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一、环境与生态因子 一、环境(environment)与生态因子(ecological factors) 环境：泛指生物周围存在的一切事物；或某一特定生物体或生物群体以外的空间及直接、间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。 生态因子：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。如温度、湿度、食 物和其他相关生物等。 生境：指在一定时间内具体的生物个体和群体生活地段上的生态环境，也称栖息地。 二、最小因子、限制性因子与耐受性定律 限制因子：在众多环境因子中，任何接近或超过某生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因素称为限制因子。 利比希最小因子定律（法则）：Liebig在1840年提出“植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养元素”。 耐受性定律：1913年，美国生态学家V.E.Shelford提出了耐受性法则：任何一种环境因子对每一种生物都有一个耐受性范围，范围有最大限度和最小限度，一种生物的机能在最适点或接近最适点时最强，趋向这两端时就减弱，然后被抑制。 生物对生态因子的耐受性不同，可将生物区分为广温性和狭温性，广盐性和狭盐性，广食性和狭食性等。一般说来，如果一种生物对所有生态因子的耐受范围都是广的，那么这种生物在自然界的分市也一定很广，反之亦然。 光和热是从太阳辐射到地球上的两种辐射能的形态，生物圈内的光主要包含5种基本类型的电磁波。即： 微波和无线电波：波长1m以上； 热红外线： 4×105-760nm(50-60%); 可见光： 760-380nm; 紫外线： 380-4.03nm(1%); X射线和γ射线： 4.03-0.001nm 太阳辐射能按波长不同而顺序排列，称为太阳辐射光谱，就是以上5种电磁波。根据人肉眼所能感受到的光谱段，光可分为可见光和不可见光两部分。可见光即为人眼能看到的白光。可见光谱中根据波长的不同，又可分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光，如图所示。 我们可借助于热的感受来察觉不可见光的存在，地表热量基本上是由这部分太阳辐射能产生的，其波长越大，增热效应也越大；紫外光中波长短于290nm的部分被大气圈上层的臭氧吸收，所以紫外线部分真正到地面上来的，只有波长在290-380nm之间的光波。紫外线具有杀伤生物的作用。如杀菌、引发皮肤癌和促进VD合成。当臭氧层出现空洞时，将会增加地球表面的紫外光辐射，特别是UV-B(280-320nm)对生态系统的影响已引起人们的注意。 (1)光对动物和植物的生存提供能量的来源。 (2)光直接影响植物的光合作用和色素的形成。 (3)动植物对光的刺激(信号作用)都会产生一定的反应，如视觉、繁殖、发育、行为、分布等。 (4)间接作用：通过影响其他环境因素的动态而产生的作用。 一.水体的光照条件 在大气层上界垂直于太阳光的平面上所受到的太阳辐射强度为8.10 J/(cm2·min),被称为太阳系数。太阳辐射到达水面（地面）的强度太阳系数。 太阳辐射能到达水面的强度随太阳高度角、地理纬度、海拔高度、季节和大气状况而变化。 水体光照条件的特点： （1）射到水面的太阳光一部分(约5%～10%)被水面反射，一部分透入水层。反射部分的大小和水面状况密切相关，如风（无风5%，有风7%，强风30%）、冰（乌冰35-40%）、覆雪（70-80%）。 （2）水分子对不同光线的吸收系数*不同，最先吸收的是红外线、紫外线和波长长的红色光线，最后被吸收的是波长短的青色和蓝色光线。散射情况则恰好相反，水中散射出来的光线落到观察者的眼中时，就使水面呈一定颜色。 朗格-比耳定律 （3）透入水层的光能随水深而迅速减弱。如果水柱中悬浮物的分布比较均匀，当水的深度按算术级数增加时，光照强度则呈指数递减的趋势。可用朗格-比耳定律计算。 如以Iz表示深度z时的光强，I0表示水面的光强，e表示自然对数底，z表示水的深度，ε表示垂直消光系数则：  Iz = I0e-εz ε可以从实测的I0和Iz中计算出来： ε=[ 1/z×2.303(log10 I0- log10 Iz) 实测表明：垂直消光系统ε值和水的透明度(T)有相当密切但不恒定的关系，在英吉利海峡和原苏联白海，ε·T= 1.7，在黑海和里海则为1.8，在我国近海约为1.51，在浑浊水中可降到1.4以下。 (4) 在不同水层中光的组成不同，在表层以红色光线为主，越往深层蓝色光线越占主要地位。 (5)当水中悬浮物增加或水面被水草、冰雪覆盖时,光照减弱。 照度单位 光照强度通常用照度单位——lx(勒克斯)，有时用能量单位——J/(cm2·min)。 照度和能量粗略换算关系式： 1 lx=60.04×10-6 J/(cm2·min) 近年采用μE/m2·s(微