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生态因子的生态作用及生物的适应
动物的光周期现象
在脊椎动物中,鸟类的光周期现象最为明
显,很多鸟类的迁徙都是由日照长短的变 化所引起 。同样,各种鸟类每年开始生 殖的时间也是由日照长度的变化决定的。 鸟类生殖腺的年周期发育是与日照长度的 周期变化完全吻合的 。 日照长度的变化对哺乳动物的换毛和生殖 也具有十分明显的影响。
日照的高原,高山上.
3)水体中温度成层现象:中高纬度的淡水湖泊中 4)植物体温度会随气温变化而改变,不过该改变滞 后于气温变化.植物最敏感部位:叶片,根系与气温 一致.在植物群落中温度变化部位抬高到冠层,冠 层表面温度变化剧烈,内部变化和缓. 5)热源:太阳辐射是地表的热源,使地表增温,地面辐 射是近地面层大气的主要热源,使地表空气增温. 地面因接受太阳辐射而增强,同时又辐射. 大气逆辐射:大气辐射中射向地面的辐射,保温地球.
2.光变化及其生物的适应
1)光照强度及其生物的适应:
光强随(空间)纬度、海拔高度的变化,
随时间的变化,不同生境中坡向、坡度 (北半球温带,光强:南坡>平地>北 坡)。
a.光强对生物的生长发育和形态建成
有重要的作用光照强度对植物细胞的增 长和分化、体积的增长和重量的增加有 重要影响, 光还促进组织和器官的分化, 制约着器官的生长发育速度,使植物各 器官和组织保持发育上的正常比例。
气温变化温度年较差(年变幅):一年内最热月
与最冷月平均温度的差值.
温度季节变化的重要指标,大小受纬度与海陆
位置的影响.
纬度增加,年较差增大;大陆性气候越明显的地
方,年较差越明显.
温度日较差:昼夜间最高气温与最低气温
的差值.
纬度越高,日较差越小. 自然界最大最激烈日较差,一般在有强烈
从图中可以看出,光合作用将随着光照强度的增加而增 加,直至达到最大值。图中的光合作用率(实线)和呼吸 作用率(虚线)两条线的交叉点就是所谓的光补偿点,在 此处的光照强度是植物开始生和进行净生产所需要的最 小光照强度。
阳地植物
适应于强光照地区生活的植物称阳地植物, 这类植物补偿点的位置较高[图2—6(a)],光 合作用的速率和代谢速率都比较高。
图2-8是地中海果蝇发育历程与温度的关系。它表示在 发育的温度内,温度与发育历程成双曲线关系。
(二)生物对极端温度的适应
1生物对低温环境的适应:
1) 极端温度:危机生物生命功能的温
度成为极端温度. 2)极端低温对生物的影响
临界温度:温度低于一定数值时生物体受到伤害。
冷害:喜温生物在00c以上的条件下受害或死亡。
第四节 生态因子的生态作用及生物的适应
一.光因子的生态作用及生物的适应 二、温度因子的生态作用及生物的生态适应 三.水因子的生态作用及生物的适应:
四、土壤因子的生态意义及生物的Fra bibliotek应:五、生物与大气的生态关系:
一.光因子的生态作用及生物的适应
光的生态意义及其性质 光变化对生物的影响 以光为主导因子的生物生态类型
a.因子对生物的生态学意义. b.光对生物的影响三个强度 c.划分类型
4、如何提高植物的光能利用率
不同类型植物的井光合作用对光的依赖关系 植物群体的生物生产量及其提高途径
植物群体的生物生产量 对植物群体的总光能利用率产生影响的主
要因素:
光合面积:植物的叶面积指数(LAI):累 积的叶面积指数表示一定土地面积上的总叶 面积(m2)。
阴地植物
适应于弱光照地区生活的植物称阴地植物, 这类植物的光补偿点位置较低[图2—6(b)], 其光合速率和呼吸速率都比较低。阴地植物 多生长在潮湿背阴的地方或密林内。
2)光质的生态作用及生物的适应:
对陆生植物:红橙光(碳水化合物形
成)、蓝紫光(蛋白质的合成)为生理 有效光,且叶绿素a、b的吸收光谱的峰 值也不同.
2、温度的生态意义
任何生物都生活在一定温度外界环境中并受着温
度变化(空间、时间、海拔)的影响(直接的、 间接的)。
生物体内的生理生化反应要求有一定的温度范围。
基点温度:最高、最适、最低.
不同生物及同一生物在不同的发育阶段所能忍受
的温度范围有很大不同(对温度的耐受限度)
生物对温度的长期适应形成不同生态类
一、光因子的生态作用及生物的适应
1、光的性质及其生态意义
1)光的性质
a、太阳辐射:太阳表面以电磁波的形式不断 释放的能量,其中到达地球表面的能量仅为. 太阳辐射总量的1/22亿。
光效应:米烛光或勒克司(Lux),一般以1卡/ cm2/分钟 = 7万米烛光 = 7万勒克司(Lux)来 换算。
太阳常数:表示太阳辐射能量的物理量; 定义为:在地球距离太阳1个天文单位处,且 没有大气吸收的情况下,垂直于太阳光线的 每1cm2、1min(分钟)内所接受的辐射量, 一般采用:1.95卡/厘米2,/分钟(1.95卡 /cm2/min),由于太阳的周期性活动,该数 值可能有1~2%的变化。
2)影响地表太阳辐射的因素
a.大气圈的对太阳辐射的削弱作用 b.太阳高度角对太阳辐射强度的影响 (0°90°) c. 日照长度的变化 d. 地形因素的影响:朝向、坡度、海拔高 度 e. 不同的生境中的太阳辐射:
(3)太阳辐射的生态意义
太阳辐射是地球上一切生物能量的源泉为维
持生命的环境创造了必要的条件; 是生物环境中一个重要的生态因子,对植物 的生态作用是由光强、光照时间、光谱组成 三者的对比关系构成的 光能条件直接影响植物的生物学产量,提高 植物的光能利用率,是进一步提高植物产量 的根本途径;光是生命活动周期性节律触发 器。
喜温生物向北方扩展或扩展其分布范围的主要障 碍。
b.光照强度与水生植物 光的穿透性限制着植物在海洋中的分布, 只有在海洋表层的透光带(euphotic zone)内,植物的光合作用量才能大于呼 吸量。在透光带的下部,植物的光合作 用量刚好与植物的呼吸消耗相平衡之处, 就是所谓的补偿点。如果海洋中的浮游 藻类沉降到补偿点以下或者被洋流携带 到补偿点以下而又不能很快回升表层时, 这些藻类便会死亡。
植物光周期现象:即植物的开花对日照
长度的反应。常根据植物开花对日照长 度的反应将光周期反应类型分为:长日 照植物、短日照植物、中日照植物及中 间性植物。
美国科学家加纳尔(W.W.Garner,1920年) 等人为假定以12小时为长日照植物和短日 照植物是否开花的临界日长,即诱导长日照 植物开花所需的最短日照时数,或诱导短日 照植物开花所需的最长日照时数,并假定每 日在短于12小时的日照下才开花的植物叫 做短日照植物(short-day plant);每日 在长于12小时的日照下才开花的植物叫做 长日照植物(long-day plant);要求昼夜 长短接近于相等时才开花植物称为中日照植 物。
1、地球上环境温度的分布及其变化规律
1)空间上的变化: 纬度 , 海陆位置, 海拔高度 海陆位置:背景不同,热容量不同,水的热容量 很大. 气温直减率:温度随海拔的增高而下降.海面: 每1000m降低10c, 每1000m降低5-6c,与之相 反的现象,逆温现象:辐射,地形逆温(盆地:兰州)
2)时间变化:季节,昼夜
光补偿点:
1、 阳性植物和阳性叶子偏高,阴性植物和遮阴的叶子偏低. 2、 同一植株上,阴性叶偏低,阳性叶偏高. 3、 C3植物偏高,C4植物偏.低光补偿点高低与呼吸作用强 弱成正比.
光饱和点:
1、阳性植物高, 阴性植物低。 2、C4植物光饱和点比C3植物高. 3、 苗期和发育后期光饱和点低,生长盛期光饱和点高.
c.植物对光照强度的适应类型 不同的植物对光强的反应也是不一样的。在 一定范围内,光合作用的效率与光强成正比, 但是到达一定强度,倘若继续增加光强,光 合作用的效率不仅不会提高,反而下降,这 点称之为光饱和点。 不同的植物对光强的反应也是不一样的。在 一定范围内,光合作用的效率与光强成正比, 但是到达一定强度,倘若继续增加光强,光 合作用的效率不仅不会提高,反而下降,这 点称之为光饱和点。
积温:
规定时间内,符合特定条件的各日平均 温度或有效温度的总和. 活动温度: 高于植物生物学最低温度时的日平 均气温. 生物发育的起点温度:生物开始发育的温度. 生物学零度≥10°C 活动积温:植物某一生长发育期或全部生长期 中活动温度的总积.
K=N(X--X0 ) X0 :生物学最低温度
3. 以光为主导因子的生物生态类型
比较以光为主导因子的植物生态类型特征:
1)
以光强为主导因子:阳生的 阴生的 耐阴性 的 生境 形态 结构 生理功能 行为 以日照长度与植物的关系:日照长度与植物 开花行为的关系 长日照 短日照 中日照 中间性
2)
3)
以植物光合作用中co2的同化途径:c3 、 c4、 景天酸
该地面上的总叶面积 (m2) LAI = 一定的土地的面积(m2)
b. 光合时间:植物全年进行光合作用的时 间.延长办法:延长叶片寿命,植物生长期, 间作套种. c. 光合能力(植物自身的特性:品种培育可 改变).
3提高植物群体生物生产量的途径
二、温度因子的生态作用及生物的生态适 应
1、地球上环境温度的分布及其变化规律(动
水体:
红外光被水体表层吸收,随深度的 增加,以黄绿光为主.
3)光照时间及生物的生态适应(生物对光 周期的适应).
①昼夜节律:
植物光合作用的昼夜变化随光 合作用途径(CO2同化途径)而不同。
②光周期现象:生物对白天黑夜的相对长度
的反应称为光周期现(photoperiodism)。 生物的光周期现象常表现在:日照长短与植 物开花、种子萌发、地下部分的生长、动物 的生殖、休眠等。