生态学基础 1.生物与环境

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一.生物与环境

• 一.地球上的生物
  • 生命起源与进化
    • 起源观点
      • 1.生命是地球物质演化的产物
      • 2.生命所需的物质最初来源于太空，而后进入地球并在地球的环境中诞生
      • 假说
        • 化学起源假说（Millers实验）
        • 宇宙生命起源假说
        • RNA起源假说
        • 海底热泉口假说
  • 生物钟，识别物种
    • 形态特征作为识别依据，即表型特征（遗传保守性强的部位） 缺点：人为客观性强
    • 遗传学标准:实际地或潜在地彼此杂交的种群的集合构成一个种（同种物种一个基因库，可相互交配繁殖。异种具有生殖隔离，不交配或交配后代不可育） 缺：不适合无性繁殖
    • 物种：物种是由诸多内在因素（特征、遗传、生理、生态、行为等）共同决定的个体的集合，是自然界中一个基本进化单位和功能单位。
• 二.环境因子与生态因子
  • 环境与环境因子
    • 定义：环境：某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接、间接影响该生物或生物群体生存的一切事物的总和，它由许多环境要素构成，这些环境要素称为环境因子
      • • 自然环境：未经破坏 • 半自然环境：人类作用后发生变化的环境 • 社会环境：聚落环境、生产环境、社会环境、文化环境 通常说的环境指地球环境&地理环境：大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈、生物圈
  • 环境因子及其分类
    • 包括生物有机体以外所有的环境要素。※
    • 分类
      • 气候类
      • 土壤类
      • 生物类
      • 并列项目（7）：土壤、水分、温度、光照、大气、火、生物
      • 非生物因子的三个层次
        • 生物生长必须的：温、光、水
        • 不以生物是否存在而发生的对生物有影响的：风暴、山洪、火灾等
        • 存在与发生受生物影响，反过来又影响生物的：放牧、火烧地
  • 生态因子
    • 定义
      • 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要素 任何一个自然环境中，都包含着许多生态因子。它们相互关系、相互影响。
    • 生态因子和环境因子的比较
      • 环境因子是构成环境的基本要素
      • 生态因子是指环境要素中对生物起作用的部分
    • 分类
      • 气候因子
      • 土壤因子
      • 地形因子
      • 生物因子
      • 人为因子
• 三.生物与环境的关系
  • 生态因子作用的一般特征
    • 综合作用：彼此联系、相互促进、相互制约（光照）
    • 主导因子作用：对生物起决定性作用的生态因子即为主导因子，发生变化常常会引起其他因子发生变化（光合作用中光强主导，温度和CO2次要；春化作用）
    • 直接作用和间接作用（地形因子是间接的，但它影响的光照、雨水、温度等直接作用于生物）
    • 阶段性作用：生物不同发育阶段，对生态因子具有不同要求。生态环境的规律性变化导致生态因子对生物的阶段性作用。（鱼类阶段性洄游）
    • 不可替代性和补偿作用：在综合作用中可局部补偿
  • 生物对生态因子的耐受限度
    • 1.利比希最小因子定律
      • 植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养成分 每种植物都需要一定种类和一定量的营养物质，如果环境中缺乏一种，植物就会发育不良、甚至死亡
        • 补充：只适用于最稳定状态下、必须要考虑各种因子之间的关系
    • 2.Shelford耐受定律
      • 生物的存在与繁殖，都依赖于某种综合环境因子的存在，只要其中一项因子的量不足或过多，超过生物的限度，该生物就不能生存，甚至灭绝。
    • 把最低量和最高量因子相提并论，接近、超过上限或下限的因子称为限制因子，耐受范围称为生态幅。 图解：
    • 耐受定律与最小因子定律的关系
      • 2只考虑因子量过少，1既考虑过少，也考虑过多
      • 1不仅估计了限制因子的变化量，还估计了生物本身的耐受性问题。
      • 1允许生态因子之间的相互作用，如替换和补偿
  • 生物应对外界环境的表现
    • 驯化
      • 生物在实验、自然条件下，诱发的生理补偿变化，导致该种耐性限度的改变，宜生存范围的上下限会发生移动，并形成一个新的最适点。前者较短时间，后者较长时间。
      • 分类
        • • 实验驯化：实验环境条件改变，生理上而非遗传上改变
        • • 气候驯化：自然环境条件改变
        • 酶系统的调节来实现
    • 休眠
      • 定义：生物处于不活动状态的生理生态现象
      • • 植物休眠 • 动物休眠
    • 稳态
      • 定义：通过自身的调节而维持相对稳定状态
      • 内稳态：生物控制自身的体内环境使其保持相对稳定，能减少生物对外界环境条件的依赖性
    • 生物钟
      • 生物体随时间作周期变化的包括生理、行为、形态结构等现象（生物节律性）
• 四.生物对环境的适应
  • 适应的概念
    • 生物对其环境压力的调整过程。（ 形态、生理、发育或行为）
  • 类型
    • • 形态适应
    • • 行为适应：行为反应、生活习惯
    • • 生理适应
    • • 适应组合
  • 生态型与生活型
    • 生态型
      • 同种生物的不同个体，由于长期生活在不同的自然条件和人为培育条件下，会发生趋异适应；经过自然选择和人工选择分化形成形态、生理、生态特性不同的可以遗传的类群，成为生态型（对不同环境条件趋异适应的结果）
    • 生活型
      • 不同种生物，由于长期生存在相同的自然生态和人为培育的环境条件下，发生趋同适应，并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，为生活型。