生态学2生物与环境

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1、第二章生物与环境生物与环境之间的相互关系——是生态学研究的主题适应过程与塑造作用形成过程与改造作用第一节环境概述一、环境与生境1．环境（environment）1.1环境概念：生态学中的环境概念是指生态系统中生物有机体周围一切要素的总和。环境本质：是生物生存和发展的资源及其影响因素尺度效应：大环境与小环境大环境(macro-environment):地区环境、地球环境如西双版纳的环境，黄河三角洲的环境等。小环境(micro-environment):直接影响生物生命活动的近邻环境。如洞穴环境，树荫下环境等。大环境（全球大气环流和洋流）小环境（小气候）

2、1.2环境的类型按主体分:人类环境和生物环境按性质分:自然环境、半自然环境、社会环境按范围分:地球环境、区域环境、微环境、内环境按气候（climate）分:大气候:大环境的气候条件,是指离地面1.5m以上的气候。小环境:小环境的气候条件(小范围内的特定栖息地),是指近地面大气层中1.5m以内的气候。2．生境(habitat)生境又称栖息地，具体的生物个体或群体生活区域的生态环境与生物影响下的次生环境统称为生境。二、生物的能量环境生命生存必需的能量——太阳辐射主要来自太阳辐射，太阳产生的能量以电磁波的形式向周围辐射。太阳常数：地球表面在太阳直射、没有大

3、气圈的条件下，获得的太阳能为8.12J/cm2·min。实际平均只有47%左右到达地面。太阳辐射功能热能：加热地球表面，引起空气和水的流动光能：绿色植物转化为化学能1.1光照强度:在地球表面有空间和时间的变化规律空间变化：纬度、海拔高度、地形、坡向纬度变化：光照强度在赤道最大；随着纬度的增加，太阳高度变低，光照强度相应减弱。海拔变化：光照强度随着海拔高度的升高而增强，因为海拔高度越高，空气密度越稀薄。坡向和坡度变化：北半球温带地区太阳位置偏南，南坡所接受的光照比平地多;反之,北坡就比较少。时间变化：有四季变化和昼夜变化夏季光照最强，冬季最弱；中午光照

4、最强，早晚最弱。1.光的变化规律1.2光谱成分大气层对太阳辐射的吸收和散射具有选择性,太阳辐射通过大气后,强度减弱,光谱成分发生了变化.太阳高度:太阳高度升高,紫外线和可见光所占比例增大;反之高度变小,长波光增加。纬度：低纬度处短波光多，高纬度长光波多海拔：随海拔升高长波光减少，短光波随之增多时间：夏季短光波多,冬季长光波多；中午短光波多，早晚长光波多。备注：太阳高度:太阳光线与地平面之间的夹角，全称太阳高度角，简称太阳高度。1.3光照长度日照长度随纬度变化而进行不同的周期性变化。纬度越低，最长日和最短日光照差距越小，如赤道地区分别都是12小时。随着

5、纬度的增加，最长日和最短日的差距越来越大。纬度越高日照长短的变化越明显2.1空间变化纬向变化：纬度每增加1度，年均温度大约降低0.5℃。原因：低纬度地区太阳高度角大，太阳辐射量也大，昼夜长短差异小，太阳辐射量的季节分配比较均匀。在北半球随着纬度北移，太阳辐射量减少，温度逐渐降低。海拔变化：通常海拔每升高100m，平均温度降低0.5-0.6℃，相当于纬度北移1度。原因：海拔高的地方，空气稀薄，水蒸气和CO2含量低，地面的辐射散热量大，所以尽管太阳辐射较强，温度还是较低。2．温度的变化规律2.2温度的时间变化季节变化：地球绕太阳的公转是一年四季温度变化的

6、原因。根据气候的冷暖、昼夜长短的节律，一年分为春、夏、秋、冬四季（平均温度10-22℃为春秋季，10℃以下为冬季，22℃以上为夏季）。四季长短受纬度、海拔高度、海陆位置、地形、大气环流等因素的影响，各地差异较大。昼夜变化：地球的自转引起的。日出后温度逐步上升，一般在13-14点达到最高值，以后逐渐下降，直到日出前降至最低值。此外，纬度高、海拔高以及远离海洋，昼夜温差也大。2.3土壤和水体中的温度变化土温变化白天土壤表面受热后，热量从表土向深层输送；夜间土表冷却后，热量从深层向表层流动;土壤温度的变化比大气要缓慢且稳定，所以冬暖夏凉。水体温度变化：光线

7、穿过水体时，辐射强度随深度的增加呈对数值下降，因此太阳辐射增温仅限于水体最上层。三、生物的物质环境1．岩石圈和土壤圈：是生物所需要的元素和化合物的源泉岩石圈是指地球的地壳部分，常称为大陆圈。地表岩石经风吹、日晒和雨林，逐步风化分解成为母质，经过化学和生物的共同作用，形成了土壤层，即土壤圈。2．水圈：水圈包括占地球表面71%的海洋、内陆水域和地下水，是生命诞生的摇篮。水的总量约为1.4×1018m3，其中淡水仅占2.53%，人类可以直接利用的江河湖泊淡水和地下淡水仅占总量的0.77%。水体中溶解有各种无机的和有机的营养物质，以及溶解在水中的CO2和O2

8、，为生物的分布提供了物质基础。3．大气圈大气圈是地球表面包围整个地球的一个气体圈层，大气质量的99%集中在离