环境生物学 第三章3.3段昌群第七章

厦门大学环境生物学课程(2016年)第三章全球变化及其对生物的影响第三节

第三章复习题简答题：1.到2100年，海平面有可能增加15~90cm，而到2075年，海平面可能上升30~213cm。这句话存在的问题在于

？（段昌群书P189）

参考答案：

A.时间序列上有问题。B.海平面上升范围有问题。海平面上升60cm，我国被淹情况2.下图表述的是什么现象？参考答案：拉尼娜现象。第三章复习题第三章复习题单项选择题：3.下列哪两个气体不全是主要温室气体的组合？

A.

CO2和CH4；B.氢氟碳化合物，高氟碳化合物；C.六氟化硫和二氧化硫；D.氟利昂和臭氧；E.六氟化硫和N2O

。参考答案：C.六氟化硫和二氧化硫第三章复习题单项选择题：4.下列哪个句子不是生物气候带变化影响的范畴？

A.气温上升使植被带北移；B.温度升高导致龙眼树物候期提前；C.翡翠贻贝的分布北移；D.山底部生物的分布向山顶推移；E.滨螺在岩石岸潮间带的垂直迁移。

参考答案：

E.滨螺在岩石岸潮间带的垂直迁移下图展示了什么内容？至少说出3个内容。第三章复习题参考答案：（1）臭氧层被破坏、减薄。（2）氟利昂等温室气体破坏臭氧层。（3）臭氧层空洞对人和所有事物都有重大影响，影响植物的光合作用。

第三节

臭氧层衰减及其对生物的影响第三章一、臭氧层变化的趋势臭氧层是指大气层的平流层中臭氧浓度相对较高的部分，其主要作用是吸收短波紫外线。大气层的臭氧主要以紫外线打击双原子的氧气，把它分为两个原子，然后每个原子和没有分裂的氧合并成臭氧。第三章第三节1、什么是臭氧层？1、什么是臭氧层？臭氧分子不稳定，紫外线照射之后又分为氧气分子和氧原子，形成一个继续的过程臭氧氧气循环，如此产生臭氧层。自然界中的臭氧层大多分布在离地20—50千米的高空。臭氧层中的臭氧主要是紫外线制造。第三章第三节一、臭氧层变化的趋势2、臭氧层有什么作用？保护作用。臭氧层能够吸收太阳光中的波长300μm以下的紫外线，保护地球上的人类和动植物免遭短波紫外线的伤害。加热作用。臭氧吸收太阳光中的紫外线并将其转换为热能加热大气，由于这种作用大气温度结构在高度50km左右有一个峰，地球上空15～50km存在着升温层。温室气体的作用。如果臭氧层的臭氧减少，则会产生使地面气温下降的动力。第三章第三节一、臭氧层变化的趋势3、臭氧层变化的趋势自从1957年开始，在南极洲的四个科研站开始定期测量臭氧，并且将平流层臭氧的减少与地表紫外线辐射增强联系在一起。长期研究发现，自1979年以来，从南纬60°向极低方向，每年大约有5％的臭氧减少。1989年初，英国、美国和瑞典三国科学家联合在北极展开大规模研究工作，证明北极臭氧破坏相当严重，但是还没有形成空洞。2011年11月1日，日本气象厅发布的消息称，南极上空臭氧层空洞面积的最大值超过2010年，已相当于过去10年的平均水平值。第三章第三节一、臭氧层变化的趋势1.吸收太阳紫外线中对生物有害的波长2.吸收太阳辐射，加热大气层二、臭氧层减薄与地表辐射增强（一）臭氧层的作用第三章第三节短波紫外辐射（UV-C，波长小于280nm）可被极少量的臭氧完全吸收。而臭氧对长波紫外辐射（UV-A，320~400nm）的吸收很少，但UV-A的危害很小。平流层臭氧减少将主要导致中波紫外辐射UV-B（280~320nm）的增加。

1、臭氧吸收太阳紫外线中对生物有害的波长第三章第三节二、臭氧层减薄与地表辐射增强2、臭氧吸收太阳辐射，加热大气层

臭氧分子吸收紫外线后将分解为氧分子和一个氧原子，当两个氧原子重新结合为氧分子的时候，要放出热能，这实际上也是臭氧把太阳辐射里的紫外线转化为热能的过程。第三章第三节二、臭氧层减薄与地表辐射增强（二）臭氧层减薄引起地表紫外线辐射增强地表紫外辐射能量占太阳总辐射能得3%~5%。根据其生物效应分为短波紫外辐射（UV-C，200~280nm）中波紫外辐射（UV-B，280~320nm）长波紫外辐射（UV-A，320~400nm）。第三章第三节二、臭氧层减薄与地表辐射增强（二）臭氧层减薄引起地表紫外线辐射增强第三章第三节二、臭氧层减薄与地表辐射增强UV-C对生物有强烈的影响，但它在平流层中基本被臭氧分子全部吸收而不能达到地面。UV-A可促进植物生长，一般情况无杀灭作用，它很少被臭氧吸收。臭氧能吸收部分UV-B，其吸收程度随波长不同而异，波长越短吸收量越大。（二）臭氧层减薄引起地表紫外线辐射增强第三章第三节二、臭氧层减薄与地表辐射增强过去几十年间，臭氧层的状况一直不好，2014年最新的综合评估显示，臭氧层有恢复的迹象。从20世纪80年代起至90年代早期，臭氧层开始变薄。但是从2000年开始，就基本保持不变了。今天，由于大气中消耗臭氧气体的大幅度减少，臭氧层终于表现出了恢复的迹象。第三节臭氧层衰减及其对生物的影响三、紫外线辐射增强对生物的影响

对植物生长的影响（一）对植物的影响对植物生理生化的影响UV-B增强对植物大分子物质的影响

对昆虫的影响

（二）对动物的影响

对水生生物的影响（三）对微生物的影响

对生态系统结构的影响（四）对生态系统的影响对营养循环的影响

对能量流动的影响第三章第三节（一）紫外线辐射增强对植物的影响1.对植物生长的影响（一）紫外线辐射增强对植物的影响1.紫外线辐射增强对植物生长的影响叶片是对光胁迫最敏感的植物器官。UV-B辐射可降低叶面积；缩小敏感植物叶展开角度；使叶片变厚；使叶片卷曲、变黄等。第三章第三节三、紫外线辐射增强对生物的影响（一）紫外线辐射增强对植物的影响1.对植物生长的影响（一）紫外线辐射增强对植物的影响1.紫外线辐射增强对植物生长的影响株高是衡量植物对UV-B辐射敏感性的指标。一般增强的辐射降低株高。UV-B辐射不是简单延缓生长速度，而是与植物内激素水平和内在生长特性有关。第三章第三节三、紫外线辐射增强对生物的影响（一）紫外线辐射增强对植物的影响1.对植物生长的影响（一）紫外线辐射增强对植物的影响1.紫外线辐射增强对植物生长的影响植物总生长量积累是衡量的较好指标。因为总生物量代表生理、生化、生长因子的长期适应完整性，UV-B对形态过程很微妙的影响也会积累造成显著影响。UV-B导致生物量降低，改变干物质分配。第三章第三节三、紫外线辐射增强对生物的影响2.对植物生理生化的影响UV-B辐射能破坏敏感植物的叶绿体结构和其前体，或使叶绿素合成受阻而含量降低，进而直接损害植物净光合作用，降低生物量。降低作物的气孔导度和蒸腾速率，影响对CO2的吸收和水分代谢。显著增加类黄酮含量（是植物自身的适应和保护措施）。第三章第三节三、紫外线辐射增强对生物的影响对植物蛋白质的影响少数含有芳香环或杂环的氨基酸对蛋白质的生物学功能不可或缺。芳香环和杂环中共轭双键对UV-B强烈吸收，易开环或结合其他物质，使蛋白质空间结构改变，失去原有生物活性。或产生破坏力强的自由基，显著破坏植物光合器中PS2的D1蛋白、Rubisc。o蛋白第三章第三节三、紫外线辐射增强对生物的影响对植物DNA的影响DNA分子碱基中的杂环吸收UV-B后变为强氧化活性的激发态，引起系列反应导致移码突变，或产生破坏力强的自由基引起基因突变甚至影响复制。DNA是UV-B攻击的主要靶位之一。通过形成环化的吡啶二聚体（引起细胞毒害）、光解产物（导致严重基因突变甚至致死效应）及其异构体损伤植物DNA。第三章第三节三、紫外线辐射增强对生物的影响（二）对动物的影响

1、对昆虫的影响

影响昆虫的识别器。昆虫具有一些特殊的UV识别器，UV光谱可控制这些昆虫的行为，UV强度的变化会刺激昆虫体内的识别器，支配其日常的觅食行为及地理分布和活动范围。第三章第三节三、紫外线辐射增强对生物的影响（二）对动物的影响

1、对昆虫的影响

在UV-B的辐射下，植物表皮的加厚、毛被的增加和蜡质积累等会间接地影响植食性昆虫口器的使用和正常的取食行为。第三章第三节三、紫外线辐射增强对生物的影响（二）对动物的影响

1、对昆虫的影响

UV-B增强会使植物内的营养物质含量发生变化，从而影响植食性昆虫的生长、发育和繁殖。UV-B辐射下植物的次生代谢产物会发生变化，如类黄酮含量上升。第三章第三节三、紫外线辐射增强对生物的影响2、对水生生物的影响淡水湖泊中UV-B是浮游动物、两栖动物、鱼类分布的潜在驱动力，影响其在水中分布。UV-B辐射下，海洋桡足类成活率显著降低。UV-B可导致美洲蛙胚胎发育畸形和死亡，降低青蛙幼体存活率。第三章第三节三、紫外线辐射增强对生物的影响（三）对微生物的影响UV-B辐射显著降低细菌总数。放线菌和真菌数量也随UV-B辐射增加而降低。第三章第三节三、紫外线辐射增强对生物的影响表7-7

UV-B辐射对春小麦根际土壤微生物种群数量动态的影响

（四）对生态系统的影响1、UV-B辐射对生态系统结构的影响UV-B辐射对植物群体结构有明显影响。增强的辐射减少植物群体苗数、降低群体高度、推迟物候、改变叶形态、加速叶衰老、导致群体结构趋于简单。UV-B辐射还影响系统中生物种类和数量结构。第三章第三节三、紫外线辐射增强对生物的影响（四）对生态系统的影响2、UV-B辐射对营养循环的影响UV-B辐射显著影响春小麦成熟期叶、茎、根和穗的营养含量，显著增加各部分N、P、K、Zn含量。UV-B辐射降低麦田生态系统的营养输出、营养产投比，及营养循环功能。第三章第三节三、紫外线辐射增强对生物的影响3、UV-B辐射对能量流动的影响UV-B辐射影响植物生长、光合、呼吸等过程而影响热值，热值变化与植物物质合成、积累、运输和转化有关。降低春小麦群体生物量，导致群体能量积累降低。UV-B