生物与环境
考点n 1环境的概念
广义的环境概念是指某一主体周围的一切事物的总和。因此,环境相对一定主体而 言,主体不同,且环境有大小之分,即环境的内涵不同。即使是同一主体,由于对研究主体 的研究目的及研究尺度不同,环境的分辨率也不同。它既是一个相对的概念,同时又是具 体的,相对每个具体主体及研究对象而言,环境都有其特定的内涵。在环境科学中,人类 是主体,环境是指围绕着人群的空间,以及其中可以直接或间接影响人类生活和发展的各 种因素的总和。
而生态学中的环境则是指生物的栖息地,生物是主体。因此,在生态学中,环境是指 某一特定生物体或群体以外的空间,以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存与活 动的外部条件的总和。
考点;2宇宙环境
宇宙环境是指大气层以外的宇宙空间,它是人类活动进入大气层以外的空间,或和地 球邻近天体的过程中提出的概念,可称为空间环境。它由广阔的空间和存在其中的各种 天体及弥漫物质所组成.对地球产生深远的影响。如太阳能、宇宙射线、太阳黑子、太阳和 月球因地球引力产生的潮汐等。
考点:3地球环境
地球环境由大气圈内的对流层、水圈、土壤圈、岩石圈、生物圈组成,又称全球环境,也 称地理环境,是地球上生物居住的宏观世界。地球环境与人类及生物的关系尤为密切,其 中生物圈的生物把地球上各圈层的关系有机地联系在一起并推动各种物质循环和能量 转换。
在地球的各个圈层之间,以植物为纽带,进行着物质和能量的相互渗透和转化,生物 与环境之间不断进行着能量流动和物质循环。而生态系统却是生物圈中生物系统和非生 物系统在特定地理环境中的综合所构成的生物 环境复合体。所以说,生态系统是生物 圈的功能单位。从整个地球来说,由于历史和习惯的原因,也有人把整个生物圈称为地球 生态系统。
考点4区域环境
区域环境是指占有某一特定地域空间的自然环境。由于地球生物圈内的各个圈层 (岩石圈、土壤圈、水圈和大气圈)的分布是非均匀的连续体,各个圈层之间的相互配合情 况差异很大,使得地球表面地势起伏、水陆交错、凹凸不平,形成不同的地质条件和地貌单 元,由此产生了各种各样的区域。不同的区域环境都有自己突出的自然景观和生态条件,
其中生长着与环境相适应的生物群落,也就形成了一个区域生态系统类型,并常以区域环 境的特点来命名,如湖泊生态系统、沙漠生态系统、热带雨林生态系统、山地生态系统、平 原生态系统等。
考点5微环境
微环境是指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。例如,生物群落的镶嵌性就是微环境作用的结果。植物表面附近的大气环 境及随温度、湿度变化所形成的小气候;根系表面的土壤环境,即根际环境等,就是植物小 环境或小生境。生物的小生境直接影响着生物的生长发育。生物一方面受区域环境和生 境的影响和制约,另一方面也影响小环境,如植物群落组成、植物种类、密度、发育期、叶的 浓密度等的不同,都会使小环境发生很大的差异。
考点6内环境
内环境是指生物体内组织或细胞之间的环境对生物体的生长和繁育具有直接的影 响,如叶片内部直接和叶肉细胞接触的气腔、通气系统,都是形成内环境的场所。内环境 对植物有直接的影响.且不能为外环境所代替。
考点7生态因f的概念
构成环境的各要素称为环境因子,其中对生物的生长发育、生殖、行为和分布有直接 或间接影响的因子称为生态因子,如温度、湿度、空气以及食物等。因此.环境因子是指生 物体以外的全部环境要素,而生态因子可认为是环境因子中对生物起作用的因子。生态 因子中生物生存不可缺少的因子称为生物的生存因子,对植物而言,光、温度、水、肥、气等 是其生存因子。
考点8生态因子的分类
生态因子的类型多种多样,分类方法也不统一。简单、传统的方法是把生态因子分为 生物因子和非生物因子。前者包括生物种内和种间的相互关系;后者则包括气候、土壤、 地形等。根据有机体对生态因子的反应和适应性特点,将周期变动的生态因子又分为第 一性周期因素、次生性周期因素和非周期性因素。
根据生态因子的性质,可分为以下五类:
(1) 气候因子:气候因子也称地理因子,包括光、温度、水分、空气等。根据各因子的特 点和性质,还可再细分为若干因子。例如,光因子可分为光强、光质和光周期等;温度因子 可分为平均温度、积温、节律性变温和非节律性变温等。
(2) ±壤因子:土壤是气候因子和生物因子共同作用的产物,土壤因子包括土壤结构、
土壤的物理性质、土壤肥力和土壤密度等。
(3) 地形因子:地形因子指地表特征,如地形的起伏、坡度、坡向、阴坡和阳坡等,通过 影响气候和土壤,间接地影响植物的生长和分布。
(4) 生物因子:生物因子指同种或异种生物之间的相关关系,如种群结构、密度、竞争、 捕食、共生和寄生等。
(5) 人为因子:人为因子指人类活动对生物和环境的影响,包括人类对生物资源的利 用、改造、破坏和对环境的污染危害等。把人为因子从生物因子中分离出来是为了强调人 的作用的特殊性和重要性。人类活动对自然界的影响越来越大,越来越带有全球性•分布 在地球各地的生物都直接或间接受到人类活动的巨大影响。
考点9 生态因了的作用规律
(1) 综合作用。生态环境是由各种生态因子组合起来的综合体,对生物起着综合的生 态作用.各个生态因子之间都不是彼此孤立存在的,而是相互联系、相互制约的。
(2) 主导因子作用。在一定条件下,生物生长环境内的诸多生态因子中.有一个或少 数几个对生物起主要的决定性的作用的因子,称为主导因子,其他因子则为次要因子。对 生物而言,由于某一因子的变化,使其生长发育发生明显的变化,这类因子也称作主导因 子。生态因子的主次在一定条件下可以发生转化,处于不同生长时期和条件下的生物对 生态因子的要求和反应不同,某特定条件下的主导因子在另一条件下会降为次要因子。
(3) 直接作用和间接作用。在生态环境中,一个生态因子发生了变化,常常会引起其 他因子的变化。依照生态因子与生物的作用关系,可将生态因子分为直接作用和间接作 用两种类型。
(4) 阶段性作用。对任何一个生物来说,生长发育不同阶段对生态因子的需求不同, 具有阶段性特点,因此生态因子对生物的作用也具有阶段性,这种阶段性是由生态环境的 规律性变化所造成的。
(5) 不可替代性和补偿作用。虽然每个因子对生物的作用不是等价的,但都是同等 重要、缺一不可的。但是在一定条件下,某一因子的数量上的不足,可以由其他因子来 补偿.即在功能上进行补偿和调剂,以获得相似的生态效应。生态因子之间的不可替代 性是绝对的、无条件的;而生态因子间的补偿作用是有条件的,而且是非经常和非普 遍的O
(6) 限制性作用。限制性作用源于生物对生态因子的耐性,生物的生存繁殖和各种生 命活动必须得到多种生态因子的满足,某种生态因子不足或过量都会影响其他生态因子 的作用.限制生物的生存发展。任何生物体总是同时受许多因子的影响,每一因子都不是 孤立地对生物体起作用,而是许多因子共同起作用。一般来说,对一种生物而言,限制因 子的数目一般不少于2个。同时,限制因子也是相对的、暂时性的,不是绝对的,因此限制 因子并不等同于主要作用因子。
考点10轼气的生态作用及生物甘轼的适疵
(1) 2是所有生物生命活动所必需的,只有通过氧化,生物才能获得生命所必需的 能量。
(2) 根据生物对环境中含氧量的适应范围,可分为广氧性生物和窄氧性生物两类。绝 大多数陆生植物与动物.都属于窄氧性生物,而绝大多数水生动物和植物属于广氧性 生物。
(3) 微生物中有严格厌氧菌,有氧则不能生长,如甲烷细菌;也有绝对好氧菌,无氧则 不能生长,如固氮菌属;还有微嗜氧微生物,仅在氧压低时生长正常。以上三类微生物对 氧的耐性范围都比较窄。兼氧性细菌,在好氧条件下进行有氧呼吸,在厌氧条件下进行无 氧发酵,如链球菌属、棒状杆菌属,对氧的耐性范围就较宽。
考点11生物与光质
光是由波长范围很广的电磁波组成的,主要波长范围是150〜4 000纳米,波长不同, 显示出的性质也不同。其中人眼可见光的波长在380〜760纳米之间,可见光谱中根据波 长的不同又可分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的光。光合作用的光谱范围就是在可 见光区内,不同的光质对植物的光合作用、色素形成、向光性及形态建成的诱导等影响不 同。波长小于380纳米的是紫外光,波长大于760纳米的是红外光,红外光和紫外光都是 不可见光。
考点12生物对光照强度的适应类型
根据植物对光照强度的要求,可分为阳性植物、阴性植物和耐阴性植物三大类型。
(1) 阳性植物。阳性植物(又名阳生植物)是指在强光环境中生长发育健壮,在荫蔽和 弱光条件下生长发育不良的植物。阳生植物要求全日照,喜欢生长在旷野、路边。阳性植 物往往具有短的节间,叶小,叶面往往与光线平行,叶质厚.表面具蜡质或绒毛。
(2) 阴性植物。阴性植物又称阴地植物,是指在弱光条件下比强光条件下生长良好的 植物。它可以在低于全光照的1/50下生长,光补偿点平均不超过全光照的1%。体内含 盐分较少,含水分较多。这类植物枝叶茂盛.没有角质层或角质层很薄,气孔与叶绿体比 较少,多生长在潮湿背阴处或密林内。
(3) 耐阴性植物。耐阴性植物介于上述两者之间,又叫半阴性植物,既能在有光处生 长,也能在较荫蔽处生长,对光照具有较广的适应能力,但最适宜的还是在完全的光照下 生长。
考点13温度与生物的生K
温度是生物生命活动不可缺少的因素.是对生物生长影响较为明显的环境因素之一。 生物体内的生理活动、生物化学过程必须在一定的温度范围内才能正常进行。一般来说生物体内的生化反应会随着温度的升高而加快,生理生化反应加快,生长发育加速;温度 降低,生理生化反应变慢,生长发育迟缓•但温度过高或过低时,生长就会减慢、受阻直至 死亡。
由于生物种类不同、对温度的反应有差异,每一种生物都有一定的适温范围。在该范 围内,生命活动最旺盛,繁殖量最高,寿命最长。超过这一范围,生长受阻或发育停滞,严 重的甚至死亡。温度对生物的作用一般可分为最适温度、最低温度和最高温度,即所谓 “三基点”温度。温度的这三个基点实际上是三个幅度。
考点14温度与生物的发育
生物的生活周期包括个体的营养生长和生殖生长两个重要的发育阶段,生物只有通 过生殖阶段才能繁衍后代,温度高低也调节生物由营养生长向生殖生长转化。植物的种 子只有在一定的温度下才能发芽。温度促进酶的活动,加速种子的生理生化活动,使种子 萌发、生长,当温度超过种子萌发所需要的最低温度并继续上升时,种子萌发速度与温度 增加值成正比相关,直到萌发生长最适温度时为止。温度对动物的影响与植物不完全相 同。根据动物与温度的关系可分为两种热能代谢类型:一种是变温动物•又常称为冷血动 物;一种是恒温动物,又常称为温血动物。环境中温度的变化对动物有明显的影响。温度 的变化常引起形态上的变化。如鱼类生长在低温条件下,一般趋向于脊椎增多和身体变 大,这种现象称为约丹定律。
考点15昼夜变温对生物的影响
- 促进某些种子萌发。
- 促进植物生长。
- 提高产品质量。
- 影响动物的行为。
考点16温度与生物的地理分布
生物在其生命活动中所形成的对温度的适应性,决定了它们的地理分布区域。温度 决定着动物的地理分布。特别是变温动物对环境温度的依赖性比恒温动物显著。温度不 仅影响动物的水平分布,还能影响它们的垂直分布。当环境温度高于或低于生物的最高 或最低临界温度时,生命活动就受到限制或无法生存,所以生物往往分布于其最适温度附 近地区,温暖地区分布的生物种类多,低温地区生物种类少。
温度因子是影响生物分布最重要的因素,温度和降水共同决定生物群落在地理分布 的总格局。温度因子中的平均气温、节律变温、温差和极端温度(高温和低温)对生物的地 理分布起着综合作用,如香蕉、可可只能在热带分布,是受低温的限制,相反,苹果不能在 热带地区栽培,则是受高温的限制。
考点17水因子的生态作用
(1) 水是生物生存的重要条件。水是任何生物体都不可缺少的重要组成成分。生物 的一切代谢活动都必须以水为介质,只有足够的水才能使原生质保持溶胶状态,以保证旺 盛代谢的正常进行。水的热容量很大,而且吸热和放热过程缓慢,因此水体温度不像大气 温度那样变化剧烈,也较少受气温变动的影响,这样,水为生物创造了一个相对稳定的温 度环境。
(2) 水对生物生长发育的影响。水量对植物的生长有最高、最适合、最低3个基点。 高于最高点,根系缺氧、窒息、烂根;低于最低点,植物萎驚、生长停止;只有处于最适范围 内才能维持植物的水分平衡以保证植物最优的生长条件。水对动物的影响在于水分不足 时可以引起动物的滞育或休眠。此外许多动物的周期性繁殖与降水季节密切相关。
(3) 水对生物数量分布的影响。水分与动植物的种类和数量存在着密切的关系。一 般降水量越大的地区,其生物数量也越多。
考点18 I:壤的生态作用
(1) ±壤是许多生物栖居的场所。土壤中栖居的生物包括微生物和动物,其中以微生 物的数量最多。
(2) ±壤是生物进化的过渡环境。生物在进化过程中由水到陆地,然后发展到占领空 间,土壤是介于水和空气之间的环境。土壤中既有空气,又有水分,正好成为生物进化过 程中的过渡环境。借助于土壤,一些生物实现了由水生向陆生生活方式的转变。
(3) ±壤是植物生长的基质和营养库。每块土壤都在不断地进行着物质循环和能量 流动。绝大多数植物以土壤作为生活的基质,土壤提供了植物生活的空间、水分和必需的 矿质元素。
(4) ±壤是污染物转化的重要场地。土壤中含有大量微生物和小型动物,它们对污染 物质都具有分解的能力。土壤作为一个自然体,无论对植物还是对动物来说都是重要的 生态因子。对于植物而言,土壤的生态作用主要有营养库的作用、养分转化和循环的作 用、雨水涵养作用、生物的支撑作用、稳定和缓冲环境变化的作用等。对于动物而言,土壤 是比大气环境更为稳定的生活环境。
考点19森林的上要生态效应
森林在陆地生态系统中具有最强大的生态效应,其主要生态作用是:
(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) 净化空气,防止污染。
(5) 降低噪音,美化大地。
(6) 提供燃料,增加肥源。
考点20风的类型以及生物对风的适应
风主要有季风、海陆风、山风和谷风、焚风、寒露风、台风、干燥风等类型。风是许多树 种的花粉和种子的传播者,风媒植物特有的花形和开花时间均是风媒植物对风的适应。 在多风、大风的环境中,能直立的植物,往往会变得低矮、平展,并具有类似旱生植物的结 构特征。“旗形树”也可以说是树木对盛行强风的适应。
考点21生物对环境的综合适应及影响
环境对生物产生影响的同时,生物也在主动地适应环境、影响和改造环境,生物对环 境的改造作用使环境变得更有利于生物生存,也可对环境资源和环境质量造成不良影响。 生物的生态适应是自然界最普遍的现象;生物与环境之间的作用是相互的。生物的生态 适应性是生物在生存竞争中为适应环境而形成的特定性状表现,是生物与生态环境长期 相互作用的结果。生态适应方式及机制包括形态适应、行为适应、生理生化适应和适应组 合。生物对环境的影响包括趋同适应与生活型、趋异适应与生态型。
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