高级生态学-个体生态学_精品文档.ppt

1、高级生态学高级生态学中国矿业大学（北京）中国矿业大学（北京）环境科学与工程系环境科学与工程系贾建丽贾建丽2011.05个体生态学个体生态学(Autecology)(生物与环境生物与环境)个体对环境的反应个体对环境的反应提纲提纲n生物种的概念生物种的概念n环境概念及其类型环境概念及其类型n生态因子作用分析生态因子作用分析n生态因子的生态作用及生物的适应生态因子的生态作用及生物的适应生物种的概念生物种的概念n生物一般以个体形式存在，自然界的生物个体生物一般以个体形式存在，自然界的生物个体几乎是无穷的。几乎是无穷的。n物种概念物种概念n形态相似的的个体之集合形态相似的的个体之集合17世纪世纪,Ray

2、,植物史植物史1753年年,C.Linna,植物种志植物种志n能实际地或潜在地彼此杂交的种群的集合能实际地或潜在地彼此杂交的种群的集合1963,E.Mayr生物种的概念生物种的概念n种的性状种的性状n基因型：种的遗传本质，即生物性状表现所必须具备的基因型：种的遗传本质，即生物性状表现所必须具备的 内在因素；内在因素；n表型：为与环境结合后实际表现出的可见性状。表型：为与环境结合后实际表现出的可见性状。n物种是由内在因素物种是由内在因素(生殖、遗传、生理、生态、生殖、遗传、生理、生态、行为行为)联系起来的个体的集合，是自然界中的联系起来的个体的集合，是自然界中的一个基本进化单位和功能单位。一个基

3、本进化单位和功能单位。物种是生物存在的基本形式物种是生物存在的基本形式环境概念及其类型环境概念及其类型n环境：某一特定生物体或生物群体以外的空间，环境：某一特定生物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。的一切事物的总和。n环境总是针对某一特定主体或中心而言，是相对环境总是针对某一特定主体或中心而言，是相对的概念的概念n环境因子：生物体外部的全部环境要素环境因子：生物体外部的全部环境要素环境概念及其类型环境概念及其类型n以环境主体分：以环境主体分：人类环境环境科学分类方法人类环境环境科学分类方法生物环境生态学和生

4、物科学分类方法生物环境生态学和生物科学分类方法n以环境性质分：以环境性质分：自然环境自然环境半自然环境（人类破坏后的自然环境）半自然环境（人类破坏后的自然环境）社会环境社会环境环境概念及其类型环境概念及其类型n按环境范围的大小分按环境范围的大小分宇宙环境宇宙环境地球环境地球环境区域环境区域环境微环境微环境内环境内环境大气层外的宇宙大气层外的宇宙空间空间对流层、水圈、土壤圈、对流层、水圈、土壤圈、岩石圈、生物圈岩石圈、生物圈占有某一特定地域占有某一特定地域空间的自然环境空间的自然环境生物体内组织或细生物体内组织或细胞间的环境胞间的环境由于一个（几个）圈由于一个（几个）圈层细微变化产生的环层细微变

5、化产生的环境差异形成的小环境境差异形成的小环境生物体生物体环境概念及其类型环境概念及其类型n生态学重视生物的微环境与生境生态学重视生物的微环境与生境即使在同一地区、同一季节和同一天气类型，由于微环境与即使在同一地区、同一季节和同一天气类型，由于微环境与生境的差异，使生物实际上相当于生活在完全不同的气候条生境的差异，使生物实际上相当于生活在完全不同的气候条件：雪上气温与雪下土壤层气温的差别，植物根系与叶片接件：雪上气温与雪下土壤层气温的差别，植物根系与叶片接触环境的差别触环境的差别n环境的全球化对生命系统的影响环境的全球化对生命系统的影响环境概念及其类型环境概念及其类型n生物能够对周围的气候条件

6、起修改作用生物能够对周围的气候条件起修改作用森林、草原等对区域气候的影响森林、草原等对区域气候的影响穴居动物在建立微环境方面的作用穴居动物在建立微环境方面的作用环境概念及其类型环境概念及其类型n环境因子分类环境因子分类nR.F.Daubenmire(1947)：以环境因子特点为标准以环境因子特点为标准l气候类、土壤类、生物类气候类、土壤类、生物类l土壤、水分、温度、光照、大气、火和生物因子土壤、水分、温度、光照、大气、火和生物因子nDajoz(1972)：生物有机体对环境的反应和适应性生物有机体对环境的反应和适应性l第一性周期因子、次生性周期因子及非周期性因子第一性周期因子、次生性周期因子及非

7、周期性因子nGill(1975)：三层次三层次l植物生长必需的环境因子：温度、光、水分；植物生长必需的环境因子：温度、光、水分；l不以植被是否存在而发生的对植物有影响的环境因子：风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；暴、火山爆发、洪涝等；l存在与发生受植被影响，反过来又直接或间接影响植被的存在与发生受植被影响，反过来又直接或间接影响植被的环境因子：放牧、火烧。环境因子：放牧、火烧。生态因子的概念生态因子的概念n生态因子生态因子(Ecological factors)：环境中对生物的生：环境中对生物的生长、发育、生殖、行为及分布有着直接或间接影响长、发育、生殖

8、、行为及分布有着直接或间接影响的环境要素。的环境要素。n生物因子：生物种内和种间的相互关系生物因子：生物种内和种间的相互关系n非生物因子：光、温度、湿度、降水、土壤、大气等非生物因子：光、温度、湿度、降水、土壤、大气等生态环境生态环境（Ecological environment)所有的所有的生态因子生态因子生态因子的概念生态因子的概念n生态环境：所有生态因子生态环境：所有生态因子n生境：具体的生物个体和群体生活地段上的生态环境。生境：具体的生物个体和群体生活地段上的生态环境。生态因子是环境因子的一部分生态因子是环境因子的一部分n生态因子是环境因子中对生物起作用的因子生态因子是环境因子中对生物

9、起作用的因子n环境因子则是生物体外部的全部环境要素环境因子则是生物体外部的全部环境要素生态因子的概念生态因子的概念生态因子的概念生态因子的概念n生态因子生态因子气候因子气候因子：温度、湿度、光、降水等温度、湿度、光、降水等土壤因子土壤因子：土壤结构、成分、理化和生物性质土壤结构、成分、理化和生物性质地形因子地形因子：地面起伏、坡度及坡向等：地面起伏、坡度及坡向等生物因子生物因子：捕食、寄生、竞争、互惠等：捕食、寄生、竞争、互惠等人为因子人为因子：人对自然界的改变对生物带来的影响：人对自然界的改变对生物带来的影响生态因子的概念生态因子的概念n生态因子生态因子稳定因子：地心引力、地磁、太阳辐射常数

10、稳定因子：地心引力、地磁、太阳辐射常数主要决定生物的分布主要决定生物的分布变动因子变动因子：周期变动因子：光、湿度、潮汐周期变动因子：光、湿度、潮汐影响生物分布影响生物分布非周期变动因子：风、降水、捕食非周期变动因子：风、降水、捕食影响生物数量影响生物数量生态因子作用的特点生态因子作用的特点n综合性：每个生态因子都是在与其他生态因子的相综合性：每个生态因子都是在与其他生态因子的相互影响、相互制约中起作用的互影响、相互制约中起作用的n非等价性（主导因子作用）：主导因子的决定性作非等价性（主导因子作用）：主导因子的决定性作用，主导因子发生变化会引起其他因子也发生变化用，主导因子发生变化会引起其他因

11、子也发生变化n光合作用时，光强是主导因子，温度和光合作用时，光强是主导因子，温度和CO2是次要因子；是次要因子；n春化作用时，温度为主导因子，湿度和通气条件是次要因子。春化作用时，温度为主导因子，湿度和通气条件是次要因子。生态因子作用的特点生态因子作用的特点n直接作用的间接作用：区分生态因子的直接作用和直接作用的间接作用：区分生态因子的直接作用和间接作用对认识生物的生长、发育、繁殖及分布都间接作用对认识生物的生长、发育、繁殖及分布都很重要。很重要。n直接因子：直接影响生物分布的生态因子，如光照、温度等，直接因子：直接影响生物分布的生态因子，如光照、温度等，有时受间接因子的影响；有时受间接因子的

12、影响；n间接因子地形：对生物的作用不是直接的，但能影响光照、间接因子地形：对生物的作用不是直接的，但能影响光照、温度等直接因子的分布，从而间接对生物产生作用。温度等直接因子的分布，从而间接对生物产生作用。例：四川二郎山东坡与西坡的植被分布例：四川二郎山东坡与西坡的植被分布生态因子作用的特点生态因子作用的特点n阶段性：主要由生态环境的规律性变化所引起阶段性：主要由生态环境的规律性变化所引起n光照长短在植物春化阶段不起作用，在光周期阶段则十分重要光照长短在植物春化阶段不起作用，在光周期阶段则十分重要n鱼类的洄游：大马哈鱼、中华鲟鱼类的洄游：大马哈鱼、中华鲟n不可替代性和互补性不可替代性和互补性n生

13、态因子作用虽不尽相同，但都各具有重要性，尤其是主导因生态因子作用虽不尽相同，但都各具有重要性，尤其是主导因子，如果缺少会影响生物的正常生长发育，甚至造成其生病或子，如果缺少会影响生物的正常生长发育，甚至造成其生病或死亡死亡生态因子的不可替代性；生态因子的不可替代性；n局部可补偿性：某因子在量上的不足可由其他因子来补偿以获局部可补偿性：某因子在量上的不足可由其他因子来补偿以获得相似的生态效应，如植物光合作用时若光照不足可增加得相似的生态效应，如植物光合作用时若光照不足可增加CO2的量来补足、软体动物在锶多的地方可用锶补偿钙的不足；的量来补足、软体动物在锶多的地方可用锶补偿钙的不足；n生态因子的补

14、偿只能在一定范围内进行，不能相互替代。生态因子的补偿只能在一定范围内进行，不能相互替代。nLiebig最小最小因子定律：植物生长取决于处于因子定律：植物生长取决于处于最小量最小量的食物量。的食物量。n例：土壤中的例：土壤中的N可维持可维持250kg产量、产量、K可维持可维持350kg、P可可维持维持500kg，则实际产量只有，则实际产量只有250kg，如多施，如多施1倍的倍的N此此时时K为最小食物量则产量停留在为最小食物量则产量停留在350kg。n米氏产量递减定律：当限制因子增加时，开始增米氏产量递减定律：当限制因子增加时，开始增产效果很大，继续下去，效果渐减。产效果很大，继续下去，效果渐减。

15、生物与环境关系基本原理生物与环境关系基本原理n谢氏耐性定律：生物的存在与繁殖依赖于某种综谢氏耐性定律：生物的存在与繁殖依赖于某种综合环境因子的存在，只要其中一项因子的量或质合环境因子的存在，只要其中一项因子的量或质不足或过多，超过了该生物的耐性限度，则该物不足或过多，超过了该生物的耐性限度，则该物种不能生存，甚至灭绝。种不能生存，甚至灭绝。限制因子限制因子 （limiting factor)任何接近或超过耐性任何接近或超过耐性上限或下限的因子上限或下限的因子（一个或几个）（一个或几个）生物与环境关系基本原理生物与环境关系基本原理n不同生物物种对各种生态因子的耐受范围不不同生物物种对各种生态因子

16、的耐受范围不同，同一生物对不同生态因子的耐受范围也同，同一生物对不同生态因子的耐受范围也可能有差异，同一生物不同发育期的耐受范可能有差异，同一生物不同发育期的耐受范围亦不同围亦不同生物与环境关系基本原理生物与环境关系基本原理n限制因子限制因子(limiting factor)：生物的生存和繁殖依生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，其中限制生物生赖于各种生态因子的综合作用，其中限制生物生存和繁殖的关键因子称为限制因子存和繁殖的关键因子称为限制因子n定义：当生态因子（一个或相关的几个）接近或定义：当生态因子（一个或相关的几个）接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖、扩散或分布时，即为限制因子繁殖、扩散或分布时，即为限制因子n特点：耐受范围窄、易变化。特点：耐受范围窄、易变化。n氧是水生生物的限制因子；氧是水生生物的限制因子；n一般氧不会成为陆生生物的限制因子。一般氧不会成为陆生生物的限制因子。生物与环境关系基本原理生物与环境关系基本原理n生物的耐性限度会因发育时期、季节、环境条件的不生物的耐性限度会因发育时期、季节、环境