基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)(第3章有機(jī)體與環(huán)境二)課件

1、第三章 有機(jī)體與環(huán)境（二）光和輻射大氣及其生態(tài)作用土壤及其生態(tài)作用 第一節(jié) 光和輻射光的性質(zhì)與組成紫外光：380nm可見光：380-760nm紅外光：760nm光照強(qiáng)度與波長成反比，波長較短的光能量較強(qiáng)。光的生態(tài)作用及生物對光的適應(yīng)1、光質(zhì)的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)植物光合作用：光合有效輻射（380-710nm），紅光和藍(lán)紫光能被葉綠素和類胡蘿卜素吸收，綠光則很少被吸收。利用彩色薄膜對蔬菜等作物進(jìn)行栽培試驗(yàn)。光質(zhì)對動物的生長、生殖、遷徙、毛羽更換等也有影響。不可見光對生物的影響也是多方面的，如昆蟲對紫外光有趨光反應(yīng)，而草履蟲則表現(xiàn)為避光反應(yīng)；紫外光抑制植物莖的生長。生物對光質(zhì)的適應(yīng)海洋植物光合作用

2、色素對光譜變化具有明顯的適應(yīng)性: 海水表層植物色素吸收藍(lán)、紅光； 深水植物光合色素有效地利用綠光。高山植物對紫外光作用的適應(yīng)，呈現(xiàn)莖干粗短，葉面縮小，毛絨發(fā)達(dá)的生長型。動物不同動物發(fā)展不同的色覺。2、光強(qiáng)的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)光照強(qiáng)度對生物的生長、發(fā)育和形態(tài)建成的作用光強(qiáng)對動物的生長發(fā)育有影響光強(qiáng)對植物形態(tài)建成的影響：黃化現(xiàn)象光強(qiáng)對植物組織和器官的生長發(fā)育及分化有重要影響生物對光照強(qiáng)度的適應(yīng)（1）植物對光照強(qiáng)度的適應(yīng)陽地植物：在強(qiáng)光照下才能正常生長發(fā)育的植物，如蒲公英、松、柳等。陰地植物：在較弱的光照條件下生長良好的植物，如紅豆杉、云杉、人參、半夏等。耐陰植物：介于以上兩者之間，在全日照下生長

3、最好，但也能忍受適度的蔭蔽，或在生長發(fā)育期間需輕度的遮蔭，如側(cè)柏、胡桃等。蒲公英松紅豆杉天南星人參（2）動物對光照強(qiáng)度的適應(yīng)行為上晝行性動物：適應(yīng)于白天強(qiáng)光下活動，如大多數(shù)的鳥類和靈長類，哺乳類中的黃鼠、松鼠等。夜行性動物：適應(yīng)于黑夜或晨昏的弱光下活動，也稱晨昏性動物，如刺猬、壁虎等。形態(tài)上：視覺器官、體色終生營地下生活的種類，眼睛很小。鼴鼠鼢鼠懶猴夜行性動物，眼睛較大夜出活動的嚙齒類，眼球突出于眼眶外，可以從各個方面感受微弱的光線。大眼鯛生活在深水弱光帶，眼睛很發(fā)達(dá)盲瞎魚生活在深海完全無光帶，眼睛退化。3、生物對光周期的適應(yīng)生物的晝夜節(jié)律（daily rhythm）動物的晝夜節(jié)律性：活動行為

4、、體溫變化、能量代謝以及激素的變化等。植物的晝夜節(jié)律性：光合作用、蒸騰作用、積累與消耗等。生物的晝夜節(jié)律受兩個周期的影響：外源性周期（光、溫度、濕度等的晝夜變化）和內(nèi)源性周期（內(nèi)部生物鐘）。生物的光周期現(xiàn)象植物的開花結(jié)果、落葉及休眠，動物的繁殖、冬眠、遷徙和換毛換羽等，是對日照長短的規(guī)律性變化的反應(yīng)，稱為光周期現(xiàn)象（photoperiodism 或photoperiodicity）。光周期現(xiàn)象是一種光形態(tài)建成反應(yīng)，是在自然選擇和進(jìn)化過程中形成的。植物的光周期現(xiàn)象長日照植物（long day plant）：只有當(dāng)日照長度超過它的臨界日長時(shí)才能開花的植物，否則，只有營養(yǎng)生長，沒有生殖生長。短日照植

5、物（ short day plant ）：只有當(dāng)日照長度短于臨界日長時(shí)才能開花的植物。這類植物通常在早春或深秋開花。中日照植物（day intermediate plant）：是指當(dāng)晝夜長短近于相等時(shí)才能開花的植物。僅少數(shù)熱帶植物屬于此類型。日中性植物（day neutral plant）：這類植物對日照長度的要求不嚴(yán)，只要其他條件合適，在不同的日照長度下都能開花。動物的光周期現(xiàn)象繁殖的光周期現(xiàn)象 A.長日照動物 B.短日照動物昆蟲滯育的光周期現(xiàn)象換毛與換羽的光周期現(xiàn)象動物遷徙的光周期現(xiàn)象在眾多的生態(tài)因子中，日照長短的變化是地球上最具有穩(wěn)定性和規(guī)律性的變化，通過長期進(jìn)化，生物最終選擇了光周期作

6、為生物節(jié)律的信號。光周期成為生命活動的定時(shí)器和啟動器第二節(jié) 大氣及其生態(tài)作用1、大氣組成在干燥空氣中，O2占大氣總量的20.95%，N2占78.9%， CO2占0.032%。這個比例在任何海拔高度的大氣中基本相似。但在地下洞穴或通氣不良的環(huán)境中，空氣中的O2和CO2含量與大氣不相同。在大氣組成成分中，對生物關(guān)系最為密切的是O2與CO2。2、陸生動物的氣體代謝 空氣中的氧比水中容易獲得，含氧濃度比水中高， 因此，一般而言，氧不是陸生動物的限制因子。 隨海拔高度的增加，大氣壓降低，此時(shí)氧濃度對代謝的 影響可通過極低分壓時(shí)表現(xiàn)出來。常溫動物對高海拔低氧的適應(yīng)（1）增加呼吸頻率和加快血液循環(huán)。（2）增

7、加血紅蛋白和紅血球數(shù)量。（3）減少肌體組織中氧的需求量。3、水生動物的氣體代謝（1）水中氧的來源及其溶解度氧的來源：大氣中的氧擴(kuò)散到水中 水中綠色植物光合作用釋放的氧溶解度取決于：氣體性質(zhì)、溫度、氣體壓力 和水中其他溶質(zhì)（2）水體中氧的分布對動物的影響不同類型的水域含氧的條件不同水中的含氧量有季節(jié)性波動水中的含氧量晝夜也有波動不同類型的動物對氧的要求不同4、植物與氧植物與動物一樣呼吸消耗氧，但植物是大氣中氧的主要生產(chǎn)者。植物光合作用中，每呼吸44g CO2，能產(chǎn)生32g O2。白天，植物光合作用釋放的氧氣比呼吸作用所消耗的氧氣大20倍。據(jù)估算，每公頃森林每日吸收1噸CO2，呼出0.73噸氧；每

8、公頃生長良好的草坪每日可吸收0.2噸CO2，釋放0.15噸O2。如果成年人每人每天消耗0.75 kg氧，釋放0.9 kg CO2，則城市每人需要10 m2森林或50 m2草坪才能滿足呼吸需要。因此植樹造林是至關(guān)重要的，不僅是美化環(huán)境，更主要的是給人類的生存提供了凈化的空氣環(huán)境。第三節(jié) 土壤及其生態(tài)作用1、土壤的生態(tài)學(xué)意義（1）為陸生植物提供基底，為土壤生物提供棲息場所；（2）提供生物生活所必須的礦質(zhì)元素和水分；（3）維持豐富的土壤生物區(qū)系；（4）生態(tài)系統(tǒng)中許多重要的生態(tài)過程均在土壤中進(jìn)行。 2、土壤的結(jié)構(gòu)對生物的影響土壤質(zhì)地與結(jié)構(gòu) 組成土壤的各種大小顆粒按直徑可分為粗砂（0.22.0 mm），

9、細(xì)砂(0.020.2 mm)，粉砂(0.002-0.02 mm)和粘粒(0.002 mm以下)。這些不同大小顆粒組合的百分比，稱為土壤質(zhì)地（texture）。 根據(jù)土壤質(zhì)地，土壤可分為砂土、壤土和粘土三大類。 土壤顆粒排列形式、孔隙度及團(tuán)聚體的大小和數(shù)量成為土壤結(jié)構(gòu)，且影響土壤中固、液、汽三相比例。無結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)不良的土壤，對植物根系伸扎和生長以及動物、微生物的活動都不利。3、生物對土壤的適應(yīng)長期生活在不同土壤上的植物，對該種土壤產(chǎn)生了一定的適應(yīng)特征。據(jù)植物對土壤酸度的反應(yīng)，可把植物分為三類：酸性土植物（pH7.5）。大多數(shù)植物和農(nóng)作物適宜在中性土壤中生長。生活在鹽堿土中的植物和沙基質(zhì)中的植物，分別歸為鹽堿土植物和沙生植物。（1）鹽堿土植物鹽堿土對植物生長的危害表現(xiàn)在傷害了植物組織，特別是根系；由于過多鹽積累引起植物代謝混亂；能引起植物生理干旱。 形態(tài)適應(yīng)：矮小、干硬、葉子不發(fā)達(dá)、