环境生态学期末总结

第一章绪论1、生态学：生态学是研究生物之间，生物与环境之间相互关系的科学。生态学的研究对象：个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、生物圈生态学2、环境生态学：是研究人为干扰的环境条件下，生态系统结构内在的变化机制和规律、生态系统功能的响应，寻求(因人类活动的影响而受损的)生态系统的恢复、重建和保护的生态学对策，即运用生态学理论，阐明人与环境之间的相互作用及解决环境问题的生态途径的科学。3、环境问题：是指人类在利用和改造自然的过程中，对自然环境破坏和污染所产生的危害人类生存的各种负反馈效应，包括生态破坏和环境污染。第二章生物与环境一、生物与环境1、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的一切事物的总和。2、环境的类型（1）按环境的主体分：人类环境、生物环境（2）按环境的性质：自然、人工（3）按环境范围：大环境（宇宙环境、地球环境、区域环境）、微环境、内环境（生物体内组织或细胞间的环境）大气候：离地面1.5m以上的气候，包括温度、降水、日照等，由太阳辐射、大气环流、经纬度、距海洋远近等因素决定。小气候：受局部地形、植被、土壤类型等影响，与大气候差别极大。3、生物与外部环境的基本关系：生态作用、生态适应、生态反作用（1）生态作用：生态因子对生物发生作用（也称影响），使生命系统的结构、过程和功能、生物分布发生变化。生态因子的作用与因子的质、因子的量、因子的持续时间有关（2）生态适应：生物对其环境压力的调整过程。分为基因型适应、表现型适应（3）生态反作用：生态系统中，生命活动对环境的改造作用—生物对环境的作用。二、生态因子的概念和特征1、生态因子：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子。如温湿度、食物、氧气、二氧化碳和其他相关生物。2、生态环境：所有生态因子构成生物的生态环境。3、生境：具体的生物个体和群体生活地段上的生态环境。4、生态因子的分类（1）按照生态因子对生物种群数量变动的作用：密度制约因子、非密度制约因子密度制约因子：作用强度随种群的密度变化而变化，有调节种群数量、维持种群平衡的作用。如食物、天敌和流行病等生物因子。非密度制约因子：作用强度不随种群密度的变化而变化，对种群密度不起调节作用，如温度、降水和天气变化等非生物因子。（2）按性质分：气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人为因子5、生态因子作用的一般特征（1）生态因子综合作用：环境中的多种生态因子相互关联作为一个整体发挥作用。（2）主导因子作用对生物起决定性作用的生态因子称为主导因子。主导因子的改变常会引起许多其他生态因子发生明显变化或使生物的生长发育发生明显变化。（3）直接作用（直接影响生物生长发育如光照、温度、水分）和间接作用（如地形）（4）限制因子作用限制因子：生物在一定环境中生存，必须得到生存和发展的多种生态因子，当某种生态因子不足或过量时接近或超过生物的耐受性极限时，都会影响生物的生存和发展，该因子为限制因子。限制因子往往是。（5）阶段性作用：某一生态因子的有益作用常常只限于生物生长发育的某一特定阶段。（6）不可代替性和补偿作用从总体上说生态因子是不可代替的，但是某一因子的数量不足，有时可通过另一因子的加强而得到调剂和补偿即补偿作用三、生态因子研究的一般原理（1）利比希最小因子定律/水桶原理：植物的生长取决于处在最小量状况的营养物的量（2）耐受性定律：生物的存在与繁殖依赖于综合环境因子的存在，只要其中一项因子的量或质不足或过多，超过了某种生物的耐性限度，该物种则不能生存甚至灭绝。（3）生态幅：每一个生物种对环境因子适应范围的大小即生态幅（4）生态因子的相互关系：相互关系、相互影响耐受限度的调整：适应、驯化、内稳态机制（5）生物内稳态特性及其保持机制①内稳态机制，即生物控制自身的体内环境使其保持相对稳定。具有内稳态机制的生物借助于内环境的稳定而相对独立于外界条件，大大提高了生物对生态因子的耐受范围。②耐性限度的驯化：可通过自然或人工驯化的方法改变生物的耐性范围。驯化的机制——酶只能在特定的环境范围内起作用，驯化过程是生物体内酶系统的改变过程③休眠：指生物的潜伏、蛰伏或不活动状态，是动植物抵御暂时不利环境条件的一种有效的生理机制④指示生物—反映特定环境特征的生物。（6）生物对环境的适应适应指生物对其环境压力的调整，增加自身适合度的过程。主要表现为趋同适应和趋异适应趋异适应和生态型：同种生物的不同个体群，长期生存在不同的生态环境和人工培育条件下,发生趋异适应，并经自然和人工选择而分化形成的生态、形态和生理特性不同的基因型类群，是同一种植物对不同环境条件趋异适应的结果，为分类学上种以下的分类单位趋同性与生活型：不同种生物，长期生存在相同的自然和人工环境条件下，经自然选择和人工选择后形成的具有类似形态、生理和生态特征的物种类群,主要从外貌形态上划分。四、★生态因子的生态作用（一）、光1、生物与光（1）光的性质：150~4000nm，可见光380~760nm。（2）光质的变化及其对生物的影响①空间变化规律：短波光随纬度增加而减少，随海拔升高而增加。②时间变化规律：冬季长波光增加，夏季短波光增加；一天之内中午短波光较多，早晚长波光较多（3）光照强度的变化及其对生物的影响A.光照强度的变化a.光照强度随纬度的增加而减弱。b.光照强度随海拔的增加而增加。c.山的坡向和坡度：如温带区，光强：南坡平地北坡。d.一年中，夏季最大，冬季最小，一天中，中午最大，早晚最小。e.生态系统内部也不同。B.光照强度对生物的生长发育和形态建成有重要的作用a.影响植物细胞增长和重量；b.促进组织和器官的分化，制约器官的生长发育速度，使植物各器官和组织保持发育上的正常比例。黄化现象是光与形态建成最极端的例子，黄化是植物对黑暗环境的特殊适应。C.光强度变化对植物的影响a.光合作用随光照强度的增加而增加，光合作用强度和呼吸作用强度相当处的光强度为光补偿点；当光照强度达到一定水平后，光合产物不再增加或增加很少，该处的光强度即为光饱和点b.对水生生物的影响：水生植物在水中的分布与光照强度有关，出现藻类分层现象。c.对陆生生物：对不同光照强度适应产生阳性植物、阴性植物、耐阴性植物D.光强度变化对动物的影响：对动物行为的影响：昼行性动物、夜行性动物、广光性动物：（4）日照长度与光周期现象植物对自然界昼夜长短规律性变化的反应，称光周期现象。植物的光周期现象：长日照植物、短日照植物、中间性植物哺乳动物可区分为:长日照动物和短日照动物（二）、温度（1）温度因子的生态作用每一种酶的活性都有最低温度、最适温度和最高温度，相应形成生物的“三基点”。有效积温：对植物生长发育起有效作用的高出的温度值为有效温度，生育时期内有效温度的总和称为有效积温。有效积温法则：生物在生长发育过程中必须从环境摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育，而且各个发育阶段所需的总热量是一个常数。（2）极端温度的影响及生物的适应1）低温对生物的影响及生物对低温环境的适应a．低温对生物的影响：温度低于一定的数值，生物便会受害——冷害、霜害、冻害—冷害：喜温植物在0℃以上的温度条件下受害或死亡。—冻害：冰点以下的低温使生物体（细胞内和细胞间）形成冰结晶而造成的伤害。形成原因：原生质破裂损坏，蛋白质失活与变性。植物受害：生理干燥和水化层破坏造成。动物受害：温度低于过冷点（临界点）使体液结冰b．生物对低温环境的适应：生理、行为、形态①生理上的适应植物：a.减少细胞中的水分和提高细胞中糖类、脂肪和色素含量以降低冰点，b.增加红外线和可见光的吸收带（高山和极地植物）；动物：a.当环境温度偏离热中性区，增加体内产热，维持体温恒定等。b.增厚皮下脂肪、毛的厚度②行为上的适应：迁移和冬眠／休眠等。③形态上的适应：贝格曼（Bergman）规律：生活在高纬度地区的恒温动物，身体比生活在低纬度地区的同类个体大。个体大的动物，其单位体重散热量相对较少。阿伦（Allen）规律：恒温动物的四肢、尾巴和外耳等身体突出部分在低温环境中有变小变短的趋势，也是减少散热的一种形态适应。2）高温对生物的影响及生物对高温环境的适应a．高温对生物的影响当温度超过临界温度，对生物产生有害作用。植物：光合作用减弱，呼吸作用增强，破坏水分平衡动物：破坏酶的活性，使蛋白质凝固变性、水分平衡破坏、氧供应不足、神经系统麻痹等b．生物对高温环境的适应（形态、生理、行为的适应）生理上的适应植物：①降低细胞含水量，增加糖或盐浓度，减缓代谢率；②蒸腾作用旺盛，降低体温；③反射红外光。动物：①放宽恒温范围；②贮存热量，减少内外温差。形态上的适应植物：①密毛、鳞片滤光；体色反光；②叶缘向上暂时折叠，减少辐射伤害；③树干和根茎具有很厚的木栓层，绝热。动物：①体形变小，外露部分增大；②腿长将身体抬离地面；③背部具有厚脂肪隔热层行为上的适应植物：关闭气孔。动物：休眠，穴居，昼伏夜出等（3）生物对环境温度的适应A.温度影响生物的地理分布广温种：能在较宽的温度范围内生活，成为广温动物或广温种；窄温种：只能在很窄的范围内生活，不能适应温度的波动，成为窄温动物温度对生物分布的影响，主要是节律性变温（年平均温度、最冷月和最热月平均温度）和极端温度（最高、最低温度）B.变温与温周期现象变温与生物生长：地表太阳辐射的周期性变化产生温度有规律的昼夜变化，大多数生物适应了变温环境，在变温下比恒温下生长好。植物生长与昼夜温度变化的关系，即温周期现象——植物对自然界昼夜长短规律性变化的反应，称光周期现象。变温与干物质积累：变温对植物体内物质转移和积累有良好作用。白天温度高，光合作用强度大；夜间温度低，呼吸作用弱，物质消耗少，对植物有机质的积累有利。C.物候生物长期适应于一年中温度的寒暑节律性变化，形成与此相适应的生物发育节律称为物候物候：自然界中的生物和非生物受气候和其他环境因素的影响而出现的现象。（三）、水1、水的生态意义水是生物体不可缺少的组成成份水是生物体所有代谢活动的介质。水对动植物生长发育的影响：水对植物的生长有“最高，最适，最低”三基点。水对动植物数量和分布的影响：雨量分布对生物是一个重要因子，影响动植物的种类和数量。2、植物与水的关系A.植物与水的关系植物正常生长的水分要求：根吸收水和叶蒸腾水之间保持适当的平衡。植物维持水分平衡的机制：增加根的吸水能力、减少叶片的水分蒸腾。B.植物的生态类型根据植物对水的依赖程度分为水生植物和陆生植物两种生态型。①水生植物：所有生活在水中的植物的总称：沉水植物、漂浮植物、浮叶植物、挺水植物②陆生生物：生长在陆地上的植物，包括湿生植物、中生植物（生长在水湿条件适中的环境中）和旱生植物。3、动物与水的关系动物必须保持体内水分平衡和适宜的盐浓度，主要依靠水的渗透作用调节等渗：体内和体外的渗透压相等，水和盐以大致相等的速度在体内外之间扩散。仅排泄失水，通过食物、饮水、代谢水获得水，泌盐器官排出多余盐分。高渗：体内的渗透压高于体外，水由环境中向体内扩散，体内的盐分向外扩散。通过排泄作用排出多余的水，盐分通过食物和组织摄入。低渗：体内渗透压低于体外，水分向外扩散，盐分进入体内。通过食物、代谢水和饮水获得水，多种多样的泌盐组织排出多余的盐分。A.水生动物渗透压的调节B.陆生动物渗透压的调节*失水的主要途径：皮肤蒸发、呼吸失水、排泄失水*补充水的主要途径：食物、代谢水、饮水*保水机制：减小皮肤的透水性、减少身体的表面蒸发、减少呼吸失水、减少排泄失水、利用代谢水*生态类型：喜湿、耐旱（四）、土壤（1）土壤的生态意义为陆生植物提供基底，为土壤生物提供栖息场所；提供生物生活所必须矿质元素和养分；提供植物生长所需的水热肥气；维持丰富的土壤生物区系；生态系统的许多很重要的生态过程都是在土壤中进行。（2）土壤的化学性质与生物的关系土壤酸碱性：土壤酸碱度对土壤养分有效性有重要影响。在pH为6～7的微酸条件下，土壤养分有效性最好，最有利于植物生长。土壤有机质：一般来说，土壤有机质含量越多，土壤动物的种