第二章+生物与环境第三节解析

长日照动物(long-day animals) ：在温带和 高纬度地区许多鸟兽在春夏之际白昼逐渐延 长的季节繁殖后代，称长日照动物。如雪貂、 野兔、刺猬； 短日照动物(short-day animals) ：一些动 物只有在白昼逐步缩短的秋冬之际才开始性 腺发育和进行繁殖，称短日照动物。如绵羊、 山羊和鹿等。
梅花鹿 紫貂
红腹角雉 浣熊
日照长短的变更会影响动物性腺的发育， 进而影响其生殖器官的成熟以及相应的性行为。
二、温度因子的生态作用及生物的适应
太阳辐射使地表受热，产生气温、水温和土壤温度的变化。 温度因子和光因子一样呈周期性变化，称为节律性变温。 节律性变温和极端温度都对生物的生长发育有着十分重要的生
第三节
第三节 生物与环境因子的相互作用
• 一、光因子的生态作用及生物的适应 • 二、温度因子的生态作用及生物的适应 • 三、水因子的生态作用及生物的适应 • 四、土壤因子的生态作用及生物的适应
Байду номын сангаас
一、光因子的生态作用及生物的适应
光是地球上所有生物得以生存和繁衍的最主要的能量源泉， 地球上生物生活所必需的全部能量，几乎都直接或间接地 源于太阳光能。
黄瓜
（三）生物对光周期的适应
2.动物的光周期
日照长短和变化是许多动物进行迁移、生殖、换毛等生命 活动最可靠的信号系统。
鸟类的迁移和生殖时间是由日照长度决定的。 鱼类的生殖和迁移受光周期影响，特别是光照充足的表层
水鱼类。（三刺鱼：日照 激素 洄游） 昆虫的代谢和发育受光周期的影响。 哺乳动物的生殖和换毛受光周期的影响。
在一定范围内，生物的生长速率与温度成正比
多年生木本植物茎的横断面上的年轮 动物的鳞片、耳石等
（一） 温度因子的生态作用
2.温度与生物发育
生物完成生命周期，通过繁衍后代种族得到延续，不仅要生长期 还要完成个体的发育阶段。最明显的是某些植物一定要经过一个 低温“春化”阶段，才能开花结果。
来自温带地区的耐寒花卉，较长的冬季和适度严寒，能更 好的满足其春化阶段对低温的要求。冬性草本植物（如冬 小麦）一般于秋季萌发，经过一段营养生长后度过寒冬， 于第二年夏初开花结实。如果于春季播种，则只长茎、叶 而不开花，或开花大大延迟。这是因为冬性植物需要经历 一定时间的低温才能形成花芽。冬性作物已萌动的种子经 过一定时间低温处理，则春播时也可以正常开花结实。其 它二年生作物（如甜菜、萝卜、大白菜）以及某些多年生 草本植物（如牧草），都有春化现象，这是它们必须等到 翌年才能开花的基本原因。
生理有效辐射
红、橙光被叶绿素吸收 蓝紫光被叶绿素和类胡萝卜素吸收
生理无效辐射
绿光则很少被吸收利用
可见光动物
不同光谱成分对植物的生态作用
2、兰紫光、青光的生态作用 （1）光合活性大； （2）有利于蛋白质的合成； （3）促进花青素的合成； （4）抑制植物的伸长生长。
12
（二）光质的生态作用与生物的适应
一年之中，冬季长波光增多，夏季短波光增多； 一天之中，中午短波光最多，早晚长波光较多。
波长
不同波长的光对生物有不同的作用，植物叶片对日光的吸收、反 射和透射的程度直接与波长有关。
（二）光质的生态作用与生物的适应
可见光植物
光合作用的光谱范围只是可见光区。不同的光质对植物的光合 作用，色素形成，向光性，形态建成的诱导等的影响是不同的。
不可见光生物
不可见光对生物的影响也是多方面的。例如：
紫外光有致死作用，特别是细菌，病毒及微生物。 紫外光是昆虫新陈代谢所必需的，与维生素Ｄ的产生关系密切。
可见光对动物生殖，体色变化，迁徙，毛羽更换，生长及发育 等都有影响
（三）生物对光周期的适应
光照长度超度12～14h 叫长日照 光照长度不足 8～10h 叫短日照
态学意义。
北极
热带草原
热带荒漠
（一） 温度因子的生态作用
1.温度与生物生长
生物的三基点：参与生物生命活动中生理生化过程中的酶的活性 有最低温度、最适温度、最高温度，相应的则是生物生长的“三
基点”。
高温
使蛋白质凝固，酶系统失活；
低温
将引起细胞膜渗透性改变、脱水、蛋白质沉淀等不 可逆转的化学变化。
（一）光强的生态作用与生物的适应
3.植物对光照强度的适应类型
光饱和点
一定范围内，光合作用的效率与光强成正比，但到达一定强度 光合效率不会再增加，若继续增加光强，光合效率下降，这点 谓之饱和点。
CP：光补偿点
阳地植物(A)和阴地植物(B)光补偿点位置示意图（Emberlin, 1983）
柳树
蒲公英
光照环境
黑暗环境
光照强度影响植物的生长、形态建成、生物量和品质 等；
光照强度影响动物的行为、生育等。如昼行性动物在 白天强光下活动，夜行性动物在夜晚或弱光下活动。
4
（一）光强的生态作用与生物的适应
2.光照强度与水生植物 光的穿透性限制着植物在海洋和湖泊中的分布：
在海洋表层的透光带上部，植物的光合作用量大于呼吸量 在补偿点处，植物的光合作用量与呼吸消耗平衡 沉降到补偿点以下又不能很快回到表层时死亡
光照强度对植物细胞的增长和分化、体积的增长和重量的增加关 系密切；
光还能促进组织和器官的分化，制约着器官的生长发育速度，使 植物各器官和组织保持发育上的正常比例。
− 蛙卵、鲑鱼卵在有光情况下孵化快，发育也快； − 贻贝和生活在海洋深处的浮游生物则在黑暗情况下长得较快。
黄化现象（etiolation phenomenon） 是光与形态建成的各种关系中最极 端的典型例子，黄化是植物对黑暗 环境的特殊适应。
绿色植物的光合系统是太阳能以化学能的形式进入生态系 统的唯一通路，也是食物链的起点。
光本身又是一个十分复杂的环境因子，太阳光辐射强度、 光质及光的周期性变化等都对生物的生长发育和地理分布 产生深刻的影响，而生物本身对光因子的变化也有着极其 多样的响应。
（一）光强的生态作用与生物的适应
1.光强对生物生长发育和形态建成的作用
1.植物的光周期
长日照植物：经过一定日照才开花，如牛蒡、紫菀、凤仙 花和除虫菊等。
短日照植物：日照时间短于一定值时开花，如苍耳、菊类、 水稻、玉米、大豆等。
中间性植物：只要其他条件合适，什么日照条件下都开花， 如黄瓜、番茄、蒲公英等。
凤仙花
紫菀
长日照植物
苍耳
短日照植物
玉米
大豆
中间性植物
西红柿
三七
阳地植物 阴地植物
人参
杨树 铁杉
《环境生态学》精品课程建设
阳性植物-桔梗
阳性植物-凤仙花
阴性植物-绿萝
阴性植物-丝穗金栗兰
半阴性植物-云南山茶9
（二）光质的生态作用与生物的适应
空间变化
光质即光的波长组成状况是随空间发生变化的，其一般规律是随 纬度增加短波光减少，随海拔升高短波光增加。
时间变化