绪论及2生物与环境

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1、生态学奥林匹克竞赛辅导马剑敏2012041第一章绪论现代生态学的研究重点是生态系统、人与生物圈。有5个特点：①研究层次向宏观和微观两极发展；分子生态学个体种群群落生态系统景观生物圈。②研究手段更新，由定性到定量。③研究范围扩展，与社会经济结合更紧密，扩展到自然－经济－社会复合系统的研究，产生了许多分支学科。④从野外考察到实验分析和数学模型研究。⑤系统理论的应用更为广泛；在解决资源、环境、可持续发展等重大问题上有重要作用，与环境科学相融合。2第二章生物与环境2.1生态因子生态因子作用的特点综合性非等价性不可替代性和互补性阶

2、段性直接作用和间接作用32.2生物与环境关系的基本原理2.2.1生物对生态因子的耐受限度最小因子法则德国化学家Liebig在研究土壤与植物生长的关系中发现，于1840年提出该法则：植物的生长取决于处在最小量状况的食物的量。该法则也适用于温度、光照等其他因子。注：①只适用于稳定状态，即能量和物质的出入处于平稳状况；②要考虑到生态因子间的相互作用。4限制因子法则限制因子：生态因子中对生物的生存和繁殖起限制作用的关键因子。1905年Blackman提出限制因子法则：生态因子的最大状态对生物也具有限制性影响。限制因子的价值在于使

3、生态学家掌握了一把研究生物与环境复杂关系的钥匙。5耐受性法则美国生态学家Shelford在最小因子法则和限制因子法则的基础上，于1913年提出耐性法则：生物的存在与繁殖要依赖于某些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，接近或超过了某生物的耐受限度，会造成该生物不能生存甚至灭绝。众多生态因子中，任何接近或超过生物耐受范围而阻止其生长、繁殖或扩散，甚至生存的因素，即为该生物的限制因子。某生物对某因子耐受范围窄，且该因子又易变，则该因子很可能是限制因子。6生物可能对某一因子的耐受范围很广，而对另一因子耐受范围

4、很窄。对各种生态因子耐受范围都很广的生物，它们的分布一般也很广；相反，对生态因子耐受范围很狭窄的生物，一般具有狭分布区的特征。当一种生物处在对某种因子不适应状态时，对另一因子的耐受能力也可能下降。自然界中有些生物实际上并不总在某一特定环境因子最适范围内生活。在这种情况下，可能有其他潜在的更重要的生态因子在起作用。环境因子对繁殖期生物的限制作用更为明显，繁殖期的个体、种苗等的耐受限度一般都要比非繁殖期成体的耐受性限度低，致使其在繁殖期的生态幅变小。7耐受性法则的补充：2.2.2生态幅由于长期的自然选择作用，每一种生物都适于

5、一定的环境，并有其特定的适应范围。（如大象只生活在热带丛林）。每个物种对环境因子适应范围的大小称为生态幅。它取决于各物种的遗传特性。自然界中生物的耐受限度和实际范围几乎都比潜在的范围窄。892.2.3生物对生态因子耐受限度的调整驯化：通常指在自然环境或实验条件下所诱发的生物生理补偿变化。这种变化一般需要较长时间，它是通过生物体内酶系统的调整而实现的，所以驯化过程是生物体内酶系统改变的过程。然而在实验条件下诱发的生理补偿机制，可以在短时间内完成，一些小动物（如小金鱼的温度适应驯化），最短24h即可完成驯化过程。驯化包含两个

6、层次，一是引进个体能够完成生长发育，二是引进亲本在引种区可以实现有性繁殖，产生有生育力的后代。10休眠休眠是指生物处于不活动状态，是生物抵御暂时不良环境条件的一种有效生理机制。其生物学意义在于最大限度地减少能量消耗。动物的休眠伴随多种生理变化哺乳动物：冬眠前先储备特殊的低融点脂肪，心跳速率大大减缓，血流速度变慢，血液化学成分变化。变温动物：冬季滞育时，体内水分大大减少防止结冰，新陈代谢几乎降到零；旱季滞育时耐旱昆虫的身体可能干透，或体表分泌一层不透水的外膜防止失水。112.2.4辐射适应和趋同适应辐射适应同一种生物长期生

7、活在不同条件下，可能分化出具有不同的形态结构和生理特征的多种类型，适应于各种生活方式，这些变异特性具有适应意义，这种现象称为辐射适应或趋异适应，所形成的生物适应类型称为生态型（ecotype）。一个物种对某一特定生境发生基因型的反应而产生的产物称为生态型。趋同适应是指亲缘关系很远甚至完全不同的类群，长期生活在相似的环境中，表现出相似的外部特征，具有相同或相近的生态位（niche）。按趋同适应的结果对生物类群进行划分就产生生活型（lifeform）。它是生物对生活条件的长期适应而在外貌上反映出来的植物或动物的生态类型。如乔

8、木，灌木等。Raunkiaer把植物分为5个生活型：高位芽（乔木、灌木和一些热带草本）、地上芽、地面芽、地下芽、一年生植物。122.2.5保护色、警戒色、拟态保护色：是动物通过伪装使得自己身体体色和斑点与背景环境接近而隐蔽起来，使得不易被敌害发现的体色。特点：与外界环境的优势色彩保持一致。警戒色：是指某些有恶臭或毒刺