《能量环境》PPT课件

生理上，水分降低，糖、脂、色素增加，以降 低细胞冰点；吸收光谱增宽，能吸收红外线。
北极和高山植物的芽和叶片受到油脂类物质的 保护，树干粗短弯曲，枝条匍匐状，树皮坚厚。
鹿蹄草的叶细胞贮藏大量五碳糖、粘液，可使 其冰点下降到-31℃，能耐受-31℃以上寒冷温度。
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（2）动物对极端低温的适应
化主要出现在土壤较深的位置。 土壤温度年变化在不同地区差异很大。
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3、水体温度的变化
海洋水温昼夜变幅 < 4℃。 海洋：赤道变化大，温带变化中等。 海水上层水温也随纬度增加而降低。
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以淡水为例，夏季分层，上层热，下层冷，中层变化大；
秋季环流，冬季上层0℃，下层4℃；秋季风力环流。
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（二）生物对温度的适应
1、温度与动物类型 2、生物发育速度与温度阈 3、生物对极端环境温度的适应 4、生物对周期性变温的适应 5、物种分布与环境温度 6、温度与动物寿命的关系
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1、温度与动物类型
➢ 常温动物 ➢ 变温动物
外温动物 内温动物
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2、生物发育与温度阈
纬度 海拔 山脉走向 地形地貌、坡向、坡度 大型水体
2）温度的时间变化
日变化（日较差） 年变化（年较差） 冰期变化
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2、土壤温度的变化
表层变化大，随土壤深度增加而变化幅度减小。 随深度增加，土壤最高温和最低温出现的时间后
延，其后延落后于气温的时间与深度成正比。 温度的短期变化主要出现在土壤上层，长周期变
北极狐
赤狐
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大耳狐
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北极狐
大耳狐
赤狐
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格洛洛法则
内容：动物的颜色，在温暖潮湿的气候中显 示较深的颜色，在寒冷地区的气候中呈较 浅的颜色。
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生理上，增加产热，局部异温。 冷水中外温动物：依赖激活代谢适应寒冷。
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温带和寒带地区小型鸟兽：生理调节增加产热， 主要靠增加基础代谢产热和非颤抖性产热。
非颤抖性产热是小型哺乳动物冷适应性产热的主要 热源，主要发生在褐色脂肪组织，这种产热主要受 交感神经支配和甲状腺激素的调控，是不涉及肌肉 活动而释放的化学能。鸟类中未发现褐色脂肪组织。
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①总积温、有效积温法则
有效积温法则： KN(TC)
其中 K 为生物完成某阶段的发育所需要的总热量 N 为完成某阶段的发育所需要的天数 T 为发育期间的环境平均温度 C 为该生物的发育阈温度
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K = N ×（T - C） 或 T = C + K/N 温度T与发育时间N呈双曲线关系，由于 发育速度V=1/N。 所以， T = C + KV，温 度与发育速度呈线性关系。
温度和发育速度的关系为S型，而非直线型。 生物的生长还受温度外其它因素的影响，如长
日照促进小麦发育。 不能用于休眠、滞育生物的时代数计算。
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3、生物对极端环境温度的适应
1）极端低温对生物的生态作用 2）生物对极端低温的适应 3）极端高温对生物的生态作用 4）生物对极端高温的适应
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形态上，形体改变，增加羽、毛密度，提 高羽、毛质量；增加皮下脂肪厚度；动 静脉血管几何排列（增加逆流热交换）。
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贝格曼定律
内容：恒温动东北物虎在寒冷地区个体较大华。南虎
东北虎的颅骨长于华南虎
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几种生活在不同纬度的企鹅个体大小的比较
物种
纬度 高度/m 重量/Kg
皇企鹅/帝企鹅 >60
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③低温对植物的间接伤害
冻拔 冻裂 冻旱（生理性干旱）
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（2）极端低温对动物的生态作用
体液的冰冻和结晶 昆虫的过冷却现象
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2）生物对极端低温的适应
（1）植物对极端低温的适应 （2）动物对极端低温的适应
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（1）植物对极端低温的适应
形态上，叶片表面有油类物质；芽具鳞片；体 表具蜡粉和密毛；矮小。
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②有效积温法则的应用
预测生物发生的时代数。
预测生物地理分布的北界，全年有效积温 大于K。
预测害虫来年发生程度。
推算生物的年发生历。
据此制定农业气候规划，合理安排作物，
预报农时。
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③有效积温法则的局限性
有效积温和发育起点温度是在恒温下测得的， 变温下昆虫发育较快。
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1）极端低温对生物的生态作用
（1）极端低温对植物的生态作用 ①引起低温的主要因素是寒流
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②低温对植物的直接伤害
➢ 冻害：当植物体受到冰点以下的低温胁迫， 使植物组织发生冰冻而引起的伤害。
➢ 冷害：0 ℃以上低温对植物体产生的伤害 （喜温植物）。
➢ 霜害：由于霜的出现而造成的植物伤害。
第二章 能量环境
一、光的生态作用及生物对光的适应 二、生物对温度的适应
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二、生物对温度的适应
（一）温度的分布 （二）生物对温度的适应
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（一）温度的分布
1、温度的空间分布与时间变化 2、土壤温度的变化 3、水体温度的变化
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1、温度的空间分布与时间变化
1）温度的空间分布
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生物的发育也有一个高限温度，发育时 间也有生理极限，即最短发育时间N0。
K=（N-N0）×（T-C）
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例题
地中海果蝇在26℃下，20d内完成生长发 育，而在19.5下则需要41.7d。求该果蝇发 育的有效积温、发育阈温度。 K = 250d. ℃ To = 13.5 ℃
1）温度对动物代谢的影响 2）有效积温和发育阈温度
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1）温度对动物代谢的影响
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2）有效积温和发育阈温度
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（1） 发 育 阈 温 度
生物学零度
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（2）有效积温
植物和某些变温动物完成某一发育阶段所 需总热量。（有效积温）是一个常数。
K = N ×T
1.2
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国王企鹅
55 1.0 15~17
非洲企鹅/黑脚 企鹅
加拉帕戈斯企鹅 /加岛环企鹅
34.5
0
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0.55 0.5
5~6 4
30
皇企鹅
国王企鹅
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31
非洲企鹅
加岛环企鹅
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皇企鹅
国王企鹅
非洲企鹅
加岛环企鹅
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阿伦定律
内容：恒温动物在寒冷环境中突出部位（耳、 四肢、尾）有变短的趋势（较通用）。