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 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。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），红光和蓝），红光和蓝紫光能被叶绿素和类胡萝卜
2、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。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
3、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。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
4、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
5、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。蒲公英蒲公英松松红豆杉红豆杉天南星天南星人参人参（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、体色终生营地下生活的种终生营地下生活的种类，眼睛很
6、小。类，眼睛很小。鼹鼠鼹鼠鼢鼠鼢鼠懒猴懒猴夜行性动物，眼睛较大夜行性动物，眼睛较大夜出活动的啮齿类，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。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。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（daily rhythm）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
7、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期（内部生物钟）。（内部生物钟）。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photoperi
8、odicity）。）。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。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（long day plant）：）：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（short day plant）：）：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
9、深秋深秋开花。开花。l中日照植物（中日照植物（day intermediate plant）：）：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型。l日中性植物（日中性植物（day neutral plant）：）：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。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
10、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%。
11、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O2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。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，
12、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。常温动物对高海拔低氧的适应常温动物对高海拔低氧的适应（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。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
13、压力 和水中其他溶质和水中其他溶质（2）水体中氧的分布对动物的影响）水体中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4、植物与氧、植物与氧植物与动物一样呼吸消耗氧，但植物是大气中氧的主要生产植物与动物一样呼吸消耗氧，但植物是大气中氧的主要生产者。植物光合作用中，每呼吸者。植物光合作用中，每呼吸44g CO2，能产生，能产生32g O2。白。白天，植物光合作用释放的氧气比呼吸作用所消耗的氧气大天，植物光合作用释放
14、的氧气比呼吸作用所消耗的氧气大20倍。据估算，每公顷森林每日吸收倍。据估算，每公顷森林每日吸收1吨吨CO2，呼出，呼出0.73吨氧；吨氧；每公顷生长良好的草坪每日可吸收每公顷生长良好的草坪每日可吸收0.2吨吨CO2，释放，释放0.15吨吨O2。如果成年人每人每天消耗如果成年人每人每天消耗0.75 kg氧，释放氧，释放0.9 kg CO2，则城，则城市每人需要市每人需要10 m2森林或森林或50 m2草坪才能满足呼吸需要。因此草坪才能满足呼吸需要。因此植树造林是至关重要的，不仅是美化环境，更主要的是给人植树造林是至关重要的，不仅是美化环境，更主要的是给人类的生存提供了净化的空气环境。类的生存提供
15、了净化的空气环境。第三节第三节 土壤及其生态作用土壤及其生态作用1 1、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。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 组成土壤的各种大小颗粒按直径可分为粗砂（组成土壤的各种大小颗粒按直径可分为粗砂（0.2
16、2.0 mm），细砂），细砂(0.020.2 mm)，粉砂，粉砂(0.002-0.02 mm)和粘粒和粘粒(0.002 mm以下以下)。这些不同大小颗粒组合的百分比，称为。这些不同大小颗粒组合的百分比，称为土壤质地（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。土壤颗粒排列形式、孔隙度及团聚体的大小和数量成为土壤颗粒排列形式、孔隙度及团聚体的大小和数量成为土壤结构土壤结构，且影响土壤中固、液、汽三相比例。无结构和，且影响土壤中固、液、汽三相比例。无结构和结构不良的土壤，对植物根系伸扎和生长以及动物、微生结构不良的土
17、壤，对植物根系伸扎和生长以及动物、微生物的活动都不利。物的活动都不利。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）。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，性土壤中生长。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。（1）盐碱土植物）盐碱土植物盐
18、碱土对植物生长的危害表现在伤害了植物组织，特别是盐碱土对植物生长的危害表现在伤害了植物组织，特别是根系；由于过多盐积累引起植物代谢混乱；能引起植物生根系；由于过多盐积累引起植物代谢混乱；能引起植物生理干旱。理干旱。形态适应形态适应：矮小、干硬、叶子不发达、孔下陷，表皮具厚：矮小、干硬、叶子不发达、孔下陷，表皮具厚的外皮，常具灰白色绒毛。细胞间隙小，栅栏组织发达。的外皮，常具灰白色绒毛。细胞间隙小，栅栏组织发达。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。生理适应生理适应：根据盐土植物对过量盐类的适应特点，可分为：根据盐土植物对过量盐类的适应特点，可分为聚盐性植物、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）沙生植物沙生植物具有抗风沙、耐沙埋、抗日灼、耐干旱贫瘠等特沙生植物具有抗风沙、耐沙埋、抗日灼、耐干旱贫瘠等特征。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。
