第4章植物与温度的生态关系2分析

二、植物对低温的生态适应与抗寒性锻炼 1、生态适应 生理上的适应（更主要）： 原生质特性改变：植物细胞中的水分减少，糖类、 脂肪和色素等物质的浓度增加，来降低植物的冰点，防 止原生质萎缩和蛋白质的凝固； 吸收更多的红外线：在可见光谱中的吸收带也较宽， 这也是低温地区植物对严寒气候的一种适应方式； 植物在低温季节来临时及时转入休眠：在休眠状态下， 细胞发生轻度质壁分离，原生质把贯穿在细胞壁中的胞 间连丝吸入内部，表面盖上很厚的一层脂类化合物，水 分不易通过。因此植物体内不易形成冰晶，增强了抗低 温的能力。
三、极端高温对植物的生态作用
1、高温对植物的伤害 间接伤害：（1）主要破坏植物的光合作用和呼吸作用
的平衡，使植物呼吸作用超过光合作用，植物因
长期饥饿而受害或死亡。（2）促进蒸腾作用的加 强，破坏水分平衡，使植物干枯甚至死亡。（3）
抑制氮化合物的合成，氨积累过多，毒害细胞。
直接伤害：（1）当温度突然升高到40℃以上，蛋白质 受高热而发生凝聚或变性。（2）当温度上升到 50℃以上，生物膜发生液化，导致膜的结构难以 维持，膜的半透性丧失。同时饱和脂肪酸（增强 植物抗性）也可能减少，导致植物代谢紊乱。
第三节 极端变温对植物的生态作用
（三）冻害 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。 冰点以下的低温主要是通过两种途径对植 物发生作用，即冰晶形成使原生质膜发生破裂 和原生质的蛋白质失活与变性。 当温度降至冰点以下时，就会在细胞间隙 形成冰晶。结果水将从细胞内部转移到冰晶上， 随着冰晶增大，细胞内水与原生质分离，原生 质失水收缩，而可溶性物质的浓度相应升高， 引起原生质中蛋白质沉淀（失活、变性）。
第三节 极端温度对植物的生态作用
极端温度是指非节律性变温，它包括温度 的突然降低和突然升高，往往对植物产生不利 的影响。关于极端温度对植物的影响将从极端 低温和极端高温两个方面分别讨论。 一、低温对植物的生态作用 温度过低，超过植物的临界温度，就会对 植物的生长发育产生不利影响，温度越低，对
植物的伤害就越严重，甚至造成植物的死亡。 低温对植物的伤害，椐其原因可分为寒害、霜 害和冻害三种。
第三节 极端变温对植物的生态作用
二、植物对低温的生态适应与抗寒性锻炼 1、生态适应
形态上的适应
北极和高山植物的芽和叶片常受到油脂类 物质的保护，芽具有鳞片； 植物的器官表面有蜡粉和密毛； 植物矮小，常成匍匐状、垫状或莲座状，
从体形变小，等等。
以上形态的变化都是为了减少植物体热量 的散失，有利于保持植物体较高的温度。
2、高温对植物伤害的症状 植物受强烈阳光照射和高温影响常会产生日 灼现象。日灼是指幼苗或树木因强烈太阳照射和 相应的高温而产生的灼伤现象。 （1）根茎灼烧，幼嫰苗木的根茎部位与高温表 土相接触时，苗木根茎部的疏导组织和形成层灼 伤。 （2）树皮灼伤。
主要原因是：突然性降温，导致植物的ATP减少， 酶的系统紊乱，活性降低，导致植物光合、呼吸、吸 收、蒸腾作用以及物质运输、转移等生理活动的活性 降低，彼此之间的协调关系被破坏的结果。
（二）霜害 霜害：当气温或地表温度下降到零度， 空气中过饱和的水汽凝结成白色的冰晶， 就是霜(白霜)。由于霜的出现而使植物受害 称为霜害。 如果空气干燥，在降温过程中水汽仍 达不到饱和，就不会形成霜，但这时的低 温仍能使植物受wk.baidu.com，这种无霜仍能使植物 受害的天气称之“黑霜”。 黑霜对植物的危害比白霜更大。
植物受低温的伤害除了极端低温值外，还决 定于降温的速度。在相同条件下，降温速度越快， 植物受伤越重（如表中所示）。
降温速度与樱桃受程度
降温速度
冻死率（%） 15 75 96 3
1、温度缓慢降至-12℃，后由-12℃迅速降到-20℃ 2、温度迅速降至-12℃，后由-12℃缓慢降到-20℃ 3、温度一开始就迅速下降，直到-20℃ 4、温度一开始就缓慢下降，直到-20℃
（一）寒害（直接伤害）
寒害：也称冷害，是指当强冷空气南下，气温急 剧下降，在短暂的时间内，0℃以上的低温对喜温植 物（如热带植物）产生的伤害。如热带植物丁香，当 最低温度降至6.1°C时，叶片呈水渍状，降至3.4°C 时顶梢干枯，寒害严重。还有三叶橡胶、槟榔、椰子 等在零度以上低温影响下，叶片变黄，落叶严重。
第三节 极端变温对植物的生态作用
二、植物对低温的生态作用与抗寒性锻炼 3、影响植物低温伤害的内外因素 低温状况： （1）极端低温值，一般植物都有其最低忍耐温 度值，超过该值，植物就会受到伤害。 （2）低温持续时间，持续时间越长，受害越严 重。 （3）温度变化的速度，温度变化速度越快，受 害越严重。 （4）土壤低温，容易造成生理干旱（根系吸水 困难）。
二、植物对低温的生态作用与抗寒性锻炼
2、抗寒性锻炼 植物的抗低温锻炼处理，一般可划分为三个
阶段： 预锻炼阶段：在略高于0°C的低温下放置数天 或数星期，使原生质积累糖和其它防护物质，使 细胞水分减少。 锻炼阶段：温度继续下降（-3°C—-5°C）植物 进入锻炼阶段。原生质的细微结构和酶系统发生 变化和重新改组，以抗低温结冰、失水的危险。 最后阶段：以受-10°C—-15°C的低温，获得最 大的抗冻能力。
二、植物对低温的生态作用与抗寒性锻炼 3、影响植物低温伤害的内外因素 外界条件： （1）日照长短，影响植物的休眠，从而影响植 物的抗寒能力的形成。 （2）光照强度，秋季晴朗的天气下，光照充足， 光合速率高，积累糖分多，能增进抗寒能力。 （3）土壤含水量，土壤含水量过多，细胞水分 充足，造成渗透压变大和植物陡长，抗旱能力 减弱。 （4）土壤营养，充足，植物生长健壮，有利于 越冬。
第三节 极端变温对植物的生态作用
二、植物对低温的生态作用与抗寒性锻炼 2、抗寒性锻炼
提高植物抗寒性的各种过程的综合，称为锻 炼。在自然界，从秋季到冬季，由于温度逐渐降 低的结果，原生质逐渐改变它的代谢机能和组成， 植物体逐渐增加可溶性碳水化合物、自由氨基酸 以及色素等物质，并减少水分以适应低温环境。 经过锻炼后，植物抗寒性大大提高。 人工培育抗寒品种也常仿效上述办法。在抗 寒锻炼前增加光照强度和延长光照时间，然后逐 渐降低温度。（原因是什么？）