feng第2章 2生物与环境

一、光因子的生态作用及生物的适应光的性质及其生态意义1）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；是生物的一个重要生态因子，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，因为光是一切绿色植物进行光合作用的能量来源。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；光因子还是生命活动周期性节律的触发器。2023/3/261赤峰学院生命科学系当前1页，总共73页。光因子的生态作用及生物的适应1、太阳辐射及其变化规律2、光照强度的生态作用与生物适应3、光质的生态作用与生物的适应4、生物对光周期的适应2023/3/262赤峰学院生命科学系当前2页，总共73页。地球自转时，赤道附近照射的时间长（日周期）地球公转时，夏天北半球照射的时间长；冬天南半球照射的时间长（季节周期）低纬度地区有较为恒定的热量，高纬度比低纬度地区接受的能量更少23°27'夏至NSWENWES23°27'冬至1、太阳辐射的变化规律当前3页，总共73页。太阳辐射能光的性质：波长150－4000nm,分紫外光、可见光和红外光三类，波长在380－760nm之间的光为可见光。绿色植物的光合作用有效范围是380－700nm之间。紫外线可见光红外线

400630

1000

25004000波长(nm)能量强度当前4页，总共73页。2、光照强度的生态作用与生物适应（1）光照强度对生物的生长发育和形态建成的作用（2）光照强度与水生生物（3）植物对光照强度的适应类型2023/3/265赤峰学院生命科学系当前5页，总共73页。（1）光照强度对生物的生长发育和形态建成的作用光强影响植物细胞的增长和分化、体积的增长和重量的增加；光促进组织和器官的分化，制约器官的生长发育速度。

黄化现象：是植物对黑暗环境的特殊适应。植物叶绿体必须在一定光强条件下才能形成。如种子植物、裸子植物、蕨类植物和苔藓植物。光强影响植物和动物的生长和发育：植物遮光后,同化量减少,花芽形成减少,造成结实不育或落果等现象。动物：贻贝、蛙卵、蚜虫等。光对果实的品质也有良好作用。强光下能增加果实的含糖量和耐贮性，且着色良好。2023/3/266赤峰学院生命科学系当前6页，总共73页。（2）

光照强度与水生生物在透光带的下部，植物的光合作用量刚好与植物的呼吸消耗相平衡之处，就是所谓的光补偿点。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。2023/3/267赤峰学院生命科学系当前7页，总共73页。黄浦江外滩滇池水葫芦泛滥成灾2023/3/268赤峰学院生命科学系当前8页，总共73页。（3）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。海洋中，光的穿透性限制海洋植物的分布。透光带以内，植物的光合作用才能大于呼吸作用。2023/3/269赤峰学院生命科学系当前9页，总共73页。

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长和进行净生产所需要的最小光照强度。

2023/3/2610赤峰学院生命科学系当前10页，总共73页。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，光合作用的速率和代谢速率都比较高。蒲公英、杨、柳、松、桦、槐等。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，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。观音座莲、铁杉和红豆杉等。耐阴性植物：对光照具有较广泛的适应能力，对光的需要介于前两类植物之间。如山毛榉、云杉等。2023/3/2611赤峰学院生命科学系当前11页，总共73页。3、光质的生态作用与生物的适应紫外线可见光红外线3807601504000能量强度光的性质：波长150－4000nm,分紫外光、可见光和红外光三类，波长在380－760nm之间的光为可见光。全部太阳辐射中，红外光约占50-60%，紫外光占1%，其余为可见光。绿色植物的光合作用有效范围是380－760nm之间。2023/3/2612赤峰学院生命科学系当前12页，总共73页。光质的生态作用叶绿素的吸收光谱蓝紫光：430～450nm红光：640～660nm不同光质的作用蓝紫光：促进蛋白质的合成红光：促进糖的合成青光、蓝紫光和紫外线等短波光抑制植物的伸长生长，使植物向光性更敏感紫外线能杀菌，对生物体造成损伤，促进维生素D的合成红外线是地表的基本热源，对外温动物的体温调节和能量代谢有决定性作用13当前13页，总共73页。光质在植物形态建成、向光性及色素形成等方面的作用。可见光：蓝紫光与青光抑制植物的伸长而使植物矮小；青蓝紫光引起植物向光性的敏感，促进花青素形成。蓝光还能激活光合作用中同化CO2的酶类。不可见光：紫外线抑制植物体某些生长激素的形成，从而抑制茎的伸长；紫外线还能引起植物向光性的敏感和促进花青素形成。高山植物特征：茎干短矮、叶面缩小、毛茸发达、叶绿素增加，茎叶富含花青素、花色鲜艳。2023/3/2614赤峰学院生命科学系当前14页，总共73页。2023/3/26赤峰学院生命科学系15藏红花当前15页，总共73页。可见光对植物光合作用和产量的影响：生理有效辐射：占太阳总辐射的40-50%。红橙光(被叶绿素吸收)；蓝紫光(被叶绿素和类胡萝卜素吸收)；生理无效辐射：绿光(绿叶反射和透射，很少被利用)。红光有利于碳水化合物（如糖）的合成，蓝光有利于蛋白质的合成。对产量的影响：紫色薄膜对茄子增产；蓝色薄膜对草霉增产，但对洋葱不利；红光促进甜瓜发育和果实成熟，提高果肉糖分和维生素含量。2023/3/2616赤峰学院生命科学系当前16页，总共73页。“植物工厂”它们能够每周7天，每天24小时生产外观完美的莴苣以及绿叶蔬菜。2023/3/2617赤峰学院生命科学系当前17页，总共73页。可见光对动物的影响：体色变化：如蛱蝶光照下体色变淡，黑暗中呈暗色；色觉：鱼类、鸟类和哺乳动物发达，另一些则完全没有色觉。不可见光对动物的影响：紫外光：昆虫趋光、草履虫避光；杀菌；高山动物体色暗。2023/3/2618赤峰学院生命科学系当前18页，总共73页。4生物对光周期的适应

（1）昼夜节律:

大多数生物活动表现出昼夜节律，即24h循环一次的现象。光合作用以3-磷酸甘油酸为最初产物的反应途径称为C3途径。光合作用中以草酰乙酸为最初产物的途径，称为C4途径。2023/3/2619赤峰学院生命科学系当前19页，总共73页。（2）光周期现象纬度01020304050606566.5最长日12.0012.5813.2213.9314.8516.1518.5021.1524.00最短日12.0011.4210.7810.079.157.855.52.850.00

不同纬度地区的日照最长日与最短日时间光周期现象(photoperiodism)：美国Garner（加纳尔）等人(1920)发现明相暗相的交替与长短对植物的开花结实有很大的影响。这种植物对自然界昼夜长短规律性变化的反应，称光周期现象。2023/3/2620赤峰学院生命科学系当前20页，总共73页。植物光周期现象—

对繁殖(开花)的影响：区分为长日照植物和短日照植物。长日照植物(longdayplants)：日照超过一定数值才开花的植物称长日照植物，如小麦、油菜、菠菜等。短日照植物(shortdayplants)：短于一定数值才开花的植物，一般需要较长的黑暗才能开花。如苍耳、水稻、菊花、牵牛花、大豆等。中日性植物（dayintermediateplant）：要求昼夜长短接近于相等时才开花植物。甘蔗12.5小时。日中性植物（dayneutralplant）：只要其他条件适合，在什么日照条件下都能开花。如黄瓜、番茄。2023/3/2621赤峰学院生命科学系当前21页，总共73页。植物日照长短对植物引种的意义：引种时应注意植物开花对光周期的需要：了解该植物原产地和引种地日照长度的季节变化，以及该植物对日照长短的反应特性和敏感程度，才不致使引种工作失败。一般而言：短日照植物：a由南方向北方引种时，往往出现营养生长期延长、发育推迟。如红麻、水稻；b由北方向南方引种时，则往往出现生育期缩短、发育提前。长日照植物：a而由南向北移时，发育提前；b由北向南移时，则发育延迟，甚至不能开花。2023/3/2622赤峰学院生命科学系当前22页，总共73页。动物光周期现象对鸟类等迁徙影响；对繁殖（鸟类和鱼类）的影响：区分为长日照动物和短日照动物。长日照动物(longdayanimals)：在温带和高纬度地区许多鸟兽在春夏之际白昼逐渐延长的季节繁殖后代，称长日照动物，如雪貂、野兔、刺猬。短日照动物(shortdayanimals)：与长日照动物相反，一些动物只有在白昼逐步缩短的秋冬之际才开始性腺发育和进行繁殖，称短日照动物。如绵羊、山羊和鹿等。鸟类的迁徙是日照长短的变化引起的。2023/3/2623赤峰学院生命科学系当前23页，总共73页。二、温度因子的生态作用及生物的适应1、温度因子的生态作用（1）温度与生物生长温度是最重要的生态因子之一，生物体内的生物化学过程必须在一定的温度范围内才能正常进行。参与生命活动的各种酶都有其最低、最适和最高温度，即三基点温度；在一定温度范围内，生物生长的速率与温度成正比；外温的季节性变化引起植物和变温动物生长加速和减弱的交替。如年轮。2023/3/2624赤峰学院生命科学系当前24页，总共73页。（2）温度与生物发育：

a、春化作用

b、有效积温法则（Reaumur，法国，1735）：生物在生长发育过程中必须从环境摄取一定的热量才能完成某一发育阶段的发育过程，而且各个发育阶段所需的总热量是一个常数，称总积温或有效积温，

K=N(T－T0),T=T0+K/N=T0+KV

其中，N为发育历期，即生长发育所需时间;

T为发育期间的平均温度，V为发育速率，即N的倒数；

T0是发育起点温度，又称生物学零度,通常认为T0≥10℃。

K是有效积温（常数）。2023/3/2625赤峰学院生命科学系当前25页，总共73页。实例:地中海果蝇发育历程与温度的关系温度与发育历期的关系温度与发育速度的关系2023/3/2626赤峰学院生命科学系当前26页，总共73页。有效积温K和生物学零度T0的计算最简单方法：在两种实验温度（T1和T2），分别观察和记录两个相应的发育时间N1和N2值。因为：K1=N1(T1

－T0)K2=N2(T2

－T0)K1=K2

所以：T0=(N2T2－N1T1)/(N2－N1)

代入有效积温公式即可求出K。2023/3/2627赤峰学院生命科学系当前27页，总共73页。有效积温法则的意义预测生物发生的世代数；预测生物地理分布的北界；预测害虫来年的发生程度；制定农业气候区划，合理安排作物；应用积温预报农时。小地老虎完成一个世代所需总积温K1为504.7日度，而南京地区对该昆虫发育的年总积温K=2220，因此小地老虎可能发生的世代数为K/K1=4.54代。一种生物分布地的全年有效总积温必须满足该种生物完成一个世代所需的K值。如东亚飞蝗只能以卵越冬，如果某年在秋季又多发生一代，而冬天到来之前难发育成熟，则第二年飞蝗发生程度必然偏轻。不同作物所需的有效积温不同，如小麦为1000-1600日度，春播禾谷、番茄1500-2100，玉米2000-4000，柑橘类4000-4500，椰子5000以上。如上海矮南早１号(水稻)1974年4月18日播，全生育期105天；5月9日播，全生育期仅90天，而两者的有效积温仅相差40.4日度。2023/3/2628赤峰学院生命科学系当前28页，总共73页。有效积温法则的局限性：有效积温法则是以发育速度与温度呈直线关系为前提的，但实际上，发育速度与温度的更确切的关系为“s”型。在自然条件下，生物进行发育所处的温度不是固定不变的，而是经常有变化的。在自然条件下，发育速度不仅取决于温度，还依赖于其他条件，即研究发育速度必须考虑生态因子的综合作用问题2023/3/2629赤峰学院生命科学系当前29页，总共73页。2极端温度对生物的影响（1）低温对生物影响：当温度低于一定数值，生物便会因低温而受害，这个数值称为临界(下限)温度。低温对生物的伤害有：冷害、霜害和冻害。冷害：喜温生物在零度以上的温度条件下受害或死亡。如热带植物丁子香(Syzygiumaromaticum)在气温降至6.1℃叶片便受害；热带鱼红鳟在水温10℃就死亡，原因是呼吸中枢受到冷抑制而缺氧。霜害：当地气温下降到零度，空气中过饱和的水气凝结成白色冰晶而使生物受害的现象。冻害：指冰点以下的低温使生物体内（细胞内和细胞间隙）形成冰晶而造成损害。冰结晶使原生质破裂，损坏胞内和胞间的微细结构；溶剂水结冰，电解质浓度改变，引起细胞渗透压变化，导致蛋白质变性。如昆虫的过冷现象。2023/3/2630赤峰学院生命科学系当前30页，总共73页。（2）高温对生物的影响：当温度超过某一数值，即临界（上限）温度，对生物产生有害作用，如蛋白质变性、酶失活、破坏水份平衡、氧供应不足、神经系统麻痹等。例子：水稻开花期间如遇高温则会伤害雄性器官，使发粉不能在柱头上发育，从而降低结实率。例子：昆虫高温时处于昏迷状态。2023/3/2631赤峰学院生命科学系当前31页，总共73页。

不同物种对高温的耐受性水生植物：30～40℃旱生植物：50～60℃兽类：42℃鸟类：46～48℃爬行类：45℃32当前32页，总共73页。两种温度调节生物恒温生物(Endotherms)：能依靠新陈代谢产生热量维持体温恒定的生物，其体温明显高于其周围环境的温度。如哺乳动物和鸟类。热中性区(thermalneutralzone)：恒温生物不改变体温情况下的外界环境温度范围。热中性区下限温度称为下临界温度，上限温度称为上临界温度。在该区内恒温生物保持稳定的新陈代谢率。变温生物(Ectotherms)：依靠外部能量调节体温，植物和绝大多数动物属于变温生物，如昆虫、鱼类、两栖类、爬行类和无脊椎动物等。2023/3/2633赤峰学院生命科学系当前33页，总共73页。3生物对极端温度的适应（低温和高温）A生物对低温的适应（形态）形态上的适应植物：芽和叶受到油脂类物质的保护，体表具蜡粉和密毛、树皮木栓组织发达、植株矮小并成簇状、莲座状或匍匐状。动物：增加隔热层，体形增大（贝格曼规律），外露部分减小（阿伦规律）。2023/3/2634赤峰学院生命科学系当前34页，总共73页。贝格曼规律(Bergmann’srule)内容：高纬度的恒温动物比低纬度的相似种类个体要大，如东北虎大于华南虎。原因：一般认为，动物个体大则相同质量所对应的体表面积就小，对恒温动物来说在竞争中应付体表散热所损失的能量相对较少，在进化选择中是有利的。

35当前35页，总共73页。阿伦规律(Allen’srule):寒冷地区的恒温动物较温暖地区的恒温动物外露部分（如四肢、尾、耳朵及鼻）有明显趋于缩小的现象，称阿伦规律，是减少散热的适应（北极狐，赤狐）。2023/3/2636赤峰学院生命科学系当前36页，总共73页。A生物对低温的适应（生理、行为）生理上的适应植物：减少细胞中的水分和增加细胞中糖类、脂肪的浓度以降低冰点，增加红外线和可见光的吸收带（高山和极地植物），从而增加叶片色素。另外，还有一些植物在特定时期能够维持温度的稳定。动物：变温动物:如增加外表色素含量。恒温动物：增加体内产热，毛皮隔热，或存在热量交换系统。具体表现在热中性区宽、下临界点温度低和下临界点温度以下的曲线斜率小。行为上的适应－－迁移(migration)和休眠(dormancy）降低温度，减缓新陈代谢率，节约能量。包括冬眠hibernation，夏眠aestivation。2023/3/2637赤峰学院生命科学系当前37页，总共73页。2023/3/26赤峰学院生命科学系38热量交换平衡方程(K.Schmidt-Nielsen，1983)Hs=Hm±Hcd±Hcv±Hr-HeHs—生物体总贮备热量Hm—新陈代谢产生的热量Hcd—传导损失或获得的热量Hcv—对流损失或获得的热量Hr—辐射损失或获得的热量He—蒸发损失的热量。

生物对极端温度的适应（低温和高温）HrHmHcvHcdHrHe当前38页，总共73页。高山植物对低温的适应（自M.C.Molles,Jr,2002)Ｈs=Hcd±Hcv±Hr叶片与阳光垂直增加Hr叶片色素含量增加Hr簇状生长减少与风的接触面积降低Hcv贴地生长减少热传导损失Hcd2023/3/2639赤峰学院生命科学系当前39页，总共73页。变温动物对低温的适应(LiolaemusmultiformisLizard)贴在植被上减少传导热损失Hcd平卧紧贴地减少对流热损失Hcv肤色变深增加辐射热量获得Hr2023/3/2640赤峰学院生命科学系当前40页，总共73页。B、生物对高温的适应（形态）形态上的适应植物：密毛、鳞片滤光；体色反光；叶缘向上或暂时折叠，减少辐射伤害；干和茎具厚的木栓层，绝热。动物：体形变小，外露部分增大；腿长将体抬离地面；背部具厚的脂肪隔热层，背部色素变淡。2023/3/2641赤峰学院生命科学系当前41页，总共73页。B生物对高温的适应（生理、行为适应）生理上的适应植物：降低细胞含水量，增加糖或盐浓度，减缓代谢率，增强原生质抗凝结能力；蒸腾作用旺盛，降低体温；反射红外光。动物：放宽恒温范围；贮存热量，减少内外温差。行为上的适应动物：休眠，穴居，避阴，昼伏夜出等。2023/3/2642赤峰学院生命科学系当前42页，总共73页。沙漠植物对

高温的适应

Hs=Hcd±Hcv±Hr叶片高反射率减少辐射热量获得Hr叶片与阳光平行减少辐射热量获得Hr植株生长空间开阔增加风与叶片接触面积从而增加对流热损失Hcv离地生长减少地表传导热获得Hcd2023/3/2643赤峰学院生命科学系当前43页，总共73页。3、温度与生物的地理分布极端温度（高温和低温）常常为限制生物分布的重要因素。高温：破坏生物体内的代谢过程和光合呼吸平衡，或植物未经过低温刺激而不能完成发育阶段。如白桦、云杉自然条件下不能在华北平原生长，苹果、梨、桃不能在热带栽培；26℃是菜粉蝶分布的南限。低温：如橡胶、剑麻和油棕分布的北界分别是北纬24°40’、26°和24°，海拔高度的上限分别是960m、900m和600m；苹果蚜分布的北界是1月等温线为3-4°的地区。2023/3/2644赤峰学院生命科学系当前44页，总共73页。4、温周期现象与变温温周期现象：在自然条件下，气温有着周期性变化，植物适应了某种节律变化而成为一种生物学特性，被称为“温周期现象”。如昼、夜的温度变化使植物发生日温周期现象。

变温与生物生长种子萌发期：变温可增加氧在细胞中的溶解度，提高细胞膜透性，促进植物萌发，大多数植物在变温下发芽好。生长期：变温能显著促进植物生长。如小麦在青藏高原地区每千粒重40-50g，较平原地区高5-30%。变温能够提高产品的品质。甜菜、大豆。2023/3/2645赤峰学院生命科学系当前45页，总共73页。5、物候节律物候学(phenology)：研究生物的季节性节律变化与环境季节变化关系的科学。立秋向日葵花放，处暑西楼听晚蝉。霍普金斯物候定律：在其它因素相同的条件下，北美洲温带地区纬度移动1°N，或经度移动5°E，或海拔上升120m，生物的物候期在春天和夏初各延迟4d；而在秋天则相反，将提早4d。研究物候学的方法：物候观测、遥感等；观测结果以物候谱、物候图和等物候线表示。2023/3/2646赤峰学院生命科学系当前46页，总共73页。桃始花的等物候线图2023/3/2647赤峰学院生命科学系当前47页，总共73页。6休眠休眠：指生物的潜伏、蛰伏或不活动状态，是抵御不利环境的一种有效的生理机制。进入休眠状态的动植物可以忍耐比其生态幅宽得多得环境条件。北极灯蛾毛虫动物：草原上啮齿类动物的冬眠和蛰伏。心跳速率降低，代谢缓慢。植物：种子、温带木本植物，度过不良环境。2023/3/2648赤峰学院生命科学系当前48页，总共73页。（休眠,hummingbird）食物不足——休眠食物充足——不休眠休眠一夜消耗脂肪0.02g不休眠一夜消耗脂肪0.24g2023/3/2649赤峰学院生命科学系当前49页，总共73页。三、水因子的生态作用及生物适应1水因子的生态学作用（1）水的生物学意义水是生物体不可缺少的组成成份；水是生物体所有代谢活动的介质；水的热容量大，温度变化没有大气剧烈，为生物创造稳定的温度环境(月球-183℃-127℃）水能维持细胞和组织的紧张度，使生物保持一定的状态，维持正常的生活。生物起源于水环境，生物进化90%的时间在海洋中进行。2023/3/2650赤峰学院生命科学系当前50页，总共73页。1水因子的生态作用（2）水对动植物生长发育的影响植物：三基点；种子萌发需要较多水分以软化种皮，增强透性，使种子内凝胶状态的原生质转变为溶胶态，增强生理活性，促进种子萌发；土壤水分多少直接影响到植物根系的发育，潮湿土壤中根系生长缓慢，干旱地区根系非常发达；水分还影响植物的其它生理活动，如蒸腾作用、呼吸作用等。动物：水分不足时，引起动物的休眠和滞育。如澳洲鹦鹉，羚羊等。2023/3/2651赤峰学院生命科学系当前51页，总共73页。潮湿和干旱土壤根系生长情况(forb)2023/3/2652赤峰学院生命科学系当前52页，总共73页。（3）水对动植物数量和分布的影响由于地理纬度、海陆位置和海拔高度不同，降水分布不均匀，我国从东南至西北，可分为3个等雨量区，即湿润森林区、干旱草原区和荒漠区；山体两侧的迎风坡和背风坡因降水不同分布着不同植物，伴随分布不同的动物。降水量的多少影响动植物的种类和数量。如热带雨林和大兴安岭红松林群落中植物种类差别很大（单位面积物种数）。2023/3/2653赤峰学院生命科学系当前53页，总共73页。2生物对水因子的适应（1）植物对水因子的适应根据植物对水分的需求量可分为：水生植物陆生植物（2）动物对水因子的适应水生动物陆生动物2023/3/2654赤峰学院生命科学系当前54页，总共73页。水生植物：生长在水体中植物的统称。水体环境的特点：弱光、缺氧、密度大、粘性高、温度变化平缓，能溶解各种无机盐类。水生植物的适应方式：有发达的通气组织，如荷花；机械组织不发达或退化，以增强植物的弹性和抗扭曲能力，适应于水体流动；水下叶片薄而长，以增加光合和吸收营养物质的面积。2023/3/2655赤峰学院生命科学系当前55页，总共73页。水生植物的生态类型沉水植物：沉没水下，与大气完全隔绝。特点：表皮细胞（类似根）没有角质层、蜡质层，能直接吸收水分、矿质营养和水中的气体；叶绿体大而多；形成一整套通气组织以适应氧缺乏。如金鱼藻，菹(zu)草等。浮水植物：叶片飘浮在水面的植物。特点：气孔常长在叶的上面，叶上表皮有蜡质，维管束和机械组织不发达，但比沉水植物完善，有完善的通气组织。如睡莲、凤眼莲等。挺水植物：茎叶大部分在水面上。特点：外部形态如中生植物。但长期生长在水中，有非常发达的通气组织。如芦苇、香蒲、慈姑等。2023/3/2656赤峰学院生命科学系当前56页，总共73页。陆生植物形态适应：发达的根系；叶面小；单子叶植物中一些具扇状的运动细胞，可使叶面卷曲；贮水组织；生理适应：水分运输的动力原生质的浓度高。2023/3/2657赤峰学院生命科学系当前57页，总共73页。陆生植物的生态类型湿生植物：在潮湿环境中生长，不能忍受较长时间水分不足，抗旱能力差。可分为阴性湿生植物和阳性湿生植物。中生植物：生长在水湿条件适中的陆地上。种类最多，分布最广。旱生植物：能忍受较长时间干旱仍能维持水分平衡和正常生长发育的一类植物。主要生长于荒漠和草原地区。另外，生理上表现为原生质渗透压特别高，可达40-60Pa甚至100Pa。另一类旱生植物具有发达的贮水组织，如仙人掌树，高达15-20m，可贮水2t左右。2023/3/2658赤峰学院生命科学系当前58页，总共73页。门：被子植物门Magnoliophyta纲：双子叶植物纲Magnoliopsida目：锦葵目Malvales科：木棉科Bombacaceae属：猴面包树属Adansonia种：猴面包树A.digitata树干20米胸径达15米以上（40个人拉手）树冠直径达50米以上又叫胖子树当前59页，总共73页。水生动物:渗透压调节和水分平衡对水生动物来说,保持体内水分得失平衡主要依赖水的渗透作用。渗透作用：水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。水势：即水的化学势，（水势=溶质势（渗透势）+衬质势+压力势）。纯水的自由能最高，水势也最高。通常将纯水的水势定为零，其它溶液的水势则为负值。如海水为-2.5巴，1g分子蔗糖溶液水势为-26.9巴，1g分子KCl溶液的水势为-44.6巴。2023/3/2660赤峰学院生命科学系当前60页，总共73页。水生动物的渗透压调节方式海洋动物鲨鱼和无脊椎动物：等渗调节硬骨鱼：低渗调节（避免脱水）淡水动物硬骨鱼：高渗调节（避免失盐）河口动物洄游及广盐性鱼类：变渗和等渗调节2023/3/2661赤峰学院生命科学系当前61页，总共73页。洄游及广盐性鱼类的渗透压调节——

变渗和等渗调节从淡水到海水：一段时间失水体重减轻，体液浓度增加，但48h内经渗透压调节可使体重和体液浓度恢复正常。从海水到淡水：短时间出现体内水分增多，盐分减少现象，可通过提高排尿量及鳃主动吸收盐来维持水分和盐分平衡。变渗动物：体液浓度随环境渗透浓度的改变而改变的动物。恒渗动物：体液浓度保持恒定，不随环境改变而改变的动物。2023/3/2662赤峰学院生命科学系当前62页，总共73页。陆生动物对水因子的适应形态结构上的适应：昆虫的几丁质体壁防止水分的过量蒸发；两栖类动物体表分泌粘液以保持湿润；爬行动物具厚的角质层；鸟类具羽毛和尾脂腺；哺乳动物有皮脂腺和毛等。行为适应：白天穴居，夜间活动(昼伏夜出)；迁徙生理适应：如骆驼，减少排尿量；驼峰和体腔中的脂肪产生代谢水；白天吸热使体温升高以减少与环境的温差；出汗散热（失水来自于细胞间液和组织间液，细胞质不会受影响）。2023/3/2663赤峰学院生命科学系当前63页，总共73页。2023/3/2664赤峰学院生命科学系当前64页，总共73页。四、土壤因子的生态作用及生物的适应1土壤因子的生态作用为陆生植物提供基底，为土壤生物提供栖息场所；提供生物生活所必需矿质元素和水分；提供植物生长所需的水肥气热（土壤肥力）；维持丰富的土壤生物区系,如细菌、真菌、放线菌、藻类、原生动物、轮虫、蚯蚓、软体动物、节肢动物、少数高等动物（如鼹鼠等）；生态系统的许多很重要的生态过程都是在土壤中进行。2023/3/2665赤峰学院生命科学系当前65页，总共73页。土壤的物理性质及其对生物的影响土壤是由固体（无机和有机体）、液体（土壤水分）和气体（空气）组成的三相系统。根据土壤质地，可将土壤分为：砂土、壤土和粘土。土壤质地和土壤温度影响植物生长和土壤动物的水平及垂直分布。土壤的化学性质及其对生物的影响土壤酸碱度：过碱性和酸性不利于植物生长，酸性还不利于细菌生长。土壤有机质：植物重要碳源和氮源。土壤无机元素：植物生长的13种重要元素来源（