水因子及其生态作用

1、水因素及其生态效应，生命科学学院生物系，1402，第1章。地球的水及其生态意义。其物理和化学性质影响生物体。以水分因子为主的植物生态类型。动物对水环境的适应。地球的水及其生态意义，水的存在形式和分布三种水的形式固态水(霜、雪、冰、冰雹)液态水(云、雨、露、雾)气态水和水的分布(主要影响因素：降水)降水的分布受地形、海拔、尺度和离海距离的影响，水的特性和意义水的特性是相变的(三种变化，从而保持能量和热稳定性)高热容量(比热容)温度变化缓慢)密度变化具有特殊的极性(作为在体内运输物质的良好溶剂的保证)。水的生态意义。良好的溶剂和介质确保物质运输和代谢活动。新陈代谢、光合作用和化学反应原料维持细胞形

2、态，影响生物分布等。小点描述空气中气态水含量的相对湿度(在此温度下实际水蒸气含量与饱和水蒸气含量的比率)。饱和赤字(饱和水蒸气和实际水蒸气之间的差异)。露点温度(当空气温度降至饱和水时，其含量与实际水蒸气含量相同)。如果空气中的露点温度高于零，那就是露水。如果大气中的高空气露点温度低于零度，就会形成冰晶和冰雹。水的物理和化学特性对水生生物的影响水的密度远高于空气，但仍低于大多数生物的密度，因此生物需要克服下沉、鱼的鱼鳔、植物膨胀的叶子、单细胞生物体内的油滴、大型动物减少骨骼和增加脂肪等。粘性(流线型微小的动物附属物防止下沉)浮力(动物巨大，软骨足以支撑它们)含氧量(水中的氧气主要来自空气和植物

3、的光合作用，所以水面上阳光充足的地方氧气充足，深水中氧气较少，这影响了动物的分布。由于氧源的特殊性，冬夏两季都会有鱼灾。)、酸碱度(大多数影响新陈代谢、繁殖和发育的生物分布在狭窄的酸碱水中)概述水的含氧量和酸碱度对水生生物分布的影响。水的密度和粘性浮力影响生物体的形状和内部结构。3.水因素主导的植物生态类型。1.水生植物沉水植物(植物完全在水下，与大气隔离)可以直接吸收水中的营养物质，根部不含角质蜡，无性繁殖。为了适应弱光，叶绿体又大又多；有一个发达的通风系统来适应缺氧。例如：金鱼藻，漂浮的植物(漂浮在水面上的叶子)适应漂浮的水，气孔在叶子的上表面经常有角质蜡；通风系统完善，无性繁殖多，生产率

4、高。可分为浮萍、水葫芦等完全漂浮的漂浮植物和睡莲、水葫芦等水下漂浮植物。水生植物(主要在水面上的茎和叶以及土壤中的根)已经发展了通风系统。像芦苇一样。陆生植物水平衡陆生植物在气体交换过程中比动物损失更多的水分，由于空气中二氧化碳含量低，需要大量的水分，因此平衡水分的得与失非常重要。为了适应上述环境，植物的适应性如下：在干旱地区，深根和发达的气孔阻止叶片水分蒸发。在潮湿的地区，根很浅或者没有根毛，并且有足够的水，气孔是开放的。植物叶子有绒毛以防止阳光直射。如何增加散热面以防止过热。不同发育阶段所需水量不同，在低温区或季节吸水和失水较少，在高温区或季节发育缓慢。示例湿植物(湿环境、弱抗旱性和强耐湿

5、性)进一步分为负湿植物和正湿植物。特点：水分平衡调节能力差，根系不发达，海绵组织发达，机械组织少。阳性湿植物有旱地植物(干旱和炎热的草原沙漠)进一步分为低浆植物(抗旱意味着减少水分损失，包括将叶子收缩成针状鳞片和增加水分)。发达的根系也能抑制水解酶活性，但不影响合成酶以保证新陈代谢)，如骆驼刺高浆植物(抗旱意味着储存更多的水分，叶片退化是由茎的光合作用引起的，气孔在夜间开放)，如仙人掌，中生植物(在上述两种植物之间，水量适中，数量大，分布广)，但通风系统不完善，因此抗洪性差。大多数植物在日常生活中是中间细胞。4。动物对水环境的适应，陆地动物的水平衡水分流失：小便和呼吸皮肤蒸发获得水分；饮用水从

6、身体表面吸收水分，减少水分流失。减少蒸发(表皮鳞片控制阀瓣呼吸水分回收)2。减少排水损失(消化道吸水的再吸收)3。夏季迁徙避光睡觉，水生动物的渗透压调节淡水动物的血液渗透压，淡水中的渗透压高于水，所以鱼鳃可以排出多余的盐分，吸收盐分。肾脏有很强的过滤能力，排出多余的水分。海洋动物，硬骨鱼(水中动物的血液渗透压低于水的渗透压)措施：吞咽海水，小便较少，通过鳃排出软骨鱼多余的盐(水中动物的血液渗透压类似于水的渗透压)措施：储存尿素，维持高渗透压，以及洄游动物(许往返淡水)特点：渗透压具有双重特性，即依靠肾脏排泄和鱼鳃来调节盐。在海水中，排尿较少，大量的水被吞咽以补充水分，鱼鳃排出盐，在淡水中排尿较多。鱼类鳃和广