【正文】 第二章 環(huán)境與生物 第一節(jié) 地球上的生物 第二節(jié) 環(huán)境的概念及其類型 第三節(jié) 主要環(huán)境因子的生態(tài)作用 第四節(jié) 生態(tài)因子作用的一般規(guī)律 第二章 生物與環(huán)境 第一節(jié) 地球上的生物 地球上的各種形式的生命 一、生命的產(chǎn)生與進化 （一）生命的起源 地球 水蒸氣 N2 H2S H2 NH3 CH4 紫外線 46億年前的大氣成分 為原始生命的產(chǎn)生提供了條件 “生命是蛋白質(zhì)的存在方式， 這個存在方式的基本因素在于它和周圍外部自然界的不斷新陳代謝 ” —— 《 自然辯證法 》 生命是高度組織化的物質(zhì)結(jié)構，其分子基礎是具有自我復制和具負載遺傳信息功能的核酸等生物大分子，通過生物膜實現(xiàn)內(nèi)部及內(nèi)外的分隔，形成形形色色的細胞、組織與生物體，并借助外界能量的輸入，通過一系列相互關聯(lián)的生物化學過程而實現(xiàn)內(nèi)外物質(zhì)交換和自身的復制。 （二）生物種的概念 生物種的概念 物種是由內(nèi)在因素（特殊、遺傳、生理、生態(tài)及行為）聯(lián)系起來的個體的集合，是自然界中的一個基本進化單位和功能單位。 物種是客觀存在的實體，不同物種之間存在明顯的形態(tài)上的不連續(xù)性及不同形式的生殖隔離。 基因型：種的遺傳本質(zhì)，生物性狀表現(xiàn)必須具備的內(nèi)在因素。 種的性狀分類 表 型：與環(huán)境結(jié)合后實際表現(xiàn)出的可見性狀。 （三）生物的協(xié)同進化 生物是環(huán)境中的生物，生物是通過自然選擇進化的。生命的存在過程就是不斷適應新環(huán)境、改變新環(huán)境的過程，形成生物與環(huán)境間的相互補償和協(xié)同發(fā)展的關系。 生物的協(xié)同進化主要是由于生物個體的進化過程是在其環(huán)境的選擇壓力下進行的，而環(huán)境不僅包括非生物因素，也包括其他生物。因此，一個物種的進化必然會改變作用于其他生物的選擇壓力，引起其他生物也發(fā)生變化，這些變化反過來又會引起相關物種的進一步變化。在很多情況下，兩個或更多物種的單獨進化常?；ハ嘤绊?，形成一個相互作用的 協(xié)同適應系統(tǒng) （ coadapted system） 。 （ 1）昆蟲與植物之間的協(xié)同進化 （ 2）大型食草動物與植物的協(xié)同進化 （ 3）互惠共生物種間的協(xié)同進化 （ 4）協(xié)同適應系統(tǒng) 生物協(xié)同進化的四種情況 二、生物多樣性 （一）生物多樣性概念 定 義 生物多樣性也就是“生物中的多樣化和變異性以及物種生境的生態(tài)復雜性” 。它包括動物、植物和微生物的所有種及其組成的群落和生態(tài)系統(tǒng)。 生物多樣性一般有四個水平： 遺傳多樣性 物種多樣性 生態(tài)系統(tǒng)多樣性 景觀多樣性 遺傳多樣性 又稱為基因多樣性，指廣泛存在于生物體內(nèi)、物種內(nèi)以及物種間的基因多樣性。任何一個特定個體的物種都保持著并占有大量的遺傳類型。每個物種都有自己獨特的基因庫，使一個物種區(qū)別于其它物種。遺傳多樣性主要包括分子、細胞和個體三個方面的遺傳變異的多樣性。 指在一個地區(qū)內(nèi)物種的多樣化，可以從分類學、生物地理學角度對一個區(qū)域內(nèi)物種狀況進行研究。 物種多樣性 物種多樣性的形成、演化；物種多樣性受威脅的現(xiàn)狀以及保持物種的永續(xù)性；物種多樣性的編目；地球上物種的數(shù)量級；生物區(qū)系特點；物種的瀕危和受威脅的狀況；滅絕速率的變動及其機制；保護物種和持續(xù)利用。 研究任務 生態(tài)系統(tǒng)多樣性 指無機環(huán)境，如地形、地貌、氣候、水文等；是生物群落多樣性的基礎。 群落的組成、結(jié)構和功能的多樣性。 指生態(tài)系統(tǒng)組成、結(jié)構和功能在時間、空間上的變化，主要包括著物種流、能量流、水分循環(huán)、營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)、生物間的競爭、捕食和寄生等。 生境的多樣性 生物群落多樣性 生態(tài)過程多樣性 景觀多樣性 指不同類型的景觀在空間結(jié)構、功能機制和時間動態(tài)方面的多樣化和變異性。景觀是一個大尺度的宏觀系統(tǒng)。 成線狀或帶狀，是聯(lián)系斑塊的紐帶，不同景觀有不同類型的廊道。 景觀尺度上最小的均質(zhì)單元，它的大小、數(shù)量、形狀和起源等對景觀多樣性有重要意義。 景觀中面積較大、連續(xù)性高的部分，往往形成景觀的背景。 廊道 斑塊 基質(zhì) 景觀要素 （二）影響生物多樣性的因素 1 . 物 種 生 物 量 2 . 物 種 的 屬 性 生物多樣性決定著生物圈的整個外貌，但是生物多樣性受到以下因素的影響： 具有高生物量的生態(tài)系統(tǒng)能夠更好地發(fā)揮生物對環(huán)境的自我調(diào)節(jié)能力，使環(huán)境即使在遭受到較大的外界干擾時也不致變化太大，從而改變生態(tài)系統(tǒng)的性質(zhì)。高生物量能支持高多樣性。 不同的物種在環(huán)境中所扮演的角色也不同，它們對所在的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生量的積累，達到質(zhì)的飛躍。 生物多樣性水平與土壤營養(yǎng)物之間有密切關系。生物多樣性改善了系統(tǒng)內(nèi)部生物地化循環(huán)的性質(zhì)和過程，主要目的是使單一物種或小數(shù)量的物種在生存定居中失敗，不使單種栽培在波動不定的環(huán)境中遭受毀滅性打擊，改變目前生態(tài)系統(tǒng)變化的方向性。 系統(tǒng)的穩(wěn)定性，就是系統(tǒng)的抗性和彈性。 又稱抵抗力，是生態(tài)系統(tǒng)受到干擾后產(chǎn)生變化的大小，即衡量系統(tǒng)受外界干擾而保持原狀的能力； 指生態(tài)系統(tǒng)干擾后恢復原來功能的能力。 彈性 抗性 三、地球自我調(diào)節(jié)理論 ——Gaia hypothesis （一） Gaia假說的形成和發(fā)展 該假說認為，地球表面的溫度和化學組成是受地球表面的生命總體（生物圈）主動調(diào)節(jié)的。 內(nèi)容 發(fā)展過程 1969年 Lovelock J E 提出 1979年 Lovelock J E 第一部著作 《 Gaia：對地球上生命的新認識 》 1988年 Lovelock J E 第二部著作進一步修改和充實 （二） Gaia假說的主要論點 1．地球上所有生物都起著調(diào)控作用 2．地球生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)定性 5．地球生理學是地球進化的方式 3．地球本身是進化系統(tǒng) 4．地球系統(tǒng)是有機整體 60 90 氣壓 /105Pa 13 53 240～ 340 459 表面溫度 /℃ % % % 70ml/L Ar % % % 痕量 O2 % % % % N2 % % % % CO2 現(xiàn)在的地球 火星 沒有生命的地球 金星 地球和火星、金星上大氣主要成分、濃度等因素的對比 金星 地球 火星 第二節(jié)