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二、生物与环境
《生态学基础》（主编：王效忠）专升本，梳理了生物与环境之间复杂的关系，涵盖环境与生态因子、生物与多种环境因素的关系以及生物对环境的适应和影响等内容。
编辑于2025-07-18 11:11:52- 专升本
- 生物与环境
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生物与环境
环境与生态因子
环境
概念
环境是指某一特定生物或生物群体以外的空间及直接、间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。 】从c
环境是相对于某一事物来说的
主体vs客体
环境是指相对并相关于某项中心事物的周围事物
环境总是相对于某一中心事物而言的
围绕中心事物外部空间、条件、状况，构成中心事物的环境
类型
主体
人
其他的生命物质和非生命物质都被视为环境要素
人类环境
生物
以生物为主体，生物体以外的所有自然条件
环境
性质
自然环境、半自然环境、被人类破坏后的自然环境
范围
宇宙环境
大气层以外的宇宙空间
空间环境
宇宙环境=空间+天体+弥漫物质
太阳辐射
太阳辐射是地球主要的光源和热源
是地球上一切能量的源泉
太阳辐射能的变化影响着地球环境
太阳黑子数量——降雨量
月球和太阳对地球的引力——潮汐、风暴、海啸
地球环境
大气圈中的对流层、水圈、土壤圈、岩石圈、生物圈
全球环境
区域环境
占有某一特定地域空间的自然环境
由地球表面不同地区的自然圈层相互配合形成的
微环境
在区域环境中，由于某一个或几个圈层的细微变化而产生的环境差异所形成的小环境
生物群落的镶嵌性就是微环境作用的结果
内环境
生物体内组织或细胞间的环境，对生物的生长和繁育有直接的影响
不能为外环境所替代
生态因子
环境中对生物生长、发育、生殖、行为、分布有直接或间接影响的环境要素
生态因子中生物生存所不可缺少的环境条件
生存条件
所有生态因子构成生物的生态环境
具体的生物个体和群体生活地段上的生态环境
生境
生态因子和环境因子是两个既有联系又有区别的概念
生态因子的作用
改变生物种群数量
限制生物物种的分布区域
生物能够适应自然环境
生物和环境之间的关系是相互的、辩证的
分类
非生物因子
气候因子
光、温度、降水
土壤因子
土壤的物理性质
地形因子
海拔、坡度、坡向
生物因子
植物因子
植物之间共生、寄生、附生等关系
动物因子
摄食、传粉、践踏
人为因子
垦殖、放牧、采伐
生态因子的作用规律
综合作用
生态因子不可能单独存在
生物生存所需的生态因子，对于生物的作用是同等重要的，具有不可替代性
主导因子作用
在生物体所需的生态因子中，对生物的生长发育具有决定性的作用的一个因子
主导因子是可变的，随时间、空间、生物有机体的不同发育时期而改变
直接作用和间接作用
在生态环境中，各个生态因子对生物的作用同等重要，只有各种生态因子配合在一起才能发挥作用
在生态因子的相互作用中，一个生态因子发生了变化，会引起其他因子的变化
阶段性作用
生态因子会随时间、空间的变化而变化，构成了生态环境的多样性和复杂性
自然界中，不存在完全相同的生态环境
生物本身对生态因子的需要是在改变的
不可替代性和补偿作用
不可替代性（同等重要性）
光、热、水、空气等生活因子是生物生长发育中所需要的生存条件
可补偿性（可调剂性）
生活因子在量上不足，却可以由其他因子的增加或加强得到相似的生态效应
限制性作用及生物的耐受性
限制因子（主导因子）
限制生物生存和繁殖的关键性因子
利比希最小因子定律
1840年，德国，农业化学学家，利比希 Liebig
“植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养元素”
低于某种生物需要的最少量的任何特定因子，是决定该种生物生存和分布的因素
利比希研究各种环境生态因子对植物生长的影响，发现作物的产量并不经常受到大量需要的物质的限制，是受到一些微量物质的限制，他们的需要量虽小，但在土壤中非常稀少
“植物的生长取决于处在最小量的必需物质”
一种生物必须有不可缺少的物质提供其生长和繁殖，这些基本的必需物质随种类和不同情况而异
当植物所能利用的量紧密的接近所需的最低量时，就对其生长和繁殖起限制作用，成为限制因子。
谢尔福德耐受性定律
1913，美国，生态学家，谢尔福德 V.E.Shelford
生物对其生存环境的适应有一个生态学最小量和最大量的界限，生物只有处于这两个限度范围之间才能生存，这个最小到最大的限度称为生物的耐受性范围。生物对环境的适应存在耐受性限度的法则称为耐受性定律。
具体可以定义为，任何一种环境因子对每一种生物都有一个耐受性范围，范围有最大限度和最小限度，一种生物的机能在最适点或接近最适点时发生作用，趋向这两端时就减弱，然后被抑制
1973年，美国，生态学家，奥德姆 E·P·Odum
同一种生物对各种生态因子的耐受性范围不同
对一个因子耐受性范围很广，而对另一个因子的耐受性范围可能很窄
不同种生物对同一生态因子的耐受性范围不同
主要生态因子耐受性范围广，分布也广
个别生态因子耐受性范围广，可能受其他生态因子的制约，分布不一定广
同一生物在不同的生长发育阶段对生态因子的耐受性范围不同
生殖生长期——最严格
由于生态因子的相互作用，当某个生态因子不是处在适宜状态时，生物对其他一些生态因子的耐受性范围将缩小
同一种生物种内的不同品种，长期生活在不同的生态环境条件下，对多个生态因子会形成有差异的耐受性范围
产生生态型的分化
任何一种生物，对自然环境中的各理化生太因子都有一定的耐受性范围，耐受性范围越广的生物，适应性越广
可将生物划分为广适性生物和窄适性生物
生物与光因子
生物与光质
生理辐射
太阳可见光【单色光380—760nm】 （红、橙、黄、绿、青、蓝、紫）
生理有效辐射40～50%
红橙——叶绿素
蓝紫——叶绿素、胡萝卜素
生理无效辐射
绿光
光质（广谱成分）
空间
短波光随纬度增加而减少，随海拔升高而增加
时间
冬季长波光增多，夏季短波光增多
一天之内，中午短波光较多，早晚长波光较多
对生物的作用
植物叶片对日光的吸收、反射和投射的程度直接与波长有关
红外光和紫外光
红外线
波长介于微波与可见光之间的电磁波【760nm—1mm】
波长比红色光长的非可见光
覆盖室温下物体发出的热辐射的波段，透过云雾能力比可见光强
应用：通信、探测、医疗、军事
紫外线
太阳光
太阳光透过大气层时波长短于290nm的紫外线被大气层中的臭氧吸收掉
X射线< 紫外光波长 < 可见光
电磁波谱中【10–400nm】
应用：防伪、杀菌、消毒、治疗皮肤病、软骨病
紫外线粒子性较强，能使用各种金属产生光电效应
生物与光照强度
光照强度对生物的影响
“照度” LX
单位面积上所接受可见光的能量
用于指示光照的强弱和物体表面积被照明程度的量
光照强度对植物
一切绿色植物必须“光合作用”
植物体重量的增加与光照强度密切相关
植物体内的各种器官和组织能保持发育上的正常比例，与光照强度直接相关
光照对植物的发育
花芽多少与光照强度直接相关
光对植物的形态建成和生殖器官的发育
光合器官叶绿素&其他器官的形成依赖于一定的光强
黑暗条件下，植物会出现“黄化现象”
光照时间越长，强度越大，形成的有机物越多，越有利于发育
光补偿点LCP
光照<光补：呼吸消耗>光合作用=不积累干物质
在光补偿点处：光合作用固定的有机物质=呼吸消耗
光照>光补：呼吸消耗<光合作用=积累干物质
光饱和点LSP
光照强度达到一定水平，光合产物不再变化
低
阴地植物➕ 苗期&生长发育后期
高
阳地植物➕ 生长盛期➕农作物
动物
每天的活动时间由光照强度决定
昼型性动物&夜行性动物
生物对光照强度的适应类型
阳性植物
要求全日照，不存在光照过强的问题
蒲公英、蓟、刺苋、松、杉、柳、洋、槐、桦
甘草、黄芪、白术、芍药
草原和沙漠植物、先叶开花植物、一般农作物
光饱和点LSP和光补偿点LCP很高
高于自然条件下的光和有效辐射值
阴性植物
在较弱光照生长更好
低于全光照1/50，光补偿点不超过全光照的1%
阴性植物体内含盐分比较少，水分比较多
枝叶茂盛、角质层薄、气孔与叶绿体较少
多生长在潮湿、背阴、密林
林下草本植物酢浆草、鹿蹄草、人参、细辛
耐阴性植物
在弱光下生存
强耐阴性：日本冷杉、山毛榉、柯树、罗汉松
中等耐阴性：栎树、毛叶花曲柳、枫树、橡树
光照强度与动物的行为
昼行动物【广光性种类】
鸟类
哺乳动物（灵长类、有蹄类、松鼠）
爬行动物（蜥、蝎）
昆虫（蝶、蝇）
夜行动物or晨昏性动物【窄光性种类】
夜猴、蝙蝠、家鼠、夜鹰、壁虎、蛾类
光照强度与动物活动有直接关系
动物每天开始活动的时间由光照强度决定
生物与日照长度
昼夜节律
日节律：生命活动以24小时左右为周期的变动
发光菌发光、植物光合作用、动物摄食、躯体活动、睡眠和觉醒等行为显示昼夜节律
人体生理功能，学习与记忆能力、情绪、工作效率等也有明显的昼夜节律波动
昼夜节律与人类的活动密切相关
生物的这种昼夜规律是长期适应和选择的结果，受生物体内部控制机制控制的，是生命的基本特征
光周期现象
植物的光周期现象
长日照植物
日照长度长于一定时数才能成花的植物
小麦、大麦、黑麦、油菜、菠菜、萝卜、白菜、芹菜、胡萝卜、金光菊、山茶、杜鹃、桂花······
短日照植物
日照长度短于一定时数才能成花的植物
水稻、玉米、大豆、高粱、紫苏、大麻、草莓、烟草、菊花、海棠、蜡梅、日本牵牛花······
日中性植物
成花对日照长度不敏感
月季、黄瓜、茄子、番茄、辣椒、菜豆、君子兰、向日葵、蒲公英······
动物的光周期现象
脊椎动物
鸟类
迁移、生殖（人工光照提高母鸡产蛋量）
哺乳动物
生殖、换毛
生物与温度因子
温度因子的生态作用
温度与生物的生长
气候
热带（赤道）
亚热带、暖温带、温带
寒带（南极、北极）
动物
恒温动物：在环境温度升高时，维持大致恒定体温
变温动物：提问随环境温度而变化
植物
高温植物、中温植物、微温植物、低温植物、极低温植物
三基点温度
最适温度：作物生长发育速度良好（20–32）
最低温度：停止发育或死亡（3–12）
最高温度：停止发育或死亡（30–45）
温度与生物的生长发育
植物
生理活动、生化反应、生长发育随温度增高而加快
温度影响环境中其他因子（温度、降水、风）
影响植物生长发育、作物的产量和质量
动物
发育
发育一般随温度升高而加速
发育起点温度or生物学零度
达到这一温度动物才开始生长发育
繁殖
温度对动物繁殖有制约作用
动物生殖要求的室温范围较窄
温度与生物的地理分布
温度影响动物的生长发育，决定着动物的地理分布，变温动物对环境温度的依赖高于恒温动物
地球上每种动物的生长分布，都需要一定的热量，同时还要受高温和低温的限制
动物分布的限制因子
极限温度
直接——变温动物（昆虫）
间接——恒温动物（蝙蝠、鸟类）
动物的水平分布&垂直分布
温暖的地区生物种类多，寒冷的地区生物种类少
有效积温法则
植物在生长发育过程中必须从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育，各个发育阶段所需的总热量是一个常数
N·T=K
N（生长发育时间）、T（平均速度）、K（总积温）
N·（T-C）=K
C（发育起点温度）
T=C+K/N
T=C+K·V
V=1/N（发育率）
C=N2T2—N1T1/N2—N1
在两种实验温度（T1和T2）下分别观察和记录两个相应的发育时间（N1和N2）
节律性变温的生态作用
温周期现象
湿度的季节变化
气温季节变化：气温以一年为周期的有规律变化
地面储存热量
最高值（7、8月）
最低值（1、2月）
气温年较差：月平均气温的最高值与最低值之差
纬度：赤道附近小，高纬地区大
海陆分布：同一纬度，陆上大
天气状况：云雨多小，云雨少大
温度的日变化
气温日变化：一天内气温高低的周期性变化
离地面越近越明显
变温对植物的影响
节律性变温：温度的昼夜变化和季节变化两个方面
植物生长、开花结果、产品品质
变温对动物的影响
生长、发育、繁殖、生活状态、行为
物候节律
物候：动植物的生长、发育、活动规律与非生物的变化对节候的反应
植物：冬芽萌动、抽叶、开花、结果、落叶
动物：蛰眠、复苏、始鸣、繁育、换毛、迁徙
非生物：始霜、始雪、结冻、解冻
休眠和滞育
休眠：由不利环境引起的生命活动暂时停滞的现象
环境恢复即可正常开始活动
滞育：发生于个体发育阶段，在不利环境到来之前，由某些季节信号诱导而起
极端温度的生态作用
极端低温对生物的影响与生物的适应
低温对植物的危害
寒害（冷害）
气温降至0度以上，植物所受到的伤害
原因：低温造成植物代谢紊乱，膜透性改变和根系吸收力降低
冻害
温度降低到冰点以下，植物组织发生冰冻而引起的伤害
冻举（冻拔）
间接的低温危害，由土壤反复、快速冻结和融化引起
强烈的辐射冷却使土壤从表层向下冻结，升到冰冻层的水继续冻结并形成很厚的垂直排列的冰晶层
是寒冷地区更新造林的危害之一
冻裂
多发生在日夜温差大的西南坡上的林木
不会造成树木死亡，但影响木材质量，病虫入侵
生理干旱
与低温有关的间接伤害
冬季或早春土壤冻结，树木根系不活动，地上部分失水，根系无法吸水，引起枝叶干枯死亡
低温对动物的伤害
冷害
喜温动物在零摄氏度以上的温度条件下受害或死亡
霜害
是伴随霜而来的低温使动物受害，可归类在冻害
冻害
冰点以下的低温使生物体内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去活与变性
生物对低温环境的适应
形态
北极和高山植物，芽和叶片常受到油脂类物质的保护，芽具鳞片，植物体表面生有蜡粉和绒毛，植物矮小并成匍匐状、垫状、莲座状，有利于减轻严寒影响
生活在高纬度地区的恒温动物，其体型往往比生活在低纬度地区的动物要大，因为个体大的动物，其单位体重散热量相对较少
贝格曼规律
恒温动物，身体突出部分在低温环境中变短变小，从而减少散热
阿伦规律
恒温动物，在寒冷地区和寒冷季节，增加毛和羽毛的质量或增加皮下脂肪的厚度，从而提高身体的隔热性能
生理
植物
低温中，通过减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪和色素等物质来降低植物的冰点，增加抗寒能力
鹿蹄草，通过在细胞中大量贮存五碳糖、粘液等物质，降低冰点
极地地和高山植物在可见光谱中的吸收带较宽，并能吸收更多的红外线
虎耳草、十大功劳等植物，叶片在冬季时由于叶绿素被破坏和其他色素被增加，变成红色，有利于吸收更多热量
动物
增加体内产热量来增强御寒能力和保持恒定的体温
阿拉斯加红狐、雷鸟、北极狐
降低身体中端部位的温度，保持身体中央部位温度
北极灰狼、鸥
行为
休眠：增强抗寒能力
迁移：躲过低温环境
极端高温对生物的影响与生物的适应
高温对生物的影响
高温致害机制主要是引起酶活性降低和紊乱、水分代谢失衡、有毒物质积累、细胞膜透性增加和功能降低、植物光和能力下降及呼吸作用加强
对动物的影响主要表现在破坏动物体内的酶活性，使蛋白质凝固变性、氧供应不足、排泄器官功能失调、神经系统麻痹
生物对高温环境的适应
形态
植物：绒毛和鳞片可过缕阳光、颜色浅可反射阳光、垂直排列减少光吸收5面积，局部增厚可绝热和保护
生理
植物：降低细胞含水量、增加糖或盐的浓度，减缓代谢速率、增加原生质的抗凝聚力；蒸腾作用避免过热；反射红外线避免高温伤害
行为
动物：适当放松恒温性（昼伏夜出、穴居）
生物与水因子
水因子的生态作用
水是生物生存的重要条件
水是生命体不可缺少的部分
动物体含水量比植物高
生物提含水量70%以上代谢活跃，生长迅速
含水量降低，则代谢不活跃或进入休眠状态
自由水比例增加，代谢活跃；自由水向结合水转化较多，代谢降低，抗寒、抗热、抗旱的性能提高
水是细胞内的良好溶剂
生物体内大部分无机物及一些有机物，都能溶于水
水是物质扩散的介质，也是活动酶的介质
细胞内各种代谢都必须在水溶液中进行
营养吸收、代谢废物的排出及一切生物化学反应
水对动、植物生长发育的影响
植物
最高：根系缺氧、窒息、烂根
适中：最有生长条件
最低：萎蔫、生长停止
动物
水分不足：滞育、休眠
周期性繁殖与降水季节密切相关
水对动植物数量和分布的影响
主要是地理纬度、海陆位置、海拔不同所致
我国从东南致西北：3个等雨量区、3个植被类型（湿润森林区、干旱草原区、荒漠区）
同一山体，迎风坡和背风坡降水量不同，动植物分布不同
单位面积物种数量
降水量最大的赤道热带雨林：52种
降水量少的大兴安岭红松林群落：10种
荒漠地区：更少
生物对水因子的生态适应
植物
水生
长期适应缺氧的环境，根、茎、叶形成连贯的通气组织，以保证植物体各部分对氧气的需要
水下叶片很薄，多分裂成带状、线状，以增加吸收阳光、无机盐、二氧化碳的面积
陆生
湿生：生长在水边，抗旱能力差
中生：适应范围广
旱生：根系发达、叶面积小、发达的注水组织以及高渗透压的原生质
增加水分摄取，减少水分丢失
动物
水生
保持体内水分得失平衡主要是依赖水的渗透作用
渗透压调节
陆生
形态结构：几丁质体壁、粘液、角质层、毛发
行为：昼伏夜出、迁移
生理：骆驼
生物与土壤因子
土壤的生态意义
土壤是岩石圈表面的疏松表层
是陆生植物生活的基质和陆生动物生活的基底
植物：根系与土壤接触面大，物质交换频繁
通过控制土壤因素就可以影响植物的生长和产量
动物：比大气环境更稳定，温度、湿度变化小
躲避高温、干燥、大风、阳光直射
土壤的类型及分布
三相系统
固体
占总重量85%以上，根据土粒直径分为粗纱、细沙、粉沙、黏粒，其百分比称为土壤质地
沙土：粗纱和细沙为主（通气透水性强，蓄水和保肥能力差）
壤土：质地均匀，三者比重相等（通气透水性良好，理想的农作土壤）
黏土：粉沙、黏粒为主（通气透水性差，湿时粘，干时硬）
团粒结构（直径0.25—10mm）
液体
气体
土壤的物理性质对生物的影响
水分
可直接被植物的根系吸收
可以调节土壤中的温度
空气
空气含量10-12%，低于大气中的空气成分，二氧化碳含量0.1%，高于大气中的含量
通气不良：抑制微生物、有机物分解慢，植物可利用营养物质少
过分通气：有机物分解快，营养多，土壤中腐殖质少，不利于养分的长期供应
团粒结构的土壤最有利于植物的生长
温度
有周期性的日变化和季节变化
白天土壤温度与深度成反比，夜间成正比
100cm一下无昼夜变化，30m一下无季节变化
大多数植物在10–35度之间生长速度随气温成正比
空间上的垂直变化
大多土壤无脊椎动物随温度变化进行垂直迁移，移动距离与土壤质地有关
土壤的化学物质对植物的影响
酸碱度（pH）
是土壤各种化学性质的综合反映，与土壤微生物的活动、有机质的合成和分解、各种营养元素的转化与释放及有效性、土壤保持养分的能力都有关系
强酸性 < 5.0 ——— 6.5 ——— 7.5 ——— 8.5 < 强碱性 酸性 中性 碱性
pH6-7微酸，土壤养分有效性最高，最有利于植物生长
pH3.5–8.5，大多数维管束植物的生长范围
土壤中的酸碱度通过影响微生物的活动而影响养分的有效性和植物的生长
酸性土壤不利于细菌活动，真菌一般耐酸碱
有机质
土壤有机质能改善土壤的物理和化学性质，有利于土壤团粒结构的形成，从而促进植物的生长和养分的吸收
腐殖质
土壤微生物在分解有机质时重新合成的多聚体化合物，占土壤有机质的80–90%
非腐殖质
无机元素
N、P、K、S、Ca、Mg、Fe、Mn、Mo、Cl、Cu、Zn、B 土壤中必须含有这些必要元素且元素比例适当，植物才能发育良好
主要来源：土壤中的矿物质和有机质的分解
腐殖质是无机元素的储备源，通过矿化作用缓慢释放可供植物利用的元素
合理施肥改善土壤的营养状况是提高植物产量的重要措施
土壤生物的生态意义
微生物
形成土壤结构
分解有机质
作物的残根败叶和施入土壤中的有机肥，只有经过土壤微生物的作用，才能腐烂分解，释放营养元素，供作物使用，并形成腐殖质
分解矿物质
土壤微生物的代谢产物能促进土壤中难溶性物质的溶解（磷细菌能分解出磷矿石中的磷，钾细菌能分解出钾，尿素的分解利用）
土壤中的肥料加工厂，将矿物肥料加工成可吸收利用的状态
固氮
氮气占空气组成的4/5，但植物不能直接利用，某些微生物可借助其固氮作用将空气中的氮气转化为植物能够利用的固定态氮化物
调节植物生长
与植物共生的微生物能直接为植物提供氮素、磷素和其他矿质元素的营养以及有机酸、氨基酸、维生素、生长素等各种有机应营养，促进植物生长
降解土壤中残留的有机农药、城市污染物、工厂废弃物
动物
土壤是一切陆生生物的载体，也是人类赖以生存的物质源泉
对植物生长有益的大部分是无脊椎动物（蚯蚓）
植物根系的生态作用
土壤不仅是动物和微生物生活的重要场所，也是植物固着生活的场所
植物根系增加土壤的空隙度和通透性，增加了土壤腐殖质，促进了良好土壤结构的形成
植物根系在生长代谢过程中产生的许多能量和物质，是土壤微生物生活的物质来源
根际生物群：植物根系附近生长的土壤微生物
土壤微生物有利于植物对矿物营养的吸收，促进根系的生长
植物根系可分泌一些活性次生代谢物质，可促进或抑制其他植物或土壤动物、微生物的生命活动
生物与大气因子
空气主要组成成分的生态作用
二氧化碳CO2
密度大于空气，微溶于水，固态二氧化碳=干冰
制冷剂、人工降雨、灭火、焊接
植物光合作用
室温中常用二氧化碳做肥料
空气中约含有0.03%的二氧化碳
增多产生：温室效应、全球气候变暖、冰川融化、海平面上升
氧气
来源
光合作用
光解作用
大气中的水分子在紫外线的照射下，分解成氧气和氢气
风的生态作用
风的类型
季风
由海陆分布、大气环流、大陆地形等因素造成的，以一年为周期的大范围对流现象
亚洲地区
冬季盛行东北季风（11-3）
夏季盛行西南季风（6-9）
季风是大范围盛行的、风向随季节变化显著，和风带一样同属行星尺度的环流系统
由冬夏季海洋和陆地温度差异导致
夏季由海洋吹向大陆，冬季由大陆吹向海洋
季风活动范围很广，影响着地球上1/4的面积和1/2人口的生活
印度季风、东亚季风
海陆风
因海洋和陆地受热不均，在海岸线附近形成的一种有日变化的风系
海风：白天从海上吹向陆地
陆风：夜晚从陆地吹向海洋
热带地区发展最强，一年四季都可出现
中纬度地区（中国渤海）：夏秋多于冬春
高纬度地区：只在暖季出现
海陆风的水平范围可达几十千米，海风风速7m/s，陆风风速1～2/s
气温日变化大，海陆温差也大的地区，海陆风发展最盛，故经常出现在热带和温带夏季晴朗而稳定的天气条件下
山风和谷风
在晴朗的白天，谷风把温暖的空气向山上输送，使山上气温升高，促使山前坡岗区的植物、农作物和果树早发芽、早结果、早成熟；冬季可减少寒意
谷风把谷地的水汽带到上方，使山上空气湿度增加，谷地的空气湿度见效，这种现象在中午几小时内特别显著
如果空气中有足够的水汽，夏季谷风常常会凝云致雨，这对山区树木和农作物的生长很有利
夜晚，山风把水汽从山上带入谷地，因而山上的空气湿度减小，谷地空气湿度增加
焚风
是一种由山上吹下来的干热风
产生是由于两面山坡上出现了不同的气压
在山脊的一面谷地上有低压，另一面有高压，在这种情况下就使气流从山脊流向有低压区的谷地
空气在流动中沿迎风坡上升时发生绝热冷却，每升高100m温度下降1˚c
空气到达山顶后即向反相的山坡下沉，该时空气发生绝热增温，每下降100m温度增高1˚c
焚风出现时天气燥热，冬季能引起积雪融化，夏季加速作物生长，强烈时可是植物枯萎
寒露风
是南方晚稻生育期的主要气象灾害之一
每年秋季寒露节气前后，是华南晚稻抽穗扬花的关键时期，这是如遇到低温危害，就会造成空壳，瘪粒，导致减产
台风
是发生在西北太平洋和南海一带热带海洋上的猛烈暴风
台风就是在大气中绕着自己的中心急速旋转的、同时又向前移动的空气漩涡
南半球——逆时针旋转 北半球——顺时针旋转
干燥风
在温暖季节里，有一种风带来热和干燥的空气，这种空气能使植物在短时间内受害
对植物的影响：蒸发的水分超过根系吸收的水分，破坏了植物体内的水分平衡，植物会迅速凋零
风对区域环境的影响
冬季
气流来自干燥寒冷的极地和副极地大陆气团
天气晴朗干燥
夏季
风来自湿润温暖的热带或赤道海洋气团
多阴雨天气
海陆风影响沿海地区的气候变化
白天陆地温度降低，湿度增大
谷风带有水蒸气，可以增加雨量；山风则干燥
只要地形合适，山风和谷风在任何地方都可以发生，但只有在热带的深谷才比较强省，中纬度地方近夏季多
夏季谷风吹至山顶，气流符合，常凝云致雨，雷电交加
风对生物的影响
植物
生长、生理活动、形态
强风能降低植物的生长量
植物矮化的原因是风能减小大气湿度，破坏植物体内的水分平衡，使成熟细胞不能扩大到正常的大小，结果所有器官都小型化、矮化、旱生化
强风能形成畸形树冠
形成“旗形树”，树木适应强风的形态结构和适应干旱的类似
强风导致植物升腾加快
出现水分亏缺情况，形成树皮厚、叶小而坚硬等减小水分蒸腾的旱生结构
强风区生长的树木被风区根系极发达
常绿阔叶树防风能力最强
繁殖
影响植物花粉传播、种子和果实的散布
借助于风力完成授粉的植物称为“风媒植物”
破坏
风对植物的破坏力取决于风速、风的阵发性、植物种的特性、环境特点等
动物
主要对陆地生物起作用，他可以直接或间接影响动物的生活方式、迁移和地理分布
生物对风的适应
植物：适应强风的形态结构，与适应干旱的类似
形成树皮厚、叶小而坚韧、根系强大
动物：迁移到避风的地方
植被的防风作用
植被的防风固沙
增加地面的粗糙度，降低了风的强度，改变了局地小气候，减小了风的破坏
增加地面的覆盖度，保护地面免遭风蚀破坏
我国“三北”防护林带
农田防护林 （农田防护林带/网）
防风减害（最初目的）
农田生态系统屏障，防风害主要措施
对风起到阻挡作用，改变风向，减低风的动量 在“三北”地区效果显著
调节农田小气候
∆减小近地层气温和土壤温度的变化幅度 ∆影响水资源状况（蒸发、湿度、水平降水） ∆调节林网内部的温度、湿度条件
改良土壤属性
改良土壤盐渍化
林带的生物排水作用防止土壤次生盐渍化
林带减弱土壤蒸发、延缓土壤返盐
促进土壤淋溶
增加土壤肥力
林中枯枝落叶+地下微生物分解=共生培肥
生物与地形因子
主要地形因素的生态作用
坡向（由高到低的方向）
向光坡与被光坡之间温度或植被的差异大
对降水影响明显
对植物发生影响，改变植物和环境的生态关系
坡度
地表单元陡缓程度（坡面垂直高度和水平距离的比）
阳光辐射不同，生态因子发生变化
坡度越大，水分流失越多，土壤受侵蚀可能性越大
坡位
山脊、上坡、中坡、下坡、山麓（山谷）
从山脊到坡脚坡面获得的阳光不断减少，水分和养分逐渐增多，整个生境朝着阴暗、湿润的方向发展
凸形：水外排，土壤干燥（山脊上坡） 凹形：汇水，土壤湿润 直形：适中（下坡）
土壤由剥蚀过度为堆积，土层厚度、有机质含量、含水量、各种养分含量，都随着相对高度的减少而增加
海拔
绝对高度，某地与海平面的高度差
气温：随海拔的增加而降低（100m降低0.6˚c） 降水：在一定高度范围内，随海拔下降而增加
以地形为主导因素的特殊环境对生物的影响
山脉走向
山脉和山峰是气团活动的障碍
影响温度&降水
温度
我国地处季风气候，故东西走向的山脉能阻止暖气团北上和冷气团南侵
山北干冷，冷气团受阻碍而堆积 山南湿热，暖气团被抬升冷却致雨
秦岭山脉
东西绵延数百千米，海拔2000m左右，主峰太白山海拔3767m
对南部地区有良好的屏障作用，成为我国亚热带与温暖带的天然界限
南岭山脉
海拔1000m左右，最高峰2000m，屏障作用小，且切割严重，地形破碎，山间有隙道（湘贵谷地）
有利于冷气团南下
降水
山脉的迎风面或临海面，地形雨较多，湿度较大；背风面水域雨影区，降雨少，气候干燥
云南境内的横断山脉也属于南北走向，但受西南印度洋季风影响，水汽自西南而来
西侧是迎风面，较湿润；东侧仅是雨影区，少雨而干燥，分布着不少耐旱的植物和植被
山体越高、越大、越完整，其屏障和抬升作用就越大，山脉两侧的气候和植物差异也越显著
山脉的走向直接影响到焚风、山谷风、海陆风等的形成和变化，从而对生物产生影响
河流走向
水的分布直接影响生物的分布
流经沙漠地区的河流，在沙漠中形成一条绿色长廊（尼罗河谷地、塔里木河沿岸的绿洲······）
急流河段：植被稀少，鱼少
河流中下游：地面平坦，流速慢，泥沙沉积多，植被茂密
河口：河流入海的地方，只有能承受咸淡水混合环境的生物才能生存（鳗鱼），河流沿岸或河口的沼泽中植被丛生并栖居着水陆两栖动物
河口附近海域渔业资源丰富
高原气候
气温随着海拔的升高之间下降
空气稀薄、干燥少云、温差大
垂直地带性：山顶于山底降水差异巨大，因而导致了气候、植被、土壤和自然景观呈现出垂直方向上的带状分布与变化
针叶林—灌木林 草甸带—荒漠带 5500m以上是冻土冰川，没有植物生长
生物对环境的综合适应及影响
生物对环境的综合适应
生态适应方式及机制
形态适应
地球上生物各式各样生物的外貌和内部结构，是生物长期进化适应环境的结果，具有重要的生态学意义
特定环境下的生物都有自己特定的形态结构
行为适应
生物各种行为的共同特征是具有适应性，有利于生存和繁殖
生理生化适应
环境胁迫首先会影响生物代谢过程的协调，因此生物在进化适应过程中，在组织、细胞甚至分子水平上形成了许多生理化的适应机制
适应组合
由于生态因子之间相互作用的关联性、协同性和增效性，生物对环境的适应通常不仅表现在形态适应，或生理生化适应，或行为适应一种单一的机制，往往要涉及一组或一套彼此相互关联的适应性，这是一整套血统的适应特性称为适应组合
生态适应的类型
趋同适应与生活型
生活型：不同种类的生物，由于长期生存在相同的自然生态条件和人为的培育条件下，发生趋同适应，并经自然和人工选择而生成的，具有类似形态、生理和生态特性的物种类群
生活型着重从形态外貌上区分
生活型是种以上的分类单位
分类
动物：栖息活动地
水生动物、两栖动物、陆生地面动物、陆生地下动物、飞行动物····
植物：大小、形状、分支、生命周期
丹麦，饶基耶尔，地球上的各个地区，冬季和旱季是植物生活中最严酷的临界期，并以温度、湿度、水分作为指示生活型的基本要素，以植物度过生活不利时期对恶劣条件的适应方式为基础，以休眠芽或复苏芽所处的高低和保护方式为依据建立了生活型系统（有花植物）
法国，布朗·布朗喀，把生活类型扩大到所有植物，将植物类型分为：浮游植物、土壤微生物、内生植物、一年生植物、水生植物、地下芽植物、地面芽植物、地上芽植物、高位芽植物、树上附生植物
高位芽植物
芽和顶端嫩枝是位于离地面较高处的枝条上 （乔木、灌木、生长在热带潮湿气候下的草本）
根据体型高矮分为：大型（>30m）、中型(3~8m)、小型(2~8m)、矮小型(0.25~2m)
又根据植物是常绿or落叶，以及是否具有芽鳞这两类特征，进一步划分为15个亚类
地上芽植物
芽或顶端嫩枝位于地表或接近地表 （一般都不高出土表20、30m）
受土表的残落物保护or积雪保护
地面芽植物
在不利季节，植物体地上部分死亡，只有被土壤和残落物保护的地下部分任然活着，并在地面处有芽
地下芽植物
度过恶劣画景的芽埋在土表以下，或位于水体中
一年生植物
只有在良好季节中生长，恶劣条件下他们以种子形式度过不良季节
趋异适应与生态型
生态型：同种生物的不同个体或群体，长期生存在不同的自然生态条件或人为培育条件下，发生趋异适应，并经自然选择或人工选择而分化成的生态、形态和生理特性不同的基因型类群
瑞典遗传生态学家Turesson，曾把不同的生物种栽培在相同的条件下，长时间依旧存在差异，说明差异是可遗传的，是基因型的差别，因此，他将生态型定义为“一个生种对某一特定生境发生基因型反应而产生的产物”，人为生态型是指种内适应于不同生态条件或地理区域的遗传类群
生态型概念
a.绝大多数广布的生物种在形态学上和生理学的特性上表现出空间的差异
b.这些种内变异与特定的环境条件相联系
c.生态学上的相关差异是可以遗传的
分类
植物：生态型的主导因子
气候生态型
依植物对不同的光周期，气温、降水量等气候因子而形成
土壤生态型
在不同土壤的水分、温度、肥力等自然和栽培条件下形成
生物生态型
同种生物的不同个体群，长期生活在不同的生态条件下分化形成
生物对环境的影响
生物与环境之间的作用是相互的
生物在时刻受到环境作用的同时，也对其生存环境产生多方面的影响，使环境条件得到不同程度的改善
生物对环境的改造作用，使环境变得更有利于生物生存，也可能对环境资源和环境质量造成不良影响
森林植被的生态效应
绿色植物
是进行光合作用将太阳能转化成生物化学能的主要执行者，森林是生物圈内数量最大的植物群落，是地球上最大的初级生产者
在陆地生态系统中具有强大的生态效应，对其他植物、动物、人类的生态条件形成与改善有重要影响
作用
1.涵养水源，保持水土 2.调节气候，增加雨量 3.防风固沙，保护农田 4.保护环境，净化空气 5.减低噪声，美化景观 6.提供产品和燃料，增加肥源
海洋生物的生态效应
海洋面积占地球表面积的70%以上
海洋生物包括海滨湿地及近海生物、浅水海岸带的海草群落、浅海生物群落、大洋深海生物群落
浅海及深海区表层生活的大量水生植物和浮游生物，能进行光合作用，是海洋生物的初级生产者，是其他海洋生物的生存基础
海洋生物是地球上最大的环境净化者
陆地生物产生的各种有机物、代谢产物、环境释放物都要经江河或大气进入海洋，沉淀于近海底部和溶于水中，海洋生物则是这些物质的捕获者，使海底城基层稳定，清除水体的富营养化，增加水体透明度
如果没有大量的海洋生物，还睡的有机污染会不断累积，地球生态失衡，陆地生物无法生存
海洋生物给陆地生物提供了丰富的产品
大量海洋植物和动物产品补充者陆地生物食物链，在有的地区海洋经济是人类的主要依靠
随着人口的增加，陆地资源不足，开发海洋资源将显得愈加重要
海洋生物非正常生长造成的危害
由于人类活动的加快，陆地资源快速消耗，大量有机物和有毒污染物排入海洋，近海动物减少，浮游生物增多，海洋生物发展失衡，出现赤潮、黄潮
从而影响陆地生物的生存环境
淡水生物的生态效应
淡水浮游生物包括浮游植物和浮游动物 其主要生态作用是浮游植物能吸收水中各种矿质养分和有机物，保持水体一定的清洁度，增加水体的溶氧量，对水质理化特性的变化起主导作用，同时形成水域生态系统的初级生产力
渔业生产上所讲的培养水质或肥水，实质上就是繁殖浮游生物。浮游植物从生产力的大小，预示着池塘鱼类产量的高低。
多种鱼类共同对水体环境发生影响
食草性鱼类的粪便可以促进浮游生物的繁殖，为鲢、鳙鱼提供饵料 鲢、鳙鱼等滤食性鱼类取食浮游生物和细菌，使水质变清，有利于食草性鱼类的生活 鲤、鲫、罗非鱼等摄食有机碎屑，也可以保护水质
各种水生生物之间以及水生生物与环境之间就连节成了一个合理的、具有良性循环的生态系统，既有良好的生产性能，由具有较强的自净能力
湖泊中，水生植物常占重要地位，大量植物有机残体沉积湖底，积极参与湖盆的填平作用，为湖泊的沼泽化和泥炭形成提供了丰富的物质基础
水生植物具有过滤泥沙，减缓水流的作用，促使湖水透明度增大
在氧化塘中利用冰生植物（凤眼莲）处理污水，也是水生生物净化、改造水域环境的实例之一
土壤生物的生态效应
微生物
土壤中重要的分解者
在土壤形成的初级阶段，能利用光能的地衣类微生物参与岩石的风化，再在其他微生物的参与下，形成腐殖质是土壤性质发生变化
动物
重要的消费者和分解者
土壤中生存或栖居的多为节肢动物（螨类、蜈蚣、蚂蚁······） 非节肢动物主要有线虫和蚯蚓
植物
根系对土壤有改良作用
根系表面能分泌代谢产物，促进矿物质溶解，促进根际微生物活动 残根存于土壤中增加有机质含量，增加土壤通透性 有些植物（豆科）根部鱼固氮微生物共生，提高土壤氮素水平
土壤中动物、植物、微生物的作用
1.促进成土作用 2.改善土壤的物理性能 3.提高土壤质量 4.对土壤覆盖层的影响
草原植被的生态效应
由各种天然杂草、人工牧草、分散生长的树木组成
作用
涵养水分、保持水土、净化美化环境、固定流沙
简述土壤微生物对植物的影响
1.将有机体中的营养元素还原成简单的、能被植物重新利用的状态。植物——土壤之间营养元素的循环，没有微生物的作用就不可能进行 2.腐殖化作用与矿化作用调节土壤理化性质，形成土壤团粒结构 3.土壤微生物与植物形成共生体 4.有害的方面包括植物病原菌；产生有毒物质并积累；与植物争肥
简述昼夜变温对生物的影响
1.促进某些种子萌发 2.促进植物生长 3.提高产品质量 4.影响动物的行为
简述利比希最小因子定律
在一定稳定状态下，任何特定因子的存在量低于某种生物的最小需要量，是决定该物种生存或分布的根本因素。这一理论被称为“利比希最小因子定律” 应用这一定律时，一是注意其只适用于稳定状态，即能量和物质的流入和流出处于平稳的情况；二是要考虑生态因子之间的相互作用