緒論及2生物與環(huán)境(已修改)
2025-01-30 02:54 本頁面
【正文】 生態(tài)學(xué)奧林匹克競賽輔導(dǎo) 馬劍敏 202204 1 第一章 緒論 現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的研究重點是生態(tài)系統(tǒng)、人與生物圈。有 5個特點：①研究層次向宏觀和微觀兩極發(fā)展；分子生態(tài)學(xué) 個體 種群 群落 生態(tài)系統(tǒng) 景觀 生物圈。②研究手段更新，由定性到定量。③研究范圍擴(kuò)展，與社會經(jīng)濟(jì)結(jié)合更緊密，擴(kuò)展到自然－經(jīng)濟(jì)－社會復(fù)合系統(tǒng)的研究，產(chǎn)生了許多分支學(xué)科。④從野外考察到實驗分析和數(shù)學(xué)模型研究。⑤系統(tǒng)理論的應(yīng)用更為廣泛；在解決資源、環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展等重大問題上有重要作用，與環(huán)境科學(xué)相融合。 2 第二章 生物與環(huán)境 生態(tài)因子作用的特點 ? 綜合性 ? 非等價性 ? 不可替代性和互補(bǔ)性 ? 階段性 ? 直接作用和間接作用 3 ?最小因子法則 ?德國化學(xué)家 Liebig在研究土壤與植物生長的關(guān)系中 發(fā)現(xiàn)，于 1840年提出該法則： 植物的生長取決于處在最小量狀況的食物的量。該法則也適用于溫度、光照等其他因子。 ?注：①只適用于穩(wěn)定狀態(tài)，即能量和物質(zhì)的出入處于平穩(wěn)狀況；②要考慮到生態(tài)因子間的相互作用。 4 ?限制因子法則 ? 限制因子：生態(tài)因子中對生物的生存和繁殖起限制作用的關(guān)鍵因子。 ? 1905年 Blackman提出限制因子法則： 生態(tài)因子的最大狀態(tài)對生物也具有限制性影響 。 ? 限制因子的價值在于使生態(tài)學(xué)家掌握了一把研究生物與環(huán)境復(fù)雜關(guān)系的鑰匙。 5 ?耐受性法則 ? 美國生態(tài)學(xué)家 Shelford在最小因子法則和限制因子法則的基礎(chǔ)上，于 1913年提出耐性法則： 生物的存在與繁殖要依賴于某些綜合環(huán)境因子的存在，只要其中一項因子的量或質(zhì)不足或過多，接近或超過了某生物的耐受限度，會造成該生物不能生存甚至滅絕。 ? 眾多生態(tài)因子中，任何接近或超過生物耐受范圍而阻止其生長、繁殖或擴(kuò)散，甚至生存的因素，即為該生物的限制因子。某生物對某因子耐受范圍窄，且該因子又易變，則該因子很可能是限制因子。 6 ?生物可能對某一因子的耐受范圍很廣 ， 而對另一因子耐受范圍很窄 。 ?對各種生態(tài)因子耐受范圍都很廣的生物 ， 它們的分布一般也很廣；相反 ， 對生態(tài)因子耐受范圍很狹窄的生物 ， 一般具有狹分布區(qū)的特征 。 ?當(dāng)一種生物處在對某種因子不適應(yīng)狀態(tài)時 ， 對另一因子的耐受能力也可能下降 。 ?自然界中有些生物實際上并不總在某一特定環(huán)境因子最適范圍內(nèi)生活 。 在這種情況下 ， 可能有其他潛在的更重要的生態(tài)因子在起作用 。 ?環(huán)境因子對繁殖期生物的限制作用更為明顯 ， 繁殖期的個體 、 種苗等的耐受限度一般都要比非繁殖期成體的耐受性限度低 ， 致使其在繁殖期的生態(tài)幅變小 。 7 ?耐受性法則的補(bǔ)充： ? 由于長期的自然選擇作用，每一種生物都適于一定的環(huán)境，并有其特定的適應(yīng)范圍。（如大象只生活在熱帶叢林）。每個物種對環(huán)境因子適應(yīng)范圍的大小稱為生態(tài)幅。 它取決于各物種的 遺傳特性 。 ? 自然界中生物的耐受限度和實際范圍幾乎都比潛在的范圍窄。 8 9 ?馴化： 通常指在自然環(huán)境或?qū)嶒灄l件下所誘發(fā)的生物生理補(bǔ)償變化 。這種變化一般需要較長時間，它是通過生物體內(nèi)酶系統(tǒng)的調(diào)整而實現(xiàn)的，所以馴化過程是生物體內(nèi) 酶系統(tǒng)改變 的過程。然而在實驗條件下誘發(fā)的生理補(bǔ)償機(jī)制，可以在短時間內(nèi)完成，一些小動物（如小金魚的溫度適應(yīng)馴化），最短 24h即可完成馴化過程。 馴化包含兩個層次 ， 一是引進(jìn)個體能夠完成生長發(fā)育 ， 二是引進(jìn)親本在引種區(qū)可以實現(xiàn)有性繁殖 ， 產(chǎn)生有生育力的后代 。 10 ?休眠 ? 休眠是指生物處于不活動狀態(tài)，是生物抵御暫時不良環(huán)境條件的一種有效生理機(jī)制。其 生物學(xué)意義在于最大限度地減少能量消耗。 ? 動物的休眠伴隨多種生理變化 – 哺乳動物：冬眠前先儲備特殊的低融點脂肪，心跳速率大大減緩，血流速度變慢， 血液化學(xué)成分變化 。 – 變溫動物 ：冬季滯育時，體內(nèi) 水分大大減少 防止結(jié)冰，新陳代謝幾乎降到零；旱季滯育時 耐旱昆蟲的身體可能干透， 或體表分泌一層不透水的外膜防止失水。 11 ?輻射適應(yīng) 同一種生物長期生活在不同條件下 ， 可能分化出具有不同的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特征的多種類型 ， 適應(yīng)于各種生活方式 ，這些變異特性具有適應(yīng)意義 ， 這種現(xiàn)象稱為輻射適應(yīng)或趨異適應(yīng) ， 所形成的生物適應(yīng)類型稱為生態(tài)型 （ ecotype） 。一個物種對某一特定生境發(fā)生基因型的反應(yīng)而產(chǎn)生的產(chǎn)物稱為生態(tài)型 。 ?趨同適應(yīng) 是指親緣關(guān)系很遠(yuǎn)甚至完全不同的類群 ， 長期生活在相似的環(huán)境中 ， 表現(xiàn)出相似的外部特征 ， 具有相同或相近的生態(tài)位 （ niche） 。 按趨同適應(yīng)的結(jié)果對生物類群進(jìn)行劃分就產(chǎn)生生活型 （ life form） 。 它是生物對生活條件的長期適應(yīng)而在外貌上反映出來的植物或動物的生態(tài)類型 。 如
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