第二章生物与环境.ppt

第二章生物与环境
限制因子法则
在众多的环境因素中，任何接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因素，称作限制因子。
限制因子概念的主要价值是：掌握了研究生物与环境复杂关系的钥匙，因为，一旦找到了限制因子，吸收红光和蓝光。
影响光照的因素
1. 空间和时间因素的影响
影响地表光照强度和日照长度空间变化的因素包括地理纬度、海拔高度、地形、坡向和坡度等, 时间因素则指年际、季节、朔望及昼夜的变化。
光照强度在赤道地区最大，随纬度的增加而减弱，随海拔高度的增加而增强。夏季光照强度最大, 冬季最弱。
日照长度是指白昼的持续时数或太阳的可照时数。
短波光随纬度增加而减少，随海拔升高而增加。
2. 大气状况的影响
/（cm2·min）, 称为太阳常数。当太阳辐射通过大气层到达地表之前, 一部分被反射回宇宙空间, 一部分被吸收，一部分被散射。
大气中的各种成分包括H2O、CO2、O2、O3和尘埃等, 对太阳辐射的吸收较多，且各自具有一定的选择性。水汽是太阳辐射能极重要的吸收介质, 吸收量亦多。 大气分子、水汽分子、小水滴以及灰尘杂质还能反射太阳辐射 。
3. 水介质对光照的影响
水介质能反射和吸收光线，水介质反射的光线波长在420～550nm之间, 因此, 水体多呈淡绿色；湖水以黄绿光占优势；深水多呈蓝色；海洋以微弱的蓝绿光为主。水对长波光的吸收很多，长波光在水的表层就被吸收，短波光及紫外辐射则能透入水体数米至20m深处。水中的溶质及悬浮颗粒以及浮游生物等，均能加强对光的吸收、反射及散射。
4. 植物对光照的影响
照在植物叶片上的光，约70%被叶子吸收, 20%被叶面反射，通过叶片透射的光为10%左右。
叶片吸收、反射和透射光的能力因其厚薄、构造和绿色的深浅以及叶表面的性状而异, 其作用强度则取决于光的波长。
树冠叶子相互重叠, 阳光通过树冠，强度逐渐减弱。在浓密的植物群落中是很阴暗的，光照强度往往成为限制某些生物存在的因素。
光的生态作用
1. 光对植物的生态作用
光是光合作用能量的来源。
黄化现象。
光照强度对植物繁殖影响很大，植物花芽分化形成时, 若光照不足, 会导致芽数减少或发育不良, 甚至早期死亡。在开花期和幼果期, 如果光照减弱, 也会引起结实不足或果实发育中止。
光因子还影响果实的品质, 如苹果、梨、桃等在强光下能增加果实的含糖量和耐贮性。光照强，花色素形成也多，果实外表着色良好。
植物的生长发育是在日光的全光谱照射下进行的，但不同光谱成分对植物的光合作用、色素形成、向光性及形态建成的诱导等影响是不同的。
植物吸收红、橙光最多，红光能促进叶绿素的形成；绿光则很少被吸收利用；紫外线能抑制茎的伸长；紫外光有致死作用，在波长340～240nm辐射下, 杀菌力强。红外线和可见光中的红光部分能增加植物体的温度, 影响新陈代谢的速率。
当植物营养生长到花原基形成期, 日照长度对植物往往有决定性的影响。
开花与光周期有关, 在光期和暗期中, 对于诱发花原基形成起决定作用的是暗期的长短，某些植物必须在超过某一临界暗期的情况下才能开花。
日照长短对于许多植物的休眠、落叶与地下贮藏器官的形成等方面，也有显著的影响。短日照可以促使植物进入休眠状态，而长日照则通常促进营养生长。
2. 光因子主导的植物生态类型
根据植物对光照强度的适应特征，可以把植物分为三大生态类型：
阳性植物是在强光环境中才能生长健壮, 在隐蔽和弱光条件下生长发育不良的植物。
阴性植物是在较弱的光照条件下生长良好的植物，多见于潮湿、背阴的地方或林下。
耐阴植物则介于上述两类之间。它们在全日照下生长最好，但也能忍耐适度的荫蔽，或是在生育期间需要较轻度的遮荫。
在一定范围内，植物随着光照强度的逐渐增大，光合作用的速率逐渐加快，当光照强度达到一定限度时，光合作用不再加快，这时的光照强度称为光饱和点。
在一定范围内降低光照强度时，光合能力也随之下降，当光照强度降到植物的光合强度和呼吸强度相等时，这时的光照强度就称为光补偿点。
在植物生长发育的不同阶段，光饱和点也不相同，一般在苗期和繁殖后期光饱和点低，而在生长盛期光饱和点高。
依据植物开花过程对日照长度的要求，可将植物区分为长日照植物和短日照植物。植物在开花前需经一个阶段长日照（12～14小时）者为长日照植物；需经一个阶段短日照（8～10小时）者为短日照植物。
一般来说, 短日照植物起源和分布于热带和亚热带地区, 长日照植物多起源和分布于温带或寒温带地区，不同地区长日照与短日照植物种类分布的比例随纬度的高低而有规律地变化。
在农林生产及植物引种时应特别注意植物对日照要求的生物学特性。