基础生态学(第3章有机体与环境-二)课件

第三章有机体与环境（二）光和辐射大气及其生态作用土壤及其生态作用第三章有机体与环境（二）光和辐射1第一节光和辐射光的性质与组成紫外光：＜380nm可见光：380-760nm红外光：＞760nm光照强度与波长成反比，波长较短的光能量较强。第一节光和辐射光的性质与组成紫外光：＜3802光的生态作用及生物对光的适应1、光质的生态作用及生物的适应植物光合作用：光合有效辐射（380-710nm），红光和蓝紫光能被叶绿素和类胡萝卜素吸收，绿光则很少被吸收。利用彩色薄膜对蔬菜等作物进行栽培试验。光质对动物的生长、生殖、迁徙、毛羽更换等也有影响。不可见光对生物的影响也是多方面的，如昆虫对紫外光有趋光反应，而草履虫则表现为避光反应；紫外光抑制植物茎的生长。光的生态作用及生物对光的适应1、光质的生态作用及生物的适应植3生物对光质的适应海洋植物—光合作用色素对光谱变化具有明显的适应性:海水表层植物色素吸收蓝、红光；深水植物光合色素有效地利用绿光。高山植物—对紫外光作用的适应，呈现茎干粗短，叶面缩小，毛绒发达的生长型。动物—不同动物发展不同的色觉。生物对光质的适应海洋植物—光合作用色素对光谱变化具有明显的适42、光强的生态作用及生物的适应光照强度对生物的生长、发育和形态建成的作用光强对动物的生长发育有影响光强对植物形态建成的影响：黄化现象光强对植物组织和器官的生长发育及分化有重要影响2、光强的生态作用及生物的适应光照强度对生物的生长、发育和形5生物对光照强度的适应（1）植物对光照强度的适应阳地植物：在强光照下才能正常生长发育的植物，如蒲公英、松、柳等。阴地植物：在较弱的光照条件下生长良好的植物，如红豆杉、云杉、人参、半夏等。耐阴植物：介于以上两者之间，在全日照下生长最好，但也能忍受适度的荫蔽，或在生长发育期间需轻度的遮荫，如侧柏、胡桃等。生物对光照强度的适应（1）植物对光照强度的适应6蒲公英松蒲公英松7红豆杉天南星人参红豆杉天南星人参8基础生态学(第3章有机体与环境-二)课件9（2）动物对光照强度的适应行为上昼行性动物：适应于白天强光下活动，如大多数的鸟类和灵长类，哺乳类中的黄鼠、松鼠等。夜行性动物：适应于黑夜或晨昏的弱光下活动，也称晨昏性动物，如刺猬、壁虎等。形态上：视觉器官、体色（2）动物对光照强度的适应行为上10终生营地下生活的种类，眼睛很小。鼹鼠鼢鼠终生营地下生活的种类，眼睛很小。鼹鼠鼢鼠11懒猴夜行性动物，眼睛较大懒猴夜行性动物，眼睛较大12夜出活动的啮齿类，眼球突出于眼眶外，可以从各个方面感受微弱的光线。夜出活动的啮齿类，眼球突出于眼眶外，可以从各个方面感受微弱的13大眼鲷生活在深水弱光带，眼睛很发达盲瞎鱼生活在深海完全无光带，眼睛退化。大眼鲷生活在深水弱光带，眼睛很发达盲瞎鱼生活在深海完全无光带143、生物对光周期的适应生物的昼夜节律（dailyrhythm）动物的昼夜节律性：活动行为、体温变化、能量代谢以及激素的变化等。植物的昼夜节律性：光合作用、蒸腾作用、积累与消耗等。生物的昼夜节律受两个周期的影响：外源性周期（光、温度、湿度等的昼夜变化）和内源性周期（内部生物钟）。3、生物对光周期的适应生物的昼夜节律（dailyrhyth15生物的光周期现象植物的开花结果、落叶及休眠，动物的繁殖、冬眠、迁徙和换毛换羽等，是对日照长短的规律性变化的反应，称为光周期现象（photoperiodism或photoperiodicity）。光周期现象是一种光形态建成反应，是在自然选择和进化过程中形成的。生物的光周期现象植物的开花结果、落叶及休眠，动物的繁殖、冬眠16植物的光周期现象长日照植物（longdayplant）：只有当日照长度超过它的临界日长时才能开花的植物，否则，只有营养生长，没有生殖生长。短日照植物（shortdayplant）：只有当日照长度短于临界日长时才能开花的植物。这类植物通常在早春或深秋开花。中日照植物（dayintermediateplant）：是指当昼夜长短近于相等时才能开花的植物。仅少数热带植物属于此类型。日中性植物（dayneutralplant）：这类植物对日照长度的要求不严，只要其他条件合适，在不同的日照长度下都能开花。植物的光周期现象长日照植物（longdayplant）：17动物的光周期现象繁殖的光周期现象A.长日照动物B.短日照动物昆虫滞育的光周期现象换毛与换羽的光周期现象动物迁徙的光周期现象动物的光周期现象繁殖的光周期现象18在众多的生态因子中，日照长短的变化是地球上最具有稳定性和规律性的变化，通过长期进化，生物最终选择了光周期作为生物节律的信号。光周期成为生命活动的定时器和启动器在众多的生态因子中，日照长短的变化是地球上最具有稳定性和规律19第二节大气及其生态作用1、大气组成在干燥空气中，O2占大气总量的20.95%，N2占78.9%，CO2占0.032%。这个比例在任何海拔高度的大气中基本相似。但在地下洞穴或通气不良的环境中，空气中的O2和CO2含量与大气不相同。在大气组成成分中，对生物关系最为密切的是O2与CO2。第二节大气及其生态作用1、大气组成202、陆生动物的气体代谢空气中的氧比水中容易获得，含氧浓度比水中高，因此，一般而言，氧不是陆生动物的限制因子。随海拔高度的增加，大气压降低，此时氧浓度对代谢的影响可通过极低分压时表现出来。2、陆生动物的气体代谢21常温动物对高海拔低氧的适应（1）增加呼吸频率和加快血液循环。（2）增加血红蛋白和红血球数量。（3）减少肌体组织中氧的需求量。

常温动物对高海拔低氧的适应223、水生动物的气体代谢（1）水中氧的来源及其溶解度氧的来源：大气中的氧扩散到水中水中绿色植物光合作用释放的氧溶解度取决于：气体性质、温度、气体压力和水中其他溶质3、水生动物的气体代谢（1）水中氧的来源及其溶解度23（2）水体中氧的分布对动物的影响不同类型的水域含氧的条件不同水中的含氧量有季节性波动水中的含氧量昼夜也有波动不同类型的动物对氧的要求不同（2）水体中氧的分布对动物的影响244、植物与氧植物与动物一样呼吸消耗氧，但植物是大气中氧的主要生产者。植物光合作用中，每呼吸44gCO2，能产生32gO2。白天，植物光合作用释放的氧气比呼吸作用所消耗的氧气大20倍。据估算，每公顷森林每日吸收1吨CO2，呼出0.73吨氧；每公顷生长良好的草坪每日可吸收0.2吨CO2，释放0.15吨O2。如果成年人每人每天消耗0.75kg氧，释放0.9kgCO2，则城市每人需要10m2森林或50m2草坪才能满足呼吸需要。因此植树造林是至关重要的，不仅是美化环境，更主要的是给人类的生存提供了净化的空气环境。

4、植物与氧25第三节土壤及其生态作用1、土壤的生态学意义（1）为陆生植物提供基底，为土壤生物提供栖息场所；（2）提供生物生活所必须的矿质元素和水分；（3）维持丰富的土壤生物区系；（4）生态系统中许多重要的生态过程均在土壤中进行。第三节土壤及其生态作用1、土壤的生态学意义262、土壤的结构对生物的影响土壤质地与结构组成土壤的各种大小颗粒按直径可分为粗砂（0.2—2.0mm），细砂(0.02—0.2mm)，粉砂(0.002-0.02mm)和粘粒(0.002mm以下)。这些不同大小颗粒组合的百分比，称为土壤质地（texture）。根据土壤质地，土壤可分为砂土、壤土和粘土三大类。土壤颗粒排列形式、孔隙度及团聚体的大小和数量成为土壤结构，且影响土壤中固、液、汽三相比例。无结构和结构不良的土壤，对植物根系伸扎和生长以及动物、微生物的活动都不利。2、土壤的结构对生物的影响273、生物对土壤的适应长期生活在不同土壤上的植物，对该种土壤产生了一定的适应特征。据植物对土壤酸度的反应，可把植物分为三类：酸性土植物（pH<6.5）、中性土植物（pH6.5—7.5）和碱性土植物（pH>7.5）。大多数植物和农作物适宜在中性土壤中生长。生活在盐碱土中的植物和沙基质中的植物，分别归为盐碱土植物和沙生植物。3、生物对土壤的适应长期生活在不同土壤上的植物，对该种土壤产28（1）盐碱土植物盐碱土对植物生长的危害表现在伤害了植物组织，特别是根系；由于过多盐积累引起植物代谢混乱；能引起植物生理干旱。

形态适应：矮小、干硬、叶子不发达、孔下陷，表皮具厚的外皮，常具灰白色绒毛。细胞间隙小，栅栏组织发达。有的具有肉质性叶，有特殊的储水细胞。生理适应：根据盐土植物对过量盐类的适应特点，可分为聚盐性植物、泌盐性植物和不透盐性植物。（2）沙生植物沙生植物具有抗风沙、耐沙埋、抗日灼、耐干旱贫瘠等特征。沙生植物也具有旱生植物的许多特征。（1）盐碱土植物29第三章有机体与环境（二）光和辐射大气及其生态作用土壤及其生态作用第三章有机体与环境（二）光和辐射30第一节光和辐射光的性质与组成紫外光：＜380nm可见光：380-760nm红外光：＞760nm光照强度与波长成反比，波长较短的光能量较强。第一节光和辐射光的性质与组成紫外光：＜38031光的生态作用及生物对光的适应1、光质的生态作用及生物的适应植物光合作用：光合有效辐射（380-710nm），红光和蓝紫光能被叶绿素和类胡萝卜素吸收，绿光则很少被吸收。利用彩色薄膜对蔬菜等作物进行栽培试验。光质对动物的生长、生殖、迁徙、毛羽更换等也有影响。不可见光对生物的影响也是多方面的，如昆虫对紫外光有趋光反应，而草履虫则表现为避光反应；紫外光抑制植物茎的生长。光的生态作用及生物对光的适应1、光质的生态作用及生物的适应植32生物对光质的适应海洋植物—光合作用色素对光谱变化具有明显的适应性:海水表层植物色素吸收蓝、红光；深水植物光合色素有效地利用绿光。高山植物—对紫外光作用的适应，呈现茎干粗短，叶面缩小，毛绒发达的生长型。动物—不同动物发展不同的色觉。生物对光质的适应海洋植物—光合作用色素对光谱变化具有明显的适332、光强的生态作用及生物的适应光照强度对生物的生长、发育和形态建成的作用光强对动物的生长发育有影响光强对植物形态建成的影响：黄化现象光强对植物组织和器官的生长发育及分化有重要影响2、光强的生态作用及生物的适应光照强度对生物的生长、发育和形34生物对光照强度的适应（1）植物对光照强度的适应阳地植物：在强光照下才能正常生长发育的植物，如蒲公英、松、柳等。阴地植物：在较弱的光照条件下生长良好的植物，如红豆杉、云杉、人参、半夏等。耐阴植物：介于以上两者之间，在全日照下生长最好，但也能忍受适度的荫蔽，或在生长发育期间需轻度的遮荫，如侧柏、胡桃等。生物对光照强度的适应（1）植物对光照强度的适应35蒲公英松蒲公英松36红豆杉天南星人参红豆杉天南星人参37基础生态学(第3章有机体与环境-二)课件38（2）动物对光照强度的适应行为上昼行性动物：适应于白天强光下活动，如大多数的鸟类和灵长类，哺乳类中的黄鼠、松鼠等。夜行性动物：适应于黑夜或晨昏的弱光下活动，也称晨昏性动物，如刺猬、壁虎等。形态上：视觉器官、体色（2）动物对光照强度的适应行为上39终生营地下生活的种类，眼睛很小。鼹鼠鼢鼠终生营地下生活的种类，眼睛很小。鼹鼠鼢鼠40懒猴夜行性动物，眼睛较大懒猴夜行性动物，眼睛较大41夜出活动的啮齿类，眼球突出于眼眶外，可以从各个方面感受微弱的光线。夜出活动的啮齿类，眼球突出于眼眶外，可以从各个方面感受微弱的42大眼鲷生活在深水弱光带，眼睛很发达盲瞎鱼生活在深海完全无光带，眼睛退化。大眼鲷生活在深水弱光带，眼睛很发达盲瞎鱼生活在深海完全无光带433、生物对光周期的适应生物的昼夜节律（dailyrhythm）动物的昼夜节律性：活动行为、体温变化、能量代谢以及激素的变化等。植物的昼夜节律性：光合作用、蒸腾作用、积累与消耗等。生物的昼夜节律受两个周期的影响：外源性周期（光、温度、湿度等的昼夜变化）和内源性周期（内部生物钟）。3、生物对光周期的适应生物的昼夜节律（dailyrhyth44生物的光周期现象植物的开花结果、落叶及休眠，动物的繁殖、冬眠、迁徙和换毛换羽等，是对日照长短的规律性变化的反应，称为光周期现象（photoperiodism或photoperiodicity）。光周期现象是一种光形态建成反应，是在自然选择和进化过程中形成的。生物的光周期现象植物的开花结果、落叶及休眠，动物的繁殖、冬眠45植物的光周期现象长日照植物（longdayplant）：只有当日照长度超过它的临界日长时才能开花的植物，否则，只有营养生长，没有生殖生长。短日照植物（shortdayplant）：只有当日照长度短于临界日长时才能开花的植物。这类植物通常在早春或深秋开花。中日照植物（dayintermediateplant）：是指当昼夜长短近于相等时才能开花的植物。仅少数热带植物属于此类型。日中性植物（dayneutralplant）：这类植物对日照长度的要求不严，只要其他条件合适，在不同的日照长度下都能开花。植物的光周期现象长日照植物（longdayplant）：46动物的光周期现象繁殖的光周期现象A.长日照动物B.短日照动物昆虫滞育的光周期现象换毛与换羽的光周期现象动物迁徙的光周期现象动物的光周期现象繁殖的光周期现象47在众多的生态因子中，日照长短的变化是地球上最具有稳定性和规律性的变化，通过长期进化，生物最终选择了光周期作为生物节律的信号。光周期成为生命活动的定时器和启动器在众多的生态因子中，日照长短的变化是地球上最具有稳定性和规律48第二节大气及其生态作用1、大气组成在干燥空气中，O2占大气总量的20.95%，N2占78.9%，CO2占0.032%。这个比例在任何海拔高度的大气中基本相似。但在地下洞穴或通气不良的环境中，空气中的O2和CO2含量与大气不相同。在大气组成成分中，对生物关系最为密切的是O2与CO2。第二节大气及其生态作用1、大气组成492、陆生动物的气体代谢空气中的氧比水中容易获得，含氧浓度比水中高，因此，一般而言，氧不是陆生动物的限制因子。随海拔高度的增加，大气压降低，此时氧浓度对代谢的影响可通过极低分压时表现出来。2、陆生动物的气体代谢50常温动物对高海拔低氧的适应（1）增加呼吸频率和加快血液循环。（2）增加血红蛋白和红血球数量。（3）减少肌体组织中氧的需求量。

常温动物对高海拔低氧的适应513、水生动物的气体代谢（1）水中氧的来源及其溶解度氧的来源：大气中的氧扩散到水中水中绿色植物光合作用释放的氧溶解度取决于：气体性质、温度、气体压力和水中其他溶质3、水生动物的气体代谢（1）水中氧的来源及其溶解度52（2）水体中氧的分布对动物的影响不同类型的水域含氧的条件不同水中的含氧量有季节性波动水中的含氧量昼夜也有波动不同类型的动物对氧的要求不同（2）水体中氧的分布对动物的影响534、植物与氧植物与动物一样呼吸消耗氧，但植物是大气中氧的主要生产者。植物光合作用中，每呼吸44gCO2，能产生32gO2。白天，植物光合作用释放的氧气比呼吸作用所消耗的氧气大20倍。据估算，每公顷森林每日吸收1吨CO2，呼出0.73吨氧；每公顷生长良好的草坪每日可吸收0.2吨CO2，释放0.15吨O2。如果成年人每人每天消耗0.75kg氧，释放0.9kgCO2，则城市每人需要10m2森林或50m2草坪才能满足呼吸需要。因此植树造林是至关重要的，不仅是美化环境，更主要的是给人类的生存提供了净化的空气环境。

4、植物与氧54第三节土壤及其生态作用1、土壤的生态学意义（1）为陆生植物提供基底，为土壤生物提供栖息场所；（2）提供生物生活所必须的矿质元素和水分；