3基础生态学-物质环境-PPT文档资料

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
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3 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
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
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3.2. 1 植物与水
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。
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降雨量与植被
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3.2.1.1陆地植物
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。
(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。
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3.1.2 陆地上水的分布
(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。
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。
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（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。
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②中生植物:
如大多数农作物，森林树种。由于环境 中水分减少，而逐步形成一套保持水分平 衡的结构与功能。根系与输导组织比湿生 植物发达，吸收、供应更多水分；叶片表 面有角质层，栅栏组织较整齐，防止蒸腾 能力比湿生植物高。
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③旱生植物：
少浆液植物：体内含水量极少， 当失水50%时仍能生存。适应干旱环 境的特点: 叶面积缩小，叶片极度退 化成针刺状，或小鳞片状; 以绿色茎 进行光合作用；叶片结构改变，气孔 多下陷；根系发达，可从深的地下吸 水；细胞内有大量亲水胶体物质，使 胞内渗透压高，能使根从含水量很少 的土壤中吸收水分。
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（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—2000 mm ， 长 江 流 域 为 1000—1500 mm，秦岭和淮河大约为750 mm，从大兴 安岭西坡向西，经燕山到
秦 岭 北 坡 为 500 mm ， 黄 河 上 中 游 约250—500 mm。 内蒙西部至新疆南 部为100 mm以下。
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（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。
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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。
（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。
刺叶石竹叶子变成刺
多浆液旱生植物：根、茎、
叶薄壁组织逐渐变为储水组织，
成为肉质性器官。能在极端干
旱的荒漠地带长的很高大；多
失去叶片，由绿色茎代行光合
作用；白天气孔关闭以减少蒸
腾量，夜间气孔张开，CO2进入 细胞内被有机酸固定，到白天
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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。
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（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。
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。
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3.1.1 水的特性与存在形式 （1）水分子具有极性。是生物成分的最好溶
11）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。
图3-3.骆驼刺
地上茎叶只有几厘米，根深达到 15 m，扩展的范围达623 m