3水与生物

生物（植物）对水适应
（继续）
植物对水分的适应类型： 水生植物（沉水，浮游，挺水） 陆生植物（湿生，中生，旱生包括多浆植物，少浆植物 旱生植物一般特点 ： 叶退化，深根，叶肉细胞内渗透势 高 大部分陆地植物处于缺水状态，都有不同程度的控制气孔 能力 一般陆地植物的水分关系指标
水对动物的影响1 水对动物的影响1 （继续）
蒸腾系数 蒸腾强度
Evaporation intensity 单位时间内蒸腾的水分量 Evaporation index 耗水量低的树种，如云杉＼花旗松飞水青冈等。每生产 一克干物质平均消耗的水分分别为231克、173克和169 克。 耗水量较高的树种，如松、桦、栎等。每生产一克干物 质平均消耗的水分分别为300克飞317克和344克。 ， 落叶松是针叶树种中耗水较多的树木，有的将它列入 后一类，也有将它放在这两类树。
水对动物的影响2 水对动物的影响2
陆生动物： 减少失水是关键 两栖类的肾功能很像淡水鱼的肾功能。然而在陆地上，脱水对渗 透调节是最重要的问题，蛙保存体液是通过膀胱上皮细胞的重吸 收水。 昆虫（气门瓣开闭）节肢动物（几丁质硬壳），爬行动物鳞片。 鸟类哺乳类（鼻孔管道冷凝管）大多数陆生动物呼吸湿度的维持 包括了逆流交换。从肺呼出的气体‘，在呼出的通道上有一个像 逆流的梯度。呼出的气体和呼吸表面间的相互作用，。导致水分 有效地返回组织。 荒漠动物水保存能力：（尿盐离子浓度高于血浆或以固体尿酸排 出）。尿离开肾脏之前，水在亨利氏袢中被回收。·适应于荒漠的 哺乳动物，如更格卢鼠，排泄高浓度的高渗尿，·它们有极长的亨 利氏袢（相应肾脏髓质越厚）。相反，河狸大部分时间是在淡水 中渡过的。它们的肾单位具有很短的袢，产生低浓度的尿。爬行 动物的肾脏结构较简单，产生的尿最多也就是与体液等渗。这意 味着，尿的溶质浓度与体液的溶质浓度是相等的。
植物与水
对于陆地植物，水的主要来源是土壤，它起了蓄水池的作用。当 下雨或雪融化时，水进入蓄水池，并流进土壤孔隙。 土壤的水容量上限称为田间持水量(fieldcapacity)。这是土壤孔隙 抗地心引力所储蓄的水量。 植物不能吸取土壤中储蓄的全部水，因为它们不能产生足够的吸 力从更细的土壤孔隙中吸水。因此可利用水的下限是由植物物种 的生理特性所决定的，被称为永久萎蔫点(Permanent wilting point)——土壤水含量在这个点上，植物枯死，不能恢复。 根毛吸了土壤的水，在根毛周围形成一个“资源枯竭区”在土壤 内形成一个水分梯度。如果根从土壤中吸水很快，资源耗竭区 (RDZ)将以一个低速率从周围土壤中接收水，从而限制了水的可 利用性，使植物即使在含水丰富的土壤中也可能枯萎（例：生理 干旱）。 所以植物吸水除了和植物本身有关以外，还和气候，土壤性质有 关。
水的特性1 水的特性1 （继续） 水对生物的意义 生物体含水，营养溶液，挺直。 水的特点：既可呈酸性，又可呈碱性，酸碱营养溶液， 具有（因电荷）吸附性，从而可以溶解营养物质离子， 携离子流动，并能很容易吸附于他物或根际上，再发生 离子交换，使一定距离的营养物质被植物所吸收 水是所有有机体普遍的内部介质，构成90％以上的生命 物质。水分子是由具有105‘角的氢—氧—氢组成，其 形状导致有氢的一边显正电荷(正电性的)，而另一边显 负电荷(负电性的)。这解释了与物理和化学反应有关的 水的许多特性。它也解释了为什么水被吸附到带电的离 子上。
水中的光变化
可见光穿过水体遵循一个称为“比尔定律”(Beer‘s law)的 负指数关系。由于水激烈地吸收了红外线的辐射，太阳光 谱的红外线部分随水深增加而急剧耗竭。因此，由于悬浮 的固体(泥沙)引起的混浊，将急剧地使可见光衰竭。 比尔定律”(Beer's law)： Rs=Rcs•exp(-ax)
水中温度变化3 水中温度变化3
水中：温度变化比空气中温度稳定。适宜作介质
1 水有高的热容量，高热容量意味着它能吸收热能，而 只增加很少的温度。其结果使水生生物减少了受温度波动 的影响。 2 4℃时水的密度最大。在较低温度时，水的密度增加， 因而也更重，最大的密度发生在4℃o因此，冰浮在水上， 水体从上向下冻结。这种现象保护了水生生物，因为冰作 为一种绝热体，阻止下层水的温度进一步降低。
植物对水的适应－－水生植物
水生植物特点具有与陆生植物本质的区别。水生植物 面临的不是水利用问题而是防水进入植物。 首先，水生植物具有发达的通气组织，以保证各器官 组织对氧的需要。 其次，其机械组织不发达甚至退化，以增强植物的弹 性和扭曲能力，适应于水体流动。 同时，水生植物在水下的叶片多分裂成带状、线状， 而且很薄，以增加吸收阳光、无机盐和co2的面积。 其次生理上：环境中水含盐程度对植物的分布和多度 有重要的影响。盐土植物体内液体渗透压特别高，这 是消耗能量的，很多盐生植物在液泡中积累大量电解 质，在细胞质等细胞器内则保持低浓度。
降水距平
水对生物的作用
及生物的适应
水分过少，过大对生物的危害 植物对水有3基点：水太少植物萎蔫，生长停止。水太 多则根系缺氧窒息烂根。降水决定植物生长，发芽。 水的形态及意义：降水区，雪区，雹（垂直降水）； （水汽雾露淞水平降水）（相对湿度与蒸腾有关） 植物对水适应分为：水生植物、陆生植物（湿生植物、 中生植物、旱生植物） 动物分为水生动物、陆生动物 旱生植物特点：根系发达、叶退化、叶渗透压较高
水与植物，动物
生态学中重要的水特性： 水的电吸附性、光在水中的 穿透规律、水的隔离能力、水的三相转换关系和能量 比尔定律”(Beer‘s law)： Rs=Rcs•exp(-ax) 蒸发散 evapotransperation， 降水 precipitation Permanent wilting point 永久萎蔫点, Aquatic plant , droughted plant 水生植物、干旱植物 Osmosis isotonic hypotonic 渗透、等渗、低渗 Mangrove 红树林 potential evapotranspiration rate 潜在蒸发散
水分大小循环图
全球水资源
百度文库
地球上的水问题
地球上有很大的潜在水分。地球上的水以液体(咸水或淡 水)、固体(淡的)和水汽(淡的)状态存在，总体积约为15亿 立方公里 。地球表面水中，人类目前利用的湖泊河水为 地下水的1/35，为冰盖的1/120，为海水的1/6000。约为 220-230平方公里。 .人类生活用水城市普遍短缺：大部分水被污染，难于饮 用。水分布不均，黄河常旱长江常涝，雅鲁藏布江的水 量是长江的7倍。目前干旱区已大量开采地下水，地下水 面临污染危险。 地球上的水分历经水分大循环和水分小循环，小循 环占的比例越大，水分被利用越充分。人类目前能改造 一定小循环。小循环中以森林蒸发散最大。 （全球水文循环，洪涝气候及人类活动）
水的特点及意义2 水的特点及意义2 （继续）
水的环境意义：水在地球中不断变化形态是通过大量的能量转换， 如蒸腾，水分子吸收汽化热成为水汽，水汽放出热能而降雨降雪。 从而改变环境。 例如，1 g水蒸发（凝水），大约需要吸收2430J的热量，即汽化 潜在热(latent heat of vaporation)。 当水结冰时（融解），大约335J／g被释放作为熔合热（heat of fusion），而雪融化时也需要相同数量的能量。 当 冰升华（sublimation）时, 亦吸收（或释放）大约335J／g能量。 因此，在水的相变化中，这些能量的消耗和释放过程 提供了从 地球表面和到地球表面的大量热的转化机制。 地球表面和到地球表面的大量热的转化机制。 一个地区干旱与否取决于：蒸腾蒸发evapotransperation与降水差： 副高压带气流的形成易成荒漠，水汽翻越高山形成的雨区和焚风 区
（1）海洋高渗环境，适应类型： ①高渗动物（海胆/贻贝）几乎不用饮水有时还排水。 ② 低渗动物：体内水易外渗。必须大量饮水，必须具有 高浓度盐的排泄物或排盐组织，排尿少，排盐多。例： 生活在海水中的硬骨鱼，它们相对于环境是低渗透性的。 海洋硬骨鱼的肾脏排泄极少的尿。 （2）淡水低渗环境，淡水鱼体液的溶质浓度比水的溶质 浓度高，为了保持体内的高渗透性，必须连连续地排泄 过量的水。它们产生大量的低浓度的尿。 适应类型：恒渗动物，变渗动物（洄游鱼类） 还有其他问题：浮力问题（鱼类减少骨骼，加强充气系 统）， 水粘滞力（比空气大），水中氧比较少