第一章個(gè)體生態(tài)學(xué)

1、第二章 個(gè)體生態(tài)學(xué),個(gè)體生態(tài)學(xué)是以生物個(gè)體為研究對(duì)象，研究棲息地環(huán)境因子對(duì)生物的影響及生物對(duì)棲息地適應(yīng)的形態(tài)、生理及生化機(jī)制。,1 環(huán)境與生態(tài)因子1.1環(huán)境與生態(tài)因子的概念1.2生態(tài)因子的分類(lèi)1.3生態(tài)因子作用的幾個(gè)特點(diǎn)1.4生態(tài)因子作用的規(guī)律2 環(huán)境因子及其生態(tài)作用2.1生物與光的關(guān)系2.2生物與溫度的關(guān)系,2.3生物與水的關(guān)系2.4生物與土壤的關(guān)系3 生物對(duì)生態(tài)因子的適應(yīng)生態(tài)型生活型4 生物的環(huán)境改造作用,

2、環(huán)境的概念,廣義的環(huán)境（environment)是指某一主體周?chē)磺惺挛锏目偤汀Ｔ谏鷳B(tài)學(xué)中，環(huán)境是指生物的棲息地。生物是環(huán)境的主體，環(huán)境指某一特定生物體或群體以外的空間，以及直接或間接影響該生物體或生物群體生存與活動(dòng)的外部條件的總和。,生態(tài)因子的概念,構(gòu)成環(huán)境的各要素稱(chēng)為環(huán)境因子。環(huán)境因子中一切對(duì)生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、生殖、行為和分布有直接或間接影響的因子則稱(chēng)生態(tài)因子(ecological factor)。具體的生物個(gè)體或群體生活區(qū)域的生

3、態(tài)環(huán)境與生物影響下的次生環(huán)境統(tǒng)稱(chēng)為生境(habitat)。,生態(tài)因子的分類(lèi),1)氣候因子(climatic factors)，如光、溫、濕度、降水量和大氣運(yùn)動(dòng)等因子。2)土壤因子(edaphic factors)，主要指土壤物理、化學(xué)性質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)狀況等。3)地形因子(topographic factors)，指地表特征，如地形起伏、海拔、坡度、坡向、高度等。4)生物因子(biotic factors),指同種或異種生物之間的相互關(guān)系

4、，如種群結(jié)構(gòu)、密度、競(jìng)爭(zhēng)、捕食、共生、寄生等。 5)人為因子(anthropogenic factors)，即指人類(lèi)活動(dòng)對(duì)生物和環(huán)境的影響。,生態(tài)因子作用的幾個(gè)特點(diǎn),綜合性非等價(jià)性不可替代性和互補(bǔ)性階段性,生態(tài)因子作用的規(guī)律,最小因子定律 1840年德國(guó)化學(xué)家Liebig提出，作物的產(chǎn)量往往取決于最小量礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的供應(yīng)狀況。,耐性定律耐性定律也稱(chēng)謝爾福德耐性定律(Shelford's law of toleranc

5、e). 1913年美國(guó)生態(tài)學(xué)家V. E. Shelford經(jīng)大量調(diào)查后指出，生物對(duì)其生存環(huán)境的適應(yīng)有一個(gè)生態(tài)學(xué)最小量和最大量的界限，生物只有處于這兩個(gè)限度范圍之間才能生存，這個(gè)最小到最大的限度稱(chēng)為生物的耐性范圍。生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)存在耐性限度的法則稱(chēng)耐性定律。,,生態(tài)幅(ecological amplitude),每一個(gè)物種對(duì)環(huán)境因子適應(yīng)范圍的大小即生態(tài)幅。生態(tài)學(xué)中常常使用一系列名詞以表示生態(tài)幅的相對(duì)寬度。例如，窄食性、窄溫性、窄水性、

6、窄鹽性等。,,,Bergmam規(guī)律生活在高緯度地區(qū)的恒溫動(dòng)物，其身體往往比生活在低緯地區(qū)的同類(lèi)個(gè)體大，因?yàn)閭€(gè)體大的動(dòng)物，其單位體重散熱量相對(duì)較少，這就是Bergmam規(guī)律。,中國(guó)南北方幾種獸類(lèi)顱骨長(zhǎng)度的比較,Allen規(guī)律,恒溫動(dòng)物身體的突出部分如四肢、尾巴、外耳等在低溫環(huán)境中有變小變短的趨勢(shì)，這也是減少散熱的一種形態(tài)適應(yīng)，這一適應(yīng)常被稱(chēng)為Allen規(guī)律。,,生物與光的關(guān)系,影響太陽(yáng)輻射的因素和光的分布規(guī)律光的生態(tài)作用以及生物對(duì)光的

7、適應(yīng) 1 光質(zhì)的生態(tài)作用和生物的適應(yīng) - 光質(zhì)的生態(tài)作用 - 生物對(duì)光質(zhì)的適應(yīng) 2 光照強(qiáng)度的生態(tài)作用和生物的適應(yīng) - 光照強(qiáng)度的生態(tài)作用 - 植物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng) 3 生物對(duì)光周期的適應(yīng) - 生物的晝夜節(jié)律 - 生物的光周期現(xiàn)象,影響太陽(yáng)輻射的因素和光的分布規(guī)律,影響地表太陽(yáng)輻射的因素：大氣圈，太陽(yáng)高度角，緯度和季節(jié)，海拔、坡

8、度和坡向等。 光質(zhì)(光譜成分) -低海拔、高緯度長(zhǎng)波光多，高海拔、低緯度短波光多 -夏季、中午短波光多，冬季、早晚長(zhǎng)波光多 日照時(shí)間 -夏季晝長(zhǎng)夜短、冬季晝短夜長(zhǎng) -緯度升高、變化加大，兩極有極晝、極夜,,光照強(qiáng)度 - 低海拔、高緯度光照強(qiáng)度弱，高海拔、低緯度光照強(qiáng)度大 - 夏季、中午光照強(qiáng)度大，冬季、早晚光照強(qiáng)度弱 - (北半球)南坡光照強(qiáng)度

9、大，北坡光照強(qiáng)度弱,光質(zhì)的生態(tài)作用,葉綠素的吸收光譜 - 藍(lán)紫光：430～450nm；紅光：640～660nm 不同光質(zhì)的作用 - 藍(lán)紫光促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，紅光促進(jìn)糖的合成 - 青光、藍(lán)紫光和紫外線等短波光抑制植物的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，使植物向光性更敏感 - 紫外線能殺菌，對(duì)生物體造成損傷，促進(jìn)維生素D的合成 - 紅外線是地表的基本熱源，對(duì)外溫動(dòng)物的體溫調(diào)節(jié)和能量代謝有決定性作用,可見(jiàn)光對(duì)動(dòng)物生殖、體色變

10、化、遷徙、毛羽更換、生長(zhǎng)和發(fā)育等都有影響不可見(jiàn)光對(duì)動(dòng)物的影響也是多方面的 - 昆蟲(chóng)對(duì)紫外線有趨光反應(yīng)，而草履蟲(chóng)則表現(xiàn)為避光反應(yīng) - 紫外線是昆蟲(chóng)新陳代謝所必須的,生物對(duì)光質(zhì)的適應(yīng),綠色植物和綠藻、紅藻、褐藻和硅藻光合色素的差異 生活在高山上的動(dòng)物體色較暗，植物的莖葉富含花青素、葉面縮小、毛絨發(fā)達(dá)，與短波光較多有關(guān)。,,光照強(qiáng)度的生態(tài)作用,影響動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育 - 鮭魚(yú)卵、蛙卵在有光情況下孵化快，而貽貝和生活在海洋深處的浮游

11、生物則在黑暗情況下長(zhǎng)得較快。影響動(dòng)物的體色 影響植物的形態(tài)建成影響植物細(xì)胞的增長(zhǎng)和分裂、組織器官的生長(zhǎng)和分化 影響植物花果的數(shù)量和質(zhì)量,植物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng),C3植物和C4植物 陽(yáng)性植物和陰性植物、耐陰植物 - 陽(yáng)性植物（heliophytes），在強(qiáng)光下才能生長(zhǎng)發(fā)育良好，而在蔭蔽和弱光下生長(zhǎng)發(fā)育不良的植物。 - 陰性植物（sciophytes），需要在較弱的光照條件下生長(zhǎng)，不能忍耐高強(qiáng)度光照的植物。 -

12、耐陰植物（shade plants），它們既可以在強(qiáng)光下良好生長(zhǎng)，又能忍受不同程度的遮蔭，但最適宜的還是在完全的光照下生長(zhǎng)。,,,,植物光合作用的晝夜周期,生物的晝夜節(jié)律,,,,植物的光周期現(xiàn)象,植物開(kāi)花對(duì)日照長(zhǎng)度的反應(yīng) - 長(zhǎng)日照植物：蘿卜、菠菜、小麥、鳳仙花、牛蒡等 - 短日照植物：玉米、高粱、水稻、棉花、牽牛等 - 中日照植物：甘蔗等少數(shù)熱帶植物 - 日中性植物：蒲公英、四季豆、黃瓜、番茄,植物光周期

13、的應(yīng)用：人為控制開(kāi)花時(shí)間、異地種植 植物光周期特性與植物起源和原產(chǎn)地密切相關(guān)，一般認(rèn)為短日照植物起源于低緯地區(qū)(南方)，長(zhǎng)日照植物起源于高緯地區(qū)(北方)。了解植物的光周期現(xiàn)象對(duì)植物的引種馴化工作非常重要。,動(dòng)物的光周期現(xiàn)象,鳥(niǎo)類(lèi)的遷徙、每年開(kāi)始生殖的時(shí)間均與日照長(zhǎng)度的變化有關(guān)，在鳥(niǎo)類(lèi)生殖期間人為改變光周期可以控制鳥(niǎo)類(lèi)的產(chǎn)卵量，人類(lèi)采取在夜晚給予人工光照提高母雞產(chǎn)蛋量的歷史已有200多年了。日照長(zhǎng)度的變化對(duì)哺乳動(dòng)物的換毛和生殖也有

14、十分明顯的影響。 - 長(zhǎng)日照獸類(lèi)：雪貂、野兔、刺猬等 - 短日照獸類(lèi)：綿羊、山羊、鹿等,生物與溫度的關(guān)系,地表大氣溫度的分布與變化溫度對(duì)生物的影響 - 溫度與生物生長(zhǎng) - 積溫對(duì)生物的影響極端溫度以及生物對(duì)極端溫度的適應(yīng) - 生物對(duì)低溫的適應(yīng) - 生物對(duì)高溫的適應(yīng) 溫度節(jié)律對(duì)生物的影響,地表大氣溫度的分布與變化,空間分布與變化 - 緯度升高1°，氣溫降低0.5℃

15、 - 沿海地區(qū)氣溫變化小，內(nèi)陸地區(qū)變化大 - 南坡氣溫較北坡高，海拔升高100m，氣溫 降低0.6～1℃ 時(shí)間變化 - 年較差：隨緯度增高增大，大陸性氣候越強(qiáng) 越大,,溫度與生物生長(zhǎng),,積溫對(duì)生物的影響,植物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，需從環(huán)境中攝取一定的熱量才能完成某一階段的發(fā)育，而且植物各個(gè)發(fā)育階段所需要的總熱量是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)總熱量可用有效積溫表示。,有效積溫是一定生育期內(nèi)有效溫度

16、的總和，即:K：某生物全生育期(或某一發(fā)育階段)所需的有效積溫，它是一個(gè)常數(shù);Ti： 某生物某發(fā)育階段的日平均溫度;T0 ：某生物生長(zhǎng)活動(dòng)的起點(diǎn)溫度;n ：某生物某發(fā)育階段歷經(jīng)的天數(shù)。,有效積溫的意義,預(yù)測(cè)生物發(fā)生的代數(shù)；預(yù)測(cè)生物地理分布的北界；預(yù)測(cè)某種害蟲(chóng)可能發(fā)生的時(shí)期、分布區(qū)；預(yù)報(bào)農(nóng)時(shí)。,,北緯45o45’的哈爾濱年平均溫度是3.5oC,比北緯51o的倫敦低6oC以上，但10oC以上的有效積溫，哈爾濱比倫敦多50

17、0多度，故哈爾濱是種植水稻緯度最北的地方，而英國(guó)只能種植麥類(lèi)、馬鈴薯和甜菜。,,低溫對(duì)生物的傷害,低溫對(duì)生物的傷害分為冷害和凍害。冷害一般指零上低溫對(duì)喜溫生物的傷害。如橡膠樹(shù)在10℃左右時(shí)便不能生長(zhǎng)，香蕉低于15℃時(shí)不能結(jié)果，水稻低于18℃時(shí)花粉育性和結(jié)實(shí)率大幅降低等。凍害指冰點(diǎn)以下低溫對(duì)生物的傷害，如造成生物體內(nèi)結(jié)冰，細(xì)胞原生質(zhì)膜破裂和酶蛋白失活與變性。,植物對(duì)低溫的適應(yīng),生長(zhǎng)習(xí)性： - 一年生植物以種子越冬 -

18、多數(shù)多年生草本植物以地下莖、根等越冬 - 落葉木本植物以休眠芽越冬形態(tài)結(jié)構(gòu) - 芽和葉片常受到油脂類(lèi)物質(zhì)的保護(hù)； - 芽具鱗片； - 植物體表面生有蠟粉和密毛 - 植物矮小并常成匍匐狀、墊狀或蓮座狀等。,仙女木——一種生長(zhǎng)在嚴(yán)寒環(huán)境下的植物,含水量降低，束縛水/自由水的比值增加利于抗寒；呼吸減弱，利于糖分的積累；保護(hù)物質(zhì)累積，使可溶性糖、脂肪等含量增加?？扇苄蕴悄芙档捅c(diǎn)，保護(hù)蛋白質(zhì)膠體不

19、致遇冷變性；脂肪可以集中在細(xì)胞質(zhì)表面，使水分不易透過(guò)，亦能防止過(guò)渡脫水；極地和高山植物能吸收更多的紅外線，一些植物的葉片在冬季變?yōu)榧t色，有利于吸收更多的熱量。,生理適應(yīng),動(dòng)物對(duì)低溫的適應(yīng),形態(tài)恒溫動(dòng)物增加毛的數(shù)量和改善羽毛的質(zhì)量，或增加皮下脂肪的厚度，從而提高身體的隔熱性能；生活在高緯度地區(qū)的恒溫動(dòng)物，其身體往往比生活在低緯地區(qū)的同類(lèi)個(gè)體大，身體的突出部分有變小變短的趨勢(shì)。,,生理：增加體內(nèi)產(chǎn)熱量、身體異溫等 - 一只站

20、在冰面上的鷗，其腳部的溫度為0-5℃，溫度自下而上逐漸升高，體溫達(dá)38-41℃。行為：遷徙、冬眠、滯育、集群等。,植物對(duì)高溫的適應(yīng),形態(tài)上的適應(yīng)密絨毛和鱗片；有些植物體呈白色、銀白色；葉片革質(zhì)發(fā)亮；葉片垂直排列使葉緣向光或在高溫條件下葉片折疊；樹(shù)干和根莖生有很厚的木栓層。,生理上的適應(yīng)降低細(xì)胞含水量，增加可溶性糖或鹽的濃度，以減緩代謝速率和增加原生質(zhì)的抗凝結(jié)力；旺盛的蒸騰作用；有些植物具有反射紅外線的能力。,動(dòng)物對(duì)

21、高溫環(huán)境的一個(gè)重要適應(yīng)就是適當(dāng)放松恒溫性，使體溫有較大的變幅。如駱駝體溫的晝夜波動(dòng)可達(dá)7℃，即34-41℃之間。夏眠、晝伏夜出,動(dòng)物對(duì)高溫的適應(yīng),Thermoregulation and circulation in Manduca sexta（煙草天蛾）,胸,,溫度節(jié)律對(duì)生物的影響,溫周期現(xiàn)象植物對(duì)溫度有節(jié)奏的晝夜變化的反應(yīng)稱(chēng)為溫周期現(xiàn)象。變溫對(duì)種子萌發(fā)、個(gè)體形態(tài)分化和協(xié)調(diào)生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。多數(shù)植物，日溫差越大，干物質(zhì)積累越多，品質(zhì)

22、也好，表現(xiàn)在蛋白質(zhì)、糖分含量提高等。,生物與水的關(guān)系,以水為主導(dǎo)因子的植物生態(tài)類(lèi)型干旱以及旱生生物的適應(yīng)特征 干旱對(duì)生物的傷害 生物對(duì)干旱的適應(yīng)性水生生物的適應(yīng)特征,陸生植物,干旱類(lèi)型,大氣干旱土壤干旱生理干旱,干旱對(duì)植物的傷害,細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)破壞；生長(zhǎng)受到抑制；光合作用減弱（氣孔限制和非氣孔限制）；破壞了正常的代謝過(guò)程，抑制了合成代謝，加強(qiáng)了分解代謝；植物體內(nèi)水分重新分配，幼葉從老葉奪取水分

23、，地上部分從根系奪水，幼葉從花蕾或果實(shí)吸水,旱生植物對(duì)干旱的適應(yīng),形態(tài)結(jié)構(gòu) - 增加水分?jǐn)z取 - 減少水分丟失 - 具貯水組織生理方面 - 氣孔運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié) - 滲透調(diào)節(jié)（脯氨酸、甜菜堿、有機(jī)酸等） - 植物對(duì)干旱脅迫信息的感知及傳遞（ABA）,,Changing leaf area: a, following rainfall ocotillo plants of the Sonoran

24、Desert develop leaves and flowers; b, during dry periods they lose their leaves and blossoms,墨西哥刺木,種類(lèi)豐富的沙地景觀,,陸生動(dòng)物對(duì)干旱的生態(tài)適應(yīng),形態(tài)適應(yīng)。昆蟲(chóng)具有幾丁質(zhì)的體壁，防止水分的過(guò)量蒸發(fā)； 兩棲類(lèi)動(dòng)物體表分泌黏液以保持濕潤(rùn)；爬行動(dòng)物具有很厚的角質(zhì)層；鳥(niǎo)類(lèi)具有羽毛和尾脂腺；哺乳動(dòng)物有皮脂腺和毛，都能防止體內(nèi)水分過(guò)分蒸發(fā)。生理適應(yīng)

25、。駱駝不僅具有貯水的胃，駝峰中還儲(chǔ)藏有豐富的脂肪，在消耗過(guò)程中產(chǎn)生大量水分，血液中具有特殊的脂肪和蛋白質(zhì)，不易脫水。另一方面，駱駝在夏季的沙漠中能耐受使體重減少25-30%的脫水。行為適應(yīng)。沙漠動(dòng)物晝伏夜出、遷徙。,Dissimilar organisms with similar approaches to desert living.,,,水生植物對(duì)水分的適應(yīng),發(fā)達(dá)的通氣組織 機(jī)械組織不發(fā)達(dá)甚至退化 水下葉片很薄，且多分裂成帶

26、狀、線狀,動(dòng)物對(duì)水分的生態(tài)適應(yīng),水生動(dòng)物 - 保持鹽分與水分的平衡是水生動(dòng)物適 應(yīng)環(huán)境的基礎(chǔ) - 主要通過(guò)調(diào)節(jié)體內(nèi)的滲透壓來(lái)維持與 環(huán)境的水分平衡 - 淡水動(dòng)物和海洋動(dòng)物的差異,淡水動(dòng)物對(duì)水環(huán)境的適應(yīng),淡水動(dòng)物對(duì)環(huán)境是高滲性(淡水的滲透濃度為2-3mmol/l，而動(dòng)物體液或血液滲透濃度高)，導(dǎo)致水不斷滲入動(dòng)物體內(nèi)，過(guò)剩的水不斷排出體外，保持水分平衡 補(bǔ)充丟失的鹽分方法： 食物

27、 鰓主動(dòng)吸收鹽類(lèi),海洋動(dòng)物對(duì)水環(huán)境的適應(yīng),等滲動(dòng)物 - 不會(huì)由于滲透作用而失水或得水，但隨代謝廢物的排泄損失一部分水。 - 補(bǔ)充水分方法：從食物中得到；飲用海水并排出海水中的溶質(zhì)；食物氧化過(guò)程中產(chǎn)生代謝水 。低滲動(dòng)物 - 滲透作用失去一些水，會(huì)從食物、代謝等攝入更多的水，其中喝水是主要來(lái)源。喝水同時(shí)吸入鹽，通過(guò)尿液、鰓主動(dòng)作用把多余的鹽類(lèi)排出體外 。高滲動(dòng)物 - 體外的水會(huì)滲透到體內(nèi)，不需要

28、飲水、食物和代謝過(guò)程中攝取水，而是借助于排泄器官把過(guò)剩水排出。,生物與土壤的關(guān)系,土壤的生態(tài)學(xué)意義土壤質(zhì)地與結(jié)構(gòu)對(duì)生物的影響土壤的物理化學(xué)性質(zhì)對(duì)生物的影響 （1）土壤溫度（2）土壤水分  （3）土壤空氣（4）土壤酸堿度植物對(duì)土壤因子的適應(yīng)鹽堿土的分布及概況,土壤的生態(tài)學(xué)意義,土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ) 土壤是具有決定性意義的生命支持系統(tǒng) 土壤是許多生物的棲息場(chǎng)所 土壤是植物生長(zhǎng)的基質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)庫(kù) 土壤是污染

29、物轉(zhuǎn)化的重要場(chǎng)地,土壤質(zhì)地,土粒按直徑大小分為粗砂（2.0-0.2mm）、細(xì)砂（0.2-0.02mm）、粉砂（0.02-0.002mm）和黏粒（0.002mm以下）。這些大小不同的土粒的組合稱(chēng)為土壤質(zhì)地。,根據(jù)土壤質(zhì)地可把土壤分為砂土、壤土和黏土三大類(lèi)。砂土以粗砂和細(xì)砂為主，粉砂和黏粒所占比例不到10%；黏土以粉砂和黏粒為主，約占60%以上，甚至可超過(guò)85%；壤土質(zhì)地比較均勻，砂粒、粉砂和黏粒所占比重大體相等。,土壤結(jié)構(gòu)是指固體顆粒的

30、排列方式、孔隙的數(shù)量和大小以及團(tuán)聚體的大小和數(shù)量等。最重要的土壤結(jié)構(gòu)是團(tuán)粒結(jié)構(gòu)（直徑0.25-10mm），團(tuán)粒結(jié)構(gòu)具有水穩(wěn)定性，由其組成的土壤，能協(xié)調(diào)土壤中水分、空氣和營(yíng)養(yǎng)物之間的關(guān)系，改善土壤的理化性質(zhì)。,土壤結(jié)構(gòu),土壤溫度,對(duì)植物種子的萌發(fā)和根系的生長(zhǎng)、呼吸及吸收能力有直接影響；通過(guò)限制養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化來(lái)影響根系的生長(zhǎng)活動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，低的土溫會(huì)降低根系的代謝和呼吸強(qiáng)度，抑制根系的生長(zhǎng)，減弱其吸收作用；土溫過(guò)高則促使根系過(guò)早成熟，根部木

31、質(zhì)化加大，從而減少根系的吸收面積。,土壤水分,土壤水分與鹽類(lèi)組成的土壤溶液參與土壤中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，促進(jìn)有機(jī)物的分解與合成。土壤的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)必需溶解在水中才能被植物吸收利用。土壤水分太少引起干旱，太多又導(dǎo)致澇害。土壤水分還影響土壤內(nèi)無(wú)脊椎動(dòng)物的數(shù)量和分布。,土壤空氣,土壤中O2的含量只有10-12%，在不良條件下，可以降至10%以下，這時(shí)就可能抑制植物根系的呼吸作用。土壤中CO2濃度則比大氣高幾十到上千倍，植物光合作用所需的CO2有一

32、半來(lái)自土壤。但是，當(dāng)土壤中CO2含量過(guò)高時(shí)（如達(dá)到10-15%），根系的呼吸和吸收機(jī)能就會(huì)受阻，甚至?xí)舷⑺劳觥?土壤酸堿度,土壤酸堿度與土壤微生物活動(dòng)、有機(jī)質(zhì)的合成與分解、營(yíng)養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化與釋放、微量元素的有效性、土壤保持養(yǎng)分的能力及生物生長(zhǎng)等有密切關(guān)系。,植物對(duì)土壤因子的適應(yīng),根據(jù)植物對(duì)土壤酸堿度的反應(yīng) - 酸性土植物、中性土植物和堿性土植物 根據(jù)植物對(duì)土壤鈣質(zhì)的反應(yīng) - 喜鈣植物和嫌鈣植物 根據(jù)植

33、物對(duì)土壤含鹽量的反應(yīng)的植物分類(lèi) - 鹽土植物和堿土植物 鹽土：含可溶性鹽(氯化鈉、硫酸鈉鹽等)1%以上， pH中性，土壤結(jié)構(gòu)未被破壞。 堿土：含弱酸強(qiáng)堿鹽(碳酸鹽類(lèi))較多，pH8.5以上， 土壤結(jié)構(gòu)被破壞 。,,酸性土植物：pH7.5：柏木、枧木、南天竺、金絲李、烏桕、棕竹等； 中性土植物：pH6.5-7.5，多數(shù)喬木樹(shù)種；鹽堿土植物：檉柳、鹽爪爪、堿蓬、鹽蒿等。

34、,鹽堿土的分布和概況,鹽堿土是鹽土和堿土以及各種鹽化土和堿化土的總稱(chēng)，又稱(chēng)為鹽漬土。世界上存在著大面積鹽漬土和次生鹽漬化土壤，嚴(yán)重危害植物生長(zhǎng)，影響生態(tài)環(huán)境。我國(guó)鹽漬土的面積很大，總面積約有33萬(wàn)km2。全國(guó)100萬(wàn)km2耕地中的1／10為鹽漬土，另有20余萬(wàn)km2鹽漬土荒地。天津市的鹽漬土面積為813 km2左右，占全市土壤面積的7 3％。天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)占地面積約33 km2，全部為重鹽漬土。干旱化和不合理的灌溉，使鹽漬化的土

35、地在不斷的擴(kuò)大。,鹽土和堿土,鹽漬土中的鹽分主要的是NaCl、Na2SO4、Na2CO3以及可熔性的鈣鹽和鎂鹽。鹽土所含的鹽分主要是NaCl和Na2SO4，屬于中性鹽，土壤結(jié)構(gòu)尚未破壞。堿土是指土壤膠體中吸附有相當(dāng)數(shù)量的交換性鈉，一般以交換性鈉占交換性陽(yáng)離子總量的20％以上為堿土。堿土中主要是Na2CO3，有的含NaHCO3或K2CO3較多。堿土的pH為強(qiáng)堿性，一般在8.5以上，堿土的上層結(jié)構(gòu)被破壞，下層為堅(jiān)實(shí)的柱狀結(jié)構(gòu)，通透性極差

36、，一般植物不能生長(zhǎng)。,各種鹽分對(duì)植物的傷害程度,在陽(yáng)離子中，鈉鹽的毒害作用大于鈣鹽，鈉鹽中Na2CO3和NaHCO3 對(duì)植物的毒害最強(qiáng)。在陰離子中，毒害作用的順序?yàn)椋?CO32- > HCO3- > Cl- > SO42-土壤表層含鹽量超過(guò)0.6％時(shí)，大多數(shù)植物已不能生長(zhǎng)。當(dāng)土壤中可熔性鹽含量達(dá)到1％時(shí)，只有一些特殊適應(yīng)于鹽土的植物才能生長(zhǎng)。,鹽土對(duì)植物生長(zhǎng)的不良影響,引起植物的生理干旱；危害植物組織。土

37、壤含鹽量過(guò)高導(dǎo)致植物組織直接受害，尤其在干旱季節(jié)，鹽類(lèi)積累土表常傷害胚軸和根莖交界處組織；影響植物正常營(yíng)養(yǎng)。由于鈉離子的競(jìng)爭(zhēng)，使植物對(duì)鉀、磷和其它營(yíng)養(yǎng)元素的吸收減少，磷的轉(zhuǎn)移也受到限制；在鹽漬土條件下，氣孔保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)淀粉形成受到限制，氣孔不能關(guān)閉，植物容易干枯。,堿土對(duì)植物生長(zhǎng)的不良影響,土壤中的強(qiáng)堿性物質(zhì)直接傷害根系；土壤結(jié)構(gòu)被破壞，濕時(shí)膨脹粘重，干時(shí)堅(jiān)硬板結(jié)，種子不易出土，即使出土后也不能很好生長(zhǎng)。,鹽漬土的成因和分類(lèi),鹽化過(guò)

38、程：鹽漬土是由于土壤表層可溶性鹽類(lèi)的積累而形成的，可溶性鹽類(lèi)在表層的積累與地下水位高、底土不透水層和蒸發(fā)量高有關(guān)，包括內(nèi)陸鹽漬土和濱海鹽漬土兩大類(lèi)。,非海水浸漬下的土壤鹽化過(guò)程,濱海之外的鹽土多分布在干旱和半干旱地區(qū)，成土母質(zhì)中的可溶性鹽類(lèi)，隨水流搬運(yùn)至排水不暢的低平地段，在蒸發(fā)作用下積累地表，使土壤鹽化。一般來(lái)說(shuō)，氣候越干旱、蒸發(fā)降水比越大、地下水礦化度越高，則容易發(fā)生鹽化。,海水浸漬下的土壤鹽化過(guò)程,濱海土壤鹽分的輸入主要是海水浸

39、漬和溯河倒灌，有時(shí)風(fēng)浪降水特別是颶風(fēng)暴雨可補(bǔ)給輸入一部分。,土壤堿化過(guò)程,堿化過(guò)程是指土壤膠體從溶液中吸附鈉離子的過(guò)程，即表層土壤中含碳酸鈉等堿性鹽為主的土壤，一般可溶性鹽很少，這種土壤的溶液呈強(qiáng)堿性。堿化過(guò)程常與脫鹽過(guò)程相伴隨，當(dāng)土壤中積鹽與脫鹽過(guò)程頻繁交替發(fā)生時(shí)，促進(jìn)鈉離子進(jìn)入土壤膠體使土壤發(fā)生堿化。,,我國(guó)鹽土面積很大，堿土分布不多，主要分布在內(nèi)蒙古自治區(qū)干草原地帶、新疆準(zhǔn)格爾盆地和寧夏銀川平原，濱海地帶幾乎沒(méi)有堿土，僅在黃淮海

40、平原有斑塊狀零星分布，并且多半是脫鹽堿化而成。,,,,,,,,,,,,,,紅樹(shù)林,,紅樹(shù)在潮間帶的分布,鹽沼（Salt marsh）,,,,,,趨同適應(yīng)和趨異適應(yīng),趨同適應(yīng)(convergent adaptation) ：不同種類(lèi)的生物，生存在相同或相似的環(huán)境條件下，常形成相同或相似的適應(yīng)方式和途徑。趨異適應(yīng)(radiation adaptation)指一群親緣關(guān)系相近的生物有機(jī)體，由于分布地區(qū)的間隔，長(zhǎng)期生活在不同環(huán)境條件下，因而形

41、成了不同的適應(yīng)方式和途徑。,趨同適應(yīng)A-C非洲沙漠漿草(蘿摩科)；D.霸王花(大戟科);E仙人掌(仙人掌科)(引自Mark B. Bush, 1997),動(dòng)物的趨同A.鱉魚(yú)；B.魚(yú)龍(中生代爬行類(lèi)); C.海豚(哺乳類(lèi)) (引自鄭師章等，1994),生態(tài)型(ecotype),同種生物的不同個(gè)體或群體，長(zhǎng)期生存在不同的環(huán)境條件下，發(fā)生趨異適應(yīng)，它們具有穩(wěn)定的生態(tài)、形態(tài)和生理特性，并且這些變異在遺傳上被固定下來(lái)，這種不同的

42、個(gè)體群被稱(chēng)為生態(tài)型。是分類(lèi)學(xué)種以下的分類(lèi)單位。 就植物來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)形成生態(tài)型的主導(dǎo)因子，將植物生態(tài)型分為三類(lèi)：氣候生態(tài)型、土壤生態(tài)型和生物生態(tài)型。,氣候生態(tài)型：依植物對(duì)不同的光周期、氣溫和降水量等氣候因子而形成的各種生態(tài)型。秈稻，粳稻——溫度生態(tài)型。 秈稻主要分布于我國(guó)南部亞熱帶低地，和野生稻接近，米質(zhì)粘性較小，粒細(xì)長(zhǎng)；粳稻主要分布于長(zhǎng)江、淮河流域溫度較低的地帶，米質(zhì)粘性較大，粒形大。早、中、晚稻——光照生態(tài)型

43、華南地區(qū)——早、中、晚稻 華中地區(qū)——早、中稻 華北地區(qū)——早稻和少數(shù)中稻 東北和西北——早稻,,土壤生態(tài)型——水陸稻，水稻和陸稻(旱稻)主要是由于土壤水分條件不同而分化形成的。生物生態(tài)型——生長(zhǎng)在稻田里的稗子和生長(zhǎng)在其它地方的稗子，前者常與水稻同高，幾乎同時(shí)成熟；后者桿較矮，開(kāi)花期也不同。,,在動(dòng)物中，同樣有生態(tài)型的分化。例如，我國(guó)的黃牛在不同的自然區(qū)域，分別形成不同的生態(tài)型，主要有北部地區(qū)草地黃牛，中部華北

44、農(nóng)區(qū)黃牛，西南與南部亞熱帶及熱帶地區(qū)黃牛。,生活型(life form),不同種的生物，由于長(zhǎng)期生存在相同的自然環(huán)境條件下，發(fā)生趨同適應(yīng)，具有類(lèi)似的形態(tài)、生理和生態(tài)特性，這樣的物種類(lèi)群稱(chēng)為生活型。生活型著重從外貌形態(tài)上進(jìn)行區(qū)分，是種以上的分類(lèi)單位。,丹麥植物學(xué)家Raunkier的生活型系統(tǒng)： (1)高位芽植物，這類(lèi)植物的芽和頂端嫩枝是位于離地面較高處的枝條上； (2)地上芽植物，這類(lèi)植物的芽或頂端嫩枝位于地表或接近地表

45、處，一般都不高出土表20-30 cm； (3)地面芽植物，這類(lèi)植物在不利季節(jié)，植物體地上部分死亡，只有被土壤和殘落物保護(hù)的地下部分仍然活著，并在地面處有芽； (4) 地下芽植物，這類(lèi)植物度過(guò)惡劣環(huán)境的芽埋在土表以下，或位于水體中； (5)一年生植物。,,生物的環(huán)境改造作用,生物對(duì)環(huán)境的改造作用使環(huán)境變得更有利于生物生存，也可對(duì)環(huán)境資源和環(huán)境質(zhì)量造成不良影響。,Gaia 假說(shuō),英國(guó)科學(xué)家J. Lovelock于20