第二章 生物的环境
第一节 环境与生态因子
第二节 生物与环境关系的基本原理
? 第三节 生物与光的关系
第四节 生物与温度的关系
第五节 生物与水的关系
第六节 生物与土壤的关系
第三节 生物与光的关系
? 一、光的性质
二, 光强度的变化
三, 光照周期
四, 光对生物的作用
（一）光的性质
（ 二 ） 光强度的变化
（ 三 ） 光照周期
生物与光
对于地球上的生物来讲，太阳辐射的作用体现在
光和热量（温度）两个方面，光的生物学作用表现
在三个方面,光质, 光照强度 和 光照周期 。
一, 光的性质
（ 一 ） 地球上光的组成
光是由波长范围很宽的电磁波组成的 。 地球上的
电磁波的波长范围为数米 --1/10000nm。 相差 13
个数量级 。 太阳辐射的波长范围为 150-4000nm。
第三节 生物与光的关系
光的组成
1,微波和无线电波 （ 0.4mm以上, 一般 1m以上 ）,微
波通讯, 广播, 电视等 。
2,红外线 （ 0.4mm-760nm）,产生热效应 。 大气层
外的太阳辐射中 50％ 的能量是红外线 。
3,可见光 （ 760-380nm）,太阳辐射中 41％ 的能量是
可见光 。 可见光分七色, 红光 （ 760-620nm） 和蓝
光 （ 490-435nm） 是光合作用的主要光谱 。
4,紫外线 (380-4nm)：紫外线对生物有杀伤和致癌作用,
大气层允许 290-380nm的紫外线到达地球表面 。
5,X射线和 γ射线 (10-10-4nm)：高能辐射, 可伤害原
生质, 主要来自原子能 。
上述人为分类是相对于人
而言的，对于不同的动物和植
物，会有一定的差异，例如，
一定波长的红外线是某些动物
的可见光 。
光质的变化
（ 二 ） 光质的变化
1,空间：高纬度, 短波光少；高海拔, 短波光多,
紫外线影响植物的生长和分布 。
2.时间：季节, 夏天短波光多, 冬天短波光少 。
日, 中午短波光多, 早晚长波光多 。
3.地貌：陆地, 主要被植物的叶子吸收和反射 。
水体, 水体吸收和散射作用强, 大部分
红外线被吸收, 紫蓝光散射 （ 水色 ）, 绿光深入水中 。
在海水中 10米深处, 可见光消减 50％, 100米处仅剩 7％ 。
第三节 生物与光的关系
一、光的性质
? 二, 光强度的变化
三, 光照周期
四, 光对生物的作用
（一）光的性质
（ 二 ） 光强度的变化
（ 三 ） 光照周期
光强度的变化
二, 光强度的变化
太阳常数为 1.94卡 /厘米 2/分钟 (Cal/cm2/m)
1,空间：高纬度, 低强度；低纬度荒漠年平均光强
200KCal/cm2,北极为 120KCal/cm2。
高海拔, 高强度；海拔 1000米, 入射光能的
70％, 海平面为 50％ 。
坡向：南坡, 平地和北坡强度越来越低 。 与坡
度有关, 不同纬度的最强光照的坡度不同 。
2.时间：季节, 夏天高强度；冬天强度低
日, 中午强度最高； 早晚强度较低
3.生态系统：上层, 强度大；下层, 强度低 。
水体分层
植物和水体都分层 。 清澈静止的水体
15米深处, 50％ 衰减 。 根据光照强度将水
体分为：
光亮带 （ euphotic zone）,光合作用
大于等于代谢能 。
弱光带 （ dysphotic zone）,光合作用
小于代谢能 。
无光带 （ aphotic zone）,无光合作用 。
第三节 生物与光的关系
一、光的性质
二, 光强度的变化
? 三, 光照周期
四, 光对生物的作用
（一）光的性质
（ 二 ） 光强度的变化
（ 三 ） 光照周期
光照周期
三, 光照周期 (Photoperiod)
北半球：夏至最长, 冬至最短 。
南半球：相反
赤道：昼夜平分
两极：半年白天, 半年黑夜 。
第三节 生物与光的关系
一、光的性质
二, 光强度的变化
三, 光照周期
? 四, 光对生物的作用
（一）光的性质
（ 二 ） 光强度的变化
（ 三 ） 光照周期
生物与光
四, 光对生物的作用：
（ 一 ） 光质
1,植物：
陆生植物主要吸收红光和蓝光, 高山紫
外抑制茎的伸长；
海水表层绿色植物也吸收红光和蓝光；
海水深层红藻, 紫菜等有效利用绿光 。
生物与光质
2,动物：
灵长类, 鸟类, 鱼类, 节肢动物等都
有很发达的色觉, 应加强这方面的研究 。
不同发育阶段对光质反应不同, 如红
光促进鸡的繁殖, 抑制啄肛, 短波光 （ 蓝
光 ） 有助于生长 。
鱼类对绿, 蓝, 红光比较敏感 。
光强度
1,陆生植物
如下图, 植物光合作用达到最大值时的光照强
度, 称为该种植物的 光饱和点 。 光合作用和呼吸作
用相等时的光照强度称为 光补偿点 。
（ 二 ） 光强度
陆生植物
1,陆生植物
（ 1） 不同种类：
阳地植物：光补偿点较高, 光饱和点一般也较
高, 可利用强光, 如杨, 柳, 桦等 。
阴地植物：光饱和点较低, 光补偿点一般较低,
可有效利用弱光, 如云杉, 人参, 三七等 。
（ 2） 不同时期：
苗期和生育后期光饱和点较低, 生长旺期光饱
和点较高 。
（ 3） 群体比单体更有效利用光 。
水生植物
2,水生植物
只能生活在水体的透光带 （ 1--数
百米 ） 。
海带等巨型藻类在大陆沿岸生活,
单细胞浮游植物只能在海洋上层生活 。
动物的行为
3.动物的行为
光照强度决定动物开始活动的时间 。 根据动
物的活动时间将动物分为：
昼行性动物：多数鸟类, 灵长类, 有蹄类等；
夜行性动物：夜猴, 蝙蝠, 家鼠等 。
鳖属夜行性, 光照强度 （ 10-3000lux） 越
低, 摄食量越大, 生长越快 。 大麻哈鱼, 鲽类等
必须有一定的光照强度才能摄食 。 多数鸟类在光
亮时活动, 但光照过强时也抑制其活动 。
光周期与植物
1,植物：光周期影响植物的生长发育和繁殖,
根据其开花与光照周期的关系, 将植物分为：
长日照植物,日照时间超过 一定数值 （ 因种而
异 ） 才能开花 。 如冬小麦, 油菜, 萝卜 。
短日照植物,日照时间少于 一定数值 （ 因种而
异 ） 才能开花 。 如玉米, 大豆, 烟草, 棉, 麻等 。
中性植物,光照时间与开花无关 。 如黄瓜, 番
茄, 蒲公英等 。
时令花卉的培育采用的技术之一就是人工限光, 补光 。
（ 三 ） 光周期
光周期与动物
2,动物：光周期对动物的影响表现
在以下几个方面：
（ 1） 决定动物的迁徙, 迁移或洄游的
时间；
（ 2） 影响鸟兽换羽, 毛 （ 短光照, 限
食, 限水 ） ；
（ 3） 影响动物的生殖时间 。 鸟类在长
光照一个月后可繁殖；
（ 4） 影响动物的冬眠和滞育 （ 常与温
度有关 ） 。
第二章 生物的环境
第一节 环境与生态因子
第二节 生物与环境关系的基本原理
第三节 生物与光的关系
? 第四节 生物与温度的关系
第五节 生物与水的关系
第六节 生物与土壤的关系
第四节 生物与温度的关系
? 一、温度分布的主要决定因素
二、温度的变化
三,温度与生物的关系
1,极端温度
2,生物的适应
3,有效积温法则
4,温度与动物寿命的关系
5,温度与生物的分布
生物与温度
一, 温度分布的主要决定因素
地球上的温度取决于该地区的太阳辐射和地貌 。
1.空间：
赤道 辐射强度最大, 温度最高 。 高纬度 地区, 太
阳入射的角度较大, 单位辐射面积较大, 太阳光穿透
大气层的厚度较大, 单位面积辐射强度小, 温度低 。
两极 地区的太阳辐射仅为赤道的 40％, 温度最低 。
高海拔地区, 太阳辐射较强, 但由于风的作用,
热散失快, 所以温度较低 。
第四节 生物与温度的关系
地 貌
2,地貌：
陆地吸热和散热均较快, 温度变化
大 （ 年, 昼夜 ）
海洋吸热和散热均较慢，温度变化
小（年、昼夜）
第四节 生物与温度的关系
一、温度分布的主要决定因素
? 二、温度的变化
三,温度与生物的关系
1,极端温度
2,生物的适应
3,有效积温法则
4,温度与动物寿命的关系
5,温度与生物的分布
温度的变化
1,地球上温度的变化幅度：
水温：海洋, 大洋海水 -2.5—36℃, 潮间带 -2.0—
45℃, 淡水 0—40-45℃
陆地：南极最低 -89.6℃, 沙漠最高 60℃, 沙漠
土壤表面 80℃
2.时间变化：
（ 1） 昼夜：
海洋水温昼夜变幅 <4℃ ；
大陆气温一般约 17℃, 沙漠 40℃, 高海拔地区变
化大；土壤表面变幅最大, 35-100cm以下无变化 。
二, 温度的变化
季 节
（ 2） 季节：
海洋：赤道变化大；温带变化中等,
10—15℃ ；两极变化小, <=5℃ ；深层无
变化, 稳定于 -0.5—4℃ 。
陆地：热带雨林变化幅度小 （ 24-28℃ ）
相差 4℃ ；温寒带变幅较大, 如西藏 -37—
40℃, 相差 77℃ ；土壤表面变化最大,
一般 >100℃, 30米以下的土壤无季节性
变化 。
空 间
（ 3） 空间：
水平变化：纬度每增加 1度, 陆地年平均气温下
降 0.5,陆地温度同时受海洋和高山的影响；海水
上层水温也随纬度增加而降低 。
垂直变化：气温：高海拔温度低, 变化大, 每上
升 100M气温降低 0.5—1℃ ;低海拔温度变化小 。
水温：以淡水为例, 夏季分层, 上层热, 下层冷,
中层变化大；秋季环流, 冬季上层 0℃, 下层 4℃ ；
秋季风力环流 。
第四节 生物与温度的关系
一、温度分布的主要决定因素
二、温度的变化
三,温度与生物的关系
? 1,极端温度
2,生物的适应
3,有效积温法则
4,温度与动物寿命的关系
5,温度与生物的分布
温度的作用
1,极端温度：
（ 1） 低温：温度低于一定的数值, 生物会因低温
而受害, 该值称为临界温度 。 低于临界温度生物受 冷
害 ；低于 0℃ 受 冻害 （ 生物体内形成冰晶 ） (霜害 )。
（ 2） 高温：生物呼吸加强, 多因体液不平衡所致
（ 缺水, 代谢物积累, 蛋白质凝固 ） 。
植物：光合作用下降；呼吸作用加强；水分代谢
不平衡；代谢物积累；蛋白质凝固 。
动物：呼吸作用加强；排泄失调；蛋白质凝固,
酶失活；神经麻痹 。
三, 温度与生物的关系
第四节 生物与温度的关系
一、温度分布的主要决定因素
二、温度的变化
三,温度与生物的关系
1,极端温度
? 2,生物的适应
3,有效积温法则
4,温度与动物寿命的关系
5,温度与生物的分布
植物的适应
长期生活于低温环境中的生物通过自然选择,
在形态, 生理和行为上表现出很多明显的适应 。
（ 1） 植物：
低温：形态上, 叶片表面有油类物质；芽具鳞片；
体表具蜡粉和密毛；矮小 。 生理上, 水分降低, 糖,
脂, 色素增加, 以降低细胞冰点；吸收光谱增宽,
能吸收红外线 。
高温：形态上, 某些植物生有密绒毛和鳞片, 体
呈白色, 可反射部分光线；叶片垂直排列；木栓层
厚 。 生理上, 含水少, 糖, 盐浓度高；蒸腾作用旺
盛 。
2,生物的适应
动物的适应
低温,形态上, 皮下脂肪加厚；贝格曼定律：
恒温动物在寒冷地区个体较大；阿伦定律：恒温
动物在寒冷环境中突出部位 （ 耳, 四肢, 尾 ） 有
变短的趋势 。 生理上, 增加产热, 局部异温 。 行
为上, 休眠和迁移 。 在温寒带, 变温动物的休眠
很常见, 在变温动物 （ 如鳖, 牛蛙 ） 生态养殖中,
提高温度打破冬眠使其快速生长和繁殖, 是最重
要而有效的手段 。
高温,形态上, 难以奏效 。 生理上, 放松对恒
温的要求, 提高体温 。 行为上, 夜出加穴居 。
（ 2） 动物
阿伦定律
第四节 生物与温度的关系
一、温度分布的主要决定因素
二、温度的变化
三,温度与生物的关系
1,极端温度
2,生物的适应
? 3,有效积温法则
4,温度与动物寿命的关系
5,温度与生物的分布
有效积温法则
（ 1） 概念：
植物和某些变温动物完成某一发育阶段所需总热
量 （ 有效积温 ） 是一个常数 。
① K=N*T (式中 K为有效积温, N为发育时间, T为平均温度 )
② 生物都有一个发育的起点温度 （ 最低有效温度 C）, 所
以, 应对平均温度进行修饰 。 上式变为：
K=N*(T-C) 或 T=C+K/N,
温度 T与发育时间 N呈双曲线关系, 由于发育速度 V=1/N,
所以, T=C+KV,温度与发育速度呈线性关系 。
3,有效积温法则
（温度与生物发育的关系）
有效积温法则
③ 生物的发育也有一个高限温度, 发育
时间也有生理极限, 即最短发育时间 N0，
K=(N-N0)(T-C)
鳖的胚胎发育时间 （ N） 与温度 （ T） 的关系
如下：
109=(N-30.6)(T-22.5),
有效积温为 109度天, 最短孵化期为 30.6天, 最
低发育温度为 22.5度 。
即 N=30.6+109/(T-22.5)
应 用
（ 2） 有效积温法则的应用：
① 预测生物发生的时代数；
② 预测生物地理分布的北界, 全年有效
积温大于 K；
③ 预测害虫来年发生程度
④ 推算生物的年发生历；
⑤ 据此制定农业气候规划, 合理安排作
物, 预报农时 。
局限性
（ 1） 局限性：
① 有效积温和发育起点温度是在恒
温下测得的, 变温下昆虫发育较快 。
② 温度和发育速度的关系为 S型, 而
非直线型 。
③ 生物的生长还受温度外其他因素
的影响, 如长日照促进小麦发育 。
④ 不能用于休眠, 滞育生物的时代
数计算 。
第四节 生物与温度的关系
一、温度分布的主要决定因素
二、温度的变化
三,温度与生物的关系
1,极端温度
2,生物的适应
3,有效积温法则
? 4,温度与动物寿命的关系
5,温度与生物的分布
温度与寿命
4,温度与动物寿命的关系：
变温动物在较冷环境中寿命较长,
恒温动物在最适温度寿命较长 。
某一特定温度下生殖力最强 。 一般
在最适温度以下 。
第四节 生物与温度的关系
一、温度分布的主要决定因素
二、温度的变化
三,温度与生物的关系
1,极端温度
2,生物的适应
3,有效积温法则
4,温度与动物寿命的关系
? 5,温度与生物的分布
温度与分布
（ 1） 极端温度是限制温度分布的首要因素 。
高温：白桦, 云杉不能在华北平原生长；
苹果, 梨, 桃不能在热带开花结果；黄山松
分布在 1000-1200米以上；菜粉蝶不能忍受
26℃ 以上的气温 。
低温：橡胶分布区低于北纬 24° 40ˊ
（ 云南盈江 ）, 海拔 960米以下；剑麻是北
纬 26°, 海拔 900米以下；椰子是 24° 30ˊ
（ 厦门 ）, 海拔 640米以下 （ 海南 ） ；东亚
飞蝗的北界为等温线 13.6℃ 。
5,温度与生物的分布
温度与分布
（ 2） 有效积温足够完成一个生活周
期的地方才能分布 。
昆虫大发生时常 暂时地 超越其分布北
界；温度对恒温动物分布限制小可通过
其食物等生态因子而影响其分布 。
第二章 生物的环境
第一节 环境与生态因子
第二节 生物与环境关系的基本原理
第三节 生物与光的关系
第四节 生物与温度的关系
? 第五节 生物与水的关系
第六节 生物与土壤的关系
第五节 生物与水的关系
? 一, 地球上的水 --水圈
二, 水生生物与水的关系
三, 陆生生物与水的关系
生物与水
一, 地球上的水 --水圈
地球上和环绕地球大气圈中的各类型的水, 统
称水圈 。
1,水的分层：水体中温度, 盐度和溶氧都是分层的 。
温度：表层 （ 一般较高 ）, 温跃层 （ 变化大 ）,
低温层 （ 低温 ） ；
盐度：均质层 （ 均匀 ）, 盐跃层 （ 变化大, 下降
快 ）, 低盐层 （ 低盐 ） ；
溶氧：表层 （ 高 ）, 氧跃层 （ 变化大 ）, 低氧层
（ 低 ）, 深层 （ 溶氧中等, 稳定 ） 。
第五节 生物与水的关系
水体温度、盐度和溶氧的分层
水的循环
2,水的循环
大气水
降水
降水 蒸发 蒸发
陆地水 海洋水径流
水的分布
3,降水量的分布
高纬度地区降水少；远离海洋降水越少；
迎湿热风的斜坡降水较多 。 我国东南降水
多, 西北降水少 。
4,水的生态意义
水是生物生活和生存的必要条件, 陆生生
物保水是第一性的, 水生生物不能离开水,
还有调节渗透压的问题 。
第五节 生物与水的关系
一, 地球上的水 --水圈
?二, 水生生物与水的关系
三, 陆生生物与水的关系
水生生物与水
1.水的粘滞性大, 水生动物的运动阻力大,
浮力也大
植物借其浮力而不下沉, 有的具有充满
气体的球形物；单细胞浮游植物含油滴 。 鱼
类利用脂肪, 减少骨骼和盐分, 充气的鳔等
增加浮力 。 以流线体型快速运动 。 因浮力大,
水生动物体型也大, 如蓝鲸体长 33米, 体
重达 100吨, 而陆地现存最大的动物象仅 7
吨, 水生动物支持结构无力, 所以鲸鱼一旦
上岸将窒息死亡 。
二, 水生生物与水的关系
水与呼吸
2,水与生物的呼吸
水含氧量低, 粘滞性大 。
植物有发达的通气系统, 叶片薄, 带状 。
与陆生动物相比, 水生动物呼吸耗能大 。
水：含量 7mlO2/L,获得 1gO2,需
100Kg的水完全交换 。
陆地：含量 210mlO2/L,获得 1gO2，
需 5g的空气进行交换 。
水与体温
3,热传导快, 但温度变幅小
植物, 变温动物较适宜 。 变温
动物代谢率低, 生长速度快, 饵料
系数低, 营养价值高, 应重视发展
水产业 。
植物对水的依赖程度
一般来讲，植物每生产 1 g干物质约需 300— 600 g水，称
为植物的需水量，不同植物不同。
水生植物：沉水植物：整株沉没于水下，金鱼藻。
浮水植物：叶片漂浮于水面，浮萍。
挺水植物：植物大部分挺出水面，芦苇。
陆生植物：湿生植物：不能长时间耐受缺水。
中生植物：湿度适中的环境。
旱生植物：能耐受长时间干旱。
4,水生生物的渗透压调节
变渗生物：水生生物的渗透压随环境的变化
而变化 。
恒渗生物：水生生物的渗透压保持相对恒定,
不随环境的变化而变化 。
植物：淡水植物自动调节渗透压；
海水植物等渗。
渗透压调节 动物：
（ 1） 海洋动物：
等渗,海洋无脊椎动物, 如海胆, 贻贝 。 不需调节 。
高渗,海月水母, 枪乌贼, 龙虾等, 以排泄器官排
除多余的水 。 海洋软骨鱼, 在体液中保存尿素和氧化
三甲胺而略呈高渗, 肾脏排稀尿, 直肠腺调离子 。
低渗,海洋硬骨鱼, 大量饮水, 以排泄器官和盐腺
排出溶质 。
次生水生动物,爬行动物具盐腺 （ 鼻, 侧鼻, 舌下,
围眶腺 ）, 海鸟具鼻腺, 海兽排高浓度的尿 。
渗透压调节
（ 2） 淡水动物：均为高渗, 排泄器官排稀
尿, 摄取食物和通过鳃吸收钠离子以补充溶
质 。
（ 3） 洄游性鱼类,溯河性鲑鳟鱼类和降河性鳗鲡 。
体表渗透性很低, 具黏液 （ 鳗鲡 ） ；能
改变尿量, 淡水中排尿量大, 海水中尿量小；
鳃在海水中排盐, 淡水中摄盐；海水中吞饮
海水 。
第五节 生物与水的关系
一, 地球上的水 --水圈
二, 水生生物与水的关系
?三, 陆生生物与水的关系
陆生生物与水
保水是陆生生物的的首要任务 。
1,植物：
植物失水主要是蒸腾作用 （ 运输矿物元素,
营养物质 ）, 气体交换 （ CO2含量低, 0.03%）,
摄取 CO2需交换的空气量大 。
形态上, 具细毛, 棘刺 （ 散热, 遮光 ）, 蜡
质表皮；生理上, 气门可自动开关, 气孔陷于叶
中, 摄 O2快速 （ 生化 ）, 转化储存, 晚上行光
合作用 。
三, 陆生生物与水的关系
2,动物：
皮肤蒸发, 呼吸, 排泄失水 。
昆虫有几丁质的外骨骼和蜡质层, 气
门由气门瓣控制；爬行动物：具角质鳞和皮
下脂肪；鸟兽：呼吸道长；肾重吸收能力强；
排尿酸和尿素；鸟类皮肤腺退化；某些鸟兽
高温时可提高体温 （ 黄鼠, 羚羊和骆驼等 ） ；
鼻腔冷凝水, 重吸收 。
第二章 生物的环境
第一节 环境与生态因子
第二节 生物与环境关系的基本原理
第三节 生物与光的关系
第四节 生物与温度的关系
第五节 生物与水的关系
? 第六节 生物与土壤的关系
生物与土壤
一、生物的物质环境
地球上的物质环境除了水圈以外,
还有 岩石圈, 大气圈, 以及复合性的 生
物圈 。
第六节 生物与土壤的关系
1,岩石圈
岩石圈主要由地球的地壳层构成, 是生物所需要
的各种元素和化合物的源泉, 也是成土母质, 海洋盐
类, 大气和一切自由水的源泉 。
地
球
的
构
成
（
64
00Km
）
地幔 (2895Km)硅
酸盐
地核 （ 3475Km) 铁
和镍
地壳 （ 16－ 40Km）
O,Si,Al,Fe,Ca,
Na,K,Mg等
土 壤
地壳表面的岩石 风化 成土母质
生物作用 土壤 。
土壤由固体, 液体, 气体三种状态
的物质组成的, 具有通气性, 持水性,
湿度, 热容量等物理性质 。 土壤是陆生
植物生长, 动物栖息和活动的场所, 完
成生态系统的许多基本功能, 如分解过
程, 固氮作用, 脱氮作用, 去污作用
（ CO转化 ） 等 。
大气圈
2,大气圈
大气圈由围绕地球的各种气体混合物
所组成 。 大气圈的厚度可达 1万公里 。 从
海平面往上, 每升高 275米 （ 900英尺 ）,
气压下降 1/30;随海拔升高, 气压降低的
速率越来越小, 50公里 （ 30英里 ） 以上,
气压变化极小 。
大气圈组成
大气圈
均质层,
对流层 （ <8-20KM）, 气体对流, 乱流, 随海拔上升, 温度下降 。
平流层 （ <50-55KM）,气流平稳, 温度逐渐升高 。 -55--0℃
中间层 （ <80-85KM）, 气温下降 。 0 — -83℃
非均质层,
氮层 （ <200KM） N2,800KM以下为热层, 温度最高达 1100－ 1650℃
氧层 （ <1100KM） O >800km为外层 。
氦层 （ <3500KM） He
氢层 （ >3500KM） H
生物圈
3.生物圈
生物圈是指地球上存在生命的部分 。 它
由大气圈的下层 （ 对流层 ）, 水圈和岩石圈
的上层 （ 风化壳 ） 组成 。 从地下 12公里至
23公里高空 。
现代生态学认为, 生物圈是生物与环境
相互作用的产物, 是地球上最大的生态系统 。
它既包括地球上全部生物, 又包括生物赖以
生存的全球性环境条件的总和 。
生物与土壤
1,密度：
（ 1） 有孔隙土壤：小型动物穿行, 身
体细长, 角质表皮 。 （ 2） 松软土壤：推
进式挖掘, 如蚯蚓 。 （ 3） 硬土壤：凿掘
运动, 动物具爪, 颚器, 门齿 （ 鼹鼠 ） 。
二, 生物与土壤的关系
2,水分：
植物根系可从土壤中直接吸收水分, 适当的水有
利于营养物质的溶解和移动；水分的作用还包括：磷
酸盐的水解, 有机磷的矿化, 调节土壤温度 。
不同动物对土壤水分的要求不同 。 如：节肢动物
生活在水分饱和 （ 土壤的空气湿度为 100%） 的土壤
中, 常进行周期性垂直迁移 。 土壤中充满水时, 常使
动物缺氧死亡 。
土壤的含水量影响昆虫的发育和生殖力 。 如东亚
飞蝗, 含水量 8-22%时产卵量最大, 最适孵化湿度
3-16%,超过 30%大部分不能正常发育 。
土壤动物比陆生动物更易失水, 因为其适应潮湿
环境, 保水能力较差 。
土壤中的空气
3,空气：
土壤中的空气含氧量低 （ 10-12%）, CO2
含量高 （ 0.1%）, 各种成分的含量不稳定, 有
季节, 昼夜和深度的变化 。 土壤动物的内呼吸
能力强 。 通气不良时, 土壤中的空气含氧量会
更低 （ 10%以下 ）, CO2含量高达 10-15%,对
动植物都有毒害作用, 抑制好气微生物, 减缓
有机物质的分解活动；反之, 通气过分, 分解
有机物加快, 腐殖质数量减少, 不利于营养物
质长期供应 。
土壤温度
4,温度：
温度影响植物种子的萌发,实
生苗的生长、根系的生长和呼吸能
力。土壤动物对温度的适应，主要
表现在垂直迁移上。
土壤酸碱度
5,酸碱度：
土壤酸碱度的划分：强酸性 （ PH<5.0）,
酸性 （ 5.0-6.5）, 中性 （ 6.5-7.5 ）, 碱性
（ 7.5-8.5）, 强碱性 （ >8.5） 。
PH通过对土壤养分有效性的影响, PH
6-7最好 。 动物对土壤酸碱度有不同的嗜好
（ 适应 ） 。 如嗜酸性的金针虫 （ 2.7-5.2） 。
嗜碱性的麦红吸浆虫 （ 7-11）, 蚯蚓 （ 8.0） 。
土壤有机质
6,有机质：
能改善土壤的物理结构和化
学性质, 有利于土壤团粒结构的
形成, 促进植物生长和养分的吸
收 。 一般地, 土壤有机质的含量
越多, 土壤动物的种类和数量也
越多 。
土壤无机元素
7,无机元素：
植物生长发育所需的无机元素有 13种, 7种为
常量元素 （ N,P,K,S,Ca,Mg,Fe）, 6种为微量
元素 （ Mn,Zn,Cu,Mo,B,Cl）, 还有一些为某些
植物所必需 。
土壤中的无机元素对动物的分布和数量有一定
的影响 。 如石灰质土壤中蜗牛数量较多；鹿生活在
母岩为石灰岩的土壤地区, 其角坚硬, 体重也大；
NaCl丰富的土壤能吸引食草有蹄动物；缺钴常会使
很多反刍动物变得虚弱, 贫血, 消瘦和食欲不振,
严重缺钴甚至死亡 。
其它气候因子还有雷,
电, 风 （ 大气流动 ）, 水流,
火, 海拔, 纬度以及气候的
综合作用 。
（ 根据参考书和文献自学 ）
研究现状
个体生态学包括生理生态, 化学生态
和行为生态 （ 也有的放在种群生态中 ） 。
一, 动物生理生态：
1,对极端环境的适应性及其类型比较：
动物对如下极端环境适应的研究是动物生
理生态的主体：高温, 低温, 缺水, 低氧,
高渗透压, 微量元素缺乏, 强辐射, 高压
（ 深海 ）, 极端 PH。
个体生态学研究现状（简介）
2,生物能量学：研究动物的能量摄入,
利用和分配, 以最优化理论和方法对此分配
模式进行分析, 并以基因适合度作为衡量指
标, 讨论了进化中的能量分配对策 。 鱼类,
有蹄类, 啮齿类和昆虫类研究较多 。
3,热代谢和体温调节：体温调节类型
及其进化过程的研究 。
4,身体大小对生理变量的影响 。
5,行为是动物适应环境的首要方式
（ 行为生态 ） 。
二, 植物生理生态：
1,光合生理生态：水, 热, 光, 营养对
光合作用的综合影响和相互关联 。
2,胁迫 （ 抗逆性 ） 生理生态：对极端环
境胁迫的生理适应 。
3,营养生理生态：营养元素不足引起的
生理障碍 。
4,环境生理生态,S,Cu,Zn,Pb,Hg,
Ca,Cl,F高浓度对植物的危害 。
三, 化学生态：
植物化学生态主要研究植物间的, 相生
相克, （ 他感作用 ） 。
动物化学生态以兽类和昆虫为主, 化学
通讯为主要内容, 与行为生态紧密联系 。
化学生态最热门的研究课题是植物与动物的关系。
第一节 环境与生态因子
第二节 生物与环境关系的基本原理
? 第三节 生物与光的关系
第四节 生物与温度的关系
第五节 生物与水的关系
第六节 生物与土壤的关系
第三节 生物与光的关系
? 一、光的性质
二, 光强度的变化
三, 光照周期
四, 光对生物的作用
（一）光的性质
（ 二 ） 光强度的变化
（ 三 ） 光照周期
生物与光
对于地球上的生物来讲，太阳辐射的作用体现在
光和热量（温度）两个方面，光的生物学作用表现
在三个方面,光质, 光照强度 和 光照周期 。
一, 光的性质
（ 一 ） 地球上光的组成
光是由波长范围很宽的电磁波组成的 。 地球上的
电磁波的波长范围为数米 --1/10000nm。 相差 13
个数量级 。 太阳辐射的波长范围为 150-4000nm。
第三节 生物与光的关系
光的组成
1,微波和无线电波 （ 0.4mm以上, 一般 1m以上 ）,微
波通讯, 广播, 电视等 。
2,红外线 （ 0.4mm-760nm）,产生热效应 。 大气层
外的太阳辐射中 50％ 的能量是红外线 。
3,可见光 （ 760-380nm）,太阳辐射中 41％ 的能量是
可见光 。 可见光分七色, 红光 （ 760-620nm） 和蓝
光 （ 490-435nm） 是光合作用的主要光谱 。
4,紫外线 (380-4nm)：紫外线对生物有杀伤和致癌作用,
大气层允许 290-380nm的紫外线到达地球表面 。
5,X射线和 γ射线 (10-10-4nm)：高能辐射, 可伤害原
生质, 主要来自原子能 。
上述人为分类是相对于人
而言的，对于不同的动物和植
物，会有一定的差异，例如，
一定波长的红外线是某些动物
的可见光 。
光质的变化
（ 二 ） 光质的变化
1,空间：高纬度, 短波光少；高海拔, 短波光多,
紫外线影响植物的生长和分布 。
2.时间：季节, 夏天短波光多, 冬天短波光少 。
日, 中午短波光多, 早晚长波光多 。
3.地貌：陆地, 主要被植物的叶子吸收和反射 。
水体, 水体吸收和散射作用强, 大部分
红外线被吸收, 紫蓝光散射 （ 水色 ）, 绿光深入水中 。
在海水中 10米深处, 可见光消减 50％, 100米处仅剩 7％ 。
第三节 生物与光的关系
一、光的性质
? 二, 光强度的变化
三, 光照周期
四, 光对生物的作用
（一）光的性质
（ 二 ） 光强度的变化
（ 三 ） 光照周期
光强度的变化
二, 光强度的变化
太阳常数为 1.94卡 /厘米 2/分钟 (Cal/cm2/m)
1,空间：高纬度, 低强度；低纬度荒漠年平均光强
200KCal/cm2,北极为 120KCal/cm2。
高海拔, 高强度；海拔 1000米, 入射光能的
70％, 海平面为 50％ 。
坡向：南坡, 平地和北坡强度越来越低 。 与坡
度有关, 不同纬度的最强光照的坡度不同 。
2.时间：季节, 夏天高强度；冬天强度低
日, 中午强度最高； 早晚强度较低
3.生态系统：上层, 强度大；下层, 强度低 。
水体分层
植物和水体都分层 。 清澈静止的水体
15米深处, 50％ 衰减 。 根据光照强度将水
体分为：
光亮带 （ euphotic zone）,光合作用
大于等于代谢能 。
弱光带 （ dysphotic zone）,光合作用
小于代谢能 。
无光带 （ aphotic zone）,无光合作用 。
第三节 生物与光的关系
一、光的性质
二, 光强度的变化
? 三, 光照周期
四, 光对生物的作用
（一）光的性质
（ 二 ） 光强度的变化
（ 三 ） 光照周期
光照周期
三, 光照周期 (Photoperiod)
北半球：夏至最长, 冬至最短 。
南半球：相反
赤道：昼夜平分
两极：半年白天, 半年黑夜 。
第三节 生物与光的关系
一、光的性质
二, 光强度的变化
三, 光照周期
? 四, 光对生物的作用
（一）光的性质
（ 二 ） 光强度的变化
（ 三 ） 光照周期
生物与光
四, 光对生物的作用：
（ 一 ） 光质
1,植物：
陆生植物主要吸收红光和蓝光, 高山紫
外抑制茎的伸长；
海水表层绿色植物也吸收红光和蓝光；
海水深层红藻, 紫菜等有效利用绿光 。
生物与光质
2,动物：
灵长类, 鸟类, 鱼类, 节肢动物等都
有很发达的色觉, 应加强这方面的研究 。
不同发育阶段对光质反应不同, 如红
光促进鸡的繁殖, 抑制啄肛, 短波光 （ 蓝
光 ） 有助于生长 。
鱼类对绿, 蓝, 红光比较敏感 。
光强度
1,陆生植物
如下图, 植物光合作用达到最大值时的光照强
度, 称为该种植物的 光饱和点 。 光合作用和呼吸作
用相等时的光照强度称为 光补偿点 。
（ 二 ） 光强度
陆生植物
1,陆生植物
（ 1） 不同种类：
阳地植物：光补偿点较高, 光饱和点一般也较
高, 可利用强光, 如杨, 柳, 桦等 。
阴地植物：光饱和点较低, 光补偿点一般较低,
可有效利用弱光, 如云杉, 人参, 三七等 。
（ 2） 不同时期：
苗期和生育后期光饱和点较低, 生长旺期光饱
和点较高 。
（ 3） 群体比单体更有效利用光 。
水生植物
2,水生植物
只能生活在水体的透光带 （ 1--数
百米 ） 。
海带等巨型藻类在大陆沿岸生活,
单细胞浮游植物只能在海洋上层生活 。
动物的行为
3.动物的行为
光照强度决定动物开始活动的时间 。 根据动
物的活动时间将动物分为：
昼行性动物：多数鸟类, 灵长类, 有蹄类等；
夜行性动物：夜猴, 蝙蝠, 家鼠等 。
鳖属夜行性, 光照强度 （ 10-3000lux） 越
低, 摄食量越大, 生长越快 。 大麻哈鱼, 鲽类等
必须有一定的光照强度才能摄食 。 多数鸟类在光
亮时活动, 但光照过强时也抑制其活动 。
光周期与植物
1,植物：光周期影响植物的生长发育和繁殖,
根据其开花与光照周期的关系, 将植物分为：
长日照植物,日照时间超过 一定数值 （ 因种而
异 ） 才能开花 。 如冬小麦, 油菜, 萝卜 。
短日照植物,日照时间少于 一定数值 （ 因种而
异 ） 才能开花 。 如玉米, 大豆, 烟草, 棉, 麻等 。
中性植物,光照时间与开花无关 。 如黄瓜, 番
茄, 蒲公英等 。
时令花卉的培育采用的技术之一就是人工限光, 补光 。
（ 三 ） 光周期
光周期与动物
2,动物：光周期对动物的影响表现
在以下几个方面：
（ 1） 决定动物的迁徙, 迁移或洄游的
时间；
（ 2） 影响鸟兽换羽, 毛 （ 短光照, 限
食, 限水 ） ；
（ 3） 影响动物的生殖时间 。 鸟类在长
光照一个月后可繁殖；
（ 4） 影响动物的冬眠和滞育 （ 常与温
度有关 ） 。
第二章 生物的环境
第一节 环境与生态因子
第二节 生物与环境关系的基本原理
第三节 生物与光的关系
? 第四节 生物与温度的关系
第五节 生物与水的关系
第六节 生物与土壤的关系
第四节 生物与温度的关系
? 一、温度分布的主要决定因素
二、温度的变化
三,温度与生物的关系
1,极端温度
2,生物的适应
3,有效积温法则
4,温度与动物寿命的关系
5,温度与生物的分布
生物与温度
一, 温度分布的主要决定因素
地球上的温度取决于该地区的太阳辐射和地貌 。
1.空间：
赤道 辐射强度最大, 温度最高 。 高纬度 地区, 太
阳入射的角度较大, 单位辐射面积较大, 太阳光穿透
大气层的厚度较大, 单位面积辐射强度小, 温度低 。
两极 地区的太阳辐射仅为赤道的 40％, 温度最低 。
高海拔地区, 太阳辐射较强, 但由于风的作用,
热散失快, 所以温度较低 。
第四节 生物与温度的关系
地 貌
2,地貌：
陆地吸热和散热均较快, 温度变化
大 （ 年, 昼夜 ）
海洋吸热和散热均较慢，温度变化
小（年、昼夜）
第四节 生物与温度的关系
一、温度分布的主要决定因素
? 二、温度的变化
三,温度与生物的关系
1,极端温度
2,生物的适应
3,有效积温法则
4,温度与动物寿命的关系
5,温度与生物的分布
温度的变化
1,地球上温度的变化幅度：
水温：海洋, 大洋海水 -2.5—36℃, 潮间带 -2.0—
45℃, 淡水 0—40-45℃
陆地：南极最低 -89.6℃, 沙漠最高 60℃, 沙漠
土壤表面 80℃
2.时间变化：
（ 1） 昼夜：
海洋水温昼夜变幅 <4℃ ；
大陆气温一般约 17℃, 沙漠 40℃, 高海拔地区变
化大；土壤表面变幅最大, 35-100cm以下无变化 。
二, 温度的变化
季 节
（ 2） 季节：
海洋：赤道变化大；温带变化中等,
10—15℃ ；两极变化小, <=5℃ ；深层无
变化, 稳定于 -0.5—4℃ 。
陆地：热带雨林变化幅度小 （ 24-28℃ ）
相差 4℃ ；温寒带变幅较大, 如西藏 -37—
40℃, 相差 77℃ ；土壤表面变化最大,
一般 >100℃, 30米以下的土壤无季节性
变化 。
空 间
（ 3） 空间：
水平变化：纬度每增加 1度, 陆地年平均气温下
降 0.5,陆地温度同时受海洋和高山的影响；海水
上层水温也随纬度增加而降低 。
垂直变化：气温：高海拔温度低, 变化大, 每上
升 100M气温降低 0.5—1℃ ;低海拔温度变化小 。
水温：以淡水为例, 夏季分层, 上层热, 下层冷,
中层变化大；秋季环流, 冬季上层 0℃, 下层 4℃ ；
秋季风力环流 。
第四节 生物与温度的关系
一、温度分布的主要决定因素
二、温度的变化
三,温度与生物的关系
? 1,极端温度
2,生物的适应
3,有效积温法则
4,温度与动物寿命的关系
5,温度与生物的分布
温度的作用
1,极端温度：
（ 1） 低温：温度低于一定的数值, 生物会因低温
而受害, 该值称为临界温度 。 低于临界温度生物受 冷
害 ；低于 0℃ 受 冻害 （ 生物体内形成冰晶 ） (霜害 )。
（ 2） 高温：生物呼吸加强, 多因体液不平衡所致
（ 缺水, 代谢物积累, 蛋白质凝固 ） 。
植物：光合作用下降；呼吸作用加强；水分代谢
不平衡；代谢物积累；蛋白质凝固 。
动物：呼吸作用加强；排泄失调；蛋白质凝固,
酶失活；神经麻痹 。
三, 温度与生物的关系
第四节 生物与温度的关系
一、温度分布的主要决定因素
二、温度的变化
三,温度与生物的关系
1,极端温度
? 2,生物的适应
3,有效积温法则
4,温度与动物寿命的关系
5,温度与生物的分布
植物的适应
长期生活于低温环境中的生物通过自然选择,
在形态, 生理和行为上表现出很多明显的适应 。
（ 1） 植物：
低温：形态上, 叶片表面有油类物质；芽具鳞片；
体表具蜡粉和密毛；矮小 。 生理上, 水分降低, 糖,
脂, 色素增加, 以降低细胞冰点；吸收光谱增宽,
能吸收红外线 。
高温：形态上, 某些植物生有密绒毛和鳞片, 体
呈白色, 可反射部分光线；叶片垂直排列；木栓层
厚 。 生理上, 含水少, 糖, 盐浓度高；蒸腾作用旺
盛 。
2,生物的适应
动物的适应
低温,形态上, 皮下脂肪加厚；贝格曼定律：
恒温动物在寒冷地区个体较大；阿伦定律：恒温
动物在寒冷环境中突出部位 （ 耳, 四肢, 尾 ） 有
变短的趋势 。 生理上, 增加产热, 局部异温 。 行
为上, 休眠和迁移 。 在温寒带, 变温动物的休眠
很常见, 在变温动物 （ 如鳖, 牛蛙 ） 生态养殖中,
提高温度打破冬眠使其快速生长和繁殖, 是最重
要而有效的手段 。
高温,形态上, 难以奏效 。 生理上, 放松对恒
温的要求, 提高体温 。 行为上, 夜出加穴居 。
（ 2） 动物
阿伦定律
第四节 生物与温度的关系
一、温度分布的主要决定因素
二、温度的变化
三,温度与生物的关系
1,极端温度
2,生物的适应
? 3,有效积温法则
4,温度与动物寿命的关系
5,温度与生物的分布
有效积温法则
（ 1） 概念：
植物和某些变温动物完成某一发育阶段所需总热
量 （ 有效积温 ） 是一个常数 。
① K=N*T (式中 K为有效积温, N为发育时间, T为平均温度 )
② 生物都有一个发育的起点温度 （ 最低有效温度 C）, 所
以, 应对平均温度进行修饰 。 上式变为：
K=N*(T-C) 或 T=C+K/N,
温度 T与发育时间 N呈双曲线关系, 由于发育速度 V=1/N,
所以, T=C+KV,温度与发育速度呈线性关系 。
3,有效积温法则
（温度与生物发育的关系）
有效积温法则
③ 生物的发育也有一个高限温度, 发育
时间也有生理极限, 即最短发育时间 N0，
K=(N-N0)(T-C)
鳖的胚胎发育时间 （ N） 与温度 （ T） 的关系
如下：
109=(N-30.6)(T-22.5),
有效积温为 109度天, 最短孵化期为 30.6天, 最
低发育温度为 22.5度 。
即 N=30.6+109/(T-22.5)
应 用
（ 2） 有效积温法则的应用：
① 预测生物发生的时代数；
② 预测生物地理分布的北界, 全年有效
积温大于 K；
③ 预测害虫来年发生程度
④ 推算生物的年发生历；
⑤ 据此制定农业气候规划, 合理安排作
物, 预报农时 。
局限性
（ 1） 局限性：
① 有效积温和发育起点温度是在恒
温下测得的, 变温下昆虫发育较快 。
② 温度和发育速度的关系为 S型, 而
非直线型 。
③ 生物的生长还受温度外其他因素
的影响, 如长日照促进小麦发育 。
④ 不能用于休眠, 滞育生物的时代
数计算 。
第四节 生物与温度的关系
一、温度分布的主要决定因素
二、温度的变化
三,温度与生物的关系
1,极端温度
2,生物的适应
3,有效积温法则
? 4,温度与动物寿命的关系
5,温度与生物的分布
温度与寿命
4,温度与动物寿命的关系：
变温动物在较冷环境中寿命较长,
恒温动物在最适温度寿命较长 。
某一特定温度下生殖力最强 。 一般
在最适温度以下 。
第四节 生物与温度的关系
一、温度分布的主要决定因素
二、温度的变化
三,温度与生物的关系
1,极端温度
2,生物的适应
3,有效积温法则
4,温度与动物寿命的关系
? 5,温度与生物的分布
温度与分布
（ 1） 极端温度是限制温度分布的首要因素 。
高温：白桦, 云杉不能在华北平原生长；
苹果, 梨, 桃不能在热带开花结果；黄山松
分布在 1000-1200米以上；菜粉蝶不能忍受
26℃ 以上的气温 。
低温：橡胶分布区低于北纬 24° 40ˊ
（ 云南盈江 ）, 海拔 960米以下；剑麻是北
纬 26°, 海拔 900米以下；椰子是 24° 30ˊ
（ 厦门 ）, 海拔 640米以下 （ 海南 ） ；东亚
飞蝗的北界为等温线 13.6℃ 。
5,温度与生物的分布
温度与分布
（ 2） 有效积温足够完成一个生活周
期的地方才能分布 。
昆虫大发生时常 暂时地 超越其分布北
界；温度对恒温动物分布限制小可通过
其食物等生态因子而影响其分布 。
第二章 生物的环境
第一节 环境与生态因子
第二节 生物与环境关系的基本原理
第三节 生物与光的关系
第四节 生物与温度的关系
? 第五节 生物与水的关系
第六节 生物与土壤的关系
第五节 生物与水的关系
? 一, 地球上的水 --水圈
二, 水生生物与水的关系
三, 陆生生物与水的关系
生物与水
一, 地球上的水 --水圈
地球上和环绕地球大气圈中的各类型的水, 统
称水圈 。
1,水的分层：水体中温度, 盐度和溶氧都是分层的 。
温度：表层 （ 一般较高 ）, 温跃层 （ 变化大 ）,
低温层 （ 低温 ） ；
盐度：均质层 （ 均匀 ）, 盐跃层 （ 变化大, 下降
快 ）, 低盐层 （ 低盐 ） ；
溶氧：表层 （ 高 ）, 氧跃层 （ 变化大 ）, 低氧层
（ 低 ）, 深层 （ 溶氧中等, 稳定 ） 。
第五节 生物与水的关系
水体温度、盐度和溶氧的分层
水的循环
2,水的循环
大气水
降水
降水 蒸发 蒸发
陆地水 海洋水径流
水的分布
3,降水量的分布
高纬度地区降水少；远离海洋降水越少；
迎湿热风的斜坡降水较多 。 我国东南降水
多, 西北降水少 。
4,水的生态意义
水是生物生活和生存的必要条件, 陆生生
物保水是第一性的, 水生生物不能离开水,
还有调节渗透压的问题 。
第五节 生物与水的关系
一, 地球上的水 --水圈
?二, 水生生物与水的关系
三, 陆生生物与水的关系
水生生物与水
1.水的粘滞性大, 水生动物的运动阻力大,
浮力也大
植物借其浮力而不下沉, 有的具有充满
气体的球形物；单细胞浮游植物含油滴 。 鱼
类利用脂肪, 减少骨骼和盐分, 充气的鳔等
增加浮力 。 以流线体型快速运动 。 因浮力大,
水生动物体型也大, 如蓝鲸体长 33米, 体
重达 100吨, 而陆地现存最大的动物象仅 7
吨, 水生动物支持结构无力, 所以鲸鱼一旦
上岸将窒息死亡 。
二, 水生生物与水的关系
水与呼吸
2,水与生物的呼吸
水含氧量低, 粘滞性大 。
植物有发达的通气系统, 叶片薄, 带状 。
与陆生动物相比, 水生动物呼吸耗能大 。
水：含量 7mlO2/L,获得 1gO2,需
100Kg的水完全交换 。
陆地：含量 210mlO2/L,获得 1gO2，
需 5g的空气进行交换 。
水与体温
3,热传导快, 但温度变幅小
植物, 变温动物较适宜 。 变温
动物代谢率低, 生长速度快, 饵料
系数低, 营养价值高, 应重视发展
水产业 。
植物对水的依赖程度
一般来讲，植物每生产 1 g干物质约需 300— 600 g水，称
为植物的需水量，不同植物不同。
水生植物：沉水植物：整株沉没于水下，金鱼藻。
浮水植物：叶片漂浮于水面，浮萍。
挺水植物：植物大部分挺出水面，芦苇。
陆生植物：湿生植物：不能长时间耐受缺水。
中生植物：湿度适中的环境。
旱生植物：能耐受长时间干旱。
4,水生生物的渗透压调节
变渗生物：水生生物的渗透压随环境的变化
而变化 。
恒渗生物：水生生物的渗透压保持相对恒定,
不随环境的变化而变化 。
植物：淡水植物自动调节渗透压；
海水植物等渗。
渗透压调节 动物：
（ 1） 海洋动物：
等渗,海洋无脊椎动物, 如海胆, 贻贝 。 不需调节 。
高渗,海月水母, 枪乌贼, 龙虾等, 以排泄器官排
除多余的水 。 海洋软骨鱼, 在体液中保存尿素和氧化
三甲胺而略呈高渗, 肾脏排稀尿, 直肠腺调离子 。
低渗,海洋硬骨鱼, 大量饮水, 以排泄器官和盐腺
排出溶质 。
次生水生动物,爬行动物具盐腺 （ 鼻, 侧鼻, 舌下,
围眶腺 ）, 海鸟具鼻腺, 海兽排高浓度的尿 。
渗透压调节
（ 2） 淡水动物：均为高渗, 排泄器官排稀
尿, 摄取食物和通过鳃吸收钠离子以补充溶
质 。
（ 3） 洄游性鱼类,溯河性鲑鳟鱼类和降河性鳗鲡 。
体表渗透性很低, 具黏液 （ 鳗鲡 ） ；能
改变尿量, 淡水中排尿量大, 海水中尿量小；
鳃在海水中排盐, 淡水中摄盐；海水中吞饮
海水 。
第五节 生物与水的关系
一, 地球上的水 --水圈
二, 水生生物与水的关系
?三, 陆生生物与水的关系
陆生生物与水
保水是陆生生物的的首要任务 。
1,植物：
植物失水主要是蒸腾作用 （ 运输矿物元素,
营养物质 ）, 气体交换 （ CO2含量低, 0.03%）,
摄取 CO2需交换的空气量大 。
形态上, 具细毛, 棘刺 （ 散热, 遮光 ）, 蜡
质表皮；生理上, 气门可自动开关, 气孔陷于叶
中, 摄 O2快速 （ 生化 ）, 转化储存, 晚上行光
合作用 。
三, 陆生生物与水的关系
2,动物：
皮肤蒸发, 呼吸, 排泄失水 。
昆虫有几丁质的外骨骼和蜡质层, 气
门由气门瓣控制；爬行动物：具角质鳞和皮
下脂肪；鸟兽：呼吸道长；肾重吸收能力强；
排尿酸和尿素；鸟类皮肤腺退化；某些鸟兽
高温时可提高体温 （ 黄鼠, 羚羊和骆驼等 ） ；
鼻腔冷凝水, 重吸收 。
第二章 生物的环境
第一节 环境与生态因子
第二节 生物与环境关系的基本原理
第三节 生物与光的关系
第四节 生物与温度的关系
第五节 生物与水的关系
? 第六节 生物与土壤的关系
生物与土壤
一、生物的物质环境
地球上的物质环境除了水圈以外,
还有 岩石圈, 大气圈, 以及复合性的 生
物圈 。
第六节 生物与土壤的关系
1,岩石圈
岩石圈主要由地球的地壳层构成, 是生物所需要
的各种元素和化合物的源泉, 也是成土母质, 海洋盐
类, 大气和一切自由水的源泉 。
地
球
的
构
成
（
64
00Km
）
地幔 (2895Km)硅
酸盐
地核 （ 3475Km) 铁
和镍
地壳 （ 16－ 40Km）
O,Si,Al,Fe,Ca,
Na,K,Mg等
土 壤
地壳表面的岩石 风化 成土母质
生物作用 土壤 。
土壤由固体, 液体, 气体三种状态
的物质组成的, 具有通气性, 持水性,
湿度, 热容量等物理性质 。 土壤是陆生
植物生长, 动物栖息和活动的场所, 完
成生态系统的许多基本功能, 如分解过
程, 固氮作用, 脱氮作用, 去污作用
（ CO转化 ） 等 。
大气圈
2,大气圈
大气圈由围绕地球的各种气体混合物
所组成 。 大气圈的厚度可达 1万公里 。 从
海平面往上, 每升高 275米 （ 900英尺 ）,
气压下降 1/30;随海拔升高, 气压降低的
速率越来越小, 50公里 （ 30英里 ） 以上,
气压变化极小 。
大气圈组成
大气圈
均质层,
对流层 （ <8-20KM）, 气体对流, 乱流, 随海拔上升, 温度下降 。
平流层 （ <50-55KM）,气流平稳, 温度逐渐升高 。 -55--0℃
中间层 （ <80-85KM）, 气温下降 。 0 — -83℃
非均质层,
氮层 （ <200KM） N2,800KM以下为热层, 温度最高达 1100－ 1650℃
氧层 （ <1100KM） O >800km为外层 。
氦层 （ <3500KM） He
氢层 （ >3500KM） H
生物圈
3.生物圈
生物圈是指地球上存在生命的部分 。 它
由大气圈的下层 （ 对流层 ）, 水圈和岩石圈
的上层 （ 风化壳 ） 组成 。 从地下 12公里至
23公里高空 。
现代生态学认为, 生物圈是生物与环境
相互作用的产物, 是地球上最大的生态系统 。
它既包括地球上全部生物, 又包括生物赖以
生存的全球性环境条件的总和 。
生物与土壤
1,密度：
（ 1） 有孔隙土壤：小型动物穿行, 身
体细长, 角质表皮 。 （ 2） 松软土壤：推
进式挖掘, 如蚯蚓 。 （ 3） 硬土壤：凿掘
运动, 动物具爪, 颚器, 门齿 （ 鼹鼠 ） 。
二, 生物与土壤的关系
2,水分：
植物根系可从土壤中直接吸收水分, 适当的水有
利于营养物质的溶解和移动；水分的作用还包括：磷
酸盐的水解, 有机磷的矿化, 调节土壤温度 。
不同动物对土壤水分的要求不同 。 如：节肢动物
生活在水分饱和 （ 土壤的空气湿度为 100%） 的土壤
中, 常进行周期性垂直迁移 。 土壤中充满水时, 常使
动物缺氧死亡 。
土壤的含水量影响昆虫的发育和生殖力 。 如东亚
飞蝗, 含水量 8-22%时产卵量最大, 最适孵化湿度
3-16%,超过 30%大部分不能正常发育 。
土壤动物比陆生动物更易失水, 因为其适应潮湿
环境, 保水能力较差 。
土壤中的空气
3,空气：
土壤中的空气含氧量低 （ 10-12%）, CO2
含量高 （ 0.1%）, 各种成分的含量不稳定, 有
季节, 昼夜和深度的变化 。 土壤动物的内呼吸
能力强 。 通气不良时, 土壤中的空气含氧量会
更低 （ 10%以下 ）, CO2含量高达 10-15%,对
动植物都有毒害作用, 抑制好气微生物, 减缓
有机物质的分解活动；反之, 通气过分, 分解
有机物加快, 腐殖质数量减少, 不利于营养物
质长期供应 。
土壤温度
4,温度：
温度影响植物种子的萌发,实
生苗的生长、根系的生长和呼吸能
力。土壤动物对温度的适应，主要
表现在垂直迁移上。
土壤酸碱度
5,酸碱度：
土壤酸碱度的划分：强酸性 （ PH<5.0）,
酸性 （ 5.0-6.5）, 中性 （ 6.5-7.5 ）, 碱性
（ 7.5-8.5）, 强碱性 （ >8.5） 。
PH通过对土壤养分有效性的影响, PH
6-7最好 。 动物对土壤酸碱度有不同的嗜好
（ 适应 ） 。 如嗜酸性的金针虫 （ 2.7-5.2） 。
嗜碱性的麦红吸浆虫 （ 7-11）, 蚯蚓 （ 8.0） 。
土壤有机质
6,有机质：
能改善土壤的物理结构和化
学性质, 有利于土壤团粒结构的
形成, 促进植物生长和养分的吸
收 。 一般地, 土壤有机质的含量
越多, 土壤动物的种类和数量也
越多 。
土壤无机元素
7,无机元素：
植物生长发育所需的无机元素有 13种, 7种为
常量元素 （ N,P,K,S,Ca,Mg,Fe）, 6种为微量
元素 （ Mn,Zn,Cu,Mo,B,Cl）, 还有一些为某些
植物所必需 。
土壤中的无机元素对动物的分布和数量有一定
的影响 。 如石灰质土壤中蜗牛数量较多；鹿生活在
母岩为石灰岩的土壤地区, 其角坚硬, 体重也大；
NaCl丰富的土壤能吸引食草有蹄动物；缺钴常会使
很多反刍动物变得虚弱, 贫血, 消瘦和食欲不振,
严重缺钴甚至死亡 。
其它气候因子还有雷,
电, 风 （ 大气流动 ）, 水流,
火, 海拔, 纬度以及气候的
综合作用 。
（ 根据参考书和文献自学 ）
研究现状
个体生态学包括生理生态, 化学生态
和行为生态 （ 也有的放在种群生态中 ） 。
一, 动物生理生态：
1,对极端环境的适应性及其类型比较：
动物对如下极端环境适应的研究是动物生
理生态的主体：高温, 低温, 缺水, 低氧,
高渗透压, 微量元素缺乏, 强辐射, 高压
（ 深海 ）, 极端 PH。
个体生态学研究现状（简介）
2,生物能量学：研究动物的能量摄入,
利用和分配, 以最优化理论和方法对此分配
模式进行分析, 并以基因适合度作为衡量指
标, 讨论了进化中的能量分配对策 。 鱼类,
有蹄类, 啮齿类和昆虫类研究较多 。
3,热代谢和体温调节：体温调节类型
及其进化过程的研究 。
4,身体大小对生理变量的影响 。
5,行为是动物适应环境的首要方式
（ 行为生态 ） 。
二, 植物生理生态：
1,光合生理生态：水, 热, 光, 营养对
光合作用的综合影响和相互关联 。
2,胁迫 （ 抗逆性 ） 生理生态：对极端环
境胁迫的生理适应 。
3,营养生理生态：营养元素不足引起的
生理障碍 。
4,环境生理生态,S,Cu,Zn,Pb,Hg,
Ca,Cl,F高浓度对植物的危害 。
三, 化学生态：
植物化学生态主要研究植物间的, 相生
相克, （ 他感作用 ） 。
动物化学生态以兽类和昆虫为主, 化学
通讯为主要内容, 与行为生态紧密联系 。
化学生态最热门的研究课题是植物与动物的关系。
