第二章
? 环境概述
? 生态因子
? 生态因子对生物的生态作用
一．环境概述
1．环境（ environment）概述
（ 1） 环境的定义：环境是指生物有机体赖以生存的
所有因素和条件的综合。
（ 2） 环境因素（ environment factor）：直接参加
有机体物质和能量循环的组成部分。
（ 3） 环境条件（ environment condition）：为环境
因素提供物质和能量基质的组成部分。
（ 4） 环境科学（ environment science）：研究人与
环境之间物质和转化规律的科学。
2．大环境与小环境（环境分类）
见下图。
二,生态因子
1、定义,生态因子（ ecological factors）是指环境中对生物
生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接作用的环
境要素。
? 气候因子（光、温、水、空气等因子）；
? 土壤因子（土壤物理性质、化学性质、肥力和土壤生物
等因子）；
? 生物因子（动物、植物、微生物等因子）；
? 地形因子（海拔高度、坡度、坡向等）；
? 人为因子。
包括 5种类型的因子：
光照
温度
水
空气等
种内关系
种间关系
2,生态因子作用的一般特征（一般规律）
? （ 1）综合作用；
? （ 2）主导因子作用；
? （ 3）直接作用和间接作用；
? （ 4）阶段性作用；
? （ 5）可调节（补偿）作用但不可代替性；
? （ 6）限制性作用 — 耐度限制及耐度限制的
调节。
? 限制因子（ limiting factor）：
①限制生物生存和繁殖的关键性因子。
②在众多生态因子中，任何接近或超过某种生物的耐受性极限，而且阻止其
生长、繁殖或扩散甚至生存的因素。
? 最小因素定律（ law of minimum）：
能够影响生物的无数因子中，总有一个因素限制生物的生长、生存或
繁殖。
? 耐性定律（ law of tolerance）：
耐性（ tolerance）：①指生物能够忍受外界极端条件的能力；②指单
个有机体或种群能够生存的某一生态因子的范围。
又称 shelford 耐性定律。任何一个生态因子在数量或质量上的不足或
过多，即当其接近或达到某种生物的耐受性限制时，而使该种生物衰退
或不能生存。
2,生态因子作用的一般特征（一般规律）
? 耐性限度（ the limits of tolerance）：
每个种只能在环境条件一定范围内生存和繁殖。也即生物
种在其生存范围内，对任一生态因子的需求总有其上限与下限，
两者之间的距离就是该种对该因子的耐性限度。
生物种的耐性曲线（见图例）：
耐性限制用曲线表示，称为耐性曲线（ tolerance
curve）。广幅分布生物与狭幅分布生物分布耐性曲线。
? 耐度限制的调节通过下列主要方式：
? 新环境适应：驯化培育
? 休眠 ——“逃避, 限制
? 生理节律变化和其他周期性补偿变化
调节的目的是对恶劣环境的克服，通过这些方式，使体内生
理、行为达到平衡，而抵抗恶劣环境。
2,生态因子作用的一般特征（一般规律）
截距
三．生态因子对生物的生态作用
1．光因子对生物的生态作用
2．温度因子对生物的生态作用
3．水因子对生物的生态作用
4．大气因子对生物的生态作用
5．土壤因子对生物的生态作用
光
合
作
用
强
度
时间
在一天的不同时间段里，影响光合
作用的主要非生物因素是什么？
A B C D E
? （ 1） 光强的作用：生长发育、形态建构作用。典型例子 —植
物黄化现象（ eitiolation phenomenon）。
? （ 2）光质的作用：光合作用影响
红、橙光能对叶绿素有促进，绿光不被植物吸收称, 生理
无效辐射, 。红光有利于糖的合成，蓝光有利于蛋白质的合成。
光对动物生殖、体色变化、迁徙、毛羽更换、生长发育有
影响。
紫外光与动物维生素 D产生关系密切，过强有致死作用，波
长 360nm即开始有杀菌作用，在 340nm~240nm的辐射条件
下，可使细菌、真菌、线虫的卵和病毒等停止活动。
200~300nm的辐射下，杀菌力强，能杀灭空气中、水面和各
种物体边面的微生物，这对于抑制自然界的传染病病原体是极
为重要的。
三．生态因子对生物的生态作用
1．光因子对生物的生态作用
三．生态因子对生物的生态作用
? （ 3）光周期现象 — 生物对光的生态反应与适应
定义：生物对昼夜光暗循环格局的反应所表现出的现象称之为光
周期现象。
生物和许多周期现象是受日照长短控制的，光周期是生命活动的
定时器和启动器。
表 1 不同纬度地区的日照时间 单位,h
纬度 0 10 20 30 40 50 60 65 66.5
最长日 12.00 12.58 13.22 13.93 14.85 16.15 18.50 21.15 24.00
最短日 12.00 11.42 10.78 10.07 9.15 7.85 5.50 2.85 0.00
夜行性动物
人类利用鱼和
夜行性昆虫的趋光
性进行灯光诱捕。
三．生态因子对生物的生态作用
? （ 3）光周期现象 — 生物对光的生态反应与适应
? 植物的光周期现象：
长日照植物、短日照植物、中日照植物。日中性植物
（不同光照时间对开花的作用而定）
? 动物的光周期现象：
鸟类的光周期现象最为明显，它的迁徙是由日照长短变化所
引起的；鸟类及某些兽类的生殖也与日照长短有关，如雪
貂、野兔和刺猬等都是随着春天日照长度增加而开始生殖
（称为长日照兽类）；绵羊、山羊和鹿等总随着秋天短日
照的到来而进入生殖期（称短日照兽类）。
紫貂
梅花鹿
浣熊
红腹角雉
日照长短的变更会影响动物性腺的发育，
进而影响其生殖器官的成熟以及相应的性行为。
三．生态因子对生物的生态作用
? （ 1）温度与生物生长发育
生长：, 三基点, ——最低、最适、最高温度。
发育：植物的春化作用（某些植物要经过一个, 低温, 阶段才能开花结
果）。
? （ 2）生物对极端温度的适应
对低温适应 ——在形态、生理和行为方面的表现
中国南北方几种兽类颅骨长度的比较,
2,温度因子对生物的生态作用
北方种类 颅骨长（ mm） 南方种类 颅骨长（ mm）
东北虎 331~345 华南虎 273~313
华北赤猪 148~160 华南赤猪 127~140
东北野猪 400~472 华南野兔 295~354
雪兔 95~97 华南兔 7~86
三．生态因子对生物的生态作用
? 说明了生活在高纬度地区的恒温动物其身体往往比生活在低纬度地区
的同类个体大。个体大的动物，其单位体重散热量相对减少（贝格曼
Begman定律）（表）。
? 阿伦（ Allen）规律：恒温动物身体的突出部分为四肢、尾巴、外身
等在低温环境中有变小的趋势。
? 在生理方面，生活在低温环境中的植物通过减少细胞中的水分和增加
细胞中的糖类、脂肪等物质来降低植物的冰点，增加抗寒能力。动物
对低温的适应主要表现在代谢率与温度关系中的热中性区宽，下临界
点温度以下的曲线率小等几个方面（图）。
（ 3）物候节律：
? 物候又称物候现象（ phenological phenomenon），是指生物的
生命活动对季节变化的反应现象。物候学（ pheology）则是指研究
生物与气候周期变化相互关系的科学。
2,温度因子对生物的生态作用
沙漠狐
极地狐
冬眠和夏眠
温度与生物发育的最普遍规律
有效积温
—— 影响酶的活性
三．生态因子对生物的生态作用
（ 1）水因子对生物生长发育的作用：
水分不足，使植物萎蔫；使动物滞育或休眠。某
些动物的周期性繁殖与降水季节密切相关，如澳洲鹦
鹉遇到干旱年份，就停止繁殖；而某些龙脑香科植物
遇到干旱年份却产生, 爆发性开花结果, 。
（ 2）生物对水因子的适应
3．水因子对生物的生态作用
三．生态因子对生物的生态作用
（ 2）生物对水因子的适应
? 植物依其对水分需求划分为水生植物、陆生植物两大类型。各类型
下又分别划分为沉水植物、浮水植物、挺水植物、湿生植物、旱生
植物和中生植物等。
? 陆生动物对水因子的适应
? 形态结构上的适应：以各种不同形态结构，使体内水分平衡。
? 行为上的适应：沙漠动物昼伏夜出；迁徙等。
? 生理上的适应：, 沙漠之舟, 骆驼可以 17天喝水，身体脱水达
体重的 27%，仍然照常行走。它不仅具有贮水的胃，驼峰中还
储藏丰富的脂肪，有消耗过程中产生大量水分；其血液中具有
特殊的脂肪和蛋白质，不易脱水。
3．水因子对生物的生态作用
沙
生
植
物
根
部
有
沙
套
子
三．生态因子对生物的生态作用
? （ 1）土壤化学性质与植物的关系
① PH值 <3 或 >9对根系严重伤害 ②矿质营养元素与植物
? （ 2）植物的盐害和抗盐性
植物的抗盐方式：
排除盐分 —— 泌盐植物； 稀盐植物（稀释盐分）；
富集盐分； 拒绝吸收
? （ 3）植物对土壤适应的生态类型
对 PH值的适应 —— 嗜酸性植物、嗜酸 — 耐碱植物、嗜碱 — 耐酸植
物、嗜碱植物。
钙土植物、盐生植物、抗盐植物
? （ 4）土壤污染的植物监测
土壤污染 —— 重金属污染、如汞、镉、砷、化学农药污染等。
监测：植物群落调查，蔬菜及作物调查，实验分析
4．土壤因子对生物的生态作用
? 环境概述
? 生态因子
? 生态因子对生物的生态作用
一．环境概述
1．环境（ environment）概述
（ 1） 环境的定义：环境是指生物有机体赖以生存的
所有因素和条件的综合。
（ 2） 环境因素（ environment factor）：直接参加
有机体物质和能量循环的组成部分。
（ 3） 环境条件（ environment condition）：为环境
因素提供物质和能量基质的组成部分。
（ 4） 环境科学（ environment science）：研究人与
环境之间物质和转化规律的科学。
2．大环境与小环境（环境分类）
见下图。
二,生态因子
1、定义,生态因子（ ecological factors）是指环境中对生物
生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接作用的环
境要素。
? 气候因子（光、温、水、空气等因子）；
? 土壤因子（土壤物理性质、化学性质、肥力和土壤生物
等因子）；
? 生物因子（动物、植物、微生物等因子）；
? 地形因子（海拔高度、坡度、坡向等）；
? 人为因子。
包括 5种类型的因子：
光照
温度
水
空气等
种内关系
种间关系
2,生态因子作用的一般特征（一般规律）
? （ 1）综合作用；
? （ 2）主导因子作用；
? （ 3）直接作用和间接作用；
? （ 4）阶段性作用；
? （ 5）可调节（补偿）作用但不可代替性；
? （ 6）限制性作用 — 耐度限制及耐度限制的
调节。
? 限制因子（ limiting factor）：
①限制生物生存和繁殖的关键性因子。
②在众多生态因子中，任何接近或超过某种生物的耐受性极限，而且阻止其
生长、繁殖或扩散甚至生存的因素。
? 最小因素定律（ law of minimum）：
能够影响生物的无数因子中，总有一个因素限制生物的生长、生存或
繁殖。
? 耐性定律（ law of tolerance）：
耐性（ tolerance）：①指生物能够忍受外界极端条件的能力；②指单
个有机体或种群能够生存的某一生态因子的范围。
又称 shelford 耐性定律。任何一个生态因子在数量或质量上的不足或
过多，即当其接近或达到某种生物的耐受性限制时，而使该种生物衰退
或不能生存。
2,生态因子作用的一般特征（一般规律）
? 耐性限度（ the limits of tolerance）：
每个种只能在环境条件一定范围内生存和繁殖。也即生物
种在其生存范围内，对任一生态因子的需求总有其上限与下限，
两者之间的距离就是该种对该因子的耐性限度。
生物种的耐性曲线（见图例）：
耐性限制用曲线表示，称为耐性曲线（ tolerance
curve）。广幅分布生物与狭幅分布生物分布耐性曲线。
? 耐度限制的调节通过下列主要方式：
? 新环境适应：驯化培育
? 休眠 ——“逃避, 限制
? 生理节律变化和其他周期性补偿变化
调节的目的是对恶劣环境的克服，通过这些方式，使体内生
理、行为达到平衡，而抵抗恶劣环境。
2,生态因子作用的一般特征（一般规律）
截距
三．生态因子对生物的生态作用
1．光因子对生物的生态作用
2．温度因子对生物的生态作用
3．水因子对生物的生态作用
4．大气因子对生物的生态作用
5．土壤因子对生物的生态作用
光
合
作
用
强
度
时间
在一天的不同时间段里，影响光合
作用的主要非生物因素是什么？
A B C D E
? （ 1） 光强的作用：生长发育、形态建构作用。典型例子 —植
物黄化现象（ eitiolation phenomenon）。
? （ 2）光质的作用：光合作用影响
红、橙光能对叶绿素有促进，绿光不被植物吸收称, 生理
无效辐射, 。红光有利于糖的合成，蓝光有利于蛋白质的合成。
光对动物生殖、体色变化、迁徙、毛羽更换、生长发育有
影响。
紫外光与动物维生素 D产生关系密切，过强有致死作用，波
长 360nm即开始有杀菌作用，在 340nm~240nm的辐射条件
下，可使细菌、真菌、线虫的卵和病毒等停止活动。
200~300nm的辐射下，杀菌力强，能杀灭空气中、水面和各
种物体边面的微生物，这对于抑制自然界的传染病病原体是极
为重要的。
三．生态因子对生物的生态作用
1．光因子对生物的生态作用
三．生态因子对生物的生态作用
? （ 3）光周期现象 — 生物对光的生态反应与适应
定义：生物对昼夜光暗循环格局的反应所表现出的现象称之为光
周期现象。
生物和许多周期现象是受日照长短控制的，光周期是生命活动的
定时器和启动器。
表 1 不同纬度地区的日照时间 单位,h
纬度 0 10 20 30 40 50 60 65 66.5
最长日 12.00 12.58 13.22 13.93 14.85 16.15 18.50 21.15 24.00
最短日 12.00 11.42 10.78 10.07 9.15 7.85 5.50 2.85 0.00
夜行性动物
人类利用鱼和
夜行性昆虫的趋光
性进行灯光诱捕。
三．生态因子对生物的生态作用
? （ 3）光周期现象 — 生物对光的生态反应与适应
? 植物的光周期现象：
长日照植物、短日照植物、中日照植物。日中性植物
（不同光照时间对开花的作用而定）
? 动物的光周期现象：
鸟类的光周期现象最为明显，它的迁徙是由日照长短变化所
引起的；鸟类及某些兽类的生殖也与日照长短有关，如雪
貂、野兔和刺猬等都是随着春天日照长度增加而开始生殖
（称为长日照兽类）；绵羊、山羊和鹿等总随着秋天短日
照的到来而进入生殖期（称短日照兽类）。
紫貂
梅花鹿
浣熊
红腹角雉
日照长短的变更会影响动物性腺的发育，
进而影响其生殖器官的成熟以及相应的性行为。
三．生态因子对生物的生态作用
? （ 1）温度与生物生长发育
生长：, 三基点, ——最低、最适、最高温度。
发育：植物的春化作用（某些植物要经过一个, 低温, 阶段才能开花结
果）。
? （ 2）生物对极端温度的适应
对低温适应 ——在形态、生理和行为方面的表现
中国南北方几种兽类颅骨长度的比较,
2,温度因子对生物的生态作用
北方种类 颅骨长（ mm） 南方种类 颅骨长（ mm）
东北虎 331~345 华南虎 273~313
华北赤猪 148~160 华南赤猪 127~140
东北野猪 400~472 华南野兔 295~354
雪兔 95~97 华南兔 7~86
三．生态因子对生物的生态作用
? 说明了生活在高纬度地区的恒温动物其身体往往比生活在低纬度地区
的同类个体大。个体大的动物，其单位体重散热量相对减少（贝格曼
Begman定律）（表）。
? 阿伦（ Allen）规律：恒温动物身体的突出部分为四肢、尾巴、外身
等在低温环境中有变小的趋势。
? 在生理方面，生活在低温环境中的植物通过减少细胞中的水分和增加
细胞中的糖类、脂肪等物质来降低植物的冰点，增加抗寒能力。动物
对低温的适应主要表现在代谢率与温度关系中的热中性区宽，下临界
点温度以下的曲线率小等几个方面（图）。
（ 3）物候节律：
? 物候又称物候现象（ phenological phenomenon），是指生物的
生命活动对季节变化的反应现象。物候学（ pheology）则是指研究
生物与气候周期变化相互关系的科学。
2,温度因子对生物的生态作用
沙漠狐
极地狐
冬眠和夏眠
温度与生物发育的最普遍规律
有效积温
—— 影响酶的活性
三．生态因子对生物的生态作用
（ 1）水因子对生物生长发育的作用：
水分不足，使植物萎蔫；使动物滞育或休眠。某
些动物的周期性繁殖与降水季节密切相关，如澳洲鹦
鹉遇到干旱年份，就停止繁殖；而某些龙脑香科植物
遇到干旱年份却产生, 爆发性开花结果, 。
（ 2）生物对水因子的适应
3．水因子对生物的生态作用
三．生态因子对生物的生态作用
（ 2）生物对水因子的适应
? 植物依其对水分需求划分为水生植物、陆生植物两大类型。各类型
下又分别划分为沉水植物、浮水植物、挺水植物、湿生植物、旱生
植物和中生植物等。
? 陆生动物对水因子的适应
? 形态结构上的适应：以各种不同形态结构，使体内水分平衡。
? 行为上的适应：沙漠动物昼伏夜出；迁徙等。
? 生理上的适应：, 沙漠之舟, 骆驼可以 17天喝水，身体脱水达
体重的 27%，仍然照常行走。它不仅具有贮水的胃，驼峰中还
储藏丰富的脂肪，有消耗过程中产生大量水分；其血液中具有
特殊的脂肪和蛋白质，不易脱水。
3．水因子对生物的生态作用
沙
生
植
物
根
部
有
沙
套
子
三．生态因子对生物的生态作用
? （ 1）土壤化学性质与植物的关系
① PH值 <3 或 >9对根系严重伤害 ②矿质营养元素与植物
? （ 2）植物的盐害和抗盐性
植物的抗盐方式：
排除盐分 —— 泌盐植物； 稀盐植物（稀释盐分）；
富集盐分； 拒绝吸收
? （ 3）植物对土壤适应的生态类型
对 PH值的适应 —— 嗜酸性植物、嗜酸 — 耐碱植物、嗜碱 — 耐酸植
物、嗜碱植物。
钙土植物、盐生植物、抗盐植物
? （ 4）土壤污染的植物监测
土壤污染 —— 重金属污染、如汞、镉、砷、化学农药污染等。
监测：植物群落调查，蔬菜及作物调查，实验分析
4．土壤因子对生物的生态作用
