生态学3物质环境

本图是关于生态学3物质环境的知识总结，内容包括水的生态作用、生物对水分的适应、大气的生态作用等等，适用于考前复习，也可以综合其他资料使用。

物质环境

• 水的生态作用
  • 水性质：极性、高比热容、特殊密度变化、相变
  • 地球上所有有机体的内部介质，是生命物质的组成成分
  • 有机体生命活动的基础，生物新陈代谢及各种物质运输必须在水溶液中进行
  • 外部介质，是水生生物获得资源的栖息地场所
  • 陆地上水量的多少，影响着陆生生物的生长与分布
• 生物对水分的适应
  • 陆地植物
    • 干旱是造成植物低生产力的关键因素
    • 陆地植物水平衡： 1）根系：土壤湿度+，浅根系、无根毛 2）气孔：在不同环境中生活的植物具有不同的调节气孔开闭的能力 3）叶子：叶表面有蜡质、不易透水的角质层，降低叶表面的蒸腾量。干燥地区的植物尽量缩小叶面积以减少蒸腾量。
    • 湿生植物：潮湿环境；抗旱能力弱，抗涝能力强；根茎叶通气组织相连接，保证根的供氧
    • 中生植物：根系与输导组织比湿生植物发达，保证能吸收、供应更多的水分；叶片表面有角质层，栅栏组织较整齐，防止蒸腾能力比湿生植物高
    • 旱生植物
      • 少浆液植物： 体内含水量极少； 叶面积缩小、气孔下陷，以减少蒸腾量； 有的叶片极度退化成刺状或鳞片状，以绿色茎进行光合作用； 具极发达根系，可从深的地下吸水； 细胞内含有大量亲水性物质，渗透压高
      • 多浆液植物： 根、茎、叶薄壁组织逐渐变储水组织，成为肉质性器官； 相对表面积减小，减少蒸腾表面积； 气孔白开夜闭，通过CAM途径进行光合作用； 根系或以致密的浅根网形式往外扩展； 干旱时失去叶片，以绿色茎进行光合作用
  • 水生植物
    • 1）调节渗透压 2）根茎叶通气系统发达 3）叶片细薄，无角质层、蜡层、气孔、绒毛 4）有气根
    • 挺水植物：植物的根茎生长在水底泥之中，茎、叶挺出水面，陆水生双特征
    • 浮水植物：体内多贮藏有较多的气体，使叶片或植物体能平稳地漂浮于水面，气 孔多生叶片上表面
    • 沉水植物： 根有时不发达或退化，植物体各部分都可吸收水分和养料 通气组织特别发达，有利于水中缺氧下进行气体交换 叶子大多为带状或丝状
  • 陆生动物
    • 依靠水分的摄入与排出的动态平衡，从而形成了生理、组织形态及行为上的适应
    • 减少呼吸失水； 减少身体的表面蒸发，减小皮肤的透水性； 减少排泄失水，利用代谢水，重吸收； 行为适应（昼伏夜出、夏眠、昆虫滞育）
      • 开源节流
  • 水生动物
    • 对渗透压的调节
      • 保持体内平衡依赖于水的渗透调节作用
      • 淡水硬骨鱼：高渗性—血液渗透压>水的渗透压 肾脏发育完善、肾小球发达，滤过率高，无膀胱或很小，肾脏排出大量低浓度尿； 丢失的溶质可从食物中得到，而鳃能主动从周围稀浓度溶液中摄取盐离子，保证了体内盐离子的平衡。
      • 海洋硬骨鱼：低渗性—血液渗透压<环境渗透压 常吞海水，补充水分； 肾小球退化，排出极少的低渗尿 鳃主动向外排盐
      • 海洋软骨鱼：等渗性—大量尿素和氧化三甲胺
        • 尿素使蛋白质和酶不稳定，氧化三甲胺正好抵消了尿素对酶的抑制作用。最大的抵消作用出现在尿素：氧化三甲胺=2:1时
      • 广盐性洄游鱼：变渗透压—有淡水硬骨鱼和海水硬骨鱼的调节特征，靠肾脏调节水
    • 对密度的适应
      • 失去四肢；身体庞大；有鳔，可调节鱼体的密度
      • 深海鱼类皮肤组织的通透性很大，骨骼和肌肉不发达，无鳔
  • 两栖动物： 肾与淡水鱼相似，皮肤像鱼鳃； 咸水两栖类体液滞留高浓度尿素
• 大气的生态作用：氧气、二氧化碳
• 土壤
  • 物理性质
    • 土壤质地和结构 质地：组成土壤的各种大小颗粒按直径分为粗砂、细砂、粉砂和黏粒，这些不同大小颗粒组合的百分比称为土壤质地。根据土壤质地划分为：砂土、壤土和黏土 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。土壤结构分为微团粒结构、团粒结构和比团粒结构更大的结构。
    • 土壤水分 增加土壤养分； 影响植物生长； 影响动物分布
    • 土壤空气 土壤动物血红蛋白的浓度+，血红蛋白的氧结合能力+，能量代谢-，体温-，减少对氧的需求； 地下兽的脑中枢对CO2的敏感性降低
    • 土壤温度 1）影响植物的发育生长 2）影响根系的生长、呼吸和吸收性能 3）影响土壤肥力 4）影响土壤动物的运动
  • 化学性质：土壤酸度、土壤有机质（腐殖质、非腐殖质）、土壤矿质元素
  • 生态学意义
    • 位于陆地生态系统的底部，有营养物传递系统、再循环系统和废物处理系统
    • 土壤为陆生植物提供基质，为陆生动物提供栖息地。 土壤是植物萌芽、支撑和腐烂的地方，又是水和营养物储 存场所；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。
  • 植物的适应
    • 盐碱地 形态适应：矮小、干硬、叶不发达、气孔下陷，表皮具厚的外皮，常具灰白色绒毛。细胞间隙小，栅栏组织发达。有的具有肉质性叶，有特殊的储水细胞。 生理适应：聚盐性植物、泌盐性植物和不透盐性植物