11生物与环境
小环境中的气候称小气候,
小环境直接影响生物的生活,如严寒的冬季,雪被上温度很低,已达到-40℃ ,但雪被下的温度并不很低且相当稳定。这种雪被下的小气候保护了雪被下的植物与动物安全越冬
替另一个因子,且因子之间的补偿作用也不是经常存在的。
二、生物与环境的相互作用
1、作用:环境的非生物因子对生物的影响
(1)环境对生物的作用:
影响生物的生长、发育、繁殖和行为;
影响生物出生率和死亡率,导致种群数量的改变;
某些生态因子能够限制生物的分布区域。
(2)生物对自然环境的适应:
生物可以从自身的形态、生理、行为等方面不断进行调整,以适应环境变化,减小生态因子的限制作用;
生物能积极地利用某些生态因子的周期性变化,作为确定时间,调节其生理节律和生活史中的各种节律线索。
2、反作用:生物对环境的影响
如过度放牧、植树造林
3、相互作用:生物与生物间的作用
如捕食者与被捕食者、寄生者与宿主
三、生态因子的限制性作用
(一)Liebig最小因子定律(Liebig’s law of minimum) 1840年农业化学家J. ,认为每一种植物都需要一定种类和一定数量的营养元素,并阐明在植物生长所必需的元素中,供给量最少(与需要量比相差最大)的元素决定着植物的产量。
如一块土壤中
氮:可维持200千克产量
钾:可维持250千克产量
磷:可维持500千克产量
实际产量为200千克;若氮增加1倍,产量为350千克。
因此他提出:
“植物的生长取决于处在最小量(与需要量比相差最大)状态的营养元素”。
Liebig最小因子定律: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。
这个理论也适用于其他生物种类或生态因子。
:补充两点:
一是Liebig定律只能严格地适用于稳定状态,即能量和物质的流入和流出是处于平衡的情况下才适用;
二是要考虑生态因子间的替代作用。
(二)限制因子
任何生态因子,当接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散时,这个因素称为限制因子
如果一种生物对某一生态因子的耐受范围很广,而且这种因子又非常稳定,那么这种因子就不太可能成为限制因子,相反,就可能成为一种限制性因子。如氧对于陆生动物来说,一般不会成为限制因子,而对于水生生物来说,常常成为水生物的限制性因子。
(三)耐受性定律(Shelford’s law of tolerance)
生态学家V. E. Shelford于1913年研究指出,生物的生存需要依赖环境中的多种条件,而且生物有机体对环境因子的耐受性有一个上限和下限,任何因子在数量上或质量上不足或过多,接近或超过了某种生物的耐受限度,该种生物的生存就会受到影响,甚至灭绝。这就是Shelford耐受定律。
生物对每一种生态因子都有其耐受的上限和下限,上下限之间是生物对这种生态因子的耐受范围,可以用钟形耐受曲线表示。
后来的研究对Shelford耐受定律也进行了补充:
(1)每一种生物对不同生态因子的耐受范围存在着差异。生物能够对一个因子耐受范围很广,而对另一因子耐受范围很窄;对所有因子耐受范围都很宽的生物,一般分布很广;
(2)不同的生物种,对同一生态因子的耐受性是不同的;
(3)生物在整个发育过程中,对环境因子的耐受限度是不同的。在动物的繁殖期、卵和幼体、种子的萌发期通常是一个敏感期,耐受限度一般比较低;
(4)生物实际上并不在某一特定环境因子最适的范围内生活,可能是因为有其他更重要的因子在起作用。
(5)生物的各因子间存在明显的相互关联,在一个因子处在不适状态时,对另一个因子的耐受能力可能下降;如陆生动物对温度与湿度的耐受
生物对生态因子耐受性之间的相互关系
在对生物产生影响的各种生态因子之间存在明显的相互影响。如生物对温度的耐性限度与湿度有密切关系。如Pianka(1978)指出:一种生物在什么湿度下适合度最大取决于温度,当温度适中( ℃ )和湿度适中(90%),该生物适合度最大。同样沿着温度梯度上的最适点取决于湿度。
温度、湿度结合考虑,在中湿和中温条件下,生物耐受限度最高。
从以上可见,固定不变的最适概念只有在单一生态因子起作用时才能成立,当同时由几个因子作用于一种生物时,这种生物的适合度将随着几个因子的不同组合而发生变化,也就是说,这几个生态因子之间是相互作用、相
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