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1、第三章第三章有机体与环境（二）有机体与环境（二）光和辐射光和辐射大气及其生态作用大气及其生态作用土壤及其生态作用土壤及其生态作用基础生态学有机体与环境二 第一节第一节 光和辐射光和辐射光的性质与组成光的性质与组成紫外光：紫外光：380nm可见光：可见光：380-760nm红外光：红外光：760nm光照强度与波长成反比，光照强度与波长成反比，波长较短的光能量较强。波长较短的光能量较强。基础生态学有机体与环境二光的生态作用及生物对光的适应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、光质的生态作用及生物的适应l植物光合作用：植物光合作用：光合有效辐射光合有效辐射（380-710nm）
2、，红光和蓝），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。紫光能被叶绿素和类胡萝卜素吸收，绿光则很少被吸收。l利用彩色薄膜对蔬菜等作物进行栽培试验。利用彩色薄膜对蔬菜等作物进行栽培试验。l光质对动物的生长、生殖、迁徙、毛羽更换等也有影响。光质对动物的生长、生殖、迁徙、毛羽更换等也有影响。l不可见光对生物的影响也是多方面的，如昆虫对紫外光有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。的生长。基础生态学有机体与环境二生物对光质的适应生物对光质的适应l海洋植物海洋植物光
3、合作用色素对光谱变化具有明显的光合作用色素对光谱变化具有明显的适应性适应性: : 海水表层植物色素吸收蓝、红光；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。深水植物光合色素有效地利用绿光。l高山植物高山植物对紫外光作用的适应，呈现茎干粗短，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。叶面缩小，毛绒发达的生长型。l动物动物不同动物发展不同的色觉。不同动物发展不同的色觉。基础生态学有机体与环境二2、光强的生态作用及生物的适应、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照强度对生物的生长、发育和形态建成的作用l光强对动物的生长发育有影
4、响光强对动物的生长发育有影响l光强对植物形态建成的影响：光强对植物形态建成的影响：黄化现象黄化现象l光强对植物组织和器官的生长发育及分化有光强对植物组织和器官的生长发育及分化有重要影响重要影响基础生态学有机体与环境二生物对光照强度的适应生物对光照强度的适应（1）植物对光照强度的适应）植物对光照强度的适应阳地植物阳地植物：在强光照下才能正常生长发育的植物，：在强光照下才能正常生长发育的植物，如蒲公英、松、柳等。如蒲公英、松、柳等。阴地植物阴地植物：在较弱的光照条件下生长良好的植物，：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。如红豆杉、云杉、人参、半夏等。耐阴植物耐阴植物：介
5、于以上两者之间，在全日照下生长最：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。轻度的遮荫，如侧柏、胡桃等。基础生态学有机体与环境二蒲公英蒲公英松松基础生态学有机体与环境二红豆杉红豆杉天南星天南星人参人参基础生态学有机体与环境二基础生态学有机体与环境二（2）动物对光照强度的适应）动物对光照强度的适应l行为上行为上昼行性动物昼行性动物：适应于白天强光下活动，如大：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、松多数的鸟类和灵长类，哺乳类中的黄鼠、松鼠等。鼠等。夜行性动物夜行性动
6、物：适应于黑夜或晨昏的弱光下活：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。动，也称晨昏性动物，如刺猬、壁虎等。l形态上形态上：视觉器官、体色：视觉器官、体色基础生态学有机体与环境二终生营地下生活的种终生营地下生活的种类，眼睛很小。类，眼睛很小。鼹鼠鼹鼠鼢鼠鼢鼠基础生态学有机体与环境二懒猴懒猴夜行性动物，眼睛较大夜行性动物，眼睛较大基础生态学有机体与环境二夜出活动的啮齿类，眼球突出于眼眶外，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。可以从各个方面感受微弱的光线。基础生态学有机体与环境二大眼鲷大眼鲷生活在深水弱光生活在深水弱光带，眼睛很发达带，眼睛很发达
7、盲瞎鱼盲瞎鱼生活在深海完生活在深海完全无光带，眼全无光带，眼睛退化。睛退化。基础生态学有机体与环境二3、生物对光周期的适应、生物对光周期的适应生物的昼夜节律（生物的昼夜节律（dailyrhythm）l动物的昼夜节律性：活动行为、体温变化、能量代动物的昼夜节律性：活动行为、体温变化、能量代谢以及激素的变化等。谢以及激素的变化等。l植物的昼夜节律性：光合作用、蒸腾作用、积累与植物的昼夜节律性：光合作用、蒸腾作用、积累与消耗等。消耗等。生物的昼夜节律受两个周期的影响：生物的昼夜节律受两个周期的影响：外源性周期外源性周期（光、温度、湿度等的昼夜变化）和（光、温度、湿度等的昼夜变化）和内源性周期内源性周
8、期（内部生物钟）。（内部生物钟）。基础生态学有机体与环境二生物的光周期现象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、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，称为反应，称为光周期现象光周期现象（photoperiodism或或photoperiodicity）。）。光周期现象是一种光形态建成反应，是在自然选择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。和进化过程中形成的。基础生态学有机体与环境二植物的光周期现象植物的光周期现象l长日照植物（长日照植物（lon
9、gdayplant）：）：只有当日照长度只有当日照长度超过超过它的它的临界临界日长日长时才能开花的植物，否则，只有营养生长，没有生殖生时才能开花的植物，否则，只有营养生长，没有生殖生长。长。l短日照植物（短日照植物（shortdayplant）：）：只有当日照长度只有当日照长度短于短于临界日长临界日长时才能开花的植物。这类植物通常在时才能开花的植物。这类植物通常在早春早春或或深秋深秋开花。开花。l中日照植物（中日照植物（dayintermediateplant）：）：是指当是指当昼夜长短昼夜长短近于近于相相等等时才能开花的植物。仅少数热带植物属于此类型。时才能开花的植物。仅少数热带植物属于此类
10、型。l日中性植物（日中性植物（dayneutralplant）：）：这类植物对日照长度的这类植物对日照长度的要求要求不严不严，只要其他条件合适，在不同的日照长度下都能开花。，只要其他条件合适，在不同的日照长度下都能开花。基础生态学有机体与环境二动物的光周期现象动物的光周期现象l繁殖的光周期现象繁殖的光周期现象A.长日照动物长日照动物B.短日照动物短日照动物l昆虫滞育的光周期现象昆虫滞育的光周期现象l换毛与换羽的光周期现象换毛与换羽的光周期现象l动物迁徙的光周期现象动物迁徙的光周期现象基础生态学有机体与环境二在众多的生态因子中，日照长短的变化是地球上在众多的生态因子中，日照长短的变化是地球上最具
11、有最具有稳定性稳定性和和规律性规律性的变化，通过长期进化，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。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光周期成为生命活动的定时器和启动器基础生态学有机体与环境二第二节第二节 大气及其生态作用大气及其生态作用1 1、大气组成、大气组成在干燥空气中，在干燥空气中，O2占大气总量的占大气总量的20.95%，N2占占78.9%，CO2占占0.032%。这个比例在任何海拔高度的大气中基本相似。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，空气中的但在地下洞穴或通气不良的环境中，空气中的O
12、2和和CO2含量含量与大气不相同。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在大气组成成分中，对生物关系最为密切的是O2与与CO2。基础生态学有机体与环境二2、陆生动物的气体代谢、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，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。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。影响可通过极低分压时表现出来。基础生态学有机体与环境二常温动物对高海拔低氧的适应常温动物对高
13、海拔低氧的适应（1）增加呼吸频率和加快血液循环。）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。）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。）减少肌体组织中氧的需求量。基础生态学有机体与环境二3、水生动物的气体代谢、水生动物的气体代谢（1）水中氧的来源及其溶解度）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、气体压力溶解度取决于：气体性质、温度、气体压力和水中其他溶质和水中其他溶质基础生态学有机体与环境二（2）水体中氧的分布对动物的影响）水体中
14、氧的分布对动物的影响不同类型的水域含氧的条件不同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有季节性波动水中的含氧量昼夜也有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不同类型的动物对氧的要求不同基础生态学有机体与环境二4、植物与氧、植物与氧植植物物与与动动物物一一样样呼呼吸吸消消耗耗氧氧，但但植植物物是是大大气气中中氧氧的的主主要要生生产产者者。植植物物光光合合作作用用中中，每每呼呼吸吸44gCO2，能能产产生生32gO2。白白天天，植植物物光光合合作作用用释释放放的的氧氧气气比比呼呼吸吸作作用用所所消消耗耗的的氧氧气气大大20倍倍。据据估估算算，每每公公顷顷
15、森森林林每每日日吸吸收收1吨吨CO2，呼呼出出0.73吨吨氧氧；每每公公顷顷生生长长良良好好的的草草坪坪每每日日可可吸吸收收0.2吨吨CO2，释释放放0.15吨吨O2。如如果果成成年年人人每每人人每每天天消消耗耗0.75kg氧氧，释释放放0.9kgCO2，则则城城市市每每人人需需要要10m2森森林林或或50m2草草坪坪才才能能满满足足呼呼吸吸需需要要。因因此此植植树树造造林林是是至至关关重重要要的的，不不仅仅是是美美化化环环境境，更更主主要要的的是是给给人人类的生存提供了净化的空气环境。类的生存提供了净化的空气环境。基础生态学有机体与环境二第三节第三节 土壤及其生态作用土壤及其生态作用1 1、
16、土壤的生态学意义、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；）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；）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；）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。）生态系统中许多重要的生态过程均在土壤中进行。基础生态学有机体与环境二2、土壤的结构对生物的影响、土壤的结构对生物的影响土壤质地与结构土壤质地与结构组组成成土土壤壤的的各各种种大大小小颗颗粒粒按按直直径径可可分分为为粗粗砂砂（0.22.0mm），细细砂砂(0.020.2mm)，粉粉砂
17、砂(0.002-0.02mm)和和粘粘粒粒(0.002mm以以下下)。这这些些不不同同大大小小颗颗粒粒组组合合的的百百分分比比，称为土壤质地（称为土壤质地（texture）。）。根据土壤质地，土壤可分为根据土壤质地，土壤可分为砂土砂土、壤土壤土和和粘土粘土三大类。三大类。土土壤壤颗颗粒粒排排列列形形式式、孔孔隙隙度度及及团团聚聚体体的的大大小小和和数数量量成成为为土土壤壤结结构构，且且影影响响土土壤壤中中固固、液液、汽汽三三相相比比例例。无无结结构构和和结结构构不不良良的的土土壤壤，对对植植物物根根系系伸伸扎扎和和生生长长以以及及动动物物、微微生生物的活动都不利。物的活动都不利。基础生态学有机
18、体与环境二3、生物对土壤的适应、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：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（酸性土植物（pH7.5）。大多数植物和农作物适宜在中性）。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，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。分别归为盐碱土植物和沙生植物。基础生态学有机体与环境二（1）盐碱土植物）盐碱土植物盐盐碱碱土土对对植植物物生生长长的的危
19、危害害表表现现在在伤伤害害了了植植物物组组织织，特特别别是是根根系系；由由于于过过多多盐盐积积累累引引起起植植物物代代谢谢混混乱乱；能能引引起起植植物物生生理干旱。理干旱。形形态态适适应应：矮矮小小、干干硬硬、叶叶子子不不发发达达、孔孔下下陷陷，表表皮皮具具厚厚的的外外皮皮，常常具具灰灰白白色色绒绒毛毛。细细胞胞间间隙隙小小，栅栅栏栏组组织织发发达达。有的具有肉质性叶，有特殊的储水细胞。有的具有肉质性叶，有特殊的储水细胞。生生理理适适应应：根根据据盐盐土土植植物物对对过过量量盐盐类类的的适适应应特特点点，可可分分为为聚盐性植物、泌盐性植物和不透盐性植物。聚盐性植物、泌盐性植物和不透盐性植物。（2）沙生植物）沙生植物沙沙生生植植物物具具有有抗抗风风沙沙、耐耐沙沙埋埋、抗抗日日灼灼、耐耐干干旱旱贫贫瘠瘠等等特特征。沙生植物也具有旱生植物的许多特征。征。沙生植物也具有旱生植物的许多特征。基础生态学有机体与环境二
