生态学3能量与环境ppt课件

第3章能量环境3.1地球上光及温度的分布3.2生物对光的适应3.3生物对温度的适应3.4风对生物的作用及防风林3.5火作为生态因子对生物的影响及管理1\n地球上的能量类型太阳能（光能）:植物可利用的能量地热能风能化学能：少数低等生物可利用的能量有机物中包含的化学能：高等生物可利用的能量其他能量2\n3.1地球上光的分布（1）太阳辐射及其光谱组成1/20亿，1/1000（2）地球上光的分布规律3\n5001000200030004000可见光红外线紫外线波长nm能流强度（1）太阳辐射及其光谱组成紫外光：波长<380nm，9%可见光：波长380～760nm，45%红外光：波长>760nm，46%4\n（2）影响太阳辐射的因素和光的分布规律影响地表太阳辐射的因素（Ｐ１５）1、大气圈：到达地球表面占４７％，直接辐射为２４％，散射２３％。２、太阳高度角：平行光束向地表的太阳辐射与地面交角。（角小－光弱）３、纬度和季节：地球公转时，轴心以倾斜的位置，接受太阳的辐射，导致不同纬度在不同季节每天光照时间呈周期性的变化。４、海拔、坡度和坡向5\nNSWENWES23°27'冬至23°27'夏至地球自转时，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太阳辐射的变化规律6\n7\n地球表面的太阳辐射8\n光质(光谱成分)低海拔、高纬度长波光多，高海拔、低纬度短波光多夏季、中午短波光多，冬季、早晚长波光多不同光质对植物的光合作用、色素形成、向光性及光的形态建成等均有不同的影响。如高海拔地方，植物较矮（高山紫外光多有关）9\n日照时间夏季昼长夜短、冬季昼短夜长纬度升高、变化加大，两极有极昼、极夜10\n光照强度低海拔、高纬度光照强度弱，高海拔、低纬度光照强度大夏季、中午光照强度大，冬季、早晚光照强度弱(北半球)南坡光照强度大，北坡光照强度弱水体中太阳辐射的减弱比大气中更强，光质变化更大P16图2-4。11\n春秋夏冬秋春冬夏TheseasonsintheNorthernandSouthernHemispheres12\n3.2生物对光的适应3.2.1光质的生态作用和生物的适应（1）光质的生态作用（2）生物对光质的适应3.2.2光照强度的生态作用和生物的适应（1）光照强度的生态作用（2）植物对光照强度的适应（3）动物对光照强度的适应3.2.3生物对光周期的适应（1）生物的昼夜节律（1）生物的光周期现象13\n3.2.1光质的生态作用和生物的适应（1）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14\n蓝紫绿橙紅红外线400500600700波长nm↑相对吸收叶绿素α的吸收光谱15\n16\n植物的叶绿素是绿色的，它主要吸收红光和蓝光，所以在可见光谱中，波长为760~620nm的红光和波长为490~435nm的蓝光对光合作用最为重要。长波红外线是地表热量的基本来源对变温动物的体温调节和能量代谢起决定作用。光合有效辐射或生理有效辐射，能被光合作用利用的太阳辐射，380~710nm，各光谱有效性红橙光>蓝紫光>黄光>绿光。生理无效光：主指绿光。17\n（2）生物对光质的适应动物—不同动物发展不同的色觉：太阳鱼视力的灵敏峰值为500～530nm（有利于捕食）高山植物—对紫外光作用的适应，发展了特殊的莲座状叶丛。高山植物含花青素、叶面缩小、毛绒发达（适应较多的紫外线）等18\n绿色植物和绿藻、红藻(藻红蛋白、藻蓝蛋白)、褐藻和硅藻（叶黄素）光合色素的差异海洋植物—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。19\n各种各样的海洋植物20\n3.2.2光照强度的生态作用和生物的适应（1）光照强度的生态作用１、影响动物的生长发育如蛙卵在有光下孵化快，海洋深处的浮游生物在黑暗中生长较快等２、影响动物的体色蛱蝶在光下生长色淡，暗下生长色深21\n３、影响植物叶绿素的形成黄化现象（etiolationphenomenon)：缺乏足够的光照，植物发芽后生长为黄色植株。茎细长软弱，生物产量下降，影响开花结实。（实质影响了叶绿素的合成）４、影响植物细胞的增长和分裂、组织器官的生长和分化５、影响植物花果的数量和质量22\n黄化现象23\n叶绿素空间结构示意图24\n（2）植物对光照强度的适应１、植物的向光性向性运动：向性运动是由外界因素单方向的刺激而产生的生长性运动。可分向光性、向重力性、向化性、向水性等。向光性（Phototropism）：植物随光的方向而弯曲的能力。有正向光性（茎）、负向光性（根）、横向光性（叶片）。25\nPhototropism向光性26\nA：生长素分布不均导致向光性弯曲(20世纪20年代提出)光受体：向光素(含黄素蛋白B：向光侧生长抑制物质多于背光一侧抑制剂：萝卜下胚轴：萝卜宁、萝卜酰胺；向日葵：黄质醛。但不是ABA27\n（2）植物对光照强度的适应２、植物秋季落叶对Ｔ、光照的适应（ＡＢＡ）３、C3植物和C4植物光合能力不同，C4植物可利用较低ＣＯ２，光合效率一般较C3植物高,但耗能较大,热带、亚热带较多.28\n29\n总的反应式：6CO2＋12NADPH2+18ATP------G+12NADP++18ADP+18Pi30\n只具有C3途径的植物称C3植物。如水稻、棉花、菠菜、青菜，木本植物大多为C3植物。除C3途径外还存在C4途径。31\nC4途径(C4photosyntheticpathway)1960s—甘蔗—初产物—C4二羧酸Hatch和Slack证实甘蔗固定CO2后的初产物是OAA—四碳二羧酸,故称C4途径，又名Hatch-Slackpathway。具有C4固定CO2途径加C3途径的植物叫C4植物。7500种，占陆生植物的3%。大多为禾本科杂草,农作物中只有玉米、高粱、甘蔗、黍与粟等数种。32\n玉米33\n甘蔗34\n高梁35\n苋菜粟-谷子-小米36\nPEPCO2→HCO3-OAAOAAMalNADPHNADPPyrPyrPPDKMalNADPNADPHCO2RuBP3PGAC3途径AMPATPATP2ADP叶肉细胞维管束鞘细胞PiPEPC37\n38\n结构特征C4和C3植物在解剖结构上有明显区别C4植物叶子叶脉密集，每一条叶脉都被一层鞘细胞包围。鞘细胞又被大量叶肉细胞包围，气隙很小。花环状结构。C3植物则具明显气隙。C4植物维管束鞘细胞含大量细胞器和大而绿的叶绿体。C3植物维管束鞘细胞只很少的细胞器和非常小的叶绿体。39\nC3--WheathasnochloroplastsinbundlesheathcellsC4--Maizehaschloroplastsinbundlesheathcells维管束鞘细胞40\n（2）植物对光照强度的适应４、阳性植物和阴性植物、耐阴植物生理差异形态差异41\n阳性植物(sunplant)适应于强光照地区生活的植物称阳性植物，这类植物补偿点的位置较高，光合速率和呼吸速率都比较高，常见种类有蒲公英、杨树、柳树、白桦、槐树、马尾松和栎树等，草原、荒漠、阳坡上的森林植物以及一般的农作物都是喜阳的植物。它们多生长在旷野、路边和阳坡，其生境没有任何遮阴。在水分、温度适合的情况下，喜光照。42\n阳性植物蒲公英43\n阳性植物马尾松44\n阳性植物柳树45\n阴性植物(shadeplant)适应于弱光照地区生活的植物。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与阳性植物相反，它们在弱光下才能正常生长发育。如铁杉、红豆杉、云杉、冷杉和人参、三七、黄连、半夏、贝母以及某些蕨类、苔藓和地衣等。某些石隙植物、水生植物都属于阴性植物。46\n阴性植物黄连47\n48\n阴性植物人参49\n耐阴植物：介于阳生和阴生植物之间.在全光照下生长最好,但是也能忍耐适度的荫蔽，或是在生育期间需要较为轻度的遮荫。如青冈属、山毛榉、红松、云杉、侧柏、胡桃等，药用植物如桔梗、党参、沙参、黄精、肉桂、金鸡纳等。50\n耐阴植物肉桂51\n耐阴植物侧柏52\n耐阴植物桔梗53\n（2）植物对光照强度的适应补充:外界条件对光合速率的影响及植物对强光的适应.54\n光合作用指标光合速率(μmolCO2(O2)/m2·s)净光合速率(netphotosyntheticrate,Pn)=总(真)光合速率(Pt)－呼吸速率(Pr)。测定方法：改良半叶法、氧极谱法、红外线二氧化碳测定法、测压法（微量呼吸检压仪）等55\n光照条件对光合速率的影响光——能量来源，叶绿体发育和叶绿素合成，调节光合碳循环某些酶活性，影响气孔开度，强光导致光抑制。光强度：①单位：PAR(μmolm-2s-1)太阳辐射中能被绿色植物用来进行光合作用的那部分能量成为光合有效辐射(photosyntheticallyactiveradiation,光合有效辐射)PPF(D)(μmolm-2s-1),每秒每平方米光子的摩尔数[光合光子通量]。56\n当其他生态因子不变时，光合速率随光照强度增加而升高。光补偿点：光照强度低到一定程度时，光合速率合呼吸速率相等，此光强为该植物的光补偿点（lightcompensationpoint）。即净光合速率等于零时的光强.光饱和点:光照强度增加到一定程度，光合速率却不再增加时的光照强度为该植物的光饱和点.即净光合速率达到最大时的光强,叫光饱和点。57\n阴性植物与阳性植物对光照强度的适应58\nC4C3Shadeplant(C3)Pn(μmolm-2s-1)PPF(μmolm-2s-1)Photoinhibition光抑制59\n植物避免光抑制机制A、光能吸收的调节a）叶片的适应变化：阴生和阳生植物叶片排列的不同，不同光强时不同。被动改变：缺水时和中午的下垂现象等主动改变：如酢浆草科、锦葵科、山毛榉科通过叶枕机动组织的蓝光受体进行调节。60\nb）Changesinleafreflectance（反射）多种沙漠耐旱植物具有这种调节能力，它们产生大量含有盐晶体的茸毛(pubescence)增加反光能力。在温度适中，水分充足的条件下生长，茸毛少，毛中充水，叶片反射低，吸收81%的光能。生长在干旱、高温的季节，茸毛密度大大增加，变长，内充空气和盐结晶，反射大大增加，吸光率减至此29%。61\n低光下叶绿体平面作垂直于光方向排列高光下叶绿体平面作平行于光方向排列弱光强光c）Changesintransmittance——MovementofChloroplastanddecreaseinchlorophyllcontents62\n光合速率的日变化C4C3PPF1000,Pn(μmolm-2s-1)Timeofday(h)63\n关于“午睡”原因：(1)中午CO2浓度过低引起(2)中午温度过高,引起暗呼吸和光呼吸上升。(3)中午相对湿度过低,导致叶片失水过多,气孔关闭影响CO2进入。(4)光合产物的积累对光合作用的反馈抑制。(5)光抑制引起作用中心活性降低。(6)光合碳同化有关酶活性降低。(7)内生节律的调节。64\n（3）动物对光照强度的适应1、视觉器官形态上产生遗传的适应性变化：2、动物的活动与光照强度相关。昼行性动物：多数鸟类等夜行性动物或晨昏性动物：家鼠等。\n动物开始活动的时间66\n3.2.3生物对光周期的适应生物的昼夜节律光的周期性生物的昼夜节律外源性周期（L、T、湿度）和内源性周期（生物钟）生物的光周期现象１、植物的光周期现象植物的光周期：长日照、短日照、中日照和日中性植物植物光周期的应用：杂交、抗性选育、异地种植２、动物的光周期现象动物繁殖的光周期：长日照和短日照动物，意义昆虫滞育、动物换毛换羽和迁徙的光周期67\n光周期Photoperiod:在一天之中，白天和黑夜的相对长度。光周期现象Photoperiodism：植物成花（或发育）对光周期的反应，称光周期现象。植物的光周期现象－－－植物开花对日照长度的反应68\n69\n根据对日照长度的要求分为：1、短日植物,SDP(Shortdayplants)指只有在日长短于其临界日长的条件下才能开花的植物。牵牛、苍耳、紫苏、菊花、烟草、（秋）大豆、晚）稻、（秋）玉米等。大多在秋天日长变短时开花。早春短日下不开花。70\n2、长日植物,LDP(Longdayplants)指只有在日长长于临界日长的条件下才能开花的植物。小麦、黑麦、天仙子、甜菜、胡萝卜等。多在春未和夏天开花。71\n3、日中性植物,DNP(Day-neutralplants)不存在临界日长,只要温度等其他条件满足，可在任何日照条件下开花。番茄、黄瓜、茄子、四季豆等。许多农作物，经过人们的长期驯化，变为对日长反应迟钝或日中性植物，如早稻、春大豆、春、夏玉米和棉花等。72\n4、Criticalday(CD,临界日长)是指昼夜周期中诱导短日植物开花的最长的日长或诱导长日植物开花的最短日长。不同植物的临界日长是不同的。73\n74\n光周期特征1、Functionofdarkandlightperiods（1）暗期对植物成花的作用：LDPSDP不开花开花开花不开花开花不开花开花不开花开花不开花不开花开花75\n暗期的光中断试验证明暗期对开花比光期更重要。暗期长度对于开花起决定作用。科学的定义：长日植物应称短夜植物(Shortnightplants)：是指夜长短于临界夜长才能开花的植物。短日植物应称长夜植物(Longnightplants)：是指夜长长于临界夜长才能开花的植物。临界夜长是指光暗交替中,长日植物开花的最长夜长,短日植物开花的最短夜长。76\nR不开花开花SDPLDPR+FR+R不开花开花R+FR开花不开花R+FR+R+FR开花不开花暗期中断中红光（R）和远红光（FR）的可逆效应77\nFloweringresponsecanbemanipulatedbyshortperiodsofredorfar-redradiationappliedduringthedarkperiodofalongnightregime78\n暗期中断现象短日照植物Pfr/Pr比值低，有利于开花。长日照植物Pfr/Pr比值高，有利于开花。79\n（2）、光期对植物成花的影响光期可明显影响开花数和花的质量107改变暗期对大豆开花的影响暗期16h，光期长度与大豆花原基节数的关系5花原基节数/10株5205101520h31505101520h花原基节数/10株16h光照4h光照暗期长度光期长度80\n光周期诱导（photoperiodinduction）植物只需得到足够日数的合适的光周期后,即使在不合适的光周期条件下也能开花的现象。81\n光周期诱导机理1、Organresponsibletophotoperiodstimuli叶片是感受光周期刺激的器官。成熟叶比衰老叶和幼叶对光周期响应敏感。82\n不83\n感受部位84\n2、Stimulusoffloral---Florigen开花的刺激物—开花素短日长日菊花1个枝条短日处理引起长日下枝条开花。一叶合适光周期引起嫁接苍耳全体开花85\n长日植物蝎子掌嫁接到短日植物长寿花，在短日下开花86\n实验证明：(1)、叶片是光周期反应的感受器官。(2)、形成的开花刺激物可以传导。(3)、短日照植物的开花刺激物和长日照植物的开花刺激物在功能上是相同的。(4)、叶片形成的开花刺激物是通过韧皮部传导的。87\n长日照植物88\n短日照植物89\n日中性植物90\n动物的光周期现象昼行性动物：有些动物适应于在白天的强光下活动，如大多数鸟类，哺乳动物中的灵长类、有蹄类、松鼠、旱獭和黄鼠，爬行动物中的蜥蜴和昆虫中的蝶类、蝇类和虻类等。夜行性动物或晨昏性动物：另一些动物则适应于在夜晚或晨昏的弱光下活动，如夜猴、蝙蝠、家鼠、夜鹰、壁虎和蛾类等长日照动物: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，如雪貂、野兔、刺猬。短日照动物：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，如绵羊、山羊和鹿等。91\n小松鼠92\n蜥蜴93\n山羊94\n雪貂95\n实验室恒定条件下生物的节律96\n鸟类节律97\n3.3生物对温度适应3.3.1地球上温度的分布3.3.2温度与动物类型3.3.3温度对生物的影响3.3.4生物对极端环境温度的适应生物对低温的适应生物对高温的适应3.3.5生物对周期性变温的适应3.3.6物种分布与环境温度98\n3.3.1地球上温度的分布3.3.1地球上温度的分布（1）大气温度的分布与变化（2）土壤温度的分布与变化（3）水体温度的分布与变化99\n（1）地表大气温度的分布与变化空间分布与变化纬度升高1°，年均气温降低0.5℃--形成热带、亚热带、北温带、寒带（北半球）同一纬度不同：陆地水升降温较快，沿海地区气温变化小，内陆地区变化大。山脉、地形影响，南坡气温较北坡高.海拔：升高100m，气温降低0.6～1℃逆温现象：Ｐ２１，如吐鲁番盆地夏季最高达４７.５度.100\n时间变化存在日变化与年变化（自转与公转）１３－１４达最高，凌晨日出前最低。日较差（最高与最低温度之差值）：随纬度增高减小，随海拔升高而增加。并受地形影响，如赤道高山（３０度－霜冻），沙漠日较差达４０度。年较差（最高月平均与最低月平均之差值）：随纬度增高增大，大陆性气候越强越大。101\n（2）土壤温度的分布与变化土壤温度与气温相关比气温变化大，随深度加深减小。土壤温度变化与深度有关土壤温度变化时间较气温滞后，且与深度有关温度变化周期与深度相关土壤温度的年变化与纬度、海拔有关102\n土壤与空气温度变化比较103\n（3）水体温度的分布与变化水温的时间变化变化幅度较气温小不同深度水体的日变化、年变化海洋水温昼夜<４度，深度加深，变化幅度减小。１５米以下，无日变化，１４０米以下无季节变化。赤道与两极年较差<5度，温带年较差一般为１０－１５度。104\n水温的成层现象四季存在差异，在中高纬度：冬季，上层冰，冰下水度为零渐增到４度。春季：春季环流，生物生产力高。夏季，水温分层为上湖层、斜温层(温梯层)和下湖层。生物生产力较低。秋季：秋季环流，由于较低Ｔ，生物生产力较春季低。105\n温带深水湖水温垂直变化106\n低纬度地区：水温也有分层，比中高纬度低。雨季（表层水变凉）和干季（表层水暖）破坏了斜度层。海洋：水温也有分层，低纬度水域（全年）、中纬度水域（夏季），两极全为冷水层。107\n3.3.2温度与动物类型一般分：常温动物(哺乳动物＼鸟类，冬眠也降低体温)；变温动物（环境不变时体温变化也小，如南极鱼）以动物热能来源分：外温动物内温动物108\nOrganismsandtemperature恒温动物109\nOrganismsandtemperature变温动物110\n111\n3.3.3温度对生物的影响酶反应速率与温度域生物发育和生长速度驯化和气候驯化112\n（1）酶反应速率与温度域温度系数Q10＝t℃体温时的代谢率／（t-１０）℃体温时的代谢率外温动物,一定温度范围内,Q10＝2,高温\低温对生物均有严重影响.113\n1、高温对生物的伤害高温的伤害：生物呼吸加强，多因体液不平衡所致（有机体脱水、代谢物积累、蛋白质蛋白质(酶)变性）。不同物种对高温的耐受性不同114\n高温对植物的伤害表现在哪些方面？间接伤害饥饿：呼吸最适点大于光合。生化损害：可能与氧化酶耐热性有关。蛋白质破坏、氨中毒直接伤害蛋白质变性：氢键断裂、构型破坏。细胞含水量脂类液化：脂肪酸饱和程度115\n2、低温对生物的伤害低温的伤害：温度低于一定的数值，生物会因低温而受害，该值称为临界温度。低于临界温度生物受冷害；低于0℃受冻害（生物体内形成冰晶）(霜害)。不同物种对低温的耐受性不同生物的抗寒锻炼116\n冷害：结果：膜结构破坏：认为或膜中脂类固化或蛋白质构象变化，使水和可溶性物质外渗。缺水：根系吸水慢跟不上蒸腾。光合作用减弱：叶绿体分解大于合成，酶活性下降。呼吸速率起伏大：损伤程度：膜内不饱和脂肪酸含量多少，受冷时间。117\n冻害结果：细胞内结冰(少数)：精密结构的膜系统受到冰晶伤害而破坏。细胞间隙内结冰(多数)：原生质脱水变性、机械损伤、融化时来不及膨胀原生质被撕破。损伤程度：与冰晶大小、结冰和解冻是否突然、时间有关。118\n提高抗寒性途径：抗寒锻炼：温室幼苗，不能直接移栽到较冷的大田中，要先降低室温，得到锻炼。所以夏天-8℃针叶树冻死而冬天可-30~40℃。化学控制：抗寒性与体内激素有关。GA不利于抗冷，生长抑制剂增强抗性。农业措施：培育壮苗：适时播种，控制水肥，多施有机肥，少施N肥。防寒措施：冬灌、薰烟、盖草、薄膜育种。119\n（2）生物发育和生长速度温度的变化规律地球上的温度受昼夜、四季、纬度、地形、海拔和海陆位置的影响。温度在土壤里、水域中以及植物群落内都有着影响生物的特性。一天内温度的昼夜变化，对植物生长、发育和产品质量有很大影响，植物适应于温度的这种昼夜变化的现象称为温周期（thermoperiod）。120\n温度的生态意义生物长期演化的结果，都各自选择了自己最合适的温度，但有一定的适应幅度。通常分为最适点，最低点，最高点，在生态学上称为温度的三基点。发育阈温度(生物学零度):显示了发育生长是在一定的温度范围上才开始，低于这个温度生物不发育。发育的速率是随着发育阈温度以上的温度呈线性增加，它表明外温动物与植物的发育不仅需要一定的时间，还需要时间和温度的结合（即生理时间），即需要一定的总热量，称总积温或有效积温。121\n122\n有效积温法则概念：植物和某些变温动物完成某一发育阶段所需总热量（有效积温）是一个常数。①K=N*T(式中K为有效积温，N为发育时间，T为平均温度)②生物都有一个发育的起点温度（发育阈温度），所以，应对平均温度进行修饰。上式变为：K=N*(T-C)或T=C+K/N,温度T与发育时间N呈双曲线关系，由于发育速度V=1/N,所以，T=C+KV，温度与发育速度呈线性关系。123\n124\n应用有效积温法则的应用：①预测生物发生的时代数；②预测生物地理分布的北界，全年有效积温大于K；③预测害虫来年发生程度④推算生物的年发生历程；⑤据此制定农业气候规划，合理安排作物，预报农时。125\n局限性局限性：①有效积温和发育起点温度是在恒温下测得的，变温下昆虫发育较快。②温度和发育速度的关系为S型，而非直线型。③生物的生长还受温度外其他因素的影响，如长日照促进小麦发育。④不能用于休眠、滞育生物的时代数计算。126\n（3）驯化和气候驯化春化(vernalization)：植物在发芽前需要一个寒冷期，由低温诱导开花。127\n春化作用指低温对成花的促进作用。“春化”’一词扩展到除种子以外的其它生育期植物对低温的反应。有春化作用的植物:一年生冬性植物大多数二年生植物一些多年生植物这些植物在通过春化以后还需在长日条件下才能开花。128\n低温长日照对天仙子开花的影响129\n春化作用特征-4℃—12℃。最有效的春化温度是1～2℃。时间因植物种类不同而异。130\n感受低温的部位植株感受低温的主要部位是茎尖生长锥。早期芹菜试验：新的资料表明：凡是细胞分裂的组织都能通过春化。131\n3、感受低温的时期干燥的种子不能通过春化。种子春化——吸胀萌动的种子即可感受低温完成春化。如冬小麦、冬黑麦。绿体春化——只有当绿色植株长到一定大小后,才能通过春化。如甘兰、月见草等。132\n脱春化（Devernalization）在春化过程完成之前将植物移到较高温度下,低温的效果被消除,这一现象被称为脱春化或解除春化。脱春化的温度一般是25～40℃。春化效果：认为产生了春化素(现未知)，通过嫁接实验说明春化素的存在，并可传导。133\n应用：1、春化（脱春化）处理：冬小麦春播，当归、洋葱等脱春化。2、适期播种：注意不同春化类别和特性。3、合理引种：能否满足低温条件。134\n驯化(acclimation)和气候驯化（P26）(acclimatization)概念和过程生物对环境的适应生态适应-----基因变异135\n在不同温度下培养动物、植物，致死温度不同（温室栽培植物与低T栽培植物，金鱼在不同的温度下饲养，致死温度不同图形工作站P26，2-16），这种由实验诱导使生物对不良环境的适应（如低T），称为驯化，如果在自然界中产生的称为气候驯化（冬季植物）这是生物对环境的一种适应（形态、结构、生理都会发生）不同区域的同种种群在温度上的差异，通常作用基因变异的结果。136\n3.3.42011.3.15（1）生物对低温的适应长期生活于低温环境中的生物通过自然选择，在形态、生理和行为上表现出很多明显的适应。植物对低温的适应：形态结构上，叶片表面有油类物质；芽具鳞片；体表具蜡粉和密毛；矮小，匍匐状，厚皮。生理适应上，细胞内物质含量变化(糖类、脂肪)，水分降低，糖、脂、色素增加，以降低细胞冰点；吸收光谱增宽，能吸收红外线。137\n形态：皮下脂肪加厚；贝格曼规律；阿伦规律。生理：基础代谢和非颤抖性产热(褐色脂肪)，身体异温等行为：迁徙、冬眠、冬睡、滞育、集群、活动位置。在温寒带，变温动物的休眠很常见，在变温动物（如鳖、牛蛙）生态养殖中，提高温度打破冬眠使其快速生长和繁殖，是最重要而有效的手段。动物对低温的适应138\n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。139\n阿伦规律(Allen’srule)内容：在寒冷地区生活的哺乳动物的四肢、耳、鼻、尾均有明显缩短的趋势。原因：寒冷地区对哺乳动物的主要生态问题是保持体温，躯体突出部分缩短可减少散热，对动物在环境中竞争显然是有利的。140\n阿伦规律A:北极的北极狐;B:温带的赤狐;C:非洲热带的大耳狐141\n（2）生物对高温的适应植物形态适应：某些植物生有密绒毛和鳞片，体呈白色，可反射部分光线；叶片垂直排列；木栓层厚。生理适应：含水少，糖、盐浓度高；蒸腾作用旺盛。142\n动物形态上，毛皮性质和颜色。难以奏效。生理上，放松对恒温的要求，提高体温。行为上，夜出加穴居。143\n蝗虫在低温下体色黑；在高温下体色浅。144\n穴居动物145\n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℃146\n3.3.5生物对周期性变温的适应生物与昼夜变温周夜变温缩短某些昆虫卵的发育时间温周期有利提高植物的产量与品质动物的活动规律（形成昼行性、夜行性、晨昏性）物侯-—生物与季节变温植物春花秋实动物休眠、换毛换羽、迁徙、回游、繁殖季节147\n小时植物光合作用的昼夜变化148\n3.3.6物种分布与环境温度生物群落分布与温度带(等温线)低温的限制作用——致死纬度与海拔：橡胶、椰子（热带），马尾松（1200以下），高温的限制作用——难以实现春化苹果、梨、桃在完成发育阶段需低T刺激，黄山松受高温限制，只能生长在1000米以上的高山温度与其它生态因子的综合作用（湿度、O2分压等）149\n3.4风对生物的作用及防风林3.4.1风对生物生长及形态的影响3.4.2风是传播运输工具3.4.3风的破坏3.4.2破坏防风林150\n3.5火作为生态因子对生物的影响及管理火源自然火源：雷击、火山爆发、物质自然人为火源：生产生活用火火的类型林冠火：烧着部位在森林上层、毁灭全部森林群落地面火：发生在地面上、烧死幼苗和抗火性差的种类火对生物的作用对不同种类及不同年龄生物的作用不同有益作用：加快有机物分解、促进植物生长有害作用：烧毁生物、破坏生态平衡、引起土壤侵蚀、烟雾污染火的管理151