城市生態(tài)學第5章楊敏光-水-空氣和風

1、第五章 生態(tài)因子與植物的生長發(fā)育,西藏林芝 高與矮,四川職業(yè)養(yǎng)蜂人 追逐花期,麥客 候鳥式,湖北十堰 香菇中的王者,貴州雷山 一年一次,福建泉州出口海外,第1節(jié) 光對植物生長發(fā)育及形態(tài)的影響 第2節(jié)  溫度對植物的影響

2、 第3節(jié)  植物生活中的水分 第4節(jié) 空氣與風在植物生活中的意義 第5節(jié)  植物與土壤,植物的生長發(fā)育受晝夜長短、溫度變化、水分及養(yǎng)分供應等狀況的影響，植物的生理和形態(tài)也表現(xiàn)出對影響因子的適應。,第1節(jié) 光對植物生長發(fā)育及形態(tài)的影響,光的生態(tài)意義光對植物的生態(tài)作用,光照強度的生態(tài)作用及植物的生態(tài)適應光質的生態(tài)作用日照長度的生態(tài)作用,太陽能是地球一切生物能量的源泉太陽輻射為維持生命的環(huán)境創(chuàng)

3、造了必要的條件。,光合作用的過程,意義 制造有機物 太陽能轉換成化學能 不斷向大氣補充氧氣實質 將光能轉變成化學能,一、光照強度的生態(tài)作用及植物的生態(tài)適應,CO2+2H2O 光能 CH2O+O2+H2O 綠色植物,,,,,,,糖,其

4、他有機化合物,淀粉,纖維素,細胞呼吸,CO2,,,,,,,,O2,H2O,葉綠體,C 反應,光反應,三C糖(PGA),光,光合作用,GAP,1、光強的生態(tài)作用,光強與植物的形態(tài)建成(樹高、向性)光強與植物的發(fā)育光強與植物的光合作用 光補償點光飽和點光抑制光呼吸,氣體交換,,2、光與植物形態(tài)建成,光照在植物的向性、感性運動及測時等方面均有一定的效應。如：葵花向太陽、睡蓮隨著太陽落下花朵會漸漸關閉。,3、植物對光強的適應類型,,

5、陽性植物和陰性植物的比較,,陽性植物與陰性植物，呼吸作用（a）、光補償點（b）和光飽和點（c）,樹種耐蔭性,樹木體形高大，在群落中總處于上層，因而皆可在全光照下健壯生長發(fā)育。但不同樹種對光的適應范圍不等，特別是對弱光的適應能力有顯著差異，其中，幼樹對光強適應能力的差異較為顯著。因此，樹種沒有典型的陰性樹種，只有耐蔭樹種 陽性樹種 中性樹種。樹種耐蔭性主要指樹種忍耐庇蔭的能力。,樹種耐蔭性

6、的特征 1,（1）林冠下更新能力 陽性樹種不能在林冠下更新，中性樹種在林冠下可見到較多幼苗，但幼樹較少。耐蔭樹種能在林冠下更新，如無其它因素干擾，在林冠下可見成片幼苗幼樹，而在空曠地鮮見。因此，陽性樹種是跡地、空曠地更新樹種， 耐蔭樹種是林冠下更新樹種。,（1）林冠下更新能力（2）生長發(fā)育特點（3）樹木的形態(tài)結構,樹種耐蔭性的特征 2,（2）生長發(fā)育特點。陽性樹種生長較快，成熟早，但壽命較短，呼吸作用

7、和蒸騰作用均較強，光補償點和光飽和點較高，較耐干旱與瘠薄土壤。林木分化及自然稀疏較強，林分不穩(wěn)定，易被耐蔭樹種替代耐蔭樹種生長較慢，成熟較遲，但壽命較長，光補償點和光飽和點均較低。喜肥沃、濕潤土壤。林木分化及自然稀疏較弱，林分相對較穩(wěn)定。,樹種耐蔭性的特征 3,（3）樹木的形態(tài)結構。陽性樹種一般葉色較淡，葉層薄，換葉期較短；自然整枝高，易發(fā)生偏冠。樹皮較厚，根系發(fā)達，扎根較深。耐蔭樹種葉色較深，葉的續(xù)存期較長。自然整枝低，樹冠較圓

8、滿。樹皮較薄，根系一般較淺。,影響樹種耐蔭性的因素,樹種耐蔭性實質是樹木有效利用弱光的能力。取決于樹種的遺傳性，但在一定程度上受樹木的年齡狀況和環(huán)境條件的影響。,二、光質的生態(tài)作用及生物的適應,x射線和γ射線紫外線可見光紅外線微波和無線電波,紫外線及其生態(tài)作用,紫外線的生態(tài)作用由于其具有高能量，紫外線有殺傷生物的作用紫外線參與動物體內維生素D的合成參與植物的形態(tài)建成，誘導向光性及色素形成臭氧層對紫外線的吸收當光穿過大氣

9、時，紫外線大部分被臭氧層吸收，使生物避免紫外線的傷害?？諝庵械奈廴疚铮ㄈ缏确鸁N類）會通過化學反應破壞臭氧層，使地球上一些地區(qū)尤其是高緯度地區(qū)形成臭氧層漏洞。,紅外線及其生態(tài)作用,增熱效應溫室效應（greenhouse effect）的產(chǎn)生,可見光及其生態(tài)作用,紅（760-620nm）橙（620-590nm）黃（590-560nm）綠（560-510nm）青（510-490nm）藍（490-460nm）紫（460-380n

10、m）,可見光與光合作用,生理有效輻射 能被植物光合作用所吸收利用的光輻射稱為生理有效輻射或光合有效輻射。 紅橙光 藍紫光生理無效光 綠光在植物的光合作用中很少被吸收，因此又稱綠光為生理無效光。 這是因為綠色葉子對綠光反射和透射的結果。,光質的生態(tài)作用,,,三、日照長度的生態(tài)作用,光周期與植物的開花光周期 一天中，白天和黑夜的相對長度稱為光周期。光周期現(xiàn)象（phot

11、operiodism） 植物需要長夜短晝才能開花結實，而另一些植物則相反，需要短夜長晝才能開花結實。這種現(xiàn)象叫光周期現(xiàn)象。,人們根據(jù)光周期現(xiàn)象將植物分為：,長日性植物：要求較長的白晝和較短黑夜，才能開花結實。農作物中有小麥、大麥、馬鈴薯等。短日性植物：要求較長黑夜的和較短白晝，才能開花結實。農作物中有玉米、棉花、水稻等。中日性植物：對光照時間反應不敏感。農作物中有蕎麥、茄子、黃瓜等。,三種主要光周期反應類型,長日植物農作物：要求

12、在14個小時以上的光照才能開花結果。蔬菜作物：要求在14個小時以上的光照?；ɑ茏魑铮阂笤?2個小時以上的光照才能開花。,小麥、大麥、黑麥、油菜、菠菜、蘿卜、白菜、甘藍、芹菜、甜菜、胡蘿卜、金光菊、山茶、杜鵑、桂花、天仙子等,short days,long days,長日照,短日照,農作物：要求在13個小時以下的光照才能開花結果。水稻、玉米、大豆蔬菜作物：要求在12個小時以下的光照才能開花結果。豇豆、茼蒿、扁豆、刀豆花卉作物：要

13、求在12個小時以下的光照才能開花。菊花,短日照植物：水稻、玉米、大豆、高梁、豇豆、茼蒿、扁豆、刀豆、蒼耳、紫蘇、大麻、黃麻、草莓、煙草、菊花、秋海棠、臘梅、日本牽牛等,短日性植物,,日中性植物成花對日照長度不敏感，在任何長度的日照下均能開花。農作物有：黃瓜、茄子、番茄、辣椒、菜豆、棉花花卉作物：君子蘭、向日葵、蒲公英等。,限光性植物：只能在一定的光照范圍內才能開花結果。如甘蔗只能在約13個小時的光照條件下才能開花，日照長或日照短都

14、不能開花結果。,植物的光周期在生產(chǎn)上的重要意義：1、緯度相近地區(qū)，日照條件基本相同，引種成功的可能性較大。2、短日照植物南種北引，開花期推后，生育期會延長； 北種南引，生育期會縮短，開花期提前。3、長日照植物北種南引，開花期推后，生育期會延長；南種北引，生育期會縮短，開花期提前。4、對于收獲果實和種子的作物在引種時必須考慮引進后能否適時開花結實，否則就會導致顆粒無收。①長日照植物 南種北引：生育期縮短 → 引遲熟種　

15、 北種南引：生育期延長 → 引早熟種②短日照植物 南種北引：生育期延長 → 引早熟種 北種南引：生育期縮短 → 引遲熟種,（二）光與種子萌發(fā),植物種子萌發(fā)的必要條件:水分、溫度及氧氣。 有些植物種子的萌發(fā)對光敏感。一些植物種子在短時間的光照下能促進萌發(fā)，而連續(xù)光照則起抑制作用。這些特性皆有利于各種植物適應所處的環(huán)境，有助于種

16、的延續(xù)。,促進抑制,,,2.光周期反應與植物光敏色素,在暗期中用短暫光照中斷連續(xù)暗期即“黑夜中斷現(xiàn)象”，可使大多數(shù)長日照植物開花，而使大多數(shù)短日照植物不開花。但利用“白晝中斷”處理，效果卻很小或無任何效應。 中斷黑夜最有效的光是紅光（0.66μm），而遠紅光（0.73μm）則可消除紅光的作用，表明植物光敏色素參于植物光周期反應。 紅光（0.66μm） Pr

17、 Pfr 遠紅光（0.73μm）,,,(二）光周期與植物休眠,低溫與短日照往往是誘導芽休眠的主要因素?？s短每日的日照時數(shù)可誘導芽休眠，而延長日照時數(shù)則將阻止芽休眠、延長營養(yǎng)生長時間。大多數(shù)木本植物對光周期的感受器官是葉子。,第3節(jié)   植物生活中的水分,一、植物生長發(fā)育與水二、植物對水分的適應類型,一、 植

18、物生長發(fā)育與水,（一）水在植物生活中的重要性 ( 二）植物體的水分平衡 (水 根 植物體 大氣)（三）植物對水分的需要 (植物每合成1克干物質平均消耗水量稱為蒸騰系數(shù)或蒸騰比)（四）植物與水分虧缺 影響細胞的水合作用與代謝過程，使分生組織停止活動、細胞分裂及擴大受阻,1.植物體的組成成分2.水是各種反應的溶劑及原料3.水的膨壓維持植物形狀4.物質、元素的流通

19、載體5.穩(wěn)定植物體溫,,,,,,,二、植物對水分的適應類型,根據(jù)植物對水分的依賴和適應程度，可將植物分為水生植物和陸生植物兩大類。（一） 水生植物 ：這類植物的植株全部或部分地著生于水體之中。根據(jù)它們在水中著生的特點，可分為沉水植物、浮水植物和挺水植物。 （二） 陸生植物：這類植物皆著生在陸地上，根據(jù)適生環(huán)境的水分狀況，可分為濕生植物、中生植物及旱生植物。,,蘆葦,香蒲,千屈菜,水蔥,大花玉蟬花,慈姑,,鳳眼蓮

20、、野菱、王蓮 睡蓮、芡實,,大聚藻,金魚藻,菹草,苦草,濕生植物,水鱉,紅蓼,旱生植物,車前草,白茨,沙棗,第4節(jié) 空氣與風在植物生活中的意義,一、 空氣成分與植物干燥空氣按容積計，其中氮約占78%，氧21%，氬1%，此外還有0.03%左右的二氧化碳和一些其他稀有氣體。氮是綠色植物生長發(fā)育中不可缺少的元素。盡管空氣中含量很高，但一般不能被綠色植物直接從空氣中獲取。氧和二氧化碳是與綠色植物光合作用和呼吸作用緊密聯(lián)系的氣體，它

21、們對植物有極為重要的意義。,,二、風與植物,風是重要的生態(tài)因子，對植物的生長、繁殖有直接和間接影響。1很多植物包括大多數(shù)樹種是風媒花，依靠風力傳粉。2很多植物的果實與種子也是靠風力傳播。這些植物種子一般小而輕，具有飄浮的輔助結構。3風可以調節(jié)植物周圍空氣中的水汽、溫度和CO2含量。4風能加強蒸騰作用，大風往往會使植物失水，破壞體內水分平衡或使氣孔關閉。長期處于強風下，樹木易矮化，產(chǎn)生旗形樹冠。5強風可使樹木受損傷。木材脆軟或有