基礎生態(tài)學生物與生態(tài)因子

基礎生態(tài)學生物與生態(tài)因子第1頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/101light

andorganismSolarradiationanditschangesEffectsofchangesinthequalityoflightonorganismEffectsofchangesintheintensityoflightonorganismPhotoperiodism第2頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/102第3頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/103Earth自轉時,thelongdurationofexposureneartheequator(daycycle)地球公轉時，夏天北半球照射的時間長；冬天南半球照射的時間長（seasonalcycle）Inlowlatitudes,thereisamoreconstantheat.High-latitudeareaacceptslessenergythanthelow-latitudearea23°27'夏至NSWENWES23°27'冬至Solarradiationanditschanges(自A.Mackenzieet.Al.,1999)第4頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/104第5頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/105Solarradiation(仿A.Mackenzieet.al,1999)光的性質：波長150－4000nm,分紫外光、可見光和紅外光三類，波長在380－760nm之間的光為可見光。紫外線可見光紅外線400630100025004000波長(nm)能量強度第6頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/106波長在380－760nm之間的光為可見光綠色植物的光合作用有效范圍是380－700nm之間?？梢姽鈪^(qū)（400-760nm），這部分輻射通常稱為生理有效輻射，約占總輻射的40-50%?？梢姽庵屑t、橙光是被葉綠素吸收最多的成分，其次是藍、紫光，綠光很少被吸收，因此又稱綠光為生理無效光。長波光（紅光）:促進延長生長;短波光（藍紫光、紫外線）:利于花青素形成，抑制莖伸長第7頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/107Lightqualityandorganism海洋植物(Marineplants)—光合作用色素對光譜變化具有明顯的適應性:海水表層植物色素吸收藍、紅光；深水植物光合色素有效地利用綠光。高山植物(Alpineplants)—對紫外光作用的適應，發(fā)展了特殊的蓮座狀葉叢(雪蓮)。???動物—不同動物發(fā)展不同的色覺。第8頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/108蓮座狀葉叢(雪蓮)雪蓮果多年生草本,莖桿直立黃化現(xiàn)象：一般植物在黑暗中不能合成葉綠素，但能形成胡蘿卜素，導致葉子發(fā)黃，稱為黃化現(xiàn)象。第9頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/109ChangesintheintensityoflightonorganismPlants—光合作用率在光補償點

附近與光強度成正比，但達光飽和點后,不隨光強增加。水生生物Aquaticplants—

水生植物在水中的分布與光照強度有關（1）光的穿透性限制植物在海中的分布（2）透光帶（euphoticzone）內光合量大于呼吸量（3）透光帶下部，光合量低于呼吸量（4）光補償點：植物的光合作用量剛好與其呼吸消耗量相平衡之處。（對水生植物來說，指一定的深度）（5）扎根海底的巨型藻類通常只能出現(xiàn)在大陸沿岸附近（水深不超過100米）；開闊大洋、沿岸透光帶以單細胞浮游植物以及以之為食的浮游動物為主。第10頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1010水體中光的穿透深度第11頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1011陸生生物Terrestrialplant—

對不同光照強度的適應產(chǎn)生陽性植物和陰性植物和耐陰性植物。陽地植物（楊、柳、槐、樺、蒲公英）陰地植物（鐵杉、紅豆杉、人參、三七、半夏）第12頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1012陽性植物(cheliophytes)、陰性植物(sciophytes)和耐陰性植物(shadeplant)：陽性植物——對光要求比較迫切，只有在足夠光照條件下才能進行正常生長；

陰性植物——對光的需要遠較陽性植物低，光補償點低，呼吸作用、蒸騰作用都較弱，抗高溫和干旱能力較低；

耐陰性植物——對光照具有較廣泛的適應能力，對光的需要介于前兩類植物之間。動物—光照強度影響動物的行為，晝行性動物在白天強光下活動，夜行性動物在夜晚或弱光下活動。第13頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1013

特征陽地植物葉陰地植物葉形態(tài)特征枝葉葉片角質層氣孔柵欄組織稀疏較小發(fā)達較多發(fā)達茂盛較大、薄不發(fā)達較少不發(fā)達

生理特征

細胞汁液濃度蒸騰作用CO2補償點的光強度光合作用的光飽和點RvDP羧化酶以干重計的葉綠素可溶性蛋白（=酶）++++高高++++++++低低++++

陰地植物與陽地植物葉的比較

第14頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/101401234567895040302010C4C3光強度/J·m-1·g-1CO2攝取/mgco2·dm-2·h-1光合作用與光照強度的關系高粱玉米小麥陽草水青岡陰草第15頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1015蟑螂的游戲——比利時布魯塞爾自由大學實驗：在一個器皿中建兩個相同的遮蔽處（比如放兩個塑料瓶蓋），然后放一些（比如說50只）蟑螂進去。蟑螂起初到處亂爬，互相觸碰進行“咨詢”，慢慢地就往遮蔽處扎堆了。如果遮蔽處的容量足夠大（比如說能容納60只蟑螂），那么所有的蟑螂會傾向于躲到其中某個遮蔽處，而讓另一個遮蔽處空著，選哪個遮蔽處來躲是隨機的。

50容量60第16頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1016實驗：

把遮蔽處的容量縮小，比如說每處最多只能容納40只蟑螂。會出現(xiàn)什么情況呢？是不是40只擠到一處，剩下的10只到另一處呢？不是，蟑螂將會傾向于做平分，在兩個遮蔽處中各有25只蟑螂。

容量402525第17頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1017現(xiàn)在再放進一個遮蔽處，蟑螂會不會平均分配到3個遮蔽處里面去呢？不然。如果遮蔽處的容量不夠大（只能容納40只蟑螂），那么蟑螂將在其中的兩處做平分，每處各有25只蟑螂，而讓第三處空著。如果遮蔽處的容量足夠大（可容納60只蟑螂），那么全部50只蟑螂都將擠到一處，而讓另兩處空著。

容量40252550容量60喜歡躲藏到陰暗的遮蔽處第18頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1018動物對光照強度的適應第19頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1019夜行性動物:眼睛大嚙齒類:眼球突出于眼眶終生營地下生活獸類:眼睛小,而為皮膚覆蓋在南美洲地下生活的櫛鼠雖然長著眼睛，但是經(jīng)常是瞎的第20頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1020光合作用率光強度凈生產(chǎn)力光合作用呼吸作用BABACP光補償點CPspsp光飽和點光補償點(compensationpoint):光合作用強度和呼吸作用強度相當處的光強度為光補償點；光飽和點(saturatepoint)：當光照強度達到一定水平后，光合產(chǎn)物不再增加或增加得很少，該處的光強度即為光飽和點。植物compensationpoint示意圖(仿Emberlin,1983)第21頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1021Photoperiodism光周期現(xiàn)象(photoperiodism)：Garner等人(1920)發(fā)現(xiàn)明相暗相的交替與長短對植物的開花結實有很大的影響。植物的開花結果、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，稱為光周期現(xiàn)象Photoperiodism—onreproduction(flowering)

：區(qū)分為長日照植物和短日照植物。long-dayplants

：Sunshineformorethanacertainvaluebeforetheflowering；suchaswheatshort-dayplants:日照shorterthanacertainvaluebeforetheflowering，一般需要較長的黑暗才能開花。suchasrice第22頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1022AnimalPhotoperiodism—對鳥類等遷徙影響；對繁殖的影響：區(qū)分為Long-dayanimalsandShort-dayanimalslong-dayanimals：在溫帶和高緯度地區(qū)許多鳥獸在春夏之際白晝逐漸延長的季節(jié)繁殖后代，稱長日照動物；Suchassnowmink(雪貂),rabbit,hedgehogshort-dayanimals:與些相反，一些動物只有在白晝逐步縮短的秋冬之際才開始性腺發(fā)育和進行繁殖，稱短日照動物。Suchassheep,goatsanddeer

第23頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1023Organismandtemperature

溫度對生物的作用(溫度的生態(tài)學意義)Extremetemperature對生物的影響生物對Extremetemperature的適應第24頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1024Temperatureon

OrganismTemperatureandthegrowth：——themostimportantecologicalfactor，參與生命活動的各種酶都有其最低、最適和最高溫度，即Three-pointtemperature；不同生物的三基點不同；在一定溫度范圍內，生物生長的速率與溫度成正比；外溫的季節(jié)性變化引起植物和變溫動物生長加速和減弱的交替，形成年輪；外溫影響動物的生長規(guī)模。Temperatureandthedevelopment：溫度與生物發(fā)育最普遍的規(guī)律是有效積溫effectivetemperature。溫度與生物的繁殖和遺傳性：植物春化，動物繁殖的早遲。溫度與生物分布：許多物種的分布范圍與溫度區(qū)相關。第25頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1025有效積溫法則及其意義有效積溫法則植物在生長發(fā)育過程中必須從環(huán)境攝取一定的熱量才能完成某一發(fā)育階段的發(fā)育過程，而且各個發(fā)育階段所需的總熱量是一個常數(shù)，稱總積溫或有效積溫，因此可用公式：N?T＝K表示，考慮到生物開始發(fā)育的溫度，又可寫成：

N(T－C)＝K,T＝C＋K／N，其中，N為發(fā)育歷期，即生長發(fā)育所需時間，T為發(fā)育期間的平均溫度，C是發(fā)育起點溫度，又稱生物學零度，K是總積溫（常數(shù)）。有效積溫法則的意義預測生物發(fā)生的世代數(shù)；預測生物地理分布的北界；預測害蟲來年的發(fā)生程歷；制定農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃，合理安排作物；應用積溫預報農(nóng)時。第26頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1026動物地理區(qū)zoogeographicregion

地理區(qū)動物區(qū)系，根據(jù)魏格納（W．Wegener）大陸漂移說所說的地質年代，由于陸地的聯(lián)結或分離，致使有或多或少的親緣關系。海洋則形成與陸地不同的區(qū)系第27頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1027Extremetemperature對生物的影響低溫對生物的影響：當溫度低于臨界(下限)溫度，生物便會因低溫而寒害和凍害。

凍害原因：冰結晶使原生質破裂損壞胞內和胞間的微細結構；溶劑水結冰，電解質濃度改變，引起細胞滲透壓變化，導致蛋白質變性；脫水使蛋白質沉淀；代謝失調。高溫對生物的影響：當溫度超過臨界（上限）溫度，對生物產(chǎn)生有害作用，如蛋白質變性、酶失活、破壞水份平衡、氧供應不足、神經(jīng)系統(tǒng)麻痹等。第28頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1028生物對Extremetemperature的適應生物對低溫的適應：保暖、抗凍－－形態(tài)、生理、行為的適應生物對高溫的適應：抗輻射、保水、散熱－－形態(tài)、生理、行為的適應第29頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1029生物對lowtemperature的適應形態(tài)上的適應－－植物：芽具鱗片、體具蠟粉、植株矮小；動物：增加隔熱層，體形增大（貝格曼規(guī)律），外露部分減小（阿倫規(guī)律）Allen’srule——寒冷地區(qū)的內溫動物較溫暖地區(qū)內溫動物外露部分（如四肢、尾、耳朵及鼻）有明顯趨于縮小的現(xiàn)象，是減少散熱的適應。Bergman’srule——生活在寒冷氣候中的內溫動物的身體比生活在溫暖氣候中的同類個體更大，是減少散熱的適應。約旦規(guī)律(Jordan’srule)——魚類的脊椎骨數(shù)目在低溫水域比在溫暖水域的多。第30頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1030生理上的適應－－Plants：減少細胞中的water和增加細胞中有機質的濃度以tolowerthefreezingpoint，增加紅外線和可見光的吸收帶（高山和極地植物）；Animals：超冷和耐受凍結，當環(huán)境溫度偏離熱中性區(qū)increaseheatproductioninthebody，維持體溫恒定，局部異溫等。行為上的適應－－遷移和冬眠／休眠等第31頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/10317~86華南兔95~97雪兔295~354華南野豬400~472東北野豬127~140華南赤狐148~160華北赤狐273~313華南虎331~345東北虎顱骨長/mm種類（南方）顱骨長/mm種類（北方）中國南北方幾種獸類顱骨長度的比較第32頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1032Bergmann’srule內容：高緯度的恒溫動物比低緯度的相似種類個體要大東北虎大于華南虎原因：一般認為，動物個體大則相同質量所對應的體表面積就小，對恒溫動物來說在競爭中應付體表散熱所損失的能量相對較少，在進化選擇中是有利的。第33頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1033華南虎：中文別名：廈門虎，南中國虎，中國虎華南虎是虎所有種類中最為瀕臨滅絕的一種，估計世界上少于20至30只野生華南虎，中國18個動物園有70只圈養(yǎng)華南虎，為國家一級保護動物。1996年被國際自然保護聯(lián)盟列為極度瀕危的十大物種之一。中國圈養(yǎng)華南虎僅70余只，正在南非野化的7只。歷史上范圍分布很廣，數(shù)量最多。其分布遠除華南以外，還包括華東、華中、西南廣闊地區(qū)，甚至陜南、隴東、豫西和晉南等個別地區(qū)亦曾發(fā)現(xiàn)過。

20世紀中期，南嶺地區(qū)是華南虎分布中心，目前僅廣東、湖南、江西和福建交界山區(qū)可能不足25只。建國初，野生華南虎有4000多頭。20世紀50年代和60年代政府宣布華南虎為“四害”之一，除虎如同剿匪，大打人民戰(zhàn)爭，組織專門打虎隊，由解放軍和民兵協(xié)同作戰(zhàn)，趕盡殺絕。1956年冬，福建部隊和民兵捕殺530只虎、豹。在這場運動中，江西南昌、九江、吉安以及撫州捕殺150多只老虎。1959年冬，貴州30多頭虎、豹遭獵捕。1963年廣東北部共捕殺17只老虎，雷州半島有17只被捕殺。1953年至1963年，有一個專業(yè)打虎隊在粵東、閩西、贛南共捕殺130多只虎、豹。涌現(xiàn)出許多打虎英雄。

1959年2月，林業(yè)部把華南虎劃歸到與熊、豹、狼同一類有害動物，號召獵人“全力以赴地捕殺”；而東北虎被列入與大熊貓、金絲猴、長臂猿同一類的保護動物，可以活捕，不能殺死。1962年9月，國務院指示保護和合理利用野生動植物資源，列出19種動物為嚴禁捕獵動物，并在一些地區(qū)受到保護。華南虎再度被排斥在外。而1966年，國際自然與自然資源保護聯(lián)盟《哺乳動物紅皮書》中將華南虎列為E級瀕危級。

1973年5月，國務院在《野生動物資源保護條例》(草案)中，把華南虎列為三級保護動物。1973年5月，農(nóng)業(yè)部禁止獵捕東北虎和孟加拉虎，仍然允許每年控制限額捕獵華南虎。

1977年農(nóng)業(yè)部修改規(guī)定，將華南虎從黑名單轉移到紅名單。東北虎仍然是保護種類的首位，華南虎和孟加拉虎屬于禁捕的第二類。1979年，農(nóng)業(yè)部將華南虎列為一級保護動物。而1981年野生華南虎只剩下150到200只。

1989年，《中華人民共和國野生動物保護法》終將華南虎列入國家一級保護動物名單。仿佛是臨終關懷，野生華南虎從我們的世界完全消失。許多人聲稱發(fā)現(xiàn)了它們的蹤影，無非是只聞其聲，只見其跡，都是證明力較弱的間接證據(jù)。華南虎，這一悲劇性物種，終于成了舉世矚目的明星。只是聚光燈下空空落落，主角缺席。我們不知野生華南虎身在何處，甚至，不知道它們是否永遠告別了這個世界。第34頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1034華南虎事件周正龍入選2007中國法治藍皮書Flatcat？《科學》刊出華南虎爭議照第35頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1035Allen’srule內容：在寒冷地區(qū)生活的哺乳動物的四肢、耳、鼻、尾均有明顯縮短的趨勢。原因：寒冷地區(qū)對哺乳動物的主要生態(tài)問題是保持體溫，軀體突出部分縮短可減少散熱，對動物在環(huán)境中競爭顯然是有利的。北極狐、赤狐、大耳狐第36頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1036威爾遜規(guī)律（Wilson‘srule)北極地區(qū)的物種比熱帶地區(qū)的物種皮層厚。且有季節(jié)變化。葛洛格規(guī)律（Gloger‘srule)在干燥寒冷的地區(qū)，動物的體色較淡，在潮濕溫暖的地區(qū)，體色較深。第37頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1037生物對hightemperature的適應形態(tài)上的適應－－植物：密毛、鱗片濾光；體色反光；葉緣向上或暫時折疊，減少輻射傷害；干和莖具厚的木栓層，絕熱。動物：體形變小，外露部分增大；腿長將體抬離地面；背部具厚的脂肪隔熱層。生理上的適應－－植物：降低細胞含水量，增加糖或鹽濃度，減緩代謝率；蒸騰作用旺盛，降低體溫；反射紅外光。動物：放寬恒溫范圍；貯存熱量，減少內外溫差。行為上的適應－－植物：關閉氣孔動物：休眠，穴居，晝伏夜出等。第38頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1038局部異溫性:內溫動物能維持穩(wěn)定的恒溫，這并不是說其身體的所有部分都能保持穩(wěn)定的溫度。顯然，獸類的四肢、尾巴、耳等部位，鳥類的后腔、翅、嘴等部位都不可能象胸部、背部一樣地生長著隔熱性能良好的毛或羽。生理適應：

大大降低身體終端部位的溫度，而身體中央的溫暖血液很少流到這些部位。

站立在冰面的銀鷗，其腳掌的溫度為0-5度，溫度自下而上逐漸升高，到達生有羽毛的脛部為32度，而銀鷗的體溫38-41度。北極灰狼的腳溫度可低于冰點第39頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1039動物對高溫環(huán)境的適應對策

形態(tài)上的適應

體形變小，外露部分增大；腿長將體抬離地面；背部具厚的脂肪隔熱層。生理上的適應

在高溫環(huán)境中將恒溫機制控制的溫度范圍適當放寬；駱駝（Camelus)、非洲羚（Taurotragus)能忍受干熱的大型哺乳動物。例如駱駝可以忍耐41℃的高溫.第40頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1040(自M.C.Molles,Jr,1999)仙仁掌和駱駝對高溫干旱環(huán)境的適應第41頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1041墨西哥國徽根系發(fā)達;葉退化為刺;莖內儲藏大量水,表面有蠟質覆蓋仙仁掌對高溫干旱環(huán)境的適應第42頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1042

駝峰貯存脂肪在食物缺乏時，能夠分解成駱駝身體所需養(yǎng)分，供生存需要。駱駝能連續(xù)4-5天不進食。

特殊的胃結構駱駝胃里有許多瓶子形狀的小泡泡，貯存水分。

耳朵生毛，能阻擋風沙進入；

雙重眼瞼和長睫毛可防止風沙進入眼睛；

鼻翼自由關閉

腳掌扁平，肉墊厚軟

這樣的腳掌使駱駝在沙地上行走自如，不會陷入沙中

駱駝對高溫干旱環(huán)境的適應第43頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1043RelationshipbetweenwaterandorganismThebiologicalsignificanceofwaterThewaytoobtainandloss0fwaterinthebodyAdaptationtowater生物與水分第44頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1044水的生物學意義Theessentialcomposition；themediaofphysiologicalmetabolicactivities；Tocreateastabletemperatureenvironment

；生物Originatedinthewaterenvironment生命起源于水環(huán)境，生物進化90%的時間都是在海洋中進行的。生物登陸后，在進化中形成了減少水分蒸發(fā)、保持體內水分平衡的各種適應機制。至今，生物廣泛的分布在不同的環(huán)境，適應不同水因子特性的各種環(huán)境。第45頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1045水分的大循環(huán)與小循環(huán)：

地球表面的總水量大約為15億km3,其中大約有97%包含在海洋庫中。

淡水中：兩極冰蓋29000km3地下水8000km3湖泊河流100km3土壤水分100km3

大氣中水13km3

生物體中水1km3水的分布第46頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1046Waytoobtainandloss0fwaterinthebody水分的喪失途徑Plant-waterevaporationloss(transpiration,diffusion)。Animals-waterevaporativeloss,excretion（排泄）,secretionloss(分泌)。水分獲得途徑Plant-rootsabsorption,leafsurfaceabsorptionAnimals-food,skinabsorption,metabolism(代謝)第47頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1047(自M.C.Molles,Jr,1999)生物的水分獲得與損失途徑第48頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1048AdaptationtowaterThewaytoadaptwell-developedaerenchyma(通氣組織);Degradedmechanicalorganization(機械組織);Longthinleaves,toincreasephotosynthesisandnutrientabsorptionareaEco-typesSubmergedplants沉水植物Floatingplants浮水植物Emergingplant挺水植物小香蒲生物對水分的適應第49頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1049水生植物aquaticplants對水環(huán)境的適應陸生植物terrestrialplants水平衡的調節(jié)機制水生動物aquaticplants水平衡的調節(jié)機制Adaptationtowater第50頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1050Terrestrialplants

對水因子的適應Terrestrialplantwaterbalanceadjustmentmechanism形態(tài)適應：Well-developedrootsystem；Smallleaf；Monocotyledon(單子葉植物)：somewithfan--shapedmovementcells，enabletheleafcurly；

Well-developedwaterstorageorganization；生理適應：ThedrivingforceforwatertransportHighprotoplasm(原生質)penetrationconcentrations陸生植物Eco-types濕生植物中生植物旱生植物

第51頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1051陸生植物的水勢梯度

空氣中的水勢－－較低植物體的水勢－－中度土壤中的水勢－－較高

(自M.C.Molles,Jr,1999)陸生植物drivingforceforwatertransport(自M.C.Molles,Jr,1999)第52頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1052等滲(isosmoticorganism)：——體內和體外的滲透壓相等，水和鹽以大致相等的速度在體內外之間擴散。僅排泄失水，通過食物、飲水、代謝水獲得水，泌鹽器官排出多余的鹽分。高滲(hyperosmoticorganism)：——體內的滲透壓高于體外，水由環(huán)境中向體內擴散，體內的鹽分向外擴散。通過排泄作用排出多余的水，鹽分通過食物和組織攝入。低滲(hypoosmoticorganism)：——體內滲透壓低于體外，水分向外擴散，鹽分進入體內。通過食物、代謝水和飲水獲得水，多種多樣的泌鹽組織排出多余的鹽分。水生動物aquaticanimal的水平衡調節(jié)機制(自M.C.Molles,Jr,1999)第53頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1053Marineanimals鯊魚和無脊椎動物：等滲海洋軟骨魚，靠血液中貯存尿素等有機分子，使體液滲壓與環(huán)境滲壓基本保持一致，屬等滲動物

海洋硬骨魚：低滲血液滲壓低于環(huán)境滲壓，需要進行低滲壓調節(jié)，它們經(jīng)常吞飲海水，腎小球退化，排尿量很少，借此補償由于體液低滲壓而被動的失水，同時通過鰓上皮排出多余的離子

Freshwateranimals淡水硬骨魚：高滲血液滲壓高于環(huán)境，需要進行高滲壓調節(jié)。它們多具發(fā)達的腎小球，能排出大量低滲的尿液，鰓上皮能從環(huán)境中攝取氯離子以補償由于體液高滲壓而被動丟失的離子和進入體內的多余的水Estuarineanimal河口動物洄游魚類：變滲透壓在海水中進行低滲壓調節(jié)，在淡水中進行高滲壓調節(jié)水生動物的滲透壓調節(jié)方式(自M.C.Molles,Jr,1999)第54頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1054海水及Na+

和Cl-由鰓擴散進入體內，通過排尿及鹽腺將多余的鹽排至體外環(huán)境中Shark的滲透調節(jié)(自M.C.Molles,Jr,1999)等滲(isosmoticorganism)第55頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1055體液多和海水等滲第56頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1056

Waterregulation：

Environmentwaterenterthebodythroughgills(鰓)通過尿將多余的水排出Saltregulation：伴隨尿液將少量的鹽排出通過攝食及鰓上的特定氯細胞，將鹽攝入體內。淡水硬骨魚和蚊的滲透壓調節(jié)高滲(hyperosmoticorganism)第57頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1057體液比海水低滲，體內水分→流失。全身被鱗，不斷吞咽海水，多余鹽份則由鰓壁上的泌氯腺排出。含氮廢物多以NH３的形式從鰓排出，腎小球數(shù)目少，（甚至消失），排尿量少大馬哈魚海洋硬骨魚低滲(hypoosmoticorganism）第58頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1058Terrestrialplants水平衡調節(jié)機制失水的主要途徑：skinevaporation,breathingwater-loss,excretionwater-loss補充水的主要途徑：Food,watermetabolism(代謝),drinkingwaterWaterconservationmechanism減小皮膚的透水性減少身體的表面蒸發(fā)減少呼吸失水減少排泄失水利用代謝水Eco-types喜濕耐旱第59頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1059RelationshipbetweensoilandorganismTheecologicalsignificanceofsoilPhysicalandchemicalpropertiesofsoilanditsimpactonorgasims土壤與生物第60頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1060Theecologicalsignificanceofsoil棲息場所：為陸生植物提供基底，為土壤生物提供棲息場所；營養(yǎng)水分供應：提供生物生活所必須遙礦質元素為水分；環(huán)境條件：提供植物生長所需的水熱肥氣；維持豐富的土壤生物區(qū)系；生態(tài)介質：生態(tài)系統(tǒng)的許多很重要的生態(tài)過程都是在土壤中進行第61頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1061PhysicalandchemicalpropertiesofsoilanditsimpactonorgasimsPhysicalpropertiesofsoil土壤是由固體、液體和氣體組成的三相系統(tǒng)，固體占85％以上，根據(jù)土粒的直徑大小，可將土粒分為：粗砂、細砂、粉砂和粘粒，其組合百分比稱土壤質地，根據(jù)土壤質地,可將土壤分為：砂土、壤土和粘土。土壤質地和土壤溫度影響植物生長和土壤動物的水平及垂直分布。Chemicalpropertiesofsoil土壤酸堿度：過堿性和酸性不利于植物生長，酸性還不利于細菌生長。土壤有機質：植物重要碳源和氮源。土壤無機元素：植物生長的13種重要元素來源（7種大量元素：、氮、磷、鉀、硫、鈣、鎂、鐵；6種微量元素：錳、鋅、銅、鉬、硼、氯）第62頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1062植物對土壤的適應

根據(jù)植物對土壤酸度的反應，可以把植物劃分為3類：酸性土植物﹑中性土植物、堿性土植物。以土壤為主導因子的植物生態(tài)類型及特征分為：A、鹽堿土植物：聚鹽性植物（堿蓬、浜藜、鹽角羊等）泌鹽性植物（紅樹、大米草、檉柳等）不適鹽性植物（田箐、鳳毛菊、蒿屬）B、酸性土植物：杜鵑﹑茶﹑馬尾松等C、鈣土植物：南天竹﹑刺柏、黃連木、野花椒、西伯利亞落葉松等D、沙生植物：駱駝刺﹑檸條、花棒等第63頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1063大氣組成極其生態(tài)作用大氣是指地球表面到高空1100km范圍內的空氣層。O2占大氣總量20.95%，N2占78.9%，CO2占0.032%。CO2是植物光合作用的主要原料，又是生物氧化代謝的最終產(chǎn)物；O2幾乎是所有生物生存所依賴的媒質（除極少數(shù)厭氧生物外），沒有氧，生物就不能生存。第64頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/10641、氧與動物能量代謝2、內溫動物對高海拔低氧的適應動物或人從低海拔進入高海拔后，最明顯的適應性反應表現(xiàn)在呼吸與血液組成成分方面。在高海拔地區(qū)，人體處于“低氧狀態(tài)”，為適應低氧狀態(tài)，人的心臟、肺、造血功能都自然增加，這既可強健體魄，又能在不知不覺中達到減肥、養(yǎng)病、健身的效果。

在平原地區(qū)氧氣大約占空氣成分的21％，由于天高云淡，空氣稀薄，空氣中的氧分壓也就是氧氣絕對值明顯下降，因此高原空氣是低氧空氣。

輕度心臟病患者能夠而且應當在高原地區(qū)治療。暴露于短期的低氧環(huán)境可有效提高哺乳類包括人類心臟對急性缺血性損傷的耐受性。如果一個人能定期去海拔二三千米的高原生活，心臟功能就能得到鍛煉。高原低氧環(huán)境能明顯的改善輕度支氣管哮喘和慢性阻塞性肺部疾病的癥狀。氧與生物第65頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1065火對生物的影響及管理在生態(tài)系統(tǒng)中，火既是一種自然的因素，又是人類增加的因素?；鸬娜紵茐牧松鷳B(tài)平衡，同時也為土壤提供了新的養(yǎng)分，促進了生物的生長?；鹨彩且粋€重要的生態(tài)因子。

自然火來源于雷擊火﹑火山爆發(fā)﹑滾石火花﹑泥炭自燃；

人為火源來自人類生活﹑生產(chǎn)用火。

林冠火：發(fā)生在林冠上，其破壞性大，可毀滅地面上全部的植物群落，以及動物的組成成分，使群落的恢復要經(jīng)歷一段較長的時期。

地面火：發(fā)生在地面上，沒有林冠火那樣的毀滅性，其破壞具有選擇性，僅容易燒死幼苗和抗火性差的物種（如樹皮薄的植物），對抗火性強的植物反而有利。（地面火的作用經(jīng)常是有利的，它僅僅燒掉了地面上的枯枝落葉層，從而促進了植物和動物群落的再生和穩(wěn)定性。這種燃燒能夠使枯枝落葉干草等數(shù)量降到最低，因此降低了林冠火的危險。）第66頁，課件共71頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1066火對生