全国成人高考专升本_生态学基础第二章生物与环境第四节全国成人高考专升本_生态学基础第二章生物与环境第四节.doc

第二章生物与环境 第四节 生物与水因子 一、水因子的生态作用 1．水是生物生存的重要条件 首先水是生物体不可缺少的组成部分。植物体一般含水量达60％～80％，而动物体含水量比植物更高。例如，水母含水量高达95％，软体动物达80％～92％，鱼类达80％～90％，鸟类和兽类达70％～75％。其次，生物体的一切代谢活动都必须以水为介质，生物体内营养的运输，废物的排除、激素的传递以及生命赖以存在的各种生物化学过程，都必须在水溶液中才能进行，而所有物质也都必须以溶解状态才能出入细胞，所以在生物体和它们的环境之间时时刻刻都在进行着水交换，水是生命现象的基础，没有水就没有生命。此外，水有较大的比热，当环境中温度剧烈变动时，它可以发挥缓和调节体温的作用。水还能维持细胞和组织的紧张度，使生物保持一定的状态，维持正常的活动。 2．水对动植物生长发育的影响 水???对植物的生长有最高、最适和最低3个基点。低于最低点，植物萎蔫、生长停止；高于最高点，根系缺氧、窒息、烂根；只有处于最适范围内，才能维持植物的水分平衡，以保证植物有最优的生长条件。种子萌发时，需要较多的水分，因水能软化种皮，增强透性，使呼吸加强，同时水能使种子内凝胶状态的原生质转变为溶胶状态，使生理活性增强，促使种子萌发。水分还影响植物的其他生理活动。如果含水量不足，便会造成植物萎蔫，植物萎蔫前蒸腾量减少，同化产物减少，呼吸增加，从而导致生长基本停止。 水对动物也有较重要的影响。在水分不足时，可以引起动物的滞育或休眠。例如，降雨季节在草原上形成一些暂时性水潭，其中生活着一些水生昆虫，其密度往往很高，但雨季一过，它们就进人滞育期。此外，许多动物的周期性繁殖与降水季节密切相关。例如，大洋洲鹦鹉遇到干旱年份就停止繁殖；羚羊幼兽的出生时间，正好是降水和植被茂盛的时期。 3．水对生物分布的影响 降水在地球上的分布是不均匀的，这主要因地理纬度、海陆位置、海拔高度的不同所致。我国从东南至西北，可以分为3个等雨量区，因而植被类型也可分为3个区，即湿润森林区、干旱草原区及荒漠区。即使是同一山体，迎风坡和背风坡，也因降水的差异各自生长着不同的植物，伴随分布着不同的动物。水分与动植物的种类和数量存在着密切的关系。在降水量最大的赤道热带雨林中植物达52种／hm2，而降水量较少的大兴安岭红松林群落中，仅有植物l0种／hm2，在荒漠地区，单位面积物种数更少。 二、生物对水因子的适应 1．植物对水因子的适应 生物圈中水的分布是十分不均匀的，由此形成的不同类型的植物对水因子的要求各不相同，根据植物对水分的需求量和依赖程度，可把植物划分为水生植物和陆生植物(见表2—2)。 (1)水生植物是所有生活在水中的植物的总称。水体环境的主要特点为：弱光、缺氧、密度大、黏性高和温度变化平缓，以及能溶解各种无机盐类。因此，水生植物与陆生植物有本质的区别。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。例如，荷花从叶片气孔进入的空气，通过叶柄、茎进入地下茎和根部的气室，形成了一个完整的通气组织，以保证植物体各部分对氧气的需要。其次，其机械组织不发达甚至退化，以增强植物的弹性和抗扭曲能力，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C02的面积。最典型的是伊乐藻属植物，叶片只有一层细胞。有的水生植物，出现异型叶，如毛茛在同一植株上有两种不同形状的叶片，在水面上呈片状，而在水下则丝裂成带状。水生植物类型很多，根据生长环境中水的深浅不同，可划分为沉水植物、浮水植物和挺水植物3类。 (2)陆生植物指生长在陆地上的植物。包括湿生、中生和旱生三种类型。 湿生植物指在潮湿环境中生长，不能忍受较长时间的水分不足，即抗旱能力最弱的陆生植物。 根据其环境特点，还可以再分为阴性湿生植物和阳性湿生植物两个亚类。 中生植物指生长在水分条件适中生境中的植物。该类植物具有一套完整的保持水分平衡的结构和功能，其根系和输导组织均比湿生植物发达。 旱生植物生长在干旱环境中，能长期耐受干旱，且能维护水分平衡和正常的生长发育。这类植物在形态或生理上有多种多样的适应干旱环境的特征。旱生植物在形态结构上的特征，主要表现在两个方面：一方面是减少水分丢失，另一方面是增加水分摄取。旱生植物可以分为少浆植物和多浆植物两类。少浆植物有发达的根系，增加水分摄取，植物叶面积很小，叶片特化成刺状、针状或鳞片状，且气孔下陷。多浆植物具有发达的储水组织。例如，美洲沙漠中的仙人掌树，每颗可储水2 t左右；南美的瓶子树、西非的猴面包树，每棵可储水4t以上。这类植物能储备大量水分，同样适应干旱条件下的生活。 除以上形态适应外，还有一类植物是从生理上去适应。旱生植物适应干旱环境的生理特征表现在它们的原生质渗透压特别高。淡水水生植物的渗透压