生物與溫的關(guān)系

1、溫度的時(shí)間變化指日變化和年變化溫度的時(shí)間變化指日變化和年變化。 日變化：于日變化：于13-14時(shí)氣溫達(dá)到最高，于凌晨日出前時(shí)氣溫達(dá)到最高，于凌晨日出前 降至最低。最高和最低氣溫之差稱(chēng)降至最低。最高和最低氣溫之差稱(chēng)日較差日較差。日較差。日較差 受緯度、海拔高度、地形、及地面性質(zhì)等因素影響。受緯度、海拔高度、地形、及地面性質(zhì)等因素影響。 2 溫度的時(shí)間變化溫度的時(shí)間變化 四季變化：一年內(nèi)最熱月和最冷月的平均溫度之差，四季變化：一年內(nèi)最熱月和最冷月的平均溫度之差， 稱(chēng)稱(chēng)年較差年較差。年較差受緯度、海陸位置及地形等眾多因。年較差受緯度、海陸位置及地形等眾多因 素的影響。一般來(lái)說(shuō)，大陸性氣候越明顯的地方

2、氣溫素的影響。一般來(lái)說(shuō)，大陸性氣候越明顯的地方氣溫 年較差越大，緯度越高氣溫年較差越大。年較差越大，緯度越高氣溫年較差越大。 3 土壤和水體溫度變化土壤和水體溫度變化 （1）土壤：）土壤：不同性質(zhì)的土壤，熱容量和熱導(dǎo)率不同，隨氣不同性質(zhì)的土壤，熱容量和熱導(dǎo)率不同，隨氣 溫變化溫度變化模式也不同。隨土壤深度，土壤最高溫和溫變化溫度變化模式也不同。隨土壤深度，土壤最高溫和 最低溫出現(xiàn)時(shí)間后延。最低溫出現(xiàn)時(shí)間后延。 （2 2）水：水熱容大，溫度變化小于氣溫，隨深度增加，變）水：水熱容大，溫度變化小于氣溫，隨深度增加，變 化幅度更小。溫帶深水湖泊，由于水溫的季節(jié)變化，化幅度更小。溫帶深水湖泊，由于水溫

3、的季節(jié)變化，春秋春秋 季季水體出現(xiàn)垂直混合，使水體出現(xiàn)垂直混合，使初級(jí)生產(chǎn)力升高初級(jí)生產(chǎn)力升高。 1 生物體內(nèi)的生化反應(yīng)過(guò)程必須在一定溫度生物體內(nèi)的生化反應(yīng)過(guò)程必須在一定溫度 范圍內(nèi)才能正常進(jìn)行范圍內(nèi)才能正常進(jìn)行 2 環(huán)境中溫度的改變會(huì)引起其它生態(tài)因子的改環(huán)境中溫度的改變會(huì)引起其它生態(tài)因子的改 變，如濕度、降水、風(fēng)、水中溶氧含量等變，如濕度、降水、風(fēng)、水中溶氧含量等 的改變，從而間接影響生物。的改變，從而間接影響生物。 二二 溫度的生態(tài)作用溫度的生態(tài)作用 三三 極端溫度對(duì)生物的影響極端溫度對(duì)生物的影響 1 極端低溫對(duì)生物的影響極端低溫對(duì)生物的影響 冷害：溫度在冰點(diǎn)以上，但低于喜溫生物冷害：溫度

4、在冰點(diǎn)以上，但低于喜溫生物 對(duì)對(duì) 溫度的耐受下限而使生物溫度的耐受下限而使生物 受害或死亡。受害或死亡。 它可能是通過(guò)破壞了膜結(jié)構(gòu)造成的，它是喜 溫生物向北方引種和擴(kuò)張分布區(qū)的主要障礙。 凍害：冰點(diǎn)以下低溫使生物體內(nèi)形成冰晶，凍害：冰點(diǎn)以下低溫使生物體內(nèi)形成冰晶， 蛋白質(zhì)失活變性造成生物受害或死亡。蛋白質(zhì)失活變性造成生物受害或死亡。 生物對(duì)凍害的適應(yīng)生物對(duì)凍害的適應(yīng): 耐受凍結(jié)耐受凍結(jié)與與超冷現(xiàn)象超冷現(xiàn)象 Alter metabolism to synthesize cryoprotectants (polyols, sugars) Defend against intracellular d

5、esiccation Suppress metabolic rate Activate signaling enzymes in every cell - SAP kinases - Role: reversible controls on cell processes 耐受凍結(jié)（耐受凍結(jié)（freezing tolerance) ：少數(shù)動(dòng)物能夠耐受一定程：少數(shù)動(dòng)物能夠耐受一定程 度的身體凍結(jié)，而避免低溫傷害度的身體凍結(jié)，而避免低溫傷害。如潮間帶貝類(lèi)。 機(jī)理如下： 超冷現(xiàn)象（超冷現(xiàn)象（supercooling) : 動(dòng)物（昆蟲(chóng)）體液溫動(dòng)物（昆蟲(chóng)）體液溫 度下降到冰點(diǎn)以下而不結(jié)冰的現(xiàn)象。度下降到冰

6、點(diǎn)以下而不結(jié)冰的現(xiàn)象。 如小葉蜂，極地魚(yú)類(lèi)等。 2 極端高溫對(duì)生物的影響：極端高溫對(duì)生物的影響： 高溫可能導(dǎo)致動(dòng)植物的機(jī)體脫水，蛋高溫可能導(dǎo)致動(dòng)植物的機(jī)體脫水，蛋 白質(zhì)凝固變形，酶失活或者代謝的組分白質(zhì)凝固變形，酶失活或者代謝的組分 不平衡，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。不平衡，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。 四四 溫度對(duì)生物溫度對(duì)生物（植物和變溫動(dòng)物）（植物和變溫動(dòng)物）生長(zhǎng)、發(fā)育生長(zhǎng)、發(fā)育 和繁殖的影響和繁殖的影響 1 酶反應(yīng)速度：酶反應(yīng)速度： 外溫動(dòng)物及植物的代謝速度隨溫度變化而變化。其代謝速 度隨溫度增加通常用溫度系數(shù)溫度系數(shù)Q10 來(lái)描述： 公式： Q10= T體溫時(shí)的代謝率體溫時(shí)的代謝率/ (T-10) 體

7、溫體溫 時(shí)的代謝率時(shí)的代謝率 即：溫度每升高即：溫度每升高10 ，變溫動(dòng)物與植物代謝率的，變溫動(dòng)物與植物代謝率的 變化。變化。 24283236 0 100 200 300 400 500 Figure 8. Specific oxygen consumption of resting 20-60 g juvenile soft-shelled turtle in air, related to temperature Standard respiration rate mlO2/(kg.h) Temperature ( ) Y=8.2217100.04589T R2=0.982, P0.00

8、1 23-30度下Q10=2.5， 30度以上Q10為3.4。 2 發(fā)育和生長(zhǎng)：發(fā)育和生長(zhǎng)： （1）發(fā)育閾溫度或）發(fā)育閾溫度或生物學(xué)零度（生物學(xué)零度（biological zero）： 生物開(kāi)始生長(zhǎng)發(fā)育的溫度。生物開(kāi)始生長(zhǎng)發(fā)育的溫度。 菜白蝶在溫 度閥10 以上， 從卵到蛹的發(fā)育 （2）有效積溫法則：）有效積溫法則： K：有效積溫，：有效積溫，N:發(fā)育歷期，發(fā)育歷期，T：發(fā)育期間平均環(huán)境：發(fā)育期間平均環(huán)境 溫度，溫度，C：生物學(xué)零度。：生物學(xué)零度。 有效積溫法則的公式：有效積溫法則的公式：K = N (T-C) 植物和變溫動(dòng)物植物和變溫動(dòng)物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò) 程中必須從環(huán)境中攝取一定的程

9、中必須從環(huán)境中攝取一定的 熱量才能完成某一階段的發(fā)育，熱量才能完成某一階段的發(fā)育， 這個(gè)發(fā)育階段所需要的這個(gè)發(fā)育階段所需要的總熱量總熱量 是一常數(shù)，稱(chēng)為有效積溫。該是一常數(shù)，稱(chēng)為有效積溫。該 規(guī)律稱(chēng)為有效積溫法則規(guī)律稱(chēng)為有效積溫法則 不同物種，完成發(fā)育所需積溫不同。 一般起源于或適于高緯度地區(qū)種植的植物，所 需有效積溫較少，反之則較多。例如，麥子 需要有效積溫10001600日度，棉花、玉米 為20004000日度，椰子約5000日度。 有效積溫法則在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用有效積溫法則在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用: （1）可預(yù)測(cè)某地區(qū)害蟲(chóng)發(fā)生的世代數(shù)；）可預(yù)測(cè)某地區(qū)害蟲(chóng)發(fā)生的世代數(shù)； （2）可作為農(nóng)業(yè)規(guī)劃、引種、作物

10、布局、預(yù)測(cè)農(nóng)時(shí)）可作為農(nóng)業(yè)規(guī)劃、引種、作物布局、預(yù)測(cè)農(nóng)時(shí) 的重要依據(jù)；的重要依據(jù)； （3）預(yù)測(cè)生物地理分布北界；）預(yù)測(cè)生物地理分布北界； （4）預(yù)測(cè)害蟲(chóng)來(lái)年發(fā)生程度）預(yù)測(cè)害蟲(chóng)來(lái)年發(fā)生程度; (5)利用天敵昆蟲(chóng)進(jìn)行害蟲(chóng)防治時(shí)，可以用來(lái)計(jì)算利用天敵昆蟲(chóng)進(jìn)行害蟲(chóng)防治時(shí)，可以用來(lái)計(jì)算 天敵昆蟲(chóng)合適的釋放時(shí)間天敵昆蟲(chóng)合適的釋放時(shí)間 局限性：發(fā)育速率與溫度并不都是直線(xiàn)關(guān)系；局限性：發(fā)育速率與溫度并不都是直線(xiàn)關(guān)系； 發(fā)育還受其它生態(tài)因子影響；發(fā)育起點(diǎn)溫度發(fā)育還受其它生態(tài)因子影響；發(fā)育起點(diǎn)溫度 通常在恒溫下獲得，而自然界是變溫的。通常在恒溫下獲得，而自然界是變溫的。 3 3 春化作用春化作用 （Vernali

11、zation effect)Vernalization effect) 低溫作為一種刺激物起作用，誘導(dǎo)或促進(jìn)植物低溫作為一種刺激物起作用，誘導(dǎo)或促進(jìn)植物 的發(fā)育和開(kāi)花。這種經(jīng)過(guò)低溫誘導(dǎo)的植物的發(fā)育或的發(fā)育和開(kāi)花。這種經(jīng)過(guò)低溫誘導(dǎo)的植物的發(fā)育或 繁殖，稱(chēng)為春化作用。繁殖，稱(chēng)為春化作用。 例：冬小麥的種子經(jīng)歷了預(yù)寒冷后可縮短萌發(fā)到開(kāi)例：冬小麥的種子經(jīng)歷了預(yù)寒冷后可縮短萌發(fā)到開(kāi) 花的時(shí)間。甜菜不經(jīng)過(guò)春化作用則無(wú)法開(kāi)花。花的時(shí)間。甜菜不經(jīng)過(guò)春化作用則無(wú)法開(kāi)花。 種子萌發(fā)時(shí)感受低溫的部位是胚，營(yíng)養(yǎng)體時(shí)期的感種子萌發(fā)時(shí)感受低溫的部位是胚，營(yíng)養(yǎng)體時(shí)期的感 受部位為莖尖。受部位為莖尖。 4 溫度對(duì)動(dòng)物繁殖的影

12、響溫度對(duì)動(dòng)物繁殖的影響 溫度會(huì)影響昆蟲(chóng)的產(chǎn)卵量、交配和卵的孵化溫度會(huì)影響昆蟲(chóng)的產(chǎn)卵量、交配和卵的孵化 率，如水稻害蟲(chóng)三化螟在溫度率，如水稻害蟲(chóng)三化螟在溫度29度、濕度度、濕度 90%時(shí)產(chǎn)卵最多。麥二叉蚜在時(shí)產(chǎn)卵最多。麥二叉蚜在25度下孵出幼度下孵出幼 蟲(chóng)最多。溫度可影響?hù)~(yú)類(lèi)的最小性成熟年齡、蟲(chóng)最多。溫度可影響?hù)~(yú)類(lèi)的最小性成熟年齡、 繁殖期、孵化率等。繁殖期、孵化率等。 （一）（一） 溫度與動(dòng)物類(lèi)型溫度與動(dòng)物類(lèi)型 ： 根據(jù)有機(jī)體和環(huán)境溫度的相互關(guān)系，動(dòng)物可根據(jù)有機(jī)體和環(huán)境溫度的相互關(guān)系，動(dòng)物可 劃分為：溫血?jiǎng)游锖屠溲獎(jiǎng)游?；劃分為：溫血?jiǎng)游锖屠溲獎(jiǎng)游铮?或分為常溫動(dòng)或分為常溫動(dòng) 物（物（homeo

13、thermic）和變溫動(dòng)物和變溫動(dòng)物 ( (poikilothermic)。根據(jù)有機(jī)體熱能的主要來(lái)源，。根據(jù)有機(jī)體熱能的主要來(lái)源， 還可分為外溫動(dòng)物還可分為外溫動(dòng)物( (ectothermic)和內(nèi)溫動(dòng)物和內(nèi)溫動(dòng)物 ( (endothermic )。 異溫動(dòng)物異溫動(dòng)物( (heterothermy )：常溫動(dòng)物中具有休眠：常溫動(dòng)物中具有休眠 習(xí)性，在冬眠過(guò)程中體溫降低的動(dòng)物習(xí)性，在冬眠過(guò)程中體溫降低的動(dòng)物( (熊）。熊）。 五五 生物對(duì)溫度的適應(yīng)生物對(duì)溫度的適應(yīng) 影響生物影響生物 體溫的因體溫的因 素素 貓貓 有袋類(lèi)有袋類(lèi) 鴨嘴獸鴨嘴獸 針鼴鼠針鼴鼠 蜥蜴蜥蜴 （二）（二） 生物對(duì)低溫的適應(yīng)生

14、物對(duì)低溫的適應(yīng): （1） 形態(tài)適應(yīng)：芽和葉片受到油脂類(lèi)物質(zhì)形態(tài)適應(yīng)：芽和葉片受到油脂類(lèi)物質(zhì) 保護(hù)、表面有蠟粉和密毛、植株矮小，常呈保護(hù)、表面有蠟粉和密毛、植株矮小，常呈 墊狀或蓮花狀。墊狀或蓮花狀。 （2） 生理適應(yīng)：減少細(xì)胞中水分，增加糖類(lèi)、生理適應(yīng)：減少細(xì)胞中水分，增加糖類(lèi)、 脂肪和色素等物質(zhì)以降低冰點(diǎn)、增加抗寒能力。脂肪和色素等物質(zhì)以降低冰點(diǎn)、增加抗寒能力。 1 植物對(duì)低溫的適應(yīng)植物對(duì)低溫的適應(yīng) 2 內(nèi)溫動(dòng)物對(duì)低溫的適應(yīng)內(nèi)溫動(dòng)物對(duì)低溫的適應(yīng) （1）形態(tài)適應(yīng)）形態(tài)適應(yīng) 貝格曼規(guī)律（貝格曼規(guī)律（Bergmanns rule)：高緯度地區(qū)高緯度地區(qū)的的 恒溫動(dòng)物恒溫動(dòng)物個(gè)體比低緯度個(gè)體比低緯度

15、同類(lèi)同類(lèi)個(gè)體大。個(gè)體大。例如東北虎 的顱骨長(zhǎng)331-345 mm， 而華南虎的僅283-318 mm 長(zhǎng)。 阿倫規(guī)律：阿倫規(guī)律：高緯度地區(qū)高緯度地區(qū)的的恒溫動(dòng)物恒溫動(dòng)物個(gè)體個(gè)體 身體突出部分身體突出部分，如四肢、尾巴和外耳有，如四肢、尾巴和外耳有 變小變短變小變短的趨勢(shì)。的趨勢(shì)。 寒冷地區(qū)的內(nèi)溫動(dòng)物在冬季增加了羽、毛寒冷地區(qū)的內(nèi)溫動(dòng)物在冬季增加了羽、毛 的密度、提高了羽、毛的質(zhì)量，增加了皮的密度、提高了羽、毛的質(zhì)量，增加了皮 下脂肪的厚度下脂肪的厚度。 （2）內(nèi)溫動(dòng)物的生理適應(yīng)：）內(nèi)溫動(dòng)物的生理適應(yīng)： A 增加產(chǎn)熱：顫抖性產(chǎn)熱與非顫抖性產(chǎn)熱增加產(chǎn)熱：顫抖性產(chǎn)熱與非顫抖性產(chǎn)熱 顫抖性產(chǎn)熱（顫抖性

16、產(chǎn)熱（ST）：產(chǎn)生）：產(chǎn)生 在骨骼肌中，由肌原纖維在骨骼肌中，由肌原纖維 非自主的有節(jié)律的收縮，非自主的有節(jié)律的收縮， 由高級(jí)神經(jīng)中樞控制。由高級(jí)神經(jīng)中樞控制。 非顫抖性產(chǎn)熱（非顫抖性產(chǎn)熱（NST）：）： 不涉及肌肉活動(dòng)而釋放化不涉及肌肉活動(dòng)而釋放化 學(xué)能的產(chǎn)熱機(jī)制學(xué)能的產(chǎn)熱機(jī)制. NST主要主要 發(fā)生在褐色脂肪組織發(fā)生在褐色脂肪組織 （BAT）中。）中。 圖圖2-20 在冰上，鳥(niǎo)的腳在冰上，鳥(niǎo)的腳 和腿和腿 皮膚溫度。血管的皮膚溫度。血管的 解剖結(jié)構(gòu)使動(dòng)脈血管解剖結(jié)構(gòu)使動(dòng)脈血管 （A）和靜脈血管（）和靜脈血管（B） 間有逆流熱交換。箭頭間有逆流熱交換。箭頭 表明血流方向，橫箭頭表明血流方向，

17、橫箭頭 指熱傳遞。在指熱傳遞。在 S點(diǎn)以下點(diǎn)以下 的分支血管可收縮，從的分支血管可收縮，從 而減少血流和熱丟失。而減少血流和熱丟失。 （引自（引自Ricklefs et al., 2000） B 逆流熱交換機(jī)制：肢體中動(dòng)靜脈血管的幾逆流熱交換機(jī)制：肢體中動(dòng)靜脈血管的幾 何排列，增加了逆流熱交換。動(dòng)物體溫呈現(xiàn)何排列，增加了逆流熱交換。動(dòng)物體溫呈現(xiàn) 空間異溫性。空間異溫性。 C 局部異溫性局部異溫性： 肢體末端溫度比 核心溫度低，減 少了體表熱 散失。 引自引自Ricklefs et al., 2000 D 熱中性區(qū)：適應(yīng)低熱中性區(qū)：適應(yīng)低 溫的內(nèi)溫動(dòng)物熱中性溫的內(nèi)溫動(dòng)物熱中性 區(qū)寬，下臨界點(diǎn)溫度

18、區(qū)寬，下臨界點(diǎn)溫度 低、下臨界點(diǎn)溫度以低、下臨界點(diǎn)溫度以 下曲線(xiàn)斜率?。ㄔ黾酉虑€(xiàn)斜率小（增加 產(chǎn)熱）。產(chǎn)熱）。 熱中性區(qū)（熱中性區(qū)（Thermal Neutral Zone): 在某一環(huán)境溫度范圍內(nèi)，動(dòng)物代謝在某一環(huán)境溫度范圍內(nèi)，動(dòng)物代謝 率最低，耗氧量不隨環(huán)境溫度而改率最低，耗氧量不隨環(huán)境溫度而改 變，這個(gè)最低代謝區(qū)的環(huán)境溫度稱(chēng)變，這個(gè)最低代謝區(qū)的環(huán)境溫度稱(chēng) 熱中性區(qū)。熱中性區(qū)。 E 適應(yīng)性低體溫，冬眠適應(yīng)性低體溫，冬眠 (3) 動(dòng)物的行為適應(yīng)：動(dòng)物的行為適應(yīng)： 遷徙、集群、穴居遷徙、集群、穴居 （三）（三） 生物對(duì)高溫的適應(yīng)生物對(duì)高溫的適應(yīng) （2）植物的生理適應(yīng)：）植物的生理適應(yīng)： 降低

19、細(xì)胞含水量，增加降低細(xì)胞含水量，增加 糖或鹽的濃度，這有利糖或鹽的濃度，這有利 于減慢代謝率，增加原于減慢代謝率，增加原 生質(zhì)的抗凝結(jié)能力；靠生質(zhì)的抗凝結(jié)能力；靠 旺盛的蒸騰作用避免植旺盛的蒸騰作用避免植 物體過(guò)熱。物體過(guò)熱。 1 植物的高溫適應(yīng)植物的高溫適應(yīng) （1）植物的形態(tài)適應(yīng)：生有密絨毛和鱗片；體色呈）植物的形態(tài)適應(yīng)：生有密絨毛和鱗片；體色呈 白、銀白，葉片發(fā)光；葉片垂直主軸排列，使葉緣向白、銀白，葉片發(fā)光；葉片垂直主軸排列，使葉緣向 光；在高溫條件下葉片對(duì)折；樹(shù)干和根莖生有厚的木光；在高溫條件下葉片對(duì)折；樹(shù)干和根莖生有厚的木 栓層，具絕熱和保護(hù)作用。栓層，具絕熱和保護(hù)作用。 2 動(dòng)物的

20、高溫適應(yīng)動(dòng)物的高溫適應(yīng) （1）形態(tài)適應(yīng)）形態(tài)適應(yīng) 皮毛在高溫下起隔熱作用；夏季毛色變淺，具光澤；皮毛在高溫下起隔熱作用；夏季毛色變淺，具光澤； 有些可利用熱窗散熱；多數(shù)哺乳動(dòng)物的精巢持久的或季有些可利用熱窗散熱；多數(shù)哺乳動(dòng)物的精巢持久的或季 節(jié)性的下降到腹腔外，比體核溫低幾度。有蹄動(dòng)物的頸節(jié)性的下降到腹腔外，比體核溫低幾度。有蹄動(dòng)物的頸 動(dòng)脈在腦下部形成復(fù)雜的小動(dòng)脈網(wǎng)，包圍在從較冷的鼻動(dòng)脈在腦下部形成復(fù)雜的小動(dòng)脈網(wǎng)，包圍在從較冷的鼻 區(qū)過(guò)來(lái)的靜脈血管外面，通過(guò)逆流熱交換而降溫，使腦區(qū)過(guò)來(lái)的靜脈血管外面，通過(guò)逆流熱交換而降溫，使腦 血液溫度比總動(dòng)脈血低血液溫度比總動(dòng)脈血低3。 （2）生理適應(yīng)：放

21、松恒溫性，）生理適應(yīng)：放松恒溫性， 使體溫有較大幅度的波動(dòng)。使體溫有較大幅度的波動(dòng)。 （3）行為適應(yīng)：）行為適應(yīng)： 穴居；晝伏夜出；穴居；晝伏夜出； 夏眠或夏季滯育夏眠或夏季滯育 夏眠的肺魚(yú)夏眠的肺魚(yú) 引自孫儒泳，1992 （四）（四） 生物對(duì)周期性變溫的適應(yīng)生物對(duì)周期性變溫的適應(yīng) 1 許多生物在晝夜變溫環(huán)境中比在恒溫環(huán)境中發(fā)育許多生物在晝夜變溫環(huán)境中比在恒溫環(huán)境中發(fā)育 更好。如黑蝗更好。如黑蝗 2 大多數(shù)植物種子，在晝夜變溫中萌發(fā)率高，有大多數(shù)植物種子，在晝夜變溫中萌發(fā)率高，有 些需光萌發(fā)的種子，經(jīng)變溫處理后，在暗處也能些需光萌發(fā)的種子，經(jīng)變溫處理后，在暗處也能 萌發(fā)。萌發(fā)。 3 植物在晝夜

22、變溫中，生長(zhǎng)、開(kāi)花結(jié)實(shí)及產(chǎn)品質(zhì)植物在晝夜變溫中，生長(zhǎng)、開(kāi)花結(jié)實(shí)及產(chǎn)品質(zhì) 量均有提高。量均有提高。 六六 溫度與物種分布溫度與物種分布 1 對(duì)變溫動(dòng)物和植物的分布，有低溫限制與高溫限制。對(duì)變溫動(dòng)物和植物的分布，有低溫限制與高溫限制。 （1）低溫限制：）低溫限制：低溫限制生物向高緯度和高海拔地低溫限制生物向高緯度和高海拔地 區(qū)分布。區(qū)分布。 如橡膠、椰子只能生長(zhǎng)在熱帶。玉米分布在氣溫15以上 的天數(shù)必需超過(guò)70天的地區(qū)。野生茜草分布的北界是1月等溫 線(xiàn)為4.5的地區(qū)。東亞飛蝗的北界為等溫線(xiàn)13.6的地區(qū)。 （2）高溫限制）高溫限制： 高溫限制生物向低緯度和低海高溫限制生物向低緯度和低海 拔地區(qū)分布

23、。拔地區(qū)分布。 如春化作用限制蘋(píng)果，梨、桃在熱帶地區(qū)栽種。在長(zhǎng) 江流域地區(qū)，黃山松只能生長(zhǎng)在海拔10001200 m 以上的 高山。菜粉蝶的分布南限是26，因?yàn)橄募練鉁爻^(guò)26 時(shí)，其卵和幼蟲(chóng)全部死亡。 2 溫度變化也可能和其它的環(huán)境因素或溫度變化也可能和其它的環(huán)境因素或 資源緊密聯(lián)系影響生物分布。資源緊密聯(lián)系影響生物分布。 3 溫度溫度和和降水降水是影響地球是影響地球生物群落分布生物群落分布 的兩個(gè)最重要因子的兩個(gè)最重要因子。 東非比霸鹟的冬季東非比霸鹟的冬季 分布圖。粗黑線(xiàn)為分布圖。粗黑線(xiàn)為 月平均最低月平均最低-4度等度等 溫線(xiàn)。溫線(xiàn)。 引自引自Krebs, 2001 第三節(jié)第三節(jié) 火對(duì)

24、生物的作用與管理火對(duì)生物的作用與管理 引自引自http:/ 一一 火對(duì)生物的作用火對(duì)生物的作用 1 有益作用：有益作用： 促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)；是抗火物種促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)；是抗火物種 或適應(yīng)于火的物種的必需生態(tài)因子（釋放或適應(yīng)于火的物種的必需生態(tài)因子（釋放 種子、促進(jìn)休眠芽生長(zhǎng)、降低種間競(jìng)爭(zhēng)、種子、促進(jìn)休眠芽生長(zhǎng)、降低種間競(jìng)爭(zhēng)、 刺激種子萌發(fā)）刺激種子萌發(fā)） 2 有害作用：破壞生態(tài)平衡；危害野生動(dòng)物；有害作用：破壞生態(tài)平衡；危害野生動(dòng)物； 加重地表侵蝕；造成空氣污染加重地表侵蝕；造成空氣污染 林冠火林冠火 地面火地面火 引自引自http:/ 1 生物工程防火：利用耐火樹(shù)種營(yíng)造防火林生物工程防火：利用耐火樹(shù)

25、種營(yíng)造防火林 帶，阻隔火災(zāi)。結(jié)合利用天然或人工的阻隔系帶，阻隔火災(zāi)。結(jié)合利用天然或人工的阻隔系 統(tǒng)，如河流、公路、農(nóng)田等。統(tǒng)，如河流、公路、農(nóng)田等。 2 開(kāi)展計(jì)劃燒除，加強(qiáng)可燃物管理：在人為開(kāi)展計(jì)劃燒除，加強(qiáng)可燃物管理：在人為 控制下計(jì)劃燒除地面雜草等?？刂葡掠?jì)劃燒除地面雜草等。 3 加強(qiáng)防火管理加強(qiáng)防火管理 二二 防火管理防火管理 引自引自http:/ 本部分重點(diǎn)本部分重點(diǎn) 1 名詞：異溫動(dòng)物 ，Q10, 生物學(xué)零度， 有效積溫，冷害，凍害，耐受凍結(jié)，超 冷，貝格曼規(guī)律，阿倫規(guī)律，林冠火， 地面火 2 有效積溫法則 3 生物對(duì)低溫的適應(yīng) 4 生物對(duì)高溫的適應(yīng) 3 土壤和水體溫度變化土壤和水體

26、溫度變化 （1）土壤：）土壤：不同性質(zhì)的土壤，熱容量和熱導(dǎo)率不同，隨氣不同性質(zhì)的土壤，熱容量和熱導(dǎo)率不同，隨氣 溫變化溫度變化模式也不同。隨土壤深度，土壤最高溫和溫變化溫度變化模式也不同。隨土壤深度，土壤最高溫和 最低溫出現(xiàn)時(shí)間后延。最低溫出現(xiàn)時(shí)間后延。 （2 2）水：水熱容大，溫度變化小于氣溫，隨深度增加，變）水：水熱容大，溫度變化小于氣溫，隨深度增加，變 化幅度更小。溫帶深水湖泊，由于水溫的季節(jié)變化，化幅度更小。溫帶深水湖泊，由于水溫的季節(jié)變化，春秋春秋 季季水體出現(xiàn)垂直混合，使水體出現(xiàn)垂直混合，使初級(jí)生產(chǎn)力升高初級(jí)生產(chǎn)力升高。 有效積溫法則在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用有效積溫法則在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用: （1）可預(yù)測(cè)某地區(qū)害蟲(chóng)發(fā)生的世代數(shù)；）可預(yù)測(cè)某地區(qū)害蟲(chóng)發(fā)生的世代數(shù)； （2）可作為農(nóng)業(yè)規(guī)劃、引種、作物布局、預(yù)測(cè)農(nóng)時(shí)）可作為農(nóng)業(yè)規(guī)劃、引種、作物布局、預(yù)測(cè)農(nóng)時(shí) 的重要依據(jù)；的重要依據(jù)； （3）預(yù)測(cè)生物地理分布北界；）預(yù)測(cè)生物地理分布北界； （4）預(yù)測(cè)害蟲(chóng)來(lái)年發(fā)生程度）預(yù)測(cè)害蟲(chóng)來(lái)年發(fā)生程度; (5)利用天敵昆蟲(chóng)進(jìn)行害蟲(chóng)防治時(shí)，可以用來(lái)計(jì)算利用天敵昆蟲(chóng)進(jìn)行害蟲(chóng)防治時(shí)，可以用來(lái)計(jì)算 天敵昆蟲(chóng)合適的釋放時(shí)間天敵昆蟲(chóng)合適的釋放時(shí)間 局限性：發(fā)育速率與溫度并不都是直線(xiàn)關(guān)系；局限性：發(fā)育速率與溫度并不都是直線(xiàn)關(guān)系； 發(fā)育還受其它生態(tài)因子影響；發(fā)育起點(diǎn)溫度發(fā)育還受