b.  动物：通过体内的新陈代谢产热，基础代谢产热和非颤抖性产热；局部降温减少热量散失。

高温：

a.  植物：蒸腾作用散热；细胞含水降低糖盐浓度增加，有利于减慢新陈代谢；热休克蛋白的产生。

b.  动物：储存热量；汗腺

4    生物表现的行为适应：植物一般不具备行为调节能力，但是可以通过休眠来度过不良环境；动物以趋避高温和低温区域以及以休眠、迁徙等方式来避免不良温度环境。

5    温度与生物的发育：（1）有效积温；（2）物候

(1) 有效积温：

生物学零度：生物的生长发育必须达到一定的温度范围才开始，低于这个温度，生物不能发育，这个温度称为发育阈温度也叫生物学零度。

有效积温：生物的生长发育过程中必须从环境中摄入一定的总热量，才能完成某一阶段的发育，各个阶段的总热量是一个常数，称为有效积温，其公式为K=N(T-C)。

  （2）物候：温度的变化随着季节变化具有年周期规律，生物生长发育随着年周期变化而变化。

6    温度与动物类型：

外温动物：依赖外部热源调节气温的动物，调节能力有限，形态结构一般不具备散热能力，只要依靠行为调节；

内温动物：通过自身体内氧化代谢产热来调节体温的动物，有较好的保温机制如羽毛、脂肪层，具有散热机制，如汗腺、体被散热隔热；代谢强度调节和行为调节兼具。

补充：

三基点：由于参与代谢活动的酶的活性在不同温度下有不同的表现，所以温度对植物生长的影响也具有最低、最适和最高温度三基点。植物只能在最低温度与最高温度范围内生长。虽然生长的最适温度，就是指生长最快的温度，但这并不是植物生长最健壮的温度。因为在最适温度下，植物体内的有机物消耗过多，植株反倒长得细长柔弱。因此在生产实践上培育健壮植株，常常要求低于最适温度的温度，这个温度称协调的最适温度。

主要概念：Bergman规律 Allen规律  三基点   活动积温  物侯

复习思考题

1、温度有哪些生态意义？低温和高温对生物会产生哪些影响？植物和动物如何在形态、生理、行为上进行适应？为什么温度能够限制生物的分布？

2、什么叫有效积温？利用它在实际生产中有哪些价值？

3、有人说生活在摩天大楼顶层的人寿命要长一些，你如何看？

第四节     环境因子：水

一、    水的分布与水因子的生态意义

1    水陆环境的主要差异

2    水的理化性质

a.水分子具有极性，是良好的溶剂；b.水具有较高的比热容使水分生物免受水温巨变带来的危害；c.特殊的密度变化，4℃时密度最大，然后往两边递减；d.水的三相变化提供了大量热的转化机制。

3    水的生态意义（组份，代谢介质，分布，形态塑造）

a.水与生物分布：一方面决定着生物是否能生存，二是决定生存生物及生态系统的类型；b. 水是生物体温的主要调节器；c.影响生物的进化方向；d.为生物创造一个稳定的温度环境。

二、生物对水因子的适应

1    水、陆生植物对水因子的适应

（1）   水生植物

a.通气系统：在水生环境下，植物为了应对缺氧环境，形成了特殊的内腔和细胞排列方式，构成叶、茎、根相连的通气系统，以使氧气通过茎叶输送到根部；具有渗透压调节功能以适应不同盐度的水生环境。

b.水生植物的生态类型：

l  沉水植物：大部分生活周期中植物体全部沉没在水下，根生于水下基底中。特征：叶片呈带状、丝状；根部不发达或退化；叶表皮没有角质层和气孔。

l  浮水植物：大部分生活周期中植物体茎叶浮在水面，根部固着或自由漂浮。特征：具有发达的海面组织，浮力大；叶片具有两面性，水面面无气孔，另一面有气孔。沉水部分气道发达。

l  挺水植物：植物的根着生于水下基底中，茎直立，光合作用处于水面以上。特征：通气系统发达；茎叶部分与陆生植物相似；光合作用较强，具有很大的生物量，如芦苇。

（2）陆生植物

a.陆生植物的水分平衡(减少失水、增加吸水、自备水)：

来源：大部分水分来自土壤，植物从土壤吸收水分，并在体内自下向上的疏导动力来自水势。

去处：植物在光合作用的过程中，需要吸收二氧化碳，与此同时导致植物失水，故99％的水分都被植物的蒸腾作用消耗掉了。

平衡：失水是植物生活的一部分，因此植物必须不断的获取水分来维持水分平衡。土壤水分充足时植物不一定不会缺水，一旦失水速率超过吸水速率植物就会缺水。

缺水：维持水分平衡的结构和机制，以适应长期或短期缺水。

短期缺水的适应：生理上的适应主要是通过调节气孔的开合，从而来避免过多水分的散失；行为上采取萎焉（九死还魂草）

长期缺水的适应：形态—小叶、无叶、贮水结构、根茎比；生理适应—CAM途径，降低水分需要量。

b.陆生植物的生态类型：

①湿生植物：湿生植物是适宜生活在水分饱和或周期性水淹的地段，具有抗水淹能力，不能忍受长时间缺水。沼泽中基本上都是湿生植物，还有如水稻、灯心草等。

②中生植物：适宜生长在水湿条件适中的生境

③旱生植物：旱生植物能忍受较长时间干旱，具多种适应干旱的形态结构特征和生理生化特性，有较强体内水分平衡调节功能，又可分为少浆液植物和多浆液植物

2    动物对水因子的适应

（1）   水生动物的渗透压调节

a.  海水鱼类的平衡：海水相对于鱼类是高渗环境，这样就意味着鱼会不断的失水到体外环境中，为了维持水分平衡，海水鱼通过饮水来补充水分，但是饮水的同时不可不免的吸入大量溶质，使体内处于渗透压增高的危险，于是通过排出一些带有高溶质的尿液来避免高渗透压，为了避免排尿带来的失水问题，海水鱼通过鳃上的特殊结构离子泵来排出体内多余的离子，不仅保持体内渗透压，还维持了水分平衡。

b.  淡水鱼类的平衡：淡水相对于鱼类内环境是低渗环境，体内渗透压较高，体外水分会渗透进体内，淡水鱼通过耗能来维持自身渗透压的稳定。具体方式如硬骨鱼类不饮水，并大量排出清尿来排出过多水分，但是随着水分的排出，盐离子也丧失，通过鳃上的离子泵来进行体内盐分的调节。

（2）   陆生动物对干旱的适应

l  陆生动物的失水途径：呼吸失水、体表失水、排泄失水。

l  陆生动物的补水途径：食物和饮水补充、体表吸水。

l  保持水分平衡：一般来说陆生动物受到环境制约，在缺水环境下不可能通过增加水分来进行补充，只能尽量减少体内失水：如具有不透水、干燥、有角质层的皮肤；皮肤表面被毛或其他结构；有比如增加尿液浓度来减少水分散失；另外有一些奇异的方式来适应缺水环境如骆驼的贮水结构。

（3）   适应组合

生物对非生物环境条件表现出一整套协同的适应特性，称适应组合。如骆驼和仙人掌对炎热干旱环境的适应。

适应组合以陆生炎热干旱地区的动物、植物为例说明适应组合的概念，又可以作为这一部分内容的小结。

补充：

CAM途径：干旱地区的植物，为了减少水分散失，白天关闭气孔，夜间气孔打开，并在夜间吸收二氧化碳并固定在碳四化合物中，白天有光照时，固定好的C4化合物参与卡尔文循环进行光合作用。

少浆液植物：为了适应干旱环境，将叶面积缩小，根系长而发达，含水量极少的植物。

本章主要概念： 少浆液植物

复习思考题

1、水环境和陆生环境有哪些不同？ 植物在适应方式上又有何不同？

2、水生动物和陆生动物在对水因子方面的适应中主要面临哪些矛盾？它们又如何适应？

3、水体介质及其低氧环境对生物的形态和结构及其能量耗散产生哪些影响？

第五节    环境因子：土壤及其它非生物因子

一  土壤因子

1    土壤的生态意义

a.  土壤是地球表面，由大气和生物长期作用与地质物质而形成的产物；

b.  是支撑陆生植物的基底，是动物活动的场所，为陆生植物提供必要的水分和养分条件的基质，是生物残体的处理场所；

c.  植物与土壤相互作用频繁进行物质交换，土壤的理化性质影响着植物的生态型，不同植被下发育也形成不同性质的土壤。

2    土壤的物理性质对生物的影响

3    土壤的化学性质对生物的影响

4    土壤环境与动物的适应

二  火因子

1    火烧的影响及其生态作用

a.火的有益作用

火与森林更新（地被、改善矿质元素循环，种子萌发）

火与食草动物（亚洲象保护中的一些问题）

火与森林病虫害

火成生态系统

b.火的有害作用

使生物死亡

脊椎动物在火烧中的直接死亡率一般不会很高。

火后群落结构变化

动物暴露

土壤养分流失（火加速有机物的矿化过程。 ）

2    植物/动物对火因子的适应

树皮、萌生、提早开花、保护种子（球果）

三  大气因子

1． 大气的生态意义

a.  风对植物的形态的形成有重要的作用，风对植物有矮化作用，旗形树；

b.  风作为植物繁殖体或种子转播的媒介；

c.  大气的活动影响气候从而影响生物的生长发育、分布等；

d.  风将物质从一个地方携带到另一个地方引起物质循环；

e.  风对地形地貌产生影响，改变生物的生境；

f.  风可以影响蒸发和蒸腾，对植物产生干燥性破坏，导致植物死亡。

2. 氧与生物

a.氧的生态作用：对水生生物产生影响，在缺氧环境下，发育出发达的通气系统；氧分子和高度活性氧原子结合生成臭氧，可以减少太阳短波辐射对生物的危害。

b.氧伤害：活性氧加快对生物的新陈代谢，使生物机体提前氧化。

四  人类活动对生物的影响

1    人类活动对生物的积极意义：（1）选择；（2）伴人适应与进化

2    人类活动对环境因子的改变：

（1）   生态破坏与环境污染

（2）人类活动对生物的生态影响

四  、生物对环境的适应表现

1.  趋同适应与生活型

Life Form：生活型；是生物对外界环境适应的外部表现形式，同一生活型的物种，不但体态相似，而且其适应特点也是相似的。生活型是不同生物对相同环境趋同适应的结果。

2.  趋异适应与生态型

五  环境因子的综合作用

3.  本章主要概念： 团粒结构  趋同适应  趋异适应  生活型   生态型

复习思考题

1、盐碱土对植物有哪些不利影响？盐土植物对植物的适应方式有哪些？

2、任何森林都一定要杜绝发生林火吗？

综合思考题：

第三章  种群生态学

第一节      种群的结构

本节主要介绍种群的基本概念，种群的时空、遗传和数量特征，分析种群作为一个系统区别于组成种群的个体所表现的各种特征。

一、    种群的概念

种群的定义、种群在不同学科中的称谓。种群定义所表现的时空、遗传和数量特征。

a.  种群的定义：种群指在一定时间和某一特定区域内相同物种组成的生物群体，它们共享一套基因库或具有潜在交配的能力。