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高级植物生理学专题植物水分生态生理PlantWaterPhysioecology2006年5月植物水分生态生理

一、地球水资源二、植物的生活与水分三、植物水分生态类型及其特征四、气孔和气孔运动五、蒸腾作用六、水势与水流七、水分经济与植物生产目录

一、地球水资源和水分循环1.地球水资源2.水分循环一、地球水资源

地球淡水仅有2.53%，其中70%以上以冰川、永久雪盖和永冻土水分的形式存在！地球上的淡水资源是可以循环的，但良好的水分循环体系有赖于植被的存在！思考题(1)地球上淡水资源的利用有无极限？(2)土壤和海洋含盐量的过去、现在和将来？水资源

地球水储量

地球水分循环

二、植物的生活与水分1.生命由水中而来2.水在植物生命活动中的作用3.土壤水分与植物的关系4.植物水分生理指标体系二、植物生活与水分

1.生命由水中而来生命由水中而来。然而水环境对植物的生活而言又是比较苛刻的。只有生命由水中发展进化到陆地上之后，才开始展现出极为绚丽多彩的生物世界。1.生命由水中而来

水中的生命环境与植物水分关系的演化植物水分关系演化

水中的生命环境–光照和温度水中光温环境

2.水在植物生命活动中的作用2.水的生命作用

3.土壤水分与植物的关系PWP:Permanentwiltedpoint/Wiltingpoint永久萎蔫点3.土壤水分与植物

4.植物水分生理指标体系?含水量体系自然含水量、饱和含水量、相对含水量、水分饱和亏自由水和束缚水、束/自比?保水力?蒸腾强度:重量基、面积基;g量、ml量、mol量等?水势体系：水势、渗透势、压力势等?液流体系：流速、流量等?效率体系：蒸腾效率、需水量、水分临界期等?土壤水分体系：永久萎蔫点(ψ)、萎蔫系数(%)等4.水分指标体系

植物体内水分的组成水分圆图

三、植物的水分生态类型及其特征陆地环境由极湿到超干的多样化也催生了植物世界的多样化。根据水分因子：水生植物:沉水、挺水、浮水、沼泽植物湿生植物：生于沼泽草甸、潮湿林冠下等中生植物：又分中生、旱中生旱生植物：又分中旱生、旱生、超旱生等三、植物生态类型

1.水生植物1.水生植物

沉水植物狐尾藻狐尾藻通气组织

浮水植物水鼈水鼈通气组织

水稻(湿生植物)和小麦(中生植物)根结构比较水稻和小麦根比较

2.旱生植物(1)旱生植物模式(2)肉质旱生植物(多浆植物)(3)硬叶旱生植物(少浆植物)(4)变水植物(5)旱生植物和中生植物叶之比较2.旱生植物

(1)旱生植物适应干旱模式实例地上地下都小猴面包树高达30米直径11米储水120000升(1)旱生植物模式

(2)肉质旱生植物具有贮水组织，角质层发达，节约用水，根系浅，气孔数目少且昼闭夜开，光合受限，生长量小。肉茎植物：茎肉质化，叶退化成刺，如仙人掌等。肉叶植物：叶肉质化，如景天、芦荟等。(2)肉质旱生植物

仙人掌失水试验

肉质植物叶结构

(3)硬叶旱生植物a)叶小；有时狭叶卷曲成筒状，气孔内藏于内表面，如针茅属；有时呈针状如刺叶石竹或鳞片状如麻黄，或呈条形如沙拐枣b)表皮和栅栏组织多层，排列紧密，气孔深陷，并由附属物保护，如夹竹桃c)角质层和蜡层发育好d)表皮毛发达，如驼绒藜e)-h)(下页)(3)硬叶旱生植物

e)根系发达，入土深，根/冠大，如骆驼刺f)有的蒸腾强烈如柠条，有的耗水少如白刺、霸王、驼绒藜等g)细胞浆浓厚，渗透势低h)禾本科叶片有多条棱和槽，气孔分布于槽沟内，遇旱叶片向内卷曲，减少蒸腾如羽茅硬叶旱生植物

石竹刺叶石竹刺状叶

沙拐枣

夹竹桃叶结构

夹竹桃等叶结构

北美驼绒藜北美驼绒藜

羽茅叶结构

骆驼刺根系与地上部分的比例骆驼刺根系

白刺霸王柠条柠条白刺霸王

变水植物特点：细胞小、无液泡，干化时收缩均匀。细菌、真菌、蓝绿藻、地衣、都属于变水植物。高等植物的花粉粒、种胚也属于变水形态。地衣(4)变水植物藻类和地衣

(5)旱生植物与中生植物叶脉密度和气孔密度比较(5)旱生中生叶比较

四、气孔和气孔运动1.气孔的结构和分布2.外因与气孔运动3.内因与气孔运动4.气孔运动机制四、气孔和气孔运动

1.气孔的结构和分布双子叶气孔模式1.气孔结构分布

几种植物气孔的形态几种植物气孔形态

植物气孔数目和大小的比较气孔分布

气孔的结构、数目和分布等是物种特征，但个体间、雌雄间以及不同环境间都会产生差异。气孔分布

2.外因与气孔运动气孔开闭受到多种环境因素的共同影响，而我们首先应做的是将各个环境因素解析出来，从单一的视角，以“解剖”的方式逐一研究各种内外因素对气孔行为的特定效应，或气孔运动对单一环境因素变化的响应。光照、水分、温度、风速、CO2…2.外因与气孔运动

气孔开张与光合作用所需照度比