基础生态学-第二章生物与环境-第八节生物对环境的综合适应及影响课件

第第八八节节 生物对环境的综合适应及影响生物对环境的综合适应及影响生态生态学基础学基础第二章第二章 生物与环境生物与环境教学目标：1、生物对环境的综合适应2、生物对环境的影响第八节 生物对环境的综合适应及影响生态学基础教学目标：一、一、生生物对环境的综合适应物对环境的综合适应综合适应是指生物为了适应环境的变化，从形态、生理、综合适应是指生物为了适应环境的变化，从形态、生理、生化等方面作出有利于生存的改变叫生化等方面作出有利于生存的改变叫生态适应生态适应，适应现，适应现象在生物中普遍存在。是生物在生存竞争中为适合环境象在生物中普遍存在。是生物在生存竞争中为适合环境而形成的特定性状表现，是生物与生态环境长期相互作而形成的特定性状表现，是生物与生态环境长期相互作用的结果。用的结果。一、生物对环境的综合适应综合适应是指生物为了适应环境的变化，一、一、生生物对环境的综合适应物对环境的综合适应 适应的意义：适应的意义：生生物有机体或它的各部分物有机体或它的各部分,在环境的长期相互作用中在环境的长期相互作用中,通过生态适应通过生态适应,形成了一些形成了一些具有生存意义的特征具有生存意义的特征。依靠这些特征。依靠这些特征,生生物能免受各种环境因素的不利影响和伤害物能免受各种环境因素的不利影响和伤害,同时还能有效地从其生同时还能有效地从其生境获取所需的物质、能量境获取所需的物质、能量,以确保个体发育的正常进行。生态系统以确保个体发育的正常进行。生态系统中各种生物有机体中各种生物有机体,通过适应性的长期积累通过适应性的长期积累,越来越有效地利用着地越来越有效地利用着地球上的资源。球上的资源。一、生物对环境的综合适应 适应的意义：生物有机体或它的各部分一、一、生生物对环境的综合适应物对环境的综合适应（一）生态适应方式及机制（一）生态适应方式及机制1、形态适应。、形态适应。生物的外貌和内部结构是生物长期进化适应环境的结生物的外貌和内部结构是生物长期进化适应环境的结果果,具有重要的生态学意义具有重要的生态学意义,特定环境下的生物都有自己特定环境下的生物都有自己特定的形态结构。特定的形态结构。一、生物对环境的综合适应（一）生态适应方式及机制生物的外貌和体形：流线型体形：流线型体表：光滑体表：光滑身体结构：有适宜水中生活的呼吸、身体结构：有适宜水中生活的呼吸、觅食、运动等器官觅食、运动等器官一、一、生生物对环境的综合适应物对环境的综合适应体形：流线型一、生物对环境的综合适应一、一、生生物对环境的综合适应物对环境的综合适应保护色保护色一、生物对环境的综合适应保护色一、一、生生物对环境的综合适应物对环境的综合适应拟拟态态一、生物对环境的综合适应拟态一、一、生生物对环境的综合适应物对环境的综合适应警戒色警戒色一、生物对环境的综合适应警戒色一、一、生生物对环境的综合适应物对环境的综合适应叶变成刺状，减少蒸腾，肉质茎叶变成刺状，减少蒸腾，肉质茎贮存水分，适于干旱环境贮存水分，适于干旱环境一、生物对环境的综合适应叶变成刺状，减少蒸腾，肉质茎贮存水分一、一、生生物对环境的综合适应物对环境的综合适应（一）生态适应方式及机制（一）生态适应方式及机制 2、行为适应。、行为适应。生物各种行为通常有利于生物的生存和繁殖生物各种行为通常有利于生物的生存和繁殖。（1）最最常见于动物常见于动物,是动物应付环境变化的主要手段。如觅食行为、是动物应付环境变化的主要手段。如觅食行为、生殖行为、社会行为、防卫行为、领域性行为、迁徙行为等都有重生殖行为、社会行为、防卫行为、领域性行为、迁徙行为等都有重要要的的生态意义。其中生态意义。其中,觅食行为是动物最常见和最基本的行觅食行为是动物最常见和最基本的行为为。动物的适应行为动物的适应行为在自然选择进化过程中在自然选择进化过程中可积累遗传给后可积累遗传给后代代。一、生物对环境的综合适应（一）生态适应方式及机制生物各种行为一、一、生生物对环境的综合适应物对环境的综合适应（一）生态适应方式及机制（一）生态适应方式及机制 3、生理生化适应、生理生化适应环境胁迫首先会影响生物代谢过程的协调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生化的适应机在组织、细胞甚至分子水平上形成了许多生理生化的适应机制制。一、生物对环境的综合适应（一）生态适应方式及机制环境胁迫首先一、一、生生物对环境的综合适应物对环境的综合适应（一）生态适应方式及机制（一）生态适应方式及机制 4、适应组合、适应组合适应组成是指由于生态因子之间相互作用的关联性、协同性和增效性适应组成是指由于生态因子之间相互作用的关联性、协同性和增效性,生生物对环境的适应通常并不仅仅表现在形态适应物对环境的适应通常并不仅仅表现在形态适应,生理生化适应生理生化适应,或行为适应或行为适应一种单一的机制一种单一的机制,往往要涉及组往往要涉及组(或一整套或一整套)彼此相互关联的适应性彼此相互关联的适应性,这一整这一整套套协同的适应特性称为适应组协同的适应特性称为适应组合合。一、生物对环境的综合适应（一）生态适应方式及机制一、一、生生物对环境的综合适应物对环境的综合适应（一）生态适应方式及机制（一）生态适应方式及机制 4、适应组合、适应组合生活在最极端环境条件下的生物生活在最极端环境条件下的生物,适应组合现象表现得最为明显。适应组合现象表现得最为明显。动物对动物对沙漠生活的适应主要涉及热量调节和水分平衡沙漠生活的适应主要涉及热量调节和水分平衡,这两个问题彼此是密切相这两个问题彼此是密切相关关。例例如如,骆驼于清晨取食含有露水的植物嫩枝叶或者靠吃多汁的植物获骆驼于清晨取食含有露水的植物嫩枝叶或者靠吃多汁的植物获得必需的水分得必需的水分,同时靠尿的浓缩最大限度地减少水分输出同时靠尿的浓缩最大限度地减少水分输出。贮贮存在驼峰中和体腔中的脂肪在代谢时会产生代谢水存在驼峰中和体腔中的脂肪在代谢时会产生代谢水,用用于于维维持身体的水分平持身体的水分平衡衡。一、生物对环境的综合适应（一）生态适应方式及机制一、一、生生物对环境的综合适应物对环境的综合适应（二）生态适应的类型（二）生态适应的类型 1、趋同适应与生活型、趋同适应与生活型不同种的生物不同种的生物,由于长期生存在相同的自然生态条件和人为培育条件下由于长期生存在相同的自然生态条件和人为培育条件下,发发生趋同适应生趋同适应,并经自然选择和人工选择而形成的并经自然选择和人工选择而形成的,具有类似形态、生理和生具有类似形态、生理和生态特性的物种类群称为生活态特性的物种类群称为生活型型。一、生物对环境的综合适应（二）生态适应的类型一、一、生生物对环境的综合适应物对环境的综合适应（二）生态适应的类型（二）生态适应的类型 1、趋同适应与生活型、趋同适应与生活型生活型着重从形态外貌上进行区分。生活型是种以上的分类单位生活型着重从形态外貌上进行区分。生活型是种以上的分类单位,亲缘关亲缘关系甚远的生物种也可能属于同一生活型系甚远的生物种也可能属于同一生活型,亲缘关系近的生物种也可分属于亲缘关系近的生物种也可分属于不同生活型。不同生活型。如生活在沙漠干旱区的仙人掌如生活在沙漠干旱区的仙人掌(仙人掌科仙人掌科)与生活在相同条件与生活在相同条件下的霸王花下的霸王花(大戟科大戟科)、非洲沙漠浆草、仙人笔、非洲沙漠浆草、仙人笔(菊科菊科)等植等植物物有有相似的外部特征，属同一生活型。相似的外部特征，属同一生活型。一、生物对环境的综合适应（二）生态适应的类型一、一、生生物对环境的综合适应物对环境的综合适应（二）生态适应的类型（二）生态适应的类型 1、趋同适应与生活型、趋同适应与生活型 植植物的生活型分类物的生活型分类,有多种不同的方法有多种不同的方法,最一般的是按植物的大小、形最一般的是按植物的大小、形状、分枝以及生命周期长短等状、分枝以及生命周期长短等,将植物分为乔木、灌木、半灌木、木质藤将植物分为乔木、灌木、半灌木、木质藤本、多年生草本、一年生草本、垫状植物等。本、多年生草本、一年生草本、垫状植物等。动动物的生活型按其栖息活动地可分为水生动物、两栖动物的生活型按其栖息活动地可分为水生动物、两栖动物物、陆生地面动物、陆生地下动物陆生地面动物、陆生地下动物,飞行动物等生活飞行动物等生活型型。一、生物对环境的综合适应（二）生态适应的类型一、一、生生物对环境的综合适应物对环境的综合适应（二）生态适应的类型（二）生态适应的类型2、趋异适应与生态型、趋异适应与生态型同种生物的不同个体或群体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长期生存在不同的自然生态条件或人为培育条件下条件下,发生趋异适应发生趋异适应(radiation adaptation),并经自然选择或人工选择而并经自然选择或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分化形成的生态、形态和生理特性不同的基因型类群,称为称为生态生态型型一、生物对环境的综合适应（二）生态适应的类型一、一、生生物对环境的综合适应物对环境的综合适应（二）生态适应的类型（二）生态适应的类型2、趋异适应与生态型、趋异适应与生态型现在一般认为生态型概念应该包括以下三个方面的内容现在一般认为生态型概念应该包括以下三个方面的内容:(1)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;(2)这些种内变异与特定的环境条件相联系这些种内变异与特定的环境条件相联系;(3)生态学上的相关变异是可以遗传生态学上的相关变异是可以遗传的的。一、生物对环境的综合适应（二）生态适应的类型一、一、生生物对环境的综合适应物对环境的综合适应（二）生态适应的类型（二）生态适应的类型2、趋异适应与生态型、趋异适应与生态型生态型分化以及新生态型的产生是通过遗传变异和自然选择完成的。遗生态型分化以及新生态型的产生是通过遗传变异和自然选择完成的。遗传变异的出现提供了生态型形成的基础传变异的出现提供了生态型形成的基础,生态因子的作用与自然的选择是生态因子的作用与自然的选择是不同生态型形成的必要条件就植物来说不同生态型形成的必要条件就植物来说,可以根据形成生态型的主导因子可以根据形成生态型的主导因子,将植物生态型分为三将植物生态型分为三类类：气气候生态型、土壤生态型、生物生态型。候生态型、土壤生态型、生物生态型。动动物同样有生态型的分化。物同样有生态型的分化。一、生物对环境的综合适应（二）生态适应的类型二、二、生生物对环境的影响物对环境的影响生物对环境的影响是指生物对环境的影响是指:生物在时刻受到环境作用的同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时也对其生存环境产生多方面的影响,使环境条件不同使环境条件不同程度地得到改善。生物对环境的改造作用使环境变得程度地得到改善。生物对环境的改造作用使环境变得更有利于生物生存更有利于生物生存,但也可能对环境资源和环境质量造但也可能对环境资源和环境质量造成不良影成不良影响响。二、生物对环境的影响生物对环境的影响是指:生物在时刻受到环境二、二、生生物对环境的影响物对环境的影响(一一)森林植被的生态效应森林植被的生态效应 绿绿色植物是进行光合作用将太阳能转化成生物化学能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的主要执行者,森林是生物圈内数量最大的植物群落森林是生物圈内数量最大的植物群落,故故是地球上的最大初级生产者。是地球上的最大初级生产者。在陆地生态系统中具有在陆地生态系统中具有强大的生态效应强大的生态效应,对其他植物、动物和人类对其他植物、动物和人类的的生生态条件的形成与改善具有重要影响态条件的形成与改善具有重要影响。二、生物对环境的影响(一)森林植被的生态效应二、二、生生物对环境的影响物对环境的影响(一一)森林植被的生态效应森林植被的生态效应其生态效应主要有如下方其生态效应主要有如下方面面：1.涵养水源涵养水源,保持水土保持水土。2.调节气候调节气候,增加雨量增加雨量。3.防风固沙防风固沙,保护农田保护农田。4.保护环境保护环境,净化空气净化空气。5.减低噪声减低噪声,美化景观美化景观。6.提供产品和燃料提供产品和燃料,增加肥源。增加肥源。二、生物对环境的影响(一)森林植被的生态效应二、二、生生物对环境的影响物对环境的影响(二二)海洋生物海洋生物的的生态效应生态效应海洋面积占地球表面积的海洋面积占地球表面积的70%以上。由于海洋分布广阔以上。由于海洋分布广阔,海域海域类型多样类型多样,海洋本身的深度不同海洋本身的深度不同,海洋与陆地接合部各具特征海洋与陆地接合部各具特征,形成了海洋生物的多样性及与陆地生态系统多种密切联系。形成了海洋生物的多样性及与陆地生态系统多种密切联系。这些这些海洋生物对陆地生物和整个生物圈都产生重海洋生物对陆地生物和整个生物圈都产生重要要作作用用,具有较大的生态效应。具有较大的生态效应。二、生物对环境的影响(二)海洋生物的生态效应二、二、生生物对环境的影响物对环境的影响(二二)海洋生物海洋生物的的生态效生态效应应1.海洋生物的范围海洋生物的范围 海洋生物包括海滨湿地及近海生物海洋生物包括海滨湿地及近海生物(如热带、亚热带如热带、亚热带河口海湾的红树林群落河口海湾的红树林群落)、浅水海岸带的海草群落、浅、浅水海岸带的海草群落、浅海生物群落及大洋深海生物群落海生物群落及大洋深海生物群落等等。二、生物对环境的影响(二)海洋生物的生态效应二、二、生生物对环境的影响物对环境的影响(二二)海洋生物海洋生物的的生态效生态效应应2.海洋生物的生态效应海洋生物的生态效应(1)海洋生物是地球上最大的环境净化者海洋生物是地球上最大的环境净化者。(2)海洋生物给陆地生物提供了丰富的产品海洋生物给陆地生物提供了丰富的产品。(3)海洋生物非正常生长造成的危害。海洋生物非正常生长造成的危害。二、生物对环境的影响(二)海洋生物的生态效应二、二、生生物对环境的影响物对环境的影响(三三)淡水生物淡水生物的的生态效生态效应应淡水浮游生物包括浮游植物和浮游动物淡水浮游生物包括浮游植物和浮游动物,其主要生态作其主要生态作用是用是:浮游植物能吸收水中各种矿质养分和有机物浮游植物能吸收水中各种矿质养分和有机物,保持保持水体一定的清洁度水体一定的清洁度,增加水体的溶氧量增加水体的溶氧量,对水质理化特性对水质理化特性的变化起主导作用的变化起主导作用,同时形成水域生态系统同时形成水域生态系统的的初初级生产力。级生产力。二、生物对环境的影响(三)淡水生物的生态效应二、二、生生物对环境的影响物对环境的影响(四四)土壤土壤生物生物的的生态效生态效应应1、土壤生物的种类、土壤生物的种类土土壤中的生物是多种多样的壤中的生物是多种多样的,其中土壤微生物其中土壤微生物(包括细菌、放线菌、真菌、包括细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物等藻类和原生动物等)是土壤中重要的分解者是土壤中重要的分解者,在土壤的形成和发展过程中起在土壤的形成和发展过程中起着重要的作用。在土壤形成的初级阶段着重要的作用。在土壤形成的初级阶段,能利用光能的地衣类微生物参与能利用光能的地衣类微生物参与岩石的风化岩石的风化,再在其他微生物的参与下再在其他微生物的参与下,形成腐殖质使土壤性质发生变化。形成腐殖质使土壤性质发生变化。土壤动物是最重要的消费者和分解者。土壤动物是最重要的消费者和分解者。二、生物对环境的影响(四)土壤生物的生态效应二、二、生生物对环境的影响物对环境的影响(四四)土壤土壤生物生物的的生态效生态效应应2、植物对土壤的生态作用、植物对土壤的生态作用植物的根系对改良土壤有重要作用植物的根系对改良土壤有重要作用,根系表面能分泌代谢产物根系表面能分泌代谢产物,促进矿物质促进矿物质溶解溶解,促进根际微生物活动促进根际微生物活动;根残存于土壤中增加有机质含量根残存于土壤中增加有机质含量,增加土壤通透增加土壤通透性性;有些植物有些植物(如豆科如豆科)根部与固氮微根部与固氮微生物生物共生共生,增加土壤氮素水增加土壤氮素水平平。二、生物对环境的影响(四)土壤生物的生态效应二、二、生生物对环境的影响物对环境的影响(四四)土壤土壤生物生物的的生态效生态效应应3、土壤动物的生态作用、土壤动物的生态作用（1）促促进成土作进成土作用用（2）改改善土壤的物理性善土壤的物理性能能；（3）提提高土壤质高土壤质量量；（4）对对土壤覆盖层的影响土壤覆盖层的影响:动物的活动改变了土表的局部形态动物的活动改变了土表的局部形态,如如从土层中掘出大量土壤堆积成丘状增加土表面积从土层中掘出大量土壤堆积成丘状增加土表面积,排排泄物还泄物还增增加加了土壤腐殖质。了土壤腐殖质。二、生物对环境的影响(四)土壤生物的生态效应二、二、生生物对环境的影响物对环境的影响(五五)草草原植被原植被的的生态效生态效应应草原植被与森林植被一样草原植被与森林植被一样,具有涵养水分具有涵养水分,保持水土保持水土,净化、美化环净化、美化环境的作用。还有一个重要作用是固定流沙。境的作用。还有一个重要作用是固定流沙。据测定据测定,北方牧场、北方牧场、农闲地与庄稼地土壤冲刷比林地和草地大农闲地与庄稼地土壤冲刷比林地和草地大40110倍。在降水较多倍。在降水较多地区地区,牧草地的保土力为作物地的牧草地的保土力为作物地的300800倍倍,保水力保水力为为作作物地的物地的1000倍倍。二、生物对环境的影响(五)草原植被的生态效应同步练习同步练习1、生活在强风地区的鸟类的特点是（、生活在强风地区的鸟类的特点是（）A、羽毛短，紧贴身上、羽毛短，紧贴身上B、羽毛短，蓬松、羽毛短，蓬松C、羽毛长，紧贴在身上、羽毛长，紧贴在身上D、羽毛长，蓬松、羽毛长，蓬松A同步练习1、生活在强风地区的鸟类的特点是（）A、羽毛短同步练习同步练习2、简述生态型和生活型的区别、简述生态型和生活型的区别生态型生态型是分类学上种以下的分类单位，是同种生物的不同个体，长期生长在不同的是分类学上种以下的分类单位，是同种生物的不同个体，长期生长在不同的自然条件下或人为条件下，发生趋异适应，并经自然选择和人工选择而分化成的生自然条件下或人为条件下，发生趋异适应，并经自然选择和人工选择而分化成的生态、形态和生理特征不同的基因型类群。态、形态和生理特征不同的基因型类群。生活型生活型是着重从形态外貌上进行分类，是种以上的分类单位。不同种的生物，由于是着重从形态外貌上进行分类，是种以上的分类单位。不同种的生物，由于长期生存在相同的自然生态条件和人为培育条件下，发生趋同反应长期生存在相同的自然生态条件和人为培育条件下，发生趋同反应，并并经自然选择和人工选择而形成的。具有类似的形态、生理生态特经自然选择和人工选择而形成的。具有类似的形态、生理生态特性性的的物种类群。物种类群。同步练习2、简述生态型和生活型的区别生态型是分类学上种以下的