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（二）生物对环境的反作用 1.生物对环境的适应方式 形态的适应
生理的适应
行为的适应 各种适应都有相应的遗传基础
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生物对生物环境的响应与适应
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一、生态因子的分类
按对种群数量变动 密度制约因子
对生物作用的强度随生物的密度而变化的因子。有调节种群密度的
作用，如食物、天敌等生物因子。 正密度制约因子：导致生物的密度进一步增长
负密度制约因子：导致密度的反馈性降低
层）和电离层。 4．生物圈 生物圈是地球表面全部生物及与之相互作用的自然环境的总称， 是由岩石圈、土壤圈、水圈和大气圈的交接空间构成的。生物圈最显 著的特点是有大量的生物存在。
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第二节 生态因子及其作用
环境因子：构成环境的各要素称为环境因子。 生态因子：指环境中对生物的生长，发育，生 殖，行为和分布有直接或间接影响 的环境因子，称为生态因子。如光 照、温度、水分、食物和其他相关 生物等。 生存因子：生态因子中生物生存不可缺少的因 子称为生物的生存因子=生存条件= 生活条件
湖北民族学院 Hubei University For Nationalities 三、生物的物质环境
1．岩石圈和土壤圈：是生物所需要的元素和化合物的源泉 岩石圈是指地球的地壳部分，常称为大陆圈。地表岩石经风吹、日 晒和雨林，逐步风化分解成为母质，经过化学和生物的共同作用，形成 了土壤层，即土壤圈。 2．水圈：水圈包括占地球表面71%的海洋、内陆水域和地下水，是生命 诞生的摇篮。 水的总量约为1.4×1018m3，其中淡水仅占2.53%，人类可以直接利 用的江河湖泊淡水和地下淡水仅占总量的0.77%。水体中溶解有各种无 机的和有机的营养物质，以及溶解在水中的CO2和O2，为生物的分布提 供了物质基础。
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案例2. 食物与代谢
有花蜜供给，没有休眠，要消耗大量能量
夜间降低代谢率
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四、生态因子的基本规律
1. 最小因子定律 (Liebig’s law of minimum) 德国农业化学家J.Liebig(利比希):植物的生长取决于那些处于最少量 状态的营养元素。 E.P.Odum对Liebig定律的补充：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时才适用；二是要 考虑因子间的替代作用。 最小因子定律的内涵: 生物需要一定种类和数量的营养物，若其中一种营养物数量很 少或完全缺失，生物生长不良或不能生存。 低于某种生物的最小需要量的生态因子，成为该生物生存和分 布的限制因子。 应用价值:预测生物分布范围、引种、植物栽培等
物种间的相互作用
相互作用类 型 A 互利共 生 ＋ 偏利作 用 ＋ 捕食/牧食/寄 生 ＋ 种间竞 争 — 偏害作 用 — 中性作 用 ０
B
＋
０
—
—
０
０
＋ 得利； — 表示受损；0 无明显影响 物种间的协同进化 一个物种在进化上的变化同时改变了与该物种相关的其它 物种所承受的选择压力，导致相关物种的改变，反过来又 对该物种的变化施以影响的过程。 二个或更多的相互作用的物种，其各自的进化是相互影响 的，从而形成了一个相互作用的进化系统，这一机制称为 协同进化。
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二、生态因子的作用特征 3. 不可替代性和补偿性作用 生态因子虽非等价，一个因子的缺失不能由另一个因子来代替。但某 一因子的数量不足，可以由其他因子来补偿。例如光照不足所引起的 光合作用的下降可由CO2浓度的增加得到补偿。 4.阶段性和限制性作用 生物在生长发育的不同阶段需要不同的生态因子或生态因子的不同强 度。例如低温对冬小麦的春化阶段是必不可少的，但在其后的生长阶 段则是有害的。 对生物的生长、发育、繁殖、数量和分布起限制作用的关键性因子叫 限制因子。 5.直接作用和间接作用
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2.2 温度的时间变化 季节变化：地球绕太阳的公转是一年四季温度变化的原因。根据气候 的冷暖、昼夜长短的节律，一年分为春、夏、秋、冬四季（平均温度 10-22℃为春秋季，10℃以下为冬季，22℃以上为夏季）。四季长短 受纬度、海拔高度、海陆位臵、地形、大气环流等因素的影响，各地 差异较大。 昼夜变化：地球的自转引起的。日出后温度逐步上升，一般在13-14 点达到最高值，以后逐渐下降，直到日出前降至最低值。此外，纬度 高、海拔高以及远离海洋，昼夜温差也大。
湖北民族学院 Hubei University For Nationalities 2．温度的变化规律
2.1 空间变化 纬向变化：纬度每增加1度，年均温度大约降低0.5℃。 原因：低纬度地区太阳高度角大，太阳辐射量也大，昼夜长短差 异小，太阳辐射量的季节分配比较均匀。在北半球随着纬度北移， 太阳辐射量减少，温度逐渐降低。 海拔变化：通常海拔每升高100m，平均温度降低0.5-0.6℃，相当 于纬度北移1度。 原因：海拔高的地方，空气稀薄，水蒸气和CO2含量低，地面的辐 射散热量大，所以尽管太阳辐射较强，温度还是较低。
非密度制约因子 生态因子中，对生物作用的强度与生物密度变化无关的因子，如温
度、气候等。
密度制约因子与非密度制约性因子比较
种 群 死 亡 率 非密度制约
导致种群死亡率变化的环境因子作用于种群的强 度,随种群密度梯度变化而改变 种群密度
密度制约因子与非密度制约性因子比较
种 群 出 生 率
非密度制约
时间：夏季短光波多,冬季长光波多；
中午短光波多，早晚长光波多。
备注：太阳高度:太阳光线与地平面之间的夹角，全称太阳高度角，简称 太阳高度。
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1.3 光照长度 日照长度随纬度变化而进行不同的周期性变化。 纬度越低，最长日和最短日光照差距越 小，如赤道地区分别都是12小时。 随着纬度的增加，最长日和最短日的差距 越来越大。 纬度越高日照长短的变化越明显
湖北民族学院 Hubei University For Nationalities 二、生物的能量环境
生命生存必需的能量——太阳辐射 主要来自太阳辐射，太阳产生的能量以电磁波 的形式向周围辐射。 太阳常数：地球表面在太阳直射、没有大气圈 的条件下，获得的太阳能为8.12J/cm2· min。 实际平均只有47%左右到达地面。 太阳辐射功能 热能：加热地球表面，引起空气和水的流动 光能：绿色植物转化为化学能
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一、生态因子的分类
按其性质 气候因子：光、温度、水分、空气等 土壤因子：土壤结构、理化性质、土壤肥力和土壤生物 地形因子：坡向、地形起伏、高度等 生物因子：种群结构、密度、竞争、捕食、共生、寄生 人为因子：人类活动 按有无生命的特征 生物因子 非生物因子 按生态因子的稳定性及其作用特点 稳定因子：地心引力、地磁、太阳辐射常数等 变动因子（周期性变动因子如四季变化和潮汐涨落； 非周期性变动因子如降雨、捕食）
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三、生物与环境的相互作用 （一）环境对生物的作用 1.环境对生物的作用方式 环境对生物的决定作用
环境对生物的塑造作用
2.对生物存活的影响 对生物生长、发育的影响
对生殖、繁衍的影响
对生物的数量和分布的影响 对生物的种内、种间关系的影响
大环境（全球大气环流和洋流）
小 环 境 （ 小 气 候 ）
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1.2 环境的类型 按主体分:人类环境和生物环境 按性质分:自然环境、半自然环境、社会环境 按范围分:地球环境、区域环境、微环境、内环境 按气候（climate）分: 大气候:大环境的气候条件,是指离地面1.5m以上的气候。 小环境:小环境的气候条件(小范围内的特定栖息地),是指近地面大 气层中1.5m以内的气候。 2．生境(habitat) 生境又称栖息地，具体的生物个体或群体生活区域的生态环境与 生物影响下的次生环境统称为生境。
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3．大气圈
大气圈是地球表面包围整个地球的一个气体圈层，大气质量的99%
集中在离地表29km之内。 根据温度变化划分为四层：对流层（约10-20km）、平流层(对流
层以上直到大约50km的气层)、中间层（从平流层顶约至80km处是中间
黑化胡椒蛾个体
胡椒蛾
案例1. 胡椒蛾黑化现象
随着污染减轻，黑化蛾在群体中的频率逐渐下降 Percent frequency of melanic peppered moths
100
80
200
60
100
1960
1970
1980
Winter smoke, ug/m3
烟尘实测值 烟尘变化趋势 黑化蛾变化趋势
导致种群出生率变化的环境因子作用于种群的强度 随种群密度梯度变化而改变;具有调节种群密度作用
种群密度梯度
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二、生态因子的作用特征
1. 综合性作用 生态因子是相互影响、相互制约中起作用的。例如光照强度的变化 必然会引起大气和土壤温度和湿度的改变。 2. 非等价性作用/主导因子作用 对生物起作用的诸多因子是非等价的，其中有1-2个是起主要作用的 主导因子。如光周期现象中的日照时间和植物春化阶段的低温因子 就是主导因子。