植物地理溫度條件

第三節(jié)溫度條件一、溫度對植物生命活動的影響（一）影響植物的生理過程

1、影響體內(nèi)物理和化學(xué)的綜合反應(yīng)物理化學(xué)過程隨溫度的增加而加速;體內(nèi)酶的活性隨溫度的升高而降低。

2、影響植物的水分代謝（1）影響植物的吸水吸水需要適宜的溫度范圍。低溫降低根細(xì)胞透性，增加水的粘度；高溫破壞根細(xì)胞膜，限制吸水。（2）影響植物的蒸騰作用溫度越高，蒸騰越強(qiáng)。起點(diǎn)溫度最適溫度最高溫度呼吸作用－10－0℃30－40℃50℃光合作用－5－0℃20－35℃40－50℃

3、影響植物的光合作用光合作用需要適宜的溫度條件。在適合的溫度范圍內(nèi)，溫度越高，光合反應(yīng)速度大。不同植物光合作用的溫度基點(diǎn)不同，凈光合作用為零時(shí)的溫度，稱為熱補(bǔ)償點(diǎn)。CO2吸收的最低極限（℃）光合率最適溫度（℃）CO2吸收的最高溫度（℃）炎熱生境草本C4植物栽培C3植物高山植物熱帶亞熱帶常綠闊葉樹干旱區(qū)的硬葉喬灌木溫帶落葉闊葉樹常綠針葉樹苔原矮灌叢和石南灌叢寒冷生境地衣5－7－2－0－7－－20－5－5－－1－3－－1－5－－3－3－25－－1035－45（50）20－30（40）10－2025－3015－3515－2510－2515－255－1550－6040－5030－4045－5042－5540－4535－4240－4520－30

4、影響植物的呼吸作用植物呼吸作用的溫度范圍一般在－10－50度之間，最適合溫度約為30－40度。呼吸作用的最適溫度比光合作用的最適溫度高。高溫地區(qū)生長的植物呼吸強(qiáng)度一般較弱，寒冷地區(qū)的植物呼吸強(qiáng)度比較強(qiáng)烈。（二）影響植物的生長發(fā)育

1、影響種子萌發(fā)（1）不同植物的種子萌發(fā)所需要的溫度不同；（2）較大溫差的變溫可提高種子的萌發(fā)率；（3）北方或高海拔地區(qū)的植物，種子必須經(jīng)過低溫刺激，才能萌發(fā)。名稱最低溫度最適溫度最高溫度小麥玉米水稻亞麻向日葵黃瓜48—91025—1015—1825333021—252831—3732443728—3037—4444—50最低溫度最適溫度最高溫度熱帶植物10—1530—3545—50左右溫帶植物5—1025—30寒帶植物00—5

2、影響植物的生長（1）不同器官的生長所需溫度不同；（2）不同植物的生長所需溫度不同；（3）適度較高的晝夜溫差可促進(jìn)植物的生長；（4）植物生長的溫度條件具有三基點(diǎn)特征，小于生物學(xué)零度和高于最高溫度時(shí)，植物休眠或死亡。低緯地區(qū)植物的最高溫度偏高，而高緯地區(qū)和寒冷地區(qū)植物的最低溫度偏低。植物名稱忍受溫度范圍植物名稱忍受溫度范圍小麥0—43豌豆-2—44南瓜14—46溫泉藻70—93小麥類型春化所需的溫度范圍春化所需的天數(shù)冬性類半冬性類春性類0—53—55—2030—7020—303—15

3、影響植物繁殖（1）影響植物繁殖器官的發(fā)育與形成——春化某些植物的開花，需要在其營養(yǎng)期經(jīng)受低溫刺激，才能開花。（2）不同植物開花所需溫度條件不同；（3）晝夜溫差的增加，有利于植物花的形成；（4）晝夜溫差的增加，有利于果實(shí)中糖份的積累；（5）高溫促進(jìn)果實(shí)中有機(jī)酸的分解。二、低溫對植物的生態(tài)作用與植物的適應(yīng)（一）低溫對植物的影響

1、低溫對植物危害的形式：寒害、霜害、凍害。

2、寒害：（1）蛋白質(zhì)代謝紊亂，原生質(zhì)活性下降，代謝反應(yīng)失調(diào)；（2）光合作用速率下降，物質(zhì)平衡受到破壞；（3）水分吸收受阻，水分平衡被破壞。

3、凍害與霜害：（1）細(xì)胞中自由水結(jié)冰，細(xì)胞脫水萎縮，造成機(jī)械損傷；（2）蛋白質(zhì)失活變性；（3）吸水能力下降，水分平衡被破壞。（二）植物對低溫的適應(yīng)

1、形態(tài)適應(yīng)：（1）植株矮小，蓮座狀、墊狀、匍匐狀；（2）芽具芽鱗和油脂，莖葉常有蠟粉、毛、油脂；（3）樹皮厚、粗糙、木栓層發(fā)達(dá)；（4）小葉化，葉片厚度增加；（5）保護(hù)組織發(fā)達(dá)、細(xì)胞間隙大。

2、生理適應(yīng)（1）增寬光譜吸收帶，吸收更多紅外線；（2）利用代謝產(chǎn)熱，維持花的溫度；（3）細(xì)胞壁薄而富有彈性，忍耐結(jié)冰導(dǎo)致的脫水；（4）抗寒鍛煉：植物體含水量下降（自由水含量減少，束縛水相對增多）；呼吸減弱（積累糖分，降低冰點(diǎn)）；脫落酸含量增多，生長停止，進(jìn)入休眠；細(xì)胞產(chǎn)生質(zhì)壁分離；保護(hù)物質(zhì)增多（糖、脂肪類物質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸積累量增大）。3、形為適應(yīng)（1）生長方式：白天葉叢開放增加熱量吸收，夜晚則閉合減少熱量散失；（2）向熱運(yùn)動：北極苔原植物，花與葉片向日運(yùn)動，增強(qiáng)吸收太陽輻射的能力；（3）休眠：溫帶木本植物，秋季落葉，冬季生命活動降低或暫時(shí)停止。三、高溫脅迫與植物適應(yīng)（一）高溫對植物的危害

1、蛋白質(zhì)變性失活，原生質(zhì)和酶活性降低甚至喪失；

2、脂類液化，細(xì)胞膜被破壞，透性加強(qiáng)，影響正常生理功能，導(dǎo)致細(xì)胞死亡；

3、直接灼燒植物體，產(chǎn)生皮燒現(xiàn)象(形成層和樹皮組織局部死亡)；

4、呼吸作用增強(qiáng)，光合作用減弱，破壞物質(zhì)平衡；

5、抑制氮化物的合成，積累氨過多，形成細(xì)胞氨毒害；

6、蛋白質(zhì)合成速度減緩、降解加??；7、引起水分缺乏的連鎖反應(yīng)，形成物理性干旱。（二）植物對高溫的適應(yīng)

1、避熱適應(yīng)：植物保持比氣溫低的體溫，避免高溫危害。（1）產(chǎn)生毛、鱗片等過濾陽光；（2）葉片革質(zhì)發(fā)亮，植物體被蠟質(zhì)白粉，增強(qiáng)體表反射陽光能力；（3）木栓層厚，可以絕熱；（4）葉小或深裂，利于散熱；（4）葉緣向光、葉片折疊、少葉或無葉、莖枝圓形；葉片運(yùn)動，減小葉片與入射光線的角度，減少受光面積；（5）枝葉開闊、遠(yuǎn)離地面，減少吸收地面熱量和增強(qiáng)散熱能力；（7）增強(qiáng)蒸騰作用，散發(fā)熱量；（8）休眠，以地下器官或種子的形式渡過高溫干旱期。

2、耐熱適應(yīng)：在體溫較高的情況下，仍能維持生命活動。（1）增加細(xì)胞液濃度，提高原生質(zhì)的束縛水比例，抵抗高溫條件下蛋白質(zhì)脫水變性；（2）減緩代謝速率，增加原生質(zhì)的抗凝結(jié)力；（3）增加脂肪酸，減少銨鹽毒害。3、需熱適應(yīng)：有些植物需要一定的高溫作用才能發(fā)芽，稱為夏化作用。四、植物對不同溫度條件的適應(yīng)類群（一）根據(jù)溫度作用強(qiáng)度劃分廣溫植物：在較寬的溫度范圍內(nèi)生活，能適應(yīng)較大的溫度變幅

低溫植物——適應(yīng)低溫條件，不適應(yīng)高溫條件。狹溫植物中溫植物——適應(yīng)中溫條件，不適應(yīng)高溫和低溫。

高溫植物——適應(yīng)高溫條件，不適應(yīng)低溫條件。生態(tài)類型冰緣植物低溫植物微溫植物中溫植物亞高溫植物高溫植物≥10℃積溫℃＜0＜-301600—32003200—50005000—8000＞8000最冷月均溫℃＜-30-30—10-10—04—15＞15極端最低溫℃＜-48-48—30-30—20-5—5＞5（二）根據(jù)植物生長的需熱量劃分

1、積溫——在規(guī)定時(shí)期內(nèi)，符合特定條件的日均溫的總和。

活動積溫——植物某一生長發(fā)育期或全部生長期中高于某一溫度以上的日均溫的總和。如≥10℃的積溫，即一年當(dāng)中≥10℃的日均溫總和。有效積溫——植物某一生長發(fā)育期或全部生長期中高于生物學(xué)零度以上的日均溫總和。即：Ti為大于生物學(xué)零度以上的日均溫（生物學(xué)零度即為生物學(xué)下限溫度或起始溫度）。

2、有效積溫法則——植物各個(gè)發(fā)育期需要滿足一定的有效積溫后才能進(jìn)入下一階段的發(fā)育期。

3、生物學(xué)零度與有效積溫隨植物種類與發(fā)育期不同而不同。

4、生物學(xué)下限溫度可以通過物候觀測法、分析生命活動與溫度條件的相關(guān)性來計(jì)算。五、溫度節(jié)律與植物的物候節(jié)律（一）溫周期對植物的生態(tài)作用

1、日溫周期與植物生長發(fā)育日溫周期——植物對晝夜溫差的反應(yīng)。（1）促進(jìn)種子萌發(fā)；（2）促進(jìn)生長發(fā)育與形態(tài)構(gòu)成；（3）促進(jìn)植物干物質(zhì)的積累。2、年溫周期與植物生長發(fā)育年溫周期——植物對溫度季節(jié)變化的反應(yīng)。植物隨著溫度的季節(jié)變化，進(jìn)行著不同的生命活動：萌發(fā)、現(xiàn)葉、生長、開花、結(jié)實(shí)、落葉、休眠等，形成植物的物候節(jié)律。（二）植物的物候節(jié)律

1、物候——隨著溫度的變化，植物依次出現(xiàn)