个体生态学

个体生态学物种是由内在因素（生殖、遗传、生理、生态、行为）相联系的个体的集合，是自然界中的一个基本进化单位和功能单位，是生物分类的基本单位，具有一定的自然分布区和一定的形态特征、生理特征的生物类群。生物的性状：生物体所表现的形态结构、生理特征和行为方式生态学是研究生命系统和环境系统相互关系的科学生态学是研究自然界客观存在的科学生态学是关于生物生存态势研究的科学个体生态学的范畴是以个体生物为研究对象，研究个体生物与环境之关系。特别是生物体对环境的适应。是以生物的个体及其栖息环境为研究对象，研究有关环境因子对生物个体的影响,以及生物个体在形态、生理、生化和行为方面的生态适应机制，阐明生物个体与其生存环境之间的相互关系和作用规律。由于个体生态学涉及生物个体的生活方式以及物种的生存和进化，所以可定义个体生态学是研究生物的个体发育、系统发育及其与环境关系的生态学分支。个体生态学的研究内容环境因子对生物个体的影响生物个体在形态、生理、生化和行为方面的生态适应机制生物对环境的改造作用环境（environment）是相对于某一事物来说的，是指围绕着某一事物(通常称其为主体)并对该事物会产生某些影响的所有外界事物(通常称其为客体)的总称，即环境是指相对并相关于某项中心事物的周围事物。环境的类型（一）按环境的主体进行分类以人类为主体，和人类相对应的其他生命物质以及非生命物质都被看成是环境因子，这类环境称为人类环境，例如在环境科学中，就是采用这样的分类方法。以生物为主体，生物体以外的所有环境条件总称为环境，这是一般生态学上所采用的分类方法。（二）按环境的性质进行分类自然环境:是环绕人们周围的各种自然因素的总和，如大气、水、植物、动物、土壤、岩石、太阳辐射等。半自然环境：被人类破坏后的自然环境人工环境/社会环境:是指由于人类活动而形成的环境要素，它包括由人工形成的物质、能量和精神产品以及人类活动过程中的所形成的人与人的关系，后者也称为社会环境。这种人为加工形成的生活环境，包括住宅的设计和配套、公共服务设施、交通、电话、供水、供气、绿化面积等。（三）按环境的范围大小进行分类1．大环境：宇宙环境、地球环境和区域环境。（1）宇宙环境：是指大气层以外的宇宙空间。宇宙环境由广阔的空间和存在其中的各种天体及弥漫物质组成，它对地球环境产生深刻的影响。例如，太阳辐射是地球的主要光源和热源，为地球生物有机体带来了生机，推动了生物圈这个庞大生态系统的健康发展。（2）地球环境：是指大气圈中的对流层、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈，又称为全球环境。地球环境与人类及生物的关系尤为密切。其中生物圈中的生物把地球上各个圈层的关系密切地联系在一起，并推动各种物质循环和能量转换。（3）区域环境：是指占有某一特定地域空间的自然环境，它是由地球表面不同地区的五个自然圈层相互配合而形成的。不同地区，形成各不相同的区域环境特征，分布着不同的生物群落。大气层：是指包围在地球表面并随地球旋转的空气层。生物圈：是指地球上有生命活动的领域及其居住环境的整体。它在地面以上达到大致23千米的高度，在地面以下延伸至12千米的深处，它包括平流层的下层、整个对流层以及沉积岩圈和水圈。但绝大多数生物通常生存于地球陆地之上和海洋表面之下各约100米厚的范围内。2．小环境：直接接触所研究主体或与主体某一部分有关的局部环境条件。（1）生态位：是指一个种群在生态系统中，在时间和空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。（2）微环境：是指区域环境中，由于某一个（或几个）圈层的细微变化而产生的环境差异所形成的小环境。（3）内环境：是指生物体内组织或细胞间的环境。例如叶片内部，直接和叶肉细胞接触的气腔、气室、通气系统，都是形成内环境的场所。三、环境因子及其类型（一）环境因子的概念构成环境组成的下一个层次的基本单元是指环境的各种组成因素可定量的、独立的环境组成单位指生物有机体以外的所有环境要素,是构成环境的最基本成分（二）环境因子的类型Daubenmire（1947）把环境因子分为气候类、土壤类和生物类三大类，具体要素包括光照、温度、水分、大气、土壤、火、生物因子等；Dajoz（1972）根据生物有机体对环境的反应和适应性，将环境因子划分为第一性周期因子、次生性周期因子及非周期性因子；Gilt（1975）将环境因子划分为三个层次，第一层次是指植物生长所必需的环境因子，例如水分、温度、光照等；第二层次是指不以植被是否存在而发生的对植物有影响的环境因子，例如地震、火山爆发、风暴、洪涝等；第三层次是指其存在与发生受植被影响，反过来又直接、间接影响植被的环境因子，例如伐木、放牧等。环境因子的分类非生物因子(abioticfactors)温度(temperature)光(light)湿度(humidity)等生物因子(bioticfactors)其它物种(otherspecies)同种的其它个体或种群非密度制约因子(densityindependentfactors)温度(temperature)光(light)湿度(humidity)等密度制约因子(densitydependentfactors)其它物种(otherspecies)同种的其它个体或种群稳定因子地心引力地磁太阳辐射常数等变动因子周期性变动因子：四季变化、昼夜变化非周期性变动因子：风、雨、生物等气候因子(climaticfactors)生物因子(bioticfactors)土壤因子(soilfactors)人为因子(anthropogenic一、生态因子的概念生态因子（ecologicalfactor）是指对生物有影响的各种环境因子。常直接作用于个体和群体，主要影响个体生存和繁殖、种群分布和数量、群落结构和功能等。各个生态因子不仅本身起作用，而且相互发生作用，既受周围其它因子的影响，反过来又影响其它因子。环境因子与生态因子的区别与联系环境因子：环境中的各种组成因素，如气候、土壤、生物、人等。生态因子：环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布等生命活动有直接或间接影响的环境因子。生态因子是环境因子中的一部分，即环境因子中对生物起作用的因子；而环境因子则是生物体周围的全部因子。二、生态因子的分类（一）按生态因子的性质进行分类1．气候因子：是指形成环境中气候条件的基本因子，例如光、温度、水分、大气等所组成。2．土壤因子：是指影响植物生长发育的土壤质地、结构、理化性状、肥力及土壤微生物等因子的总称。3．地形因子：是指影响动植物生长发育的海拔高度、坡向、坡度、坡位等因子。4．生物因子：是指生物有机体在其生存环境中甚至其体内都有其他生物的存在，这些生物便构成了生物因子，包括动物、植物、微生物等生物因子之间的各种相互关系，如捕食、寄生、竞争和互惠共生等。5．人为因子：是指由于人类的活动对自然的破坏以及对环境造成的污染等。把人为因子从生物因子中分离出来，其目的是强调人的作用的特殊性和重要性。（二）按有无生命的特征进行分类根据有无生命特征，生态因子可以划分为生物因子和非生物因子两大类。生物因子是指动物、植物和微生物及人类之间的各种作用；非生物因子是指光照、温度、水分、二氧化碳、氧、矿物质等。（三）按生态因子对动物种群数量变动的作用进行分类Smith（1935）把生态因子划分为密度制约因子（densitydependentfactor）和非密度制约因子（densityindependentfactor）两种类型。密度制约因子，例如食物、天敌、流行病等生物因子对生物的影响大小随着种群密度而改变，有调节种群数量，维持种群平衡的作用；非密度制约因子，例如温度、降水、天气变化等非生物因子对生物的影响大小并不随种群密度的变化而变化，对种群密度不能起调节作用。（四）按生态因子的稳定性及其作用特点进行分类前苏联学者Moнчадский（1953）依据生态因子的稳定程度，将其划分为稳定因子和变动因子两大类。稳定因子是指终年恒定的因子，例如地磁、地心引力和太阳辐射常数等，这些稳定因子的作用主要是决定生物的分布。变动因子又可分为周期性变动因子和非周期性变动因子，前者如一年四季变化、海洋的涨潮和退潮变化等，它们主要影响生物分布；后者例如刮风、降水、捕食和寄生等。生态环境与自然环境是两个在含义上十分相近的概念，有时人们将其混用，但严格说来，生态环境并不等同于自然环境。自然环境的外延比较广，各种天然因素的总体都可以说是自然环境，但只有具有一定生态关系构成的系统整体才能称为生态环境。仅有非生物因素组成的整体，虽然可以称为自然环境，但并不能叫做生态环境。从这个意义上说，生态环境仅是自然环境的一种，二者具有包含关系。所有生态因子构成了生物的生态环境。生物个体或群体具体生活地段（栖息地）上的生态环境称为生境（habitat）。一、生态因子作用的一般特点（一）综合作用环境中的各种生态因子不是孤立、单独存在的，总是与其他因子相互影响、相互联系、互相促进和互相制约，因此任何一个因子的变化，都会引起其他因子不同程度的变化，最终导致各种生态因子的综合作用。例如，光照强度的变化必然会引起大气和土壤的温度和湿度发生改变，而温度与湿度可共同作用于有机体生命周期的任何一个阶段（幼体发育、生存、繁殖等），通过影响某一阶段而限制物种的分布，这就是生态因子的综合作用。（二）主导因子作用不同的生态因子对生物的作用并非是等价的，其中对生物起决定性作用的生态因子称为主导因子。例如，在植物进行光合作用时，光照强度是主导因子，温度和湿度为次要因子；在植物进行春化作用时，温度（低温）是主导因子，湿度和通气条件是次要因子。（三）直接作用和间接作用生态因子对生物的生长、行为、繁殖、分布等的作用可以是直接的，也可以是间接的，有时要经过几个中间环节；间接作用往往是通过影响直接因子而间接影响生物。光照、温度、水分、二氧化碳、氧气等对生物起直接作用，海拔高度、坡向、坡度等地形因子对生物的作用不是直接的，而是通过影响光照、温度、水分等生态因子而对生物产生作用。（四）阶段性作用生物在不同的发育阶段，其生长发育需要不同的生态因子或者不同强度的生态因子，如大马哈鱼出生在江河淡水中，在海水中长大。生态因子在不同阶段对生物的作用不用，如低温在某些植物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（五）不可代替性和补偿作用不可代替性：各种生态因子对生物的作用是不相同的，各自都有其重要性，尤其是作为主导作用的因子，如果缺少，会造成生物不能正常生长发育，甚至死亡，因此生态因子是不能相互代替的。补偿作用：在一定条件下，某一个生态因子在量上的不足，可以由其他生态因子来补偿，同样获得类似的生态效应。例如，植物在进行光合作用时，光照强度减弱造成的光合作用下降可以通过增加二氧化碳浓度来补偿。二、生态因子作用的基本原理（一）Liebig最小因子定律该定律是1840年德国农业化学家Liebig首次提出的，他认为“植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养元素。”其基本内容是：低于某种生物需要的最少量的任何特定因子，是决定该种生物生存和分布的根本因素。例如，当土壤中的氮可维持250kg产量，钾可维持350kg产量，磷可维持500kg产量，则实际的产量只有250kg，因为在这种情况下的产量要受到氮所限制。（二）限制因子定律限制因子：是指限制生物生存和繁殖的关键性因子。如果一种生物对某种生态因子的耐受范围很广，而且这种因子又非常稳定，那么这种因子就不太可能成为限制因子；如果一种生物对某种生态因子的耐受范围很窄，而且这种因子又易于变化，那么这种因子就很可能成为限制因子。例如氧气对陆生动物来说，数量多、含量稳定而且容易得到，因此一般不会成为限制因子。但氧气在水体中的含量有限，而且经常发生波动，而常成为水生生物的限制因子。限制因子定律：生态因子处于低于生物正常生长所需的最小量或者高于生物正常生长所需的最大量时，都对生物生长有限制影响。（三）Shelford耐性定律耐性（tolerance）：是指