第三章第2节生物与大气的关系.pptVIP

第二节 生物与大气的关系 一 大气组成及其生态作用 大气由氮、氧、二氧化碳、惰性气体、氨、甲烷、臭氧、氧化氮及不同含量的水蒸汽组成。在干燥空气中，O2占20.95%，N2占78.9%， CO2占0.032%。 在大气组成成分中，对生物关系最为密切的是O2与CO2。CO2是植物光合作用的主要原料，又是生物氧化代谢的最终产物；O2几乎是所有生物生存所依赖的媒质（除极少数厌氧动物外），没有氧，动物就不能生存。 二 氧的作用与生物的适应 1．氧与动物能量代谢 动物生存必须依靠食物氧化产生的能量。陆生动物耗能大于水生动物。 在低氧浓度下，金鱼的氧耗随水中氧浓度成线性改变。 环境氧浓度极低时，可影响动物的代谢率。如当水中Po2从13.3 kPa下降到2.67 kPa时，鲷、鲀的代谢率下降约三分之一, 当水中氧浓度低于2 kPa时，这两种鱼就不能生存。 引自Schmidt and Nielsen, 1997 鱼类对低氧的适应 鱼的状态 组织中乳酸（mmol/Kg ） 组织中的乙醇（mmol/Kg ） 水中的乙醇（mmol/Kg ） 正常 0.81 0 0 缺氧时 5.81 4.58 6.63 低氧驯化的鱼类可增加血氧容量和血氧亲和力，从而增强对低氧的耐受能力。部分鱼类能忍受缺氧，靠厌氧代谢提供能量。 金鱼在缺氧12小时后，组织中产生大量乳酸，乳酸可转化成酒精，由鳃排出，减少体内的贮存。 2 内温动物对高海拔低氧的适应 高海拔适应性反应：表现在呼吸循环系统与血液组成成分两方面。 呼吸：产生过度通气（呼吸深度的增加），肺泡膜的气体弥散能力增高；低氧刺激组织内毛细血管增生，缩短了气体弥散距离，有利于给组织供氧。 血液成分等的改变：骨骼肌中的肌红蛋白浓度增加（肌红蛋白的携氧能力远大于血红蛋白）；血液中的红血球数量、血红蛋白浓度及血球比积升高。? 人由海拔850 m进入4540 m高度后，血球比积、红细胞数和血红蛋白逐渐升高，数周后达到最大值，并维持在此高水平上。当从高海拔回到平原后，这些指标将逐渐下降，恢复到原水平。  3 植物与氧 植物是氧的主要生产者。白天，植物光合作用释放的氧气比呼吸作用所消耗的氧气大20倍。据估算，每公顷森林每日吸收1吨CO2，呼出0.73吨氧；每公顷生长良好的草坪每日可吸收0.2吨CO2，释放0.15吨O2。如果成年人每人每天消耗0.75 kg氧，释放0.9 kg CO2，则城市每人需要10 m2森林或50 m2草坪才能满足呼吸需要。因此必须绿化环境，才能为人类生存提供净化的空气。 ? 4 CO2与植物 * 植物光合作用所必需。高产植物产量的90-95%取自空气中的CO2，仅有5-10%是来自土壤。CO2对植物生长发育具有重要作用。 * 各种植物利用CO2的效率不同，C3植物（水稻、小麦、大豆等）低于C4植物（甘蔗、玉米、高粱等）。 * 空气中CO2浓度虽为0.032%，但仍是高产作物的限制因素。这是因为CO2进入叶绿体内的速度慢,效率低。 * 在强光照下，作物生长盛期，CO2不足是光合作用效率的主要限制因素。增加CO2浓度能直接增加作物产量。 第三节 生物与土壤的关系 一 土壤的生态意义： 1 土壤位于陆地生态系统的底部，具有营养物传递系统，再循环系统和废物处理系统，是陆地生态系统的基底或基础。在土壤中进行的两个最重要的生态过程是分解过程和固氮过程。 2 土壤为陆生植物提供了基质，是植物萌芽、支撑和腐烂的地方，又是水和营养物储存场所；土壤为陆生动物提供了栖息地。是动物和微生物藏身处，排污处；是污染物质转化的重要基地。 二 土壤的物理性质与生物的关系 土壤由固体、水份和空气组成。固相颗粒是土壤的物质基础。 1. 土壤质地与结构： 土壤由粗砂（2.0—0.2 mm）、细砂(0.2—0.02 mm)、粉砂(0.02-0.002 mm)和粘粒(0.002 mm以下)组成。这些颗粒组合的百分比，称为土壤质地。 砂土: 颗粒粗、疏松、通气性强，但蓄水、保肥性能差。壤土: 质地较均匀，通气透水，适宜农业种植。粘土: 颗粒细，湿时粘，干时硬，保水保肥能力强，透水透气性差。 土壤质地影响生物的分布与活动。如细胸金针虫多出现在粘土中,，蝼蛄喜欢在湿润的含沙质较多的土壤中，沟金针虫发生在粉砂壤土和粉砂粘土中。 土壤结构：土壤颗粒排列形式，孔隙度及团聚体的大小和数量称为土壤结构。 土壤结构可影响固、液、气相分配比例。团粒结构（腐殖质：粘结土粒形成的0.25-10mm的小团块）是土壤中最好的结构。 结构不良的土壤，土体坚实，通气透气性