生物与温度的关系

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1、一地球上温度的分布太阳辐射是地球表面的热源。大气温度主要取决于太阳辐射量和地球表面水陆分布。(一)地表大气温度的分布与变化第二节生物与温度的关系低纬度太阳辐射量大,气温高。随纬度增加，太阳辐射量减少,（极地只有赤道的40%），地表气温下降。大约纬度每增加1度，年平均温度降低0.5℃。因此，从赤道到北极形成了热带、亚热带、温带和寒带。引自Ricklefs,20011影响温度空间分布的因素：（1）海洋：由于水的比热大于空气，海洋可调节海岸区域温度，使同一纬度不同地区的温度有很大差异。（2）山脉：地表温度受山脉走向、地形变化及海

2、拔高度的影响。东西走向的山脉，对南北暖冷气流常具阻挡作用，使山坡两侧温度明显不同。如秦岭山脉。封闭山谷与盆地，白天受热强烈,地面温度增高,夜晚冷空气沿山坡下沉,形成逆温现象。昼夜温差极大。气温随海拔升高而降低，在干燥空气中海拔每升高100m，气温下降1℃，潮湿空气中下降0.6℃。温度的时间变化指日变化和年变化。日变化：于13-14时气温达到最高，于凌晨日出前降至最低。最高和最低气温之差称日较差。日较差受纬度、海拔高度、地形、及地面性质等因素影响。2温度的时间变化四季变化：一年内最热月和最冷月的平均温度之差，称年较差。年较差

3、受纬度、海陆位置及地形等众多因素的影响。一般来说，大陆性气候越明显的地方气温年较差越大，纬度越高气温年较差越大。3土壤和水体温度变化（1）土壤：不同性质的土壤，热容量和热导率不同，随气温变化温度变化模式也不同。随土壤深度，土壤最高温和最低温出现时间后延。（2）水：水热容大，温度变化小于气温，随深度增加，变化幅度更小。温带深水湖泊，由于水温的季节变化，春秋季水体出现垂直混合，使初级生产力升高。1生物体内的生化反应过程必须在一定温度范围内才能正常进行2环境中温度的改变会引起其它生态因子的改变，如湿度、降水、风、水中溶氧含量等的

4、改变，从而间接影响生物。二温度的生态作用三极端温度对生物的影响1极端低温对生物的影响冷害：温度在冰点以上，但低于喜温生物对温度的耐受下限而使生物受害或死亡。它可能是通过破坏了膜结构造成的，它是喜温生物向北方引种和扩张分布区的主要障碍。冻害：冰点以下低温使生物体内形成冰晶，蛋白质失活变性造成生物受害或死亡。生物对冻害的适应:耐受冻结与超冷现象Altermetabolismtosynthesizecryoprotectants(polyols,sugars)Defendagainstintracellulardesiccat

5、ionSuppressmetabolicrateACCOMPLISHEDBY:Activatesignalingenzymesineverycell-‘SAP’kinases-Role:reversiblecontrolsoncellprocesses耐受冻结（freezingtolerance)：少数动物能够耐受一定程度的身体冻结，而避免低温伤害。如潮间带贝类。机理如下：超冷现象（supercooling):动物（昆虫）体液温度下降到冰点以下而不结冰的现象。如小叶蜂，极地鱼类等。2极端高温对生物的影响：高温可能导致动植物

6、的机体脱水，蛋白质凝固变形，酶失活或者代谢的组分不平衡，最终导致细胞死亡。四温度对生物（植物和变温动物）生长、发育和繁殖的影响酶反应速度：外温动物及植物的代谢速度随温度变化而变化。其代谢速度随温度增加通常用温度系数Q10来描述：公式：Q10=T℃体温时的代谢率/(T-10)℃体温时的代谢率即：温度每升高10℃，变温动物与植物代谢率的变化。23-30度下Q10=2.5，30度以上Q10为3.4。2发育和生长：（1）发育阈温度或生物学零度（biologicalzero）：生物开始生长发育的温度。菜白蝶在温度阀10℃以上，从卵到

7、蛹的发育（2）有效积温法则：K：有效积温，N:发育历期，T：发育期间平均环境温度，C：生物学零度。有效积温法则的公式：K=N(T-C)植物和变温动物在生长发育过程中必须从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育，这个发育阶段所需要的总热量是一常数，称为有效积温。该规律称为有效积温法则不同物种，完成发育所需积温不同。一般起源于或适于高纬度地区种植的植物，所需有效积温较少，反之则较多。例如，麦子需要有效积温1000~1600日度，棉花、玉米为2000~4000日度，椰子约5000日度。有效积温法则在农业上的应用:（1）可预测

8、某地区害虫发生的世代数；（2）可作为农业规划、引种、作物布局、预测农时的重要依据；（3）预测生物地理分布北界；（4）预测害虫来年发生程度;(5)利用天敌昆虫进行害虫防治时，可以用来计算天敌昆虫合适的释放时间局限性：发育速率与温度并不都是直线关系；发育还受其它生态因子影响；发育起点温度通常在恒温下获得，而