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普通生态学 第四章 生物与水的关系 4.1 地球上水的存在形式与分布 水的特征与存在形式 陆地上水的分布 水的生态作用 4.2 生物对水分的适应 植物对水的适应 动物对水的适应 4.1.1 水的特性与存在形式 水分子的极性 水的高热容量性质： 水特殊的密度变化: 水的相变：固态、液态、气态 地球上的水 4.1.2 陆地上水的分布 降水量的变化 低纬度湿润带、低纬度少雨带、中纬度湿润带、极地干燥带 海陆位置、地形、季节 相对湿度(relative humidity)的变化 随温度变化、昼夜变化、季节变化及其地区差异、地理位置 我国降水量的地域分布 华南、长江流域、秦淮地区、兴安以西行秦岭以北、黄河上游、内蒙西部和新疆南部。 全球年降水量分布 图：中国年降雨量 4.1.3 水的生态作用 水是生物生存的重要条件 水对动植物生长发育的影响 水对动植物数量和分布的影响 水是生物生存的重要条件 水是任何生物体的重要组成部分 水是生命活动的基础 水对稳定环境温度有重要意义 水是光合作用的原料 水使生物保持一定的状态 水对生物生长发育的影响 水对植物生长发育的影响 水分对植物生长有最低、最适和最高值3基点 水对动物生长发育的影响 水分不足时，引起动物的滞育和休眠 许多动物的周期性繁殖与降水季节密切相关 水对物种数量和分布的影响 水分对动植物种类与数量的影响 降水量最大的赤道热带雨林种的植物达52种/公顷，而降水量较少的大兴安岭红松林中，仅有植物10种/公顷 对植被的分布的影响 我国从东南到西北可分为3个等雨量区，因而植被类型也分为3个区：湿润森林区、干旱草原区和荒漠区 4.2 生物对水分的适应 4.2.1 植物对水的适应 4.2.2 动物对水的适应 4.2.1 植物对水的适应 根据植物对水分的需求量可分为： 陆生植物 水生植物? 陆生植物的水平衡 水分来源 根系吸收 茎叶吸收 体内代谢 水分去向 蒸腾作用 体内代谢 陆生植物的适应特征? 陆生植物的水平衡调节机制 形态适应： 发达的根系； 叶面小； 单子叶植物中一些具扇状的运动细胞，可使叶面卷曲； 具发达的贮水组织； 生理适应： 水分运输的动力 原生质的渗透浓度高。 陆生植物的水势梯度 空气中的水势－－较低 植物体的水势－－中度 土壤中的水势－－较高 根据水分条件划分陆生植物类型 湿生植物：不能长时间忍受缺水，抗旱能力差，多生长在水边或潮湿的环境中。如水稻、秋海棠。 中生植物：适于生长在水分条件适中的环境中，形态结构及适应性介于湿生植物与旱生植物之间，种类最多、分布最广和数量最大的陆生植物。 旱生植物：生长在干旱环境中，能忍受较长时间的干旱，且能维护水分平衡和正常的生长发育。主要分布在干热草原和荒漠地区。 其对干旱环境的适应表现在根系发达、叶面积很小、发达的贮水组织以及高渗透压的原生质等。 水生植物的适应特征 发达的通气组织； 机械组织不发达；不发达甚至脱化 水下叶片很薄，且多分裂成带状、线状； 水生植物的类型 沉水植物 浮水植物 挺水植物 植物根系和水分的关系 4.2.2 动物对水的适应 水生动物 保持盐分与水分的平衡是水生动物适应环境的基础 主要通过调节体内的渗透压来维持与环境的水分平衡 淡水动物和海洋动物的差异 陆生动物 形态结构 行为 生理 动物对水环境的适应与植物不同之处 动物有活动能力，动物可以通过迁移等多种行为途径来主动避开不良的水分环境 水生动物对水因子的作用 渗透压调节和水分平衡 对水生动物来说,保持体内水分得失平衡主要依赖水的渗透作用。 渗透作用：水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。如蔗糖渗透实验。 蔗糖溶液渗透实验 水生动物对水因子的作用 水生动物的渗透压调节方式 海洋动物 鲨鱼和无脊椎动物：等渗调节 硬骨鱼：低渗调节 淡水动物 硬骨鱼：高渗调节 河口动物 洄游及广盐性鱼类：变渗和等渗调节 高渗调节（淡水硬骨鱼、淡水蚊） 低渗调节（咸水硬骨鱼、咸水蚊） 陆生动物对水因子的适应 形态结构上的适应：昆虫的几丁质体壁防止水分的过量蒸发；两栖类动物体表分泌粘液以保持湿润；爬行动物具厚的角质层；鸟类具羽毛和尾脂腺；哺乳动物有皮脂腺和毛等。 行为适应：白天穴居，夜间活动。 生理适应：如骆驼，减少排尿量；驼峰和体腔中的脂肪产生代谢水；白天吸热使体温升高以减少与环境的温差；出汗散热（失水来自于细胞间液和组织间液，细胞质不会受影响。如蝉。 蝎子对水因子的适应↓穴居 骆驼对水因子的适应 蝉对水因子的适应 动物和植物水的吸收和损失 原来蝉也出汗! * 滨州学院城市与环境系 降水量 (precipitation)：是指从天空降落到地面上的液态和固态(经融化后)降水，没有经过蒸发、渗透和流失而在水平面上积聚的深度（单位是毫米）。 降雨量（rain）：从天空降