1、第一章第一章 环境与生态因子环境与生态因子第一节第一节 环环 境境一、生物圈的环境一、生物圈的环境概念：地球上的全部生物和它们的无机概念：地球上的全部生物和它们的无机环境的总和。环境的总和。（一）大气圈（一）大气圈 大气圈下限为海陆表面，上限约海陆表面大气圈下限为海陆表面，上限约海陆表面1000km以上，可分为平流层和对流层。以上，可分为平流层和对流层。对流层：直接构成植物气体环境。对流层：直接构成植物气体环境。平流层：离地面约平流层：离地面约2050km，平流层上，平流层上形成臭氧层，是地球生命系统最重要的保形成臭氧层，是地球生命系统最重要的保护层。护层。Liebig最小因子定律与系统论中的
2、水桶理论涵义一致：某一生态因子处于非最适状态下时，生物对其他生态因子的耐受限度也下降生物体外全部环境要素。1974年3月、9月和1975年3月，发射的水手10号探测了水星，向地面发回5000多张照片。离太阳的第六行星,有美丽的光环,是最美的天体之一,土星上盛行强风。岗榆砂杨河滩柳，山坡松柏核桃沟，不同海拔中萎陵菜的形态具有差别生境、小环境、限制因子、最小因子生物对环境因子耐受曲线的实际表现（二）水圈（二）水圈 由地球表面由地球表面71%海洋及冰川、河流、湖泊、海洋及冰川、河流、湖泊、土壤和大气中的水构成。土壤和大气中的水构成。各地区水质不同，构成植物环境生态差异。各地区水质不同，构成植物环境生
3、态差异。水分通过大气环流、洋流和河流排水进行流水分通过大气环流、洋流和河流排水进行流动及再分配，维持地球上的水分平衡。动及再分配，维持地球上的水分平衡。（三）岩石圈（三）岩石圈 地球表面约地球表面约3040km厚的地壳层。厚的地壳层。通过火山活动和放射衰变影响大气圈组通过火山活动和放射衰变影响大气圈组成，并和水圈进行物质交换，同时形成土壤成，并和水圈进行物质交换，同时形成土壤的主要物质基础。的主要物质基础。（四）土壤层（四）土壤层 位于岩石层表面，以岩石圈为母质，在生位于岩石层表面，以岩石圈为母质，在生物体的参与下形成。物体的参与下形成。植物植物 动物动物 微生物微生物其他星球也有生物吗？其他
4、星球也有生物吗？生物圈生物圈2号？号？金星有浓密的大气层，金星大气中二氧化碳的含量在97%以上，还有少量的氮、氩、一氧化碳、水蒸气及氯化氢等。强烈的“温室效应”使金星表面，温差很小，基本上没有昼夜、季节和地区的差别。金星表面的。土土星星 离太阳的第六行星,有美丽的光环,是最美的天体之一,土星上盛行强风。表面温度-290华氏度,比木星表面温度低60度.火星是太阳系九大行星之一，按离太阳由近及远的次序为第四颗，它的体积在太阳系中居第七位。由于火星上的岩石、砂土和天空是红色或粉红色的，因此这颗行星又常被称作“红色的星球”。这颗红色的星球异常寒冷和干燥。这颗红色的星球异常寒冷和干燥。火星日落火星荒漠火
5、星全貌 九大行星中水星最靠近太阳，九 大行星中，除地球之外，水星的密度最大。1974年3月、9月和1975年3月，发射的水手10号探测了水星，向地面发回5000多张照片。水星大气非常稀薄，昼夜温差很大，阳光直射处温度高达427，夜晚降低到-173。水 星 木星是距太阳的第五颗行星，并且是太阳系九大行星木星是距太阳的第五颗行星，并且是太阳系九大行星中最大的一颗。木星的大气非常厚。中最大的一颗。木星的大气非常厚。木星大气的主要成份木星大气的主要成份是氢和氦，是氢和氦，以及少量的甲烷、氨、水汽和其他化合物。木以及少量的甲烷、氨、水汽和其他化合物。木星大气层的平均温度为星大气层的平均温度为-121-1
6、21摄氏度摄氏度。植物内稳态指植物控制小环境使其保“一个有多块木板拼成的水桶，当其中一块木板较短时，不管其他木板多高，木桶装水的总量是受最小木板制约的”。五、直接因子和间接因子大环境：蓝天白云、地形、气候以及周围的植物 和 动物等 等药用植物的分布有着明显的地理分布特木星大气的主要成份是氢和氦，以及少量的甲烷、氨、水汽和其他化合物。度、人为因子等因素的综合影响。不同海拔中萎陵菜的形态具有差别在植物生活环境中，对植物起作用的因子中包括动物、植物和微生物之间的各种相互作用。内稳态机制不能完全摆脱环境的限制1913年，Shelfond提出耐受性法则芦荟与仙人掌均具有发达的贮水组织如：二郎山东坡与西坡
7、的植被区别；气侯因子随地理位置和海拔高度的变化而 生态圈稳态生态圈稳态概念：生物圈的结构和功能长期保持相对稳定的状态。能量基础：稳定的能量来源 物质基础：物质上自给自足 多层次的自我调节能力以生物多样性为基础 生物圈自我维持稳态的能力是有限的！大大气气污污染染酸酸 雨雨赤赤潮潮水水污污染染海海鸟鸟惨惨死死沙沙滩滩二、植物环境有关概念二、植物环境有关概念 同种植物可由于环境变化而导致形态、结同种植物可由于环境变化而导致形态、结构、生理等特性不同。构、生理等特性不同。一叶萩一叶萩活血舒筋，健脾益肾活血舒筋，健脾益肾右左旋一叶萩碱右左旋一叶萩碱右旋一叶萩碱右旋一叶萩碱左旋一叶萩碱左旋一叶萩碱河北承德
8、河北承德北京郊区北京郊区东北三省、东北三省、苏、皖、浙苏、皖、浙北极柳树北极柳树薄荷薄荷环境环境 植物生存空间所存在的一切客观因素总和。植物生存空间所存在的一切客观因素总和。如宇宙环境、地球环境、区域环境等。如宇宙环境、地球环境、区域环境等。环境因子环境因子 生物体外全部环境要素生物体外全部环境要素。生态因子生态因子 环境因子中一切对生物的生长、发育、生殖、环境因子中一切对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的因子。行为和分布有直接或间接影响的因子。生态环境生态环境 所有生态因子综合作用构成生物的环境。所有生态因子综合作用构成生物的环境。生境生境 具体特定地段对植物起作用的生态因
9、子总具体特定地段对植物起作用的生态因子总和。如草原生境、沼泽生境等。和。如草原生境、沼泽生境等。大环境：大环境：蓝天白云、地蓝天白云、地形、气候以及周围的植物形、气候以及周围的植物 和和 动物等动物等 等等小环境小环境：树根树根系周围的土壤系周围的土壤环境环境小环境小环境 接近植物个体表面或个体表面不同部位接近植物个体表面或个体表面不同部位的物理环境。的物理环境。如八齿小蠹、羊茅草如八齿小蠹、羊茅草 体内环境体内环境 植物体内部的环境植物体内部的环境第二节第二节 生态因子生态因子包括生物因子和非生物因子，具体可分为：包括生物因子和非生物因子，具体可分为：一、气侯因子一、气侯因子二、土壤因子二、
10、土壤因子三、生物因子三、生物因子四、地形因子四、地形因子五、人为因子五、人为因子一、气侯因子一、气侯因子 气侯因子包括光照、温度、空气等因子。气侯因子包括光照、温度、空气等因子。气侯因子随地理位置和海拔高度的变化而气侯因子随地理位置和海拔高度的变化而不同，又称地理因子。不同，又称地理因子。四川为什么盛产药材？四川为什么盛产药材？药用植物的分布有着明显的地理分布特药用植物的分布有着明显的地理分布特征征“道地药材道地药材”。如：浙八味、川芎等如：浙八味、川芎等绵阳道地药材绵阳道地药材 江油附子江油附子涪城麦冬涪城麦冬 二、土壤因子二、土壤因子 土壤因子包括土壤的理化性质、肥力等土壤因子包括土壤的理
11、化性质、肥力等。土壤理化性质土壤理化性质：物理性质和化学性质物理性质和化学性质土壤生物土壤生物：微生物、藻类、软体动物等微生物、藻类、软体动物等土壤肥力土壤肥力：土壤的物理、化学、生物等性质的综合反映土壤的物理、化学、生物等性质的综合反映岗榆砂杨河滩柳，山坡松柏核桃沟，岗榆砂杨河滩柳，山坡松柏核桃沟，碱地白蜡和柽柳，砂岗地里栽桐树碱地白蜡和柽柳，砂岗地里栽桐树地地 肤肤罗布麻罗布麻狗狗 脊脊桃金娘桃金娘栀栀 子子酸性土壤酸性土壤碱性土壤碱性土壤三、生物因子三、生物因子 包括动物、植物和包括动物、植物和微生物之间的各种相微生物之间的各种相互作用。互作用。四、地形因子四、地形因子 高原、山地、平原
12、、低地、坡度的大小和高原、山地、平原、低地、坡度的大小和坡向等。坡向等。地形通过制约光照、温度、水分等气候因地形通过制约光照、温度、水分等气候因子和其他因子间接影响植物的生长。子和其他因子间接影响植物的生长。如：二郎山东坡与西坡的植被区别；如：二郎山东坡与西坡的植被区别；竹在不同地形的长势竹在不同地形的长势 阳坡土浅栽松树，阴坡土厚栽杉木，高山云雾阳坡土浅栽松树，阴坡土厚栽杉木，高山云雾出名茶出名茶 五、人为因子五、人为因子 纯粹的自然环境已不存在！纯粹的自然环境已不存在！有利有利/不利不利大气污染大气污染森林植被的破坏森林植被的破坏土地荒漠化土地荒漠化第三节第三节 生态因子的作用特点生态因子
13、的作用特点一、综合性一、综合性二、非等价性二、非等价性三、不可替代性和互补性三、不可替代性和互补性四、限定性四、限定性五、直接因子和间接因子五、直接因子和间接因子一、综合性一、综合性 生态因子之间相互影响、相互制约，对植生态因子之间相互影响、相互制约，对植物起着综合的生态作用。物起着综合的生态作用。如如：天麻的生长受到密环菌、天麻的生长受到密环菌、温度、湿温度、湿度、度、人为因子等因素的综合影响。人为因子等因素的综合影响。长江流域年降雨量长江流域年降雨量1500mm1500mm为农业作物带为农业作物带而海南岛年降雨量而海南岛年降雨量1500mm1500mm的地区为热带草原。的地区为热带草原。二
14、、非等价性与阶段性二、非等价性与阶段性 在植物生活环境中，对植物起作用的因子中在植物生活环境中，对植物起作用的因子中有有12个起主要作用的为主导因子。个起主要作用的为主导因子。例：春化阶段的低温因子例：春化阶段的低温因子 热带的高温、高湿度对热带作物来说，都热带的高温、高湿度对热带作物来说，都是主导因子；在干旱的荒漠地区，水是植物的是主导因子；在干旱的荒漠地区，水是植物的主导因子；主导因子；水生植物与陆生植物主导因子的差异？水生植物与陆生植物主导因子的差异？三、不可替代性和互补性三、不可替代性和互补性1、不可替代性、不可替代性例：微量元素硼的缺乏可引起结实率下降例：微量元素硼的缺乏可引起结实率
15、下降2、互补性、互补性例：光照不足，可多施有机肥例：光照不足，可多施有机肥 四、限定性四、限定性 植物的生存依赖于各种生态因子的综合作植物的生存依赖于各种生态因子的综合作用，其中限制植物生存和繁殖的关键性因用，其中限制植物生存和繁殖的关键性因子，称为限制因子。子，称为限制因子。1 1、最小因子定律最小因子定律 “植物生长取决于那些处于最少量因素的营植物生长取决于那些处于最少量因素的营养元素养元素”（1）严格适用于稳定状态）严格适用于稳定状态 （2）考虑因子间的替代作用）考虑因子间的替代作用Liebig最小因子定律 LiebigLiebig最小因子定最小因子定律与系统论中的水律与系统论中的水桶理
16、论涵义一致：桶理论涵义一致：“一个有多块一个有多块木板拼成的水桶，木板拼成的水桶，当其中一块木板较当其中一块木板较短时，不管其他木短时，不管其他木板多高，木桶装水板多高，木桶装水的总量是受最小木的总量是受最小木板制约的板制约的”。2 2、耐受性定律耐受性定律19131913年，年，ShelfondShelfond提出耐受性法则提出耐受性法则 任何一个生态因子在数量上的不足或过任何一个生态因子在数量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物的耐受性限多，即当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。度时，就会使该种生物衰退或不能生存。耐受性定律的发展耐受性定律的发展生物对不
17、同生态因子耐受范围不同，不同年龄、季生物对不同生态因子耐受范围不同，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子耐受范围都很宽的生物，其分布区对很多生态因子耐受范围都很宽的生物，其分布区一般很广一般很广个体发育的不同阶段，对生态因子的耐受限度不同个体发育的不同阶段，对生态因子的耐受限度不同不同的生物种，对同一生态因子的耐受性不同不同的生物种，对同一生态因子的耐受性不同某一生态因子处于非最适状态下时，生物对其他生某一生态因子处于非最适状态下时，生物对其他生态因子的耐受限度也下降态因子的耐受限度也下降 生态幅生态幅 每一种植物对每一
18、种生态因子都有其每一种植物对每一种生态因子都有其耐受的上限与下限，耐受上限与耐受下耐受的上限与下限，耐受上限与耐受下限之间的范围，称为生态幅限之间的范围，称为生态幅最适范围最适范围亚适范围亚适范围亚适范围亚适范围不适范围不适范围不适范围不适范围不能生存不能生存因子梯度因子梯度渐增渐增生命活动或数量生命活动或数量生物对环境因子的耐受曲线生物对环境因子的耐受曲线耐受曲线耐受曲线最适范围最适范围不适范围不适范围不能生存不能生存因子梯度因子梯度渐增渐增生命活动强度或数量生命活动强度或数量生物对环境因子耐受曲线的实际表现生物对环境因子耐受曲线的实际表现亚适范围亚适范围亚适范围亚适范围不适范围不适范围耐受
19、曲线耐受曲线耐受性法则与最小因子法则的关系耐受性法则与最小因子法则的关系 最小因子定律只考虑了因子量过少，而耐受最小因子定律只考虑了因子量过少，而耐受性法则既考虑了因子量的过少，也考虑了因子性法则既考虑了因子量的过少，也考虑了因子量的过多。量的过多。耐受性定律不仅估计了限制因子量的变化，耐受性定律不仅估计了限制因子量的变化，而且也估计了生物本身的耐受性问题。生物的而且也估计了生物本身的耐受性问题。生物的耐受性不仅随着种类不同，且在同一种内，耐耐受性不仅随着种类不同，且在同一种内，耐受性因为年龄、季节、栖息地不同而有差异。受性因为年龄、季节、栖息地不同而有差异。耐受性定律允许生态因子之间的相互作
20、用，耐受性定律允许生态因子之间的相互作用，如因子补偿作用。如因子补偿作用。生理分布区生理分布区生态分布区生态分布区 限定性可分析植物不能在什么地方生存，限定性可分析植物不能在什么地方生存，但不能确定植物可在什么地方分布。但不能确定植物可在什么地方分布。五、直接因子和间接因子五、直接因子和间接因子 小结小结概念：环境因子、生态因子、生态环境、概念：环境因子、生态因子、生态环境、生境、小环境、限制因子、最小因子生境、小环境、限制因子、最小因子 定律、耐受性定律定律、耐受性定律1、生物圈的组成、生物圈的组成2、生态因子的分类、生态因子的分类3、生态因子的作用特点、生态因子的作用特点4、总结生态因子的
21、限定性、总结生态因子的限定性植物的内稳态植物的内稳态 植物内稳态指植物控制小环境使其保植物内稳态指植物控制小环境使其保持相对稳定的机制。持相对稳定的机制。维持小环境稳定是植物扩大耐受限度维持小环境稳定是植物扩大耐受限度的一种重要机制。的一种重要机制。内稳态机制不能完全摆脱环境的限制内稳态机制不能完全摆脱环境的限制 植物耐受限度的调整植物耐受限度的调整 驯化：如果一种植驯化：如果一种植物长期生活在最适物长期生活在最适区的一侧，经过一区的一侧，经过一定时间后可以诱发定时间后可以诱发生理补偿变化，导生理补偿变化，导致该种耐性限度和致该种耐性限度和生态幅改变，形成生态幅改变，形成新的最适点。新的最适点
22、。如如:卷柏、山蓼卷柏、山蓼梯梯度度耐受度耐受度低低高高耐受极限随环境温度的改变耐受极限随环境温度的改变植物耐受限度的调整植物耐受限度的调整休眠休眠 植物处在不植物处在不活动状态，是植活动状态，是植物抵抗暂时不利物抵抗暂时不利环境条件的一种环境条件的一种非常有效的生理非常有效的生理机制。机制。周期性调整周期性调整 通过昼夜节通过昼夜节律合其他周期性律合其他周期性节律变化，使植节律变化，使植物对生态因子耐物对生态因子耐受性的补偿调节受性的补偿调节能力增大。能力增大。植物的适应植物的适应 植物通过改变自身的结构与过程与其生存植物通过改变自身的结构与过程与其生存的环境相协调的过程，称为生态适应。的环
23、境相协调的过程，称为生态适应。适应的类型适应的类型趋同适应趋同适应 趋同适应是指不趋同适应是指不同种类的生物，由于同种类的生物，由于长期生活在相同或相长期生活在相同或相似的环境条件下，通似的环境条件下，通过变异、选择和适应，过变异、选择和适应，在形态、生理、发育在形态、生理、发育以及适应方式和途径以及适应方式和途径等方面表现出相似性等方面表现出相似性的现象。的现象。芦荟与仙人掌均具有发达的贮水组织芦荟与仙人掌均具有发达的贮水组织趋异适应趋异适应 趋异适应是指亲趋异适应是指亲缘关系相近的同种生缘关系相近的同种生物，长期生活在不同物，长期生活在不同的环境条件下，形成的环境条件下，形成了不同的形态结构、了不同的形态结构、生理特性、适应方式生理特性、适应方式和途径等。又称为辐和途径等。又称为辐射适应。射适应。不同海拔中萎陵菜的形态具有差别不同海拔中萎陵菜的形态具有差别芦苇的不同生态型芦苇的不同生态型适应组合适应组合植物对非生物环境条件植物对非生物环境条件表现出一整套协同的表现出一整套协同的适应特性，称适应组适应特性，称适应组合。合。实例实例仙人掌对炎热干旱环仙人掌对炎热干旱环境的适应境的适应
