【大学课件】普通生态学.docx

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1、第一章绪论1.1生态学(Ecology)定义 研究生物(organism)及环境间相互关系的科学(徳,博物学家,E. Haeckel,1866普通 生物形态学提出)令 Ecology源希腊词“Oikos”和“logos”,前者表示住所和栖息地,后者表示学科,原意是 研究生物栖息环境的科学。自然经济学(美,REFScklefs,1976-2001) 环象学(李顺 卿,1935)令 日本东京大学三好学(1895)译生态学,由武大张挺传入我国。令 研究科学的自然历史(英,C.日ton,1927动物生态学)令 研究生物形态、生理和行为上的适应(前苏联,K a 1U k a p B (克什卡洛夫),19

2、54)令 研究有机体的分布和多度的科学(澳大利亚，Andrewartha 1954动物的多度与分 布;CKrebs,1972修正一研究决定有机体的分布与多度与环境相互作用的科学 种群令1909,丹麦,EWarming植物生态学;1932,法,Braun-Blaquet植物社会学群落令 EP. Odum,1958,研究生态系统的结构和功能的科学(美国生态学之父生态学基础)； 综合研究有机体、物理环境与人类社会的科学(EP. Odum,1997 )令 马世骏，1980,研究生命系统与环境系统之间相互作用规律及其机理的科学。0 三类:研究自然历史;研究动物的种群生态和植物的群落生态学:生态系统生态学

3、3.1 生态学的研究对象及分支学科Q 分子(molecular)令个体(individual)令 种群(population)令群落(commu川ty) 生态系统(ecosystem)令景观(landscape) 生物圈(biosphere)令分子水平一分子生态学(Molecular Ecology)令 Molecular Ecology分子生态学杂志(1992),是分子生物学、生态学和种群生物学的 交叉，利用分子生物学方法研究自然种群或人工种群与其环境间的相互关系以及转基 因生物所带来的生态学问题。令王小明? ？,是利用分子生物学技术与方法研究生物对其所处环境的适应以及产生这 种适应反应的分

4、子机制。经典的生态学 个体生态学(Individual Ecology.Atuecology):个体对生物和非生物环境的适应 (daptation) +生理生态学Q 种群生态学(Population fcology):多度(abundance)和种群动态(population dynamics) +空间格局。令群落生态学(Community Ecology):决定群落组成和结构的生态过程(ecological processes)。Q 生态系统生态学(氏osystem &ology):能流(energy flow)、食物网(foodweb)和 营养循环(nutrient cycling) 令景

5、观生态学(Landscape Ecology) 郭建国(美国亚利桑那州立大学生命科学系教授):景观异质性或缀块性的空间单元。1986, R .T.T. F orman,景观生态学探讨生态系统如林地、草地、灌丛、走廊和村庄一异质性组合的结构、功能和变化.”（1995,法国“国际景观生态学大会”）令生物圈全球生态学（Global ecology）令全球生态学:研究生命系统和行星系统相互关系的科学。按生物类群划分;按交叉学科划分; 动物生态学 数学生态学 植物生态学 地理生态学 微生物生态学 生理生态学 人类生态学 行为生态学 昆虫生态学 进化生态学 鱼类生态学Q按应用领域划分; 鸟类生态学 农业生

6、态学令按生物栖息环境划分:城市生态学 水生生态学 资源生态学 淡水生态学 环境生态学 河口生态学 保护生态学 海洋生态学 恢复生态学 陆地生态学 旅游生态学 湿地生态学 污染生态学3. 4生态学的普遍性与特殊性令包罗万象呼?3. 5生态学的发展史生态学的萌芽时期（公元16世纪以前）令以古代思想家、农学家对生物环境相互关系的朴素的整体观为特点。 公元前1200年,尔雅,草、木两章前100年,24节气+禽经 生态学的建立时期（公元17世纪至19世纪）令 欧洲文艺复兴时期开始,些生态学的理论开始形成。生态学达到呼即出的境地。令1670,化学家R.Boyle,低气压对动物伤害动物生理生态学;Q 173

7、5,法，Raumur,积温与昆虫:1855AI.de Candolle弓I入令1792,C.L.Willdenow,气候、水分、山谷与植物分布;学生 AHumboldt提出植物群落、 等温线。令 1798,T.Malthus,人口论令1859,达尔文物种起源促进了生物与环境关系研究。令1866年Heackel提出Ecology词，并首次明确生态学的定义。令1895, 1909.丹麦,EWarming以植物生态地理为基础的植物分布学一英文出版植 物生态学Q 1898,波恩大学,AF.W.Schimper以生理为基础的植物地理学诞生标志生态学的巩同时期（2 0世纪初至2 0世纪50年代） 辉煌时期

8、: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。 形成四大学派。令1913,美VEShelford温带美州的动物群落；1929,实验室及野外生态学。1925,英AJLotka,提出种群增长的数学模型令1927,英C.日ton,动物生态学令1931,美RN.Chapman ,动物生态学令1937,中国费鸿年动物生态学纲要令1945,前苏联,动物生态学基础令1949, W.GAIIee,.动物生态学原理动物生态学成熟期Q 1908, 1945,前苏联,植物群落学;生物地理群落学与植物群落学令1916I美PECIements,植物的演替;1929与JEWeaver合著植物生态学

9、令1921,瑞典Du Rietz近代植物社会学方法论基础令1923,英A.G.Tansley,实用植物生态学令1928,法,Braun-Blaquet植物社会学四大学派 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。令 法瑞学派:苏黎世一蒙伯利埃学派。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。令 英美学派:代表人为美F.ECements和英A.GTansley,以

10、研究植物群落演替和创建顶极 群落著名。令 前苏联学派：注重建群种和优势种，重视植被生态、植被地理植被制图工作。“地植 物学”现代生态学时期（20世纪60年代至今）令 研究层次向宏观和微观两极发展：已囊括了分子、基因、个体直到整个生物圈。令研究手段的更新：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。研究范围拓展:结合人类活动对生态过程影响,从纯自然现象研究扩展到自然经济一社会 复合系统的研究.3. 6现代生态学发展主要趋势令生态系统研究成为主流,系统生态学的发展丰富了生态学方法论。 群落生态学快速发展，

11、群落结构、数量生态学（群落排序和数量分类）、探讨群落结构 形成的机理。令向宏观和微观两极发展,以宏观为主流。令 应用生态学迅速发展,涉及领域极广，尤以与环境问题研究相结合密切。令景观和全球生态学发展为近20年的新方向。4. 1生态学研究的方法论生态学研究的基本方法令 野外研究:优点:直接观察，获得自然状态下的资料;缺点：不易重复。令 实验研究:优点:条件控制严格，对结果的分析比较可靠,重复性强，是分析因果关系 的种有用的补充手段:缺点：实验条件往往与野外自然状态下的条件有区别。令 数学模型研究：优点:高度抽象，可研究真实情况下不能解决的问题;缺点:与客观实 际距离甚远，若应用不当，易产生错误。

12、4.2我们能做什么?掌握扎实的基础知识令理论联系实际令勤于思考和刻苦钻研广泛阅读文献和参考书主要参考书令孙儒泳等.基础生态学.高等教育出版社,2003.令 孙儒泳.动物生态学原理（第三版）.北京师范大学出版社,2001.令 Robert ERicklef, The &ology of Nature,孙儒泳,尚玉昌,李庆芬等译.生态学 高等教育出版社,2004.令 郑师章等著,普通生态学,1993,复旦大学出版社令 尚玉昌,蔡晓明著,普通生态学（上下），1992,北京大学出版社令蔡晓明编著.生态系统生态学,科学出版社,2000.令尚玉昌,蔡晓明编.普通生态学.北京大学出版社,1992令 Mack

13、enzie, A., A.S, Ball, S.R. Virde著,孙儒泳,李庆芬,牛翠娟,娄安如译.生态学. 科学出版社 Bios Scientific Publishers ,2000. 金岚主编.环境生态学.高等教育出版社,1992. Chapman, J. L., M. J. Reiss,生态学:原理与应用Ecology: principles and applications.清华大学出版社,Cambridge University Press, 2001.令 傅伯杰,陈利顶，马克明,王仰麟.景观生态学原理及其应用,科学出版社,2002. 张金屯,李素清.应用生态学.科学出版社,20

14、03.生态学期刊令生态学报中国生态学会,1982Q 生态杂志中国生态学会,1982AMBIO一人类环境杂志瑞典皇家科学院,1972令应用生态学报中国生态学会,1990令生物多样性中国科学院濒危物种委员会，1993令植物生态学报中国植物学会，中国科学院植物研究所，1955令 Ecologythe Biological Society of America , 1920Journal of Ecology1913令Ecology Monogr即hs1931令 Journal of Animal Bxilogy1932令成绩评定:0 平时成绩（出勤、提问、作业）占20%；令实验占20%；令期末（闭卷

15、）成绩占60%思考题 名词解释:1.生物圈（Biosphere） 2.生态学（Oology） 简述生态学的几种主要定义，并以此说明生态学的发展过程。 你知道我国有哪些著名生态学家吗?歹出5位并概括其主要贡献和研究方向。本章遗留及新发现问题第二章个体生态学1 .生物种、环境与生态因子1.1 生物种概念 1753,瑞典植物学家CLinna植物种志:形态相似个体集合,自由交配繁殖后代。 1963,美现代生物学家EMayr:能实际的或潜在的彼此杂交的种群的集合构成一个种。基本进化单位和功能单位。种内存在变异。1. 2环境概念 环境(environment):指某一特定生物体或生物群体以外的空间,以及直

16、接、间接影响该生 物体或生物群体生存的一切事物的总和。相对概念。 环境因子(environmental factors)：环境由许多环境要素构成,这些环境要素称环境因 子。 条件(conditions)和资源(resources)：环境因子中不可消耗的称条件，可被消耗的称资源。1.3生态因子及类型生态因子(ecological factors)：环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有着直 接或间接影响的环境要素。生态因子是环境中对生物起作用的因子，而环境因子则是指 生物体外部的全部要素。生态环境：所有生态因子,具体地段上的称生境。分为非生物因子和生物因子两大类生物因子(biotic fa

17、ctors)：有机体(同种和异种)非生物因子(abiotic factors)：温度、光、湿度、pH、氧气等按性质分五类气候因子(climaticfactors)、土壤因子(edaphicfactors)、地形因子(topographic factors)、生物因子、人为因子(anthropogenicfactors)1.4生态因子的空间分布特征纬度地带性：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:因太阳辐射和水热状况随着地形高度的不

18、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,-100m;湿润空气,-0.6 /100m)o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。植被的空间格局(自M.C.Molles,Jr,1999)2.生物与环境关系的基本原理2.1 生态因子作用的特点 综合性:如气候的作用 主导因子作用(非等价性):光合作用 直接性和间接性:水分、地形 限定性(因子作用的阶段性):低温一春化、生长 不可替代性和互补性:软体动物需水体内的钙和锢2.2 生物对非生物因子的耐受限度 Liebig最小因子定律(Liebig，s law of mi

19、nimum) 1840.德农业化学家Baron Justus Liebig,植物的生长取决于那些处于最低量的营养 元素,这些处于最低量的营养元素称最小因子。例,N-150, P-250, K-350, 1983, Odum,两个补充条件:1)严格的稳定状态:2)因子补偿作用(factor compensation) ii-f 72.2生物对非生物因子的耐受限度限制因子定律(law of limiting factors) 1905,Blackman,在众多生态因子中，任何接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止 其生存、生长、繁殖或扩散的因子称限制因子. 耐受范围很窄、不稳定易成为种限定因子。 限

20、制因子有实用价值。有助于把握问题的本质，寻找解决问题的薄弱环节。“耐受性定律(Shelfords law of tolerance) 1913,美国生态学家V.E. Shelford,任何个生态因子在数量上或质量上不足或过多, 即当其接近或达到某种生物的耐受限度时会使该生物衰退或不能生存。发展: 每一物种对不同生态因子的耐受范围不同,耐受性会因年龄、季节、栖息地有差 异，多种生态因子耐受范围都很宽的生物,分布区一般很广。 个体发育过程中耐受性不同。繁殖期、卵、胚胎期、幼体、种子萌发期较低。 不同物种对同一因子耐受性不同。 对某生态因子处于非最适状态时，对其他生态因子的耐受性也下降。生物种的耐受

21、性限度图解(仿Smith,1980)生态幅每种生物对种生态因子都有一个耐受范围,即个生态学上的最低点和一个生态学 上的最高点,之间的范围就称为生态幅(ecological amplitude)或生态价(ecological valence)决定于种的遗传特性。 St eno-:窄 Stenothermal Eury-:广 Eurythermal生态幅决定于临界期的限制,生理最适点与生态最适点往往不致。2.3 生物对各生态因子耐受性之间的相互关系各种生态因子之间存在明显的相互影响:如温湿的关系;生物因子和非生物因子之间也是相互影响的:物种之间的竞争产生的生态位分离2.4 生物对生态因子耐受限度的

22、调整内稳态扩大生态幅 内稳态(homeostasis):生物系统通过内在的调节机制使内环境保持相对稳定。 内稳态通过形态、行为和生理适应实现。如，沙漠蜥蜴，向日葵 非内稳态生物(non-homeostatic organisms)内稳态生物(homeostatic organisms) 驯化 生物在实验/自然条件下，诱发的生理补偿变化，前者需要较短的时间，后者需要较长 的时间。 实验驯化(acclimation):有机体对实验环境条件变化产生的生理调节反应。是种生理上 而非遗传上的可逆反应。 应用:金鱼（20 -2.5 +34 ； 30 -9 +38 ）、植物的引种栽培 气候驯化（acclim

23、atization）:有机体对自然环境条件变化产生的生理调节反应适应 适应（adapatation）：生物对环境压的调整过程。分基因型适应和表型适应两类。 适应方式（形态、生理、行为的适应）： 形态适应:保护、保护色、警戒色与拟态 行为适应:运动、繁殖、迁移和迁徙、防御和抗敌 生理适应:生物钟、休眠、生理生化变化 营养适应:食性的泛化与特化适应组合（adaptive suhes）:生物对非生物环境条件表现出一整套协同的适应特性,称适 应组合。如骆驼和仙人掌对炎热干旱环境的适应。 趋同适应和趋异适应 胁迫适应动物的保护色、警戒色与拟态趋同适应和趋异适应 生活型 生态型3生态因子的生态作用及生物的

24、适应3.1 生物与光的关系3.1.1 太阳辐射及其变化规律 大气圈物质吸收、反射、散射,到达地面较少47%。 太阳高度角越小,辐射强度越弱。 地球公转轴心以倾斜位置接受太阳辐射。 地面海拔髙度、坡向坡度 光质、日照时间、光照强度变化3.1.2 光质变化对生物的影响光质:低纬度地区短波光多,纬度增长波光增，海拔升短波增;夏季短波多，冬季长波多;中午短波多，早晚长波多。绿色植物叶绿素光合作用:可见光380-710nm 一 一糖蓝紫光、红光有效生理有效辐射:红糖、橙（叶绿素），蓝蛋白质、紫光（叶绿素、类胡萝卜素）;生理无效辐射:绿 光光质影响光强：菜豆在橙、红光下光合速率最快蓝、紫光绿光水域系统红外

25、线、紫外线在水上层被吸收，蓝绿光到达海洋深处。生物对光质的适应海洋植物一光合作用色素对光谱变化具有明显的适应性:海水表层植物色素吸收蓝、红光;绿藻（叶绿素b、类胡萝卜素）深水植物光合色素有效地利用绿光。红藻（藻红蛋白、藻蓝蛋白）高山植物一茎叶含花青素，对紫外光（抑制植物生长）作用的适应，发展了特殊的莲 座状叶丛。动物一峡蝶的体色、不同的色觉。太阳鱼视500-530nm；黑光灯（可见光中的短波光） 诱杀趋光昆虫。3.1.3光照强度变化对生物的影响日照时间: 除两极外,春分、秋分昼夜相等:北半球,春分到秋分昼长夜短,纬度升昼长增;北 极夏半年全为白天,冬半年全为黑夜;赤道终年昼夜相等。 地球自转时

26、,赤道附近照射的时间长(日周期) 地球公转时,夏天北半球照射的时间长;冬天南半球照射的时间长(季节周期)光照强度; 纬度升高光强减弱,海拔升高,光强增加。夏季、中午光强最大,冬季、早晩最弱。 北半球中纬度南坡平地北坡,总辐射可超过赤道 低纬度地区有较为恒定的热量,高纬度比低纬度地区接受的能量更少光照强度变化对生物的影响 生长、发育:蛙卵、深海浮游生物 黄化现象:植物在黑暗中不能合成叶绿素，但能合成胡萝卜素，导致叶子发黄。 组织器官的分化:开花期,结果不良。生物对光强度的适应 动物一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。 植物一水生植物一水生植物在水

27、中的分布与光照强度有关透光带、补偿点陆生植物对不同光照强度的适应产生阳性植物和阴性植物和耐阴性植物。 阳性植物(cheliophytes)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; 阴性植物(sciophytes)对光的需要远较阳性植物低，光补偿点低，呼吸作用、蒸腾 作用都较弱,抗高温和干旱能力较低; 耐阴性植物(shade plant):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。3.1.4生物的光周期现象定时器光周期现象(photoperiodism)： Garner等人(1920)发现明相暗相的交替与长短对植物的开 花结实、落叶及休眠，动物的繁殖、冬眠、迁

28、徙和换羽毛等有规律性的影响变化。植物光周期现象对繁殖(开花)： 长日照植物(long-day plants):日照超过一定数值开花的植物称长日照植物;如小麦、油菜 短日照植物(short-day plants):日照短于一定数值开花的植物,般需要较长 的黑暗才能开花。如苍耳、水稻。 中日照植物：昼夜长度接近相等时开花，如甘蔗 日中性植物：开花不受日照长度限制，如蒲公英、黄瓜、番茄动物光周期现象繁殖长日照动物(long-day animals)在温带和高纬度地区许多鸟兽在春夏之际白昼逐渐 延长的季节繁殖后代，如雪貂、野兔、刺猬:短日照动物(short-dayanimals):只有在白昼逐步缩短的

29、秋冬之际开始性腺发育 和进行繁殖，如绵羊、山羊和鹿等。昆虫滞育鸟啓换毛、换羽鸟类等迁徙:夏候鸟杜鹃、家燕,冬候鸟大雁3.2生物与温度的关系3.2.1 地球上的温度分布地表温度 纬度每增加1 ,年平均气温降低0.5 陆地表面反射热比水面少,固升温快、降温快 山脉走向、地形、海拔（海拔每升高100m,气温下降0.6 -1 ） 时间变化:日较差、年较差土壤 表层比气温剧烈，随土壤加深，变化幅度减小;1m以下无昼夜变化,30m以下无季节变 化。 随:壤深度增加，最低温和最高温出现的时间后延，与深度成正比。深度每增加10m,时间延20-30d。水体 热容量大,变幅小。海洋昼夜4 C,年差5-23 C .

30、 15m以下无昼夜变化，140m以下 无季节变化。 成层现象3.2.2 温度对生物的作用温度与生物生长：酶都有其最低、最适和最高温度，即三基点温度:一定温度范围内，生长速率与温度成正比;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,形成年轮:外温影响 动物的生长规模。 温度与生物发育;最普遍规律是有效积温。 温度与繁殖和遗传性;植物春化（由低温诱导的开花），动物繁殖的早迟。 温度与生物分布;许多物种的分布范围与温度区相关。有效积温法则及其意义 有效积温法则:植物在生长发育过程中必须从环境摄取定的热量才能完成某发育阶段的发育过 程，而且各个发育阶段所需的总热量是个常数,称总积温或有效积

31、温（sum of effective temperature ,单位:日度），考虑到生物开始发育的温度，可写成;N（T-C） = K, T=C+K/N ,其中，N为发育历期，即生长发育所需时间，T为发育期间的平均温度，C是发育起点温度， 又称生物学零度，K是总积温（常数）。有效积温法则的意义预测生物发生的世代数;预测生物地理分布的北界；预测害虫来年的发生程历;制定农业气候区划，合理安排作物；小麦1000-1600、椰子5000应用积温预报农时。3.2.3极端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，生物便会因低温而冷害和冻害。冻害（freeze injury）;温度在1 ,

32、冰结晶使原生质膜破裂，蛋白质失活、变性冷害（chilling injury）:喜温植物在 以上受害或死亡，破坏了膜结构。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,如蛋白质变 性、醉失活、破坏水份平衡、氧供应不足、神经系统麻痹等。3.2.4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、行为的适应生物对低温的适应 形态上的适应植物:芽具鳞片、体具蜡粉、植株矮小;动物：增加隔热层，体形增大（Bergman规律），外露部分减小（Allen规律）。阿伦规律（Allens rule）:寒冷地区的内温动物较温

33、暖地区内温动物外露部分（如四 肢、尾、耳朵及鼻）有明显趋于缩小的现象，称阿伦规律,是减少散热的适应。 北极狐、赤狐贝格曼规律（Bergmans rule）:生活在寒冷气候中的内温动物的身体比生活在温暖 气候中的同类个体更大,称贝格曼规律，是减少散热的适应。东北野猪、华南野 猪生理上的适应植物：减少细胞中的水分和增加细胞中糖类、脂肪类、色素等有机质的浓度以降低冰 点（鹿蹄草贮五碳糖，-31-C）,增加红外线和可见光的吸收带（高山和极地植物）；动物：超冷和耐受冻结，当环境温度偏离热中性区增加体内产热,维持体温恒定,局 部异温（银鸥）等。行为上的适应迁徙和冬眠/体眠等。生物对髙温的适应形态上的适应植

34、物:密毛、鳞片滤光;体色反光;叶缘向上或暂时折窗，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:降低细胞含水量，增加糖或盐浓度,减缓代谢率;蒸腾作用旺盛,降低体温； 反射红外光。动物:放宽恒温范围;贮存热量（非洲大羚羊），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。3. 3生物与水的关系3.3.1 陆地上水的分布降雨量（precipitation） 大气湿度（atmosphere humidity）相对湿度（relative humidity）=实际水气含量/饱和水汽含量*10%3.

35、3.2 水的生物学意义3.3.3 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。3.3.4生物对水因子的适应A水生植物对水因子的适应盐度，氧适应方式 体内有氨基酸、多糖类、甲基胺等增加了渗透压。 有发达的根、茎、叶通气组织缺氧环境的适应; 机械组织不发达或退化; 叶片薄而长,以增加光合和吸收营养物质面积。一弱光适应生态类型 沉水植物: 浮水植物: 挺水植物:B陆生植物对水因子的适应缺水吸水，蒸腾水平衡调节机制缺水环境的适应形态适应: 发达的根系（干燥土壤）吸水

36、叶面小减少蒸腾量 单子叶植物中一些具扇状的运动细胞,可使叶面卷曲; 有发达贮水组织（根茎叶薄壁组织可转化），仙人掌;生理适应：水分运输的动原生质的渗透浓度高。生态适应类型: 湿生植物hygrophyte:根部通气组织与茎叶相连，保证供氧。 中生植物mesad:保水结构,根系、输导组织发达,叶片角质层、栅栏组织发达，防 止蒸腾。 旱生植物siccocolous:叶退化为刺，气孔下陷，减少蒸腾。根系极发达，胞内渗透压 增高,吸水储水。C水生动物的水平衡调节机制涨死,缺水等渗（isosmotic organism）:体内和体外的渗透压相等，水和盐以大致相等的速度在体内 外之间扩散。仅排泄失水，通过食

37、物、饮水、代谢水获得水，泌盐器官排出多余的盐分。高渗（hyperosmoticorganism）:体内的渗透压高于体外,水由环境中向体内扩散，体内 的盐分向外扩散。通过排泄作用排出多余的水,盐分通过食物和组织摄入。低渗（hypoosmoticorganism）:体内渗透压低于体外，水分向环境扩散,盐分进入体内。 通过食物、代谢水和饮水获得水,泌盐组织排出多余的盐分。海洋动物鲨鱼和无脊椎动物：等渗硬骨鱼：低渗（水由鲤外流，盐由鱷进入，故吞海水鲤排盐）D陆生动物的水平衡调节机制保水机制（蒸发失水,排泄、分泌失水） 减小皮肤的透水性 减少身体的表面蒸发 减少呼吸失水：逆流交换;荒漠啮齿狭窄鼻腔，增大

38、表面积。骆驼减少排泄失水:肾脏保水+蛋白质代谢产物:鱼氨需300mL水两栖类、兽类尿素 50mLzK爬行、鸟、昆虫尿酸10mLzK利用代谢水生态类型喜湿耐旱3.4 。2一水生动物限制因子动物能量代谢（食物氧化）：陆地上氧分压高,到海拔6000米动物代谢不变,极低压时表现。水中D。低时,鱼类 耗氧量随降。内温动物对海拔低氧的适应鸟兽血红细胞中含有2, 3一二磷酸甘油酸（DPG）变构效应，使血红蛋白对氧的亲和 变小,故低氧分压成为限制因子。植物：释放氧气=20倍呼吸耗氧。森林吸收1tg呼出。.73to2，草坪吸收02002呼出。.15t 2 ,人0.75kgO2/天,则城市每人需lOm林地或5。0

39、1Z草坪。3.5 C020.032%日周期:午前植物顶层最低,午后增加,夜间最高年周期：春天低生物产量90-95%来自大气中82 5-10%来自土壤利用效率不同：G （甘蔗、玉米、高粱）线粒体释放的82会被帀吸收利用,G （水稻、 小麦、大豆）浪费。3. 6生物与土壤的关系3.6.1 土壤的生态学意义 为陆生植物提供基底,为土壤生物提供栖息场所; 提供植物生长所需的水热肥气; 维持丰富的土壤生物区系; 生态系统许多重要生态过程都在土壤中进行。3.6.2 土壤理化性质及其对生物影响 土壤物理性质及其对生物影响 土粒分为;粗砂、细砂、粉砂和粘粒，其组合百分比称土壤质地,可将土壤分为;砂 土、壤土和

40、粘土。 土壤质地和土壤温度影响植物生长和土壤动物水平及垂直分布。 土壤化学性质及其对生物影响 土壤酸碱度;盐碱土:盐土（可溶性盐1%以上，氯化钠和硫酸钠盐，pH中性,地下水盐经毛 细管上升至地面+海水浸渍，结构破坏）、碱上（碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾,pH8.5, 胶体吸附大量交换性钠20%,通透、可耕差）及各类盐化、碱化土总称。土壤有机质：腐殖质提供植物重要碳源和氮源（99%）。 土壤无机元素:植物生长的13种重要元素来源（7种大量元素:、氮、磷、钾、硫、 钙、镁、铁;6种微量元素:镒、锌、铜、铜、硼、氯）植物对土壤的适应性 土壤酸度： 酸性土植物（pH7.5):东北、西北盐碱土植物 形态:矮

41、小、干硬、叶不发达、有厚外皮、灰色绒毛 内部结构:栅栏组织发达、肉质叶、特殊贮水细胞 生理上:聚盐性植物(盐角草)、泌盐性植物(红树)、不透盐性植物(盐地风毛菊)沙生植物茎生不定芽,根生长快,根套(白刺)旱生植物特点(红砂、梭梭)植被矮、主根长、侧根宽3.7火 火源：雷击火、火山爆发、滚石火花、泥炭自燃 林冠火：林冠上,可毁灭地面上全部植物动物 地面火：具有选择性,烧死幼苗和抗火性差的物种，对抗火性强的物种有利。烧掉枯枝 落叶，一般有利。 有益作用：烧掉枯枝落叶,促进群落再生、稳定性,降低林冠火加快有机物向无机物转化,对抗火性强物种为必需因子。五针松需火释放种子，桜树 休眠芽需火烧，美国长叶松

42、需火烧竞争灌木层，松柏类幼苗火烧有利于存活。有害作用：破坏自然平衡,火后结构变化，动物种群数量下降上表侵蚀，降低吸水保水能力。高温使肥料N、S损失课堂讨论万物金札谥太汨。思考题-名词解释生态因子(eslogical factors)、因子的替代作用(factor subsMtution)、限制因子(limiting factors)、生态幅(ecological amplitude) 谢尔福德耐受性定律(Shelfords law of tolerance)、阿伦规律(Allens law) 光周期现象(photoperiodicity)、适应(adaptation)、贝格曼定律(Bergma

43、nslaw) 驯化(acclimation and accimatization)、等渗动物(isosmotic animal) 外温动物(ectotherms)、长日照生物思考题问答题 简述光与动物密切有关的儿种生物节律，并简述其生态适应意义。 简述陆栖动物的保水机制。(简述陆生动物在水代谢方面的适应性特征。) 简述耐受性定律及其补充原理。 举例说明限制因子概念在生态学研究中的重要性。 从动植物对日照长度变化的适应出发解释生物的光周期现象。 从形态、生理和行为三个方面阐述生物对极端温度的适应。 简述水生动物(鱼类)的水平衡调节机制。 简述有效积温法则，评述其意义和局限性。 以某种动物或类群为

44、例，说明其适应环境的主要方式。 试述全球环境的地带性规律及其形成原因。 简述温度的生态作用。 生物如何适应不同的水环境? 比较Liebig最小因子法则和Shelford耐受性法则的异同。本章遗留及新发现问题第三章种群生态学第一节种群及其基本特征1种群的基本概念1.1 种群的定义不是个体简单叠加,是通过种内关系组成有机统一体或系统。A是个自我调节系统,使其能在生态系统内维持自身稳定性。还具有群体信息传递、 行为适应与数量反馈控制功能。A不仅是自然界物种存在、物种进化、物种关系基本单位,也是生物群落、生态系统基 本组成成份，还是生物资源保护、利用和有害生物综合管理具体对象。A 个物种,由于地理隔离,有时不只有一个种群。种群既可作抽象概念，也可作具体存在的客体应用。1.2 单体生物和构件生物单体生物(unitary organism)单体生物个体清楚，基本保持致体形，每 个体来源于一个受精卵