1
李永强
山东农业大学资源与环境学院
Tel:0538-8241371
普通生态学
General Ecology
2
二、温度的生态作用与生物的适应
（一）温度因子的生态作
用
1．温度对生物生长的
影响
温度对生物的作用可
分为最低温度、最适
温度和最高温度，即
生物的三基点温度。
最适温度
温度是对生物影响最为明显的环境因素之一
3
? 不同生物的三基点温度是不一样的
? 同一生物不同的发育阶段忍受的温度范围也有差异。
4
? 生长在温带地区的树
木，形成层细胞的分
裂活动，受气温变化
的影响很明显，长成
春材和秋材，同一年
的春材与秋材区同构
成一个环带 --年轮。
（一）温度因子的生态作用
5
动物与环境温度相互关系类型
外温动物
内温动物
恒温动物
变温动物
温度变
化特点
热源来
源不同
6
（一）温度因子的生态作用
2．温度与生物发育
? 发育阈温度：高于一定的温度，生物才开始发
育，这个温度称为发育阈温度或称为生物学零
度。
? A 有效积温法则,植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，而且植物各个发育阶段所需要的总热
量是一个常数。 K=N (T-T0)
7
? K=N (T-T0)
? K为该生物所需的有效积温（常数）,N
为发育历期即生长发育所需时间,T为发
育期间的平均温度,T0为生物发育起点
温度
K=N·(T-T0) （ 1）
T=T0+K/N (2)
T= T0 +KV (1/N=V) (3)
（一）温度因子的生态作用
2．温度与生物发育
8
2．温度与生物发育
（一）温度因子的生态作用
温
度
发育速率
T=T0+KV
发育历程
T=T0+K/N
9
有效积温的计算
如果知道某种生物在实验温度 T1下发育时间 N1，
实验温度 T2下发育时间 N2.
T0＝ (N2*T2-N1T1)/(N2-N1)
10
有效积温法则的用途
? 预测生物地理分布北界；
? 预测害虫发生的世代数；
? 来年发生程度；
? 根据有效积温制定农业规划。 合理安排
作物和预测农时（不同作物的有效积温
不同：如马铃薯的有效积温为 1000-1600
度；玉米为 2000-4000度；椰子为 5000度
以上）。
11
2．温度与生物发育
? 春化：某些植物由低温诱导才能开花。
（一）温度因子的生态作用
12
（二） 生物对极端温度的适应
1.生物对低温的适应
低温的危害（ P25)：
寒害,是指温度在 0℃ 以上对喜温生物造成的伤害。 植物
寒害的主要原因有 蛋白质合成受阻,碳水化合物减少和代
谢紊乱等。
冻害,是指 0℃ 以下的低温使生物体内（细胞内和细胞间）
形成冰晶而造成的损害。 植物在温度降至冰点以下时，会
在细胞间隙形成 冰晶,原生质因此而失水破损。极端低温
对动物的致死作用主要是体液的冰冻和结晶，使原生质受
到 机械损伤,蛋白质脱水变性。
13
（ 1）动物对低温的适应
*形态结构：
贝格曼（ Bergman）规律,生活在高纬度地区
的恒温动物，其身体往往比生活在低纬度地区
的同类个体大,导致相对体表面积变小，单位
体重散热量相对较少。
14
15
阿伦规律（ Allen）
? 恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴和
外耳等在低温环境下有 变小变短 的趋势。
北极狐 赤狐 大耳狐
北极狐、赤狐、大耳狐
16
生理适应：
? 增加体内产热量 来增强御寒能力和保持恒定
的体温；
? 热中性区：指动物的代谢率最低，并不随环
境温度而变化的环境温度范围（ P28）。
17
北极灰狼的脚温度
可低于冰点
生理适应：
大大降低身体终端部
位的温度，而身体中
央的温暖血液很少流
到这些部位。
站立在冰面的银
鸥，其脚掌的温
度为 0-5度，温度
自下而上逐渐升
高，到达生有羽
毛的胫部为 32度，
而银鸥的体温 38-
41度。
休眠
18
*行为适应：
? 集群（抗寒）
? 迁徙（避寒）
19
（ 2）植物对低温的适应
? 植物对低温的 形态适应：
? 表现在芽及叶片常有油脂类物质保护，芽具有
鳞片。
? 器官的表面有蜡粉和密毛，树皮有较发达的木
栓组织。
? 植株矮小，常呈匍匐、垫状或莲座状；
高山
植物
红景
天
20
（ 2）植物对低温的适应
生理适应,
?减少细胞中的水分和增加细胞液的浓度。
?极地和高山植物能吸收更多的红外线。
行为适应,休眠来增加抗寒能力
21
（ 2）植物对低温的适应
? 研究意义：
? 植物抵抗低温能力的强弱，主要决定于
植物体内内含物的多少。
22
2.生物对高温的适应
? 自学 5分钟
23
2.生物对高温的适应
温度超过生物适宜温区的上限后就会对生物产
生有害影响，温度越高对生物的伤害作用越大。
高温对植物的危害,高温可减弱光合作用，增
强呼吸作用，使植物的这两个重要过程失调；
破坏植物的水分平衡，促使蛋白质凝固、脂类
溶解，导致有害代谢产物在体内的积累。
高温对动物的危害,（动物对高温的忍受能力因种
而异，一般哺乳动物不能忍受 42度以上高温；鸟类不
能忍受 48度以上高温 ） 主要是破坏酶的活性，使
蛋白质凝固变性，造成缺氧、排泄功能失调和
神经系统麻痹等。
24
（ 1）植物对高温的适应
? a 形态适应,有些植物体具有密绒毛或鳞片，
能过滤一部分阳光；有些植物体呈白色、银白
色，叶片革质发亮，能反射大部分光线；有些
植物叶片垂直排列，或高温下叶片折叠，减少
吸光面积等。
? b 生理适应,降低细胞含水量，增加糖或盐的
浓度，有利于减缓代谢速率和增加原生质的抗
凝结力；蒸腾作用避免值物体因过热受害。
25
（ 2）动物对高温的适应
? 夏眠
? 穴居
? 昼伏夜出
26
（三）生物对周期性变温的适应
由于地表太阳辐射的周期性变化产生温度
有规律的昼夜变化,许多生物适应了变温环
境,多数生物在变温下比恒温下生长得更好。
27
1,植物的温周期现象主要表现,
? （ 1）种子萌发
大多数植物在变温下发芽较好 。 如毛冬
青在变温 20-30度发芽率为 70-80%，恒温
条件 25度发芽率为 20-30%。
28
（ 2）促进生长与开花
? 植物生长往往要求温度因子有规律的昼
夜变化的配合。
温度条件 番茄茎的日生长量 /mm
昼夜 26.5度 23.1
昼夜 19度 19.5
白天 20度, 夜间 26.5度 19.4
白天 26.5度, 夜间 20度 26.1-35.0
29
（ 3）变温与干物质积累
? 变温对于植物体内物质的转移和积累具
有良好的作用。
30
10℃ 20℃
燕麦昼夜温差对生物量的影响
同
化
产
量
300公斤
175130
125170
31
（ 4）物候节律
? 物候 是指生物长期适应于一年中温度的
节律性变化，形成的与此相适应的 发育
节律 。例如大多数植物春天发芽，夏季
开花，秋天结实，冬季休眠。
? 物侯学,研究生物的季节性节律变化与环
境季节变化关系的科学,
32
动物的物候变化（如生物钟）的解释
? 动物的休眠有冬眠和夏眠（夏蛰）
? 人的时差问题
? 内源说：生物体内有定时器。
? 外源说：受固定的外界信息影响。
33
（四）温度与生物的分布
1.有效总积温：
2.极端温度（最高、最低温度）
?根据生物有效临界温度的天数的日平均温度累
计计算。
?苹果不能在热带栽培，由于高温的限制不能开
花结实；可可、椰子只能在热带分布，因为是受
低温的限制；
?等温线：地图上将一年特殊时间上有相同平均
温度的地方连接起来的线。
34
长江流域植物垂直分布的界限
马尾松
黄山松
35
温度对动物的分布
温度的直接限制作用：
如昆虫生存地区有效积温少于发育所需的积温时，昆
虫不能完成生活史。玉米螟生物学 0度为 15度，若气温
15度以上的日子少于 70天，它就不能持久生存。
温度对恒温动物分布的直接限制较小，常常是通过其
他生态因子（如食物）而 间接 影响其分布。
36
三、水的生态作用与生物的适应
（一）水因子的生态作用
1.水有重要的生态意义：
? （ 1）水是任何生物体的重要组成部分 。
? （ 2）水是生命活动的基础 。
? （ 3）水对稳定环境温度有重要意义 。
? （ 4）生物起源于水环境。
37
2.水对动植物生长发育的影响
? 水对植物生长发育的影响：
水分对植物生长有最低、最适和最高值 3
基点。
? 水对动物生长发育的影响：
水分不足时，引起动物的滞育和休眠；
许多动物的周期性繁殖与降水季节密切
相关。如澳洲鹦鹉在干旱年份就停止发
育。
38
3.水对动植物数量和分布的影响
? 降水分布不均,由于地理纬度、海陆位置、海
拔高度不同所造成。
? 对植被的分布,我国从东南到西北可分为 3个
等雨量区，因而植被类型也分为 3个区：湿润
森林区、干旱草原区和荒漠区。草地的梯度分
布。
? 水分与动植物种类与数量,降水量最大的赤道
热带雨林种的植物达 52种 /公顷，而降水量较少
的大兴安岭红松林中，仅有植物 10种 /公顷。
39
（二）生物对水因子的适应
? 需水量：生产 1克干物质所需的水量。
40
（二）生物对水因子的适应
1.植物对水的适应
根据 栖息地,通常把植物划分为 水生植物
和陆生植物。
（ 1）水生植物：是所有生活在水中的植物
总称。
水体环境,弱光、缺氧、粘性高、密度
大、温度变化平缓，以及能溶解各种无
机盐类。
41
水生植物特点：
a.发达的通气组织，以保证各器官组织对
氧的需要。 根、茎、叶形成连贯的通气
组织，以保证植物体各部分对氧气的需
要。
42
如荷花从叶片气孔进入的空气，通
过叶柄、茎进入地下茎和根部的气
室，形成了一个完整的通气组织。
43
又如金鱼藻，属
于封闭式的通气
组织，该系统不
与大气直接相通。
系统内可以储存
由呼吸作用释放
的二氧化碳，供
光合作用的需要，
而光合作用释放
的氧气又被呼吸
作用所利用。
44
b,水下叶片很薄，且多分裂成带状、线状
水生植物的水下叶片很薄，且多分裂成
带状、线状，以增加吸收阳光、无机盐
和 CO2的面积。
45
c,机械组织不发达甚至退化
? 增强植物的弹性和抗扭曲的能力，适应
水体流动。
46
水生植物类型
水生植物根据生长环境水
的 深浅 又可分成,
A 沉水植物,整株植物沉
没在水下，根退化或消
失 。 如金鱼藻、黑藻。
47
B 浮水植物,如浮萍、睡莲。 生 长 在 浅 水 区, 叶 片浮
在水面，形 状 多 为扁平, 机械组织不发达。叶 表面有
气 孔,分为 扎根 的浮水植物如睡莲,根系或地下 茎 固
定 在泥土 里,根部所需要的氧 气 由 叶 片的 气 孔 经 由外
界提供,叶 柄 会随 水的深度而伸 长；和 不扎根 的浮水
植物，如浮萍,植物根系 并 沒有固 定于 泥土中，而是
沉 于 水中，植物 体 則 飘浮在 水面，某些 还具有 特化的
气囊 以利 于飘浮 。
水生植物类型
48
水生植物类型
? C 挺水植物,生 长 在 浅 水 区, 植物体大
部分挺出水面,根系固 定 在水底土壤，
将 其 茎叶 的一部份或大部份伸出水面。
如荷花、芦苇。
49
（ 2）陆生植物
生长在陆地上的植物统称 陆生植物,以
对水分的 需要量及耐旱程度进行划分 。
50
① 湿生植物：
不能长时间忍受缺水，抗旱能力差，多生
长在水边或潮湿的环境中。如水稻、秋
海棠。
51
② 中生植物：
适于生长在水分条件适中的环境中，形态结构
及适应性介于湿生植物与旱生植物之间，种类
最多、分布最广和数量最大的陆生植物。
52
③ 旱生植物：
生长在干旱环境中，能忍受较长时间的
干旱，且能维护水分平衡和正常的生长
发育。主要分布在干热草原和荒漠地区。
53
旱生植物
旱生植物的分类：
?少浆液植物
?多浆液植物
54
旱生植物的形态及生理适应
? （ a）含水量极少或具备 发达的储水组织
55
? 多浆液这类植物能够贮备大量水分，
适应干旱条件下的生活。
? 如南美的瓶子树：可储水 4吨以上。它
的树干两头细中间粗，最粗的地方直
径达 5米，纺锤树的上端有少数生叶子
的枝条。远远看去，这种树又象一个
插着枝条的花瓶，因此又叫瓶子树。
旱季时，人们常砍棵纺锤树作为饮水
的来源。若以每人平均每天饮水 6斤计
算，砍一棵纺锤树至少可供四口之家
饮用半年。
56
西非的猴面包树，树干最粗可
达 4人合围，可储水 4吨。
57
旱生植物的形态及生理适应：
（ a）含水量极少或具备 发达的储水组织
（ b）发达的根系：
如沙漠地区的骆驼刺地面部分只有几公分，而
地下部分可深达 15米，扩展范围 623m2，可更多
吸收水分。
58
旱生植物的形态及生理适应：
（ a）含水量极少或具备 发达的储水组织
（ b）发达的根系：
（ c） 叶面积很小。 叶片化成刺状、针状或鳞片
状。
如仙人掌科：叶片化成刺状
59
旱生植物的形态及生理适应：
（ a）含水量极少或具备 发达的储水组织
（ b）发达的根系：
（ c） 叶面积很小。
（ d） 叶表皮细胞厚，角质层发达，气孔多，但
下陷。
（ e） 原生质渗透压特别高 。 淡水水生植物的渗透压：
2-3PA，中生植物不超过 20PA，旱生植物渗透压高达
40-60PA
60
2,动物对水的适应
动物按栖息地也可以分水生和陆生两类。
（ 1） 水生动物,水生动物主要通过调节体内的
渗透压来维持与环境的水分平衡。
（ 2） 陆生动物,a.形态结构； b.行为； c.生理
上来适应不同环境水分条件。动物对水因子
的适应与植物不同之处在于动物有活动能力，
动物可以通过迁移等多种行为途径来主动避
开不良的水分环境。
?
61
（ 1） 水生动物对水因子的适应
? 保持盐分与水分的平衡：
? a.淡水动物对环境是 高渗性 （淡水的渗透
浓度为 2-3毫摩尔 /升，而动物体液或血液
渗透浓度高）：
? 导致水不断渗入动物体内，过剩的水不
断排出体外，保持水分平衡。
? 补充丢失的盐分方法：食物、动物的鳃
主动吸收盐类。
62
b,海洋生物：
? (a)大多数生物体内盐量与海洋为 等渗：
如海胆、贻贝。这些动物不会由于渗透
作用而失水或得水，但随代谢废物的排
泄损失一部分水。补充水分方法：从食
物中得到；饮用海水并排出海水中的溶
质；食物氧化过程中产生代谢水。
63
(b)动物血液或体液渗透浓度比海水低
（低渗）
? 如鲑鱼、鲱鱼。由于渗透作用失去一些
水，会从食物、代谢中或海水摄入更多
的水，其中 喝水 是主要来源 。
? 保持低渗：喝水同时吸入盐，对多余的
盐类排除方法：尿液量；鳃通过主动作
用把盐类排出体外。
64
(c)动物血液或体液渗透浓度比海水高
（高渗）
? 龙虾、枪乌贼等。体外的水会渗透到体
内，这些动物不需要饮水、食物和代谢
过程中摄取水，而是借助于排泄器官把
体内的过剩水排出。
65
? a,形态结构：
昆虫具有几丁质的体壁，防止水分的过
量蒸发；两栖类动物体表分泌粘液以保
持湿润；哺乳动物有皮质腺和毛，防止
体内水分过多蒸发。
（ 2）陆生动物对水因子的适应
66
b,行为的适应
? 沙漠动物 昼伏夜出,沙漠地区夏季昼夜
地表温度相差很大，因此地面和地下的
相对湿度和蒸发力相差很大。
? 迁徙,在水分和食物不足时，迁移到别
处。
67
c.生理适应
? 骆驼：储水的胃；储藏丰富的脂
肪，在消耗过程中产生大量的水
分；血液中具有特殊的脂肪和蛋
白质, 不易脱水 。
68
四、土壤因子的生态作用及生物的适应
? （一）土壤因子的生态作用
? 土壤是陆地生态系统的基础，是具有决定性意义的生命支持系统，其组成部分有
矿物质、有机质、土壤水分和土壤空气。具有肥力是土壤最为显著的特性。
李永强
山东农业大学资源与环境学院
Tel:0538-8241371
普通生态学
General Ecology
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二、温度的生态作用与生物的适应
（一）温度因子的生态作
用
1．温度对生物生长的
影响
温度对生物的作用可
分为最低温度、最适
温度和最高温度，即
生物的三基点温度。
最适温度
温度是对生物影响最为明显的环境因素之一
3
? 不同生物的三基点温度是不一样的
? 同一生物不同的发育阶段忍受的温度范围也有差异。
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? 生长在温带地区的树
木，形成层细胞的分
裂活动，受气温变化
的影响很明显，长成
春材和秋材，同一年
的春材与秋材区同构
成一个环带 --年轮。
（一）温度因子的生态作用
5
动物与环境温度相互关系类型
外温动物
内温动物
恒温动物
变温动物
温度变
化特点
热源来
源不同
6
（一）温度因子的生态作用
2．温度与生物发育
? 发育阈温度：高于一定的温度，生物才开始发
育，这个温度称为发育阈温度或称为生物学零
度。
? A 有效积温法则,植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，而且植物各个发育阶段所需要的总热
量是一个常数。 K=N (T-T0)
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? K=N (T-T0)
? K为该生物所需的有效积温（常数）,N
为发育历期即生长发育所需时间,T为发
育期间的平均温度,T0为生物发育起点
温度
K=N·(T-T0) （ 1）
T=T0+K/N (2)
T= T0 +KV (1/N=V) (3)
（一）温度因子的生态作用
2．温度与生物发育
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2．温度与生物发育
（一）温度因子的生态作用
温
度
发育速率
T=T0+KV
发育历程
T=T0+K/N
9
有效积温的计算
如果知道某种生物在实验温度 T1下发育时间 N1，
实验温度 T2下发育时间 N2.
T0＝ (N2*T2-N1T1)/(N2-N1)
10
有效积温法则的用途
? 预测生物地理分布北界；
? 预测害虫发生的世代数；
? 来年发生程度；
? 根据有效积温制定农业规划。 合理安排
作物和预测农时（不同作物的有效积温
不同：如马铃薯的有效积温为 1000-1600
度；玉米为 2000-4000度；椰子为 5000度
以上）。
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2．温度与生物发育
? 春化：某些植物由低温诱导才能开花。
（一）温度因子的生态作用
12
（二） 生物对极端温度的适应
1.生物对低温的适应
低温的危害（ P25)：
寒害,是指温度在 0℃ 以上对喜温生物造成的伤害。 植物
寒害的主要原因有 蛋白质合成受阻,碳水化合物减少和代
谢紊乱等。
冻害,是指 0℃ 以下的低温使生物体内（细胞内和细胞间）
形成冰晶而造成的损害。 植物在温度降至冰点以下时，会
在细胞间隙形成 冰晶,原生质因此而失水破损。极端低温
对动物的致死作用主要是体液的冰冻和结晶，使原生质受
到 机械损伤,蛋白质脱水变性。
13
（ 1）动物对低温的适应
*形态结构：
贝格曼（ Bergman）规律,生活在高纬度地区
的恒温动物，其身体往往比生活在低纬度地区
的同类个体大,导致相对体表面积变小，单位
体重散热量相对较少。
14
15
阿伦规律（ Allen）
? 恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴和
外耳等在低温环境下有 变小变短 的趋势。
北极狐 赤狐 大耳狐
北极狐、赤狐、大耳狐
16
生理适应：
? 增加体内产热量 来增强御寒能力和保持恒定
的体温；
? 热中性区：指动物的代谢率最低，并不随环
境温度而变化的环境温度范围（ P28）。
17
北极灰狼的脚温度
可低于冰点
生理适应：
大大降低身体终端部
位的温度，而身体中
央的温暖血液很少流
到这些部位。
站立在冰面的银
鸥，其脚掌的温
度为 0-5度，温度
自下而上逐渐升
高，到达生有羽
毛的胫部为 32度，
而银鸥的体温 38-
41度。
休眠
18
*行为适应：
? 集群（抗寒）
? 迁徙（避寒）
19
（ 2）植物对低温的适应
? 植物对低温的 形态适应：
? 表现在芽及叶片常有油脂类物质保护，芽具有
鳞片。
? 器官的表面有蜡粉和密毛，树皮有较发达的木
栓组织。
? 植株矮小，常呈匍匐、垫状或莲座状；
高山
植物
红景
天
20
（ 2）植物对低温的适应
生理适应,
?减少细胞中的水分和增加细胞液的浓度。
?极地和高山植物能吸收更多的红外线。
行为适应,休眠来增加抗寒能力
21
（ 2）植物对低温的适应
? 研究意义：
? 植物抵抗低温能力的强弱，主要决定于
植物体内内含物的多少。
22
2.生物对高温的适应
? 自学 5分钟
23
2.生物对高温的适应
温度超过生物适宜温区的上限后就会对生物产
生有害影响，温度越高对生物的伤害作用越大。
高温对植物的危害,高温可减弱光合作用，增
强呼吸作用，使植物的这两个重要过程失调；
破坏植物的水分平衡，促使蛋白质凝固、脂类
溶解，导致有害代谢产物在体内的积累。
高温对动物的危害,（动物对高温的忍受能力因种
而异，一般哺乳动物不能忍受 42度以上高温；鸟类不
能忍受 48度以上高温 ） 主要是破坏酶的活性，使
蛋白质凝固变性，造成缺氧、排泄功能失调和
神经系统麻痹等。
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（ 1）植物对高温的适应
? a 形态适应,有些植物体具有密绒毛或鳞片，
能过滤一部分阳光；有些植物体呈白色、银白
色，叶片革质发亮，能反射大部分光线；有些
植物叶片垂直排列，或高温下叶片折叠，减少
吸光面积等。
? b 生理适应,降低细胞含水量，增加糖或盐的
浓度，有利于减缓代谢速率和增加原生质的抗
凝结力；蒸腾作用避免值物体因过热受害。
25
（ 2）动物对高温的适应
? 夏眠
? 穴居
? 昼伏夜出
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（三）生物对周期性变温的适应
由于地表太阳辐射的周期性变化产生温度
有规律的昼夜变化,许多生物适应了变温环
境,多数生物在变温下比恒温下生长得更好。
27
1,植物的温周期现象主要表现,
? （ 1）种子萌发
大多数植物在变温下发芽较好 。 如毛冬
青在变温 20-30度发芽率为 70-80%，恒温
条件 25度发芽率为 20-30%。
28
（ 2）促进生长与开花
? 植物生长往往要求温度因子有规律的昼
夜变化的配合。
温度条件 番茄茎的日生长量 /mm
昼夜 26.5度 23.1
昼夜 19度 19.5
白天 20度, 夜间 26.5度 19.4
白天 26.5度, 夜间 20度 26.1-35.0
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（ 3）变温与干物质积累
? 变温对于植物体内物质的转移和积累具
有良好的作用。
30
10℃ 20℃
燕麦昼夜温差对生物量的影响
同
化
产
量
300公斤
175130
125170
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（ 4）物候节律
? 物候 是指生物长期适应于一年中温度的
节律性变化，形成的与此相适应的 发育
节律 。例如大多数植物春天发芽，夏季
开花，秋天结实，冬季休眠。
? 物侯学,研究生物的季节性节律变化与环
境季节变化关系的科学,
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动物的物候变化（如生物钟）的解释
? 动物的休眠有冬眠和夏眠（夏蛰）
? 人的时差问题
? 内源说：生物体内有定时器。
? 外源说：受固定的外界信息影响。
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（四）温度与生物的分布
1.有效总积温：
2.极端温度（最高、最低温度）
?根据生物有效临界温度的天数的日平均温度累
计计算。
?苹果不能在热带栽培，由于高温的限制不能开
花结实；可可、椰子只能在热带分布，因为是受
低温的限制；
?等温线：地图上将一年特殊时间上有相同平均
温度的地方连接起来的线。
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长江流域植物垂直分布的界限
马尾松
黄山松
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温度对动物的分布
温度的直接限制作用：
如昆虫生存地区有效积温少于发育所需的积温时，昆
虫不能完成生活史。玉米螟生物学 0度为 15度，若气温
15度以上的日子少于 70天，它就不能持久生存。
温度对恒温动物分布的直接限制较小，常常是通过其
他生态因子（如食物）而 间接 影响其分布。
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三、水的生态作用与生物的适应
（一）水因子的生态作用
1.水有重要的生态意义：
? （ 1）水是任何生物体的重要组成部分 。
? （ 2）水是生命活动的基础 。
? （ 3）水对稳定环境温度有重要意义 。
? （ 4）生物起源于水环境。
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2.水对动植物生长发育的影响
? 水对植物生长发育的影响：
水分对植物生长有最低、最适和最高值 3
基点。
? 水对动物生长发育的影响：
水分不足时，引起动物的滞育和休眠；
许多动物的周期性繁殖与降水季节密切
相关。如澳洲鹦鹉在干旱年份就停止发
育。
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3.水对动植物数量和分布的影响
? 降水分布不均,由于地理纬度、海陆位置、海
拔高度不同所造成。
? 对植被的分布,我国从东南到西北可分为 3个
等雨量区，因而植被类型也分为 3个区：湿润
森林区、干旱草原区和荒漠区。草地的梯度分
布。
? 水分与动植物种类与数量,降水量最大的赤道
热带雨林种的植物达 52种 /公顷，而降水量较少
的大兴安岭红松林中，仅有植物 10种 /公顷。
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（二）生物对水因子的适应
? 需水量：生产 1克干物质所需的水量。
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（二）生物对水因子的适应
1.植物对水的适应
根据 栖息地,通常把植物划分为 水生植物
和陆生植物。
（ 1）水生植物：是所有生活在水中的植物
总称。
水体环境,弱光、缺氧、粘性高、密度
大、温度变化平缓，以及能溶解各种无
机盐类。
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水生植物特点：
a.发达的通气组织，以保证各器官组织对
氧的需要。 根、茎、叶形成连贯的通气
组织，以保证植物体各部分对氧气的需
要。
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如荷花从叶片气孔进入的空气，通
过叶柄、茎进入地下茎和根部的气
室，形成了一个完整的通气组织。
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又如金鱼藻，属
于封闭式的通气
组织，该系统不
与大气直接相通。
系统内可以储存
由呼吸作用释放
的二氧化碳，供
光合作用的需要，
而光合作用释放
的氧气又被呼吸
作用所利用。
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b,水下叶片很薄，且多分裂成带状、线状
水生植物的水下叶片很薄，且多分裂成
带状、线状，以增加吸收阳光、无机盐
和 CO2的面积。
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c,机械组织不发达甚至退化
? 增强植物的弹性和抗扭曲的能力，适应
水体流动。
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水生植物类型
水生植物根据生长环境水
的 深浅 又可分成,
A 沉水植物,整株植物沉
没在水下，根退化或消
失 。 如金鱼藻、黑藻。
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B 浮水植物,如浮萍、睡莲。 生 长 在 浅 水 区, 叶 片浮
在水面，形 状 多 为扁平, 机械组织不发达。叶 表面有
气 孔,分为 扎根 的浮水植物如睡莲,根系或地下 茎 固
定 在泥土 里,根部所需要的氧 气 由 叶 片的 气 孔 经 由外
界提供,叶 柄 会随 水的深度而伸 长；和 不扎根 的浮水
植物，如浮萍,植物根系 并 沒有固 定于 泥土中，而是
沉 于 水中，植物 体 則 飘浮在 水面，某些 还具有 特化的
气囊 以利 于飘浮 。
水生植物类型
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水生植物类型
? C 挺水植物,生 长 在 浅 水 区, 植物体大
部分挺出水面,根系固 定 在水底土壤，
将 其 茎叶 的一部份或大部份伸出水面。
如荷花、芦苇。
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（ 2）陆生植物
生长在陆地上的植物统称 陆生植物,以
对水分的 需要量及耐旱程度进行划分 。
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① 湿生植物：
不能长时间忍受缺水，抗旱能力差，多生
长在水边或潮湿的环境中。如水稻、秋
海棠。
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② 中生植物：
适于生长在水分条件适中的环境中，形态结构
及适应性介于湿生植物与旱生植物之间，种类
最多、分布最广和数量最大的陆生植物。
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③ 旱生植物：
生长在干旱环境中，能忍受较长时间的
干旱，且能维护水分平衡和正常的生长
发育。主要分布在干热草原和荒漠地区。
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旱生植物
旱生植物的分类：
?少浆液植物
?多浆液植物
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旱生植物的形态及生理适应
? （ a）含水量极少或具备 发达的储水组织
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? 多浆液这类植物能够贮备大量水分，
适应干旱条件下的生活。
? 如南美的瓶子树：可储水 4吨以上。它
的树干两头细中间粗，最粗的地方直
径达 5米，纺锤树的上端有少数生叶子
的枝条。远远看去，这种树又象一个
插着枝条的花瓶，因此又叫瓶子树。
旱季时，人们常砍棵纺锤树作为饮水
的来源。若以每人平均每天饮水 6斤计
算，砍一棵纺锤树至少可供四口之家
饮用半年。
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西非的猴面包树，树干最粗可
达 4人合围，可储水 4吨。
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旱生植物的形态及生理适应：
（ a）含水量极少或具备 发达的储水组织
（ b）发达的根系：
如沙漠地区的骆驼刺地面部分只有几公分，而
地下部分可深达 15米，扩展范围 623m2，可更多
吸收水分。
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旱生植物的形态及生理适应：
（ a）含水量极少或具备 发达的储水组织
（ b）发达的根系：
（ c） 叶面积很小。 叶片化成刺状、针状或鳞片
状。
如仙人掌科：叶片化成刺状
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旱生植物的形态及生理适应：
（ a）含水量极少或具备 发达的储水组织
（ b）发达的根系：
（ c） 叶面积很小。
（ d） 叶表皮细胞厚，角质层发达，气孔多，但
下陷。
（ e） 原生质渗透压特别高 。 淡水水生植物的渗透压：
2-3PA，中生植物不超过 20PA，旱生植物渗透压高达
40-60PA
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2,动物对水的适应
动物按栖息地也可以分水生和陆生两类。
（ 1） 水生动物,水生动物主要通过调节体内的
渗透压来维持与环境的水分平衡。
（ 2） 陆生动物,a.形态结构； b.行为； c.生理
上来适应不同环境水分条件。动物对水因子
的适应与植物不同之处在于动物有活动能力，
动物可以通过迁移等多种行为途径来主动避
开不良的水分环境。
?
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（ 1） 水生动物对水因子的适应
? 保持盐分与水分的平衡：
? a.淡水动物对环境是 高渗性 （淡水的渗透
浓度为 2-3毫摩尔 /升，而动物体液或血液
渗透浓度高）：
? 导致水不断渗入动物体内，过剩的水不
断排出体外，保持水分平衡。
? 补充丢失的盐分方法：食物、动物的鳃
主动吸收盐类。
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b,海洋生物：
? (a)大多数生物体内盐量与海洋为 等渗：
如海胆、贻贝。这些动物不会由于渗透
作用而失水或得水，但随代谢废物的排
泄损失一部分水。补充水分方法：从食
物中得到；饮用海水并排出海水中的溶
质；食物氧化过程中产生代谢水。
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(b)动物血液或体液渗透浓度比海水低
（低渗）
? 如鲑鱼、鲱鱼。由于渗透作用失去一些
水，会从食物、代谢中或海水摄入更多
的水，其中 喝水 是主要来源 。
? 保持低渗：喝水同时吸入盐，对多余的
盐类排除方法：尿液量；鳃通过主动作
用把盐类排出体外。
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(c)动物血液或体液渗透浓度比海水高
（高渗）
? 龙虾、枪乌贼等。体外的水会渗透到体
内，这些动物不需要饮水、食物和代谢
过程中摄取水，而是借助于排泄器官把
体内的过剩水排出。
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? a,形态结构：
昆虫具有几丁质的体壁，防止水分的过
量蒸发；两栖类动物体表分泌粘液以保
持湿润；哺乳动物有皮质腺和毛，防止
体内水分过多蒸发。
（ 2）陆生动物对水因子的适应
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b,行为的适应
? 沙漠动物 昼伏夜出,沙漠地区夏季昼夜
地表温度相差很大，因此地面和地下的
相对湿度和蒸发力相差很大。
? 迁徙,在水分和食物不足时，迁移到别
处。
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c.生理适应
? 骆驼：储水的胃；储藏丰富的脂
肪，在消耗过程中产生大量的水
分；血液中具有特殊的脂肪和蛋
白质, 不易脱水 。
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四、土壤因子的生态作用及生物的适应
? （一）土壤因子的生态作用
? 土壤是陆地生态系统的基础，是具有决定性意义的生命支持系统，其组成部分有
矿物质、有机质、土壤水分和土壤空气。具有肥力是土壤最为显著的特性。
