① 生态因子的作用方式
绝大多数生态因子都相互影响。例如温度升高加强蒸发能导致土壤缺水,温度过低冻结土壤水分也阻碍植物吸水。有些因子直接作用于生物体,如日照、温度、水分等,称为直接因子;有些则通过直接因子而间接作用于生物体,如地面坡向、坡度常影响日照和土壤含水量等,这些因子称为间接因子。但坡向、坡度等因素有时也常直接影响生物的生存与活动,所以直接和间接因子的划分只能是比较粗略的。还有时两个直接因子共同作用于生物体,产生综合效果。例如生物体质因缺乏食物而下降,在低气温下就容易冻死。 生物生存于特定生境中,受多种因子的综合影响,但其中只有一两个起主导作用的因子(称限制因子)。这是在一定时间内针对特定对象而言的,例如生物所需营养中最缺乏的成分常常成为决定其生存的限制因子,再如日照时间的变化是触发植物发育阶段转变的必要条件,在这个转变时期,它便成为限制因子。 生态因子直接作用于个体的情况有几种:可能仅仅作为信号,如通过动物的神经系统引起行为变化;也可能通过多种途径造成生物正常或异常的生理反应;还可能直接影响生物的解剖结构。就生态因子的性质看,不外物质、能量和信息3种。它们通过种种渠道输入生命系统,作用形式大体有3类:
① 构成维持生物代谢和繁殖所必需的营养物质和理化条件。这些理化条件也都表现为能量或物质,如日照、温度、pH值、渗透压等。
② 构成种种破坏力量。例如天敌、自然灾害(超限的理化条件)及某些人类活动(滥垦滥牧、工业污染等)。
③ 仅仅作为信息,诱发生物的节律性反应。例如日照和温度的昼夜或季节变化,能引起植物的萌发、生长、开花等阶段变化和动物的冬眠、迁徙等周期活动。
生态因子作用的直接对象是生物个体,但通过生物间的交互作用会影响到群体。同种动物的集群活动可以增加取食和避敌能力。群落食物中某环节的增减,常导致连锁反应,例如天气变化造成蝗群增长及其相变,继而导致迁飞,破坏迁入地的大片植被。
生态因子的作用与生物的适应性密切相关。对于温度,各物种反应不同,有些物种能适应的温度却可能使另一些物种死亡。一般说,生物在不同发育阶段的适应性也不大相同。环境在变,生物的适应性也随之改变。一个物种可能通过生理过程适应一个新环境,当新旧环境差别太显着时,可能需要较长时期的适应过程,引种驯化便属此类。在生物发展史中,生态因子作为选择因素淘汰掉不适应的物种。生态因子还可能直接诱发基因突变或重组,促进生物进化的进程。
② 生物因子的生态作用
太多了!就说土壤生物,土壤生物包括大型、中型和小型土壤动物,还包括土壤微生物。土壤动物对枯枝落叶有碎裂作用,土壤微生物则对碎裂的枯枝落叶进一步分解矿化。一般有这样一个趋势,纬度越低土壤动物与土壤微生物的多样性及生物量越大,那么物质循环就越迅速,如热带雨林一天的落叶在半天的时间就可以完成矿化。森林,10平方米的森林才能维持一个成年人的呼吸需求(估算),森林的垂直分布层次极大程度地影响了森林鸟类的多样性。草原与狼群有着某种程度的共生关系,草量草质都影响着狼的食物的量与种类。淡水生物如河蚬就是污水的生物净化器。
③ 分析生态因子的作用时遵循哪些基本原则
组成环境的具体因素称为环境因子,或叫生态因子。它包括自然环境要素和社会环境要素。自然环境要素主要包括生物要素、大气环境要素、水环境要素和岩石与土壤要素。或者分为生物因子和非生物因子。社会环境要素主要指人为的各种干扰活动,如耕作、施肥、灌溉、喷药等。非生物因子包括温度、光、水(湿度)、
pH 、营养元素等理化因子;生物因子则包括同种生物的其他个体和异种生物的有机体。
生物和环境之间的关系是相互的和辨证的。一般把非生物环境因子对生命有机体的影响叫作用。如气候的恶劣变化,造成有机体的死亡或繁殖停止,洪水泛滥引起一些动物的迁移。而有机体对环境的影响称为反作用,如土地上生长了树木,改变了水、热条件,动植物的残体分解后加入了土壤,使土壤环境发生了很大变化
, 从而也改变了其对生物生存的适宜性。
一、主要生态因子的生态作用
1 .温度
温度直接影响有机体的体温,体温的高低又决定了动物新陈代谢过程的强度和特点、有机体的生长和发育速度、繁殖、行为、数量和分布等。温度影响气流、降水,从而间接影响了动植物的生存条件。植物生长发育与温度的昼夜及季节变化同步的现象叫温周期,或节律性变温。
由于工业、交通运输及人们生活需要,使能源消耗量大大增加,从而产生大量的二氧化碳、水蒸汽、热废水等,引起环境增温而影响生态系统结构和功能效应的现象称为
热污染 。热污染是生态学研究的一个新课题,热污染形成的原因虽然只是温度因子,但它却影响着整个生态系统的非生物因子和生物成员。
热岛效应是热污染的一种表现形式,是把人口密集、建筑林立的城市比作一个孤岛,各种建筑物所用的材料及一些深色的装饰,吸热性都非常强,使城市成为一个能以高效率利用太阳能加热周围空气的加热系统,同时城市上空的微尘云和大量二氧化碳,能阻隔热量向外散发。当城市上空大气的风速很小或静风时,大气层中的热气流都聚集在逆温层之下,象保温层一样包围在城市上空,使城市气温高于四周,形成热岛。热岛中心温度最高,逐渐向外降低。这种城市中心的气温比郊区和农村高的现象就叫热岛效应。
2 .光和辐射
光和辐射的主要生态作用有四个方面:生物生活所必需的全部能量都直接或间接地来源于太阳光;植物利用太阳光进行光合作用,制造有机物,动物直接或间接从植物中获取营养;光是生物的昼夜周期性和季节周期性的外界“触发器”,生命活动的昼夜节律(如动物的活动与静止的交替)、季节性节律(如繁殖、换毛、迁徙)都与光周期有着直接的联系。光污染是指由于非自然光的照射给生物的生存和健康带来危害的现象。如汽车的照明灯、核武器爆炸时的强闪光、紫外线、激光和红外光等,但对环境污染最严重的还是光化学烟雾。它是由工业废气、汽车尾气如氮氧化物、碳氢化合物等污染物在强光作用下,发生光化学反应而形成白色烟雾,有时带有蓝紫色或黄褐色。
光化学烟雾主要成分是臭氧(占 90%
)、过氧乙酸硝酸酯类和氮氧化合物。臭氧对植物的形态、结构有很大的影响,产生明显的伤害症状,引起减产;对人畜呼吸道、眼睛等也产生明显的刺激,可引起支气管炎、肺气肿和气喘病等。过氧乙酸硝酸酯类物质是烃类与阳光复合反应产物的一种存在形式,可侵入植物幼株的气孔,伤害幼叶尖端或叶茎等,在高温条件下老叶敏感部分受严重的伤害。氮氧化物对植物也有潜在的毒害作用。
3 .水
水是一切生命活动和生化过程的基本物质;是光合作用的底物之一,是植物营养运输和动物消化等生理活动的介质;在一个区域内,水是决定植被群落和生产力的关键因素之一,还决定动物群落的类型和动物行为等;水与大气之间的循环运动,形成支持生物的气候,并帮助调节全球能量平衡;水的流动开创和推动着土地景观的形成,也是重要的成土因素,在岩石风化中起重要作用。
4 .空气
大气组成中除了氮气、氧气和惰性气体及臭氧等较恒定外,主要起生态作用的是二氧化碳、水蒸气等可变气体和由于人为因素造成的组分如尘埃、硫化氢、硫氧化物和氮氧化物等。大气中的
CO 2 是植物光合作用的原料, O 2 是大多数动物呼吸的基本物质;大气中的水和 CO 2
对调节生物系统物质运动和大气温度起着重要的作用,氧和二氧化碳的平衡是生态系统能否进行正常运转的主要因素。大气流动产生的风对花粉、种子和果实的传播和活动力差的动物的移动起着推动作用;但风对动植物的生长发育、繁殖、行为、数量、分布以及体内水分平衡都有不良影响,强风使植物倒伏、折断等。
5 .土壤
土壤是陆地植物生长的基地,植物主要从土壤中获取生命必需的营养物质和水分;土壤是多种多样生物栖息和活动的场所;生态系统中的许多基本功能过程是在土壤中进行的,如固氮作用、分解作用、脱氮作用等都是物质在生物圈中良性循环所不可缺少的过程。土壤中生活着各种各样的微生物和土壤动物,能对外来的各种物质进行分解、转化和改造,故土壤被人们看成是一个自然净化系统。
二、生态因子作用的一般特征
1. 综合作用
各种环境因子都不是孤立存在的,而是彼此联系、相互促进、相互制约的。任何单因子的变化,都会引起其他因子不同程度的变化及其反作用。如温度是植物春化阶段中起决定作用的因子,但它也只能在适宜的湿度和良好的通气条件下才能发挥作用。如果空气不足、湿度不适,萌发的种子仍不能通过春化阶段。生态因子的作用虽然有直接和间接、主要和次要作用之分,但他们都是相对的,在一定条件下可以互相转化。
2. 主导因子作用
在诸多环境因子中,常有一个生态因子对生物起着决定性作用,称主导因子。主导因子的变化会引起其他因子也发生变化。如对水热条件较好的区域,土壤是决定植物分布类型的主要因子,以土壤为主导因子可以将植物分成喜钙、嫌钙、盐生植物、沙生植物等多种生态类型。
3. 直接作用和间接作用
有些因子对生物的影响是直接的,如水、光照和温度等;有些是间接的,如地形并不直接作用于生物,但它通过起伏、坡向、坡度、海拔等影响光、温和水等因子的分布,因而间接影响生物的生长发育和分布。
4. 阶段性
由于生物生长发育不同阶段对环境因子的需求不同,因此因子对生物的作用也具有阶段性,这种阶段性是由生态环境的规律性变化引起的。如光照长短,在植物的春花阶段并不起作用,但在光周期阶段则是至关重要的。有些生物在不同的生育期要求不同的环境条件,如洄游性鱼类,在产卵期和生长期要求不同的水质条件。
5. 不可代替性和补偿性
环境中各种生态因子对生物的作用虽然不同,但各具其重要性,尤其是主导因子。任何因子的缺少都会影响生物的正常发育,甚至死亡。所以从总体上说生态因子是不能代替的,但局部是可以补偿的。如锶可部分地补偿一些软体动物钙的不足。就植物的光合作用来说,光照的不足,可以增加二氧化碳的浓度来补偿。这种补偿作用只能在一定范围内作部分的补偿,而不能以一个生态因子代替另一个因子,而且,这种补偿作用也并不是经常存在的。
④ 1.生态因子作用方式和规律有哪些是否具有一定普遍意义如何理解 2、何为种间关系有哪些主要形式与类
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影响的环境要素。
所有的生态因子构成了生物的生态环境(ecological environment)。具体的生物个体和群体的生态环境称为生境(habitat),其中包括生物本身对环境的影响。
生态因子作用的基本规律
(1)生态因子的作用取决于三个方面的因素:1)生态因子本身的性质和作用的量;2)作用对象——物种的遗传特性和被作用的部位和方式;3)其它伴随的环境条件。
(2)被作用物种对各种生态因子的适应范围存在最低、最适和最高点,简称“三基点”。
(3)在一定范围内,被作用物种可以通过行为、生理和遗传等方面的改变逐渐适应原本难以适应的环境;而超越某一阈限或缩短必要的适应时间,任何物种将难以生存和适应。
(4)各种生态因子对物种的健康生存都存在双向作用。即在最低和最高点以外产生抑制作用,在最低和最高点以内产生促进作用,在最适点产生的促进作用最大。
生态因子的类型多种多样,分类方法也不统一。简单、传统的方法是把生态因子分为生物因子和非生物因子。前者包括生物种内和种间的相互关系;后者则包括气候、土壤、地形等。
气候因子
气候因子也称地理因子,包括光、温度、水分、空气等。根据各因子的特点和性质,还可再细分为若干因子。如光因子可分为光强、光质和光周期等,温度因子可分为平均温度、积温、节律性变温和非节律性变温等。
土壤因子
土壤是气候因子和生物因子共同作用的产物,土壤因子包括土壤结构、土壤的理化性质、土壤肥力和土壤生物等。
地形因子
地形因子如地面的起伏、坡度、坡向、阴坡和阳坡等,通过影响气候和土壤,间接地影响植物的生长和分布。
生物因子
生物因子包括生物之间的各种相互关系,如捕食、寄生、竞争和互惠共生等。
人为因子
把人为因子从生物因子中分离出来是为了强调人的作用的特殊性和重要性。人类活动对自然界的影响越来越大和越来越带有全球性,分布在地球各地的生物都直接或间接受到人类活动的巨大影响。
特点:
综合性
每一个生态因子都是在与其他因子的相互影响、相互制约中起作用的,任何因子的变化都会在不同程度上引起其他因子的变化。例如光照强度的变化必然会引起大气和土壤温度和湿度的改变,这就是生态因子的综合作用。 生态因子
非等价性
对生物起作用的诸多因子是非等价的,其中有1~2个是起主要作用的主导因子。主导因子的改变常会引起其他生态因子发生明显变化或使生物的生长发育发生明显变化,如光周期现象中的日照时间和植物春化阶段的低温因子就是主导因子。
不可替代性和可调剂性
生态因子虽非等价,但都不可缺少,一个因子的缺失不能由另一个因子来代替。但某一因子的数量不足,有时可以由其他因子来补偿。例如光照不足所引起的光合作用的下降可由CO2浓度的增加得到补偿。
阶段性和限制性
生物在生长发育的不同阶段往往需要不同的生态因子或生态因子的不同强度。例如低温对冬小麦的春化阶段是必不可少的,但在其后的生长阶段则是有害的。那些对生物的生长、发育、繁殖、数量和分布起限制作用的关键性因子叫限制因子。有关生态因子(量)的限制作用有以下两条定律。
⑤ 什么叫做生物因子
它包括空间以及其中可以直接或间接影响有机体生活和发展的各种因素。
生 态 因子—— 组成环境的因素就称为环境因子,也就是我们说的“生态因子”。
Top二、生态因子的分类
生态因子通常分为非生物因子(abiotic factors)和生物因子(biotic factors)两类。
非生物因子包括温度、光、湿度、pH、氧等理化因子;
生物因子则包括同种生物的其他有机体和异种生物的有机体,前者构成种内关系,后者构成种间关系;Top三、生态因子的作用方式
生物和环境之间的相互关系:
作用—— 环境的非生物因子对有机体的影响。
反作用 —— 有机体对环境的影响。
生物和生物之间的相互关系: 捕食、寄生等。
Top四、限制因子的概念
定义:在众多的环境因素中,任何接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因素,叫限制因子。
2. 利比希的“最小因子定律”
利比希是19世纪德国的农业化学家,他是研究各种因子对植物生长影响的先驱。他提出:“植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养成分”。他的基本思想是,每种植物都需要一定种类和一定量的营养物质。如果环境中缺乏其中的一种,植物就会死亡,如果这种营养物质处于最少量状态,植物的生长就最少。这就是利比希的“最小因子定律”。
3.谢福尔德的“耐受性定律”
利比希只是提出因子处于最小量时可能成为限制因子。但事实上,因子过量时同样可以成为限制因子。因此,每种生物对每一种环境因素都有一个能耐受的范围,一个生态上的最低点和一个生态上的最高点。最低点和最高点(或称耐受性下限和上限)之间的范围,就称为生态幅或生态价。
耐受性定律 —— 耐受性定律任何一个生态因子在数量上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度时,就会使该种生物衰退或不能生存。
*生物种的耐受性限度图解*
4、限制因子概念的意义
生物与环境之间的关系时极端复杂的,要弄清所有的生态因子的作用是不可能也是不切实际的。从限制因子的概念中我们可以看到,对某种特定生物来说,各种可能的生态因子的重要性是不同的。所以,生态学家就可以从众多的生态因子中找到可能的“薄弱环节”,从而把注意力集中在研究那些可能是限制因子的环境条件上。(例如)
一般来说,若某生物对某种生态因子有较宽的耐受限度,而在环境中这种特定因子又相当稳定,量也适中,那么,这个生态因子对该种生物就不大可能成为限制因子。相反,若某生物对某种生态因子的耐受能力有限,而在环境中又变化较大,它就有可能成为限制因子而应加以认真研究。
Top五、生态因子的其他作用
因子补偿作用
除了能适应环境外,在一定程度范围内,生物还能改变自然环境,减少温度、光、水等生态因子的限制作用,这就是生物对因子的补偿作用。这种补偿作用常见于群落水平中,但在种内同样可以见到。
群落水平上的因子补偿作用的例子很多。例如在一个实验微宇宙中,整个群落的呼吸(如以二氧化碳的释放量为指标)随环境温度的变化很小,而微宇宙中的一个种(例如水蚤)的呼吸则明显随温度而改变。原因是群落中生物种类很多,它们的最适温度各不相同。但通过不同种间的生理调节和适应,整个群落就得到补偿,从而使群落整体的CO2释放量变动很小。这里就是生物(各个种)对环境因子(CO2释放量)的补偿作用(使群落整体CO2释放量变动很小)。
信号作用生物还能利用一些生态因子的周期性变化,以作为确定时间,调节其生理节律和生活史中的各种节律的线索。一个明显的例子就是光照周期。
光照周期在一定地理纬度和一定季节是不变的,年年如此。例如,白昼延长意味春、夏的来临,白昼缩短表示秋、冬来临。于是,光照周期的变化就成为一个季节变化的信号,动物就依据这个信号调节自己的活动。
Top六、一些重要的非生态因子及其生态作用
早期的生态学教科书,主要是分章详细叙述各种环境因子,尤其是生物因子对动物生活的作用。但近年来,由于生态系统生态学和种群生态学的发展和提升到更重要的地位,环境分析的篇幅便日益减少。考虑到这种情况,这里我们对于非生物因子的作用只作概述性的介绍。
⑥ 生态因子的作用的一般特点包括哪些
包括五个方面:
1.综合性:
环境中各种生态因子不是孤立存在的,而是彼此联系、相互促进、相互制约,任何一个单因子的变化,都可能引起其他因子不同程度的变化及其反作用。因此在进行生态分析时,不能只片面地注意到某一生态因子而忽略其他因子。例如,一个地区湿润程度,不只决定于降水量一个因素,而是诸气象因素相互作用的综合效应。湿润程度既决定于水分收入(降水),又决定于水分支出(蒸发、蒸腾、径流和渗漏等)。可以认为,蒸散是太阳辐射、温度、大气相对湿度、风速以及地表覆盖等诸因素综合作用的结果。由于蒸散不便于取得可靠的观测资料,而温度与蒸散的关系极为密切,所以许多气象学家、生态学家常用干燥度来表示一个地区的湿润程度。
2.主导因子作用:
对生物起作用的诸多因子是非等价的,其中有1~2个是起主要作用的主导因子。主导因子的改变常会引起其他生态因子发生明显变化或使生物的生长发育发生明显变化,如光周期现象中的日照时间和植物春化阶段的低温因子就是主导因子。
3.阶段性作用:
由于生物生长发育不同阶段对生态因子的要求不同,因此,生态因子的作用也具有阶段性,这种阶段性是由生态环境的规律性的变化所造成的。例如,光照长短,在植物的春化阶段并不起作用,但在光周期阶段则是十分重要的。另外,有些鱼类年是终生都定居在某一个环境中,根据其生活史的各个不同阶段,对生存条件有不同的要求。例如鱼类的洄游,大马哈鱼生活在海洋中,生殖季节就成群结队洄游到淡水河流中产卵,而鳗鲡则在淡水中生活,洄游到海洋中去生殖。
4.不可替代性和补偿性作用:
生态因子虽非等价,但都不可缺少,一个因子的缺失不能由另一个因子来代替。但某一因子的数量不足,有时可以由其他因子来补偿。例如光照不足所引起的光合作用的下降可由co2浓度的增加得到补偿。
5.直接作用和间接作用:
依生态因子与生物的相互作用可将生物因子分为直接作用和间接作用两种类型,区分其作用方式对认识生物的生殖、发育、繁殖及分布都很重要。环境中地形因子,其起伏、程度、坡向、坡度、海拔高度及经纬度等对生物的作用是直接的,但是它们能够影响光照、温度、雨水等因子的分布,因而对生物产生的作用则是间接作用;而这些地方的光照、温度、水分状况则对生物类型、生长和分布起直接的作用。