生态学讲稿

1、生态学生态学 一、非生物因素及其对生物的影响 二、生物因素对生物的影响 三、生态因子的几个重要定律 四、种群 五、生物群落 六、生态系统提要第一部分 生态学 包括：生物个体之间、群落之间、生物和非生物之间的相互作用。 生命科学研究的对象和范围，由小到大，由微观到宏观，可以区分为若干层次, 其中种群水平、群落水平、生态系统、生物圈均属生态学研究范畴生态学（Ecology）是德国生物学家恩斯特海克尔于1869年定义的一个概念：生态学是研究生物体与其周围环境（包括非生物环境和生物环境）相互关系的科学。 1.(2012年)如果一项研究，专注于了解不同生态因子对生物的影响，及生物对它们的耐受，那么这个研究属于哪一层次上的研究 A个体生态学 B种群生态学 C群落生态学 D生态系统生态学分析：以个体为研究对象，研究个体与环境之关系，特别是对环境的适应。目的是阐明生物体的生理生态机理，提高人对动植物栖息环境及生存条件的控制能力A牛刀小试生态因素（即生态因子）是指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境因素。如温度、湿度、食物、氧气、二氧化碳和其他相关生物等。 包括非生物因素和生物

2、因素两类。非生物因素：光、温度、水等生物因素种内关系种间关系种内互助种内斗争互利共生寄生竞争捕食一、非生物因素及其对生物的影响（一）光 光对植物的生理和分布起着决定性的作用。 除极少数生物外，光是一切生命的最终能源。包括光照强度、光质（波长和光色）、日照长度等方面。1、光对植物的影响光合作用呼吸作用光合作用强度光强度CP光对植物光合作用的影响 光合作用和呼吸作用两条线的交叉点就是光补偿点。在此处的光照强度是植物开始生长和进行净生产所需要的最小光照强度。阳生植物和阴生植物光补偿点有差异。人参苔藓植物阴生植物：人参、三七、胡椒、苔藓植物等阳生植物阳生植物按照对光照强度的要求不同，植物分为阳生植物、阴生植物和耐阴植物三种生态类型。光照强度有机物积累量阳生植物阴生植物阳生植物和阴生植物的补偿点和饱和点阳生植物（如小麦、玉米、杨、槐）的光饱和点比阴生植物（如人参、三七）要高，当然通常光补偿点也会高一些光照强度有机物积累量光补偿点光饱和点ab光质对植物的影响 不同波长的光对植物的作用不同。如: 红光和蓝紫光有利于提高光合作用效率，而黄绿光则相反。 在蓝紫光照射下光合产物中蛋白质、脂肪较多，植株矮壮

3、； 在红光照射下，光合产物中糖类较多，因此植株徒长。 深水中的红藻(紫菜)能够较有效的利用绿光。 紫外光能抑制植物茎的伸长，所以很多高山植物都具有特殊的莲座状叶丛。光可以影响植物的形态 光质随空间发生变化的一般规律是短波光随纬度增加而减少，随海拔升高而增加。在时间变化上，冬季长波光（红橙光）增多，夏季短波光（蓝紫光）增多；一天内中午短波光较多，早晚长波光较多。日照长度影响植物的生长、发育和开花（光周期现象）。 根据植物对日照长度的反应可分为长日照植物、短日照植物、中日照植物和中间型植物。（植物的生殖生理讲） 长日照植物（桃）短日照植物（菊）2、光对动物的影响 很多动物的活动与光照强度有密切关系。有些动物在白天强光下活动称昼行性动物，有的适应于夜晚晨昏活动称夜行性动物。昼行性动物、夜行性动物 光对动物的热能代谢、生殖发育、生活周期、体表颜色、行为方式、地理分布等都有直接或间接的影响。如光影响变温动物的活动，因为变温动物要依靠光照升高体温；光能促进动物生殖腺发育，如鸟类延长日照时间，能提高产卵量；紫外线能杀灭动物体表的微生物；光照的长短能影响鱼类徊游和鸟类的迁徙；光也跟动物的体色有关系，一

4、般背光面色淡而朝光面色深。日照时间的长短对动物繁殖活动的影响鹿紫貂紫貂长日照短日照（二）温度温度对生物分布有重要作用。温度影响生物的生存、分布、数量、酶活性、生理活动等。一般情况下，随温度升高，生理生化反应加快，酶活性加强，生长发育加速；温度降低则反应减慢，生长发育迟缓。当温度超过生物所能忍受的上、下限温度时，生命就受到威胁。我国从南到北植被分布最适点、最低点、最高点，在生态学上称为温度的三基点（3）季节变温与物候：生物长期适应于一年中温度的寒暑节律性变化，形成于此相适应的生物发育节律称为物候，实质是生物对季节性变温的适应。（4）极端温度对植物的影响：低温对植物的伤害可分为冷害、霜害和冻害三种。（2）昼夜温差与有机物积累：白天温度高有利于光合作用，夜间温度低降低呼吸作用。（1）植物的春化:秋播作物在苗期必须经过一定时间的低温条件，才能正常抽穗开花，这个时期称为春化阶段。不经这个阶段，直接在春夏高温季节播种，虽有充足的光照和温度条件，也不能正常抽穗结实。特别是秋冬播种的冬性作物如小麦、油菜、甘蓝等春化特性特别明显。原产地越往北方，春化要求温度越低，时间要求越长。1、植物和温度 冷害是指喜

5、温生物在零度以上的温度条件下受害或死亡，例如海南岛的热带植物丁子香在气温降到6.1时叶片便受害，降到3.4时顶梢干枯，受害严重。冷害是喜温生物向北方引种和扩展分布区的主要障碍。冷害 冻害是指冰点以下的低温使生物体内(细胞内或细胞间隙)形成冰晶而造成的损害。冰晶的形成会使原生质膜发生破裂和使蛋白质失活与变性。当温度不低于-3或-4时，植物受害主要是由于细胞膜破裂引起的；当温度下降到-8或-10时，植物受害则主要是由于生理干燥和水化层的破坏引起的。冻害（5）高温对植物的影响 高温可减弱光合作用，增强呼吸作用，使植物的这两个重要过程失调。例如马铃薯在温度达到40时，光合作用等于零，而呼吸作用在温度达到50以前一直随温度的上升而增强，但这种状况只能维持很短的时间。 高温还可破坏植物的水分平衡，加速生长发育，促使蛋白质凝固和导致有害代谢产物在体内的积累。注：高温和低温（极端温度）对植物的致死影响，使植物的地理分布也受到温度的限制：植物水平分布的南界和北界，垂直分布的海拔高低。（1）温度影响动物的生长发育和繁殖：如蚜虫在较高温下全为单性雌体，而在较低温度下则有雄体和需交配的雌体。注意：无论植物或变

6、温动物必须从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育（即有效积温法则）。如：水稻在东北只种一季,在浙江能种两季，而在海南岛可以种三季。有效积温法则的应用：预测生物发生的世代数；预测生物地理分布的北界；预测害虫来年发生程度；推算生物的年发生历； （2）影响动物的分布：有效积温和极端温度； 2、动物和温度（3）温度影响动物的形态： 贝格曼定律（恒温动物在寒冷的气候条件下，体型趋向于大，在温暖的气候条件下，体型趋向于小。因为个体大的动物，其相对表面积小，单位体重散热量相对较少，这样有利于保持体温）乔（约）丹定律（栖息于冷水水域中的鱼类，比栖息于温暖水域中的同种鱼的脊椎骨数目多。解释：低温使鱼类的生长和发育速度变慢，因而延长了其性成熟时间，从而产生更大的个体，其脊椎骨的数目也增多。）阿伦法则（恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低温环境中有变小变短的趋势，在温暖地区有变长的趋势。这也是在寒冷地区减少散热和在温暖地区增加散热的一种形态适应）（4）极限温度对动物造成的影响：低温使动物致死，主要是由于细胞内形成冰晶的损伤所致。高温对动物的有害影响主要是破坏酶的活性，使蛋白质凝固变性，造成缺

7、氧、排泄功能失调和神经系统麻痹等。2.（2010）以下关于动物对温度的适应的说法正确的是(多选)（）A在低温条件下，变温动物的寿命较长，随着温度的增高， 其平均寿命缩短B温暖地区，变温动物完成发育的时间比在冷的地区长C恒温动物在低温下保持恒定的体温，而变温动物随环境温 度的提高而有相应变化D温度是动物分布的限制因子，最重要的是地区平均温度AC析：变温动物的体温会随环境改变而改变，而当温度升高时，酶活性增大，使机体新陈代谢加快而缩短寿命；温暖地方酶活性高，发育就更快 ；水分和温度是动物分布的重要限制因子 牛刀小试3.动物的生长和发育是需要一定温度的，下列哪个说法是正确的 A外界温度的高低直接决定了动物机体的体温，进而影响其生长发育 B当外界温度低于某一温度时，昆虫就停止生长发育，这一温度阈值称为发育起点温度 C动物的发育速度总是随环境温度的增高而加快的 D昆虫发育的有效积温是发育历期乘以发育期的平均温度，然后求和分析：外界温度不影响恒温动物体温；动物发育需要适宜的温度，超过适宜温度，温度越高，发育反而减慢。仅仅温度达到所需发育起点温度还不足以完成发育和生长，因为还需要一定的时间，即需要一

8、定的总热量，称为总积温或者有效积温。这就是有效积温法则，它的表达式为： K = N（T - C） K：完成某阶段发育所需要的总热量；N：发育历期，即完成某阶段发育所需要的天数；T：发育期间的平均温度；C：发育阈温度B（三）水一年中降水量和雨季的分布是决定陆生生物分布 的重要因素水分过多或过少都会明显影响生物的生长和发育我国从东到西的植被分布水生植物（沉水植物、浮水植物、挺水植物）陆生植物（湿生植物、中生植物、旱生植物）1、水与植物水生植物（荷）陆生植物（松）沙漠植物仙人掌(1)水生植物 适应特点是体内有发达的通气系统；叶片常呈带状、丝状或极薄，有利于增加采光面积和对CO2与无机盐的吸收；植物体具有较强的弹性和抗扭曲能力，以适应水的流动；淡水植物具有自动调节渗透压的能力，而海水植物则是等渗的。A沉水植物 整株植物沉没在水下，为典型的水生植物。根退化或消失，表皮细胞可直接吸收水中气体、营养物和水分，叶绿体大而多，适应水中的弱光环境，无性繁殖比有性繁殖发达。如狸藻、金鱼藻和黑藻等。B浮水植物 叶片飘浮水面，气孔通常分布在叶的上面，维管束和机械组织不发达，无性繁殖速度快，生产力高。不扎根的浮水

9、植物有凤眼莲、浮萍和无根萍等，扎根的如睡莲。C挺水植物 植物体大部分挺出水面，如芦苇。(2)陆生植物 A湿生植物 抗旱能力小，不能长时间忍受缺水。生长在光照弱、湿度大的森林下层，或生长在日光充足、土壤水分经常饱和的环境中。前者如热带雨林中的各种附生植物（蕨类和兰科植物）和秋海棠等；后者如水稻、毛茛等。B中生植物 适于生长在水湿条件适中的环境中，其形态结构及适应性均介于湿生植物和旱生植物之间，是种类最多、分布最广和数量最大的陆生植物。C旱生植物 能忍受较长时间干旱，主要分布在干热草原和荒漠地区。又可分为少浆液植物和多浆液植物两类。前者叶面积缩小，根系发达，原生质渗透压高，含水量极少，如刺叶石竹、骆驼刺和夹竹桃等；后者体内有发达的贮水组织，多数种类叶片退化而由绿色茎代行光合作用，如仙人掌、石蒜、景天和猴狲面包树等。2、水与动物：总之：温度和降水是影响生物在地球表面分布的两个最重要的生态因子，两者共同作用决定着生物群落在地球分布的总格局。（1）影响动物的分布；（2）影响动物的体色；葛洛格定律（一般来说，在干燥而寒冷的地区，动物的体色较淡；在潮湿而温暖的地区，其体色较深。解释：温热地区动物毛色

10、较深的原因，可能与色素产生和酶活动有关，较高的湿度和温度能增强酶的活性，提高代谢速率，使皮肤中产生较多的黑色素，体色则较深。 ）（3）影响动物的繁殖；（4）影响动物的行为；（5）影响动物的生长发育 环境中的生物因子包括种内关系和种间关系两个方面。1、种内关系 种内关系是同种个体之间的关系，包括种内斗争和种内互助。种内互助、种内斗争均有利于物种生存。二、生物因素对生物的影响（1）种内斗争：是同种生物个体间因对资源或其他因素的需要而引发的斗争。它是种群数量调节的一个重要因素。同种植物个体间斗争一般表现在对水分、养料、光照、空气等无机环境因素的需求上。因此，合理密植可以充分利用阳光、空间和地力，提高产量。栽种过密，作物相互遮光，争夺养料，通风性差使个体生长受阻，反而会降低群体产量。同种动物间，由于食物、栖所、繁殖或其他因素的矛盾而斗争也时有发生。有时不同种群间也常因食物发生斗争。如在缺少蜜源时，外来蜜蜂会窜入当地蜂巢盗蜜，发生蜂群之间的搏斗。一些营个体生活或家庭生活的动物，当食物不足时，它们会迁移。种内斗争诱因：争夺食物、空间、种内斗争诱因：争夺食物、空间、 配偶等。配偶等。意义：利于种群发

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