基础生态学-物质环境

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1、第一部分有机体与环境1生物与环境2能量环境►3物质环境►3.1地球上水的存在形式及分布3.2生物对水的适应3.3大气组成及其生态作用3.4土壤的理化性质及其对生物的影响3.5营养物质与生物的关系1/763物质环境13物质环境3.1地球上水的存在形式及分布地球上和环绕地球大气圈中各类型的水，统称水圈。水是所有生物体的内部介质，生物新陈代谢及各种物质的输送都必须在水溶液中进行，是不可缺少的重要组成成分。水作为外部介质，是水生生物获得资源和栖息地场所，水影响陆生生物的生长与分布，陆生生物保水是第一性的。2/7623.1.1水的特性与存在形式（1）水分子具有极性。是生物

2、成分的最好溶剂，保证了营养物质的转运。（2）高热容量。1kcal(4.1868kJ)/℃/L；空气的仅为0.24kcal(1.01kJ)/℃/L；保证了水温的相对稳定。（3）密度高、特殊的密度变化。水体浮力大，但粘滞性也大。3/763（4）水含氧量低。水生生物呼吸耗能大。水：含量7mlO2/L，获得1gO2，需100Kg的水完全交换。陆地：含量210mlO2/L，获得1gO2，需5g的空气进行交换。(5)相变。水有三种形态，在气态、液态和固态间相互转换过程中，伴随着大量热量的释放和吸收。4/764(1)降雨量：地球上降雨量随纬度变化。纬度0-20°降雨量最大。纬

3、度20°-40°地带，降雨量减少，在南北半球40°-60°地带，南北暖冷气团相交形成气旋雨，成为中纬度湿润带。极地地区降水很少。5/763.1.2陆地上水的分布5陆地上降雨量的多少还受到海陆位置、地形及季节的影响。离海洋越远降雨越少；山脉的迎风坡降雨多，背风坡降雨少；夏季降雨多，冬季降雨少。年降雨的均衡性对生物也有一定的影响。如热带稀树草原湿度高，降雨集中，长期干旱。6/766（2）大气湿度：反映了大气中气态水含量。相对湿度受到环境温度的调节，会随地理位置、昼夜、季节等因素发生变化。热带雨林通常在80-100％，荒漠、半荒漠地带为20％，夜间、夏季相对湿度高。7

4、/767（3）我国降水量的地域分布：从东南往西北降水逐渐减少。华南降水量为1500—2000mm，长江流域为1000—1500mm，秦岭和淮河大约为750mm，从大兴安岭西坡向西，经燕山到秦岭北坡为500mm，黄河上中游约250—500mm。内蒙西部至新疆南部为100mm以下。8第一部分有机体与环境1生物与环境2能量环境►3物质环境3.1地球上水的存在形式及分布►3.2生物对水的适应3.3大气组成及其生态作用3.4土壤的理化性质及其对生物的影响3.5营养物质与生物的关系9/769植物生产力和降雨量相关。水既是植物细胞的组成要素，又是光合作用的底物。在干燥地区，初

5、级生产力随降雨量的增加近直线增长。在比较潮湿的森林气候中，生产力上升到平稳阶段后不再升高。植物每生产1克干物质，一般需300-600克水，但不同植物类型需水量不同，具有光合效率高的C4植物（如玉米、狗尾草）比C3植物（如小麦、油菜）需水量少。有些植物潜在的蒸腾量远大于降水量，可见，干旱是造成这些植物低生产力的关键因素。10/763.2.1植物与水10降雨量与植被11/7611由于植物光合作用所需CO2仅占大气的0.03%，所以需要获得足够的CO2需要大量的气体交换，叶蒸腾的水量大约是植物体利用水量的100倍。当然，叶蒸腾失水不只是光合作用的需要，也发挥着运送营养

6、物质和代谢废物的作用。陆地植物在得水（根吸水）和失水（叶蒸腾）之间保持平衡，才能维持其正常生活。12/763.2.1.1陆地植物12陆地植物对水的适应性：图3-3.骆驼刺地上茎叶只有几厘米，根深达到15m，扩展的范围达623m（1）根系：在潮湿土壤中植物根系不发达，有的植物根缺乏根毛。在干燥土壤中，植物具有发达的深根系。主根可长达几米或十几米，侧根扩展范围很广，有的植物根毛发达，充分增加吸水面积。13（2）气孔：植物失水主要是叶蒸腾通过气孔完成，在不同环境中生活的植物具有不同的调节气孔开闭的能力。生活在潮湿、弱光环境中的植物，一般吸水能力差，在轻微失水时，就减少

7、气孔开张度，甚至主动关闭气孔以减少失水。阳生草本植物在干燥环境中，气孔慢慢关闭。干旱地区有些植物气孔深陷在叶内，或在夜晚进行气体交换。14/7614（3）叶子：叶子的外表覆盖有蜡质的、不易透水的角质层，能降低叶表面的蒸腾量，生活在干燥地区的植物尽量缩小叶面积以减少蒸腾量。15/7615根据植物生活环境的湿度将其分为三种类型：①湿生植物：湿生植物大多数生长在热带雨林下层潮湿环境中，大气湿度大，植物蒸腾弱，容易保持水分，因此其根系极不发达。抗旱能力弱，不能忍受长时间缺水，但抗涝性很强，根部通过通气组织和茎叶的通气组织相连接，以保证根的供氧。如秋海棠、水稻、灯芯草等。

8、16/7616②中生植物