第二章生物與環(huán)境第三節(jié)

第二章生物與環(huán)境第三節(jié)第1頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一一、光因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)光是地球上所有生物得以生存和繁衍的最主要的能量源泉，地球上生物生活所必需的全部能量，幾乎都直接或間接地源于太陽光能。綠色植物的光合系統(tǒng)是太陽能以化學(xué)能的形式進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的唯一通路，也是食物鏈的起點(diǎn)。光本身又是一個(gè)十分復(fù)雜的環(huán)境因子，太陽光輻射強(qiáng)度、光質(zhì)及光的周期性變化等都對(duì)生物的生長發(fā)育和地理分布產(chǎn)生深刻的影響，而生物本身對(duì)光因子的變化也有著極其多樣的響應(yīng)。第2頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（一）光強(qiáng)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)1.光強(qiáng)對(duì)生物生長發(fā)育和形態(tài)建成的作用光照強(qiáng)度對(duì)植物細(xì)胞的增長和分化、體積的增長和重量的增加關(guān)系密切；光還能促進(jìn)組織和器官的分化，制約著器官的生長發(fā)育速度，使植物各器官和組織保持發(fā)育上的正常比例。蛙卵、鮭魚卵在有光情況下孵化快，發(fā)育也快；貽貝和生活在海洋深處的浮游生物則在黑暗情況下長得較快。黑暗環(huán)境光照環(huán)境黃化現(xiàn)象（etiolationphenomenon）是光與形態(tài)建成的各種關(guān)系中最極端的典型例子，黃化是植物對(duì)黑暗環(huán)境的特殊適應(yīng)。第3頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一4

光照強(qiáng)度影響植物的生長、形態(tài)建成、生物量和品質(zhì)等；光照強(qiáng)度影響動(dòng)物的行為、生育等。如晝行性動(dòng)物在白天強(qiáng)光下活動(dòng)，夜行性動(dòng)物在夜晚或弱光下活動(dòng)。第4頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一第5頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（一）光強(qiáng)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)2.光照強(qiáng)度與水生植物光的穿透性限制著植物在海洋和湖泊中的分布：在海洋表層的透光帶上部，植物的光合作用量大于呼吸量在補(bǔ)償點(diǎn)處，植物的光合作用量與呼吸消耗平衡沉降到補(bǔ)償點(diǎn)以下又不能很快回到表層時(shí)死亡第6頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（一）光強(qiáng)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)3.植物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)類型一定范圍內(nèi)，光合作用的效率與光強(qiáng)成正比，但到達(dá)一定強(qiáng)度光合效率不會(huì)再增加，若繼續(xù)增加光強(qiáng)，光合效率下降，這點(diǎn)謂之飽和點(diǎn)。陽地植物(A)和陰地植物(B)光補(bǔ)償點(diǎn)位置示意圖（Emberlin,1983）CP：光補(bǔ)償點(diǎn)光飽和點(diǎn)第7頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一蒲公英柳樹楊樹人參陽地植物陰地植物三七鐵杉第8頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一9

《環(huán)境生態(tài)學(xué)》精品課程建設(shè)陽性植物-桔梗陽性植物-鳳仙花陰性植物-綠蘿陰性植物-絲穗金栗蘭半陰性植物-云南山茶第9頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（二）光質(zhì)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)空間變化光質(zhì)即光的波長組成狀況是隨空間發(fā)生變化的，其一般規(guī)律是隨緯度增加短波光減少，隨海拔升高短波光增加。時(shí)間變化一年之中，冬季長波光增多，夏季短波光增多；一天之中，中午短波光最多，早晚長波光較多。波長不同波長的光對(duì)生物有不同的作用，植物葉片對(duì)日光的吸收、反射和透射的程度直接與波長有關(guān)。第10頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（二）光質(zhì)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)光合作用的光譜范圍只是可見光區(qū)。不同的光質(zhì)對(duì)植物的光合作用，色素形成，向光性，形態(tài)建成的誘導(dǎo)等的影響是不同的。生理有效輻射紅、橙光被葉綠素吸收藍(lán)紫光被葉綠素和類胡蘿卜素吸收生理無效輻射綠光則很少被吸收利用可見光動(dòng)物可見光植物第11頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一12

不同光譜成分對(duì)植物的生態(tài)作用2、蘭紫光、青光的生態(tài)作用（1）光合活性大；（2）有利于蛋白質(zhì)的合成；（3）促進(jìn)花青素的合成；（4）抑制植物的伸長生長。

第12頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（二）光質(zhì)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)不可見光對(duì)生物的影響也是多方面的。例如：紫外光有致死作用，特別是細(xì)菌，病毒及微生物。紫外光是昆蟲新陳代謝所必需的，與維生素Ｄ的產(chǎn)生關(guān)系密切。可見光對(duì)動(dòng)物生殖，體色變化，遷徙，毛羽更換，生長及發(fā)育等都有影響不可見光生物第13頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（三）生物對(duì)光周期的適應(yīng)光照長度超度12～14h叫長日照光照長度不足8～10h叫短日照1.植物的光周期長日照植物：經(jīng)過一定日照才開花，如牛蒡、紫菀、鳳仙花和除蟲菊等。短日照植物：日照時(shí)間短于一定值時(shí)開花，如蒼耳、菊類、水稻、玉米、大豆等。中間性植物：只要其他條件合適，什么日照條件下都開花，如黃瓜、番茄、蒲公英等。第14頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一長日照植物短日照植物中間性植物鳳仙花紫菀蒼耳玉米大豆西紅柿黃瓜第15頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（三）生物對(duì)光周期的適應(yīng)2.動(dòng)物的光周期鳥類的遷移和生殖時(shí)間是由日照長度決定的。魚類的生殖和遷移受光周期影響，特別是光照充足的表層水魚類。（三刺魚：日照激素洄游）昆蟲的代謝和發(fā)育受光周期的影響。哺乳動(dòng)物的生殖和換毛受光周期的影響。日照長短和變化是許多動(dòng)物進(jìn)行遷移、生殖、換毛等生命活動(dòng)最可靠的信號(hào)系統(tǒng)。第16頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一換毛、換羽、遷徙和洄游第17頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一長日照動(dòng)物(long-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(dòng)物。如雪貂、野兔、刺猬；短日照動(dòng)物(short-dayanimals)：一些動(dòng)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(jìn)行繁殖，稱短日照動(dòng)物。如綿羊、山羊和鹿等。第18頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一紫貂梅花鹿浣熊紅腹角雉

日照長短的變更會(huì)影響動(dòng)物性腺的發(fā)育，進(jìn)而影響其生殖器官的成熟以及相應(yīng)的性行為。動(dòng)物與繁殖有關(guān)的行為受日照影響第19頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一熱帶荒漠二、溫度因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)太陽輻射使地表受熱，產(chǎn)生氣溫、水溫和土壤溫度的變化。溫度因子和光因子一樣呈周期性變化，稱為節(jié)律性變溫。節(jié)律性變溫和極端溫度都對(duì)生物的生長發(fā)育有著十分重要的生態(tài)學(xué)意義。北極熱帶草原第20頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（一）溫度因子的生態(tài)作用1.溫度與生物生長生物的三基點(diǎn)：參與生物生命活動(dòng)中生理生化過程中的酶的活性有最低溫度、最適溫度、最高溫度，相應(yīng)的則是生物生長的“三基點(diǎn)”。在一定范圍內(nèi)，生物的生長速率與溫度成正比多年生木本植物莖的橫斷面上的年輪動(dòng)物的鱗片、耳石等使蛋白質(zhì)凝固，酶系統(tǒng)失活；高溫低溫將引起細(xì)胞膜滲透性改變、脫水、蛋白質(zhì)沉淀等不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)變化。第21頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（一）溫度因子的生態(tài)作用2.溫度與生物發(fā)育生物完成生命周期，通過繁衍后代種族得到延續(xù)，不僅要生長期還要完成個(gè)體的發(fā)育階段。最明顯的是某些植物一定要經(jīng)過一個(gè)低溫“春化”階段，才能開花結(jié)果。來自溫帶地區(qū)的耐寒花卉，較長的冬季和適度嚴(yán)寒，能更好的滿足其春化階段對(duì)低溫的要求。冬性草本植物（如冬小麥）一般于秋季萌發(fā)，經(jīng)過一段營養(yǎng)生長后度過寒冬，于第二年夏初開花結(jié)實(shí)。如果于春季播種，則只長莖、葉而不開花，或開花大大延遲。這是因?yàn)槎灾参镄枰?jīng)歷一定時(shí)間的低溫才能形成花芽。冬性作物已萌動(dòng)的種子經(jīng)過一定時(shí)間低溫處理，則春播時(shí)也可以正常開花結(jié)實(shí)。其它二年生作物（如甜菜、蘿卜、大白菜）以及某些多年生草本植物（如牧草），都有春化現(xiàn)象，這是它們必須等到翌年才能開花的基本原因。第22頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（一）溫度因子的生態(tài)作用生物在生長發(fā)育過程中，需從環(huán)境中攝取一定的熱量才能完成某一階段的發(fā)育，而且某一特定生物類別各發(fā)育階段所需要的總熱量是一個(gè)常數(shù)。有效積溫法則K=N（t-t0）式中，K——生物所需的有效積溫

N——天數(shù)，d

t——當(dāng)?shù)卦摃r(shí)期的平均溫度，℃

t0——生物生長活動(dòng)所需最低臨界溫度(生物學(xué)零度)，℃第23頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一例1：地中海果蠅在26℃下，20d完成生長發(fā)育，而在19.5℃則需要41.7d。求它的生長發(fā)育最低臨界溫度。解：根據(jù)有效積溫法則，只要在生命活動(dòng)所需的溫度范圍內(nèi)，其有效積溫相等，則有

果蠅的最低臨界溫度是13.5℃。生物的發(fā)育速度則是其發(fā)育時(shí)間的倒數(shù)，及V=1/N。于是有第24頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（一）溫度因子的生態(tài)作用生物的生長和發(fā)育常有一個(gè)溫度下限值，低于這個(gè)溫度值，生物就停止生長和發(fā)育，只有高于這個(gè)溫度值時(shí)，生物才開始生長發(fā)育。在生態(tài)學(xué)中，將這個(gè)溫度下限稱為生物學(xué)零度或發(fā)育起點(diǎn)溫度。生物學(xué)零度左圖為地中海果蠅發(fā)育歷程、發(fā)育速度與溫度的關(guān)系。它表示在發(fā)育的溫度內(nèi)，果蠅的發(fā)育速率隨環(huán)境溫度增高呈線性加快，而發(fā)育所需的日期隨溫度升高呈雙曲線減少。T-V第25頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（一）溫度因子的生態(tài)作用有效積溫及雙曲線關(guān)系在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著很重要的意義。農(nóng)作物全年的種植安排，必須根據(jù)每一作物所需的總有效積溫，否則，將是盲目的。一種可能：土地不能得到充分利用另一種可能：作物尚未成熟而低溫已經(jīng)降臨，甚至導(dǎo)致顆粒無收在植物保護(hù)、防治病蟲害中，當(dāng)?shù)氐钠骄鶞囟纫约澳澈οx的有效總積溫是進(jìn)行預(yù)測預(yù)報(bào)的重要依據(jù)。第26頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一第27頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一第28頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（二）極端溫度對(duì)生物的影響及生物的適應(yīng)1.低溫環(huán)境對(duì)生物的影響和生物對(duì)低溫環(huán)境的適應(yīng)在形態(tài)方面：北極和高山植物的芽和葉片常受到油脂類物質(zhì)的保護(hù)，芽具鱗片，植物體表面生有蠟粉和密毛，植物矮小并常成匍匐狀、墊狀或蓮座狀等，這種形態(tài)有利于保持溫度，減輕嚴(yán)寒的影響。生活在高緯度地區(qū)的恒溫動(dòng)物，其身體往往比生活在低緯度地區(qū)的同類個(gè)體大，因?yàn)閭€(gè)體大的動(dòng)物，其單位體重散熱量相對(duì)減少。貝格曼（Bergman）規(guī)律第29頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（二）極端溫度對(duì)生物的影響及生物的適應(yīng)1.低溫環(huán)境對(duì)生物的影響和生物對(duì)低溫環(huán)境的適應(yīng)在形態(tài)方面：阿倫（Allen）規(guī)律恒溫動(dòng)物身體的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低溫環(huán)境中有變小變短的趨勢(shì)，是減少散熱的一種形態(tài)適應(yīng)，稱為阿倫規(guī)律。北極狐的外耳明顯短于溫帶的赤狐，赤狐的外耳又明顯短于熱帶的大耳狐。第30頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一31

貝格曼規(guī)律(Bergman’srule):生活在寒冷氣候中的恒溫動(dòng)物的身體比生活在溫暖氣候中的同類個(gè)體更大，這種趨向稱貝格曼規(guī)律，是減少散熱的適應(yīng)。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31頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（二）極端溫度對(duì)生物的影響及生物的適應(yīng)1.低溫環(huán)境對(duì)生物的影響和生物對(duì)低溫環(huán)境的適應(yīng)在生理方面：生活在低溫環(huán)境中的植物常通過減少細(xì)胞中的水分和增加細(xì)胞中的糖類、脂肪或色素等物質(zhì)來降低植物的冰點(diǎn)，增加抗寒能力。在寒冷季葉片變紅，能吸收更多的紅外線。例如鹿蹄草就是通過在葉細(xì)胞中大量貯存五碳糖、黏液等物質(zhì)來降低冰點(diǎn)的，這可使其結(jié)冰溫度從０℃下降到零下３１℃。動(dòng)物則靠增加體內(nèi)產(chǎn)熱量來增強(qiáng)御寒能力和保持恒定的體溫。寒帶動(dòng)物由于有隔熱性能良好的毛皮，往往能使其在少增加甚至不增加代謝產(chǎn)熱的情況下就能保持恒定的體溫。植物動(dòng)物第32頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（二）極端溫度對(duì)生物的影響及生物的適應(yīng)2.生物對(duì)高溫環(huán)境的適應(yīng)生物對(duì)高溫環(huán)境的適應(yīng)表現(xiàn)在形態(tài)、生理和行為三個(gè)方面。有些植物生有密絨毛和鱗片，能過濾一部分陽光；有些可以反射紅外線；還有些植物主要減低細(xì)胞含水量。動(dòng)物對(duì)高溫環(huán)境的一個(gè)重要適應(yīng)是適當(dāng)放松恒溫性，在高溫時(shí)吸收熱量等到環(huán)境適當(dāng)或到陰涼處釋放熱量。沙漠中的嚙齒動(dòng)物對(duì)高溫環(huán)境常常采取行為上的適應(yīng)對(duì)策，即夏眠、穴居或晝伏夜出。植物對(duì)高溫的適應(yīng)動(dòng)物對(duì)高溫的適應(yīng)第33頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一冬眠和夏眠（3）行為上的適應(yīng)－－遷移和冬眠／休眠等。第34頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（二）極端溫度對(duì)生物的影響及生物的適應(yīng)3.溫度與生物的地理分布溫度，包括節(jié)律性變溫和絕對(duì)溫度制約著生物的生長發(fā)育，而每個(gè)地區(qū)又都生長繁衍著適應(yīng)該地區(qū)氣候特點(diǎn)，特別是極端溫度的生物。極端溫度（最高溫度、最低溫度）是限制生物分布的最重要條件。溫度對(duì)動(dòng)物的分布，有時(shí)可起到直接的限制作用。昆蟲的發(fā)育就北半球而言，動(dòng)物分布的北界受低溫限制，南界受高溫限制。如喜熱的珊瑚和管水母只分布在熱帶水域一般來說，暖和的地區(qū)生物種類多，寒冷地區(qū)生物的種類較少。例如，我國兩棲類動(dòng)物，廣西有57種，福建有41種，浙江有40種，江蘇有21種，山東、河北各有9種，內(nèi)蒙古只有8種。第35頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（二）極端溫度對(duì)生物的影響及生物的適應(yīng)4.變溫對(duì)生物的影響通常，變溫處理將有助于種子有效的萌發(fā)，特別是藥用植物以及芹菜、煙草等。變溫能提高種子萌發(fā)率，這是由于降溫后可增加氧在細(xì)胞中的溶解度，從而改善了萌發(fā)中的通氣條件。變溫通過改變植物的生理現(xiàn)象如呼吸、蒸騰等，可以造成糖分在體內(nèi)的大量聚集，如新疆的哈密瓜特別甜，就是這個(gè)原因造成的。第36頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一三、水因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)第37頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（一）水因子的生態(tài)作用1.水是生物生存的重要條件水是生物體的重要組成部分。植物體一般含水量達(dá)60％～80％，而動(dòng)物體含水量比植物更高。水母含水量高達(dá)95％；軟體動(dòng)物80％～92％；魚類達(dá)80％～85％；鳥類和獸類為70％～75％。水是很好的溶劑,許多化學(xué)元素都是在水溶液的狀態(tài)下被生物吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)。水是生物新陳代謝的直接參與者，是光合作用的原料。水是生命現(xiàn)象的基礎(chǔ)。第38頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（一）水因子的生態(tài)作用2.水對(duì)動(dòng)植物生長發(fā)育的影響水分對(duì)植物生長“三基點(diǎn)”：最高、最適和最低低于最低點(diǎn)，植物萎蔫、生長停止高于最高點(diǎn)，根系缺氧、窒息、爛根處于最適點(diǎn)，是植物最優(yōu)的生長條件對(duì)于動(dòng)物，水分不足可以引起滯育或休眠由于空氣濕度降低或食物中水分減少許多動(dòng)物的周期性繁殖與降水季節(jié)相一致第39頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（一）水因子的生態(tài)作用3.水對(duì)動(dòng)植物數(shù)量和分布的影響地球上的降水是不均勻的，這主要由地理緯度、海陸位置、海拔高度的不同所致。我國從東南至西北，可以分為三個(gè)等雨量區(qū)，因而植被類型也可分為三個(gè)區(qū)，即濕潤森林區(qū)、干旱草原區(qū)及荒漠區(qū)。在小區(qū)域范圍內(nèi)：同一山體的迎風(fēng)坡和背風(fēng)坡，也會(huì)因降水的差異而各自生長著不同的植物，隨即分布著不同區(qū)系的動(dòng)物。水分與動(dòng)植物的種類和數(shù)量存在著密切的關(guān)系。水分狀況決定著植被的類型，以及動(dòng)植物的種類、數(shù)量和分布。第40頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（二）生物對(duì)環(huán)境水因子的適應(yīng)1.植物對(duì)水因子的適應(yīng)根據(jù)植物對(duì)水分的需求量和依賴程度，可把植物分為水生植物和陸生植物。水生植物根據(jù)其生長環(huán)境中水的深淺不同，又可劃分為沉水植物、浮水植物和挺水植物三類。物沉水植：整株植物沉沒在水下，為典型的水生植物。根退化或消失，表皮細(xì)胞可直接吸收水中氣體、營養(yǎng)物和水分，葉綠體大而多，適應(yīng)弱光環(huán)境，無性繁殖比有性繁殖發(fā)達(dá)。如貍藻、金魚藻和黑藻等。浮水植物：葉片漂浮水面，氣孔多分布在葉的表面，無性繁殖速度快，生產(chǎn)力高。如鳳眼蓮、浮萍、睡蓮等。挺水植物：植物體大部分挺出水面，如蘆葦、香蒲屬等。水生植物第41頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（二）生物對(duì)環(huán)境水因子的適應(yīng)1.植物對(duì)水因子的適應(yīng)指生長在陸地上的植物，包括濕生、中生和旱生三種類型。濕生植物：指在潮濕環(huán)境中生長，不能忍受較長時(shí)間的水分不足，是抗干旱能力最弱的陸生植物。根據(jù)其環(huán)境特點(diǎn)，還可以再分為陰性濕生植物和陽性濕生植物兩個(gè)亞類。中生植物：指生長在水濕條件適中的生境中的植物。該類植物具有一套完整的保持水分平衡的結(jié)構(gòu)和功能。其根系和輸導(dǎo)組織均比濕生植物發(fā)達(dá)。旱生植物：生長在干旱環(huán)境中，能耐受較長時(shí)間的干旱環(huán)境，且能維護(hù)水分平衡和正常的生長發(fā)育，多分布在干熱草原和荒漠區(qū)。陸生植物第42頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（二）生物對(duì)環(huán)境水因子的適應(yīng)(1)陸生植物對(duì)水因子的適應(yīng)陸生植物可通過形態(tài)、生理適應(yīng)來維持根系吸收水和葉蒸騰水間的平衡。水分充足時(shí)，氣孔便張保證氣體交換缺水干旱時(shí)，氣孔便關(guān)閉以減少水分散失在低溫地區(qū)和低溫季節(jié)，植物的吸水量和蒸騰量小，生長緩慢，在高溫地區(qū)和高溫季節(jié)，植物的吸水量、蒸騰量和生產(chǎn)量都大(2)水生植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)水生植物可通過發(fā)達(dá)的通氣組織、退化的機(jī)械組織以及帶狀、線狀的葉片來適應(yīng)水環(huán)境。第43頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（二）生物對(duì)環(huán)境水因子的適應(yīng)2.動(dòng)物對(duì)水因子的適應(yīng)不同類群的水生動(dòng)物有著各自不同的適應(yīng)能力和調(diào)節(jié)機(jī)制。滲透壓調(diào)節(jié)可以通過限制體表對(duì)鹽類和水的通透性，改變所排出的尿和糞便的濃度與體積，逆濃度梯度地主動(dòng)吸收或主動(dòng)排出鹽類和水等的方法里實(shí)現(xiàn)。淡水動(dòng)物體液的濃度對(duì)環(huán)境是高滲性的海洋生活的大多數(shù)生物，體內(nèi)的鹽量和海水是等滲或低滲性洄游魚類從淡水轉(zhuǎn)移到海水時(shí)，在48小時(shí)內(nèi)，一般都能通過滲透壓調(diào)節(jié)使體重和體液濃度恢復(fù)正常；由海水進(jìn)入淡水時(shí)，通過提高排尿量來維持體內(nèi)的水平衡。(1)水生動(dòng)物的滲透壓調(diào)節(jié)第44頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（二）生物對(duì)環(huán)境水因子的適應(yīng)2.動(dòng)物對(duì)水因子的適應(yīng)陸生動(dòng)物通過特定的形態(tài)結(jié)構(gòu)、躲避及遷徙行為、生理調(diào)節(jié)等方式來適應(yīng)干旱環(huán)境。形態(tài)結(jié)構(gòu)上的適應(yīng)昆蟲具有幾丁質(zhì)的體壁行為的適應(yīng)沙漠地區(qū)夏季晝夜地表溫度相差很大，昆蟲、爬行類、嚙齒類等白天躲在洞內(nèi)，夜里出來活動(dòng)。生理適應(yīng)如荒漠生活的鳥類和獸類往往具有能重吸收水分的腎。爬行動(dòng)物和鳥類以尿酸的形式向外排泄含氮廢物，甚至有的以結(jié)晶狀態(tài)排出。(2)陸生動(dòng)物對(duì)環(huán)境濕度的適應(yīng)第45頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一46

(自M.C.Molles,Jr,1999)仙仁掌和駱駝對(duì)高溫干旱環(huán)境的適應(yīng)

第46頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一駱駝對(duì)高溫的適應(yīng)在清早地溫變熱前，駱駝多臥地，將四肢隱藏于體下，以便減少吸收地?zé)?；太陽升起以后，駱駝將其頭面對(duì)著太陽，以便使體表盡量減少吸收輻射熱。在白天，駱駝也會(huì)不斷改變其位置，以減少太陽的直接輻射。駱駝在高溫的沙面上臥地時(shí)，先以前肢著地，用力將熱沙向前推，然后膝蓋著地，用力將熱沙向后扒，這樣就使地面溫度發(fā)生變化；駱駝皮下脂肪較少，而脂肪主要貯存于駝峰和腹腔。被毛在初夏脫換，并經(jīng)過一段時(shí)間的無毛期才能長出新毛，這樣正好可以度過炎熱的夏季，有利于由體表散熱。當(dāng)遇到暴風(fēng)雨時(shí)，駱駝會(huì)選擇避風(fēng)處，順風(fēng)而臥，并使全身發(fā)抖以增加產(chǎn)熱，秋后又長新毛，以便防御嚴(yán)冬。第47頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一四、土壤因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)第48頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（一）土壤因子的生態(tài)作用土壤是巖石圈表面能夠生長動(dòng)物、植物的疏松表層，是陸生生物生活的基質(zhì)，它提供生物生活所必需的礦物質(zhì)元素和水分。生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)與能量交換的重要場所；生態(tài)系統(tǒng)中生物部分和無機(jī)環(huán)境部分相互作用的產(chǎn)物；土壤是一個(gè)重要的環(huán)境因子。土壤不僅能為陸生生物提供生活所必需的基質(zhì)、礦物質(zhì)元素和水分，它自身也是一個(gè)有生命的子系統(tǒng)。第49頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（一）土壤因子的生態(tài)作用土壤中的各種組分以及它們之間的關(guān)系，影響著土壤的性質(zhì)和肥力，從而影響生物的生長。土壤肥力土壤及時(shí)地滿足生物對(duì)水、肥、氣、熱要求的能力，稱為土壤肥力。肥沃的土壤是生物正常生長發(fā)育的基礎(chǔ)。有機(jī)質(zhì)類物質(zhì)礦物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)必需的生命元素植物生長水分、養(yǎng)料、溫度和空氣水分、養(yǎng)料、溫度和空氣土壤第50頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（一）土壤因子的生態(tài)作用土壤的生物作用：根際微生物與植物關(guān)系生物固氮和共生從植物根系得到自身需要的糖類物質(zhì)，供給植物所需的氮素真菌可以和植物形成菌根型共生，利于植物對(duì)營養(yǎng)元素的吸收分解和轉(zhuǎn)化有機(jī)物質(zhì)促進(jìn)元素的循環(huán)影響、改變土壤的化學(xué)性質(zhì)和物理結(jié)構(gòu)第51頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一自生固氮菌大多是桿菌或短桿菌，單生或?qū)ι?。?jīng)過兩三天的培養(yǎng)，成對(duì)的菌體呈“8”字形排列，并且外面有一層厚厚的莢膜。自生固氮菌中，人們應(yīng)用得最多的是圓褐固氮菌除了根瘤菌與豆科植物之間的共生固氮關(guān)系之外，還存在著蘭綠藻與植物固氮；微生物與植物葉面結(jié)合固氮；土壤微生物與植物結(jié)合固氮；含脂剛螺菌與高等植物結(jié)合固氮。第52頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（二）植物對(duì)土壤因子的適應(yīng)根據(jù)植物對(duì)土壤酸度的反應(yīng)可劃分為：酸性土植物生態(tài)類型中性土植物生態(tài)類型堿性土植物生態(tài)類型根據(jù)植物對(duì)土壤中礦質(zhì)鹽類（如鈣鹽）的反應(yīng)可劃分為：鈣質(zhì)土植物嫌鈣植物根據(jù)植物對(duì)土壤含鹽量的反應(yīng)可劃分為：鹽土植物堿土植物植物對(duì)于長期生活的土壤會(huì)產(chǎn)生一定的適應(yīng)特性。因此，形成了各種以土壤為主導(dǎo)因素的植物生態(tài)類型。第53頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（二）植物對(duì)土壤因子的適應(yīng)1.鹽土對(duì)植物的影響（>0.2%-0.5%)(1)引起植物的生理干旱提高了土壤溶液的滲透壓(2)傷害植物組織尤其在干旱季節(jié)，鹽類積聚(3)引起細(xì)胞中毒使原生質(zhì)受害，蛋白質(zhì)的合成受到嚴(yán)重阻礙(4)影響植物的正常營養(yǎng)元素的競爭；氣孔不能關(guān)閉2.堿土對(duì)植物的影響（1）土壤的強(qiáng)堿性能毒害植物根系（2）土壤物理性質(zhì)惡化，土壤結(jié)構(gòu)受破壞，質(zhì)地變劣，透水性差第54頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一（二）植物對(duì)土壤因子的適應(yīng)3.植物對(duì)鹽堿土的適應(yīng)生長在內(nèi)陸的為旱生鹽土植物，如鹽角草等。生長在海濱的鹽土植物為濕生鹽土植物，如鹽蓬等。在形態(tài)上：植物體干而硬；葉子不發(fā)達(dá)，蒸騰表面縮小，氣孔下陷；表皮具有厚的外壁，常具灰白色絨毛。細(xì)胞間隙縮小，柵欄組織發(fā)達(dá)。在生理上：(1)聚鹽性植物：通過積累鹽分，提高細(xì)胞內(nèi)的滲透壓來維持水平衡。(2)泌鹽性植物：通過莖、葉表面的鹽腺來排除體內(nèi)的過多鹽分。(3)透鹽性植物：通過體內(nèi)高濃度的可溶性有機(jī)物而提高滲透壓的。能在含鹽量很高的鹽土或堿土里生長的植物，都具有一系列適應(yīng)鹽、堿生境的形態(tài)和生理特性，這類植物被稱為鹽土植物和堿土植物。第55頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一(1)根據(jù)鹽土植物的生理特性，可以分為以下三種生態(tài)類型及特征：

1)聚鹽性植物——如堿蓬、濱藜鹽角草等，可吸收土壤可溶性鹽，聚集于體內(nèi)，不受傷害植物體干而硬，葉子不發(fā)達(dá)，蒸騰表面強(qiáng)烈縮小，氣孔下陷；表面具有厚的外壁，常具有灰白色絨毛。在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，細(xì)胞間隙強(qiáng)烈縮小，柵欄組織發(fā)達(dá)。

2)泌鹽性植物——如紅樹、大米草、檉柳等，可吸收土壤可溶性鹽，通過莖葉表面鹽腺分泌排出鹽分。

3)不透鹽性植物——如蒿屬、鹽地鳳毛菊、田菁等，不吸收或很少吸收土壤鹽類。第56頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一除了鹽土植物以外，還有酸性植物、鈣土植物和沙生植物

1)酸性植物——如茶、杜鵑、馬尾松等，生長慢，葉小而厚，直根深扎，不能在鈣土中生長。適合在土壤酸性或強(qiáng)酸性、缺鈣、多鐵和鋁的環(huán)境條件下生長。

2)鈣土植物——如南天竹、刺柏、黃連木、野花椒、西伯利亞落葉松等，喜鈣，在富含CaCO3的石灰性土壤中生長。

3)沙生植物——如駱駝、檸條、花棒等，具旱生植物特征，根系特別發(fā)達(dá)，無性繁殖力強(qiáng)?？购怠⒛蜔?、耐寒、細(xì)胞滲透壓高。在沙丘性土質(zhì)、流動(dòng)性強(qiáng)、干旱、缺營養(yǎng)、溫度變化大的環(huán)境條件下生長。第57頁，共65頁，2023年，2月20日，星期一生態(tài)類型舉例適應(yīng)機(jī)制及特征土壤特性鹽堿性植物聚鹽性植物堿蓬、濱藜鹽角草等可吸收土壤可溶性鹽，聚集于體內(nèi)，不受傷害植物體干而硬，葉子不發(fā)達(dá)，蒸騰表面強(qiáng)烈縮小，氣孔下陷；表面具有厚的外壁，常具有灰白色絨毛。在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，細(xì)胞間隙強(qiáng)烈縮小，柵欄組織發(fā)達(dá)。有一些鹽土植物具有肉質(zhì)性，葉肉中有特殊的貯水物質(zhì)，似旱生植物特征鹽土：NaCl、Na2SO4等可溶性鹽含量大于干土重的堿土：富含Na2CO3、NaHCO3、K2SO4，鈣鎂鹽類鹽堿度高危害植物根系土壤結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重引起植物生理干旱代謝失調(diào)一般植物不能正常生長泌鹽性植物紅樹、大米草、檉柳等吸收土壤可溶性鹽，通過莖葉表面鹽腺分泌排出不透鹽性植物蒿屬、鹽地鳳毛菊、田菁等不吸收或很少吸收土壤鹽類酸性