生态因子的作用规律在线视频

同学们

大家好

我是云南大学生态学与环境学院的

苏文华老师

在前面给大家介绍过

生物的环境是由

许多环境因子组成的

一方面生物正常的生长

对每一个环境因子的

要求会有不一样

另一方面每一因子

满足生物需求的供给程度

也会有所差距

如表中所示

作物对氮

钾

铁

锰的需求不同

氮和钾的需要量很多

但铁和锰的需求则要微量

土壤所能提供的也不同

在大多数土壤中

这几种养分都不能满足作物的需求

短缺的绝对量分别为

氮为50mg/m2

钾为100 mg/m2

而铁仅为0.2mg/m2

锰0.25mg/m2

如果只能选择施一种肥

哪一种的增产效果最好

选哪一种肥

不能只看绝对的短缺量

要看相对的短缺数

也就是短缺量占所需要的百分数

四种养分的短缺

百分数分别为

氮25%

钾33%

铁20%

锰50%

所以最缺的是锰

选择施锰肥

增产效果最好

1840年Liebig提出

植物的生长取决于

那些处于最少量状态的营养元素

后人在此基础上推广为

在稳定的条件下

低于某种生物

需要的最小量的任何因子

是决定该种生物生存

和分布的根本因素

称为“李必希最小因子定律”

这和经济学上的

“短板效应”有相似的含义

环境因子处于最小量时

会成为限制生物生长的限制因子

而因子过量时

如污染

同样也会成为限制因子

这被称为限制因子定理

因此

任何环境因子

当它们接近和达到

生物的耐受极限

都会阻碍生物的生命活动时

就成为限制因子

在环境因子中

不是任何因子都会成为限制因子

O2

CO2

土壤

N

降水

光照

气温

哪些因子最可能成为限制因子

不太可能成为限制因子的生态因子

是那些生物的耐受范围广

因子相对稳定的

比如大气中的含氧量

CO2就不太可能成为限制因子

而可能成为限制因子的生态因子

一般

生物的耐受范围

相对窄

因子本身变化大

比如

气温

降水

和光照

生物的环境中

不仅是因子不足

影响减弱生物的生长和发育

当环境因子的数量

远远超过生物的需要时

也会制约生物的生长发育

甚至杀死生物

任何一个生态因子在数量和

质量上的不足和过多

也就是说

当即其接近和达到了某种生物的

耐受极限时都会使

生物衰退和不能生存

环境因子与生物的这一关系

成为耐受定律

生物对每一种生态因子

都有其耐受的上限和下限

耐受的上限和下限之间

就是这种生物对这种生态因子的

耐受限度或耐受范围

根据生物生长发育状态的表现

可以把耐受范围分为最适生存区

亚适应范围和不适应范围

在此之外

生物都不能生存

生物对耐受范围的表现

会有许多解释

第一种

群体数量变化

最适生存区内

个体数量的最多

亚适应范围数量次之

不适应范围内只有少数和

个别的个体

之外的区域没有个体

第二个方面

生命活动的能力变化

生物对耐受范围内

生境适宜程度的变化的表现

还可能从存活与否

正常生活与否

能够繁殖与否等反映

最适生存区内繁殖情况最好

不适应范围内繁殖差

甚至不能繁殖

生物的耐受和适应环境因子

梯度的幅度和范围

也被称为生物对

该环境的生态幅

或着生态价

显然

不同生物对相同生态因子的耐受

有宽窄之分

即广生态因子和狭生态因子的适应

如果一种生物对生境中的

所有生态因子的适应范围都广

那么这个种类

在自然界中分布也很广

反之

则窄

这是因为

自然状态下

通常环境因子的变化幅度

与环境空间尺度大小是成正比的

大分布区的环境因子变化

要大于小分布区的

当然

这要强调是在理想状态下

实际上的情况是

生物的自然分布

与耐受幅度的关系相当复杂

生物在自然界中的实际分布是受

非生物因子和生物因子

共同作用的结果

生物对非生物因子的生理耐受范围

对动物和植物的都有重要影响

但这种影响只能解释生物

不能在什么地方

不能告诉我们它们实际在什么地方

因为生物的实际分布

还要受其他因素的影响

尤其是生物因子

同学们

前面讲过

生物的耐受范围可以分为最适生存区

亚适应范围以及不适应范围

现在

我问大家

自然界的生物

最可能出现在它

最适应的分布区

还是亚适应范围的地区

或者是不适应范围的地区

最适分布区

生存条件最为理想

亚适应范围地区

生存条件还算舒适

不适应的分布范围区

生活艰辛

你认为最可能生活的地方是

最适生存区

亚适应范围地区

还是不适应范围的地区

大家可能想不到

自然界中的动物和植物

很少能够生活在

它们最适宜的地方

常常由于其他生物的竞争

把它们从最适的生境中排挤出去

结果它们只能生活

在它们有最大竞争优势的地方

自然界中

相当多的生物是生活的

不太适宜的生境中

因为

在这样的生境中

没有竞争者

而适宜的生境大家都去

竞争剧烈

找不到立锥之地

各位同学

耐受性和生态幅度

是物种的基本生态特征之一

每种生物的耐受范围

和生态幅度是相对稳定的

或者说是固定的

比如

两种生物的生态幅度差异

不会发生根本性的变化

但也不是说

生物的耐受范围是固定不变的

在一定的条件下

个体的耐受范围会出现变化和调整

生物耐受性的变化极为复杂

下将给大家介绍耐受性限度的调整

首先

某一种生态因子变化

会改变生物对其他生态因子的耐受范围

前面我们讲到

生态因子的作用具有综合性

因此

如果我们孤立地去研究生物

对某一种特定生态因子的反应

往往会得出片面的结论

因为其他因子的改变

会影响生物对这一特定因子的反应

换句话说处在不同的条件下的生物

对同一种生态因子的反应不同

例如

在我们的研究中发现

不同土壤温度下

紫花报春光合作用的

最适气温度不同

其次

生物的耐受范围

即使是在小的时间尺度内

也并不是固定不变的

通过自然驯化或

人工驯化可以改变耐受范围

是适宜生存的范围

上下限发生移动

形成新的最适范围

适应环境的变化

所谓“驯化”是指

在不利的环境胁迫到来之前

如果让生物经历

一个短期的胁迫状态的预处理

或者说锻炼

可以提高对胁迫因子的

耐受极限

或者增加它的抵抗能力

有的学者研究发现

25℃培养的蛙

当水温降至5℃时

体内的代谢几乎降至为零

生命停止

而在5℃培养过的

也就是驯化过的

水温下降到5℃时

还有相当高的代谢速率

经过5℃驯化的蛙

对低温有更高的耐受

同学们有没有听过父母和老人讲

春捂秋冻

不生杂病

这条穿衣谚语

其中

“秋冻”就是说秋天气温稍凉爽时

不要过早地多增加衣服

在逐渐降低温度的环境中

经过一定时间的锻炼

这就有助于提高对低温的适应力

植物的生物生活史中

不同时期对环境因子的

耐受存在差异

种子阶段具有最强的耐受能力

而动物可以通过休眠

降低新陈代谢率

使身体处于不活动的状态

减弱受环境的影响

度过不良条件

此外

耐受限度还会出现节律性的变化

好啦

这节课就到这里

下节课再见