帶、溫

6、帶、寒溫帶、亞寒帶、寒帶植被地帶性分布垂直地帶性：因太陽(yáng)輻射和水熱狀況隨著地形高度的不同而不同，生物和氣候自山麓至山頂呈垂直地帶分異的規(guī)律性變化(干燥空氣,-1℃ /100m;濕潤(rùn)空氣,-0.6℃ /100m)。經(jīng)度地帶性：地球內(nèi)在因素如大地構(gòu)造形成地貌和海洋分異引起經(jīng)度地帶性分異。如北美大陸和歐亞大陸。,2024/3/19,7,,植被的空間格局(自M.C.Molles,Jr,1999),2024/3/19,8,生物與環(huán)境關(guān)系的基

7、本原理,生態(tài)因子作用的特點(diǎn)生物對(duì)非生物因子的耐受限度生物對(duì)各生態(tài)因子耐受性之間的相互關(guān)系生物對(duì)生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整生態(tài)位,2024/3/19,9,生態(tài)因子作用的特點(diǎn),綜合性: 如氣候的作用非等價(jià)性（主導(dǎo)因子作用）:塜雉孵卵的溫度控制；漁業(yè)高密度養(yǎng)殖增氧 直接性和間接性：食物，降水限定性（因子作用的階段性）：中華絨螯蟹的孵化生態(tài)因子的不可替代性和互補(bǔ)性：水體內(nèi)的鈣和鍶,2024/3/19,10,生物對(duì)非生物因子的耐受限度

8、,“最小因子定律”(Liebig’s law of minimum) 植物的生長(zhǎng)取決于那些處于最低量的營(yíng)養(yǎng)元素，這些處于最低量的營(yíng)養(yǎng)元素稱最小因子（Justus von Liebig,1840,德國(guó)） 。兩個(gè)補(bǔ)充條件（Odum,1983）：1）嚴(yán)格的穩(wěn)定狀態(tài)；2）因子補(bǔ)償作用(factor compensation) ：生物在一定程度和范圍內(nèi)，能夠減少溫度、光、水等生態(tài)因子的限制作用。“耐受性定律”(Shelford’s l

9、aw of tolerance)(V.E.Shelford,1913，美國(guó))每種生物對(duì)一種生態(tài)因子都有一個(gè)耐受范圍，即一個(gè)生態(tài)學(xué)上的最低點(diǎn)和一個(gè)生態(tài)學(xué)上的最高點(diǎn)，在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)之間的范圍就稱為生態(tài)幅 (ecological amplitude) 或生態(tài)價(jià)(ecological valence)。限制因子(limiting factors)在眾多生態(tài)因子中，任何接近或超過某種生物的耐受性極限而阻止其生存、生長(zhǎng)、繁殖或擴(kuò)散的因子稱

10、限制因子限制因子概念的意義為分析生物與環(huán)境相互作用的復(fù)雜關(guān)系奠定了一個(gè)便利的基點(diǎn)；有助于把握問題的本質(zhì)，尋找解決問題的薄弱環(huán)節(jié)。,2024/3/19,11,,,,,,,,,,,種群數(shù)量,數(shù)量很低,種群消失,種群消失,數(shù)量很低,數(shù)量最高,不能耐受區(qū),生理受抑制,生理受抑制,不能耐受區(qū),,,最適區(qū),,,環(huán)境梯度,高,低,耐受性下限,耐受性上限,生物種的耐受性限度圖解（仿Smith,1980）,2024/3/19,12,生物對(duì)各生

11、態(tài)因子耐受性之間的相互關(guān)系,對(duì)生物產(chǎn)生影響的各種生態(tài)因子之間存在明顯的相互影響：如溫濕的關(guān)系；濕度和溶氧的關(guān)系；溫度和鹽的協(xié)同作用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,2024/3/19,13,生物對(duì)生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整,馴化內(nèi)穩(wěn)態(tài)適應(yīng),2024/3/19,14,馴化,實(shí)驗(yàn)馴化(acclimation)與氣候馴化(acclimatization) ：馴化(acclimation/acclim

12、atization) ：生物在實(shí)驗(yàn)／自然條件下，誘發(fā)的生理補(bǔ)償變化，前者需要較短的時(shí)間，后者需要較長(zhǎng)的時(shí)間。有機(jī)體對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件變化產(chǎn)生的生理調(diào)節(jié)反應(yīng)稱實(shí)驗(yàn)馴化；有機(jī)體對(duì)自然環(huán)境條件變化產(chǎn)生的生理調(diào)節(jié)反應(yīng)稱氣候馴化，實(shí)驗(yàn)馴化是對(duì)環(huán)境條件改變的一種生理上而非遺傳上的可逆反應(yīng)。馴化的應(yīng)用：植物的引種栽培,2024/3/19,15,內(nèi)穩(wěn)態(tài),內(nèi)穩(wěn)態(tài)(homeostasis): 生物系統(tǒng)通過內(nèi)在的調(diào)節(jié)機(jī)制使內(nèi)環(huán)境保持相對(duì)穩(wěn)定。內(nèi)穩(wěn)態(tài)通過形態(tài)、

13、行為和生理適應(yīng)實(shí)現(xiàn)。大多數(shù)內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制依賴于負(fù)反饋過程。依靠三個(gè)基本組成成份：接受器；控制中心；效應(yīng)器。,,2024/3/19,16,負(fù)反饋過程（維持哺乳動(dòng)物血液滲透性）,,,,,,,,接受器（下丘腦）,控制中心（下丘腦）,效應(yīng)器（腎臟）,,,血液太濃,飲水,血液滲透性上升,口渴反應(yīng),血液太稀,失水反應(yīng),血液滲透性下降,失水,(仿A. Mackenzie et. Al.,1999),2024/3/19,17,適應(yīng),適應(yīng)(adapa

14、tation) ：生物對(duì)環(huán)境壓力的調(diào)整過程。分基因型適應(yīng)和表型適應(yīng)兩類，后者又包括可逆適應(yīng)和不可逆適應(yīng)。如樺尺蠖在污染地區(qū)的色型變化。適應(yīng)方式（形態(tài)、生理 、行為的適應(yīng)） ：形態(tài)適應(yīng)：保護(hù)、保護(hù)色、警戒色與擬態(tài)行為適應(yīng)：運(yùn)動(dòng)、繁殖、遷移和遷徙、防御和抗敵生理適應(yīng)：生物鐘、休眠、生理生化變化營(yíng)養(yǎng)適應(yīng)：食性的泛化與特化適應(yīng)組合(adaptive suites): 生物對(duì)非生物環(huán)境條件表現(xiàn)出一整套協(xié)同的適應(yīng)特性，稱適應(yīng)組合。如駱駝

15、和仙人掌對(duì)炎熱干旱環(huán)境的適應(yīng)。趨同適應(yīng)和趨異適應(yīng)脅迫適應(yīng),2024/3/19,18,動(dòng)物的保護(hù)色、警戒色與擬態(tài),A 樹皮紡織娘(Bark katydid)B 梟蝶(Owl butterfly)C 枯葉蝶 (Leaflike insect(Anaea))D 捕食花螳螂 (Predatory flower mantis)E 蛙魚(Frog fish),A,B,D,E,C,2024/3/19,19,趨同適應(yīng)和趨異適應(yīng),

16、生活型生態(tài)型,2024/3/19,20,生活型和趨同適應(yīng),,2024/3/19,21,生態(tài)型和趨異適應(yīng),,2024/3/19,22,生態(tài)位,生態(tài)位(niche)與棲息地(habitat)生態(tài)位－－有機(jī)體在環(huán)境中占據(jù)的地位；棲息地－－有機(jī)體所處的物理環(huán)境。超體積生態(tài)位(hypovolume)生態(tài)位的每一個(gè)環(huán)境變量稱一維，生態(tài)位空間的環(huán)境變量可以是多個(gè)，超過3個(gè)維度的生態(tài)位空間稱超體積生態(tài)位?；A(chǔ)生態(tài)位(fundamental

17、niche)和實(shí)際生態(tài)位(realized niche)物種理論上占據(jù)的生態(tài)位空間稱基礎(chǔ)生態(tài)位；實(shí)際占有的生態(tài)位空間稱實(shí)際生態(tài)位。,2024/3/19,23,生物與主要生態(tài)因子的相互關(guān)系,生物與光的關(guān)系生物與溫度的關(guān)系生物與水的關(guān)系生物與土壤的關(guān)系,2024/3/19,24,生物與光的關(guān)系,太陽(yáng)輻射及其變化規(guī)律光質(zhì)變化對(duì)生物的影響光強(qiáng)度變化對(duì)生物的影響光周期現(xiàn)象,2024/3/19,25,地球自轉(zhuǎn)時(shí)，赤道附近照射的時(shí)間長(zhǎng)

18、（日周期）地球公轉(zhuǎn)時(shí)，夏天北半球照射的時(shí)間長(zhǎng)；冬天南半球照射的時(shí)間長(zhǎng)（季節(jié)周期）低緯度地區(qū)有較為恒定的熱量，高緯度比低緯度地區(qū)接受的能量更少,,,,,,,,23°27' 夏至,N,S,W,E,N,W,E,S,23°27' 冬至,,,,,,,,,,,,,,,,,太陽(yáng)輻射的變化規(guī)律(自A. Mackenzie et. Al.,1999),2024/3/19,26,太陽(yáng)輻射能(仿A. Mackenzi

19、e et. al,1999),光的性質(zhì)：波長(zhǎng)150－4000nm,分紫外光、可見光和紅外光三類，波長(zhǎng)在380－760nm之間的光為可見光。綠色植物的光合作用有效范圍是380－700nm之間。,,,,,,紫外線,可見光,紅外線,400,630,1000,2500,4000,波長(zhǎng)(nm),能量強(qiáng)度,,,,2024/3/19,27,光質(zhì)變化對(duì)生物的影響,海洋植物— 光合作用色素對(duì)光譜變化具有明顯的適應(yīng)性:海水表層植物色素吸收藍(lán)、紅光；

20、深水植物光合色素有效地利用綠光。高山植物— 對(duì)紫外光作用的適應(yīng)，發(fā)展了特殊的蓮座狀葉叢。動(dòng)物— 不同動(dòng)物發(fā)展不同的色覺。,2024/3/19,28,光強(qiáng)度變化對(duì)生物的影響,植物—光合作用率在光補(bǔ)償點(diǎn) 附近與光強(qiáng)度成正比，但達(dá)光飽和點(diǎn)后, 不隨光強(qiáng)增加。水生生物— 水生植物在水中的分布與光照強(qiáng)度有關(guān)。陸生生物— 對(duì)不同光照強(qiáng)度的適應(yīng)產(chǎn)生陽(yáng)性植物和陰性植物和耐陰性植物。陽(yáng)性植物(cheliophytes)、陰性植物(sciop

21、hytes)和耐陰性植物(shade plant)：陽(yáng)性植物對(duì)光要求比較迫切，只有在足夠光照條件下才能進(jìn)行正常生長(zhǎng)；陰性植物對(duì)光的需要遠(yuǎn)較陽(yáng)性植物低，光補(bǔ)償點(diǎn)低，呼吸作用、蒸騰作用都較弱，抗高溫和干旱能力較低；耐陰性植物對(duì)光照具有較廣泛的適應(yīng)能力，對(duì)光的需要介于前兩類植物之間。動(dòng)物— 光照強(qiáng)度影響動(dòng)物的行為，晝行性動(dòng)物在白天強(qiáng)光下活動(dòng)，夜行性動(dòng)物在夜晚或弱光下活動(dòng)。,2024/3/19,29,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

22、光合作用率,光合作用率,光強(qiáng)度,光強(qiáng)度,,,凈生產(chǎn)力,光合作用,呼吸作用,A,B,A,B,A,,,,,CP,光補(bǔ)償點(diǎn),,CP,CP,a,b,sp,sp,光飽和點(diǎn),,,,B,光補(bǔ)償點(diǎn) (compensation point)光飽和點(diǎn)(saturate point)：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)；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)度即為光飽和點(diǎn)。,植物的光補(bǔ)償點(diǎn)示意圖(仿

23、Emberlin,1983),2024/3/19,30,生物的光周期現(xiàn)象,光周期現(xiàn)象(photoperiodism)：Garner等人(1920)發(fā)現(xiàn)明相暗相的交替與長(zhǎng)短對(duì)植物的開花結(jié)實(shí)有很大的影響。這種植物對(duì)自然界晝夜長(zhǎng)短規(guī)律性變化的反應(yīng)，稱光周期現(xiàn)象。植物光周期現(xiàn)象— 對(duì)繁殖(開花)的影響：區(qū)分為長(zhǎng)日照植物和短日照植物。長(zhǎng)日照植物(long-day plants)和短日照植物(short-day plants) ：日照超過一定數(shù)

24、值才開花的植物稱長(zhǎng)日照植物；短日照短于一定數(shù)值才開花的植物稱短日照植物，一般需要較長(zhǎng)的黑暗才能開花。前者如小麥、油菜，后者如蒼耳、水稻。動(dòng)物光周期現(xiàn)象— 對(duì)鳥類等遷徙影響；對(duì)繁殖的影響：區(qū)分為長(zhǎng)日照動(dòng)物和短日照動(dòng)物 。長(zhǎng)日照動(dòng)物(long-day animals)和短日照動(dòng)物(short-day animals)：在溫帶和高緯度地區(qū)許多鳥獸在春夏之際白晝逐漸延長(zhǎng)的季節(jié)繁殖后代，稱長(zhǎng)日照動(dòng)物；與些相反，一些動(dòng)物只有在白晝逐步縮短的秋冬

25、之際才開始性腺發(fā)育和進(jìn)行繁殖，稱短日照動(dòng)物。前者如雪貂、野兔、刺猬；后者如綿羊、山羊和鹿等。,2024/3/19,31,生物與溫度的關(guān)系,溫度對(duì)生物的作用(溫度的生態(tài)學(xué)意義)極端溫度對(duì)生物的影響生物對(duì)極端溫度的適應(yīng),2024/3/19,32,溫度對(duì)生物的作用,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)的各種酶都有其最低、最適和最高溫度，即三基點(diǎn)溫度；不同生物的三基點(diǎn)不同；在一定溫度范圍內(nèi)，生物生長(zhǎng)的速率與溫度成正比；外

26、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；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)育最普遍的規(guī)律是有效積溫。溫度與生物的繁殖和遺傳性：植物春化 ，動(dòng)物繁殖的早遲。溫度與生物分布：許多物種的分布范圍與溫度區(qū)相關(guān)。,2024/3/19,33,有效積溫法則及其意義,有效積溫法則植物在生長(zhǎng)發(fā)育過程中必須從環(huán)境攝取一定的熱量才能完成某一發(fā)育階段的發(fā)育過程，而且各個(gè)發(fā)育階段所需的總熱量是一個(gè)常數(shù)，稱總積溫或

27、有效積溫，因此可用公式： N?T＝K 表示，考慮到生物開始發(fā)育的溫度，又可寫成： N ( T－C )＝K, T＝C＋K／N ，其中，N為發(fā)育歷期，即生長(zhǎng)發(fā)育所需時(shí)間，T為發(fā)育期間的平均溫度，C是發(fā)育起點(diǎn)溫度，又稱生物學(xué)零度，K是總積溫（常數(shù)）。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)生物地理分布的北界；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，合理安排作物；應(yīng)用積溫預(yù)報(bào)農(nóng)時(shí)。,2024/3/19,34,動(dòng)物地理區(qū),

28、2024/3/19,35,極端溫度對(duì)生物的影響,低溫對(duì)生物的影響：當(dāng)溫度低于臨界(下限) 溫度 ，生物便會(huì)因低溫而寒害和凍害。凍害原因：冰結(jié)晶使原生質(zhì)破裂損壞胞內(nèi)和胞間的微細(xì)結(jié)構(gòu)；溶劑水結(jié)冰，電解質(zhì)濃度改變，引起細(xì)胞滲透壓變化，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性；脫水使蛋白質(zhì)沉淀；代謝失調(diào)。高溫對(duì)生物的影響：當(dāng)溫度超過臨界（上限）溫度，對(duì)生物產(chǎn)生有害作用，如蛋白質(zhì)變性、酶失活、破壞水份平衡、氧供應(yīng)不足、神經(jīng)系統(tǒng)麻痹等 。,2024/3/19,36

29、,生物對(duì)極端溫度的適應(yīng),生物對(duì)低溫的適應(yīng)：保暖、抗凍－－形態(tài)、生理 、行為的適應(yīng) 生物對(duì)高溫的適應(yīng)：抗輻射、保水、散熱－－形態(tài) 、生理 、行為的適應(yīng),2024/3/19,37,生物對(duì)低溫的適應(yīng),形態(tài)上的適應(yīng)－－植物：芽具鱗片、體具蠟粉、植株矮小；動(dòng)物：增加隔熱層，體形增大（貝格曼規(guī)律），外露部分減?。ò愐?guī)律）。阿倫規(guī)律(Allen’s rule):寒冷地區(qū)的內(nèi)溫動(dòng)物較溫暖地區(qū)內(nèi)溫動(dòng)物外露部分（如四肢、尾、耳朵及鼻）有明顯趨于縮小的

30、現(xiàn)象，稱阿倫規(guī)律，是減少散熱的適應(yīng)。貝格曼規(guī)律(Bergman’s rule):生活在寒冷氣候中的內(nèi)溫動(dòng)物的身體比生活在溫暖氣候中的同類個(gè)體更大，這種趨向稱貝格曼規(guī)律，是減少散熱的適應(yīng)。約旦規(guī)律(Jordan’s rule):魚類的脊椎骨數(shù)目在低溫水域比在溫暖水域的多。生理上的適應(yīng)－－植物：減少細(xì)胞中的水分和增加細(xì)胞中有機(jī)質(zhì)的濃度以降低冰點(diǎn)，增加紅外線和可見光的吸收帶（高山和極地植物）；動(dòng)物：超冷和耐受凍結(jié)，當(dāng)環(huán)境溫度偏離熱中性區(qū)

31、增加體內(nèi)產(chǎn)熱，維持體溫恒定，局部異溫等。行為上的適應(yīng)－－ 遷移和冬眠／休眠等。,2024/3/19,38,生物對(duì)高溫的適應(yīng),形態(tài)上的適應(yīng)－－植物：密毛、鱗片濾光；體色反光；葉緣向上或暫時(shí)折疊，減少輻射傷害；干和莖具厚的木栓層，絕熱。動(dòng)物：體形變小，外露部分增大；腿長(zhǎng)將體抬離地面；背部具厚的脂肪隔熱層。生理上的適應(yīng)－－植物：降低細(xì)胞含水量，增加糖或鹽濃度，減緩代謝率；蒸騰作用旺盛，降低體溫；反射紅外光。動(dòng)物：放寬恒溫范圍；貯存熱量，減

32、少內(nèi)外溫差。行為上的適應(yīng)－－植物：關(guān)閉氣孔。動(dòng)物：休眠，穴居，晝伏夜出等。,2024/3/19,39,(自M.C.Molles,Jr,1999),仙仁掌和駱駝對(duì)高溫干旱環(huán)境的適應(yīng),2024/3/19,40,生物與水的關(guān)系,水的生物學(xué)意義生物體的水分獲得與損失途徑生物對(duì)水因子的適應(yīng),2024/3/19,41,水的生物學(xué)意義,水是生物體不可缺少的組成成份；水是生物體所有代謝活動(dòng)的介質(zhì)；水為生物創(chuàng)造穩(wěn)定的溫度環(huán)境；生物起源于水環(huán)境

33、。,2024/3/19,42,生物體的水分獲得與損失途徑,水分的喪失途徑植物－－蒸發(fā)（蒸騰作用、擴(kuò)散作用）失水，分泌失水。動(dòng)物－－蒸發(fā)失水，排泄、分泌失水。水分獲得途徑植物－－根部吸收，葉面吸收。動(dòng)物－－食物，體表吸收，代謝水。,2024/3/19,43,生物的水分獲得與損失途徑,(自M.C.Molles,Jr,1999),2024/3/19,44,生物對(duì)水因子的適應(yīng),水生植物對(duì)水環(huán)境的適應(yīng)陸生植物水平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制水生動(dòng)物

34、水平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制陸生動(dòng)物水平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制,,2024/3/19,45,水生植物對(duì)水因子的適應(yīng),適應(yīng)方式有發(fā)達(dá)的通氣組織;機(jī)械組織不發(fā)達(dá)或退化;葉片薄而長(zhǎng),以增加光合和吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的面積。生態(tài)類型沉水植物浮水植物挺水植物,2024/3/19,46,陸生植物對(duì)水因子的適應(yīng),陸生植物的水平衡調(diào)節(jié)機(jī)制形態(tài)適應(yīng)：發(fā)達(dá)的根系；葉面?。粏巫尤~植物中一些具扇狀的運(yùn)動(dòng)細(xì)胞，可使葉面卷曲；具發(fā)達(dá)的貯水組織；生理適應(yīng)：水分運(yùn)輸?shù)?/p>

35、動(dòng)力原生質(zhì)的滲透濃度高。陸生植物的生態(tài)類型濕生植物中生植物旱生植物,,2024/3/19,47,陸生植物的水勢(shì)梯度 空氣中的水勢(shì)－－較低植物體的水勢(shì)－－中度土壤中的水勢(shì)－－較高,(自M.C.Molles,Jr,1999),陸生植物水分運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力,(自M.C.Molles,Jr,1999),2024/3/19,48,等滲(isosmotic organism)：體內(nèi)和體外的滲透壓相等，水和鹽以大致相等的速度在體內(nèi)外之間擴(kuò)

36、散。僅排泄失水，通過食物、飲水、代謝水獲得水，泌鹽器官排出多余的鹽分。高滲(hyperosmotic organism)：體內(nèi)的滲透壓高于體外，水由環(huán)境中向體內(nèi)擴(kuò)散，體內(nèi)的鹽分向外擴(kuò)散。通過排泄作用排出多余的水，鹽分通過食物和組織攝入。低滲(hypoosmotic organism)：體內(nèi)滲透壓低于體外，水分向外擴(kuò)散，鹽分進(jìn)入體內(nèi)。通過食物、代謝水和飲水獲得水，多種多樣的泌鹽組織排出多余的鹽分。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

37、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,水生動(dòng)物的水平衡調(diào)節(jié)機(jī)制(自M.C.Molles,Jr,1999),(自M.C.Molles,Jr,1999),2024/3/19,49,海洋動(dòng)物鯊魚和無脊椎動(dòng)物：等滲硬骨魚：低滲淡水動(dòng)物硬骨魚：高滲河口動(dòng)物洄游魚類：變滲透壓,水生動(dòng)物的滲透壓調(diào)節(jié)方式(自M.C.Molles,Jr,

38、1999),2024/3/19,50,海水及Na+ 和Cl- 由鰓擴(kuò)散進(jìn)入體內(nèi)，通過排尿及鹽腺將多余的鹽排至體外環(huán)境中,鯊魚的滲透調(diào)節(jié)(自M.C.Molles,Jr,1999),2024/3/19,51,水調(diào)節(jié)：環(huán)境中的水通過鰓不斷擴(kuò)散進(jìn)入體內(nèi) 通過尿?qū)⒍嘤嗟乃懦鳆}調(diào)節(jié)：伴隨尿液將少量的鹽排出通過攝食及鰓上的特定氯細(xì)胞，將鹽攝入體內(nèi)。,(自M.C.Molles,Jr,1999),淡水硬骨魚和蚊的滲透壓調(diào)節(jié),2024/3/19

39、,52,水調(diào)節(jié)：失水: 水分通過鰓擴(kuò)散至周圍環(huán)境.補(bǔ)水：通過飲水獲得大量的水，鹽調(diào)節(jié)：增鹽：飲水和攝食攝入鹽，排鹽：泌氯細(xì)胞將鹽排出；腎臟通過排泄作用排出鹽,(自M.C.Molles,Jr,1999),海洋硬骨魚咸水蚊類的滲透壓調(diào)節(jié),2024/3/19,53,陸生動(dòng)物的水平衡調(diào)節(jié)機(jī)制,失水的主要途徑：皮膚蒸發(fā)、呼吸失水、排泄失水補(bǔ)充水的主要途徑：食物、代謝水、飲水保水機(jī)制減小皮膚的透水性減少身體的表面蒸發(fā)減少呼

40、吸失水減少排泄失水利用代謝水生態(tài)類型喜濕耐旱,2024/3/19,54,生物與土壤的關(guān)系,土壤的生態(tài)學(xué)意義土壤的理化性質(zhì)及其對(duì)生物的影響,2024/3/19,55,土壤的生態(tài)學(xué)意義,為陸生植物提供基底，為土壤生物提供棲息場(chǎng)所；提供生物生活所必須遙礦質(zhì)元素為水分；提供植物生長(zhǎng)所需的水熱肥氣；維持豐富的土壤生物區(qū)系；生態(tài)系統(tǒng)的許多很重要的生態(tài)過程都是在土壤中進(jìn)行。,2024/3/19,56,土壤的理化性質(zhì)及其對(duì)生物的影響

41、,土壤的物理性質(zhì)及其對(duì)生物的影響土壤是由固體、液體和氣體組成的三相系統(tǒng)，固體占85％以上，根據(jù)土粒的直徑大小，可將土粒分為：粗砂、細(xì)砂、粉砂和粘粒，其組合百分比稱土壤質(zhì)地，根據(jù)土壤質(zhì)地,可將土壤分為：砂土、壤土和粘土。土壤質(zhì)地和土壤溫度影響植物生長(zhǎng)和土壤動(dòng)物的水平及垂直分布。土壤的化學(xué)性質(zhì)及其對(duì)生物的影響土壤酸堿度：過堿性和酸性不利于植物生長(zhǎng)，酸性還不利于細(xì)菌生長(zhǎng)。土壤有機(jī)質(zhì)：植物重要碳源和氮源。土壤無機(jī)元素：植物生長(zhǎng)的13

42、種重要元素來源（7種大量元素：、氮、磷、鉀、硫、鈣、鎂、鐵；6種微量元素：錳、鋅、銅、鉬、硼、氯）,2024/3/19,57,參考文獻(xiàn),李永材．比較生理學(xué)．北京：高等教育出版社，1984．,2024/3/19,58,思考題-名詞解釋,1.    因子的替代作用（factor substitution）2. 生態(tài)價(jià)（生態(tài)幅）(ecological amplitude or ecological valence)

43、3.    謝爾福德耐受性定律（Shelford’s law of tolerance）4.    耐受冰結(jié)*（freezing tolerance）5.    阿倫規(guī)律（Allen’s law）6.    小氣候(microclimate) 7.    生態(tài)因子（ecological factors）8.  

44、0; 光周期現(xiàn)象（photoperiodicity）9.    限制因子（limiting factors）10.  適應(yīng)（adaptation）,√,√,√,√,√,√,2024/3/19,59,思考題-名詞解釋,11.   貝格曼定律（Bergman’s law）12.   馴化（acclimation and accimatization）13.   極端溫度（e

45、xtreme temperature）14.   代謝水（metabolic water）15.   等滲動(dòng)物（isosmotic animal）16.   外溫動(dòng)物（ectotherms）17.   過冷現(xiàn)象（supercooling）18.   滯育（diapause）*19.   因子補(bǔ)償作用（factor compensation）*20.  

46、臨界光周期（critical photoperiod）*21. 長(zhǎng)日照生物22. 異速增長(zhǎng)*,√,√,√,√,2024/3/19,60,思考題-問答題,1. 試述光與動(dòng)物密切有關(guān)的幾種生物節(jié)律，并簡(jiǎn)述其生態(tài)適應(yīng)意義。2.  簡(jiǎn)述陸棲動(dòng)物的保水機(jī)制。（簡(jiǎn)述陸生動(dòng)物在水代謝方面的適應(yīng)性特征。）3. 簡(jiǎn)述耐受性定律及其補(bǔ)充原理。*4. 舉例說明限制因子概念在生態(tài)學(xué)研究中的重要性。5. 從動(dòng)植物對(duì)日照長(zhǎng)度變化

47、的適應(yīng)出發(fā)解釋生物的光周期現(xiàn)象。6. 簡(jiǎn)述光照強(qiáng)度與陸生動(dòng)植物的關(guān)系。7. 從形態(tài)、生理和行為三個(gè)方面闡述生物對(duì)高溫環(huán)境的適應(yīng)。（簡(jiǎn)述生物對(duì)極端溫度的適應(yīng)。）8. 簡(jiǎn)述水生動(dòng)物（魚類）的水平衡調(diào)節(jié)機(jī)制。,√,√,2024/3/19,61,思考題-問答題,9. 簡(jiǎn)述環(huán)境因子的分類類型及其生態(tài)作用特點(diǎn)。（如何看待生態(tài)因子的作用？）10. 簡(jiǎn)述有效積溫法則，評(píng)述其意義和局限性。11.為什么動(dòng)物在高溫環(huán)境下維持恒定體溫比在低溫下困