个体生态学生物与环境章节版.pptx
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1、1 2.1 生态因子生态因子2.1.1 2.1.1 环境(环境(environmentsenvironments)概念:概念:某一特定生物体或生物群体周围一某一特定生物体或生物群体周围一切因素的总和,包括空间及直接或间接影切因素的总和,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素。响该生物体或生物群体生存的各种因素。内涵:内涵:环境的本质就是生物生存和发展的环境的本质就是生物生存和发展的资源或影响这种资源的因素资源或影响这种资源的因素 尺度效应:尺度效应:大环境与小环境大环境与小环境 第1页/共58页2 大环境与小环境大环境与小环境大环境(大环境(macroenvironment)
2、:地区环境、地球环地区环境、地球环境、宇宙环境;如西双版纳的环境,昆明黑龙潭环境等境、宇宙环境;如西双版纳的环境,昆明黑龙潭环境等 小环境(小环境(microenvironment):直接影响生物生命直接影响生物生命活动的近邻环境。如洞穴环境,树荫下环境等活动的近邻环境。如洞穴环境,树荫下环境等 环境中的气候(环境中的气候(climate)大气候(大气候(macroclimate):):大环境大环境(地区以上范围地区以上范围)的气的气候条件候条件 小气候(小气候(microclimate):):小环境的气候条件小环境的气候条件第2页/共58页3 大环境(全球大气环流和洋流)大环境(全球大气环流
3、和洋流)第3页/共58页4 小小气气候候(小小环环境境)第4页/共58页5 -生态因子及相关名词生态因子及相关名词 生态因子的分类生态因子的分类 生态因子作用特征生态因子作用特征 2.1.2 2.1.2 生态因子生态因子第5页/共58页6 生态因子生态因子:环境要素中对生物起作用的因子。环境要素中对生物起作用的因子。生存条件生存条件:生态因子中生物生存不能缺少的生态因生态因子中生物生存不能缺少的生态因子的总称。子的总称。生态环境生态环境:一定区域所有生态因子的总和。一定区域所有生态因子的总和。生境(生境(habitathabitat):特定生物个体或群体的栖息地特定生物个体或群体的栖息地的生态
4、环境。的生态环境。(1 1)相相 关关 概概 念念 第6页/共58页7 描述自然环境的手段:气候图解气气候候图图解解第7页/共58页8(2)生态因子的分类)生态因子的分类 根据性质划分为:根据性质划分为:气候因子气候因子:如温度、水分、光照、风、气压和雷电等如温度、水分、光照、风、气压和雷电等 土壤因子土壤因子:如土壤结构、土壤成分的理化性质及土壤如土壤结构、土壤成分的理化性质及土壤 生物等生物等 地形因子地形因子:如陆地、海洋、海拔高度、山脉的走向与如陆地、海洋、海拔高度、山脉的走向与 坡度等坡度等 生物因子生物因子:包括动物、植物和微生物之间的各种相互包括动物、植物和微生物之间的各种相互
5、作用作用 人为因子人为因子:人类活动对自然的破坏及对环境的污染人类活动对自然的破坏及对环境的污染第8页/共58页地形因子对气候的影响 第9页/共58页10(2)生态因子的分类)生态因子的分类有无生命特征有无生命特征:生物因子和非生物因子:生物因子和非生物因子 对生物种群数量变动的作用对生物种群数量变动的作用 密度制约因子:食物、天敌等生物因子密度制约因子:食物、天敌等生物因子 非密度制约因子:温度、降水等气候因子非密度制约因子:温度、降水等气候因子 稳定性及其作用特点稳定性及其作用特点 稳定因子:终年恒定的因子,决定生物的分稳定因子:终年恒定的因子,决定生物的分布,如地心引力、地磁等布,如地心
6、引力、地磁等 变动因子:变动因子:周期性变动因子:一年四季变化和潮汐涨落周期性变动因子:一年四季变化和潮汐涨落 非周期性变动因子:如风、降雨、捕食等非周期性变动因子:如风、降雨、捕食等第10页/共58页11 密度制约因子和非密度制约因子密度制约因子和非密度制约因子密度制约因子密度制约因子 环境因子中,对生物作用的强度随生物的密度而环境因子中,对生物作用的强度随生物的密度而变化的因子变化的因子 类型有正负两类,在密度增加的状态下,正者作类型有正负两类,在密度增加的状态下,正者作用导致生物的密度进一步增长;负者导致密度的用导致生物的密度进一步增长;负者导致密度的反馈性降低,有调节种群密度的作用。一
7、般生物反馈性降低,有调节种群密度的作用。一般生物因子常为密度制约因子。因子常为密度制约因子。非密度制约因子非密度制约因子 环境因子中,对生物作用的强度与生物密度变化无环境因子中,对生物作用的强度与生物密度变化无 关的因子。关的因子。第11页/共58页12 种种群群死死亡亡率率变变化化种群密度梯度种群密度梯度密度制约密度制约非密度制约非密度制约逆密度制约逆密度制约导致种群死亡率变化的环境因子作用于种群导致种群死亡率变化的环境因子作用于种群的强度,随种群密度梯度变化而改变的强度,随种群密度梯度变化而改变密度制约因子与非密度制约性因子比较密度制约因子与非密度制约性因子比较第12页/共58页13 种种
8、群群出出生生率率变变化化种群密度梯度种群密度梯度密度制约密度制约非密度制约非密度制约逆密度制约逆密度制约导致种群出生率变化的环境因子作用于种群的强导致种群出生率变化的环境因子作用于种群的强度随种群密度梯度变化而改变;具有调节种群密度随种群密度梯度变化而改变;具有调节种群密度作用度作用密度制约因子与非密度制约性因子比较密度制约因子与非密度制约性因子比较第13页/共58页14(3)生态因子的作用特征)生态因子的作用特征综合作用综合作用:生态因子间相互联系、相互影响、相互生态因子间相互联系、相互影响、相互制约制约 主导因子作用主导因子作用:生态因子的非等价:生态因子的非等价 作用的阶段性作用的阶段性
9、:生物发育的不同阶段,需要不同生物发育的不同阶段,需要不同 不可替代性和补偿性不可替代性和补偿性:生态因子间不可替代,但在:生态因子间不可替代,但在一定程度上可以补偿一定程度上可以补偿 直接作用和间接作用直接作用和间接作用:直接因子:直接对生物发生影响的生态因子直接因子:直接对生物发生影响的生态因子 间接因子:通过影响直接因子而对生物发生影响生态因子间接因子:通过影响直接因子而对生物发生影响生态因子第14页/共58页生态因子的空间分布特征生态因子的空间分布特征纬度地带性: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。太阳辐射量差异 太阳辐射热量带 水分差异植被分带土壤分带自然地
10、理带:赤道、热带、亚热带、暖温带、温带、寒温带、亚寒带、寒带植被地带性分布垂直地带性:垂直地带性:因太阳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性变化(干燥空气,-1/100m;湿润空气,-0.6/100m)。经度地带性经度地带性: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。第15页/共58页16 2.2 生物与环境的相互作用生物与环境的相互作用2.2.1 环境对生物的作用环境对生物的作用 环境对生物的决定作用环境对生物的决定作用 环境对生物的塑造作用环境对生物的塑造作用 2.2.2 生物对环境的反作用生物对环境的
11、反作用 生物对环境的适应生物对环境的适应 生物对环境因子的改变生物对环境因子的改变 第16页/共58页17 2.2.1 环境对生物的作用环境对生物的作用对生物存活的影响对生物存活的影响 对生物生长、发育的影响对生物生长、发育的影响 对生殖、繁衍的影响对生殖、繁衍的影响 对生物的数量和分布的影响对生物的数量和分布的影响 对生物的种内、种间关系的影响对生物的种内、种间关系的影响 第17页/共58页18 2.2.2 生物对环境的反作用生物对环境的反作用(1)生物对环境的适应方式生物对环境的适应方式 形态的适应形态的适应 生理的适应生理的适应 行为的适应行为的适应 各种适应都有相应的遗传基础各种适应都
12、有相应的遗传基础第18页/共58页19 生物对生物环境的响应与适应生物对生物环境的响应与适应物种间的相互作用物种间的相互作用 得利;得利;表示受损;表示受损;0 无明显影响无明显影响 物种间的协同进化物种间的协同进化 一个物种在进化上的变化同时改变了与该物种相一个物种在进化上的变化同时改变了与该物种相关的其它物种所承受的选择压力,导致相关物种关的其它物种所承受的选择压力,导致相关物种的改变,反过来又对该物种的变化施以影响的过的改变,反过来又对该物种的变化施以影响的过程。程。二个或更多的相互作用的物种,其各自的进化是二个或更多的相互作用的物种,其各自的进化是相互影响的,从而形成了一个相互作用的进
13、化系相互影响的,从而形成了一个相互作用的进化系统,这一机制称为协同进化。统,这一机制称为协同进化。相互作用类相互作用类型型互利共互利共生生偏利作偏利作用用捕食捕食/牧食牧食/寄寄生生种间竞种间竞争争偏害作偏害作用用中性作中性作用用A AB B第19页/共58页20 胡椒蛾胡椒蛾黑化胡椒蛾个体黑化胡椒蛾个体案例案例1.胡椒胡椒蛾黑化现象蛾黑化现象第20页/共58页21 1008060300200100Winter smoke,ug/m3Percent frequency of melanic peppered moths1960 1970 1980烟尘实测值烟尘实测值 烟尘变化趋势烟尘变化趋势
14、黑化蛾黑化蛾变化趋势变化趋势随着污染减轻,黑化蛾在群体中的频率逐渐下降随着污染减轻,黑化蛾在群体中的频率逐渐下降第21页/共58页22 夜间降低代谢率夜间降低代谢率有花蜜供给,没有休眠,要消耗大量能量有花蜜供给,没有休眠,要消耗大量能量案例案例2.食物与代谢食物与代谢第22页/共58页23(2)生物对环境因子的改变)生物对环境因子的改变森林吸收太阳辐射、降低风速、保持水分、森林吸收太阳辐射、降低风速、保持水分、防治土壤冻结防治土壤冻结 土壤微生物和土壤动物改变土壤的结构和性土壤微生物和土壤动物改变土壤的结构和性质质 过度放牧导致草场退化过度放牧导致草场退化 人类活动导致全球环境变化人类活动导致
15、全球环境变化 第23页/共58页24 2.3 最小因子、限制因子与耐受限度最小因子、限制因子与耐受限度2.3.1 利比希最小因子定律利比希最小因子定律 2.3.2 限制因子限制因子 2.3.3 耐受限度和生态幅耐受限度和生态幅(1)耐受性定律)耐受性定律(2)生态幅)生态幅(3)耐受限度的调整)耐受限度的调整 第24页/共58页25 2.3.1 利比希最小因子定律利比希最小因子定律(Liebigs law of minimum)基本内容基本内容 低于某种生物需要的最小量的任何特定因子,是低于某种生物需要的最小量的任何特定因子,是决定该种生物生存和分布的根本因素。决定该种生物生存和分布的根本因素
16、。应用中应注意的问题应用中应注意的问题 定律成立条件:生物的内环境和外环境处于稳定定律成立条件:生物的内环境和外环境处于稳定状态状态 注意:生态因子间的替代作用注意:生态因子间的替代作用第25页/共58页26 2.3.2 限制因子和限制因子定律限制因子和限制因子定律限制因子限制因子(limiting factor)限制因子是对生物的生存、生长、繁殖或扩限制因子是对生物的生存、生长、繁殖或扩散等起限制作用的因子散等起限制作用的因子 当生态因子接近或超过生物的耐受性极限而当生态因子接近或超过生物的耐受性极限而影响其生存、生长、繁殖或扩散时,这个因影响其生存、生长、繁殖或扩散时,这个因子成为该生物限
17、制因子子成为该生物限制因子 限制因子定律限制因子定律(Law of limiting factor)生态因子处于低于生物正常生长所需的最小生态因子处于低于生物正常生长所需的最小量和高于生物正常生长所需的最大量时,都量和高于生物正常生长所需的最大量时,都对生物具有限制性影响对生物具有限制性影响 Blackman,1905,基于利比希最小因子定律,基于利比希最小因子定律 该定律的应用价值该定律的应用价值第26页/共58页27 南北较高纬度地区的南北较高纬度地区的低温是影响非洲蜂进低温是影响非洲蜂进一步向高纬度范围扩一步向高纬度范围扩散的限制因子。散的限制因子。案案例例:低低温温对对非非洲洲蜂蜂分分
18、布布的的限限制制第27页/共58页28 2.3.3 耐受限度与生态幅耐受限度与生态幅(1)Shelford耐受性定律耐受性定律 (Law of tolerance)任何一个生态因子在数量或质量上的任何一个生态因子在数量或质量上的不足或过多时会使该种生物衰退或不不足或过多时会使该种生物衰退或不能生存能生存 Shelford,1913 第28页/共58页29(2)Shelford耐受性定律的发展耐受性定律的发展生物对不同生态因子的耐受范围不同,不同年龄、生物对不同生态因子的耐受范围不同,不同年龄、季节、栖息地等同种生物对生态因子的耐受性不同季节、栖息地等同种生物对生态因子的耐受性不同 对很多生态因
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