生物与环境因子的作用及适应光、温度

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1、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适应第 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 的 生 态 类 型如 何 提 高 植 物 的 光 能 利 用 率 1、 光 的 生 态 意 义 及 其 性 质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

2、 ， 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 ； 光 因 子 还 是 生 命 活 动 周 期 性节 律 的 触 发 器 。 v2） 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 ，

3、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

4、钟 （ 1.95卡/cm2/min） .由 于 太 阳 的 周 期 性 活 动 ， 该 数 值可 能 有 12%的 变 化 。 b、 光 谱 组 成 ：红 外 光 (760nm热 效 应 )51% ， 可 见 光 (380-760nm)40% ， 紫 外 光 （ 290nm ） 9% 生 理 有 效 光 辐 射 ： 红 橙 光 (620-760 nm) 叶绿 素 a， 有 利 于 碳 水 化 合 物 的 形 成 ； 兰 紫 光（ 490-435nm） 叶 绿 素 b ， 有 利 于 蛋 白 质 的形 成 。 光 谱 组 成 在 时 间 和 空 间 上 的 变 化 规 律随 空 间 发 生 变

5、化 的 一 般 规 律 是 ： 短 波 光 随 纬 度 增加 而 减 少 ， 随 海 拔 升 高 而 增 加 。在 时 间 变 化 上 ： 冬 季 长 波 光 增 多 ， 夏 季 短 波 光 增多 ； 一 天 之 内 中 午 短 波 光 较 多 ， 早 晚 长 波 光 较 多 。在 水 体 中 ， 红 外 光 仅 在 几 米 深 处 就 会 被 完 全 吸 收 ；紫 和 蓝 色 等 短 波 光 容 易 被 水 散 射 ， 不 能 潜 入 刀 痕深 深 的 海 水 中 ； 在 较 深 的 水 层 中 只 有 绿 光 占 有 较大 优 势 。 c、 日 照 长 度 ： 主 要 指 每 天 太 阳

6、的 可 照 时 数 ，即 昼 长 。 除 两 级 外 ， 春 分 秋 分 全 球 都 是 昼 夜 分 ；日 照 长 度 在 不 同 纬 度 和 季 节 里 是 有 规 律地 变 化 ： 在 纬 度 为 零 的 赤 道 附 近 ， 终 年昼 夜 等 分 ； 在 高 纬 度 地 带 ， 随 纬 度 的 增高 ， 昼 夜 长 短 变 化 增 大 ， 纬 度 越 高 ， 夏半 年 昼 越 长 ， 也 越 短 ； 冬 半 年 夜 越 长 ，昼 越 短 。 在 北 极 地 区 则 夏 季 全 是 白 天 ，冬 季 全 是 黑 夜 ， 即 出 现 极 昼 极 夜 现 象 。 3)影 响 地 表 太 阳 辐

7、射 的 因 素va.大 气 圈 的 对 太 阳 辐 射 的 削 弱 作 用 vb.太 阳 高 度 角 对 太 阳 辐 射 强 度 的 影 响 (0 -90 ) vc. 日 照 长 度 的 变 化 vd. 地 形 因 素 的 影 响 ： 朝 向 、 坡 度 、 海 拔 高度 ve. 不 同 生 境 对 太 阳 辐 射 的 影 响 光 变 化 及 生 物 的 适 应 ） 光 照 强 度 的 生 态 作 用 及 生 物 的 适 应 va 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

8、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 。 b 光 照 强 度 与 水 生 植 物 v 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

9、 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 。 c 植 物 对 光 照 强 度 的 适 应 类 型v 不 同 的 植 物 对 光 强 的 反 应 也 是 不 一 样 的 。 v 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 。v 阴 地 植 物

10、 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 。 v 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 ， 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 ； 此 后 ， 光 合 作 用 强 度 随 光 照 强 度 的

11、增加 而 增 加 ； 到 达 一 定 强 度 后 ， 倘 若 继 续 增 加 光 强 ， 光 合 作 用 效 率不 再 提 高 ， 这 一 点 称 之 为 光 饱 和 点 。 ） 光 质 的 生 态 作 用 及 生 物 的 适 应 ：v 对 植 物 ： 红 橙 光 （ 主 要 被 叶 绿 素 吸 收 ， 促 进 碳 水 化合 物 形 成 ） 、 蓝 紫 光 （ 主 要 被 叶 绿 素 和 类 胡 萝 卜 素吸 收 ， 促 进 蛋 白 质 的 合 成 ） 为 生 理 有 效 光 。 绿 光 很少 被 吸 收 利 用 ， 称 为 生 理 无 效 光 。v 对 动 物 ： 可 见 光 影 响 动 物

12、 的 生 殖 、 迁 徙 、 羽 毛 更 换 、生 长 、 发 育 等 。 紫 外 光 具 有 致 死 作 用 。 3) 生 物 对 光 周 期 的 适 应 v 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 。 动 物 的 行 为 习 性 常 表 现 出 明 显 的 昼 夜 节 律 ， 植 物 的光 合 作 用 、 蒸 腾 作 用 也 表 现 出 有 规 律 的 昼 夜 变 化 。v 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）

13、。 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 。 v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 类 型 将 植 物 分 为 ： 长 日 照 植 物 、短 日 照 植 物 、 中 日 照 植 物 及 中 间 性 植 物 。 v 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

14、 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 。

15、 v 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 。 3. 以 光 为 主 导 因 子 划 分 的 植 物 生 态

16、类 型 比 较 以 光 为 主 导 因 子 划 分 的 植 物 生 态 类 型 的 特 征 ：v 1) 根 据 植 物 对 光 强 适 应 :阳 生 植 物 、 阴 生 植 物 （ 生境 、 形 态 、 结 构 、 生 理 功 能 ） v 2) 根 据 植 物 对 日 照 长 度 的 适 应 :长 日 照 植 物 、 短 日照 植 物 、 中 日 照 植 物 和 中 间 植 物 （ 各 自 的 特 点 ） v思 考 ： 谈 谈 光 对 植 物 的 生 态 作 用 及 植 物 对 光 的 适 应 。 二 、 温 度 因 子 的 生 态 作 用 及 生 物 的 生 态 适 应v1、 地 球 上 环

17、 境 温 度 的 分 布 及 其 变 化 规 律v2、 温 度 的 生 态 作 用v3、 极 端 温 度 对 生 物 的 影 响 及 生 物 的 适 应v4、 温 度 与 生 物 的 地 理 分 布v5、 物 候 节 律 1、 地 球 上 环 境 温 度 的 分 布 及 其 变 化 规 律 v 决 定 地 球 上 温 度 分 布 的 主 要 因 素 是 ：入 射 的 太 阳 辐 射 和 地 球 表 面 的 水 陆 分 布 。 v 环 境 温 度 的 变 化 幅 ：水 环 境 ： 淡 水 湖 的 水 温 不 小 于 0C， 海 洋 不 低 于 -2.5C。 大 洋海 水 温 度 的 最 高 纪

18、录 时 36C， 朝 间 带 或 小 型 淡 水 湖 泊 的 水 温 可达 40-45C。 水 环 境 温 度 的 变 幅 一 般 只 有 40-45C。大 陆 气 温 ： 大 陆 上 最 低 气 温 记 录 是 -88.3C(南 极 大 陆 )， 沙 漠中 夏 季 中 午 最 高 气 温 记 录 可 达 60-80C。 大 陆 温 度 的 变 幅 可 达130-150C。 v 温 度 在 空 间 上 的 变 化 ：温 度 随 纬 度 不 同 的 变 化 （ 水 平 变 化 ） 年 均 温 20 ， 最 热 月 10 ， 极 地 划 分 热 带 、 温 带 和 寒 带 ；北 半 球 纬 度 每

19、 增 加 1 ， 年 平 均 气 温 下 降 0.5 随 海 拔 高 度 不 同 的 变 化 （ 垂 直 变 化 ） 海 拔 高 度 每 增 加 100米 ， 气 温 降 低 0.5-1 ； 山 坡 的 不 同 坡向 ， 热 量 分 配 不 均 匀 ， 坡 向 的 气 温 差 异 随 着 海 拔高 度 的 增 加 而 减 少 。 温 度 随 时 间 的 变 化 v 昼 夜 变 化 ： 温 度 日 较 差 (日 变 幅 )： 指 昼 夜 间 最 高 气 温 与 最 低 气 温 的 差 值 ， 是 气 温 日 变 化的 量 度 。 海 洋 水 温 昼 夜 变 化 不 超 过 4 ， 随 深 度 增

20、 加 ， 变 幅 减 少 ， 15米 以 下 ， 无 昼 夜变 化 ； 大 陆 气 温 的 昼 夜 变 幅 一 般 为 17 ， 沙 漠 带 最 高 可 达 40 。 v 季 节 变 化 ： 温 度 年 较 差 (年 变 幅 )： 指 一 年 内 最 热 月 与 最 冷 月 平 均 温 度 的 差 值 ， 是 温 度 季节 变 化 的 重 要 指 标 ， 其 大 小 受 纬 度 与 海 陆 位 置 、 地 形 等 许 多 因 素 的 影 响 。 海 洋 温 度 的 季 节 变 化 特 点 ： 赤 道 和 两 极 的 海 洋 ， 水 温 年 较 差 不 超 过 5 ； 温带 海 洋 水 温 的

21、年 较 差 为 10-15 ； 随 着 深 度 的 增 加 ， 水 温 的 年 较 差 减 少 ； 通常 在 140米 以 下 ， 水 温 无 季 节 性 变 化 ， 即 深 海 中 的 水 温 是 长 年 不 变 的 ， 一 般 在 -0.5-4 之 间 。 大 陆 气 温 的 季 节 性 变 化 2、 温 度 因 子 的 生 态 作 用 v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 ） 。v温 度 直 接 影 响 生 物 体 的 体 温 。 体 温 的 高 低

22、 又 决 定了 生 物 体 的 代 谢 过 程 的 强 度 和 特 点 。 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 ） 。 v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 ） 。v温 度 的 变 化 会 引 起 其 它 生 态 因 子 的 改 变 。 1） 温 度 与 生 物 的 生 长v生 物 生 长 的 三 基 点 （ 最 高 温 、 最 低 温 、 最 适温 ） 。不 同 生 物 的 “ 三

23、基 点 ” 是 不 一 样 的 。 一 般地 说 ， 生 长 在 低 纬 度 的 生 物 高 温 阈 值 偏 高 ，而 生 长 在 高 纬 度 的 生 物 低 温 阈 值 偏 低 。在 一 定 的 温 度 范 围 内 ， 生 物 的 生 长 速 率 与温 度 成 正 比 。 2） 温 度 与 生 物 的 发 育 ：va. 有 效 积 温 法 则 ： 植 物 在 生 长 发 育 过 程 中 ，必 须 从 环 境 摄 取 一 定 的 热 量 才 能 维 持 其 正 常生 长 发 育 ， 而 且 植 物 各 发 育 阶 段 所 需 的 总 热量 是 一 常 数 。 K=N(T-T0) k为 该 生

24、物 生 长 发 育 所 需 的 有 效 积 温 ， 以 “ 日 度 ”表 示 ， 为 常 数 ； T为 生 长 发 育 期 内 的 日 平 均 温 度 ； T0为 该 生 物 生 长 活 动 所 需 最 低 临 界 温 度 （ 生 物 学 零度 ） ； N为 天 数 。 v 一 些 概 念 ：v 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 .v 生 物 学 零 度 ： 生 物 发 育 的 起 点 温 度 ， 生 物 学 零 度 10 v 有 效 温 度 ： 实 际 温 度 中 对 植 物 生 长 发 育 起 积 极 作 用

25、 的 那 部 分温 度 ， 即 实 际 温 度 与 生 物 学 零 度 之 差 。 例 如 ： 某 农 作 物 生 物学 最 低 温 度 10 ， 而 某 天 的 平 均 气 温 为 15 ， 则 15 -10 =5 为 有 效 温 度 。v 有 效 积 温 ： 植 物 某 一 生 长 发 育 期 或 全 部 生 长 期 中 有 效 温 度 的总 和 ， 即 为 有 效 积 温 。 vb. 有 效 积 温 法 则 的 应 用 ： 预 测 某 个 地 区 某 种 生 物 可 能 发 生 的 世 代 数 ,并 绘 出 生物 的 世 代 分 布 图 。 即 ： 发 生 的 世 代 数 = K / K

26、1 = (地 区 适 于 生 物 发 育 的 年 总 积 温 )/ (生 物 完 成 1世 代 需要 的 积 温 )。预 测 生 物 地 理 分 布 的 北 界推 算 生 物 的 年 发 生 历 ， 益 虫 的 保 护 和 利 用 ， 害 虫 的 预防 和 防 治 。可 根 据 有 效 积 温 制 定 农 业 气 候 区 划 ， 合 理 安 排 作 物 。应 用 积 温 预 报 农 时 。 v C. 有 效 积 温 法 则 的 局 限 性 ：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 ， 如 果 温 度

27、波 动 不 太 剧 烈 ， 变 温 能 促 使 发育 加 速 。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 。有 效 积 温 法 则 是 以 发 育 速 度 与 温 度 呈 线 性 关 系 为 前 提 的 ， 但实 际 上 ， 发 育 速 度 与 温 度 间 更 确 切 的 是 “ S” 型 的 ， 因 此 ， 有效 积 温 法 则 只 适 用 于 一 定 的 温 度 范 围 之 内 。 3、 极 端 温 度 对 生 物 的 影 响 及 生

28、物 对 极 端 温 度 的 适 应 极 端 温 度 :危 及 生 物 生 命 功 能 的 温 度 称 为 极 端 温 度 . v 1) 低 温 对 生 物 的 影 响 及 生 物 对 低 温 环 境 的 适 应 ： a. 极 端 低 温 对 生 物 的 影 响 ： b. 生 物 对 极 端 低 温 的 适 应 ： a. 极 端 低 温 对 生 物 的 影 响 v 临 界 温 度 ： 温 度 低 于 一 定 数 值 时 生 物 体 受 到 伤 害 。 v 冷 害 ： 喜 温 生 物 在 零 度 以 上 的 条 件 下 受 害 或 死 亡 。 喜 温生 物 向 北 方 扩 展 或 扩 展 其 分

29、布 范 围 的 主 要 障 碍 。v 霜 害 ： （ 霜 ： 大 气 中 的 水 汽 达 到 饱 和 状 态 ， 冷 凝 为 露 珠 ，结 晶 形 成 冰 晶 ） 由 于 霜 冻 而 对 生 物 所 造 成 的 伤 害 。v 冻 害 ： 零 度 以 下 的 低 温 使 生 物 体 内 形 成 冰 晶 而 造 成 的 损害 。 （ 对 生 物 的 影 响 ： 使 质 膜 破 裂 ， 蛋 白 质 失 活 变 性 ；由 于 生 理 干 燥 和 水 化 层 的 破 坏 而 引 起 植 物 受 害 。 ） 低 温 致 死 的 原 因v冰 结 晶 使 原 生 质 破 裂 ， 损 坏 了 细 胞 内 和 细

30、 胞间 的 细 微 结 构 ；v溶 剂 水 结 冰 时 ， 电 解 质 浓 度 发 生 变 化 ， 引 起细 胞 渗 透 压 的 变 化 ， 造 成 蛋 白 质 变 性 ；v脱 水 使 蛋 白 质 沉 淀 ；v代 谢 失 调 ， 乃 至 停 止 b、 生 物 对 极 端 低 温 的 适 应 ：v 形 态 ： 植 物 ： 植 株 矮 小 并 成 匍 匐 状 、 垫 状 或 莲 座 状 等 ， 芽具 鳞 片 ， 体 表 被 毛 、 蜡 质 、 革 质 化 。 有 利 于 植 物 保持 较 高 温 度 ， 减 轻 严 寒 的 影 响 。 动 物 ： 贝 格 曼 （ Bergman:生 活 在 高 纬

31、 度 地 区 的 恒温 动 物 ， 其 个 体 往 往 比 生 活 在 低 纬 地 区 的 同 类 个 体大 ， 因 为 个 体 大 的 个 体 ， 其 单 位 体 重 散 热 量 相 对 较少 ） 、 阿 伦 （ Allen:较 为 寒 冷 地 带 的 哺 乳 动 物 ， 其四 肢 、 耳 朵 和 尾 有 明 显 趋 于 缩 短 的 现 象 ） 定 律 。 用皮 毛 或 增 加 皮 下 脂 肪 的 厚 度 来 提 高 身 体 的 隔 热 性 能 v生 理 ： 细 胞 液 （ 原 生 质 、 液 泡 ） 浓 度 上 升（ 减 少 细 胞 中 的 水 分 ， 增 加 细 胞 中 的 糖 类 、脂

32、 肪 和 色 素 等 物 质 ） ， 冰 点 降 低 （ 植 物 ） 。 （ 动 物 ） 过 冷 现 象 ： 外 界 温 度 很 低 ， 在 动 物体 液 凝 结 过 程 中 释 放 凝 结 热 ， 若 温 度 不 再 下降 ， 则 可 能 复 苏 。 2） 高 温 对 生 物 的 影 响 及 生 物 对 高 温 环 境 的 适 应va高 温 对 生 物 的 影 响 ：植 物 ： 减 弱 光 合 作 用 ， 增 强 呼 吸 作 用 ， 使 此 两个 重 要 过 程 失 调 ， 造 成 植 物 的 饥 饿 现 象 ;破 坏植 物 的 水 分 平 衡 ， 促 使 蛋 白 质 凝 固 ， 导 致 有

33、 害物 质 的 积 累 。 （ 分 解 过 程 的 中 间 产 物 积 累 在 体内 ）动 物 ： 破 坏 酶 的 活 性 ， 使 蛋 白 质 凝 固 变 性 ， 缺氧 ， 排 泄 功 能 失 调 ， 神 经 系 统 麻 痹 。 vb生 物 对 高 温 环 境 的 适 应 ： 生 物 对 高 温 环 境 的 适 应 表 现 在 形 态 、 生 理 和 行为 3个 方 面 .植 物 形 态 上 的 适 应 ： 有 些 植 物 生 有 密 绒 毛 和 鳞 片 ， 能过 滤 一 部 分 阳 光 ； 有 些 植 物 体 呈 白 色 、 银 白 色 ， 叶 片革 质 发 亮 ， 能 反 射 一 大 部

34、分 阳 光 ， 使 植 物 体 免 受 热 伤害 ； 有 些 植 物 叶 片 垂 直 排 列 使 叶 缘 向 光 或 在 高 温 条 件下 叶 片 折 叠 ， 减 少 光 的 吸 收 面 积 ； 还 有 些 植 物 的 树 干和 根 茎 生 有 很 厚 的 木 栓 层 ， 具 有 绝 热 和 保 护 作 用 。 植 物 对 高 温 的 生 理 适 应 主 要 是 降 低 细 胞 含 水 量 ， 增 加糖 或 盐 的 浓 度 ， 这 有 利 于 减 缓 代 谢 速 率 和 增 加 原 生 质的 抗 凝 结 力 。 其 次 是 靠 旺 盛 的 蒸 腾 作 用 避 免 使 植 物 体因 过 热 受

35、害 。 还 有 一 些 植 物 具 有 反 射 红 外 线 的 能 力 ，夏 季 反 射 的 红 外 线 比 冬 季 多 ， 这 也 是 避 免 使 植 物 体 受到 高 温 伤 害 的 一 种 适 应 。动 物 对 高 温 环 境 的 一 个 重 要 生 理 适 应 就 是 适 当 放 松 恒温 性 ， 使 体 温 有 较 大 的 变 幅 ， 这 样 在 高 温 炎 热 的 时 刻身 体 就 能 暂 时 吸 收 和 贮 存 大 量 的 热 并 使 体 温 升 高 ， 之后 在 环 境 条 件 改 善 时 或 躲 到 阴 凉 处 时 再 把 体 内 的 热 量释 放 出 去 ， 体 温 也 会

36、 随 之 下 降 。 沙 漠 中 的 啮 齿 动 物 对 高 温 环 境 常 常 采 取 行为 上 的 适 应 对 策 ， 即 夏 眠 、 穴 居 和 白 天 躲入 洞 内 夜 晚 出 来 活 动 。 有 些 黄 鼠 (Citells)不仅 在 冬 季 进 行 冬 眠 ， 还 要 在 炎 热 干 旱 的 夏季 进 行 夏 眠 。 昼 伏 夜 出 是 躲 避 高 温 的 有 效行 为 适 应 ， 因 为 夜 晚 温 度 低 ， 可 大 大 减 少蒸 发 散 热 失 水 ， 特 别 是 在 地 下 巢 穴 中 ， 这就 是 所 谓 夜 出 加 穴 居 的 适 应 对 策 。 4、 温 度 与 生

37、物 的 地 理 分 布决 定 某 种 生 物 分 布 区 的 因 子 ， 绝 不 仅 仅 是 温 度 因子 ， 但 它 是 重 要 的 生 态 因 子 。动 物 ： 温 度 作 为 动 物 的 限 制 因 子 ， 一 般 不 是 各 地的 平 均 温 度 ， 更 重 要 的 是 极 端 温 度 ； 对 于 常 温 动物 ， 温 度 的 直 接 限 制 比 较 少 。植 物 ： 有 些 植 物 种 的 分 布 受 到 极 端 温 度 的 限 制 ；而 有 些 种 的 分 布 是 受 到 有 效 积 温 的 限 制 。 2） 生 物 向 极 地 或 高 海 拔 地 区 分 布 的 决 定 因 素

38、有 使 植 物 致 死 的 极 端 低 温 的 限 制 生 长 季 热 量 的 有 效 性 ， 即 能 否 提 供 足 够 的 有 效积 温 刺 激 生 殖 的 生 长 季 温 度 是 否 有 效 昼 夜 温 度 的 配 合 状 况 受 不 受 低 温 下 活 动 的 寄 生 物 危 害 v3） 生 物 向 赤 道 或 低 海 拔 地 区 分 布 的 限 制 。v 使 植 物 致 死 的 极 端 高 温 的 限 制 v 刺 激 生 殖 的 生 长 季 温 度 是 否 有 效v 昼 夜 温 度 的 配 合 状 况 v 受 不 受 高 温 下 活 动 的 寄 生 物 危 害 5、 物 候 节 律

39、：v 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 。 v 在 不 同 地 区 、 不 同 气 候 条 件 下 ， 生 物 的 物 候 状 况 是不 同 的 。v 研 究 物 候 的 方 法 主 要 靠 地 面 定 期 的 物 候 观 测 ， 也 可以 用 遥 感 等 新 技 术 进 行 。v 物 候 观 测 的 结 果 ： 可 以 整 理 成 物 候 谱 、 物 候 图 或 等物 候 线 以 说 明 物 候 期 与 生 态 因 子 或 地 理 区 域 的 联 系 。 几 个 相 关 概 念v 物 候 日 期

40、 ： 某 个 物 候 现 象 或 物 候 期 出 现 的 日 期 。v 物 候 现 象 变 化 曲 线 图 ： 积 累 了 多 年 的 物 候 观 察 记 录即 可 绘 出 此 图 。v 等 物 候 线 图 ： 在 地 图 中 绘 制 出 各 个 不 同 地 方 某 个 重要 午 后 现 象 的 物 候 日 期 后 ， 如 果 观 察 点 足 够 多 的 话 ，就 可 以 把 该 现 象 发 生 在 同 一 个 时 期 的 点 连 接 起 来 ，画 出 等 物 候 线 ， 并 制 成 等 物 候 图 。 物 候 学 的 应 用v由 等 物 候 线 就 可 以 知 道 春 天 各 种 树 木 在

41、 各 地开 花 时 期 的 先 后 ， 以 及 发 育 过 程 的 快 慢 ， 人们 可 以 据 此 采 用 合 理 的 农 业 措 施 ， 对 病 虫 害的 防 治 、 养 蜂 、 捕 鱼 等 实 践 问 题 有 重 大 意 义 。v在 有 物 候 记 录 的 地 方 ， 可 由 等 物 候 线 推 知 ，指 导 农 业 生 产 。v为 引 进 新 品 种 做 参 考 。 6变 温 与 温 周 期 现 象1） 变 温 与 生 物 的 生 长 温 周 期 现 象 ： 植 物 生 长 与 昼 夜 温 度 变 化 的 关 系 。 种 子 萌 发 期 ： 恒 温 、 变 温 生 长 期 形 态 特 点 v2） 变 温 与 干 物 质 的 积 累 变 温 有 利 于 植 物 体 内 物 质 的 转 移 和 积 累 。