4温度与生物

其他的一些内容
生物生存与温度
温度三基点，极端温度extreme temperature （例：数据） 极端高温，极端低温 对生物的危害 高温可能导致酶失活或代谢组分不平衡，例如植物的呼吸作用快于光合 作用而导致死亡。然而高温对外温动物最普遍的影响是引起脱水。所有 陆生外温动物必须保持水，但在高温下失水率能够成为致死因子。 不同物种对低温的耐受性有很大的差异，这与结冰、寒冷和坚硬的过程 有关。致死温度lethal temperature，临界温度emperature thresholds 温度低于—l℃时很多物种被冻死，这是由于细胞内冰晶形成的损伤效应； 那些生活在整个冰冻冬天的种，经常是处于一种有抵抗力的休眠时期， 这是它们生命周期中的一个阶段。 生物靠生理学和行为学机理调节体热。外温性动物相对内温性动物体温 明显地随环境条件而改变。
阿伦规律（英）
贝格曼(Bergman)规律： 恒温动物其身体往往比生活在低纬度地 区的同类个体大。因为个体大的动物，其单位体重散热量相对较 少。 Bergman’s rule: animals tend to be larger in colder areas than warm climate to reduce area volume ratio 阿伦(Allen)规律： 动物身体的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在 低温环境中有变小变短的趋势。例如北极狐的外耳明显短于温带 的赤狐，赤狐的外耳又明显短于热带的大耳狐。 Allen’s rule : Endothermic animals from cold climates tend to have shorter extremities (ears and legs) compared with animals from warmer climate
植物适应高温
形态： 有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。 生理： 植物对高温的生理适应主要是降低细胞含水量， 增加糖或盐的浓度，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使植物体 因过热受害。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，这也是避免使植物体受到高 温伤害的一种适应。
生物(动物)适应温度特征2 生物(动物)适应温度特征2（继续）
动物： 低温适应： 贝格曼(Bergman)规律： 恒温动物其身体往往比生活在低纬度地区的同类 个体大。因为个体大的动物，其单位体重散热量相对较少。 阿伦(Allen)规律： 动物身体的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低温环 境中有变小变短的趋势。例如北极狐的外耳明显短于温带的赤狐，赤狐 的外耳又明显短于热带的大耳狐。 动物则靠增加体内产热量采增强御寒能力和保持恒定的体温。但寒带动 物由于有隔热性能良好的毛皮，往往能使其在少增加(雷鸟、红狐)甚至不 增加(北极狐)代谢产热的情况下，就能保持恒定的体温 恒温动物的另一形态适应是在寒冷地区和寒冷季节增加毛或羽毛的数量 和质量或增加皮下脂肪的厚度，从而提高身体的隔热性能。 动物对低温环境的适应主要表现在热中性区宽、下临界点温度低和在下 临界点温度以下的曲线斜率小等几个方面。
生物发育与温度
温度因子中。生物发育与积温有关。 积温（accumulated temperature）或 physiological temperature 是将温度和时间相结合的一个测量，应用于外温动物，它反 应了这些有机体的生长和发育依赖于环境温度及时间。 K＝n（t－c) K积温，n天数，t平均气温，c生物系零度 threshold temperature 积温在农业生产中有着很重要的意义。全年的农作物茬口必 须根据当地的平均温度和每一作物所需的总有效积温进行安 排，否则，农业生产将是十分盲目的。一种可能是土地不能 得到充分利用，另一种可能是作物尚未成熟而低温已经降临， 导致作物减产，甚至可能颗粒无收。 在植物保护、防治病虫害中，也是根据当地的平均温度以及 某害虫的有效总积温进行预测预报的。
生物（动物）适应温度特征1 生物（动物）适应温度特征1（继续）
生物一种划分是恒温动物和变温动物。当环境温度升高时， 恒温动物保持着大致恒定的体温，而变温动物的体温随环境 温度而改变。这种分类的一个问题是，即使是典型的恒温动 物也经历了降低体温的时期。 另一种划分：爬行动物和原生生物等有机体都属外温动物， 它们很大程度地依赖于外来热采提高自己的体温。内温动物 是能够在体内产热以升高体温的有机体。鸟和哺乳动物属于 这一类。 热中性区(thermoneutral zone)是环境的温度范围，在这个温度 范围内，内温动物仅使用一个最小的代谢率以维持恒定的体 温。环境温度离热中性区越远，内温动物维持恒定体温消耗 的能量越多。 生物靠生理学和行为学机理调节体热。外温性动物相对内温 性动物体温明显地随环境条件而改变。
生物生存的温度适应表现
生物（植物）生存的温度适应表Baidu Nhomakorabea1 生物（植物）生存的温度适应表现1（继续）
植物适应低温： 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。 在生理方面：以减少细胞中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(Am／d)就是通过在叶细胞中大量贮存 五碳糖、粘液等物质来降低冰点的，这可使其结冰温 度下降到—3l℃。
生物（动物）适应温度特征3 生物（动物）适应温度特征3
对高温环境的适应 夏休眠： 适当放松恒温性，使体温有较大的变幅，这样在高 温炎热的时刻身体就能暂时吸收和贮存大量的热并使体温升 高，尔后在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。沙漠中的啮齿动物对高温环 境常常采取行为上的适应对策，即夏眠、穴居和白天躲人洞 内夜晚出来活动。有些黄鼠不仅在冬季进行冬眠，还要在炎 热干旱的夏季进行夏眠。 昼伏夜出：躲避高温，夜晚温度低，可大大减少蒸发散热失 水，特别是在地下巢穴中，这就是所谓夜出加穴居的适应对 策。
生物生存温度下生物与温度关系 生物生存温度下生物与温度关系
生存温度，生长温度因子，发育温度因子，繁殖温度因子 生长温度因子：在非致死温度范围内，温度对外温动物的影响
主要是影响发育和生长的速度。发育速度对体温关系存在一 个范围的直线相关。 代谢速度随温度增加能够用温度系数(temperature coefficient）， Q10) Q10)描述，公式如下： Q10：T℃体温时的代谢率/（T－10)℃体温时的代谢率 这个系数的值表明温度升高10℃引起反应速度的增加，通常 大约是2．0 温度能起信号刺激物作用，决定有机体是否开始发育。春化 法，诱导开花，锻炼（有机体在实验室里暴露到较高(或较低) 的温度能够改变有机体的温度反应）驯化（有机体对实验环 境条件变化产生的适应性反应称为 (acclimation)。有机体对 自然环境条件变化产生的生理适应性反应称为气候驯化 （acclimatisation））
阿伦规律（英）
贝格曼(Bergman)规律： 恒温动物其身体往往比生活在低纬度地 区的同类个体大。因为个体大的动物，其单位体重散热量相对较 少。 Bergman’s rule: animals tend to be larger in colder areas than warm climate to reduce area volume ratio 阿伦(Allen)规律： 动物身体的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在 低温环境中有变小变短的趋势。例如北极狐的外耳明显短于温带 的赤狐，赤狐的外耳又明显短于热带的大耳狐。 Allen’s rule : Endothermic animals from cold climates tend to have shorter extremities (ears and legs) compared with animals from warmer climate
结束
温度特点
温度单位℃，在群落分类中也与“热量“相连系。温度与辐 射有关，但不全等，如冬至夏至，地温泉。 温度：气温，土温，水温。气温增高主要是由于地表向上空 辐射热能，同时向土壤深处传递或吸收热能。所以都滞后于 辐射。（黑龙江约3米以下为常年冻土或永冻层） 温度昼夜，季节的变化幅度和介质特性有关：空气热得快冷 得快（热容量：空气0.0013水1，），水慢，土壤中含水， 所以也慢。 纬度每提高1度（平均111公里）温度下降0.5-0.9度，还要 受地形影响 海拔每提高100米，温度下降约0.65度，而窄深的沟谷，则 相反有逆温 温室效应 greenhouse effect 温度因子：温度三基点，积温，变温（节律，非节律） 更多的温度分布知识（大气层温度分布，辐射平衡，热量平 衡）
温度与生物关系
温度特点 温度与生物生存：温度三基点，生物对极端温度 的适应 温度与生物生长、发育：积温 变温与生物关系 温度与生物分布 温度的全球问题：温室效应
Homeotherm poikilotherm 恒温动物、变温动物 Ectotherm Endotherm 外温动物、内温动物 Developmental threshold temperature 生物学零度 Temperature coefficient(Q10) 温度系数Q10 Growth, develop, reproduction Acclimation, acclimatization Vernalization 春化 Bergman’s rule: animals tend to be larger in colder areas than warm climate to reduce area volume ratio Allen’s rule : Endothermic animals from cold climates tend to have shorter extremities (ears and legs) compared with animals from warmer climate
温度三基点
生物（植物）生存的温度适应表现1 生物（植物）生存的温度适应表现1（继续）
植物适应低温： 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。 在生理方面：以减少细胞中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(Am／d)就是通过在叶细胞中大量贮存 五碳糖、粘液等物质来降低冰点的，这可使其结冰温 度下降到—3l℃。
生物生存温度下生物与温度关系 生物生存温度下生物与温度关系
生存温度，生长温度因子，发育温度因子，繁殖温度因子 生长温度因子：在非致死温度范围内，温度对外温动物的影响
主要是影响发育和生长的速度。发育速度对体温关系存在一 个范围的直线相关。 代谢速度随温度增加能够用温度系数(temperature coefficient）， Q10) Q10)描述，公式如下： Q10：T℃体温时的代谢率/（T－10)℃体温时的代谢率 这个系数的值表明温度升高10℃引起反应速度的增加，通常 大约是2．0 温度能起信号刺激物作用，决定有机体是否开始发育。春化 法，诱导开花，锻炼（有机体在实验室里暴露到较高(或较低) 的温度能够改变有机体的温度反应）驯化（有机体对实验环 境条件变化产生的适应性反应称为 (acclimation)。有机体对 自然环境条件变化产生的生理适应性反应称为气候驯化 （acclimatisation））