3种沙漠植物地上部分形结构与生物量的自相似性
三年级下册科学《沙漠中的植物》苏教版
板书设计
沙漠中的植物
认识沙漠中的植物 仙人掌的茎和叶 沙漠中的植物的根
作业布置
仙人掌或仙人球如何 栽培？把你了解的栽 培技术与同学分享。
新知讲解
注 意 别 被 刺 扎 着
观察仙人掌，找出它的茎和叶。
新知讲解
叶 茎
新知讲解
活动手册：为仙人掌画像，找出它的茎和叶。
新知讲解
用小勺挤压仙人掌的茎和芦荟的叶
①用剪刀剪掉刺 ②用剪刀剪断仙人 掌的茎和芦荟的叶 ③用小勺挤压，观 察有什么现象发生
新知讲解
它们有什么 共同特点？
有水流出
仙人掌的茎和芦荟的叶中都贮藏大量的水分
最干 居中 最湿
实验结论
仙人掌上的蜡质 层既减少了水分 的蒸发，又能很 好的储存水分。
新知讲解
沙漠中植物的根有什么特点？
骆驼刺在地面的部分长得很矮小,却有庞大 的根系，根系触及范围的半径是地面部分 的2-3倍，根入土最深处可达30米。
梭梭树有强大而发达的根系，主根 深达3~5米，分布在土壤上层的侧 根伸得很远，有的可伸出30米。
新知讲解
沙棘，一种落叶性灌木，其 特性是耐旱、抗风沙，可以 在盐碱化土地上生存。
芦荟，叶簇生、大而肥厚，呈座状或 生于茎顶，叶常披针形或叶短宽，边 缘有尖齿状刺。
新知讲解
骆驼刺，根系十分发达，是一种自然生长 的耐旱植物，这种植物茎上长着刺状的很 坚硬的小绿叶，故叫骆驼刺，是戈壁滩和 沙漠中骆驼唯一能吃的赖以生存的草。
新知讲解
沙漠中植物的根为什么这么发达？
因为沙漠中干旱少水， 所以沙漠植物的根系都 很发达，扎根很深，同的沙漠中植物有哪些共同特点？
①根系发达 ②叶子退化或者细小 ③茎多肉
课堂练习
腾格里沙漠东南缘4种典型沙生灌木林下的沉积物粒度特征
腾格里沙漠东南缘4种典型沙生灌木林下的沉积物粒度
特征
1.蒙古栎林下沉积物粒度特征：
蒙古栎是腾格里沙漠东南缘的常见灌木之一，它的生长能力强，可以适应沙漠的恶劣环境。
在蒙古栎林下的沉积物中，粒度特征表现为较粗的颗粒和较少的粉状物质。
这是因为蒙古栎的树冠对风沙的阻挡能力强，大部分的沙尘被拦截在树冠上，只有较大的颗粒能够落到地面上。
2.白刺林下沉积物粒度特征：
白刺是另一种常见的沙漠灌木，它具有很强的耐旱性和抗风沙能力。
在白刺林下的沉积物中，粒度特征表现为较细的颗粒和较多的粉状物质。
这是因为白刺的树冠结构相对较稀疏，对风沙的拦截能力较弱，因此较多的细沙和粉状物质能够直接到达地面。
3.苦杏林下沉积物粒度特征：
苦杏是一种具有很强适应性的沙生灌木，它能够在沙漠环境中生长并保持一定的生物多样性。
在苦杏林下的沉积物中，粒度特征表现为较均匀和中等粒度的颗粒。
这是因为苦杏的树冠结构对风沙的拦截能力适中，既能保留较大的颗粒又能过滤掉部分细沙。
4.沙拐枣林下沉积物粒度特征：
沙拐枣是一种生长在沙漠环境中的矮灌木，它的树冠结构相对较矮且稠密。
在沙拐枣林下的沉积物中，粒度特征表现为较细且均匀的颗粒。
这是因为沙拐枣的树冠密度较高，能有效地拦截风沙，使大部分的沙尘沉积在树冠上，只有较细的颗粒和少量的粉状物质能够到达地面。
通过对蒙古栎林、白刺林、苦杏林和沙拐枣林下沉积物的粒度特征分析，可以发现不同沙生灌木对沙漠沉积物的影响是不同的。
粒度特征的差异主要受树冠结构对风沙的拦截能力以及树木的生长状态影响。
这些特征对研究沙漠植被生态系统的恢复和保护具有重要意义。
一棵云杉可固定一个沙丘
一棵云杉可固定一个沙丘沙地云杉被誉为生物活化石、固沙大王，在我国仅存于克什克腾旗浑善达克沙地一带。
沙地云杉的侧根系非常发达，一棵树即可固定一个小沙丘。
沙地云杉，属长绿乔木，极耐寒冷和干旱，既能调节气候、净化空气、又能防风固沙、保护草原。
沙地云杉树型似塔，成树躯干挺拔刚劲，枝条横生，干红叶绿，四季常青，整个树姿优美壮观，是园林观赏和城市绿化的上佳树种。
沙地云杉不仅创造了沙漠生命的奇迹，还以其不畏严寒、傲然挺拔的雄姿赢得了人们的青睐，被誉为沙漠上的“绿宝石”、“生物活化石”。
乾隆出巡塞外，见云杉而龙颜大悦，赋诗赞美：“凌空自有偃盖枝，讵无盘曲傲雪霜。
”如果您登上白音顶远望，映入眼帘的那明如雪野的浑善达克沙地上，镶嵌着万顷碧翠，这就是驰名中外的沙地云杉，有林面积36000亩，平均树龄80～120年，树高25～30米，平均胸径22～36厘米。
波澜壮阔的云杉林，林象整齐，林势雄伟，挺拔俊秀，雍容壮观，树型似塔，干紫红、叶翠绿，无论是炎炎盛夏还是冽冽寒冬，它都翠绿欲滴。
云杉属浅根系树种，它的侧根系较发达，根长是树干的3倍，由于它的根系蔓延交织，盘根错节，所以可以聚拢散碎的细沙，对防风固沙有特殊效果。
这片云杉控制着10万亩厚10～100米的大沙丘。
所以，保护好这片云杉，对研究和防治我国北方土地荒漠化，保护京津地区的周边生态环境，有着重要的意义。
沙地云杉的特殊固沙功能究竟怎样？沙地云杉作为浅根系树种，侧根十分发达，根长约是树干的1.5倍，一株百年的大树就能锁住一个沙丘。
这一点从地表上就可以看得很清楚：主干下须根拱起地面，接着是盘根错节的树根犹如游龙一般，半是裸露地面半是埋于地下向四外延伸。
专家们指出，沙杉根系的如此长法，十分有利于聚拢散碎的细沙，能够有效地控制沙漠的游动。
宏观上也证实了这一点，白音敖包云杉林竟然控制着10万亩厚达10～100米的大沙丘。
不难设想，如果没有这片沙地云杉固住沙丘，在当地盛行的西北风作用下，美丽的贡格尔草原也许早就消失了，取而代之的是漫漫黄沙。
甘肃省甘南藏族自治州2024生物七年级上册第一单元《生物和生物圈》部编版综合诊断测试卷
甘肃省甘南藏族自治州2024生物七年级上册第一单元《生物和生物圈》部编版综合诊断测试卷学校：_______ 班级：__________姓名：_______ 考号：__________（满分：100分时间：60分钟）总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、选择题：本大题共30小题，每小题2分，共60分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.下列食物链符合生物学原理的是（ ）A．蘑菇→松鼠→狐狸B．草←野兔←狼C．阳光→草→兔→狐狸D．植物→蚜虫→瓢虫2.下列属于生态系统的是（）A．信阳南湾湖B．信阳南湾湖里所有的鱼C．信阳南湾湖里所有的植物D．信阳南湾湖里所有的生物3.下列关于生物基本特征的叙述，正确的是（）A．生物都能快速运动B．生物都能遗传和变异C．生物都能自己制造有机物D．生物都是由细胞构成的4.下列不能看成是一个生态系统的是（）A．柳江河沿岸植物B．三门江森林公园C．柳州市第八中学D．柳州工业博物馆5.沙漠中有的灌木常寄生在被称为猫爪藤的植物上，寄生灌木对猫爪藤的影响程度分为轻度、中度、重度。
当干旱不严重时，三种影响程度的猫爪藤果实数相同。
如图是干旱较严重时，寄生灌木对猫爪藤的影响程度和猫爪藤果实数的关系图。
有关叙述错误的是（）A．寄生灌木与猫爪藤属于生态系统中生物因素之间的关系B．寄生灌木对猫爪藤果实数的影响，与非生物因素中水的变化相关C．干旱不严重时，猫爪藤对寄生灌木无任何影响D．干旱较严重时，被寄生灌木重度影响的猫爪藤果实数最少6.下列有关生物圈的范围及其定义的叙述中，正确的是（ ）A．生物圈是指地球上所有的生物B．大气圈的底部、水圈的全部及岩石圈的表面C．生物圈是一个统一的整体，是地球上所有生物以及它们所生活的环境D．生物圈是地球上所有生物能够生活的地方7.下列各项中都属于生物的一组是（ ）A．月季、蘑菇、扫地机器人B．电脑病毒、小狗、小草C．苔藓、木耳、小麦种子D．蝴蝶、小鸟、钟乳石8.下列与食物链、生态系统和生物圈相关的描述中，正确的是（）A．生态系统的成分越复杂，其自动调节能力就越弱B．生态系统中的物质和能量是沿着食物链和食物网流动的C．生物圈包括大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的表面D．“螳螂捕蝉，黄雀在后”描述了捕食关系，但不能构成食物链，因为缺少分解者9.下列关于生态系统的叙述，错误的是（）A．生态系统中的各种成分经常处于动态变化中B．生态系统中非生物部分与生物部分相互影响C．依据生物在生态系统中作用不同，可分为生产者、消费者和分解者D．生态系统中的物质和能量沿着食物链和食物网流动，可以反复利用10.我们食用的牛肉所获得的能量最终来自（ ）A．牛B．草C．太阳D．水11.俗话说：“大树底下好乘凉”。
植物趋同进化的例子
植物趋同进化的例子植物趋同进化是指不同物种在相似的环境条件下，由于适应相同的生活方式和生态位，而产生相似的形态结构、生理特征及行为习性等现象。
以下是10个关于植物趋同进化的例子：1. 仙人掌与非洲仙人球：仙人掌是生长在干旱环境中的植物，而非洲仙人球则是生长在非洲干旱地区的植物。
这两种植物都具有肉质的叶片和刺，以减少水分蒸发和保护自身免受掠食者的侵袭。
2. 沙漠植物：沙漠中的植物通常具有浅根系和肉质叶片，以便快速吸收和存储水分。
这种结构和特征使它们能够在干旱的环境中生存下来，并减少水分的蒸发。
3. 水生植物：水生植物如荷花和睡莲都具有漂浮在水面上的叶片和根系。
这种结构可以使它们在水中获取充足的阳光和氧气，同时减少水分蒸发。
4. 食虫植物：食虫植物如捕蝇草和猪笼草都具有特殊的叶片结构，可以捕食昆虫。
这种特化的结构使它们能够在养分匮乏的环境中获取额外的营养来源。
5. 高山植物：高山植物通常具有矮小而紧凑的外形，以减少受到强风的影响。
它们的叶片也常常具有毛发和厚重的表皮，以减少水分的蒸发和保护自身免受低温的伤害。
6. 肉质果实：许多植物的果实都具有肉质的外层，以吸引动物食用并帮助其传播种子。
这种趋同进化使得不同植物种类的果实具有相似的结构和味道。
7. 藤本植物：藤本植物如葡萄藤和爬山虎都具有长而柔软的茎，可以攀附在其他植物或物体上。
这种结构使它们能够充分利用空间并获取更多的阳光。
8. 灌木与草本植物：在一些环境条件下，灌木和草本植物可能会发展出相似的外形，以适应相同的生境。
例如，在草原和草甸地区，草本植物和灌木通常都具有较矮小的外形和丰富的叶片。
9. 寄生植物：寄生植物如石斛兰和鹅耳枥都依赖于寄生在其他植物上获取营养。
这种生活方式使它们具有类似的结构和特征，以便更好地适应寄生生活。
10. 多肉植物：多肉植物如多肉仙人掌和龙舌兰具有厚实的叶片和茎，以存储水分。
这种特殊的结构使它们能够在干旱和贫瘠的环境中生存，并减少水分的蒸发。
荒漠植被类型及其特征
荒漠植被类型及其特征
在荒漠地区，植物的多样性已经经历了很多的变化。
大多数植被类型都受到荒漠的气候环境所制约，其生长受到天气变化的影响更为明显。
一般来说，荒漠植物的生长节奏都更为慢，因为它们往往受到土壤饱和度、光照和温度变化的限制。
这也导致荒漠植物的物种多样性要远低于其它植物生境。
这其中最常见的荒漠植被类型包括灌丛、沙漠草地、坡地及沙漠落叶灌木等。
灌丛的特征有多种，它们的叶片往往密集、短而细，表现出四方形的形状，且叶色介于深绿色和棕绿色之间。
沙漠草地下有杂草、灌丛和稀少的植物，其高度和胸径很小，表现出稀疏的特点。
坡地因河流流过而积聚沙子，植物的生长也表现出悬崖、矮岩或山坳等自然环境特征。
沙漠落叶灌木对干旱有极强的耐受力，其特点表现为叶脉发达、叶子大且细，树冠呈大球形。
【高频热点、考点突破】《固沙植被--梭梭》
高频考点344固沙植被--梭梭恢复自然植被，是防治荒漠化的有效措施。
一提到“恢复自然植被”，不少人就想到植树造林。
但是这仅仅是一个笼统的说法，有些地方，本就不适合种树。
在本题中提到的荒漠区，大规模种树反而会加剧荒漠化进程。
在沙漠中，原生的草地被外来的一些树木所取代，这些树木的根系就会向更深层生长。
这样一来，深层水就会大量减少，导致地下水的水平面下沉，土壤的含水量大幅减少。
这首先会导致根系较浅的植被死亡，最后有限的地下水会越来越少，将会导致树木的枯涸、死亡，荒漠化程度也就更加严重。
那么，在荒漠化地区，我们应该种植哪些植被呢？这就用到我们常提的固沙植被了。
固沙植被一般指的是能对沙化土地起固定作用的植被，对减少风沙危害,保护绿洲发挥着重要的作用。
常见的固沙植被有以下这些：四、梭梭梭梭是一种小乔木，高1-9米，树杆地径可达50厘米。
抗旱、抗热、抗寒、耐盐碱性都很强，茎枝内盐分含量高达15%左右，喜光，不耐庇荫，适应性强，生长迅速，枝条稠密，根系发达，防风固沙能力强，是我国西北和内蒙古干旱荒漠地区固沙造林的优良树种。
蚂蚁金服在阿拉善地区进行的蚂蚁森林项目，主要树种就是梭梭。
【拓展提升】木林经营管理的有效措施。
通过测定植物树干液流速率，可以判断平茬后植物生命活动的强弱。
树干液流的流量与植物蒸腾量成正比。
下图示意我国乌兰布和梭梭林地夏季不同天气条件下是否平茬对树干液流的影响。
据此完成下面小题。
1．与晴天相比，雨天凌晨树干液流速率更小，主要因为（）A．气温低B．空气相对湿度大C．风速小D．大气逆辐射强2．与未平茬相比，平茬对抑制水分过快蒸腾总效果最显著的时段是（）A．晴天0:00~6:00B．晴天12:00~18:00C．雨天6:00~12:00D．雨天12:00~18:00【答案】1．B 2．D【分析】1．本题考查不同天气条件对植物树干液流速率大小的影响，同时考查学生获取和解读地理信息、描述和阐释地理事物的能力。
苏教版 三年级科学下册 《沙漠中的植物》 (课件14ppt)
3.叶细小：还有一些植物为了减少水分的蒸发,叶子会退化成针形,非 常细小,针形还可以保护植物,避免被沙漠食草动物吃掉。
4.表面有不透水的覆盖层：茎和叶表皮的角质化和蜡质化,能够减少 水分的蒸发。
合得到。在一-定条件下,色光能合成白光。o实验结论:光的三原色是
红分.绿、蒸蓝发,其他、色可保由存三原色水色光按能分一合。定成的白芦比光例。荟混o 合的得叶到。也在一具-定有条件强下,
大储水功能。
探究仙人掌储水的秘密。
1.把3张纸巾充分浸湿,1张平 铺,1张卷起来,1张卷起来后用蜡纸包 住,都放在窗台前的塑料布上。
茎肥厚多汁
茎的表皮较硬,蜡质化
叶呈螺旋状排列 ,向 1.肥厚多汁的茎或叶可以储 上生长,叶片肥厚多
汁
存大量的水分,供干旱时生
茎在中间呈圆柱形 长所需。
2. 茎 或 叶 表 皮 角 质 化 , 蜡 质 叶有厚厚的角质层,蜡 结构,可以减少水分的蒸发。 质化结构
观察结果：仙人掌的茎能够储存大量水
实分验结,论叶:光片的三表原色面是蜡红.绿质、或蓝,其退他色化可成由三刺原色,按以一减定的少比例水混
梭梭树有强大而发达的根 系,主根深达3～5米,分布在土 壤上层的侧根伸得很远,有的可 伸出30米。
形态不同的沙漠植物有哪些共同特点？
1.根系发达：沙漠植物通常有发达的根系,除了可以在雨季更多地汲 取泥土中的水植物还拥有肥厚多汁的茎。用来在雨季拼命地储存 水分。
2.1个小时后观察3张纸巾的干湿 程度。
你发现了什么？如何解释？
方式 平铺 卷起来 卷起来后用蜡纸包住
观察结果 湿度小
湿度中等 湿度大
实验结论： 仙人掌储水的秘密是叶缩成针
苏教版科学三下2.6《沙漠中的植物》教案设计
6．沙漠中的植物【教材分析】本课聚焦沙漠环境，遵循认识事物的一般过程，分三个部分依次展开教学内容。
第一部分，观察一些沙漠中生长的植物。
教材出示了一组较为典型的沙漠植物的图片，让学生强化对沙漠植物的认识;下面列出的芦荟和石莲花是两种不典型的沙漠植物，是为后续教学内容的展开做铺垫。
第二部分，以植物中学生较容易见到的仙人掌和芦荟为例，引导学生发现它们适应沙漠环境的形态、结构特征。
这一部分以动手探究为主，分三个活动递进式展开。
活动一，找仙人掌的茎和叶，引导学生发现它的形态特征:茎绿色、覆盖蜡质，叶退化为刺。
活动二，用勺子挤压仙人掌的茎和芦荟的叶，引导学生发现它们的结构特征:内部含有大量水分。
活动三，采用模拟实验的方法，探究仙人掌储水的秘密。
第三部分，以骆驼刺和梭梭树为例，介绍这类沙漠植物适应环境的结构特征:具有发达的根系。
与第二部分的内容一起，为学生总结沙漠植物的共同特点打下基础。
【学情分析】在上一课学习的基础上，学生已经初步认识到植物的形态与其生长环境有着密切的关系。
本节课聚焦沙漠这一环境，但学生对沙漠植物知之甚少，因此，先介绍一些沙漠植物，为后续的学习做铺垫，然后借助比较常见、形态特征比较明显的仙人掌和芦荟，通过观察、挤水、和模拟实验等活动，使学生更易理解沙漠植物与其环境的联系。
【教学目标】科学知识目标1.能发现图片中植物的形态特征，认识一些沙漠中的植物。
2.认识仙人掌的形态结构。
3..知道仙人掌和芦荟能通过减少水分蒸发和储水来适应沙漠环境。
科学探究目标1.能通过观察仙人掌，找出它的茎和叶，并画下来。
2.将观察、操作的结果与模拟实验的现象建立联系，发现仙人掌和芦荟通过减少水分蒸发和储水来适应沙漠环境的形态、结构特征。
3.通过提取阅读资料中的信息，知道骆驼刺和梭梭树适应沙漠环境的结构特征:具有发达的根系。
科学态度目标1.乐于尝试运用多种方式完成科学探究，体会其中的乐趣。
2.能接纳别人的观点，乐于分享彼此的想法。
你能列举出在整片沙漠中存活的动植物吗？
你能列举出在整片沙漠中存活的动植物吗？一、仙人掌仙人掌是沙漠中最著名的植物之一。
它们拥有厚重的多肉质茎干和尖刺状的叶片，以减少水分蒸发。
仙人掌通过储存水分生存，它们可以长时间承受沙漠中极端的干旱条件。
而且，仙人掌的根部还能吸收罕有的降水，并将其储存在茎干中。
二、沙漠浮萍沙漠浮萍是一种绿色植物，它们能够在极端环境下存活。
沙漠浮萍生长在盐碱性土壤中，适应高温和干旱的沙漠生态。
沙漠浮萍的叶片上有许多小孔，可以通过蒸腾作用减少水分流失。
此外，它们还能利用根部吸收土壤中的盐分，以保持细胞内的渗透压平衡。
三、风滩鸢尾风滩鸢尾是一种沙漠中的多年生花卉。
它们有着漂亮的紫色花朵和宽大的叶子。
风滩鸢尾通过深深扎根于土壤中，吸收地下水以维持生长。
它们的根系还能抵御沙尘暴的侵袭，保护植物免受沙尘的磨损。
四、蜥蜴沙漠中的蜥蜴是一种适应了极端环境的爬行动物。
它们拥有鳞片覆盖的皮肤，可以保护自己免受高温和干旱的伤害。
蜥蜴还具有良好的耐旱能力，它们可以通过在地底找到蓄水的树木树干或其他植物体内的水分来度过干旱的时期。
总结：整片沙漠中存活的动植物如仙人掌、沙漠浮萍、风滩鸢尾和蜥蜴，都通过各自的生存机制适应了沙漠的苛刻环境。
不同的生物根据其特定的适应方式，通过储存水分、耐旱能力和抵御极端天气等方式保持生命的延续。
虽然沙漠环境确实对生物生存提出了巨大的挑战，但这些在整片沙漠中存活的动植物为我们展示了生命的顽强和多样性。
通过独特的适应性和生存策略，它们为我们赋予了更多的生物学启示，并向我们展示了自然界的奇妙之处。
沙漠是一个充满生命力的生态系统，我们应该倍加珍惜和保护其中的每一种生物。
沙漠生物知识点总结
沙漠生物知识点总结一、植物1、仙人掌仙人掌是沙漠中常见的植物，它们能够适应高温、缺水的环境。
仙人掌的表面覆盖着尖刺，这有助于减少水分蒸发、防止食草动物破坏。
在干燥的沙漠环境中，仙人掌的根系能快速吸收雨水，储存起来以应对极端干旱的日子。
2、灌木沙漠中还生长着一些低矮的灌木植物，它们的根系深入地下，能够获取更多的水分。
一些灌木植物的叶子质地较粗糙，能够减少水分蒸发，适应沙漠干燥的环境。
3、沙漠植物的适应性沙漠环境中的植物具有强大的适应性，它们能够展现出多种生存特征。
比如某些植物在白天伸展出叶片吸收阳光，而在夜晚卷起叶片以减少水分蒸发。
一些植物的叶片覆盖着厚厚的绒毛，能够隔绝高温与紫外线，减少水分的流失。
二、动物1、骆驼骆驼是沙漠中最有代表性的动物之一，它们身体结实，能够长时间忍受饥渴和高温。
骆驼有着厚重的皮肤，能够减少水分的蒸发，以及长时间的奔跑。
此外，骆驼的粪便干燥，可以作为燃料，使其成为沙漠中不可或缺的交通工具。
2、沙漠狐沙漠狐是沙漠中的一种狐狸，它们的耳朵较大，身体比例较小，有帮助散热。
沙漠狐在白天通常躲在地洞里，待到夜幕降临，它们才会出来觅食。
3、蝎子蝎子是沙漠中的典型节肢动物，它们的身体扁平，有利于在沙漠中的掩护和捕食。
蝎子在夜晚活动，白天则躲藏在地底下。
它们的尾巴上长有一根毒针，可以用来捕食，并防御敌人。
4、沙漠中的鸟类沙漠中也生长着一些耐旱的鸟类，比如沙漠鸵鸟、沙漠树鼩等。
它们体型较小，羽毛较浓密，能够更有效地保持体内水分。
三、生态系统1、食物链沙漠中的食物链主要由植物、食草动物、食肉动物组成。
植物通过光合作用合成有机物，为食草动物提供能量和营养。
而食草动物则成为猎食者的食物来源。
2、水循环沙漠地区降水量较少，但在雨水来临时，植物和动物会迅速吸收和收集水分。
一些沙漠中的生物还会利用水循环的方式来获取水分，比如通过植物的根系或是动物的体表。
3、生态平衡沙漠生态系统中的各种生物之间存在一种平衡状态，各自的生存方式和行为规律都能够形成一种稳定的生态系统。
沙漠里的植物(真题练习)三年级下册科学苏教版
A． B． C．
8．（2022春·广东韶关·三年级统考期中）形态不同的沙漠植物有（）的共同特征。
A．叶片大B．耐旱力强C．高大
9．（2022春·山西太原·三年级统考阶段练习）（）的降水很少。白天阳光强烈，气温很高；夜晚气温骤降。
A． B． C．
3．（2022春·福建厦门·三年级统考期末）在探究仙人掌储水的秘密这个模拟实验中，“平铺的纸张”模拟的是（）。
A．仙人掌的茎B．庞大的根系C．宽大的叶片D．茎表面的蜡质层
4．（2022春·陕西西安·三年级统考期末）以下不属于沙漠植物共同特点的是（）。
A．具有强大的根系B．叶宽大
C．茎或叶的表面有不透水覆盖层
21．（2021春·三年级课时练习）找出仙人掌的茎和叶
参考答案：
1．A
【详解】植物所具有的不同的形态结构是它们长期适应生活环境的结果。
A、在探究仙人掌耐旱原因的实验中，平铺的纸巾最干，卷起来的纸巾居中，用蜡纸包起来的最湿。故A错误；
B、仙人掌的表面有一层像蜡层的皮，减少水分的散失，实验中用蜡纸包起来的纸巾最湿，故B正确；
11．B
【详解】卷柏又名九死还魂草，根能自行从土壤分离，蜷缩似拳状，随风移动，遇水而荣，根重新再钻到土壤里寻找水分。因其耐旱力极强，在长期干旱后只要根系在水中浸泡后就又可舒展，故而得名。耐旱力极强，有“九死还魂草”之称的是卷柏，能够随风移动，遇水而荣故名。
12．C
【详解】生物必须适应环境才能生存，如沙漠上的植物必须耐旱才能生存，仙人掌，叶片退化成刺，可以降低蒸腾作用，减少水分的散失，适应干旱缺水的沙漠环境。
21．①叶②茎
【详解】仙人掌的叶是一根根的尖刺。仙人掌的茎是绿色的，像厚实的植物叶片或粗壮的茎。
沙漠中的植物和平原中的植物叶的形态特征
沙漠中的植物和平原中的植物叶的形态特征沙漠和平原是两个截然不同的生态环境，植物在这两个环境中的生长也有很大的差异。
本文将从理论和实践的角度，详细探讨沙漠中的植物和平原中的植物叶的形态特征。
我们来看看沙漠中的植物。
沙漠是一个极端的环境，气候干燥，降水稀少，阳光强烈，温度波动大。
在这种环境下，植物必须具备很强的耐旱、耐热、耐寒、抗风沙等能力。
沙漠中的植物主要有以下几种类型：1. 仙人掌类：仙人掌是沙漠中最具代表性的植物之一。
它们的叶子已经演化成了刺，以减少水分的蒸发。
仙人掌还具有发达的根系，能够在干旱的土壤中吸收到足够的水分。
2. 多肉植物：多肉植物也是沙漠中常见的植物。
它们的叶子肥厚，表面有蜡质保护，可以减少水分的蒸发。
多肉植物的根系也非常发达，能够吸收到深处的地下水分。
3. 沙生植物：沙生植物是指那些能在沙漠中生长的植物。
它们的叶子通常比较小，形状各异，有的呈三角形，有的呈心形，有的呈椭圆形。
这些叶子的边缘通常有一些细小的锯齿状突起，可以增加与沙子的附着力。
接下来，我们再来看看平原中的植物。
平原地区气候温暖湿润，降水充沛，阳光充足，土壤肥沃。
在这种环境下，植物的生长非常旺盛。
平原中的植物主要有以下几种类型：1. 阔叶树：阔叶树是平原地区最常见的树木类型。
它们的叶子比较大，形状多样，有的呈椭圆形，有的呈卵形，有的呈心形。
这些叶子的边缘光滑平整，没有锯齿状突起。
2. 针叶树：针叶树是平原地区另一种常见的树木类型。
它们的叶子比较小，形状为长条形或披针形。
这些叶子的边缘有一些细小的锯齿状突起，可以增加与土壤的附着力。
3. 草本植物：草本植物是平原地区最矮小的植物类型。
它们的叶子通常比较小，形状各异，有的呈三角形，有的呈心形，有的呈椭圆形。
这些叶子的边缘通常光滑平整，没有锯齿状突起。
沙漠中的植物和平原中的植物在形态特征上有很大的差异。
这些差异主要是由于它们所处的生态环境不同导致的。
希望本文能够帮助大家更好地了解这两种环境及其对应的植物类型。
内蒙古乌海市2024生物七年级上册第一单元《生物和生物圈》人教版基础掌握模拟卷
内蒙古乌海市2024生物七年级上册第一单元《生物和生物圈》人教版基础掌握模拟卷学校：_______ 班级：__________姓名：_______ 考号：__________（满分：100分时间：60分钟）总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、选择题：本大题共30小题，每小题2分，共60分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.下列属于生物的是A．桃树B．干香菇C．机器人D．钟乳石2.习近平总书记提出“山水林田湖草沙”是一个生命共同体”的生态文明理念，我们也再次明确生物圈是地球上最大的生态系统。
相关理解正确的是（）A．“山水林田湖草沙”属于不同类型的生态系统B．各种类型的生态系统各自独立，彼此互不相干C．生物圈的范围包括大气圈、水圈和岩石圈D．生命共同体中生物的种类和数量保持不变是自动调节的结果3.仙人掌的叶呈针形，以及“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”，这两种现象的主要影响因素是（ ）A．水分、温度B．温度、水分C．土壤、温度D．温度、温度4.习近平总书记提出“山水林田湖草沙是一个生命共同体”的生态文明理念，强调了生态是各种自然要素相互依存统一发展的自然系统。
下列有关叙述正确的是（）A．地球上最大的生态系统是生物圈B．各种类型的生态系统是各自独立、互不相干的C．地球上最大的生态系统是生物圈，包括大气圈、岩石圈和水圈D．“山水林田湖草沙”中稳定性最强的是“田”，即农田生态系统5.“鲸落”是鲸死亡后落入深海形成的生态系统，当鲸尸只剩下骨骼时，厌氧细菌会趁机进入分解鲸鱼中的有机物，产生硫化氢（无机物）。
硫化菌能氧化硫化氢获得能量合成有机物，为其他生物提供能量。
下列叙述错误的是（ ）A．从生态系统的组成来说，硫化菌是生产者B．在该生态系统中，存在着能量流动C．在该生态系统中，厌氧细菌是分解者D．文中蕴含的食物链是：硫化菌→厌氧细菌→鲸6.变色龙的体色随环境而改变，蜂兰的唇形花瓣酷似黄蜂，瓢虫的鞘翅具有鲜艳的色斑。
黑龙江齐齐哈尔市2024年七年级生物上册第一单元《生物和生物圈》部编版基础掌握过关卷
黑龙江齐齐哈尔市2024年七年级生物上册第一单元《生物和生物圈》部编版基础掌握过关卷学校：_______ 班级：__________姓名：_______ 考号：__________（满分：100分时间：60分钟）总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、选择题：本大题共30小题，每小题2分，共60分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.“竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知。
”诗句中提到的竹子、桃花、江水、鸭子中，不属于生物的是（ ）A．竹子B．桃树C．江水D．鸭子2.下列关于生态系统组成的叙述，错误的是（）A．生产者一般为绿色植物B．多数动物可作为消费者C．寄生的细菌可作为分解者D．非生物部分包括阳光、水等3.下列诗句中没有写到生物的是（ ）A．柴门闻犬吠B．夜来风雨声C．离离原上草D．鱼戏莲叶间4.以下食物链书写正确的是（ ）A．虫子→鸟→鹰B．草→虫→鸟C．草→虫→兔子D．草←虫←鸟5.生活在沙漠地区的仙人掌叶呈针状，主要是哪种生态因素的影响造成的（）A．阳光B．水C．土壤D．湿度6.下列不属于生物防治方法的是A．用七星瓢虫防治棉花蚜虫B．牧鸭治蝗C．用赤眼蜂防治松毛虫D．给稻田喷施农药7.下表为兴趣小组同学记录的几种环境中鼠妇的数量，据此可判断适合鼠妇生存的环境条件是（）地点水泥路上水槽边的石头下湿花盆底下干草地中鼠妇数目032204A．阳光充足B．阴暗潮湿C．空气新鲜D．高温干燥8.在一块农田中，影响小麦生活的生物因素是( )A．土壤B．空气C．水分D．田鼠9.大多数细菌是生态系统中的（）A．分解者B．生产者C．消费者D．既是生产者，又是消费者10.某同学为探究鼠妇的生活环境，调查记录了以下环境中鼠妇的数量。
分析可知适合鼠妇生存的环境条件是（）地点鼠妇只数篮球场上0水槽边的石头下32公园潮湿的花盆下面20足球场草地中4A．阳光充足B．阴暗潮湿C．明亮潮湿D．高温干燥11.古诗词是中华优秀传统文化中的瑰宝，其中不乏与生命现象相关的佳句。
青海省海东地区2024生物七年级上册第一单元《生物和生物圈》人教版质量检测模拟卷
青海省海东地区2024生物七年级上册第一单元《生物和生物圈》人教版质量检测模拟卷学校：_______ 班级：__________姓名：_______ 考号：__________（满分：100分时间：60分钟）总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、选择题：本大题共30小题，每小题2分，共60分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.树梢上的露珠晶莹发亮，树叶被虫子啃咬后掉落，吃虫的小鸟隐藏在树冠，瞄着捕食的雄鹰。
据资料完成下面小题：1．资料中，属于小树非生物因素的是（）A．露珠B．虫子C．小鸟D．雄鹰2．若土壤受到有毒物质的污染，体内积累该有毒物质最多的生物是（）A．雄鹰B．小鸟C．虫子D．小树2.你在课堂上遇到不明白的问题时，处理的方法是A．私下向同学请教B．直接向老师提问C．对不明白的问题等着老师讲解3.一株小麦生长在自然界里，影响它生存的因素是（）A．非生物因素B．生物因素C．阳光、温度、水D．生物因素和非生物因素4.曾记否？同学们刚刚走进生物学课堂，老师就带着你们去调查校园内的各种动物．下列有关调查法的说法不正确的是（）A．调查首先要明确调查目的和调查对象B．调查要设计合理的调查方案C．抽样调查的结果比普查更准确D．调查包括普查和抽样调查5.诗词是指以古体诗、近体诗和格律词为代表的中国汉族传统诗歌，也是汉字文化圈的特色之一。
“黄毯悄然换绿坪，古原无语释秋声。
马蹄踏得夕阳碎，卧唱敖包待月明。
”描写的是（ ）A．森林生态系统B．城市生态系统C．海洋生态系统D．草原生态系统6.生物能影响和改变环境。
下列事例中，哪个不属于生物对环境的影响（）A．蚯蚓改良土壤B．蝗虫啃食庄稼C．森林净化空气D．北极熊的体色与白雪皑皑的环境非常接近7.生长在荒漠中的骆驼刺，地下的根比地上部分长许多，这属于A．生物对环境的适应B．生物对环境的影响C．环境对生物的适应D．环境对生物的影响8.小亮调查完公园的生物种类后，将有关的生物分成了动物、植物和其它生物三类。
《沙漠中的植物》义务教育阶段三年级科学(下册)教学课件
自主探究
沙漠中植物的根为什么这么发达？
因为沙漠中干旱少水， 所以沙漠植物的根系都 很发达，扎根很深，为 了吸收到更深处的水。
自主探究
形态不同的沙漠中植物有哪些共同特点？
①根系发达 ②叶子退化或者细小 ③茎多肉
同步习题
判断题
1、芦荟和石莲花也可以生活在沙漠中。（√ ） 2、仙人掌的茎和芦荟的叶中都贮藏大量的水分。（ √） 3、沙漠植物的根系十分发达。（√ ） 4、仙人掌茎叶外生腊质，也能减少水分蒸发。（ √） 5、仙人掌的叶子长着许多刺。（ ✘） 6、沙漠植物的形态特点与其生活的环境相适应。（ √）
延伸拓展
仙人掌耐旱的原因
（1）把易散发水分的叶子长成细 小的针状，以减少水分散发 的面积。
（2）它的茎叶外生腊质，也能减 少水分蒸发。
（3）茎肥厚多汁，能储存水分。
课堂总结
通过这节课的学习，我们认识了许多沙漠中的植物， 认识仙人掌的茎和叶，了解沙漠植物根的特点。在 科学探究中，探究仙人掌的茎和芦荟的叶共同特点； 实验探究仙人掌储水秘密，让我们认识到沙漠并不 荒凉，有着顽强生命力的植物。
自主探究
注 意 别 被 刺 扎 着
观察仙人掌，找出它的茎和叶。
自主探究
叶 茎
自主探究
活动手册：为仙人掌画像，找出它的茎和叶。
自主探究
用小勺挤压仙人掌的茎和芦荟的叶
①用剪刀剪掉刺 ②用剪刀剪断仙人 掌的茎和芦荟的叶 ③用小勺挤压，观 察有什么现象发生
自主探究
它们有什么 共同特点？
有水流出
仙人掌的茎和芦荟的叶中都贮
实验材料：塑料布、纸巾、蜡纸
自主探究
实验操作
①把3张纸巾充分浸湿，1 张平铺，1张卷起来，1张 卷起来后用蜡纸包住，都 放在窗台前的塑料布上。 ② 1小时后观察3张纸中的 干湿程度。
贵州省黔南布依族苗族自治州2024年七年级生物上册第一单元《生物和生物圈》人教版综合诊断模拟卷
贵州省黔南布依族苗族自治州2024年七年级生物上册第一单元《生物和生物圈》人教版综合诊断模拟卷学校：_______ 班级：__________姓名：_______ 考号：__________（满分：100分时间：60分钟）总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、选择题：本大题共30小题，每小题2分，共60分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.地球上最大的生态系统是（）A．海洋生态系统B．森林生态系统C．农田生态系统D．生物圈2.水稻能在多水环境中生存，因为它体内具有发达的“气腔”，可运输氧气至根部，许多杂草因体内不具有这种结构，后来就从这个环境中消失了。
这体现了水稻和杂草的关系是（ ）A．互助B．竞争C．寄生D．互利共生3.生物的生存离不开其栖息的环境。
下列动物与其栖息环境的对应关系正确的是（）A．雪莲——湖泊B．袋鼠——热带雨林C．丹顶鹤——湿地D．蜗牛——干燥石缝4.生物圈中的每一种生物，都会受到周围其他生物的影响。
成语“优胜劣汰”描绘的自然现象，体现了生物与生物之间的（ ）A．竞争关系B．捕食关系C．合作关系D．共生关系5.有关生物与环境的说法，错误的是（）A．“鱼儿离不开水”说明了生物依赖环境B．生物只能适应环境，不能影响环境C．“种豆南山下，草盛豆苗稀”体现了生物之间的竞争关系D．“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”主要体现了温度对生物的影响6.自然界中处处隐含生物知识，以下生命现象与所体现的生物特征不相符的是（）A．枝芽变成一段带叶的枝条——生长发育B．同一片玉米地里的玉米植株有的高有的矮——对外界刺激作出反应C．春华秋实——生物能繁殖后代D．无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来——生物能排出体内的废物7.长期生活在干旱荒漠中的植物，其形态结构等方面会出现一系列的适应性特征，下列叙述与干旱环境中的植物特征不符的是（ ）A．具有发达的根系B．肉质茎很肥厚C．叶特化成刺状D．叶面薄而宽大8.含羞草对刺激做出反应与下列生理现象体现了同一生物特征的是A．人手被针刺后缩回B．鲸的呼吸C．小鸡破壳而出D．幼苗长成大树9.若将蚯蚓、蚂蚁、长颈鹿、蚕、丹顶鹤、鳖这些动物分成两大类，归类的依据最可能是（）A．生活环境的不同B．体内有无脊柱C．运动方式的不同D．呼吸方式的不同10.下列关于生态系统的说法不正确的是（）A．江西天柱峰国家森林公园属于森林生态系统B．随意捕杀或引进某种生物，可能会影响生态系统的稳定性C．池塘里的所有动物、植物构成了一个完整的生态系统D．一滴河水可以看成一个生态系统11.如图，高原鼠兔是青藏高原某自然保护区的重要物种，结合下图的食物网，分析下列说法正确的是（ ）A．生态系统内生物数量和所占比例总是保持不变B．图中的昆虫和高原鼠兔是生产者C．重金属污染物在该食物网中草体内积累最多D．该食物网中包含的食物链共有3条12.下列诗句及俗语中，体现了生物因素对生物影响的是（）A．春来江水绿如蓝B．种豆南山下，草盛豆苗稀C．追肥在雨前，一夜长一拳D．竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知13.“篱落疏疏一径深，树头新绿未成阴。
河南省鹤壁市2024年七年级生物上册第一单元《生物和生物圈》人教版质量检测试卷
河南省鹤壁市2024年七年级生物上册第一单元《生物和生物圈》人教版质量检测试卷学校：_______ 班级：__________姓名：_______ 考号：__________（满分：100分时间：60分钟）总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、选择题：本大题共30小题，每小题2分，共60分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.“草长莺飞二月天，拂堤杨柳醉春烟。
”诗句中“草长”描写的生命现象是（ ）A．生物能对外界刺激作出反应B．生物能排出身体内产生的废物C．生物能生长和繁殖D．生物有遗传和变异的特性2.“一母生九子，连母十个样”，这种生命现象说明生物具有的特征（ ）A．生长发育B．遗传C．变异D．能适应一定的环境3.一年四季，每个季节都有其独特的魅力和美丽。
下列选项中属于生物生命现象的是（）A．春日和煦B．夏荷绽放C．秋风送爽D．冬雪飞舞4.长期生活在沙漠中的植物，其形态结构等方面会出现一些的适应性特征。
下列叙述与沙漠中的植物特征不相符的是（ ）A．具有发达的根系B．叶面积增大C．具有厚的角质层D．具有肥厚的肉质茎5.下列现象中，属于影响和改变环境的例子是（）A．荒漠中的植物根系发达B．在土壤中活动的蚯蚓，使土壤疏松C．寒冷海域中的海豹皮下脂肪厚D．枯叶蝶的体色与落叶颜色基本一致6.女贞是一种常见植物，具有滞尘抗烟，吸收二氧化硫等功能，能净化空气，常作为城市行道树。
此现象体现的是（ ）A．生物适应环境B．环境影响生物C．生物影响环境D．生物依赖环境7.下列说法错误的是（）A．生物的生活环境是指生物的生存空间，还包括存在于它周围的各种影响因素B．影响小麦生活的非生物因素有阳光、温度、水、土壤C．沙漠上靠近水源的地方出现绿洲，说明水对植物分布有影响D．“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开。
”这句诗描述的是阳光对植物生长的影响8.下列能构成一个生态系统的是（）A．无锡太湖及湖内的所有生物B．安徽黄山上的所有迎客松C．山东微山湖内的所有荷花D．黄河三角洲内的所有生物9.睡莲的花朵在白天开放，晚上闭合。
福建省宁德市七年级生物上册第一单元部编版基础知识测试卷
福建省宁德市七年级生物上册第一单元部编版基础知识测试卷学校：_______ 班级：__________姓名：_______ 考号：__________（满分：100分时间：60分钟）总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、选择题：本大题共30小题，每小题2分，共60分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.湿地生态系统被称为“地球之肾”，沼泽是典型的湿地生态系统。
下列关于沼泽的特点与功能的叙述，不正确的是（ ）A．沼泽植物占优势B．能净化水质C．能蓄洪抗旱D．动物的种类很少2.生物圈是人类和其他生物共同生活的唯一家园。
下列有关叙述正确的是（）A．生物圈是指地球上所有生物的总称B．生物圈是地球上最大的生态系统C．生物圈的资源取之不尽、用之不竭D．人类活动不会影响生物圈的稳定性3.仙人掌生活在干旱的沙漠，所以它的叶变成刺状，根和茎都有储水功能，这些特点说明（）A．经常使用的器官发达，不用的器官退化B．仙人掌的生活不需要水C．生物对环境的适应D．生物对环境的影响4.下列食物链中，假设蚱蜢与鼠从生产者获得的能量数值相同，那么，哪一条食物链提供给猫头鹰的能量最多？（）A．绿色植物→蚱蜢→蜘蛛→蜥蜴→蛇→猫头鹰B．绿色植物→鼠→猫头鹰C．绿色植物→蚱蜢→青蛙→蛇→猫头鹰D．绿色植物→鼠→蛇→猫头鹰5.科学家进行的“生物圈Ⅱ号”实验为我们提供的启示是（ ）A．生物圈是人类和其他生物共同生活的唯一家园B．地球资源是取之不尽、用之不竭的C．在现有的技术条件下，人类可以脱离地球环境而生存D．实验失败的主要原因是科学家没有控制好氧气与二氧化碳的含量6.下表是对几种生物体内农药含量的测定结果，假设这五种生物只能构成一条食物链，那么下列食物链书写正确的是( )生物种类甲乙丙丁戊单位体积农药含量（毫克）0.0540.0330.0020.1610.010A．甲→乙→丙→丁→戊B．戊→丁→丙→乙→甲C．丁→甲→乙→戊→丙D．丙→戊→乙→甲→丁7.“螳螂捕蝉，黄雀在后”不能成为一条食物链的原因是（ ）A．缺少非生物部分B．缺少生产者C．缺少消费者D．缺少分解者8.在一个完整的生态系统中，绝大多数细菌和真菌扮演的角色是（）A．消费者B．生产者C．分解者D．生产者和消费者9.如图为某种植物的根系分布，据此推测该植物最可能来自（）A．呼伦贝尔大草原B．塔克拉玛干沙漠C．泰州溱湖湿地公园D．西双版纳热带雨林10.下列哪项属于生物A．不断长大的钟乳石B．螺旋杆菌C．会削面的机器人D．绽放的礼花11.生物因素是指（ ）A．影响生物生活的因素B．生物彼此之间的相互影响C．影响生物生活的一切因素D．影响生物生活的环境因素12.以下对生物的认识，说法正确的是（ ）A．新冠疫情的“元凶”——病毒不属于生物B．植物可以吸收氧气，释放出二氧化碳气体C．“一母生九子，九子各不同”，这句话描述了生物的遗传现象D．生物都是由细胞构成的13.下面关于生物特征的描述，错误的是（）A．“葵花朵朵向太阳”说明生物能对外界刺激作出反应B．“猎豹捕食羚羊”说明生物的生活需要营养C．“野火烧不尽，春风吹又生”说明生物能生长和繁殖D．“种瓜得瓜，种豆得豆”说明生物具有变异现象14.下列属于生物的是（）A．弹琴的机器人B．火山爆发时喷出的岩浆C．慢慢长大的钟乳石D．草地上长出的蘑菇15.下列不属于生物的一项是（）A．珊瑚虫B．油菜C．钟乳石D．流感病毒16.如图为某同学测定并绘制的晴朗一天内校园草地中空气相对湿度的柱形图。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第42卷第5期2006年5月林业科学SCIE NTI A SI LVAE SI NIC AE V ol 142,N o 15May ,20063种沙漠植物地上部分形结构与生物量的自相似性李伟成1 盛海燕2 潘伯荣3 常 杰4(1.国家林业局竹子研究开发中心 杭州310012; 2.杭州环境保护科学研究院 杭州310005;3.中国科学院新疆生态与地理研究所 乌鲁木齐830011;4.浙江大学生命科学学院 杭州310029)摘 要: 应用自相似原理,分别研究极干旱地区塔克拉玛干腹地和吐鲁番盆地地下水浇灌区柽柳、梭梭和沙拐枣植株的地上分形结构与各自地上部生物量的关系。
通过分析3种植物的枝长、冠幅和体积与地上部生物量之间的统计自相似性,发现在统计拟合精度上自相似模型不如BP 神经网络模型,但分析植株生长的地域性差异时,缺少像分形维数这样的定量化描述。
关键词: 沙漠植被;地上部生物量;分形;自相似;BP 神经网络模型中图分类号:Q948;Q949 文献标识码:A 文章编号:1001-7488(2006)05-0011-06收稿日期:2004-08-05。
基金项目:国家自然科学基金重大研究计划N o.90202019。
Self 2Similarity R elationship betw een Component of Shoot and Biomass of Three H ungriness PlantsLi W eicheng 1 Sheng Haiyan 2 Pan Borong 3 Jie 4(1.China National Bamboo Research Center Hangzhou 310012;2.Hangzhou Environmental Protection Science Institute Hangzhou 310005;3.Xinjiang Institute o f E cology and G eography ,Chinese Academy o f Sciences Ulmuqi 830011;4.College o f Life Science ,Zhejiang Univer sity Hangzhou 310029)Abstract : Function y =ax b maybe can disclose the correlation between shoot fractal structure and above 2ground biomass of hungriness plant in T aklamakan Desert com pared with Turpan Basin.Desertification and salinized soil ,the tw o serious environment problems ,annoyed human in willful persecution.Especially ,this phenomenon is m ore obvious in the second largest desert T aklamakan ,which lies in T arim Basin.This research note aims to use the theory of self 2sim ilarity to study the relationship between the shoot fractal structure and each biomass of hungriness plant in T aklamakan Desert ,exert the fractal dimension (FD )to explain the capability of spatial occupation of these three plants.Three hungriness plants (Tamarix spp.,Haloxylon ammodendron and Calligonum mongolicum )are chosen and the statistical self 2sim ilarity (SS M )characters am ong shoot ,branch and above 2ground biomass are analyzed in this study.Based on the close relationship of statistical self 2sim ilarity between the length of branches ,crown width ,external v olume and shoot biomass ,a fractal m odel on calculating shoot biomass is built.When the source data are not uniform ,the results show that the simulative outcomes of SS M w orse than BP neural netw ork m odel(NNM )that the values of χ22test are not up the con fidence interval too.SS M can be used for one method in measuring thebiomass with the data of small variance and im ply the capacity of spatial occupancy with the FD.It is practicable that this growth m odel using biomass of some segments of one whole plant to estimate the shoot biomass in the arid and sem iarid regions where vegetation is sparse ,ecosystem is flimsy and building the man 2made vegetation area is difficult.W e em phasize that the ecological scale in this paper is of individual significance.K ey w ords : hungriness plant ;above 2ground biomass ;fractal ;self 2sim ilarity ;BP neural netw ork m odel目前,荒漠化与盐碱化是人类面临的2个环境问题,在塔里木盆地的塔克拉玛干沙漠表现得尤其突出(陶玲等,2001;李伟成等,2003)。
塔克拉玛干地区生态环境恶劣,气候极度干旱,因此一些抗热、抗寒、抗强碱的优良固沙先锋植物在这里就显得尤为重要了(潘伯荣等,1994;陶玲等,2001)。
柽柳(Tamarix spp.)作为干旱、半干旱区广泛分布的灌木,具有强大的固定流沙和耐盐碱能力;梭梭(Haloxylon ammodendron )是我国干旱荒漠区的优良固沙植物,是荒漠濒危类3级国家保护植物(陶玲等,2001);而沙拐枣(Calligonum mongolicum )以其独特的生活型、表型特征和薪柴、饲用、固沙、蜜源等经济特点,早就引起了人们的注意。
上述3种植物具备了荒漠先锋种的生理、形态特征(潘伯荣等,1994;陶玲等,2001),是西北荒漠生态系统的关键物种。
自从Burrough (1981)将Mandelbort (1979)提出的分形和分维概念应用到自然生态和环境学科领域以来,分形理论已经在植物进化模拟(Nicklas,1986)、农作物生物量与时间尺度上的自相似性(self2similarity) (Valdez2Cepeda et al.,1998)、面积和物种丰富度的分形维数等方面进行了探讨(Harte et al.,1999)。
目前,普遍认同林木的生长具有自相似性(Peitgen et al.,1991;常杰等,1995;李伟成等,2003)。
本文选择这3种植物作为研究对象,基于自相似理论在各分形单元上分析比较柽柳、梭梭、沙拐枣植株在不同生境中的生物量积累,希望利用分形理论来阐明不同物种在不同生境中的自相似性。
1 研究地自然概况塔克拉玛干沙漠腹地年均降水量11.05mm,年蒸发量3638mm,平均气温12.4℃,一年中7月最热,平均气温28.2℃,12月最冷,平均气温-8.1℃,年最高气温4516℃,年最低气温-2212℃,≤10℃年积温4530℃,年均相对湿度29.4%;吐鲁番盆地年均降水量16.4mm,年蒸发量2727～3837mm,年平均气温1319℃,最高气温47.6℃,最低气温-16.2℃,≤10℃年积温5391.3℃,年均相对湿度41%。
2 材料与方法2001年6月在塔克拉玛干沙漠运输公路腹地(39°00′N、83°40′E,海拔1099m)采集分布广、株型完整、无病虫害的沙拐枣、柽柳和多年生梭梭植株(人工移栽)。
吐鲁番地区(42°51′N、89°11′E,海拔-95～-76m)虽亦具典型的大陆性沙漠气候特征,但与塔克拉玛干沙漠腹地相比,地下水含量较丰富,植物生境比较优越。
当月于吐鲁番盆地植物园采集上述3种植株,以比较地上部生物量在不同生境的积累情况。
分别测量2个地区植株的主茎长、分枝长、冠幅和外形体积,并采下茎、枝和叶,经80℃烘干48h,分别得到茎、枝和叶干质量等性状参数,通过累加分枝生物量获得地上总质量。
为了方便,对3种植物统一假设变量。
设地上部生物量为Mst,茎干质量为M s,枝干质量为M b,叶干质量为Ml;主茎长为H s,分枝长为H b,冠幅为C,外形体积为V。
并有以下关系:M st=M s+M b+M l(1) 在K aye(1994)和Mandelbort(1979)的专著中均提及用分形几何的概念对树木的生物形态结构进行描述。
用网格法来定量研究茎、枝、叶的分形结构时发现用分形维数可以描述各部分不同的空间占据能力,并存在如下关系:ln f (M)M2=(D-δ)ln M(2)式中:M为网格覆盖区域边长(特征尺度指标);f(M)为是被覆盖网格的质量函数;D为欧氏维数;δ为分形维数。