农业生态学教学课件 2个体

2.生态系统中的生物与环境2.1生物与环境关系的基本概念2.2生态作用的基本规律2.3生态适应的基本规律2.4主要生态因子的生态作用及生物的适应性2.5生物的生态反作用2.1生物与环境关系的基本概念2.1.1生物种与个体生态学2.1.2环境与生态因子2.1.3生物与环境的基本关系牛是牛马是吗，牛马不相干；指鹿为马是错误的；亚里士多德，物种是永恒不变的。上帝造物种：（1）物种划分的简单性2.1.1生物种与个体生态学1.物种（2）物种分类的复杂性形态学种：是一群在外观上不同的生物，例如我们可以分辨出鸡和鸭，但四不像让人们困惑！以至于林奈认为有些事仿制品！麋鹿：鹿角、马面、牛蹄驴尾，乃四不像也英国设计的四不像完美宠物物种(species)是指一类生物个体的集合，其中的个体之间在自然条件下能相互交配产生具有生殖能力的正常后代个体。一方面，马和驴可交配产生骡另方面，水稻籼粳杂交困难但是：遗传学种：物种分类的复杂性生物学种或隔离种：是一组能够或潜在能够相互配育的生物。配偶识别种：是一群能够把种群中的其它个体识别为潜在配偶的生物。分类学的困境希腊哲学家，亚里士多德，认为生物可严格区分为不同的“物种”，而且物种是永恒不变的。18世纪林奈以生殖为生物分类。但受当时欧洲创造论的影响，认为所有物种由神独立创造，物种间并无任何联系。林奈对一些差异极微的物种感到困惑，因而提出一些物种为完美的，样板的；另一些则是仿造的。19世纪，拉马克认为生物可以把需要的特质遗传后代，其最大贡献是提出不同物种之间可以有连续不断的系谱。因而，分类法开始强调物种之间是如何演变。他在1809年的著作《动物学哲学》首先否定创造论，后来达尔文的《进化论》广为接受。后来有适应突变、人工选择从遗传学观点来看：物种是一个具有共同基因库的、与其他类群有生殖隔离的类群，这个定义把有无基因交流作为划分物种的主要依据。大洋洲及太平洋岛屿的）与事实不符。分类的对象是形形色色的种类，都是进化的产物；分类学在于阐明种类之间的历史渊源，使建立的分类系统反映进化历史。因而从理论意义上说，分类学是生物进化的历史总结。种、物种的相关认识物种是进化单元，也是进化的产物，是生物系统线上的基本环节，是分类的基本单元。种、物种，生物分类的基本单位，位于生物分类法中最後一级，在属之下物种是繁殖单元，由又连续又间断的局群所组成；是指一群或多或少与其它这样的群体形态不同，並能够交配繁殖的相关的生物群体。林奈和达尔文的物种概念是个体概念——物种是一群相似的个体20世纪30、40年代，随着“新系统学”的发展，强调了群体概念。物种不是毫不相干的个体，而是以个体集合为大大小小的种群单元而存在的，物种是“种群”集团，种群是种内的繁殖单元。是以生物个体及栖息地为研究对象，研究栖息地环境因子对生物的影响及生物对栖息地的适应和生态适应的形态、生理及生化机制。由于个体生态学涉及生物个体的生活及生物种的生存和进化，所以可定义个体生态学是研究生物个体发育(Individualdevelopment)、系统发育(Systematicdevelopment)及其与环境关系的生态学分支。2.个体生态学(Anecology)个体发育与系统发育个体发育与系统发育适者生存广义的环境（Environment）是指某一主体周围一切事物的总和。在生态学中，环境是指生物的栖息地。生物是环境的主体，某一特定生物体或群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存与活动的外部条件的总和。1.环境的概念2.1.2环境与生态因子(1)按环境的主体分：以人为主体的人类环境，以生物为主体的生物环境。(2)按环境性质分:自然环境;半自然环境;社会环境。(3)按人类对环境的影响与否分:原生环境(自然环境);次生环境(半自然环境和人工环境)。(4)按环境范围大小分:宇宙环境（星际环境）;地球环境;区域环境;微环境;内环境2.环境的类型

宇宙环境地球环境区域环境内环境微环境不同等级生命体系的的环境构成环境的各要素称为环境因子。环境因子中一切对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的因子则称生态因子(Ecologicalfactor)。生态因子中生物生存不可缺少的因子称为生物的生存因子(或生存条件、生活条件)。所有的生态因子综合作用构成生物的生态环境（Ecologicalenvironment）。具体的生物个体或群体生活区域的生态环境与生物影响下的次生环境统称为生境（Habitat）。环境因子、生态因子、生存因子是既有联系，又有区别的概念。3.生态因子的概念(1)气候因子(Climaticfactors),如光、温、湿度、降水量和大气运动等因子。(2)土壤因子(Edaphicfactors),主要指土壤物理、化学性质、营养状况等,如土壤的深度、质地、母质、容重、孔隙度、pH、盐碱度、肥力等。(3)地形因子(Topographicfactors),指地表特征，如地形起伏、海拔、山脉、坡度、坡向、高度等地貌特征。(4)生物因子(Bioticfactors),指生物之间的相互关系，如种群结构、密度、竞争、捕食、共生、寄生等。(5)人为因子(Anthropogenicfactors),即指人类活动对生物和环境的影响。4.生态因子的类型I◆美国生态学家将环境因子分为3大类：气候类;

土壤类;

生物类。◆这三大类可归结为7个并列的项目：土壤、水分、温度、光照、大气、火、生物。5.生态因子的类型II(1)第一周期性因素，是指由地球自转或公转及月相变化形成的光、温、潮汐的日、月、季节、年的周期性变化，(2)次生性周期因素，取决于第一性周期因素，如太阳辐射和温度周期性变化导致大气湿度、降水量周期性变化。(3)非周期性因素，指突发性或间断性出现的因素，如暴雨、山洪、冰雹、蝗灾及火山喷发、地震、地外物体撞击等突发性灾难，生物对这类因素很难形成适应性。6.生态因子的类型III2.1.3.生物与环境的基本关系环境对生命系统的影响称为生态作用(Ecologicalaction)；生命系统改变其自身的结构与过程以便与其生存环境相协调的过程称为生态适应(Ecologicaladaptation);而生物反过来对环境的影响和改变称为生态反作用(ecologicalreaction)。1.基本概念

2.生态作用

(1)因子的质。指因子的状态是否对生物有意义。A或B的问题(2)因子的量。在因子的质对生物有意义前提下，因子对生物的作用程度随其量的变化而变化。

A、A+、A++的问题(3)因子的持续时间。在质和量的基础上，环境因子对生物的作用必须有一定的持续时间才能对生物起作用，使生物做出响应。A×t

问题3.生态适应生物为了适应环境，从形态、生理及生化机制上作出有利于生存的改变。4.生态反作用与Gaia假说生命系统在其生命活动中对环境也起着改造作用，如植物的生长使岩石碎屑形成土壤；生命活动也使池塘变浅直至填平；植物的光合作用使地球古大气从缺氧变成富氧状态等。地球大气的化学成分、温度和氧化状态受天文的、生物的或其他的干扰而发生变化，产生偏离，生物通过改变其生长和代谢，如光合作用吸收二氧化碳释放出氧气，呼吸作用吸收氧气释放出二氧化碳，还有排泄废物、分解等，对偏离做出反应，缓和地球表面的这些变化。自从36亿年前地球上有生命以来,太阳的发热能力已经增强了25%，然而地球却保持了有利于生命存在的温度。太阳辐射强度增减10%就足以引起全球海洋蒸发干涸或全部冻结成冰。但地质历史记录却证明，地球上尽管发生过3次大冰期和大冰期内的暖热期交替变化，地表的平均温度变化仅在10℃上下。地球为什么远离化学平衡态：地球大气的这种独特的和不稳定的气体混合比率为什么在相当长的时间内能维持不变呢？2.2生态作用的基本规律2.2.1限制因子定律2.2.3生态因子综合作用定律2.2.3生态因子的时空变化规律2.2.1限制因子定律1.生态因子的综合作用；2.生态因子的交互作用；3.生态因子作用的主次；4.直接作用和间接作用；5.生态因子的阶段性作用；6.不可代替性和补偿作用。2.2.2生态因子综合作用定律一个地区湿润程度，不只决定于降水量一个因素，而是诸气象因素相互作用的综合效应。湿润程度决定于水分收入(降水)和水分支出(蒸发、蒸腾、径流和渗漏等)。而蒸散是太阳辐射、温度、大气相对湿度、风速以及地表复盖等诸因素综合作用的结果。0.16∑t（活动积温）K（干燥度）=r（降水）1.因子的综合作用——PE0——Pt0——P(t0+7)——P(t0+10)——NP(t0+10)——PdK（干燥度）=K（干燥度）=K（干燥度）=K（干燥度）=P降水量E蒸散量t温度d饱和度N降水天数2.因子的主次作用秧苗水EhpH温度病菌湿度养分光照颜色深浅表示因子的重要程度直接作用间接作用系统思考与系统动力学系统思考与公共系统管理3.因子的交互作用CO2浓度(mg/L)10060408020120100200300400500600700800吸收CO2[mg/(g鲜重min)]700lx350lx70lx4.同等重要不可替代和补偿作用5.因子的间接作用玉米不同生长阶段对水分和温度的要求发育阶段适宜土壤持水量（%）适宜温度（℃）播种至出苗60-7028-35苗期60-7015-20拔节至抽雄70-8022-24花期8026-27灌浆至成熟7022-246.因子的阶段作用CGCao1.生态因子的纬向递变性2.生态因子的经向递变性3.生态因子的垂直递变性4.生态因子非地带性变化（生态因子的地形变化）2.2.3生态因子的时空变化规律CGCao1.生态因子的纬向递变性南热带中热带北热带南亚热带中亚热带北亚热带南温带中温带北温带南北热带雨林亚热带常绿阔叶林温带落叶林寒温带针叶林CGCao热带雨林亚热带常绿阔叶林温带落叶林寒温带针叶林CGCao生态因子的纬向递变性与植被

自北向南的土壤分布顺序大致为：冰沼土、灰化土、生草灰化土、灰色森林土、黑土、栗钙土和荒漠土；我国东部和东南沿海由于季风气候的影响，自北向南土壤分布为：灰棕壤、棕壤、褐土、黄棕壤、黄褐土、黄壤、红壤和砖红壤。动物的种群分布也存在明显地带性。生态因子的纬向递变性与土壤

CGCao经度(东经)80º～90º90º～100º100º～110º110º～120º120º～125º125º～130º代表地区及分界线准噶尔盆地马鬃山阿拉善高原内蒙古高原东北平原长白山脉年降水量(mm)100～12050～80100～120250～350400～500600～1000区域干旱区极端干旱区干旱区干旱区半湿润区湿润区植被半荒漠、荒漠荒漠、裸露荒漠半荒漠、荒漠草原森林草原森林土壤灰棕漠土棕漠土灰棕漠土、灰漠土粟钙土、淡粟钙土黑钙土、暗粟钙土暗棕壤2.生态因子的经向递变性CGCaoCGCao生态因子的经向递变性与植被3.生态因子的垂直递变性海拔积雪

高山雪雪荒漠

高山草甸高山寒漠土

高山灌丛高山草原土

亚高山针叶林山地灰化土

落叶阔叶林山地棕壤

常绿阔叶林山地黄壤热带雨林红壤热带山体亚热带山体温带山体纬向

永久雪线CGCao色季拉山森林类型及垂直分布CGCao海洋藻类的垂直分布CGCao植被的垂直分布4.生态因子非地带性变化CGCaoCGCao生态因子非地带性与植被分布

生态因子受生物群落影响的非地带性变化CGCao3.3.1生物的耐受性3.3.2协迫与生态适应3.3.3生态适应方式与机制3.3.4生态适应与生物进化

3.3生态适应的基本规律生理紧张带环境梯度分布中心生物最多生物不多生物不多没有生物没有生物耐受上限耐受下限不能忍受带不能忍受带种群数量1.耐性定律CGCao2.3.1生物的耐受性(1)不同生物的耐性不同(2)同一生物不同时期的耐性不同(3)对不同因子的耐性无可比性(4)不同因子的耐性可相互影响(5)生物的耐性可人为改变（驯化）2.耐性的变化CGCao)95%85%90%适合度25203040温度/℃35适合度858090100相对湿度%9530℃32.5℃35℃耐性受其它因子的影响CGCao生长量温度10203040在18C驯化在32C驯化金鱼在两种不同温度下锻炼后的耐性变化耐性的锻炼及变化CGCao定义：每个种对环境因子适应范围的大小窄食性(Stenophagic)、广食性(Euryphagic)窄温性(Stenothermal)、广温性(Eurythermal)窄水性(Stenohydric)、广水性(Euryhydric)窄盐性(Stenohaline)、广盐性(Euryhaline)窄栖性(Stenokecious)、广栖性(Euryoecious)。3.生态幅(Ecologicalamplitute)CGCao环境梯度活动性(生长、繁殖)A冷窄温B广温C暖窄温最低最高最适最适最适最低最高生态幅的差异CGCao狭光与广光动物CGCao实际耐性比潜在耐性要窄;维持一定的耐性需要消耗代谢能;适应极端环境时，为提高对某一因子的忍耐要牺牲对其他因子的耐性;通过内稳态可提高耐性;休眠可躲避不利因子而间接提高耐性。4.生物的耐性机制CGCao1.胁迫自然界中的生物并非都在环境因子的最适范围内生存，在适宜区之外到最低点或最高点之间的区域称为耐受区,此时生命活动要遭受一定程度的限制,即胁迫(stress)。2.3.2协迫与生态适应2.环境胁迫与生物体响应过程(1)预警阶段:(2)抗性阶段:(3)耗尽阶段:(4)再生阶段:3.胁迫下个体的反应与存活生物体如果能够防止胁迫，或者其最易受伤害和不可缺少的器官的胁迫抗性足够强，或有恢复能力足以修复损伤的话，那么该个体在胁迫生境下存活是可能的。植物对逆境的抵抗方式(1)逆境逃避（避逆性）：是指植物通过各种方式避开或部分避开逆境的影响（时间、空间、选择逃避）。(2)逆境忍耐（耐逆性）：是指植物在不良环境中，通过代谢变化来阻止、降低甚至修复由逆境造成的损伤，从而保证正常的生理活动。(3)恢复：逆境协迫下植物的生理变化(1)光合速率下降(2)呼吸作用的变化

PPP途径增强(戊糖磷酸途径)①降低（冻害、热害）②先升后降（冷害、旱害）③增高（病害）(3)物质代谢的变化合成＜分解

(4)原生质膜的变化膜脂双分子层→星状排列，膜蛋白变构，膜透性增加，物质外渗。

(5)蛋白质的变化逆境蛋白：热击蛋白(HSP)

4.生物体对环境胁迫适应能力的调节（1）驯化。（2）耐受性的节律变化。（3）休眠。（4）内稳态与生态适应。2.3.3生态适应方式与机制形态适应行为适应生理生化适应适应组合1.形态适应2.行为适应3.

生理生化适应由于生态因子之间相互作用的关联性、协同性和增效性，生物对环境的适应通常并不仅仅表现在形态适应，或生理生化适应，或行为适应一种单一的机制，往往要涉及到一组(或一整套)彼此相互关联的适应性，这一整套协同的适应特性称为适应组合（Adaptivesuites）

4.适应组合

骆驼的适应组合2.3.4生态适应与生物进化趋同适应与生活型趋异适应与生态型生物进化生态位基因、突变、选择、进化与适应分子生态学

不同生物适应相同环境产生了相同的适应叫趋同适应趋同适应产生的相同生态习性的不同生物类群叫生活型1.趋同适应与生活型鲨鱼鱼龙海豚

CGCao非洲沙漠浆草霸王花仙人掌生活型CGCao饶基耶尔(Raunkier)的生活型图解(Raunkier，1934)1.高位芽植物;2～3.地上芽植物;4.地面芽植物;5～9地下芽植物生活型分类CGCao同种生物适应不同的环境产生了不同的适应叫趋异适应趋异适应产生的同种生物的不同基因型类群叫生态型气候生态型（籼稻与粳稻）土壤生态型（水稻与陆稻）生物生态型（红花碗豆与白花碗豆）2.趋异适应与生态型CGCaoCGCao温度温度湿度温度湿度pH空间生态位多维生态位营养生态位生态位3.生态位(niche)生物完成其正常生活周期所表现的对特定生态因子的综合适应位置．一个物种所划定的多维体就可以看作生态位的抽象描绘，他称之为基本生态位(基础生态位)。但在自然界中，因为各物种相互竞争，每一物种只能占据基本生态位的一部分，他称这部分为实际生态位。实际生态位小于基本生态位。在没有任何竞争或其它敌害情况下，被利用的整组资源称为“原始”生态位（fundamnentalniche）。因种间竞争，一种生物不可能利用其全部原始生态位，所占据的只是现实生态位（realizedniche）。基础生态位与实际生态位物种生态位宽度生态位宽度（nichebrendth）是指物种利用资源多样性的一个指标。生态位宽度也就是有机体单位所利用的各种各样不同资源的总和。在现在资源谱中，仅能利用一小部分资源的生物，就称为狭生态位的，而能利用其很大部分资源的生物则称为广生态位的。生态位宽度，又称生态位广度、生态位大小。Levins公式：==Bi为物种i的生态位宽度，Pij=Nij/Yi是第i个物种利用资源状态j的个体占总数的比例。生态位宽度以香农－威纳多样性指数为基础生态位指数计算。为减少计算，可把资源分为若干等级，并调查记录各个物种利用资源等级的数值。式中Bi为i种的生态位宽度；Nij为i种利用j资源等级的数值；r为生态位资源的等级数。生态位宽度的变动范围从0到1，0表示没有利用，1表示对所有的等级同样地利用了。生态位宽度的计算公式公式中Oij代表物种i和物种j的生态位重叠；Pia

和Pja分别代表物种i和物种j对资源a（a=1→n）的利用部分，或者说物种i和物种j中利用资源a（a=1→n）的个体数。把两个物种对一定资源位(即n维生态因子空间中的一点或一很小的体积)的共同利用程度作为生态位重叠。食物量食物量食物量①基本上重叠②彼此部分重叠③完全分离生态位重叠（nicheoveriap）教育生态位与教育改革社会生态位与正确定位产业生态位与结构调整经济生态位与发展生态位企业生态位与生存竞争生态位理论的应用扩大实际生态位分离原先生态位巩固已有生态位寻求共生生态位企业生态位1、错位经营策略2、生态位拓展策略3、虚拟生态位策略企业竞争策略2.4主要生态因子的生态作用及生物的适应性CGCao2.4.1光的生态作用及生物的适应性2.4.2温度的生态作用及生物的适应性2.4.3水分的生态作用及生物的适应性2.4.4土壤的生态作用及生物的适应性2.4.5大气的生态作用及生物的适应性光照强度的生态作用光质的生态作用光照时间的生态作用2.4.1光的生态作用及生物的适应性CGCao光谱成分1.光质的生态作用叶绿素a的吸收光谱，有两个吸收高峰分别位于430nm及660nm处。不同波段的光对植物的生理生态效应光的波段光色吸收特性生理生态效应>1000nm红外能被组织中的水吸收热效应1000～720nm远红光植物稍有吸收促进种子萌发，刺激植物延伸720～610nm红光被叶绿素强烈吸收对植物的光合作用和光周期有强烈的影响610～510nm黄橙叶绿素吸收稍有下降对植物的光合作用和形态建成的影响稍有下降510～400nm蓝光被叶绿素与胡罗卜素强烈吸收能强烈影响光合作用，并抑制植物的生长，使之形成矮粗形体400～315nm绿蓝被叶绿素与原生质吸收对光合作用光稍有影响，对植物没有特殊效应315～280nm紫光被原生质吸收强烈影响植物形态建成，影响生理过程，刺激某些生物合成<280nm紫外被原生质吸收大的剂量能使植物致死CGCao黄化现象光的形态建成作用CGCao

光补偿点光饱和点光合作用呼吸作用光合作用率净生产力光补偿点光饱和点呼吸作用光合作用光合作用率净生产力光强与光合作用CGCao2.光强的生态作用植物对光强的适应适应类型生境代表阳性植物旷野、路边、森林中的上层乔木，草原及荒漠中的旱生、超旱生植物高山植物及多数大田作物等均属此类型，如蒲公英、蓟、槐、松、杉和栓皮砾等阴性植物潮湿背阴或密林的下部，生长季节的生境往往较湿润苔藓类、部分蕨类、连钱草、观音座莲、铁杉、紫果云杉、红豆杉、热带相思树下的咖啡、亚热带地区山林中的茶树等，很多药用植物如人参、三七、半夏和细辛等耐阴植物叶菜类一些豆科植物CGCaoCGCao阳性植物阴性植物CGCaoCGCao阴阳结合468101214161820春分夏至秋分冬至102030405060（1）光长及变化CGCao3.光长的生态作用长日照植物：牛旁、紫苑、凤仙花和除虫菊等，作物中有冬小麦、大麦、油菜、菠菜、甜菜、甘蓝和萝卜等。短日照植物：牵牛、苍耳和菊类，作物中则有水稻、玉米、大豆、烟草、麻、棉等。日中性植物：黄瓜、番薯、四季豆和蒲公英等，（2）植物对光长的适应：光周期现象CGCao日照长度的变化对哺乳动物的换毛和生殖，对鸟的迁飞等有十分明显的影响。长日照兽类：雪貂、野兔和刺猬等短日照兽类：绵羊、山羊和鹿鸟类生殖腺的年周期发育与日照长度的周期变化完全吻合。在鸟类生殖期间人为改变光周期可以控制鸟类的产卵量。CGCao（3）光长对动物的影响平均温度极端温度积温温周期2.4.2温度的生态作用及生物的适应性

CGCao致死低温区亚致死低温区亚致使高温区致死高温区温区温度对生物的作用原生质结冰，组织冻结破坏，以致死亡。代谢过程很慢，引起生理功能失调，死亡决定于低温强度和持续时间发育速度随温度降低而减漫死亡率最小,繁殖率最大,发育速度接近最快发育速度随温度升高而减漫死亡决定于高温强度和持续时间短时间内造成死亡-40-30-20-100102030405060温度℃图解冷眠冷死活动下限活动下降新陈代谢下限活动正常活动上限热眠热死最适温区高适温区低适温区最低有效温度最高有效温度适宜温区(有效温区)生物量1.温度对生物的影响CGCao-1001020304050607020406080100温度℃光合速率(最大值的百分比)最低最高最适15℃最低最高最适45℃苔藓植物沙漠灌丛三基点温度CGCao2.植物的低温伤害与适应（1）冷害

(chillinginjury)

冰点以上的低温对植物造成的伤害（2）冻害

(freezinginjury)

是指冰点以下的低温使植物组织内结冰而引起的伤害冷害冻害冷害引起的生理生化变化①生化反应失调：水解酶类活性＞合成酶类氧化磷酸化解偶联，

ATP含量减少②呼吸代谢失调：③光合作用受阻：④原生质流动受阻：ATP减少，原生质粘性增加

⑤吸收机能减弱：芽和叶片常受到油脂类物质的保护，芽具鳞片，植物体表面生有腊粉和密毛，植物矮小并常成匍匐状、垫状或莲座状等，反射光3.植物对低温的形态适应：CGCaoCGCao植物对温度的适应CGCao减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪和色素等物质来降低植物的冰点，增加抗寒能力。可见光谱中的吸收带较宽，并能吸收更多的红外线，一些植物的叶片在冬季由于叶绿素破坏和其他色素增加而变为红色，有利于吸收更多的热量4.植物对低温的生理生化适应：CGCao适应变化①细胞含水量降低：自由水/束缚水比值下降②保护性物质的积累：脂肪、蛋白质和糖类，淀粉→可溶性糖，使细胞液的冰点下降。不饱和脂肪酸含量越高，膜脂相变温度越低，越耐低温。③内源激素的变化：IAA、GA下降，ABA上升，抑制生长，促进脱落、休眠。

④呼吸减弱冬小麦低温锻炼前后质膜的变化A．锻炼前的细胞，水在通过细胞质时可能发生结冰B．锻炼后的细胞，水通过质膜内陷形成的排水渠，直接排出到细胞外Bergmam规律：降低比表面积Allen规律：缩减无效附件休眠：（冬眠、夏眠、昼眠夜出）CGCao5.动物对低温的适应A.非洲大耳狐B.赤狐C.北极狐6.积温定律Ｋ=∑（Ｔi-Ｔ0

）i=1n喜凉作物：小麦、早熟的马铃薯需要l0℃以上的有效积温为1000℃～1600℃；温凉作物：番茄等需有效积温1500℃～2100℃；喜温作物：玉米、棉花等约为2000℃～4000℃；耐热作物：柑桔和椰子约4000℃～5000℃。CGCaoCGCaoＫ=∑（Ｔi-Ｔ0

）i=1nCGCao7.变温与温周期性CGCao促进某些种子萌发促进植物生长提高产品质量影响动物的行为昼夜变温：形成温周期现象温周期现象CGCao物候现象:受环境（气候、水文、土壤）影响出现的以年为周期的自然现象，都是物候现象。植物的发芽、展叶、开花、叶变色、落叶等现象;候鸟、昆虫以及其他动物的飞来、初鸣、终鸣、离去、冬眠等现象;水文气象现象，如初霜、终霜、结冰、消融、初雪、终雪等。

物候

植物适应一年中的气候条件的季节性变化，形成与之相应的生长发育规律物候期:物候现象发生的时间物候CGCaoCGCao北京不同地区植物的物候期CGCao物候规律春季:山上比山下晚高纬度比低纬度晚沿海比内陆晚枣发芽、种棉花杏花开、快种麦野人无历日,鸟啼知四时CGCaoCGCao植物物候变化对气候变暖的响应

加拿大西部山杨比半个世纪前提早了26天发芽。北美1959—1993年间春季生物的物候提早了6天。在欧洲，1959—1993年期间，叶子提早6天发芽，秋季叶子推迟5天变色，即春季事件平均提前大约6天，而秋季事件平均推迟大约5天。2.4.3水分的生态作用及生物的适应性CGCao生物起源于水环境水是生物体不可缺少的组成成分，水是生物代谢过程中的重要原料。生是生物新陈代谢的介质水分保持植物的固有姿态、保持动物体水分平衡水能调节体温1.水的生理生态作用CGCao2.动物对水的适应CGCao

昆虫的几丁质体壁；烟管螺产生膜以封闭壳口适应低湿条件；两栖类动物体表分泌粘液以保持湿润；爬行动物的角质层；鸟类的羽毛和尾脂腺；哺乳动物有尾脂腺和毛。(1)动物对水的形态适应CGCao骆驼可以17d不喝水，身体脱水达体重的27%，仍然照常行走。它不仅具有贮水的胃，驼峰中还储藏有丰富的脂肪，在消耗过程中产生大量水分，血液中具有特殊的脂肪和蛋白质，不易脱水。(2)动物对水的生理适应CGCao沙漠地区夏季昼夜地表温度相差很大，因此，地面和地下的相对湿度和蒸发力相差也很大。一般沙漠动物白天躲在洞内，夜里出来活动。(3)动物对水的行为适应CGCao水生植物旱生植物沉水植物：浮叶植物：挺水植物：湿生植物：中生植物：旱生植物：少浆植物多浆植物黑藻、苦草浮萍、荷花芦苇、香蒲水稻、泽泻棉花、大豆3.植物对水的适应CGCao生境：水很深。弱光、流动、缺氧、密度大、粘性高、温度变化平缓，能溶解各种无机盐类。(1)沉水植物黑藻金鱼藻CGCaoCGCao黄化狸藻苦草沉水植物水车前根退化或消失，通气系统发达，叶片常呈带状、丝状或极薄，有利于增加采光面积和对CO2，与无机盐的吸收，表皮细胞可直接吸收水中气体、营养物和水分，叶绿体大而多，适应水中的弱光环境。植物体具有较强的弹性和抗扭曲能力以适应水的流动，淡水植物具有自动调节渗透压的能力，而海水植物则是等渗的。无性繁殖比有性繁殖发达。沉水植物特征：CGCao生境：水较深。流动、温度变化平缓，根系缺氧。特征：叶片飘浮水面，气孔通常分布在叶的上面，维管束和机械组织不发达，输导组织弱，通气组织发达，根扎于泥土中，抗旱性差，无性繁殖快。(2)浮叶植物CGCao野菱大漂CGCao睡莲浮萍满江红槐叶苹CGCao杏菜凤眼莲CGCao根扎于泥土中，茎叶下部浸于水中，上部露于空气中。通气组织发达。(3)挺水植物：CGCao莲水葱CGCao千屈菜CGCaoCGCao水生植物分布多生于沼生环境。根系缺氧，根、茎、叶有通气组织连接，有较发达输导组织，叶片有角质层，根系不发达，无根毛，抗旱力较差。(4)湿生植物：CGCao多生于旱生环境、土壤通气良好。根茎叶结构，抗旱能力介于湿生植物和旱生植物之间。无通气组织，不能生长于积水或干旱土壤中。(5)中生植物：CGCao沙漠环境的多浆植物：有根、茎、叶特化形成的贮水组织，表面积对体积比例小，叶片小或退化，角质层厚，气孔少而深埋，有特殊的水分与光合代谢途径。(6)旱生植物：多浆植物CGCao旱生植物有多浆植物和少浆植物。干旱环境的少浆植物：根系发达，叶面积小，有各种减少蒸腾的特化结构，有亲水性强的原生质体，抗旱能力强。少浆植物CGCao细胞脱水细胞膨压降低代谢紊乱膜透性改变机械损伤生长受抑减少细胞间隙气孔关闭光合酶活性降低呼吸酶活性增加蛋白质核酸讲解ABA,ETH增加细胞区域化被破坏质膜，液泡膜破裂CO2扩散阻力增大贮藏物质的消耗光合下降代谢失控离子和酶外流失水和保水能力丧失细胞自溶饥饿衰老死亡受害程度小大4.干旱胁迫①根系发达，R／T比大，R／T比越大，越抗旱。②维管束发达，叶脉致密，单位面积气孔数目多。③叶细胞较小，能减轻机械损伤。(1)形态适应特征5.陆生植物对干旱的适应(2)生理适应特征：①原生质具有较大的粘性与弹性②在干旱条件下酶的活性保持稳定③光合和呼吸作用仍维持较高水平④Pro和ABA增加6.提高植物抗旱性的途径(1)抗旱锻炼：蹲苗,搁苗,饿苗,种子锻炼(双芽法)

植株根系发达,保水能力强,叶绿素含量高,干物质积累多,抗逆能力强。(2)化学诱导

0.25％CaCl2

浸种20h0.05％ZnSO4喷洒叶面ABAB9CCC(3)矿质营养

P、K、B、Cu肥2.4.4.土壤的作用及生物的适应CGCao作用：生物的生存场所、生存基质和营养库。物理因素：土壤温度、水分含量、空气含量及土壤质地和结构。化学因素：土壤化学组成、有机质的合成和分解、矿质元素的转化和释放、土壤酸碱度等。CGCao1.土壤及其生态作用粘土沙土壤土2.土壤质地对植物根系的影响CGCao3.土壤盐胁迫对植物的伤害(1)吸水困难:土壤盐分过多，降低土壤溶液的渗透势，植物吸水困难,形成生理干旱。(2)生物膜破坏:高浓度的NaCl

可置换细胞膜结合的Ca2+，膜结构破坏，功能也改变。(3)生理紊乱:降低蛋白质合成速率，加速贮藏蛋白质的水解，氨积累。(4)抑制光合:光合速率、呼吸速率降低,缺乏营养。4.植物对盐胁迫的适应①泌盐：把盐分从茎叶表面的盐腺排出体外，本身不积存盐分;②拒盐：根细胞对盐离子的透性很小,不吸收;③稀盐：快速生长胞内区域化作用（液泡）;④耐盐：Pro,甜菜碱等,降低水势,增加耐盐性。

生态类型举例适应机制及特征土壤特性盐碱土植物聚盐性植物碱蓬、滨藜、盐角草等可吸收土壤可溶性盐聚集于体内，不受伤害植物体干而硬，叶子不发达，蒸腾表面强烈缩小，气孔下陷；表皮具有厚的外壁，常具灰白色绒毛。在内部结构上，细胞间隙强烈缩小，栅栏组织发达。有一些盐土植物枝叶具有肉质性，叶肉中有特殊的贮水细胞。似旱生植物特征盐土：NaCl、Na2SO4等可溶性盐含量大于土重的1%。碱土：富含Na2CO3、NaHCO3、K2SO4，钙、镁盐类。盐碱度高毒害植物根系，土壤结构破坏，引起植物生理干旱、代谢失调。一般植物不能正常生长泌盐性植物红树、大米草、柽柳等吸收土壤可溶性盐，通过茎、叶表面盐腺分泌排出不透盐性植物蒿属、盐地凤毛菊、田菁等不吸收或很少吸收土壤盐类CGCao5.植物的土壤生态类型酸性土植物茶、杜鹃、马尾松等生长慢，叶小而厚，直根深扎。不能在钙土中生长土壤酸性或强酸性，缺钙，多铁、铝。土壤质坚实，通气差，缺水，土温低钙土植物南天竹、刺柏、黄连木、野花椒等喜钙富含CaCO3的石灰性土壤，碱性较强沙生植物骆驼刺、柠条、花棒等具旱生植物特征，根系特别发达，无性繁殖力强。抗旱、耐热、耐冷、细胞渗透压高沙丘性土质，流动性强、干旱、缺营养、温度变化大生态类型举例适应机制及特征土壤特性CGCao岗松酸性土壤指示植物芒萁CGCao6.指示植物钙质土壤指示植物蜈蚣草沙质盐碱地植物胜柳CGCao7.盐土植物改良CGCao2.4.5.大气的作用及生物的适应CGCao在干燥空气中，O2占大气总量的20.95%，N2占78.9%，CO2

占0.032%。局部环境空气组成由差异，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。由于海拔增高大气压降低，氧分压也随海拔增高而降低，这给哺乳动物的生存带来威胁。在大气组成成分中，对生物关系最为密切的是O2与CO2。N2属于惰性气体，不能直接参参与代谢。1.大气组成及其生态作用空气的一些组分参与、影响生物过程由于水中溶解氧少，氧成为水生动物存活的限制因子，一些鱼类耗O2量依赖于水中溶氧量而改变。氧的作用与生物的适应空气中的氧比水中容易获得，所以陆地动物能得到足够多的氧，保证了陆生动物有高的代谢率，能进化成恒温动物。动物或人从低海拔进入高海拔后，最明显的适应性反应表现在呼吸与血液组成方面。首先是由于低氧刺激，动物产生过度通气（呼吸深度的增加）。高海拔土著动物、人，或是驯化到高海拔上，其骨骼肌中的肌红蛋白浓度均增加(肌红蛋白的携氧能力远大于血红蛋白)，为低氧状态的组织提供更多氧。人与其他哺乳动物从平原进入高海拔后，血液中的红血球数量、血红蛋白浓度及血球比积将升高。恒温动物对高海拔低氧的适应人由海拔850m进入4540m高度后，这三项指标逐渐升高，数周后达到最大值，并维持在此高水平上。当从高海拔回到平原后，这些指标将逐渐下降，恢复到原水平。血红蛋白红细胞血球比积

植物在光能作用下，同化CO2与水，