环境因子对生物的影响

一、温度因子的生态作用与生物适应1、温度因子与生物生长2、温度因子与生物发育温度与生物发育有着重要联系。如某些植物一定要经过一个低温“春化”阶段，才能开花结果，如果过不了这关就不能完成生命周期。温度与生物发育有一个普遍规律——有效积温。有效积温是从变温动物开始研究总结出来的规律。K=N（T-T0）主要应用于植物和变温动物。温度是一个变化较大的生态因子，因此生物要适应温度的变化，必须自行改变。有句话说得好“如果我们改变不了环境，那么就必须改变自己适应环境”。1、变温的生物适应1.1生物的地理分布决定某种生物地理分布区的因子，绝不仅仅是温度因子的作用，但是温度因子是一个很重要的方面。温度制约着生物的生长和发育，经过长时间的优胜劣汰，能够生存在某一区域的生物就是能适应该环境的具有该区域气候特点的生物。年平均温度、最冷月平均温度、最热月平均温度是影响分布的重要指标。因此一般介绍一个地域的气候状况，就会测试这几个指标。例如哈尔滨（年平均气温3.5℃、1月平均气温约-22℃、7月的平均气温约21℃），三亚（年均气温23.8℃，月最高气温25℃-36℃，月最低气温在10℃以上），从这个指标我们大概能推断他们各自处于哪个地域。人们就是通过这三个指标来划分植被的气候类型。如热带植被类型：热带雨林、季风林、稀树草原、红树林。亚热带植被类型：常绿阔叶林、常绿硬叶林（地中海气候下形成，冬季温和湿润夏季炎热干燥的亚热带季风气候）。温带植被类型：夏绿阔叶林（一年有4-6个月的温暖生长季节，3-4个月的冬季）影响生物分布的指标很重要，但是极端温度是限制生物分布的重要条件。如椰子、橡胶、可可、罂粟只能分布在热带，这是受到低温的限制；而苹果和某些品种的梨不能在热带地区栽培，这是受到高温的限制。动物也不例外，大象不会分布到寒冷的地方，因为它受到低温的限制，并且皮肤上没有长毛，没有御寒能力；而北极熊也不会分布到热带去，因为它受到高温的限制，北极熊长有很多毛，有保暖作用，并且汗腺也不发达，如果贸然把北极熊移到热带生活，必然会导致它无法散热而热死。规律：一般来说，温暖的地区生物种类丰富，寒冷的地区生物种类较少。1.2气候节律生物长期适应于一年中温度节律性的变化，形成了与此相适应的发育节律，这种现象称为物候。如大多数植物在春天到来时开始发芽，随着温度上升，开花，枝叶茂盛，秋天结果，冬天落叶休眠。动物也不例外，由于不同季节食物条件的变化以及对热能、水分等的适应，导致动物的生活方式与行为呈周期性变化，如活动与休眠、定居与迁移、繁殖期与性腺静止期。2极端温度的生物适应2.1休眠休眠是生物潜伏、蛰（zhe）伏或不活动状态，是地域不理环境的一种有效的生理机制。进入休眠状态的动植物能够忍受比起生态幅宽得多的环境条件。（植物、动物）2.1.1植物休眠主要指种子的休眠。不同植物种子的休眠机制各不相同，有的植物种子脱离木母体时，需要有一个后熟的过程，如人参和银杏等。银杏树繁殖是靠种子——白果繁殖，银杏寿命长，我国有3000年以上的古树。适于生长在水热条件比较优越的亚热带季风区。银杏为落叶乔木，5月开花，10月成熟，果实为橙黄色的种实核果。银杏是一种孑遗植物。和它同门的所有其他植物都已灭绝。银杏是现存种子植物中最古老的孑遗植物。银杏树的主要分布在山东，江苏，四川，河北，湖北，河南等地。全国最大的银杏培育基地是山东省郯城县。又有的植物种子脱离母体时，虽然胚已经成熟，但是由于果实或者种子外有个十分坚实的外壳，需要在一定条件下，经过一段时间的腐烂分解才能繁殖生长，如椰子。椰子外壳厚，纤维质，内果皮硬，骨质，内充满胚乳(由椰肉和椰汁组成)，所以我们所喝的椰汁营养丰富啊~。而有的植物种子成熟后，内存有抑制其发芽的物质，在该物质分解消除后，种子方能发芽，如番茄。如果没有这样的机制，所有植物的种子成熟后能立即萌发，那么每年的秋季种子全部开始发芽，那么萌发的幼苗绝大多数都会在寒冷的冬季死亡。由此可以看出植物休眠的重要性。动物的休眠分为：冬眠和夏眠（夏蛰）。冬眠：休眠状态过冬。寒带和温带绝大多数无脊椎动物和变温动物都有冬眠现象。如昆虫、蜘蛛以卵过冬。少数恒温动物也有冬眠现象。夏眠：处于昏睡状态度过高温缺水的夏天。请同学们举两个动物冬眠和夏眠的例子。例如，蛇冬眠。我们都知道蛇常在夏季出没，而冬季却不见踪影，小时候我们可能以为是冬季蛇都被冻死了，可是这个想法显然是不对的，如果冬季蛇全部被冻死了，那夏季的蛇又是从哪来的呢？所以这样的想法显然是不对的，这是由于蛇进行了冬眠，躲在土洞里休眠度过不利的环境，等到温度升高再苏醒出来活动。两栖类的蛙和蟾蜍在水底或者洞穴中冬眠等。夏眠的动物多见于无脊椎动物，以蜗牛最为常见。蜗牛休眠会在树根下的洞穴作为休眠场所，用一层混有石灰的黏膜把贝壳的口封住，防止水分散失，也防止外来物的入侵。又如南美肺鱼，在干旱季节，由以鳃呼吸变为以鳔呼吸，鳔就类似于它的肺，因此称它为肺鱼，进入夏眠的肺鱼代谢降低，行动迟缓，若整年雨水充足则不会进入夏眠。恒温动物的休眠分为两种类型：A冬眠恒温动物。最大限度是减少能量消耗，代谢速率降低，心跳和呼吸频率大大减少，热产生降低，体温下降，平均体温约高于外界温度1℃，外界温度一直下降，它们的体温也会跟着下降，成为变温动物，但当体温下降到接近冰点时，就会激醒，以免冻死，如黄鼠和蝙蝠等。B冬天深睡形式进行冬眠，体温变化不大，与平常相比只是下降1℃左右，又称“假冬眠”，如熊、貉等。休眠现象是对温度的适应，也是对食物短缺的适应。2.2形态变化2.2.1植物对低温的适应表现：北极和高山植物的芽及叶片常有油脂类物质保护，芽具有鳞片，植物器官的表面盖有蜡粉和密毛，树皮有较发达的木栓组织，植株矮小，常呈匍匐状、垫状或莲座状。植物对高温的适应表现：有些植物体表具有密的绒毛和鳞片，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，使植物体温不至增加太高太快；有些树干根茎附近有很厚的木栓层，有隔热保护作用；有些植物叶片垂直排列，或在高温下叶片折叠，减少光线直射面积，避免植物体遭受伤害。温度影响动物生长速率和动物形态。影响大小：同类动物生长在寒冷地区的比生长在温热地区的个体要大，个体大脂肪厚有利于保温，个体小有利于散热——贝格曼定律。例如，我国东北虎比华南虎大，北方野猪比南方野猪大。分布在南半球的企鹅也有类似的情况，纬度越高，温度越低，企鹅个体越大。这或许就是南北方个体大小身高差异的原因之一。欧美地区人比亚洲人要个头大。影响器官发育：恒温动物身体突出部分如四肢、外耳和尾巴等，生活在低温环境中的有变小变短的趋势，这是减少散热的适应，而在高温环境中有变大变粗的趋势。如北极狐、赤狐和非洲大耳狐。2.3生理行为方面的变化植物：植物生活在低温环境中，细胞中水分减少，细胞汁浓度提高；细胞液内淀粉水解，糖类逐渐累积。同时由于气温降低，代谢速率降低、生长减慢、糖类物质消耗减少，使细胞液的渗透压提高，减少细胞向细胞间隙脱水。细胞内糖类、脂肪和色素等物质的增加，能降低植物的冰点，防止原生质萎缩和蛋白质的变形凝固。在高温环境，植物一方面降低细胞含水量，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，另一方面通过旺盛的蒸腾作用散发热量，避免植物体过热受害，另外有些植物具有反射红外线的能力，夏季反射的红外线比冬季多，也是避免高温受伤的适应。动物对高温环境的生理行为适应：夏眠、穴居、白天躲入洞中夜晚出来活动等。在高温情况动物会暂时吸收并储存热量使体温升高，而后躲在阴凉处时或环境改善时再把体内的热量释放出去，体温随之下降。（变温动物）三、水因子的生态作用与生物适应1、水因子对生物生存的影响水是生物生存的重要条件。A水是生物体的组成成分。B水是很好的溶剂，许多元素都需要在水溶液中被生物吸收和运转。C水是新陈代谢的直接参与者。D水是光合作用的原料，是生命现象的基础。E水有较大的比热容，当环境温度剧烈变化时，它可以起到调节体温的作用。F水能维持细胞和组织的紧张度，使生物保持一定的状态，维持正常生活。2、水对动植物生长发育的影响最高、最适和最低三个基点。低于最低点，植物因缺水而萎蔫、停止生长；高于最高点，根系缺氧窒息、烂根。种子萌发时，需要较多的水分，因为水能软化种皮，增强透性，使呼吸加强。同时水能使种子内原生质从凝胶状态变为溶胶状态，增强生理活性，使种子萌发。同学们会有这样的印象，以黄豆为例，切开新鲜的黄豆，用手触摸切面，会感觉粘粘的一层物质，而对于干黄豆种子，切开这样粘稠的物质就很少。水分还会影响其他生理活动：在子狐物语萎蔫前，蒸腾量减少到正常水平的65%时，同化产物减少到正常的55%，相反，呼吸却增加到正常水平的62%，导致生长停止。水分对动物生长发育的影响：水分不足时会引起动物的滞育或休眠。例如一些水生昆虫，雨季密度很高，雨季一过就进入滞育期，等到雨季再次到来时，又开始繁殖。动物周期性繁殖也与降水季节密切相关。如澳洲鹦鹉遇到干旱就停止繁殖。3、水与动植物分布和数量根据地理纬度、海陆位置、海拔高度的不同，各地降水也不均匀。根据雨量不同讲我国分为3个雨量区：湿润森林区、干旱草原区和荒漠区。同一山体迎风坡和背风坡也不同。生物适应：4、植物对水因子的适应根据对水分的需求量和依赖程度，可把植物划分为水生植物（沉水植物、中生植物、挺水植物）和陆生植物（湿生植物、中生植物、旱生植物）5、动物对水因子的适应