《生物与环境 》.ppt

第二章 生物与环境
环境与生态因子
生物与环境关系的基本原理
生物与主要生态因子的相互关系
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环境与生态因子
环境概念
生态因子的类型
自然环境的基本特征
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环境和环境因子
环cclimatization) ：驯化(acclimation/acclimatization) ：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。有机体对实验环境条件变化产生的生理调节反应称实验驯化；有机体对自然环境条件变化产生的生理调节反应称气候驯化，实验驯化是对环境条件改变的一种生理上而非遗传上的可逆反应。
驯化的应用：植物的引种栽培
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内稳态
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。
大多数内稳态机制依赖于负反馈过程。依靠三个基本组成成份：接受器；控制中心；效应器。
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负反馈过程（维持哺乳动物血液渗透性）
接受器
（下丘脑）
控制中心
（下丘脑）
效应器
（肾脏）
血液太浓
饮水
血液渗透性上升
口渴反应
血液太稀
失水反应
血液渗透性下降
失水
(仿A. Mackenzie et. Al.,1999)
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适应
适应(adapatation) ：生物对环境压力的调整过程。分基因型适应和表型适应两类，后者又包括可逆适应和不可逆适应。如桦尺蠖在污染地区的色型变化。
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 suites): 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
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趋同适应和趋异适应
生活型
生态型
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生态位
生态位(niche)与栖息地(habitat)
生态位－－有机体在环境中占据的地位；
栖息地－－有机体所处的物理环境。
超体积生态位(hypovolume)
生态位的每一个环境变量称一维，生态位空间的环境变量可以是多个，超过3个维度的生态位空间称超体积生态位。
基础生态位(fundamental niche)和实际生态位(realized niche)
物种理论上占据的生态位空间称基础生态位；
实际占有的生态位空间称实际生态位。
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生物与主要生态因子的相互关系
生物与光的关系
生物与温度的关系
生物与水的关系
生物与土壤的关系
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生物与光的关系
太阳辐射及其变化规律
光质变化对生物的影响
光强度变化对生物的影响
光周期现象
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太阳辐射能(仿A. Mackenzie et. al,1999)
光的性质：波长150－4000nm,分紫外光、可见光和红外光三类，波长在380－760nm之间的光为可见光。绿色植物的光合作用有效范围是380－700nm之间。
紫外线
可见光
红外线
400
630
1000
2500
4000
波长(nm)
能
量
强
度
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光质变化对生物的影响
海洋植物— 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；
深水植物光合色素有效地利用绿光。
高山植物— 对紫外光作用的适应，发展了特殊的莲座状叶丛。
动物— 不同动物发展不同的色觉。
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光强度变化对生物的影响
植物—光合作用率在光补偿点 附近与光强度成正比，但达光饱和点后, 不随光强增加。
水生生物— 水生植物在水中的分布与光照强度有关。
陆生生物— 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)、阴性植物(sciophytes)和耐阴性植物(shade plant)：阳性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；阴性植物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。
动物— 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。
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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
C