溫度對(duì)植物的影響

根據(jù)一年內(nèi)不同季節(jié)的光照和溫度環(huán)境的特點(diǎn)，討論在氣溫升高時(shí)植物的物質(zhì)生產(chǎn)可能發(fā)生怎樣的變化？答：任何植物都是生活在具有一定溫度的外界環(huán)境中并受著溫度變化的影響。首先，植物的生理活動(dòng)、生化反應(yīng)，都必須在一定的溫度條件下才能進(jìn)行。一般而言，溫度升高，升理生化反應(yīng)加快、生長發(fā)育加速；溫度下降，生理生化反應(yīng)變慢，生長發(fā)育遲緩。當(dāng)溫度低于或高于植物所能忍受的溫度范圍時(shí)，生長逐漸緩慢、停止，發(fā)育受阻，植物開始受害甚至死亡。其次溫度的變化能引起環(huán)境中其它因子如濕度、降水、風(fēng)、水中氧的溶解度等的變化，而環(huán)境諸因子的綜合作用，又能影響植物的生長發(fā)育、作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。溫度的變化規(guī)律溫度的時(shí)間變化可分為季節(jié)變化和晝夜變化。北半球的亞熱帶和溫帶地區(qū)，夏季溫度較高，冬季溫度較低，春、秋兩季適中；一天中的溫度晝高于夜，最低值發(fā)生在將近日出時(shí)，最高值一般在13~14時(shí)左右，日變化曲線呈單峰型。溫度的空間變化主要體現(xiàn)在受緯度、海拔、海陸位置、地形等變化的制約上。一般緯度和海拔越低，溫度越高；海陸位置和地形對(duì)溫度變化的影響較為復(fù)雜。

植物屬于變溫類型，植物體溫度通常接近氣溫（或土溫），并隨環(huán)境溫度的變化而變化，并有滯后效應(yīng)。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的溫度也有時(shí)空變化。在森林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，白天和夏季的溫度比空曠地面要低,夜晚和冬季相反；但晝夜及季節(jié)變化幅度較小，溫度變化緩和，隨垂直高度的下降，變幅也下降；生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，林內(nèi)外溫度差異越顯著。節(jié)律性變溫對(duì)植物的影響節(jié)律性變溫就是指溫度的晝夜變化和季節(jié)變化兩個(gè)方面。晝夜變溫對(duì)植物的影響主要體現(xiàn)在：能提高種子萌發(fā)率，對(duì)植物生長有明顯的促進(jìn)作用，晝夜溫差大則對(duì)植物的開花結(jié)實(shí)有利，并能提高產(chǎn)品品質(zhì)。此外，晝夜變溫能影響植物的分布，如在大陸性氣候地區(qū)，樹線分布高，是因?yàn)闀円棺儨卮蟮木壒省Ｖ参镞m應(yīng)于溫度晝夜變化稱為溫周期，溫周期對(duì)植物的有利作用是因?yàn)榘滋旄邷赜欣诠夂献饔?，夜間適當(dāng)?shù)蜏厥购粑饔脺p弱，光合產(chǎn)物消耗減少，凈積累增多。

溫度的季節(jié)變化和水分變化的綜合作用，是植物產(chǎn)生了物候這一適應(yīng)方式。例如，大多數(shù)植物在春季溫度開始升高時(shí)發(fā)芽、生長，繼之出現(xiàn)花蕾；夏秋季高溫下開花、結(jié)實(shí)和果實(shí)成熟；秋末低溫條件下落葉，隨即進(jìn)入體眠。這種發(fā)芽、生長、現(xiàn)蕾、開花、結(jié)實(shí)、果實(shí)成熟、落葉體眠等生長、發(fā)育階段，稱為物候期。物候期是各年綜合氣候條件（特別是溫度）如實(shí)、準(zhǔn)確的反映，用它來預(yù)報(bào)農(nóng)時(shí)、害蟲出現(xiàn)時(shí)期等，比平均溫度、積溫和節(jié)令要準(zhǔn)確。極端溫度對(duì)植物的影響極端高低溫值、升降溫速度和高低溫持續(xù)時(shí)間等非節(jié)律性變溫，對(duì)植物有極大的影響。

（1）低溫對(duì)植物的影響與植物的生態(tài)適應(yīng)

溫度低于一定數(shù)值，植物便會(huì)因低溫而受害，這個(gè)數(shù)值便稱為臨界溫度。在臨界溫度以下，溫度越低，植物受害越重。低溫對(duì)植物的傷害，據(jù)其原因可分為冷害、霜害和凍害三種。冷害是指溫度在零度以上仍能使喜溫植物受害甚至死亡，即零度以上的低溫對(duì)植物的傷害。冷害是喜溫植物北移的主要障礙，是喜溫作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的主要限制因子。

凍害是指冰點(diǎn)以下的低溫使植物體內(nèi)形成冰晶而造成的損害。霜害則是指伴隨霜而形成的低溫凍害。冰晶的形成會(huì)使原生質(zhì)膜發(fā)生破裂和使蛋白質(zhì)失活與變性。

此外，在相同條件下降溫速度越快，植物受傷害越嚴(yán)重。植物受凍害后，溫度急劇回升比緩慢回升受害更重。低溫期愈長，植物受害也愈重。

植物受低溫傷害的程度主要決定于該種類（品種）抗低溫的能力。對(duì)同一種植物而言，不同生長發(fā)育階段、不同器官組織的抗低溫能力也不同。植物長期受低溫影響后，會(huì)產(chǎn)生生態(tài)適應(yīng)，主要表現(xiàn)在形態(tài)和生理兩方面。形態(tài)上如芽和葉片常有油脂類物質(zhì)保護(hù)，芽具鱗片，器官表面被蠟粉和密毛，樹皮有發(fā)達(dá)的木栓組織，植株矮小等等。生理上主要通過原生質(zhì)特性的改變，如細(xì)胞水分減少、淀粉水解等等，以降低冰點(diǎn)；對(duì)光譜中的吸收帶更寬、低溫季節(jié)來臨時(shí)休眠，也是有效的生態(tài)適應(yīng)方式。

（2）高溫對(duì)植物的影響與植物的生態(tài)適應(yīng)

當(dāng)溫度超過植物適宜溫區(qū)上限后，會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生傷害作用，使植物生長發(fā)育受阻，特別是在開花結(jié)實(shí)期最易受高溫的傷害，并且溫度越高，對(duì)植物的傷害作用越大。高溫可減弱光合作用，增強(qiáng)呼吸作用，使植物的這兩個(gè)重要過程失調(diào)，植物因長期饑餓而死亡。高溫還可破壞植物的水分平衡，加速生長發(fā)育，促使蛋白質(zhì)凝固和導(dǎo)致有害代謝產(chǎn)物在體內(nèi)的積累。水稻開花期間如遇高溫就會(huì)使受精過程受到嚴(yán)重傷害，因高溫可傷害雄性器官，使花粉不能在柱頭上發(fā)育;日平均溫度30℃持續(xù)5天就會(huì)使空粒率增加20%以上;在38℃的恒溫條件下，實(shí)粒率下降為零，幾乎是顆粒無收。

植物對(duì)高溫的適應(yīng)能力與種類（品種）、不同生長發(fā)育階段等有關(guān)。其生態(tài)適應(yīng)方式也主要體現(xiàn)在形態(tài)和生理兩個(gè)方面。形態(tài)上如生密絨毛和鱗片，過濾部分陽光；呈白色、銀白色，葉片革質(zhì)發(fā)亮，反射部分陽光；葉片垂直排列使葉緣向光或在高溫下葉片折疊，減少光的吸收面積；樹干和根莖有很厚