《基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)（第3版）》課件第三章 第1節(jié) 生物與水的關(guān)系

1、1第三章 第1節(jié) 生物與水的關(guān)系水分的分布及其變化規(guī)律水與植物的生態(tài)關(guān)系植物對(duì)極端水分的適應(yīng)及其抗性水污染與植物園林植物對(duì)城市水分的調(diào)節(jié)作用水分在園林實(shí)踐中的應(yīng)用2水分的分布及其變化規(guī)律一、地球上水的數(shù)量及其分布70%30%3二、地球水的循環(huán)狀況及其平衡1、地球水的循環(huán)狀況：包括大循環(huán)和小循環(huán)42、地球水分循環(huán)的平衡 從整個(gè)地球的角度來(lái)看，平均蒸發(fā)量和平均降雨量是相等的，但陸地上降水量大于蒸發(fā)量，海洋上卻是蒸發(fā)量大于降水量，陸地上的徑流補(bǔ)償了海洋的蒸發(fā)。 在特定的某一區(qū)域，降水和蒸發(fā)并不一定平衡，而且不平衡的區(qū)域居多。5全球降水與蒸發(fā)的緯度變化6水有三種狀態(tài)，即液態(tài)、汽態(tài)和固態(tài)。與植物生命活動(dòng)

2、發(fā)生直接關(guān)系的水包括地表水、土壤水和地下水，它們的來(lái)源是大氣降水。地表降水主要包括降雨、降雪、霧和露水。高緯度地區(qū)降雪是地表水的主要來(lái)源，露對(duì)荒漠植物的生命活動(dòng)作用重大。三、水的形態(tài)7水與植物的生態(tài)關(guān)系一、水對(duì)植物的生態(tài)作用（1）水是生物生存的重要條件水是生化反映的溶劑水是生物新陳代謝的直接參與者和光合作用的原料水能調(diào)節(jié)生物體和環(huán)境的溫度水還可維持細(xì)胞和組織的緊張度，使植物保持一定的狀態(tài)。8（2）水對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響降水量與植物生長(zhǎng)量密切相關(guān)，一般降水量大植物的生長(zhǎng)量大。在不同的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期對(duì)水分的要求不一樣。9種子萌發(fā)時(shí)需充足的水分。生長(zhǎng)期因植物而異，有的需求明顯，生長(zhǎng)與水分供給基本呈正相

3、關(guān)，如楊樹、杉木等?；ü谒诌^(guò)多，產(chǎn)生不利影響；過(guò)少，花果脫落。土壤含水量影響根系的發(fā)育，潮濕土壤中，根系生長(zhǎng)緩慢；土壤含水量較低時(shí)，根系生長(zhǎng)速度顯著加快。低溫季節(jié)適當(dāng)減少水分，增加植物的抗寒性。植物水生植物陸生植物沉水植物浮水植物挺水植物濕生植物中生植物旱生植物陰性濕生植物陽(yáng)性濕生植物二、 植物對(duì)水分適應(yīng)的生態(tài)類型以水為主導(dǎo)因子的植物生態(tài)類型短命植物避旱植物耐旱植物（一）水生植物1.水環(huán)境的特點(diǎn) 弱光、缺氧、溫度變化平緩、溶解有各中無(wú)機(jī)鹽類。2.水生植物的生態(tài)適應(yīng)（1）通氣組織發(fā)達(dá)，以保證對(duì)氧的需求。（2）具有發(fā)達(dá)的排水器官。（3）水生植物具有獨(dú)特的形態(tài)：根系退化、株體柔軟等。（4）生殖方

4、式多樣性：金魚藻、苦草具有特殊的有性生殖器官，紅樹林的胎生現(xiàn)象。133、水生植物的分類沉水植物：整個(gè)植物體沉沒(méi)在水面以下，與大氣完全隔絕。如地毯草、紅柳、紅蝴蝶等。浮水植物：葉片漂浮在水面上。如王蓮。挺水植物：植物的莖葉大部分挺伸在水面以上。紅樹林景觀：具有發(fā)達(dá)的支柱根、呼吸根或板根。為多種植物。14大漂（Pistia stratiotes Linn.）15浮萍（Lemna minor Linn.）16鳳眼蓮（Eichhornia crassipes (Mart.) Solms）17紅睡蓮（Nymphaea rubra Roxb.）18白睡蓮（Nymphaea alba Linn.）19黃睡蓮

5、（Nymphaea mexicana Zucc.）20雪白睡蓮（Nymphaea lotus Linn. var. Dentata (Schum. et Thonn.) Nichols.）21王蓮（Victoria amazonica (Popp.) Sowerby（二）.陸生植物1.濕生植物概念 在潮濕環(huán)境中生長(zhǎng)，不能忍受長(zhǎng)時(shí)間水分不足、抗旱能力最小的一類陸生植物。根據(jù)生境分為：陽(yáng)性濕生植物： 水稻、燈芯草陰性濕生植物：海芋、秋海棠2.中生植物特征介于陽(yáng)生植物與陰生植物之間適應(yīng)最強(qiáng)，分布最廣。3.旱生植物指在干旱環(huán)境下生活，能避開、忍受或適應(yīng)干旱以維持水分平衡和正常發(fā)育的植物。短命植物：該類

6、植物常以種子或孢子階段來(lái)遠(yuǎn)離干旱。避旱植物：該類植物能較好的協(xié)調(diào)體內(nèi)的水分平衡，避于干旱對(duì)其造成的影響。25保水型植物：多數(shù)根莖葉等組織可進(jìn)行儲(chǔ)水或減少水分消耗。仙人掌科、景天科、石蒜科等。耗水型植物：能有效地減少蒸騰，能有效地吸收水分。如駱駝刺、狐茅等。26耐旱植物：具有忍耐干旱的能力。如苔蘚、地衣及某些蕨類植物，可以在空氣干燥的條件下，維持長(zhǎng)時(shí)間而不受傷害，待吸收水分后又恢復(fù)生長(zhǎng)。27植物對(duì)極端水分的適應(yīng)及其抗性一、水分缺乏對(duì)植物的影響(一)水分缺乏的種類1、大氣干旱：由于環(huán)境中的氣溫高而相對(duì)濕度較小造成的。植物的蒸騰量超過(guò)吸水量，發(fā)生暫時(shí)萎蔫。土壤水分充足，植株不會(huì)死亡，但降低植物的生產(chǎn)

7、量。持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致土壤水分的缺乏282、土壤干旱短期的水分缺乏會(huì)導(dǎo)致植物的暫時(shí)萎蔫，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)發(fā)生永久萎蔫，造成植物局部或整株死亡。29（二）植物的抗旱性植物的抗旱性：指植物對(duì)干旱的適應(yīng)能力，即植物在水分脅迫下的生存能力和保持正常生長(zhǎng)發(fā)育的能力。測(cè)定延存時(shí)間法：完全斷絕水分補(bǔ)給后，植物因缺水而使氣孔關(guān)閉，到植物開始受害為止。缺水時(shí)氣孔調(diào)節(jié)靈敏而關(guān)閉較早的或儲(chǔ)水能力強(qiáng)的植物比較耐旱，延存時(shí)間較長(zhǎng)。30（三）植物抗旱性的分級(jí)1、耐旱力最強(qiáng)的樹種：經(jīng)過(guò)5個(gè)月以上的干旱和高溫，未采取任何抗旱措施而正常生長(zhǎng)或稍緩慢的樹種：雪松、木芙蓉、夾竹桃、垂柳、旱柳、火棘。312、耐旱力較強(qiáng)的樹種經(jīng)過(guò)2個(gè)月

8、以上的干旱和高溫，未加抗旱措施，樹木生長(zhǎng)緩慢，有黃葉、掉落及枯稍現(xiàn)象。桂花、丁香、常春藤、八角楓、紫薇、廣玉蘭、龍柏、323、耐旱力中等經(jīng)過(guò)2個(gè)月以上的干旱高溫不死，但有較重的落葉和枯梢現(xiàn)象。杜鵑、山茶、八仙花、櫻花、羅漢松、海棠、燈臺(tái)樹、楨楠、樺木等。334、耐旱力較弱的樹種經(jīng)過(guò)一個(gè)月以內(nèi)的干旱高溫期不會(huì)死亡，但有嚴(yán)重枯梢現(xiàn)象，生長(zhǎng)幾乎停止。三尖杉、柳杉、臘梅、大葉黃楊、珙桐、油茶等。345、耐旱力最弱的樹種旱期一個(gè)月左右就會(huì)死亡或相對(duì)濕度較低、氣溫達(dá)400C以上死亡嚴(yán)重的樹種。銀杏、白蘭花、棕樹、珊瑚樹等。35二、澇害及植物的抗?jié)承裕ㄒ唬澈Φ姆N類澇害：水分過(guò)多對(duì)植物產(chǎn)生的傷害。大氣中的水

9、分含量過(guò)多：加上高溫，植物易徒長(zhǎng)。土壤中水分過(guò)多：氧氣缺乏、根系生長(zhǎng)受限、大量養(yǎng)分損失、水污染等。36（二）植物的抗?jié)承阅退ψ顝?qiáng)的樹種：能耐3個(gè)月以上深水淹浸。垂柳、旱柳、落羽杉、紫穗槐、桑樹等。耐水力較強(qiáng)的樹種：能耐2個(gè)月以上深水淹浸。紫藤、重陽(yáng)木、梔子、棕櫚、懸鈴木等。耐水力中等的樹種：能耐12個(gè)月以上深水淹浸。廣玉蘭、水杉、迎春、龍柏、側(cè)柏、竹等。374、耐水力較弱的樹種：能耐23周水淹浸。羅漢松、南天竹、紫荊、梅、杏、三角楓、金鐘花、合歡等。5、耐水力最弱的樹種：不到1周。桂花、玉蘭、木蘭、臘梅、木芙蓉、柳杉、木槿等。38水污染與植物一、水污染對(duì)植物的危害固體污染物：造成水體外觀惡化

10、；堵塞土壤毛細(xì)管。有機(jī)污染物：大量消耗水中的溶解氧厭氧腐敗狀態(tài)，產(chǎn)生硫化氫、甲烷等。油類污染物：使大氣與水面隔絕，破壞正常的充氧條件。39有毒污染物：無(wú)機(jī)化學(xué)毒物、有機(jī)化學(xué)毒物和放射性物質(zhì)。生物污染物：有害微生物如病原菌、寄生性蟲卵等。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污染物：指N、P、K等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化：大量 N、P、K等營(yíng)養(yǎng)物進(jìn)入水域，引起不良藻類和其他生物迅速繁殖，水體溶解氧含量下降，水質(zhì)惡化，生物大量死亡。（水華、赤潮）40二、植物對(duì)水污染的凈化作用植物將污染物進(jìn)行體內(nèi)新陳代謝而利用掉。如慈菇和水花生對(duì)氮的凈化。滿江紅凈化磷效果較好。香根草、茭白凈化富營(yíng)養(yǎng)化的水體。植物的富集作用：利用鳳眼蓮凈化煉油廢水。41

11、園林植物對(duì)城市水分的調(diào)節(jié)作用一、園林植物群落中的水分狀況1、進(jìn)入植物群落內(nèi)地面的水分比空曠地的少樹冠截留：降水過(guò)程中，雨水等能以薄膜的形式保留在植物體表面，樹皮裂縫等，這部分水再被重新蒸發(fā)而返回到大氣。群落層次越多，截留總量越多。到達(dá)地面的水分要比空曠地少；且水質(zhì)含較多的養(yǎng)分。422、植物群落內(nèi)的空氣濕度大植物群落內(nèi)，枯枝落葉層持水能力較高，土壤含水量較高。植物群落內(nèi)的枝葉樹干等的交叉，對(duì)蒸發(fā)和蒸騰的水分進(jìn)行堵截。433、植物群落對(duì)降水的利用率高植物群落多層吸收利用。發(fā)育良好的植物群落內(nèi)的土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)好，有吸收和保持水分的功能。44二、城市水分狀況（1）水污染嚴(yán)重：中國(guó)90以上的城市水污染嚴(yán)

12、重，常見(jiàn)的有水體富營(yíng)養(yǎng)、有毒物質(zhì)和熱污染三類。選擇耐水污染且具有凈化水污染的園林植物。45（2）水資源短缺：現(xiàn)有城市中有一半的城市有不同程度的缺水，其中100多座城市嚴(yán)重缺水。主要北方（2/3）。北方缺水城市主要是資源短缺型，如北京、天津、大連等；南方缺水主要屬于污染短缺型，如上海因黃浦江污染嚴(yán)重。46（3）城市降雨量高：城市下墊面粗糙，城市上空大氣污染物濃度高，人為熱燃燒釋放大量的水汽，城市的降雨強(qiáng)度和降雨頻率都高于郊區(qū)。有“城市雨島”之稱。（4）城市徑流量大：城市不透地面多，植物缺乏導(dǎo)致城市徑流量高。47（5）城市的空氣濕度低、云霧多徑流量多，城市蒸散量小，故城市空氣濕度比郊區(qū)小，形成“城

13、市干島”。大氣污染顆粒物質(zhì)及粗糙的下墊面為城區(qū)霧多提供了條件，霧多加重了空氣污染，減弱了太陽(yáng)輻射。48三、園林植物對(duì)水分的調(diào)節(jié)作用(一)、增加空氣濕度園林樹木有較強(qiáng)的遮陽(yáng)庇蔭、降低風(fēng)速、蒸騰作用。喬灌草結(jié)構(gòu)比單一的配置其降溫增濕效果高。49(二)、涵養(yǎng)水源，保持水土林冠層、灌木草本層和枯落物層對(duì)降水的截留。 綠地內(nèi)的地表徑流顯著減弱。地被物層吸水保土綠地土壤良好的滲透性和保水性。50(三)、凈化水體植物的富集作用植物具有代謝解毒的能力。51水分在園林實(shí)踐中的應(yīng)用一、實(shí)踐中的水分調(diào)控與管理（一）合理灌溉的含義及原則含義：適時(shí)灌溉，適度灌溉。合理灌溉要根據(jù)植物本身的生態(tài)習(xí)性、生長(zhǎng)發(fā)育階段、所處的環(huán)境條件以及天氣等方面來(lái)確定。52喜濕耐澇：一次多澆；耐旱植物：適當(dāng)少澆。播種或扦插育苗階段：多澆勤澆。出苗后：適當(dāng)少澆。冬季：溫室或大棚不采取供暖，灌溉量和次數(shù)適當(dāng)少澆。園林植物：手動(dòng)噴霧、機(jī)械除塵。53二、水分調(diào)控與園林植物的花期、花態(tài)、