1、环境与生态因子 生态因子的生态作用,园林植物与环境,生 态 学,环 境 与 生 态 因 子,什么是环境生态因子,生 态 学,什么是环境?,（一）环境的基本概念,指生物有机体周围一切的总和 ，它包括空间以及其中可以直接或间接影响有机体生活和发展的各种因素，如大气、水、土壤、生物等。,生 态 学,（二）环境的分类（根据环境范围的大小）,1. 宇宙环境：指地球大气圈以外的宇宙空间。大气的外层部分。2. 地球环境（生物圈）：指地球上有生命存在的部分。 范围：海平面以下12公里到海平面以上10公里的高度。指生活在大气圈的下层岩石圈水圈土壤圈界面的生物所形成的具有生命活动的圈层。,生 态 学,3. 区域环
2、境：指生物圈内形成的不同区域。成因：由于地形、气候各自然圈层配合上的差异而形成的生物圈内不同的地区环境。区域环境是构成生物圈的基础。 ？昆明、长沙同一纬度，区域环境是否相同 ？东北虎、华南虎、孟加拉虎生活的区域环境是否相同 ？红松、马尾松、云南松区域环境是否相同,不同区域内生活着与其环境相适应的动植物，而不同的动植物也需要特殊的区域环境与之适应,生 态 学,4. 生境：指在一定时间内具体的生物个体和群体生活地段上的生态环境。也称栖息地？蚯蚓的生境 ？鳙鱼的生境 5. 小环境：指接近生物个体表面的环境。具体说是指生物个体表面不同部位的物理、化学、生物等多种生态因子的作用下形成的生态环境。(简单说
3、是直接影响生物生命活动的近邻环境)例：树的小环境，洞穴环境等 6. 内环境：指生物体内组织或细胞间的环境。,生 态 学,生 态 学,人 工 环 境,内环境 小环境 生境 区域环境 生物圈,细胞 对生物个体 对生物群落 区域内 影响整个组织 产生影响 产生影响 的群落 生物界,生 态 学,生 态 因 子,环境要素生态因子生存条件,生 态 学,生态因子：环境要素中对生物起作用的因子。 生存条件：生态因子中生物生存不能缺少的环境要素。 生态环境：一定区域所有生态因子的总和。 生境：特定生物体或群体的栖息地的生态环境。,相关概念：,生 态 学,气候因子：温度、湿度、光、降水、风、气压、雷电等 土壤因子
4、：土壤结构、土壤有机/无机质、理化性质和土壤生物 地形因子：地面起伏，山的阴/阳坡等 生物因子：包括动物、植物和微生物之间的各种相互作用 人为因子 ：人类活动对生物发生巨大影响，表现多方面，如污染等。,生态因子的分类（依性质分类 ）,生 态 学,（二）生态因子作用的基本特征 （一般规律）,1生态因子的综合作用,种子,萌发,H2O、适温、O2、pH,生 态 学,任何的生态因子都不是单独的、孤立的对生物体起作用，都是与其他生态因子的配合下综合起来对生物体起作用的。,生 态 学,2主导因子的作用,3直接因子和间接因子,直接因子：能直接影响生物的生理过程或参与生物的新陈代谢的因子。,间接因子 ：通过影
5、响直接因子而间接作用于生物的因子。,生 态 学,海拔高度升高,光辐射,气温,氧气浓度,风速,间接因子,直接因子,相对湿度,没有直接对生物体起作用，但由于影响了其他因子产生了变化,人体的 生理过程 及新陈代 谢过程,生 态 学,4生态因子作用的阶段性在不同发育阶段，生物需要不同的生态因子或生态因子的不同强度。例如：春化作用中的低温鳗鲡生殖生活阶段对盐分的需要,生 态 学,B 补偿作用（可调剂性）,多个生态因子综合作用时，由于某因子在量上的不足，可由其他因子来补偿，以获得相似的生态效应。,例：光照不足，要多施有机肥，使土壤中二氧化碳浓度提高,5不可替代性和补偿作用 A 不可替代性：生态因子对生物体
6、的作用是不可替代的，又称同等重要定律。例如：植物缺硼（结实率下降）植物缺镁（缺绿症）,生 态 学,（三）生态因子的限制性作用,1限制因子,当诸多的生态因子作用于生物体时，使生物体的生长发育、生殖以及分布等直接受到限制甚至死亡的因子，这个因子就是限制因子。 限制生物生存和繁殖的关键性因子。,2最小因子定律,植物的生长取决于环境中那些处于最小量状态的营养物质 。,生 态 学,利比希最小因子定律(Liebigs Law of minimum) 植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养元素 解释：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。 应用注意: 稳定状态 生态因
7、子间的替代作用,？植物缺锌（簇叶病）,生 态 学,生 态 学,生物能忍受生态因子最低量和最高量之间的数量范围称为耐性限度。 任何一个生态因子在数量或质量上的不足或过多(当其接近或达到某种生物的耐性限度)时会使该种生物衰退或不能生存。,3耐性定律（谢尔福德）,生 态 学,生 态 学,生 态 学,生态幅的概念(生态价) 每一种生物对某一种生态因子都有一个耐受范围，即有一个生态上的最低点和最高点。在最低点和最高点(或称耐受性的上限和下限)之间的范围。 生态幅度：广温性(eurythermal) 狭温性(stenothermal) 广水性(euryhydric) 狭水性(stenohydric)广盐性
8、(euryhaline) 狭盐性(stenohaline) 生态幅往往受到适应范围较狭窄的生态因子的限制；物种的生态幅往往取决于它临界期的耐受限度 生物的生态幅对其分布具有重要影响,生 态 幅,生 态 学,生 态 学,图2-1 窄温性与广温性生物的生态幅,生物对温度的耐受性,生 态 学,（四）园艺植物对环境因子的适应,生态适应：为了适应不利环境和环境变化，园艺植物从形态、生理、生化等方面做出有利于生存的调整改变。 趋同适应：不同种类的园艺植物，生存在相同或相似的环境条件下，常形成相同或相似的适应方式和途径。 趋异适应：指一群亲缘关系相近的有机体，由于分布地区的隔离，长期生活在不同环境条件下，形
9、成了不同的适应方式和途径。,生态型：概念：同种园艺植物的不同个体或群体，长期生存在不同的自然生态生态条件或人为培育条件下，发生趋异适应，并经自然选择而分化形成的生态、形态和生理特性不同的基因型类群。 根据形成生态型的主导因子，将生态型分为3类：气候生态型、土壤生态型和生物生态型。,生活型 (life form) 概念：生物对外界环境适应所形成的外部形态。 是不同生物在同一环境条件下的趋同适应。 分类(Raunkiaer系统） ： 高位芽植物(Ph.)：休眠芽位于地上25以上 ，大 (30m)、中 (8-30m)、小 (2-8m)、矮 (25cm2m) ； 地上芽植物(Ch.)：更新芽位于地上，
10、25以下，受地被物或积雪保护，多为灌木、半灌木或草本植物 ； 地面芽植物(H.)： 更新芽位于近地面土层内，冬季地上部分全部枯死，地下部分存活，为多年生草本植物 ； 地下芽(隐芽)植物(Cr.)：更新芽位于较深土层中或水中 一年生植物(T.)： 以种子越冬的多年生草本植物。,生活型谱,生活型谱与环境,每一类植物群落都是由几种生活型的植物所组成，但其中有一类生活型占优势，生活型与环境关系密切 高位芽植物占优势是温暖、潮湿气候地区群落的特征，如热带雨林群落 地面芽植物占优势的群落，反映了该地区具有较长的严寒季节，如温带针叶林、落叶林 群落一年生植物占优势则是干旱气候的荒漠和草原地区群落的特征，如东
11、北温带草原,光的生态作用及生物的适应温度的生态作用及生物的适应 水的生态作用及生物的适应 土壤的生态作用及生物的适应 大气的生态作用,生态因子的生态作用,生 态 学,一、光的生态作用及生物的适应,光谱成分及生态作用 光照强度变化对生物的影响 日照长度的生态作用,生 态 学,（一）光谱成分及生态作用,1.光谱组成,生 态 学,光质的生态作用:叶绿素的吸收光谱(对植物的影响)蓝紫光：430450nm 红光：640660nm红光有利于碳水化合物的合成，蓝光有利于蛋白质的合成。绿光不被植物吸收称“生理无效光”。红橙光称为生理有效光。青光、蓝紫光和紫外线等短波光抑制植物的伸长生长，使植物向光性更敏感。,
12、2.光质变化对生物的影响,生 态 学,叶绿素的吸收光谱,生 态 学,高山植物 对紫外光作用的适应，发展了特殊的莲座状叶丛。 促进花青素的形成，花色鲜艳。？高山矮林现象？水中的植物海洋植物 光合作用色素对光谱变化具有明显的适应性.海藻，海带,生 态 学,生 态 学,光对动物生殖、体色变化、迁徙、毛羽更换、生长发育有影响。紫外线能促进维生素D的合成 ，波长360nm有杀菌作用，在340nm240nm的辐射条件下，可使细菌、真菌、线虫的卵和病毒等停止活动。200300nm的辐射下，杀菌力强，能杀灭空气中、水面和各种物体表面的微生物，这对于抑制自然界的传染病病原体是极为重要的。 太阳鱼视力的灵敏峰值为
13、500530nm。不同动物发展不同的色觉。,生 态 学,光照强度的变化及其生态作用动植物对光照强度的适应,（二）光强度变化对生物的影响,生 态 学,生 态 学,光照强度的生态作用,影响植物叶绿素的形成 黄化现象 影响植物细胞的增长和分裂、组织器官的生长和分化 影响植物花果的数量和质量。 影响动物的生长发育光照强度影响动物的行为，昼行性动物在白天强光下活动，夜行性动物在夜晚或弱光下活动。 影响动物的体色,生 态 学,生长在黑暗或光照强度很弱条件下的植物，影响叶绿素的形成，叶片呈现黄色和其他变态特征的现象。在蔬菜栽培上，利用这个特点，可栽培韭黄、蒜黄和豆芽菜，也可用培土方法栽培葱白等以提高经济价值
14、。,黄化现象,生 态 学,动植物对光照强度的适应,植物对光照强度的适应动物对光照强度的适应,生 态 学,植物对光照强度的适应,植物的向光性 植物秋季落叶 C3植物和C4植物 光和能力 水生植物在水中的分布与光照强度有关 阳生植物和阴生植物、耐阴植物 生理差异 形态差异,生 态 学,光合作用与光照强度的关系,生 态 学,光 合 作 用 率,光 合 作 用 率,光强度,光强度,净生产力,光合作用,呼吸作用,A,B,A,B,A,CP,光补偿点,CP,CP,a,b,sp,sp,光饱和点,B,光饱和点(saturate point):当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
15、为光饱和点。 光补偿点 (compensation point) ：光合作用强度和呼吸作用强度相当处的光强度为光补偿点；,植物的光补偿点示意图(Emberlin,1983),生 态 学,陆生植物 对不同光照强度的适应产生阳生植物和阴生植物和耐阴植物。阳生植物对光要求比较迫切，只有在足够光照条件下才能进行正常生长；阴生植物对光的需要远较阳性植物低，呼吸作用、蒸腾作用都较弱，抗高温和干旱能力较低； 耐阴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。,生 态 学,生 态 学,（三） 日照长度及其生态作用,光周期现象(photoperiodism)：Garner等人(1920)发现明相
16、暗相的交替与长短对植物的开花结实有很大的影响。这种生物生长发育繁殖迁徙过程中适应日照长度有规律的随季节昼夜变化的现象称光周期现象。 植物光周期现象 对繁殖(开花)的影响 长日照植物、短日照植物、中日照植物、中间型植物。（不同光照时间对开花的作用而定） 植物光周期的应用：杂交、抗性选育、异地种植,生 态 学,植物开花对日照长度的反应,生 态 学,动物光周期现象 对生殖迁徙的影响：动物繁殖的光周期：长日照和短日照动物某些兽类的生殖也与日照长短有关:如雪貂、野兔和刺猬等都是随着春天日照长度增加而开始生殖（称为长日照兽类）；绵羊、山羊和鹿等总随着秋天短日照的到来而进入生殖期（称短日照兽类） 。昆虫滞育
17、的光周期 换毛换羽的光周期 动物迁徙的光周期鸟类的光周期现象最为明显，它的迁徙是由日照长短变化所引起的；,生 态 学,温度变化的规律温度与生物的生长 温度与生物的发育 生物对温度的适应,二、温度的生态作用及生物的适应,生 态 学,地球上不同位置温度的差异,地表大气温度差异空间差异：纬度、高度；内陆、海岸 时间差异：季节、昼夜 土壤温度变化 表层 深层 水体温度时间差异 温度分层；上湖层、斜温层、下湖层,生 态 学,温度与生物生长,温度与生物生长：生长：“三基点”最低、最适、最高温度。在一定温度范围内，生物生长的速率与温度成正比；外温的季节性变化引起植物和变温动物生长加速和减弱的交替；外温影响生
18、物的生长规模。,生 态 学,温度高发育速度快 有效积温法则概念 用途 预测生物发生的世代数；预测生物地理分布的边界；预测害虫来年的发生历程；制定农业气候区划，合理安排作物；应用积温预报农时。,温度与生物发育,生 态 学,胚胎发育与环境温度关系,生 态 学,积温是指某时段内逐日平均气温累积之和。它是衡量作物生长发育对热量条件要求和评价热量资源的重要指标。作物发育速度主要受温度的影响，作物完成某一发育阶段所需的积温基本上是一定的。根据这种积温学说，可以利用积温进行作物发育期的预报。 由于植物开始生长发育的温度通常都在零度以上，所以，又将植物开始生长的温度称为生物学零度（或称为生物学下限温度），低于
19、此值的即为无效温度，而下限温度以上的温度累加值，即为有效积温。,有 效 积 温,生 态 学,有效积温法则,是指生物生长发育过程中，必须从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育，而且各个阶段所需要的总热量是一个常数，可以用公式 表示。K = N(TT0) 式中：K该生物所需的有效积温，它是一个常数；T当地该时期的平均温度；T0该生物生长活动所需最低临界温度（生物零度或发育起点温度），；N该生物生长发育所经历的时间，d。,生 态 学,例题：,假设蚕卵在平均气温15时，平均每天的孵化率为10%，而在平均气温25时，平均每天的孵化率为20%，试计算蚕卵孵化的起始温度及有效积温。,K100 T05
20、,K10*（15-T0） K5*（25-T0）,生 态 学,生物发育和生长速度,生 态 学,生物对温度的适应,温周期现象温度有日变化，除赤道地区外，还有季节变化，植物对这两种节律性变化反应敏感，并且已经适应在这样的变温条件下，才能正常发育，这一现象称为温周期现象。 物候生物长期适应于温度的季节性变化，形成与此相适应生物发育节律，称为物候。季节变化时有些动物的体色会发生相应的变化，如北方的雪兔和雷鸟到冬季都会换上纯白色的毛和羽毛。 生物对极端温度的适应 温度与生物分布许多物种的分布范围与温度区相关。,生 态 学,生物对温度周期性变化的适应,生物在进化过程中适应了环境温度的周期性变化，这种变化常常
21、是生物发育所必不可少的条件。植物：大多数植物种子需经变温处理才能提早萌发； 植物的生活史周期也是与季节的年周期相吻合的；生长年轮 动物：动物发育速度在昼夜温度变化中较恒温中要快；动物的昼夜活动节律、年活动节律均与温度变化相关；,生 态 学,温度对生物的影响,低温对生物的影响：当温度低于临界(下限) 温度 ，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，电解质浓度改变，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。（寒害、霜害、冻害） 高温对生物的影响：当温度超过临界（上限）温度，对生物产生有害作用。致死原因：蛋白质变性；理化过程
22、失调；代谢中毒；生物膜结构变化；供氧不足等。,生 态 学,生物对极端温度的适应,生物对低温的适应：保暖、抗冻形态、生理 、行为的适应 生物对高温的适应：抗辐射、保水、散热形态 、生理 、行为的适应,生 态 学,植物 形态结构：油脂、鳞片、短小、匍匐状，厚皮 生理适应：细胞内物质含量变化(糖类) 动物 形态：贝格曼规律、阿伦规律、约旦规律、毛、皮结构、脂肪层 生理：基础产热和非颤抖性产热（褐色脂肪组织，身体异温，水生哺乳动物的热交换器等行为：迁徙、冬眠、冬睡、滞育、集群、活动位置,1.生物对低温的适应,生 态 学,贝格曼规律,内容：高纬度的恒温动物比低纬度的相似种类个体要大。如东北虎大于华南虎。
23、原因：一般认为，动物个体大则相同质量所对应的体表面积就小，对恒温动物来说在竞争中应付体表散热所损失的能量相对较少，在进化选择中是有利的。,生 态 学,生 态 学,阿 伦 规 律,内容：在寒冷地区生活的哺乳动物的四肢、耳、鼻、 尾均有明显缩短的趋势。 原因：寒冷地区对哺乳动物的主要生态问题是保持体 温，躯体突出部分缩短可减少散热，对动物在环境 中竞争显然是有利的。,生 态 学,2.生物对高温的适应,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，减少辐射伤害；干和茎具厚的木栓层，绝热。动物：体形变小，外露部分增大；腿长将体抬离地面；背部具厚的脂肪隔热层。 生理上的适应植物：降低细
24、胞含水量，增加糖或盐浓度，减缓代谢率；降低体温。动物：放宽恒温范围；贮存热量，减少内外温差。 行为上的适应植物：关闭气孔。动物：休眠，穴居，昼伏夜出等。,生 态 学,生 态 学,如骆驼对沙漠干热环境的适应：1. 形态适应：体大、隔热性能极好的毛皮2. 生理适应：利用代谢水，体温过热节水，高尿液体液浓度比 3.行为适应：可大量饮水，选择含水充分的 食物，选择适宜活动时间,生 态 学,生 态 学,物种分布与环境温度,生物群落分布与温度带 低温的限制作用致死 高温的限制作用春化 温度与其它生态因子的综合作用非洲凤凰木在中国的分布 橡胶、香蕉、椰子的分布 苹果、梨、桃的分布 昆虫的分布与积温法则 狹温
25、喜热/冷性动物的分布与温度应用问题：引种问题；海关防止有害生物入境问题,生 态 学,三、水的生态作用及生物的适应,水及其变化规律（水的生物学意义） 水对生物的影响 植物对水因子的适应 动物对水因子的适应,生 态 学,水在地球上的存在与分布,水以多种形式存在与地球海洋、冰盖 大气中水蒸气陆地各种水域及地下水、冰雪 无机化合物中的水生物体中的水,生 态 学,宇宙中看地球,生 态 学,水陆环境的差异,生 态 学,陆地上水的分布,降水量的变化 低纬度湿润带、低纬度少雨带、中纬度湿润带、极地干燥带 海陆位置、地形、季节相对湿度的变化随温度变化、昼夜变化、季节变化及其地区差异、地理位置 我国降水量的地域分
26、布 华南、长江流域、秦淮地区、兴安以西行秦岭以北、黄河上游、内蒙西部和新疆南部,生 态 学,水是任何生物体的重要组成部分 水是生命活动的基础 水是生物体所有代谢活动的介质 水是光合作用的原料 水是生物体不可缺少的组成成份,使生物保持一定的状态,1.水对生物的影响 a.水是生物生存的重要条件,生 态 学,b. 水的生物学、生态学意义, 水的生物学意义 生物组成；生命活动的介质；生活史中的必须：植物、动物。 水的生态学意义 水与生物的分布；水环境对生物的利弊；限制因子；适应性的产生。 水的理化特征及与生物的关系：比重与冰点；比热大与水环境的稳定；与其它物质的亲合能力强；粘滞性；浮力；水环境的其它生
27、态因子：O2，CO2，营养物质；生产力。,生 态 学,c. 生物体的水分获得与损失途径,水分的丧失途径 植物蒸发（蒸腾作用、扩散作用）失水，分泌失水。 动物蒸发失水，排泄、分泌失水。 水分获得途径 植物根部吸收，叶面吸收。 动物食物，体表吸收，代谢水。,生 态 学,2. 水对生物生长发育的影响,水对植物生长发育的影响水分对植物生长有最低、最适和最高值3基点 水对动物生长发育的影响水分不足时，引起动物的滞育和休眠；许多动物的周期性繁殖与降水季节密切相关。,生 态 学,3.水对物种数量和分布的影响,对植被的分布的影响 我国从东南到西北可分为3个等雨量区，因而植被类型 也分为3个区：湿润森林区、干旱
28、草原区和荒漠区。 水分与动植物种类与数量的影响 降水量最大的赤道热带雨林种的植物达52种/公顷，而降水量较少的大兴安岭红松林中，仅有植物10种/公顷。,生 态 学,植物对水因子的适应,陆生植物 水生植物,生 态 学,陆地植物的水平衡,水分来源 根系吸收 茎叶吸收 体内代谢 水分去向 蒸腾作用 体内代谢,生 态 学,陆生植物的适应特征,形态适应 发达的根系、叶面积很小、单子叶植物中一些具扇状的运动细胞，可使叶面卷曲、发达的储水组织。 生理适应 原生质渗透压特别高。 陆生植物的类型 湿生植物、中生植物、旱生植物。,生 态 学,陆生植物的类型,湿生植物：不能长时间忍受缺水，抗旱能力差，多生长在水边或
29、潮湿的环境中。如水稻、秋海棠。 中生植物：适于生长在水分条件适中的环境中，形态结构及适应性介于湿生植物与旱生植物之间，种类最多、分布最光和数量最大的陆生植物。 旱生植物：生长在干旱环境中，能忍受较长时间的干旱，且能维护水分平衡和正常的生长发育。主要分布在干热草原和荒漠地区。 其对干旱环境的适应表现在根系发达、叶面积很小、发达的贮水组织以及高渗透压的原生质等。,生 态 学,旱生植物的适应特征,形态适应 发达的根系、叶面积很小、发达的储水组织 生理适应 原生质渗透压特别高,生 态 学,植物根系与水分的关系,生 态 学,水体环境的特征,弱光 缺氧 密度大 温度变化平缓,生 态 学,水生植物的适应特征
30、,发达的通气组织 机械组织不发达甚至脱化 水下叶片很薄，且多分裂成带状、线状 叶绿体大且多 水生植物的类型 沉水植物 浮水植物 挺水植物,生 态 学,（1）沉水植物 体内有发达的通气组织，以保证身体各部分对氧气的需要；叶片常呈带状、丝状或很薄，有利于增加采光面积和对CO2和无机盐的吸收；植物体具有较强的抗扭曲能力以适应水的流动。如，金鱼藻、狸藻和黑藻等。 （2）浮水植物 浮水植物分为漂浮植物和浮叶植物两类，漂浮植物的叶全部漂浮在水面，根悬垂在水中，不与土壤发生直接的关系。如凤眼莲、浮萍和满江红等。浮叶植物的叶浮在水面，但是它们的根牢固地扎在水下的土壤里，如荷花、睡莲等。 （3）挺水植物 挺水植
31、物的根固定生长在水底泥土中，整个植物体分别处于土壤、水体和空气三种不同的环境里，茎叶等下部分浸没在水中，上部分挺出水面，如芦苇、水葱、慈姑和香蒲等。,生 态 学,水葫芦来自委内瑞拉的水生植物，学名叫做风眼莲由于水葫芦含有大量蛋白质、脂肪和纤维素，而且繁殖能力强，容易成活，本世纪5年代，粮食极度短缺的中国从南美引进水葫芦，将水葫芦广泛放养于南方乡村河塘。由于水葫芦蔓延的速度极快，它们覆盖了很多南方许多河流、湖泊。浓密的水葫芦降低了光线对水体的穿透能力，影响水底生物的生长，并增加水中二氧化碳的浓度，堵塞河道，净化除掉水中无机盐、重金属能力极强 。水葫芦的根和茎能吸收汞、银、铅、镉、镍、磷、苯和酚等
32、有毒物质并将其分解成无害物质,水 葫 芦,生 态 学,生 态 学,生 态 学,生 态 学,打捞上来的水葫芦,生 态 学,指 示 作 用,较清洁的水体：鱼鳞藻、簇生竹枝藻 中等污染的水体：甲栅藻、纤维藻、角甲藻 严重污染的水体：绿色裸藻、囊裸藻,生 态 学,水生动物 保持盐分与水分的平衡是水生动物适应环境的基础 主要通过调节体内的渗透压来维持与环境的水分平衡 淡水动物和海洋动物的差异陆生动物形态结构 行为 生理 动物对水环境的适应与植物不同之处：动物有活动能力，动物可以通过迁移等多种行为途径来主动避开不良的水分环境。,动物对水因子的适应,生 态 学,淡水动物对水环境的适应,淡水动物对环境是高渗性
33、(淡水的渗透浓度为2-3mmol/l，而动物体液或血液渗透浓度高)，导致水不断渗入动物体内，过剩的水不断排出体外，保持水分平衡 补充丢失的盐分方法：食物 鳃主动吸收盐类,生 态 学,海洋动物对水环境的适应,等渗动物 这些动物不会由于渗透作用而失水或得水，但随代谢废物的排泄损失一部分水。 补充水分方法：从食物中得到；饮用海水并排出海水中的溶质；食物氧化过程中产生代谢水 低渗动物 由于渗透作用失去一些水，会从食物、代谢中或海水摄入更多的水，其中喝水是主要来源。保持低渗：喝水同时吸入盐，对多余的盐类排除方法：尿液量；鳃通过主动作用把盐类排出体外 高渗动物 体外的水会渗透到体内，不需要饮水、食物和代谢
34、过程中摄取水，而是借助于排泄器官把体内的过剩水排出,生 态 学,陆生动物对水环境的适应,形态结构适应昆虫具有几丁质的体壁，防止水分的过量蒸发；两栖类动物体表分泌粘液以保持湿润；哺乳动物有皮质腺和毛，防止体内水分过多蒸发。 行为的适应沙漠动物昼伏夜出：沙漠地区夏季昼夜地表温度相差很大，因此地面和地下的相对湿度和蒸发力相差很大迁徙：在水分和食物不足时，迁移到别处。 生理适应 储水的胃；储藏丰富的脂肪，在消耗过程中产生大量的水分；血液中具有特殊的脂肪和蛋白质，不易脱水。,生 态 学,陆生动物的水平衡调节机制,失水的主要途径： 皮肤蒸发、呼吸失水、排泄失水 补充水的主要途径： 食物、代谢水、饮水 保水
35、机制 减小皮肤的透水性 减少身体的表面蒸发 减少呼吸失水 减少排泄失水 利用代谢水 生态类型 喜湿 耐旱,生 态 学,四、生物与土壤的关系,土壤的生态学意义 土壤的理化性质及其对生物的影响 生物对土壤的影响,生 态 学,1.土壤的生态学意义,土壤是陆地生态系统的基础 为陆生植物提供基底，为土壤生物提供栖息场所； 提供生物生活所必须的矿质元素； 提供植物生长所需的水热肥气； 维持丰富的土壤生物区系； 生态系统的许多很重要的生态过程都是在土壤中进行。 土壤是具有决定性意义的生命支持系统 土壤是污染物转化的重要场地,生 态 学,2.土壤质地与结构对生物的影响,生 态 学,固体部分：矿质固体 38 生
36、命群落：有机体 12 土壤的空隙：气体、液体 50,生 态 学,3.土壤水分、土壤空气和土壤温度,土壤水分,生 态 学,土壤空气,生 态 学,土壤温度,生 态 学,4.土壤化学性质与生物,生 态 学,5.土壤的生物特性,土壤生物活动产生的生物化学和生物物理学特性 土壤生物种类繁多 生物活动产生土壤 土壤生物与土壤肥力,生 态 学,植物对土壤的适应,根据植物对土壤酸碱度的反应的植物分类酸性土植物、中性土植物和碱性土植物 根据植物对土壤钙质的反应的植物分类 喜钙植物和嫌钙植物 根据植物对土壤含盐量的反应的植物分类盐土植物和碱土植物 植物对极端土壤环境的适应 盐碱土植物 沙生植物,生 态 学,盐碱土
37、 盐土：含可溶性盐(氯化钠、硫酸钠盐等)1%以上，pH中性，土壤结构未被破坏碱土：含弱酸强碱盐(碳酸盐类)较多，pH在8.5以上，土壤结构被破坏 盐碱土对植物的危害 植物对盐碱土的适应 沙生植物的适应,盐碱土对植物的危害和植物的适应,生 态 学,盐碱土对植物的危害,生 态 学,盐碱土植物对环境的适应,生 态 学,红树根系,生 态 学,沙生植物对环境的适应,沙生环境高温、干旱、强风、土壤贫瘠 植物的适应 地面植株小、根系发达 叶边极端缩小或退化 贮水细胞或脂类物质细胞具有高渗透压休眠,生 态 学,动物对土壤的适应,土壤是许多陆地动物栖息、活动的重要场所。 土壤的含水量不同，会影响动物的呼吸、生殖
38、和生长。如果土壤水分过多，通气状况即较差，一些动物会因缺氧而死亡，因此农业上常用灌水法来防治虫害。 土壤的气体也常影响动物的呼吸和行为。 土壤中的温度既有季节差异也有昼夜差异，温度的变化常影响无脊椎动物的垂直迁移，温度高则在上层活动，温度低则往土壤深处迁移。 各种动物对土壤pH值要求不同，叩头虫类大多数生活在pH45.2的土壤中，蚯蚓喜在 pH4.58.5范围内生活。,生 态 学,五、大气的生态作用,（一）大气的组成组成：大气圈中空气是多种气体的混合体，氮（N2）、氧（O2）、氩（Ar）、二氧化碳（CO2）、臭氧（O3）、氖（Ne）等。 大气压随海拔的变化：海平面 1atm = 101.32
39、kPa 海拔升高100m，大气压降低1.11 kPa大气与生物的关系 植物光合作用 生物的呼吸作用,生 态 学,（二）CO2的生态作用,生 态 学,（三）氧的生态作用及与CO2的平衡O2是植物呼吸作用所必须的。O2对陆地动物的影响很大。O2对好氧微生物起限制作用。随着土壤空气中O2的减少，CO2浓度相应增加，物质分解速度下降。氧的来源：光合作用 紫外线的光解作用氧与动物的能量代谢：动物对高海拔低氧的适应 植物与氧：森林吸收CO2释放O2的量约为草地的5倍；成年 人呼吸消耗O2释放CO2的量与10m2森林光合作用的产物相当。,生 态 学,（四）氮的生态作用,氮素是组成蛋白质和核酸的必须营养元素。水中的氮 主要来源于大气的溶解，此外，各种含氮化合物的反硝化过程及有机残体的腐烂分解都可形成游离氨。水中DO不足，氨和H2S会积累， 使大多数水生生物受害。,生 态 学,火作为生态因子对生物的影响及管理,生 态 学,生 态 学,生 态 学,本 章 小 结,光、温度、水的生态作用 生物对光、温度、水环境的适应 大气的生态作用和植物对光合生态效应 土壤的理化性质及其对生物的影响，生物对土壤环境的适应,生 态 学,
