同的光强生态类型： 阳性植物(heliophytes)在强光下才能生长发有良好，而在荫蔽和弱光下生长发有不良 的植物。阳性植物活应干强光昭地风生话，一船在水、热多件话合的情况下，不存在光昭村 强的问题。这类植物多生长在旷野、路边，森林中的上层乔木 草原及荒漠中的早生、超早 生植物，高山植物及多数大田作物等均属此类型。如蒲公英、蓟、松、杉、栓皮栎、杨、柳 桦、愧等树种，药材中的甘草膜荚黄芪、芍药等也属于阳性植物，还有一般的农作物大多也 是阳性植物。 阴性植物(sCⅰophytes)需要在较弱的光照条件下生长，不能忍耐高强度光照的植物 这类植物多生长在潮湿背阴或密林的下部，生长季节的生境往往较湿润，常见种类有苔藓类 部分赋类、 连钱草 、观音座莲、铁杉、紫果云杉、红豆杉、热带相思树下的咖啡、亚热带地 区山林中的茶树等，很多药用植物如人参、三七、半夏和细辛等也属此类型。 耐阴植物(shade plants)介于上二类之间的植物，它们在全日照下生长最好，既可以 在强光下良好生长，又能忍受不同程度的遮荫，对光照具有较广的适应能力。常见的许多叶 类、 一些豆科植物即属此类。耐阴的树种有云杉、侧柏、胡桃等：药用植物如桔梗、党参 沙参 、肉桂等也 书属于耐阴植 日照长度的变化对植物具有重要的生态作用，由于分布在地球各地的植物长期生活在名 自光周期环境中，在自然选择和进化中形成了各类生物所特有的对日照长度变化的反应方式， 这就是生物中普遍存在的光周期现象(photoperiodism或photoperiodicity)。例如植物的 开花结果、落叶及休眠等是对日照长短的规律性变化的反应。 根据对日照长度的反应类型可把植物分为长日照植物、 短日照植物、日中性植物和中日 照 4种类 长日照植物(long day plant):是在日照时间超过一定数值才能进行生殖诱导并开花的 植物，否则只进行营养生长，不能进行生殖生长的转化。较常见的长日照植物有牛蒡、紫莞、 风仙花和除虫菊等，作物中有冬小麦、大麦、油菜、菠菜、甜菜、甘蓝和萝卜等。人为延长 short day plant :通常是在日照时间短 定数值才刀 ,否则，在长日 照下就只进行营养生长，这类植物通常是在早春或深秋开花。常见种类有牵牛、苍耳和菊类， 作物中则有水稻、玉米、大豆、烟草、麻、棉等。 中日照植物(dav1 ntermediate plant):昼夜长度接近相等时才开花的植物，甘蔗是这 类植物的典型代表，只有在每天12.5h的光照下才能开花，否则不能开花 日中性植物 neutral lant 这类植物 不受日照长度的影响 ,只要其他条件 合适，在任意日长条件下都能开花，如黄瓜、番薯、四季豆和蒲公英等 植物光周期特性与植物起源和原产地密切相关，一般认为短日照植物起源于低纬地区（南 方)，长日照植物起源于高韩地区（北方）。了解植物的光周期现象对植物的引种到化工作非常 重要，引种前必须特别注意植物开花对光周期的要求。园艺工作者也常利用光周期现象人为 控制开花时间 以便满足观赏需要 2.光对动物的生态作月 光质中的可见光对动物的生殖、体色变化、迁徙、毛羽更换等生长发育都有影响。如春 天生殖的鸟兽，光可促进其生殖腺机能活跃：把一种蛱蝶培养在光照和黑暗的环境中，则生 长在光照环境中的蛱埋体色变漆，而生长在思暗中的续埋，身色发暗，其幼虫和蛹在光照与 黑暗的环境中，体色也有类似的变化。另外，不可见光对动物也有多方面的影响，如昆虫对 紫外光产 自光性 强紫外光还具有致死作用，波长360m即开始有杀作用，340-240m 的被长下，可使细菌、真菌、线虫的卵和病毒等停止活动，200-300m辐射下，杀伤力最强， 24
24 同的光强生态类型： 阳性植物(heliophytes) 在强光下才能生长发育良好，而在荫蔽和弱光下生长发育不良 的植物。阳性植物适应于强光照地区生活，一般在水、热条件适合的情况下，不存在光照过 强的问题。这类植物多生长在旷野、路边，森林中的上层乔木，草原及荒漠中的旱生、超旱 生植物，高山植物及多数大田作物等均属此类型。如蒲公英、蓟、松、杉、栓皮栎、杨、柳、 桦、槐等树种，药材中的甘草膜荚黄芪、芍药等也属于阳性植物，还有一般的农作物大多也 是阳性植物。 阴性植物(sciophytes) 需要在较弱的光照条件下生长，不能忍耐高强度光照的植物。 这类植物多生长在潮湿背阴或密林的下部，生长季节的生境往往较湿润，常见种类有苔藓类、 部分蕨类、连钱草、观音座莲、铁杉、紫果云杉、红豆杉、热带相思树下的咖啡、亚热带地 区山林中的茶树等，很多药用植物如人参、三七、半夏和细辛等也属此类型。 耐阴植物(shade plants) 介于上二类之间的植物，它们在全日照下生长最好，既可以 在强光下良好生长，又能忍受不同程度的遮荫，对光照具有较广的适应能力。常见的许多叶 菜类、一些豆科植物即属此类。耐阴的树种有云杉、侧柏、胡桃等；药用植物如桔梗、党参、 沙参、肉桂等也书属于耐阴植物。 日照长度的变化对植物具有重要的生态作用，由于分布在地球各地的植物长期生活在各 自光周期环境中，在自然选择和进化中形成了各类生物所特有的对日照长度变化的反应方式， 这就是生物中普遍存在的光周期现象（photoperiodism 或 photoperiodicity）。例如植物的 开花结果、落叶及休眠等是对日照长短的规律性变化的反应。 根据对日照长度的反应类型可把植物分为长日照植物、短日照植物、日中性植物和中日 照植物 4 种类型： 长日照植物（long day plant）:是在日照时间超过一定数值才能进行生殖诱导并开花的 植物，否则只进行营养生长，不能进行生殖生长的转化。较常见的长日照植物有牛蒡、紫菀、 凤仙花和除虫菊等，作物中有冬小麦、大麦、油菜、菠菜、甜菜、甘蓝和萝卜等。人为延长 光照时间可促使这些植物提前开花。 短日照植物(short day plant):通常是在日照时间短于一定数值才开花，否则，在长日 照下就只进行营养生长，这类植物通常是在早春或深秋开花。常见种类有牵牛、苍耳和菊类， 作物中则有水稻、玉米、大豆、烟草、麻、棉等。 中日照植物（day lntermediate plant）:昼夜长度接近相等时才开花的植物，甘蔗是这 类植物的典型代表，只有在每天 12.5 h 的光照下才能开花，否则不能开花。 日中性植物（day neutral plant）:这类植物开花不受日照长度的影响，只要其他条件 合适，在任意日长条件下都能开花，如黄瓜、番薯、四季豆和蒲公英等。 植物光周期特性与植物起源和原产地密切相关，一般认为短日照植物起源于低纬地区(南 方)，长日照植物起源于高纬地区(北方)。了解植物的光周期现象对植物的引种驯化工作非常 重要，引种前必须特别注意植物开花对光周期的要求。园艺工作者也常利用光周期现象人为 控制开花时间，以便满足观赏需要。 2．光对动物的生态作用 光质中的可见光对动物的生殖、体色变化、迁徙、毛羽更换等生长发育都有影响。如春 天生殖的鸟兽，光可促进其生殖腺机能活跃；把一种蛱蝶培养在光照和黑暗的环境中，则生 长在光照环境中的蛱蝶体色变淡，而生长在黑暗中的蛱蝶，身色发暗，其幼虫和蛹在光照与 黑暗的环境中，体色也有类似的变化。另外，不可见光对动物也有多方面的影响，如昆虫对 紫外光产生趋光性，强紫外光还具有致死作用，波长 360 nm 即开始有杀菌作用，340-240 nm 的波长下，可使细菌、真菌、线虫的卵和病毒等停止活动，200-300 nm 辐射下，杀伤力最强
能杀死空气中、水面和各种物体表面的微生物，这对抑制白然界的传染病原体是极为重要的 光强对动物生长发有、繁殖和形态分化也有一定的影响。光虽不作为动物能量的直接来 源，但作用于动物的时空定向、诱导视觉和神经系统、调节激素和内分泌水平。如蛙卵及有 些鱼卵在有光照的情况下孵化快，发育也快： 而生活在海洋深处的生物则在黑暗情况下长的 较快。在连续有光或无光条件下，蚜虫产生的多为无翅个体，在光暗交替条件下，则产生较 多的有翅个体。动物早晨开始鸣叫与光强有关，如麻雀在光强为0.1~45Lx开始鸣叫： 种蚱蝉在夏季气温高于14℃，光强为0.8一6Lux时开始鸣叫。人类及哺究动物的身体健康也 需要一定强度光照，皮肤在光照下才能产生维生素D,光照不足则因缺乏维生素D影响钙的吸 收而患佝優病。光强是影响动物行为的重要生态因子，很多动物的活动都与光强有若密切的 关系。有些动物适应于白天强光下活动，如大多数鸟类、哺乳动物中的灵长类、有蹄类、松 鼠，爬行动物中的断蜴和昆虫中的蝶类、蝇类等，这些动物被称为昼行性动物。昼行性动物 所能耐受的日照范围较广，故又称广光性动物。而另一些动物则适应于夜晚或早晨昏的弱光 下活动，加馆辐、家鼠、夜密和饿举等，这些动物被称为夜行性动物或晨昏性动物。因其话 应的光强范围很窄，故称狭光性动物， 还有一些动物既能适应弱光也能适应强光 它们白天 黑夜都能活动，如很多种类的田鼠，它们也属于广光性种类 在脊椎动物中，鸟类的光周期现象最为明显，很多鸟类的迁徙都是由日照长短的变化所 引起。如夏侯鸟的杜鹃和家燕，春季由南方飞到北方繁殖，冬季南去越冬：冬候鸟的大雁， 冬季飞来裁冬，春季北去繁殖。同样，名种鸟类每年开始生殖的时间也是由日照长度的变化 决定的。在鸟类生殖期间人为改变光周期可以控制鸟类的产卵量】 人类采取在夜晚给予人工 光照提高母鸡 长度的变化对 乳动物生 殖和换毛与换羽也具有 分明显的影响 很多野生哺乳动物（特别是生活在高纬度地区的种类）都是随者春天日照长度的逐渐增加而于 始生殖，如雪绍、野兔和刺猬等，这些动物可称为长日照动物。与此相反还有一些动物总是 随着秋天短日照的到来而进入生殖期，它们的幼仔在春天条件最有利时出生，如绵羊、山羊 和鹿，这些动物属干短日昭动物。温带和寒带地区，大部分兽于春秋两季换毛，许多每 换羽一次， 少数种检 晚证 鸟兽的换羽和换毛是受光周期调控的， 它使动 好地适应于环境的温度变化。鱼类的迁移活动也常常表现出光周期现象 特别是生活在光照 充足的表层水的鱼类。光周期的变化通过影响内分泌系统而影响鱼类的迁移，例如三刺鱼。 另外昆虫的冬眠和滞育也主要与光周期的变化有关。 (二)温度及其生态作用 温麻生金活动不可 的因素，任何生 都在一定温度环境中生存， 受温度的高低 极端温度 积温 变温（温差） 温度节律变 等影响 ,地球表面的温度总 化的 空间上它随纬度、海拔高度、生态系统的垂直高度和各种小生境而变化：在时间上它有一年 的四季变化和一天的任夜变化。温度的这些变化都能给生物带来多方面和深多刻的影响，生物 也在一定的温度环境下，在长期讲化中形成相应的祖度特性。 1.“三基点”温度 的生物化学过程必须 定的温度范围内才能正常进行 温度影响生物的新 代谢。这是因为酶的活性高低与温度存在密切的关系，在一定起点温度以上酶才开始表现活 性，并在一定温度范围内酶的活性与温度呈正相关。当到达某一温度时酶的活性达到最高， 此时生物的生命活动最旺盛，此温度称最适温度。温度再升高酶活性则下降，达到一最高温 度时便失去酶活性。同样，温度降低，酶活性也随者降低，直到每一最低温度时失去酶活性 最低温度、 最适温度和 最高温度利 为酶话性 ,也称为生物生长的“兰 温度 当环境温度高于生物的最高临界温度，或低于生物的最低临界温度点，生命活动就受到
25 能杀死空气中、水面和各种物体表面的微生物，这对抑制自然界的传染病原体是极为重要的。 光强对动物生长发育、繁殖和形态分化也有一定的影响。光虽不作为动物能量的直接来 源，但作用于动物的时空定向、诱导视觉和神经系统、调节激素和内分泌水平。如蛙卵及有 些鱼卵在有光照的情况下孵化快，发育也快；而生活在海洋深处的生物则在黑暗情况下长的 较快。在连续有光或无光条件下，蚜虫产生的多为无翅个体，在光暗交替条件下，则产生较 多的有翅个体。动物早晨开始呜叫与光强有关，如麻雀在光强为 0.1～45 Lux 开始呜叫；一 种蚱蝉在夏季气温高于 14℃，光强为 0.8—6 Lux 时开始呜叫。人类及哺乳动物的身体健康也 需要一定强度光照，皮肤在光照下才能产生维生素 D，光照不足则因缺乏维生素 D 影响钙的吸 收而患佝偻病。光强是影响动物行为的重要生态因子，很多动物的活动都与光强有着密切的 关系。有些动物适应于白天强光下活动，如大多数鸟类、哺乳动物中的灵长类、有蹄类、松 鼠，爬行动物中的蜥蜴和昆虫中的蝶类、蝇类等，这些动物被称为昼行性动物。昼行性动物 所能耐受的日照范围较广，故又称广光性动物。而另一些动物则适应于夜晚或早晨昏的弱光 下活动，如蝙蝠、家鼠、夜鹰和蛾类等，这些动物被称为夜行性动物或晨昏性动物。因其适 应的光强范围很窄，故称狭光性动物。还有一些动物既能适应弱光也能适应强光，它们白天 黑夜都能活动，如很多种类的田鼠，它们也属于广光性种类。 在脊椎动物中，鸟类的光周期现象最为明显，很多鸟类的迁徙都是由日照长短的变化所 引起。如夏侯鸟的杜鹃和家燕，春季由南方飞到北方繁殖，冬季南去越冬；冬候鸟的大雁， 冬季飞来越冬，春季北去繁殖。同样，各种鸟类每年开始生殖的时间也是由日照长度的变化 决定的。在鸟类生殖期间人为改变光周期可以控制鸟类的产卵量，人类采取在夜晚给予人工 光照提高母鸡产蛋量。日照长度的变化对哺乳动物生殖和换毛与换羽也具有十分明显的影响。 很多野生哺乳动物(特别是生活在高纬度地区的种类)都是随着春天日照长度的逐渐增加而开 始生殖，如雪貂、野兔和刺猬等，这些动物可称为长日照动物。与此相反还有一些动物总是 随着秋天短日照的到来而进入生殖期，它们的幼仔在春天条件最有利时出生，如绵羊、山羊 和鹿，这些动物属于短日照动物。温带和寒带地区，大部分兽于春秋两季换毛，许多鸟每年 换羽一次，少数种类换两次。实验证明，鸟兽的换羽和换毛是受光周期调控的，它使动物更 好地适应于环境的温度变化。鱼类的迁移活动也常常表现出光周期现象，特别是生活在光照 充足的表层水的鱼类。光周期的变化通过影响内分泌系统而影响鱼类的迁移，例如三刺鱼。 另外昆虫的冬眠和滞育也主要与光周期的变化有关。 （二）温度及其生态作用 温度是生命活动不可缺少的因素，任何生物都在一定温度环境中生存，受温度的高低、 极端温度、积温、变温(温差)、温度节律变化等影响。地球表面的温度总是不断变化的，在 空间上它随纬度、海拔高度、生态系统的垂直高度和各种小生境而变化；在时间上它有一年 的四季变化和一天的昼夜变化。温度的这些变化都能给生物带来多方面和深刻的影响，生物 也在一定的温度环境下，在长期进化中形成相应的温度特性。 1．“三基点”温度 生物体内的生物化学过程必须在一定的温度范围内才能正常进行。温度影响生物的新陈 代谢。这是因为酶的活性高低与温度存在密切的关系，在一定起点温度以上酶才开始表现活 性，并在一定温度范围内酶的活性与温度呈正相关。当到达某一温度时酶的活性达到最高， 此时生物的生命活动最旺盛，此温度称最适温度。温度再升高酶活性则下降，达到一最高温 度时便失去酶活性。同样，温度降低，酶活性也随着降低，直到每一最低温度时失去酶活性。 最低温度、最适温度和最高温度称为酶活性的“三基点”温度。也称为生物生长的“三基点” 温度。 当环境温度高于生物的最高临界温度，或低于生物的最低临界温度点，生命活动就受到
限制或无法生存。所以，生物往往分布于其最适温度附近地区。由于多数生物的最适温度为 20~30℃，因而温暖地区分布的生物种类多，低温地区生物种类少。我国有3万多种高等植 物，其中广东、广西、福建、云南等省风分布最多，东北、西北地风叫分布较少。巴西年均 温高于我国，有4万多种高等植物。前苏联的广大地区处于低温地区，只有1.6万多 高等 植物 2.有效积温法则 植物在一定温度下，便可开始生长，但生长期间的温度低于一定临界值时，植物生长停 止，这时的温度是无效的，这个最低的临界温度称为生物学零度(biological2eo),即发 有起点温度。在一定生有期内，高于生物学零度的温度叫活动温度，有效温度是活动温度减 去生物学零度 即只有高于生物学零度以上的温度，在发有上才能起积极的效应。在发育志 点温度和温度上限之间的范围，称为有效温度区。有效积温(effective accumulative)是 一定生有期内有效温度的总和。即指生物为了完成某一发有期所需要的一定的总热量，也称 热常数或总积温。用公式表述为： h=N（1T一C 其中，K为热常数，单位用“日度”表示：N为发育历期，即完成某一发育阶段所需的天 数：T为发有期的平均温度：C为发有起点温度。 除植物外， 昆虫和其他 一些变温动物的发育，在某一温度范围内 亦随温度的升高而加 快，也符合有效积温法则。通过控制两种温度(T，五)的实验，能分别观察、记录两组动物 相应的发有历期(M,:),从而可以求出热常数(D和发有起点温度(CO。 例如地中海果蝇在26℃条件下发有需20天，在19.5℃需41.7天，根据K是热常数的原 理 M(T-O=居(-0 代入 20(26-0=41.719.5-0 求得亡13.5℃，进而求得仁250日度 不同物种完成发有所需积温不同。一般来说，起源于或适于高纬度地区种植的植物，所 需有效积温较少，反之则较多。如小考、早孰的马铃蓼需要10C以上的有效积温10001600 日度，春播禾谷类约1500一2100日度，玉米、棉花约需2000一4000日度，而南方的柑橘和 热带出产的椰子约需4000~5000日度。有效积温法则在农业上有较广泛的应用，可作为农业 规划、引种、作物布局、预测农时和预测害虫的发生程度等的重要依据。 3。极端温度对生物的影响 (1)低温伤害及生物对任温的话应 温府低干 定的数值，生物便会因低温而受害，这一温度值称为临界温度(critical temperature) ,在临界温度以下，温度下降越多，生物受吉越重。低温对生物的伤害分为冷 害和冻害。冷害一股指零上低温对喜温生物的伤害，低温造成生物生理活动（光合、呼吸、吸 收、蒸腾等)机能的降低和生理平衡状态的破坏。如橡胶树在10℃左右时便不能生长，香蕉低 于15℃C时不能结果，水稻低于18℃时花粉育性和结实率大幅降低等。冻害是指冰点以下低温 对生物的伤害，如造成生物体内结冰，细胞原生质膜破裂和酶蛋白失活与变性。当温度不低 ,植物受害主要由细胞膜破裂所引起，当温度下降到-8℃或-10℃时，植物受 害主要由于生理干燥和水化层的破坏引起。 长期生活在低温环境中的生物通过自然选择，在形态、生理和行为方面表现出很多明显 的适应。在形态方面，北极和高山植物的芽和叶片常受到油脂类物质的保护，芽具鳞片，植
26 限制或无法生存。所以，生物往往分布于其最适温度附近地区。由于多数生物的最适温度为 20～30℃，因而温暖地区分布的生物种类多，低温地区生物种类少。我国有 3 万多种高等植 物，其中广东、广西、福建、云南等省区分布最多，东北、西北地区则分布较少。巴西年均 温高于我国，有 4 万多种高等植物。前苏联的广大地区处于低温地区，只有 1．6 万多种高等 植物。 2.有效积温法则 植物在一定温度下，便可开始生长，但生长期间的温度低于一定临界值时，植物生长停 止，这时的温度是无效的，这个最低的临界温度称为生物学零度（biological zero），即发 育起点温度。在一定生育期内，高于生物学零度的温度叫活动温度，有效温度是活动温度减 去生物学零度，即只有高于生物学零度以上的温度，在发育上才能起积极的效应。在发育起 点温度和温度上限之间的范围，称为有效温度区。有效积温（effective accumulative）是 一定生育期内有效温度的总和。即指生物为了完成某一发育期所需要的一定的总热量，也称 热常数或总积温。用公式表述为： K = N ( T－C ) 其中，K 为热常数，单位用“日度”表示；N 为发育历期，即完成某一发育阶段所需的天 数；T 为发育期的平均温度；C 为发育起点温度。 除植物外，昆虫和其他一些变温动物的发育，在某一温度范围内，亦随温度的升高而加 快，也符合有效积温法则。通过控制两种温度(T1 , T2 )的实验，能分别观察、记录两组动物 相应的发育历期 (N1 ,N2 ), 从而可以求出热常数（K）和发育起点温度（C）。 例如地中海果蝇在 26℃条件下发育需 20 天，在 19.5℃需 41.7 天，根据 K 是热常数的原 理： N1 (T1-C) = N2 (T2-C) 代入 20(26-C) = 41.7(19.5-C) 求得 C=13.5℃, 进而求得 K=250 日度。 不同物种完成发育所需积温不同。一般来说，起源于或适于高纬度地区种植的植物，所 需有效积温较少，反之则较多。例如小麦、早熟的马铃薯需要 10℃以上的有效积温 1000～1600 日度，春播禾谷类约 1500～2100 日度，玉米、棉花约需 2000～4000 日度，而南方的柑橘和 热带出产的椰子约需 4000～5000 日度。有效积温法则在农业上有较广泛的应用，可作为农业 规划、引种、作物布局、预测农时和预测害虫的发生程度等的重要依据。 3．极端温度对生物的影响 （1）低温伤害及生物对低温的适应 温度低于一定的数值，生物便会因低温而受害，这一温度值称为临界温度（critical temperature）,在临界温度以下，温度下降越多，生物受害越重。低温对生物的伤害分为冷 害和冻害。冷害一般指零上低温对喜温生物的伤害，低温造成生物生理活动(光合、呼吸、吸 收、蒸腾等)机能的降低和生理平衡状态的破坏。如橡胶树在 10℃左右时便不能生长，香蕉低 于 15℃时不能结果，水稻低于 18℃时花粉育性和结实率大幅降低等。冻害是指冰点以下低温 对生物的伤害，如造成生物体内结冰，细胞原生质膜破裂和酶蛋白失活与变性。当温度不低 于-3℃或-4℃时，植物受害主要由细胞膜破裂所引起，当温度下降到-8℃或-10℃时，植物受 害主要由于生理干燥和水化层的破坏引起。 长期生活在低温环境中的生物通过自然选择，在形态、生理和行为方面表现出很多明显 的适应。在形态方面，北极和高山植物的芽和叶片常受到油脂类物质的保护，芽具鳞片，植
物体表面生有蜡粉和密毛，植物矮小并常成匍匐状、垫状或莲座状等，这种形态有利于保持 较高的温度，减轻严寒的影响。生活在高纬度地区的恒温动物，其身体往往比生活在低纬地 区的同类个体大，因为个体大的动物，导致相对体表面积变小，其单位体重散热量相对较少， 有利于抗寒。例如东北虎的颅骨长331 -345m ,而华南虎的仅283 318m长 这种现象称 为贝格曼规律(Bergmam's rule)。寒冷地区的恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴、外 耳则有变小变短的趋势，这也是减少散热的一种形态适应，这一现象被称为阿伦规律 (A1len's rule)。另外生活在高纬度地区的恒温动物为了适应在寒冷地区和寒冷季节，增 加羽毛的密度和改善羽毛的质量，或增加皮下脂肪的厚度，来提高身体的隔热性能，维持恒 定的体温。在生理方面， 生活在低温环境中的植物常通过减少细胞中的水分和增加细胞中 糖类、脂肪和色素等物质来降低植物的冰点，增加抗寒能力。例如鹿蹄草(Piol)就是通过 在叶细胞中大量贮存五碳糖、黏液等物质来降低冰点的，这可使其结冰温度下降到-31℃。此 外，极地和高山植物在可见光谱中的吸收带较宽，并能吸收更多的红外线， 些箱物的肝出 在冬委由千叶绿素破坏和其他色素增加而变为红色，有利于吸收更名的热量。动物则靠增加 体内产热来增强御寒能力和保持恒定的体温 但 寒带动物利用隔热性能良好的毛皮，往往能 使其在少增加甚至不增加代谢产热的情况下就能保持恒定的体温 行为上的适应主要表现在冬眠（或称休眠、滞有）和迁移两个方面，动物冬眠时代谢率 几平下隆为零，体内水分也大大减少，以防冻结，有利于增加挤寒能力，描物冬季产生休眠 也是对寒冷的话应。后者则是选择温度话宜的地风生活，可躲避不利的低温环境。 (2)高温伤苦及生物对高温的适应 温度超过生物适应范围的 度后 同样对生 三伤害作用 高湿 植物而言， 主 要是破坏光合作用与呼吸作用的平衡，使呼吸作用超过光合作用，植物因此菱焉甚至死亡 此外高温还能促进蒸腾作用，破坏水分平衡，使蛋白质凝固和导致有害代谢产物的积累，从 而对植物造成伤害。如高温引起水稻、小麦等作物结实率降低，加快成熟从而降低品质，严 重老引绝收。高温对动物的母影响主要是破坏的活性，使蛋白历凝固变性浩成缺氧，排 泄失调， 调节受阻等。 多数尾」 50C就 死亡：爬行动物的 耐受上限为45℃左右： 马类为46 8C:哺乳类一股 在42℃以上就会死亡 生物对高温的适应也表现在形态、生理和行为等各个方面。一些植物生有密绒毛和鳞片 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，能反射一大部分阳光，使 物体免受热伤害：有些植物叶片垂直排列使叶终向光或在高温条件下叶片折叠，减少光的 吸收面积： 1物的树 和根茎生有很厚的木栓层， 具有绝热和保护作用 低细胞含水量 ，增加可溶性糖或盐的浓度 这有利于 加原生质的抗凝结力。其次是靠旺盛的蒸腾作用避免植物体过热而受害。还有一些植物具有 反射红外线的能力，夏季反射的红外线比冬季多，这也是避免植物体受到高温伤害的适应。 动物对高温环境的一个重要活应就是活当放松恒温性，使体温有较大的变幅，在高温炎 热的时刻，将热量暂时吸收和贮存于体内使体温升高夜间环境条件改善时或躲到阴凉处时再 把体内的热量释放： 去，f 本温也会随 例如荒漠中的骆 欲水时体温 缺水时达7℃。沙漠中的啮齿动物对高温环境常常采取行以上的适应对策，即夏眠、六居和白 天躲人洞内夜晚出来活动。此外动物还可以发育某些特殊的结构和形成生理上的适应，如狐 蝠(P1 emopus dasymallus)的精巢平时在腹腔中，但在高温影中下会下降到腹腔以外，避免高 温抑制精子的形成。 4.节律性变温对生物的影响 (1)温度日变化的影响：
27 物体表面生有蜡粉和密毛，植物矮小并常成匍匐状、垫状或莲座状等，这种形态有利于保持 较高的温度，减轻严寒的影响。生活在高纬度地区的恒温动物，其身体往往比生活在低纬地 区的同类个体大，因为个体大的动物，导致相对体表面积变小，其单位体重散热量相对较少， 有利于抗寒。例如东北虎的颅骨长 331～345 mm，而华南虎的仅 283～318 mm 长，这种现象称 为贝格曼规律（Bergmam’s rule）。寒冷地区的恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴、外 耳则有变小变短的趋势，这也是减少散热的一种形态适应，这一现象被称为阿伦规律 （Allen’s rule）。另外生活在高纬度地区的恒温动物为了适应在寒冷地区和寒冷季节，增 加羽毛的密度和改善羽毛的质量，或增加皮下脂肪的厚度，来提高身体的隔热性能，维持恒 定的体温。在生理方面，生活在低温环境中的植物常通过减少细胞中的水分和增加细胞中的 糖类、脂肪和色素等物质来降低植物的冰点，增加抗寒能力。例如鹿蹄草(Piroal)就是通过 在叶细胞中大量贮存五碳糖、黏液等物质来降低冰点的，这可使其结冰温度下降到-31℃。此 外，极地和高山植物在可见光谱中的吸收带较宽，并能吸收更多的红外线，一些植物的叶片 在冬季由于叶绿素破坏和其他色素增加而变为红色，有利于吸收更多的热量。动物则靠增加 体内产热来增强御寒能力和保持恒定的体温，但寒带动物利用隔热性能良好的毛皮，往往能 使其在少增加甚至不增加代谢产热的情况下就能保持恒定的体温。 行为上的适应主要表现在冬眠（或称休眠、滞育）和迁移两个方面，动物冬眠时代谢率 几乎下降为零，体内水分也大大减少，以防冻结，有利于增加抗寒能力，植物冬季产生休眠 也是对寒冷的适应。后者则是选择温度适宜的地区生活，可躲避不利的低温环境。 （2）高温伤害及生物对高温的适应 温度超过生物适应范围的上限温度后，同样对生物产生伤害作用。高温对植物而言，主 要是破坏光合作用与呼吸作用的平衡，使呼吸作用超过光合作用，植物因此萎焉甚至死亡。 此外高温还能促进蒸腾作用，破坏水分平衡，使蛋白质凝固和导致有害代谢产物的积累，从 而对植物造成伤害。如高温引起水稻、小麦等作物结实率降低，加快成熟从而降低品质，严 重者引起绝收。高温对动物的影响主要是破坏酶的活性，使蛋白质凝固变性，造成缺氧，排 泄失调，神经系统麻痹、调节受阻等。多数昆虫体温高于 45℃～50℃就会死亡；爬行动物的 耐受上限为 45℃左右；鸟类为 46～48℃；哺乳类一般在 42℃以上就会死亡。 生物对高温的适应也表现在形态、生理和行为等各个方面。一些植物生有密绒毛和鳞片， 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，能反射一大部分阳光，使 植物体免受热伤害；有些植物叶片垂直排列使叶缘向光或在高温条件下叶片折叠，减少光的 吸收面积；还有些植物的树干和根茎生有很厚的木栓层，具有绝热和保护作用。植物对高温 的生理适应主要是降低细胞含水量，增加可溶性糖或盐的浓度，这有利于减缓代谢速率和增 加原生质的抗凝结力。其次是靠旺盛的蒸腾作用避免植物体过热而受害。还有一些植物具有 反射红外线的能力，夏季反射的红外线比冬季多，这也是避免植物体受到高温伤害的适应。 动物对高温环境的一个重要适应就是适当放松恒温性，使体温有较大的变幅，在高温炎 热的时刻，将热量暂时吸收和贮存于体内使体温升高夜间环境条件改善时或躲到阴凉处时再 把体内的热量释放出去，体温也会随之下降。例如荒漠中的骆驼，饮水时体温昼夜变幅达 3℃， 缺水时达 7℃。沙漠中的啮齿动物对高温环境常常采取行以上的适应对策，即夏眠、穴居和白 天躲人洞内夜晚出来活动。此外动物还可以发育某些特殊的结构和形成生理上的适应，如狐 蝠（Peteropus dasymallus）的精巢平时在腹腔中，但在高温影响下会下降到腹腔以外，避免高 温抑制精子的形成。 4．节律性变温对生物的影响 （1）温度日变化的影响：
温度日变化对植物的生长发育和产品质量有很大的影响。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，使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。例如，娘电在变温下的平均发有速度比恒温下快38.6%。植物生长与昼夜温府变 化的关系更为密切，如波斯菊生长在变温条件下（白天26.4℃，夜间19℃）比生长在恒温条 件下（昼夜均为26.4℃或19℃）重量要增加1倍。这种植物对温度有节奏的昼夜变化的反应 称为温周期现象。变温对种子萌发、个体形态分化和协调生长有促进作用。多数植物变温下 发芽良好，幼芽常能适应春季十几度的昼夜温差。植物生长也要求一定的温差配合，白天温 度高，光合作用强，夜间温度低，可降低呼吸消耗速率，故昼夜温差越大越有利于植物有机 物的积累。多数植物 ,日温差越大，干物质积累越多，产量越高，而且品质也好，表现在蛋 白质、糖分含量提高等。温度的日变化可促使种子萌发并提高萌发率；昼夜温差影响开花 实，影响产品品质。温度日变化对动物的生理、生态和行为的影响也是很明显的。如生活在 沙漠中的啮齿类，为避开沙漠白天的高温和干燥，它们的适应对策是“夜出加穴居“的生活方 式. (2)温度年变化的影响 温度年变化深实刻 着生物的生长发有节律。如大多数植物在 春季温度开始上升时发 生长，继而出现花蕾：在夏秋季高温下开花 结实和果实成熟：秋末低温条件下落叶，随 进入休眠。植物长期适应于一年中温度等因子的节律变化，而形成与此相适应的植物发有节 律，称为物候。发芽、生长、开花、果实成熟、落叶、休眠等生长发有阶段称为物候期。植 物的物侯期直接与温度相关，每一物候期需要有一定的热量，它象气象站一样，物发有的 每一阶段， 绿表 春来了 烟 针红表示秋天到，秋风打 计表示 即将来临 。动物也对不同季节的温度、水分 气体参数和食物结构的变化形成运 应性，导致生活方式与行为的节律性变化，如定居与迁移、繁殖期与性静止期、分居与群聚、 活动与休眠等。 (三)水及其生态作用 1水的生态作用 水是生命的基础，没有水就没有生命。首先，水是任何生物体都不可缺少的重要组成成分 生物体一般含水量达60%-80%：有些生物可达90%以上，如水母含水量高达95%，只有足够 的水才能使原生质保持溶胶状态，以保证旺盛代谢的正常讲行。其次，水是生物代谢过程中 的重要原料。光合作用、呼吸作用、有机物合成与分解过程中都有水分子参与。没有水，这 些体内重要的生理程不能讲行。第 生物的新陈代是以水为介质讲行的。水是很好 的溶剂 对许多化合物有水解 用 许多化兰 元 都是在水溶液的状态下被生物吸收 和运转， 生命活动的营养物质运输、代谢物运送、废物排除、激素传递都与水密切相关。水 分的不足就会导致生理上的不协调，正常生理活动被破坏，甚至引起死亡。 水作为外部介质，是水生生物获得资源和栖息地的场所：陆地上的水量和湿度，影响到 陆生生物的生活和分布，同时对陆生生物的热量调节和热能代谢具有重要意义。另外水分使 细胞保持紧张度（即膨胀 使生物保持固有的姿态 雄挂正党的生 生物起源于水环境 生物登陆后所面临的主要问题是如何减少体内水分的丧失和保持才 分平衡。至今完全适应陆地生活的只有高等植物、昆虫、爬行动物、鸟类和哺究类，这几为 生物的表皮或皮肤基本上是干燥和不诱水的，而且在获得更多的水、减少水分的损耗和贮存 水分三个方面都具有特殊的话应。 水还通过湿度、降水等影响生物的生态环境，如调节士壤温度、影响肥料的分解和利用 形成微环境、 小气候等，间接地对生物 生影响。 降水和温度是影响生物在地球表面分布的 两个最重要的生态因子，两者的共同作用决定着生物群落在地球上分布的总格局
28 温度日变化对植物的生长发育和产品质量有很大的影响。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，使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。例如，蝗虫在变温下的平均发育速度比恒温下快 38．6％。植物生长与昼夜温度变 化的关系更为密切，如波斯菊生长在变温条件下(白天 26．4℃，夜间 19℃)比生长在恒温条 件下(昼夜均为 26．4℃或 19℃)重量要增加 1 倍。这种植物对温度有节奏的昼夜变化的反应 称为温周期现象。变温对种子萌发、个体形态分化和协调生长有促进作用。多数植物变温下 发芽良好，幼芽常能适应春季十几度的昼夜温差。植物生长也要求一定的温差配合，白天温 度高，光合作用强，夜间温度低，可降低呼吸消耗速率，故昼夜温差越大越有利于植物有机 物的积累。多数植物，日温差越大，干物质积累越多，产量越高，而且品质也好，表现在蛋 白质、糖分含量提高等。温度的日变化可促使种子萌发并提高萌发率；昼夜温差影响开花结 实，影响产品品质。温度日变化对动物的生理、生态和行为的影响也是很明显的。如生活在 沙漠中的啮齿类, 为避开沙漠白天的高温和干燥, 它们的适应对策是“夜出加穴居”的生活方 式． （2）温度年变化的影响： 温度年变化深刻影响着生物的生长发育节律。如大多数植物在春季温度开始上升时发芽 生长，继而出现花蕾；在夏秋季高温下开花、结实和果实成熟；秋末低温条件下落叶，随后 进入休眠。植物长期适应于一年中温度等因子的节律变化，而形成与此相适应的植物发育节 律，称为物候。发芽、生长、开花、果实成熟、落叶、休眠等生长发育阶段称为物候期。植 物的物侯期直接与温度相关，每一物候期需要有一定的热量，它象气象站一样，植物发育的 每一阶段，便预报了当时的气候状况。如杨柳绿表示春来了，枫叶红表示秋天到，秋风扫落 叶表示冬天即将来临。动物也对不同季节的温度、水分、气体参数和食物结构的变化形成适 应性，导致生活方式与行为的节律性变化，如定居与迁移、繁殖期与性静止期、分居与群聚、 活动与休眠等。 （三）水及其生态作用 1.水的生态作用 水是生命的基础,没有水就没有生命。首先，水是任何生物体都不可缺少的重要组成成分， 生物体一般含水量达 60％-80％；有些生物可达 90%以上,如水母含水量高达 95％，只有足够 的水才能使原生质保持溶胶状态，以保证旺盛代谢的正常进行。其次，水是生物代谢过程中 的重要原料。光合作用、呼吸作用、有机物合成与分解过程中都有水分子参与。没有水，这 些体内重要的生理过程便不能进行。第三，生物的新陈代谢是以水为介质进行的。水是很好 的溶剂，对许多化合物有水解和电离作用，许多化学元素都是在水溶液的状态下被生物吸收 和运转，生命活动的营养物质运输、代谢物运送、废物排除、激素传递都与水密切相关。水 分的不足就会导致生理上的不协调，正常生理活动被破坏，甚至引起死亡。 水作为外部介质，是水生生物获得资源和栖息地的场所；陆地上的水量和湿度，影响到 陆生生物的生活和分布，同时对陆生生物的热量调节和热能代谢具有重要意义。另外水分使 细胞保持紧张度(即膨胀)，使生物保持固有的姿态，维持正常的生活。 生物起源于水环境，生物登陆后所面临的主要问题是如何减少体内水分的丧失和保持水 分平衡。至今完全适应陆地生活的只有高等植物、昆虫、爬行动物、鸟类和哺乳类，这几类 生物的表皮或皮肤基本上是干燥和不透水的，而且在获得更多的水、减少水分的损耗和贮存 水分三个方面都具有特殊的适应。 水还通过湿度、降水等影响生物的生态环境，如调节土壤温度、影响肥料的分解和利用， 形成微环境、小气候等，间接地对生物产生影响。降水和温度是影响生物在地球表面分布的 两个最重要的生态因子，两者的共同作用决定着生物群落在地球上分布的总格局