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普通生物学生物与环境省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第六章第六章 生物与环境生物与环境 第一节第一节 环境原因及其对生物影响环境原因及其对生物影响一、生物圈(biosphere)生物圈指地球上全部生命和一切适合于生物生存场所,它由大气圈下层、水圈、土壤岩石圈及活动于其中生物组成。人与生物圈计划(Man and Biosphere,简称MAB)第1页长白山长白山 第2页卧龙 第3页鼎湖山第4页二,生物与无机环境(一)光1光对植物影响 是绿色植物进行光合作用能量起源;光同时影响植物形态建成和地理分布(1)植物与光照度关系。阳性植物、阴性植物和耐阴植物(2)植物对光周期反应 长日照植物、短日照植物和中间型植物(3)光对植物形态建成影响 通常将光控制植
2、物生长、发育、分化过程称为光形态建成 第5页肉桂 人参 第6页2光对动物影响(1)光对动物繁殖影响。光(光周期)是开启动物复杂繁殖生理机制“触发器”(trigger),经过眼和脑影响到脑下垂体机能,刺激其前叶分泌促性腺激素,而使生殖功效活跃起来 长日照动物:鼬和许多鸟类等。短日照动物:山羊、绵羊和鹿类等。鼬鹿第7页(2)光对动物迁徙(migration)影响。(3)光对动物换羽、换毛影响。(4)光对昆虫滞育影响。临界光周期(critical photoperiod)(5)光对动物昼夜节律影响。日出性(趋光性)和夜出性(避光性)角马角马 雷鸟第8页(二)温度1最适温度2极端温度对生物影响(1)低
3、温对生物影响。(2)高温对生物影响 3温度对生物发育影响 生物在整个生长发育期或某一发育阶段内,高于一定温度度数以上昼夜温度总和,称为某生物或某发育阶段积温。K=(xxo)Y 4温度对生物分布影响 南极鳕第9页(三)水1水与植物关系 (1)水生植物。是指植物体或多或少淹没于水中植物。沉水植物:比如眼子菜(Potamogeton distinctus)、苦草(Vallisneria spiralis)等。浮水植物:比如浮萍(Lemna)、满江红(Azolla)等。挺水植物:比如睡莲(Nymphaea)、芦苇(Phragmites communis)等。(2)陆生植物。包含湿生、中生和旱生植物三种
4、类型。苦草满江红第10页2水与动物关系(1)陆生动物。对生长发育和生殖力影响:对分布影响:(2)水生动物。水对水生动物影响主要表达在以下三个方面:溶解于水中气体对水生动物影响:溶解盐类对水生动物影响:pH对水生动物影响:鱼感鱼 第11页(四)空气 1空气化学成份 空气主要由N2(78)、O2(21)和C02(0.032)及其它气体所组成。2空气运动。空气运动产生风。风对生物作用,益害参半。(1)风对植物影响。(2)风对动物影响。旗形树亚洲飞蝗 第12页(五)土壤1土壤质地和结构对生物影响 土壤由固体、液体和气体组成,土壤质地和结构直接影响土壤水分、温度、空气和养分情况,因而间接地影响动、植物生
5、活。依据其质地和结构可分为沙土、壤土和粘土三大类。(1)沙土。(2)壤土。具团粒结构,通气透水性能好,保肥能力强,为植物生命活动提供了良好生活条件,适合于绝大多数植物生活。(3)粘土。只适于浅根性植物生长。土壤质地和结构影响土壤动物运动形式。第13页2土壤酸碱度对生物影响 pH67微酸性土壤最有利于植物生长。酸性土植物、碱性土植物和中性土植物。土壤酸碱度对于土栖动物及其分布有很大影响。另外,土壤还是微生物生活最适宜场所,土壤里微生物数量最大,类型最多,是人类利用微生物资源主要起源。第14页沙拐枣碱蓬蜗牛第15页(六)火(七)地形 地形对生物影响通常是与其它因子一起发生作用,地形综合作用对生物分
6、布影响是极其显著。因为地表形态及海拔高度变化,经常引发光、温度、水、土壤等对应地发生改变。三、生物与有机环境(一)种内关系1.种内斗争(intraspecific competition)2.种内协作(intraspecific cooperation)。争夺配偶种内协作第16页(二)种间关系1中性作用(neutralism)。2竞争(competition)。3偏害作用(amensalism)。比如异种抑制作用或他感作用(allelopathy)、抗生作用等。4捕食作用(predation)。5寄生作用(parasitism)。比如人体内绦虫,植物中菟丝子。6偏利作用(sommensalis
7、m)。也称共栖(commensalism),即对一个种有利,对另一个种无影响。比如绿毛龟是丝状绿藻与乌龟共栖结果。7互利共生(mutualism)。即相互作用对两种都有利。比如地衣第17页第18页第二节 种群生态一、种群概念*种群(poulation)是指在一定时间内占据一定空间同一物种(或有机体)集合体,即种群由同种个体组成,它占有一定领域空间,它是同种个体经过种内关系有机地组成一个统一体或系统(system)第19页二、种群基本特征*(一)数量特征1出生率(natality)为单位时间内种群新出生个体数。2死亡率(motality)为单位时间内种群死亡个体数。3迁入和迁出 种群迁移率就是指
8、一定时间内种群迁出数量与迁入数量之差占总体百分率。第20页(二)空间特征 1随机型分布(random distribution)2均匀型分布(uniform distribution)3成群型分布(aggregated distribution)种群空间分布A随机型分布;B成群随机型分布;C均匀型分布;D成群均匀型分布(自Whittaker)第21页(三)遗传特征 遗传特征是指种群含有一定基因组成,是一个基因库。(四)系统特征 种群由同种个体经过种内关系有机地组成一个系统,它以特定生物种群为中心,以作用于该种群全部环境因子为空间边界。三、种群年纪结构(age structure,age dis
9、tribution)是指种群各年纪级个体生物数目在种群个体总数中所占百分比。四、性别百分比(sex ratio)(sexual structure)性别百分比是指种群中雄性和雌性个体数目标百分比。第22页 种群年纪结构三种基本类型A增加型种群;B稳定型种群;C衰退型种群第23页五、存活曲线(survival curve)表示种群存活率随时间改变过程,是以生物相对年纪(由绝对年纪除以平均寿命而得到)为横坐标,再以各年纪存活率为纵坐标所画曲线。第24页I型:几乎全部个体都能到达生理寿命;型:表示各年纪期死亡率是相等。型:表示幼体死亡率很高,只有极少数个体能活到生理寿命。第25页第三节 生物群落(b
10、iotic community)生物群落是指在特定时间聚集在一定地域或生境中全部生物种群集合。依据物种属性,生物群落能够分为植物群落、动物群落和微生物群落。一、生物群落基本特征*(一)物种多样性(species diversity)(二)群落中各个组员在决定群落结构和生态功效上作用不一样。优势种改变将直接造成群落发生改变。物种在群落中地位,以及它与食物和天敌关系称为生态位(niche)。(三)群落与其环境不可分割性第26页(四)群落时间、空间格局(spatial and temporal patterns)分层现象,昼夜相和季节相等。(五)群落结构涣散性和边界含糊性 群落结构普通指群落分层结构
11、和物种组成,随环境 改变而改变,不是致密实体,也不含有清楚边界,而表 现出结构涣散性和 边界含糊性。(六)群落演替(succession)特征 指群落组成结构会伴随时间改变而发生改变。第27页二、群落组成与结构(一)群落组成 群落组成是指群落由哪些生物种类所组成。群落不一样组成成份,在决定整个群落性质和功效上并不含有相同.1优势种(dominant species)普通来说,群落中常有一个或几个生物种群大量控制能流,其数量、大小以及在食物链中地位,强烈影响着其它生物种类栖息环境,这么生物种称为群落优势种。第28页2隶属种(subordinate)群落中除优势种外其它物种称为隶属种。3关键种(k
12、ey-stone species)一些珍稀、特有、庞大对其它物种含有与生物量不成百分比影响物种,它们在维护生物多样性和生态系统稳定方面起着主要作用。假如它们消失或消弱,整个生态系统就可能要发生根本性改变,这么物种称为关键种。第29页(二)群落结构 群落结构指生物在环境中分布及其与周围环境之间相互作用形成结构,又称为群落格局(pattern)。1群落外貌和生长型 群落形态与结构普通称为群落外貌(physiognomy);生长型(growth form)反应了植物生活环境条件 2空间结构 (1)垂直结构。(2)水平结构。第30页3时间结构(1)周期改变 日节律:季节节律:(2)演替,即群落在长久历
13、史发展过程中,由一个群落类型转变为另一个群落类型过程。第31页垂直结构水平结构第32页4营养结构(1)食物链(food chain)。食物链指群落中不一样生物种群经过取食与被取食关系而形成营养链锁结构 食草食物链(grazing food chain):是以绿色植物为起始步骤,经植食动物、肉食动物等取食关系组成食物链;残渣食物链(detritus food chain):是以死有机体(植物枯枝落叶、动物尸体和排泄物)为起始步骤,经过腐生动物或微生物逐层分解所组成食物链。第33页(2)食物网(food web)。食物网指群落中食物链,经过营养联络,相互交叉,形成错综复杂网状结构。(3)生态金字塔
14、(ecological pyramid)依据物种在食物网中所处营养等级不一样,可将生物种分为生产者、初级消费者、次级消费者、三级消费者等。第34页第35页5群落交织区和边缘效应 群落交织区(ecotone)是指两个或多个不一样群落交界区域,它是一个过渡地带,比如在森林和草原之间出现相互镶嵌过渡地带。因为群落交织区有两个相邻生物群落渗透,因而在群落交织区中既可有相隔群落生物种类,又可有交织区特有生物种类。在群落交织区中生物种类和密度增加现象,叫做边缘效应(edge effect)。第36页边缘效应第37页(三)物种多样性 群落结构简单或复杂,还决定于组成群落生物种类多少、数量是否均匀、各个物种主
15、要性等。物种多样性有各种表示方法。1物种丰富性(species richness)物种丰富性是指群落 中物种数目。2多度(abundance)多度是指群落中生物个体数目标多少,是一个数量上百分比。3密度(density)密度指单位面积上个体数,用公式表示为:D=N/S RD=N/N式中:D为密度;N为样地内某种物种个体数目;S为样地面积;RD为相对密度;N为全部物种个体数目。第38页4主要值(importance value)主要值是用来表示某种植物在群落中作用和地位大小,重要值越大种在群落结构中越主要。用公式表示:主要值=(相对密度+相对频率+相对基部盖度)/300 其中,频率指群落中某种植
16、物出现样方百分率;基部盖度指植物基部茎横截面积。s5Shannon-Wiener指数 H=PilnPi。式中:S为物种数;Pi为第i种个体百分比。i=16均匀度指数 EH/lnS。式中:H为多样性指数;S为物种数。第39页三、生物群落演替(community succession)群落演替又称生态演替(ecological succession),是指群落随时间和空间而发生改变,由一个类型转变为另一种类型生态过程。原生演替(primary succession)次生演替(secondary succession)(一)群落演替普通过程 裸地形成生物侵移、定居及繁殖环境改变物种竞争群落水平上相对
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