1、第一章 绪论一、环境生态学的定义及形成与发展 1.定义 （掌握） 2.形成与发展二、环境生态学的研究内容与学科任务 1.研究内容（掌握） 2.学科任务 3.发展趋势 4.研究方法三、环境生态学与相关学科（了解） 1.生态学 2.环境科学 3.恢复生态学 4.其它相关学科一、环境生态学的定义及形成与发展一、环境生态学的定义及形成与发展环 境 问 题环境问题当前世界面临的主要环境问题： 人口问题：人口的激增，生产规模的扩大，废物排放量增加，污染加剧 资源问题：资源的短缺（森林、土地、淡水） 环境污染：温室气体的排放、有害化学品的污染 生态破坏：土地沙漠化、水土流失、盐碱化、森林生态功能衰退等 总之
2、，环境生态学是随着环境问题的产生、人类对环境问题的关注及寻求调节人类与环境之间协调发展的途径而产生的。寂静的春天(美国海洋生物学家蕾切尔卡逊，20世纪60年代） 它是环境生态学的启蒙之著和学科诞生的标志。增长的极限(20世纪70年代），是环境生态学发展初期阶段的主要象征。人类环境宣言只有一个地球对一个小行星的关怀和维护（1972年，联合国人类环境会议），它们丰富了环境生态学的理论，促进了它的理论体系的完善和发展。环境生态学教科书（1987年，福尔德曼），它的出版对环境生态学的发展起了积极的推动作用。二、环境生态学的研究内容与学科任务1.研究内容 a.人为干扰下生态系统的内在变化机理和规律的研究
3、 b.各类生态系统的功能保护和利用研究 c.生态系统退化机理及修复研究 d.解决环境问题的生态学对策 e.全球性环境问题的研究 2.学科任务 3.发展趋势4.研究方法2.学科任务 a.人为干扰的方式及强度 b.退化生态系统的特征判定 c.人为干扰下的生态演替规律 d.受损生态系统恢复和重建技术 e.生态系统服务功能评价 f.生态系统管理 g.生态规划和生态效应预测3.发展趋势4.研究方法3.发展趋势 a.生态系统对人为干扰的反应机制与监测 b.退化生态系统的恢复和重建 c.生态规划、生态安全和生态风险预测 d.环境生物技术和生态工程 e.区域生态环境监测4.研究方法4.研究方法 a.宏观研究与
4、微观研究结合 b.野外调查、实验室和长期定位试验结合 c.多学科交叉、综合研究 d.系统分析方法和数学模型的应用 e.新技术的应用（卫星遥感、地理信息系统等）三、环境生态学与相关学科1、生态学 环境生态学是生态学学科体系的组成部分，是依据生态学理论和方法研究环境问题而产生的新兴分支学科。因此，在诸多的相关学科中，环境生态学与生态学的联系最为紧密，生态学是环境生态学的理论基础。三、环境生态学的相关学科生态学的定义 a.海克尔（Haeckel）（德国动物学家，1866年给出的定义） 生态学一词最早由德国动物学家海克尔提出，他认为生态学是研究生物有机体与其周围环境相互关系的科学，这是对生态学一词最早
5、的一个定义。 （目前教科书中经常使用的定义）三、环境生态学的相关学科生态学的定义 b.Odum（著名的美国生态学家，1956年） 生态学是研究生态系统结构和功能的科学。 c.马世骏（我国著名生态学家） 生态学是研究生态系统和环境系统相互关系的科学。 实际上，生态学的不同定义能够反应生态学不同发展阶段的研究重心。三、环境生态学的相关学科生态学的研究对象 生物个体（个体生态学） 生物种群（种群生态学） 生物群落（群落生态学） 生态系统（生态系统生态学） 生物圈（生物圈生态学） 20世纪60年代，生态学进入了以生态系统为中心的新阶段，现今，随着生态学的发展和应用范围的日益扩大，生态学出现了许多分支学
6、科。三、环境生态学的相关学科生态学的分支学科 a.按照生物类群分类：动物、植物、微生物等； b.按照环境或栖息地分类：陆地、淡水、海洋等； c.应用生态学：环境生态学、农业、恢复、污染、城市、人类、全球等。三、环境生态学的相关学科生态学的形成和发展 a.生态学的萌芽时期（公元16世纪前）； b.生态学的建立时期（公元17世纪至19世纪末）； c.生态学的巩固时期（20世纪初至20世纪50年代）； d.现代生态学时期（20世纪60年代后） 。三、环境生态学的相关学科生态学的形成和发展 a.生态学的萌芽时期（公元16世纪前） 以古代思想家、农学家对生物环境相互关系的朴素的整体观为特点。 b.生态学
7、的建立时期（公元17世纪至19世纪末） 欧洲文艺复兴时期开始，欧洲科学探索活动再度兴起，崇尚科学调查与科学实验。一些生态学的理论开始形成。生态学达到一呼即出的境地。1866年Heackel 提出Ecology一词，并首次明确生态学的定义。三、环境生态学的相关学科生态学的形成和发展 c.生态学的巩固时期（20世纪初至20世纪50年代）这一时期是生态学理论形成、生物种群和群落由定性向定量描述、生态学实验方法发展的辉煌时期。形成几个著名的生态学派（四大学派）:北欧学派：由瑞典乌普萨拉（Uppsala）大学的R. Sernauder创建。以注重群落分析为特点。前苏联学派：注重建群种和优势种，重视植被生
8、态、植被地理与植被制图工作。三、环境生态学的相关学科生态学的形成和发展 c.生态学的巩固时期（20世纪初至20世纪50年代）法瑞学派：代表人为J. Braun-Blanquet. 把植物群落生态学称为“植物社会学”，用特征种和区别种划分群落类型，建立严密的植被等级分类系统。常被称为植被区系学派。1953年后，与北欧学派合流，被称为西欧学派或大陆学派。英美学派：代表人为F.E.Clements 和A.G.Transley,以研究植物群落演替和创建顶极群落著名。三、环境生态学的相关学科生态学的形成和发展 d.现代生态学时期（20世纪60年代后）研究层次上向宏观和微观两极发展：生态学的研究层次已囊括
9、了分子、基因、个体直到整个生物圈。研究手段的更新：自计电子仪、同位素示踪、稳定性同位素、“3S”（全球定位系统（GPS）、遥感（RS）与地理信息系统（GIS）、生态建模，系统论引入生态学。研究范围的拓展：结合人类活动对生态过程的影响,从纯自然现象研究扩展到自然-经济-社会复合系统的研究.三、环境生态学的相关学科2、环境科学 环境科学是20世纪50年代后，由于环境问题的出现而诞生和发展起来的新兴学科，到70年代初期便发展成一门研究领域广泛、内容丰富的独立学科。环境科学的研究内容人类与其生存环境的基本关系；污染物在自然环境中的迁移、转化、循环和积累的过程和规律；环境污染的危害；三、环境生态学的相关
10、学科2、环境科学环境科学的研究内容环境质量的调查、评价和预测；环境污染的控制与防治；自然资源的保护与合理利用；环境质量的监测、分析技术和预报；环境规划；环境管理。三、环境生态学的相关学科2、环境科学环境科学的分支学科 经过几十年的发展，环境科学已形成了一个由环境学、基础环境学和应用环境学三部分组成的较为完整的学科体系。环境学基础环境学应用环境学三、环境生态学的相关学科3、恢复生态学 它是20世纪90年代中期发展起来的，以研究受损生态恢复为主要内容。它是研究生态系统退化原因、退化生态系统恢复和重建技术及方法、生态学过程与机制的科学。三、环境生态学的相关学科4、其它相关学科生态经济学环境经济学人类
11、生态学污染生态学本章思考题思考题试述环境生态学的定义、研究内容及学科任务。试述生态学的定义、研究对象与研究范围以及研究目的。生态学是怎样产生的，它的发展趋势及特点是什么？本章专题：环 境 问 题1、环境问题的产生及发展原始社会：人口稀少，生产力水平低下，很少有意识地改造环境（洪水、风暴、林火等自然灾害） 农业社会：以种植业和养殖业为中心，人类开始改造环境，并产生相应的环境问题。（包括病虫害在内的自然灾害，过度垦殖引起的水土流失和环境退化）1、环境问题的产生及发展工业社会：自然资源的大量消耗和破坏，人类利用和改造环境的能力增强，同时改变了环境的组成、结构及物质循环系统，带来了新的环境问题。(工业
12、三废) 20世纪中叶以后：环境污染而造成的人群中毒的公害事件明显增多。（八大公害、世界十大突发性污染事件）2、八大公害事件、马斯河谷事件1930年12月15日 比利时马斯河谷工业区 工业区处于狭窄的盆地中，12月15日发生气温逆转，工厂排出的有害气体在近地层积累，三天后有人发病，症状表现为胸痛、咳嗽、呼吸困难等。一周内有60多人死亡。心脏病、肺病患者死亡率最高。原因：工厂排出的有害气体SO2及烟尘蓄积在空去中，使大气中SO2浓度过高。2、八大公害事件、多诺拉事件 发生在1948年10月2631日 美国宾夕法尼亚洲多诺拉镇。 该镇处于河谷，10月最后一个星期大部分地区受反报旋和逆温控制，加上26
13、30日持续大雾，使大气污染物在近地层积累。二氧化硫及其氧化作用的产物与大气中尘粒结合是致害因素，发病者5911人，占全镇人口43。症状是眼痛、喉痛、流鼻涕、干咳、头痛、肢体酸乏、呕吐、腹泻，死亡17人。原因：工厂排出的有害气体SO2及金属沉粒。 2、八大公害事件、洛杉矶光化学烟雾事件20世纪40年代初期发生在美国洛杉矶市。 40年代初期 美国洛杉矶市 全市250多万辆汽车每天消耗汽油约1600万升，向大气排放大量碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳。该市临海依山，处于50公里长的盆地中，汽车排出的废气在日光作用下，形成以臭氧为主的光化学烟雾。结果，2天之内就有400多名65岁以上的老人死亡，相当于平
14、时的3倍多。这就是著名的洛杉矶光化学烟雾事件。原因：汽车尾气（CH、NOx等）。2、八大公害事件、伦敦烟雾事件1952年12月58日 英国伦敦市 58日英国几乎全境为浓雾覆盖，四天中死亡人数较常年同期约多4000人，45岁以上的死亡最多，约为平时3倍；1岁以下死亡的，约为平时2倍。事件发生的一周中因支气管炎死亡是事件前一周同类人数的9.3倍。原因：SO2和烟尘。2、八大公害事件、四日市哮喘病1961年 日本四日市 1955年以来，该市石油冶炼和工业燃油产生的废气，严重污染城市空气。重金属微粒与二氧化硫形成硫酸烟雾。1961年哮喘病发作，1967年一些患者不堪忍受而自杀。1972年市共确认哮喘病
15、患者达817人，死亡10多人。原因： SO2和有毒金属粉尘。2、八大公害事件、米糠油事件1968年3月 日本北九洲市、爱知县一带 生产米糠油用多氯联苯作脱臭工艺中的热载体，由于生产管理不善，混入米糠油，食用后中毒，患病者超过1400人，至七八月份患病者超过5000人，其中16人死亡，实际受害者约13000人。原因：生产米糠油中混入多氯联苯。2、八大公害事件、水俣病事件19531956年 日本熊本县水俣市 含甲基汞的工业废水污染水体，使水俣湾和不知火海的鱼中毒，人食用毒鱼后受害。1972年日本环境厅公布：水俣湾和新 县阿贺野川下游有汞中毒者283，其中60人死亡。原因：含汞废水污染鱼，尽进而危害
16、人体。2、八大公害事件、痛痛病事件19551972年 日本富山县神通川流域 锌、铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了神通川水体，两岸居民利用河水灌溉农田，使稻米和饮用水含镉而中毒，1963年至1979年3 月共有患者130人，其中死亡81人。原因：含镉废水污染饮用水和河水，进而污染稻米。3、世界十大污染事件印度博帕尔农药泄漏事件（1984年12月）3、世界十大污染事件前苏联切尔诺贝利核电站泄漏事故（1986年4月）3、世界十大污染事件前苏联切尔诺贝利核电站泄漏事故（1986年4月）3、世界十大污染事件瑞士莱因河污染事故（1986年，硫、磷、汞），意大利塞维索化学污染事故（1976年,剧毒化学品二恶英
17、）英国威尔士饮用水污染事件（1985年，酚）美国三里岛核电站泄漏事故（1979年，放射性物质）法国阿摩柯卡的斯油轮泄油（1978年，原油）墨西哥油库爆炸事件（1984年，原油）美国内河（莫农格希拉河）出现的特大原油泄漏事故（1988年，原油）美国埃克森瓦尔迪兹油轮原油泄漏事故（1989年，原油）4、当代十大环境问题（1）全球气候变暖（2）臭氧层破坏（3）生物多样性减少（4）酸雨蔓延（5）森林锐减（6）土地荒漠化（7）大气污染（8）水体污染（9）海洋污染（10）固体污染200年以来冰川面积减少约25（1）全球气候变暖全球气温上升是不争事实近百年平均地面温度上升0.60.7 过去100年海平面平均
18、上升1020cm4、当代十大环境问题（2）臭氧层破坏 4、当代十大环境问题、臭氧层破坏的主要危害 a、大量紫外光辐射将达到地面而危害人体健康，使白内障发病率增高及对人体免疫系统功能产生抑制作用。 b、对动植物产生影响 ，危及生态平衡。 c、导致地球气候出现异常，由此带来灾害。4、当代十大环境问题（3）生物多样性减少 近代物种丧失速度比自然灭绝速度加快了1000倍，比形成速度加快100万倍。物种灭绝速度由1天灭绝1种加快到1小时灭绝1种。4、当代十大环境问题园中的前145块石碑已经倒下，代表有145种动物已经灭绝。第146块是白鳍豚的石碑，半倒半立，说明白鳍豚处于濒危状态。它后面有30块刻着将可
19、能灭绝的物种名称，倒数第3块是人类，最后两块是鼠和昆虫。4、当代十大环境问题（4）酸雨蔓延4、当代十大环境问题（5）森林锐减全国七大江河水系(2006年中国环境状况公告): 40%的断面符合类以上水质；32% 、类水；28% 劣类水。 全国近一半城镇饮用水源地水质不符合标准 “有河皆枯，有水皆污”2013年的雾霾天气2013年的雾霾天气2.1 环境与生态因子生态学研究的核心是生物与环境，认识环境与生态因子以及它们的作用规律、生态因子的作用与生物的适应性，是了解生态学基本原理的基础。2.1 环境与生态因子 一、环境的概念及其类型1、环境的概念 环境(environment)：环境是指某一特定生物
20、体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。（环境总是针对某一主题或中心而言的，是一个相对的概念。）、在生态学中，环境是指生物的栖息地，以及直接或间接影响生物生存和发展的各种因素的总体。2.1 环境与生态因子 一、环境的概念及其类型、在环境科学中，人类是主体，环境是指围绕人群的空间以及其中可以直接或间接影响人类生活和发展的各种因素的整体。、在某些保护法中，常把环境中要保护的对象界定为环境。环境又是一个广泛的概念，主体的改变又导致环境的改变。环境可以大到宇宙，小到基本粒子。2、环境的类型按环境的主体划分人类环境：以人类为主体的环境（环境科学中）生物环境：以生
21、物为主体的环境（生态学中）2、环境的类型按环境的性质划分自然环境：未经人类破坏的环境；如原始森林等。半自然环境：被人类破坏后的自然环境；如荒漠等。社会环境：具有人类行为的环境；如城市等。2、环境的类型按环境的范围大小划分宇宙环境(Space environment)： 大气层以外的空间，又叫星际环境;地球环境(Global environment )：大气圈中的对流层、水圈、土壤圈、 岩石圈和生物圈，也叫地理环境；区域环境(Regional environment )：某一特定地域空间的自然环境；微 环 境(Micro- environment )：区域环境中的小环境；内 环 境(Inner
22、environment )：生物体内组织或细胞间的环境。一、环境的概念及其类型3、环境因子的分类环境因子：生物有机体以外的环境要素。三大类：气候、土壤与生物七个并列项目：土壤，水分，温度，光照，大气，火 与生物三个层次：植物生长所必需的环境因子（温度，阳光，水等）不以植被是否存在而发生的对植物有影响的环境因子（风暴、火山爆发、洪涝等）存在与发生受植被影响，又可以直接或间接影响植被的环境因子（放牧，火烧）2.1 环境与生态因子 二、生态因子的概念及其类型1、 生态因子的概念生态因子（Ecological Factors)概念：环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。生
23、态因子与环境因子的关系环境因子主要强调环境对主体的影响因素，包括生物有机体以外的所有环境要素；生态因子指环境要素中对生物起作用的部分环境要素，它除了考虑环境因子外，还要考虑生物之间的影响以及生物对环境的影响。两者既有联系又有区别二、生态因子的概念及其类型2、 生态因子的类型 （1）按性质分：气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子和人为因子5类。 （2）按有无生命特征：生物因子（ biOtic factors）和非生物因子（ abiotic factors） 两大类。 （3）按生态因子对种群数量变动的作用：密度制约因子和非密度制约因子。2.2 生态因子作用的特征及规律一、生态因子作用的一般特征综
24、合作用主导因子作用直接和间接作用阶段性作用不可代替性和补偿作用2.2 生态因子作用的特征及规律一、生态因子作用的一般特征（1）综合作用各种生态因子之间并不是孤立存在的，而是彼此联系，互相促进，互相制约的，共同对生物产生影响。生态因子作用的重要程度在一定条件下可以互相转化。2.2 生态因子作用的特征及规律一、生态因子作用的一般特征（2）主导因子作用对生物起作用的众多生态因子并非等价的，其中有一个或两个是起决定作用的生态因子，称为主导因子。例如：光合作用时，光强是主导因子；草食动物的食物，草是主导因子；2.2 生态因子作用的特征及规律一、生态因子作用的一般特征（3）直接作用与间接作用 生态因子对生
25、物的作用可以是直接的，也可以是间接的。例如：植物的生长过程中，光照，温度和雨水能起直接作用，地形虽不重要，但能够影响光照，温度和降雨，故也起间接作用。（4）阶段性作用生物的生长具有阶段性，生态因子的作用也就有了阶段性。鱼的洄游2.2 生态因子作用的特征及规律一、生态因子作用的一般特征（5）总体上的不可代替性和局部上的补偿作用作为主导作用的因子，一般是不可替代的，但有时可以用非主导因子的作用进行补偿。光合作用的光强不够，可以提高二氧化碳的浓度进行补偿。补偿作用只能在一定范围内实现。如果完全没有阳光，再多的二氧化碳也没有作用二、生态因子作用的规律限制因子规律（Limiting factors）利比
26、希（Liebig）最小因子定律谢尔福特（Shelford）耐性定律生态幅生态内稳态及耐性限度的调整指示生物二、生态因子作用的规律（1）限制因子规律（Limiting factors）限制生物生存和繁殖的关键性因子叫做限制因子。生物的限制因子取决于生物对某种因子的耐受范围：因子较稳定，生物的耐受范围宽，则为非限制因子如：空气中的氧气耐受范围窄，则为限制因子如：水体中的溶解氧限制因子的价值某种生物的限制因子即是其生存的关键；找到了限制因子就意味着掌握了某种生物与环境复杂关系的钥匙二、生态因子作用的规律（2）利比希（Liebig）最小因子定律Liebig最小因子定律（Liebigs law of m
27、inimum） 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.植物的生长取决于处在最小量状况的食物的量。最小因子定律的补充该定律只适用于稳定状态某些因子的作用也会受到其它条件的影响（如肥效也受气候的影响）必须考虑生态因子之间的相互作用二、生态因子作用的规律（3）谢尔福特（Shelford）耐受定律Shelford耐受性定律（Shelfords law of tolerance） 任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物的耐受限度时会使该种生物衰退或不能生存。耐受定律的补充生物能够对一个因子耐受范围广，而对另一个因子耐受范围窄对所有生态
28、因子耐受都很宽的生物，其分布一般很广；在对一个因子处于不适状态时，对另一因子耐受力可能下降；生物有时并不在环境因子的最适范围内生活；繁殖期通常是一个临界期，环境因子最可能起限制作用。（3）谢尔福特（Shelford）耐受定律生物种耐受性图解二、生态因子作用的规律（4）生态幅概念：在自然界中，由于长期自然选择的结果，每一种生物对某一种生态因子都有一个生态上的适应范围，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，称为生态幅(ecological amplitude)或生态价(ecological valence) 物种对两个生态因子适应范围不一致时，生态幅
29、为适应范围窄的因子所限制。生物的适应是建立在“生物与环境协同进化”的基本原理之上。（4）生态幅广温性生物与窄温性生物的生态幅的比较A. 冷窄温；B. 广温；C. 暖窄温二、生态因子作用的规律（5）生物内稳态及耐性限度的调整耐受限度的调整 生物对生态因子的耐受范围并不是固定不变的，通过自然驯化或人为驯化可改变生物的耐受范围，使适宜生存范围的上下限发生移动，形成一个新的最适度，去适应环境的变化。这种调节是通过内稳态机制实现的。二、生态因子作用的规律（5）生物内稳态及耐性限度的调整内稳态及其保持机制内稳态是生物控制体内环境以保持相对稳定的机制恒温动物通过控制体内产热过程以调节体温；变温动物通过减少散
30、热或利用环境热源使身体增温。非内稳态生物的耐性取决于体内酶系统的作用体内环境随着体外环境变化二、生态因子作用的规律（6）指示生物指示生物具有对环境状态及特点的指示作用：指示节气枣花发，种棉花；杏花开，快种麦指示天气燕子低飞预示雨将来临，蜻蜓高飞预示天晴指示水质美国威斯康星地区湖泊中的软水指示植物为Gratiola，硬水指示植物为Ranunculus aquatilis。指示资源安徽的海州香薷指示铜矿，湖南念同的野韭指示金矿指示生物只在一定的时空范围内起作用：安徽的海州香薷只在安徽指示铜矿，在北方则无此作用.2.3 生物对环境的适应生物体因环境的变化形成新的遗传性状而使自己顺应环境，称为适应。生
31、物的适应能力是在长期进化过程中形成的，是自然选择的结果。生物对环境的适应，通常表现在三个方面，即行为上的适应、形态上的适应和生理机能上的适应，三种适应方式常常是相互联系的。2.3 生物对环境的适应 一、行为适应2.3 生物对环境的适应 二、形态适应 生物通过形态的变化来适应特殊的环境，形态适应的例子也十分多见。 如风大可以使某些树木形成“旗型树冠”；高山上由于风大、低温等使得许多植物形成矮小的垫状植物；雀科鸟类的嘴短而钝，适于咬碎种子；不同生态类型鸟类的不同形态，如涉禽、游禽、猛禽等；动物的保护色、拟态等，都是生物在形态上的适应。旗形树冠高山上的垫状植被针叶林中生活的交嘴雀涉禽猛禽变色龙的保护
32、色蝗虫的保护色枯叶龟的拟态枯叶蝶的拟态2.3 生物对环境的适应 三、生理适应 生物生理机能适应普遍存在，但不易被察觉。 如高温地区植物蒸腾加快；红树林植物体内存在泌盐腺体；骆驼对干旱环境的适应；荒漠地区甲虫以尿酸形式排尿等。沙漠中的甲虫2.3 生物对环境的适应 四、趋同适应与趋异适应1、趋同适应：也称为趋同进化 ，指生物亲缘关系较远，但由于长期生活在相同的环境中，并产生了相似的外貌及其他特征，称为趋同进化。 例如生活在沙漠干旱环境中不同类群的植物；青蛙、鳄鱼、河马为不同群，但具有相似的外形特征。1、植物的趋同适应2、趋异适应也称为趋异进化或辐射进化，指起源相同或亲缘关系相近的生物，由于长期生活
33、在不同的环境中，而产生不同的形态结构特征，这些特征往往具有适应的性质。例如被子植物的辐射适应；毛茛属植物的辐射适应；哺乳动物的辐射适应。哺乳动物的辐射适应2.3 生物对环境的适应 五、生活型和趋同适应趋同适应：不同种类的生物，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。 生活型：不同种的生物由于长期生活在相同的自然生态条件和人为培育条件下，发生趋同适应，并经自然选择和人工选择而形成的，具有类似的形态、生理和生态特性的物种类群。2.3 生物对环境的适应 六、生态型和趋异适应趋异适应：一群亲缘关系相似的生物有机体由于分布地区的间隔，长期生活在不同的环境条件下，形成了不同的适应方
34、式和途径 .生态型：同种生物的不同个体或群体，长期生存在不同的自然生态条件或人为培育条件下，发生趋异适应，并经自然选择或人工选择而分化形成的生态、形态和生理特性不同的基因型类型。 2.4 生态因子的生态作用及生物的适应性 光因子的生态作用及生物的适应 温度因子的生态作用及生物的适应 水因子的生态作用及生物的适应 土壤因子的生态作用及生物的适应一、光因子的生态作用及生物的适应光是地球生物生存和繁衍的最基本的能量源泉。光因子包括光强，光质和光周期。光强的生态作用与生物的适应光质的生态作用与生物的适应光周期的影响一、光因子的生态作用及生物的适应（1）光强的生态作用与生物的适应性1、光强的生态作用光照
35、强度对生物的生长和形态结构的建成有重要作用光照强度影响生物的发育光是影响叶绿素形成的主要因素光照强度增加，有利于果实的成熟与品质的提高一、光因子的生态作用及生物的适应（1）光强的生态作用与生物的适应性2、植物对光照强度的适应 根据植物对光照强度的适应，将植物分为阳性植物、阴性植物和耐阴植物三大类： 阳性植物：在强光环境中才能健壮生育、在庇荫和弱光条件下生长发育不良的植物。 阴性植物：在较弱的光照条件下比在强光下生长良好的植 耐阴植物：介于上述两类植物之间。 阳性植物和阴性植物在植株生长状态以及茎、叶等形态结构上有明显的区别。一、光因子的生态作用及生物的适应（2）光质的生态作用与生物的适应一、光
36、因子的生态作用及生物的适应（2）光质的生态作用与生物的适应1、光质的生态作用不同的光质对植物的光合作用的影响是不同的；光质不同对植物形态建成、向光性及色素形成的影响也不同；短波的紫外线有杀菌作用，可引起人类皮肤产生红疹及皮肤癌，但促进体内维生素D的合成；长波红外线是地表热量的基本来源，对外温动物的体温调节和能量代谢起了决定性的作用。一、光因子的生态作用及生物的适应（2）光质的生态作用与生物的适应2、生物对光质的适应、生物的昼夜节律 具有昼夜节律的生命现象很多。例如动物的活动行为、体温变化、能量代谢以及激素的变化等等，都表现出昼夜节律性。植物的光合作用、呼吸作用、蒸腾作用、积累与消耗等也表现出昼
37、夜节律性的变化。、生物的光周期现象 植物的开花结果、落叶及休眠，动物的繁殖、冬眠、迁徙和换毛换羽等，是对日照长短的年规律性变化的反应，称为光周期现象。一、光因子的生态作用及生物的适应（2）光质的生态作用与生物的适应2、生物对光质的适应（1）植物的光周期现象 根据植物开花对日照长度的反应，可把植物分成4种类型： 长日照植物(long day plant)：日照时间超过14h或黑夜小于某一数值时才能开花的植物：冬小麦、菠菜、萝卜等。 短日照植物(short day plant)：日照时间短于14h或黑夜长于某一数值时才能开花的值物：玉米、大豆等。 中日照植物(day intermediate pl
38、ant)：昼夜长度接近相等时才开花的植物：黄瓜、番茄、四季豆等。 日中性植物(day neutral plant)：开花不受日照长度影响的植物。一、光因子的生态作用及生物的适应（2）光质的生态作用与生物的适应2、生物对光质的适应（2）动物的光周期现象 繁殖的光周期现象：根据动物繁殖与日照长短的关系，也可将动物分成长日照动物(long day animal)和短日照动物(short day animal) 昆虫滞育的光周期现象：很多昆虫在它们生命周期的正常活动中，能插入一个休眠相，即滞育(diapause) 换毛与换羽的光周期现象 动物迁徒的光周期现象 鸟类的长距离迁徙都由日照长短的变化引起的
39、日照长短的变化与其他生态因子(如温度、湿度)的变化相比，是地球上最具有稳定性和规律性的变化，通过长期进化，生物最终选择了光周期作为生物节律的信号。二、温度因子的生态作用及生物的适应（1）温度因子的生态作用温度与生物生长任一生物的生命活动都有最低、最适和最高温度（三基点）；三基点来源于酶系统的活性；不同生物的三基点是不同的。生物学零度 生物的发育生长是在一定的温度范围上才开始，低于这个温度，生物不发育，这个温度称为生物学零度。温度过高或过低都会对生物产生危害。二、温度因子的生态作用及生物的适应（2）生物对极端温度的适应性对低温的适应植物通过特殊的形态适应低温。如寒冷地区植物的芽和叶片通过表面油脂
40、，腊粉，密毛以及个体矮小，蛰状或莲状等，有利于保温，抵抗寒冷减少细胞中的水分并增加糖类、脂肪、色素以降低冰点动物增大体形，个体大的动物，单位体重的散热量小；减少突出部位，以减少散热量；增加羽毛和皮下脂肪，并具有隔热性良好的皮毛，可不增加或少增加新陈代谢以御寒。对高温的适应也表现在形态，生理和行为三个方面二、温度因子的生态作用及生物的适应（2）生物对极端温度的适应性二、温度因子的生态作用及生物的适应（3）温度与生物的地理分布温度是决定生物分布的重要因子，但不是决定因子。一般：温度暖和的地区生物种类多，反之较少。例如我国两栖类动物：广西51种，福建41，浙江40，江苏20，山东、河北各9种，内蒙古
41、8种；爬行动物：广东121，广西110，海南104，福建101，浙江78，江苏47，山东、河北小于20，内蒙古6种；植物：我国高等植物3万多种，巴西4万多种，苏联面积最大，但只有1万多种。三、水因子的生态作用及生物的适应（1）水因子的生态作用水是生物生存的重要条件水是生物体的重要组成部分；水是溶剂，能水解和电离化合物，以便生物吸收；水是生物新陈代谢的参与者；水是光合作用的原料。水对动植物生长发育的影响水对植物的生长也有“三基点”，到最低点，植物生长停止，最高点，植物根系缺氧，烂根；水对动物的影响则表现在引起动物的滞育或休眠。水对动植物分布的影响水分与动植物的种类和数量有密切的关系。雨量充沛的热
42、带雨林中植物达52种/hm2，我国大兴安岭则只有10种/hm2。三、水因子的生态作用及生物的适应（2）生物对水因子的适应植物的适应植物主要有两大类水生植物有发达的通气组织；不发达的机械组织；水下叶片多为带状、条状或线状，以增加面积，且很薄。陆生植物有湿生，中生和旱生三种；湿生植物是抗旱能力最弱的植物，中生植物已经有一套保持水分的结构和功能，旱生植物在形态结构上既能增加水分摄入，又能减少水分丢失：如发达的根系，发达的贮水组织。旱生植物又可划分为少浆液植物和多浆液植物。 三、水因子的生态作用及生物的适应（2）生物对水因子的适应动物的适应动物也分两大类水生动物陆生动物陆生动物的适应性表现在三个方面：
43、形态结构：如哺育动物的皮脂腺和毛，能防止水分蒸发；行为适应：如沙漠动物昼伏夜出；生理适应：如骆驼不仅有储水的胃，其大量脂肪在缺水时也能分解出水。四、土壤因子的生态作用及生物的适应性（1）土壤因子的生态作用无论是动物还是植物，土壤都是重要的生态因子。绝大多数植物都是以土壤作为生活的基质，土壤提供了植物生活的空间、水分和必须的矿质元素。土壤也是许多生物栖居的场所（如：细菌、真菌、放线菌以及藻类、原生动物、轮虫、线虫、软体动物等）。四、土壤因子的生态作用及生物的适应性（2）植物的适应性盐类对植物的不利影响引起植物的生理干旱：盐类提高了土壤的渗透压伤害植物组织：盐类积聚在表土，直接伤害根茎交界处的组织
