2能量環(huán)境2.1光的生態(tài)作用及生物對(duì)光的適應(yīng)2.2生物對(duì)溫度的適應(yīng)2.3風(fēng)對(duì)生物的作用及防風(fēng)林2.4火作為生態(tài)因子對(duì)于生物的影響及管理2.1.1地球上光的分布（1）太陽輻射及其光譜組成（2）地球上光的分布規(guī)律2.1光的生態(tài)作用及生物對(duì)光的適應(yīng)（2）影響太陽輻射的因素和光的分布規(guī)律影響地表太陽輻射的因素大氣圈，太陽高度角，緯度和季節(jié)，海拔、坡度和坡向光質(zhì)(光譜成分)低海拔、高緯度長波光多，高海拔、低緯度短波光多夏季、中午短波光多，冬季、早晚長波光多日照時(shí)間夏季晝長夜短、冬季晝短夜長緯度升高、變化加大，兩極有極晝、極夜光照強(qiáng)度低海拔、高緯度光照強(qiáng)度弱，高海拔、低緯度光照強(qiáng)度大夏季、中午光照強(qiáng)度大，冬季、早晚光照強(qiáng)度弱(北半球)南坡光照強(qiáng)度大，北坡光照強(qiáng)度弱地球表面的太陽輻射地球自轉(zhuǎn)2.1.2光質(zhì)的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)植物的生長發(fā)育是在日光的全光譜照射下進(jìn)行的。但是，不同光質(zhì)對(duì)植物的光合作用，色素形成，向光性，形態(tài)建成的誘導(dǎo)等影響不同。光合作用的光譜范圍只是可見光區(qū)(380～760nm)，其中，紅、橙光主要被葉綠素吸收，對(duì)葉綠素的形成有促進(jìn)作用；藍(lán)紫光也能被葉綠素和類胡蘿卜素吸收，這部分輻射稱生理有效輻射。綠光則很少被吸收利用。葉綠素的吸收光譜藍(lán)紫光：430～450nm紅光：640～660nm不同光質(zhì)的作用藍(lán)紫光：促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成紅光：促進(jìn)糖的合成青光、藍(lán)紫光和紫外線等短波光抑制植物的伸長生長，使植物向光性更敏感紫外線能殺菌，對(duì)生物體造成損傷，促進(jìn)維生素D的合成紅外線是地表的基本熱源，對(duì)外溫動(dòng)物的體溫調(diào)節(jié)和能量代謝有決定性作用光質(zhì)的生態(tài)作用和生物的適應(yīng)藍(lán)紫綠橙紅紅外線400500600700波長nm↑相對(duì)吸收葉綠素α的吸收光譜影響動(dòng)物的生長發(fā)育影響動(dòng)物的體色影響植物葉綠素的形成黃化現(xiàn)象影響植物細(xì)胞的增長和分裂、組織器官的生長和分化影響植物花果的數(shù)量和質(zhì)量2.1.3光照強(qiáng)度的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)

（對(duì)生物生長發(fā)育和形態(tài)建成的作用）2.1.3光照強(qiáng)度的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)

（植物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)）植物的向光性植物秋季落葉C3植物和C4植物陽性植物和陰性植物、耐陰植物生理差異形態(tài)差異2.1.3光照強(qiáng)度的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)

（動(dòng)物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)）依活動(dòng)時(shí)間的動(dòng)物分類動(dòng)物開始活動(dòng)的時(shí)間2.1.4生物對(duì)光周期的適應(yīng)植物開花對(duì)日照長度的反應(yīng)長日照植物：小麥、油菜、菠菜、蘿卜等（通常在日照時(shí)間超過一定數(shù)值才開花）短日照植物：菊類、水稻、玉米、大豆、煙草、棉、麻等（通常在日照時(shí)間短于一定數(shù)值才開花）中日照植物：甘蔗等少數(shù)熱帶植物日中性植物：蒲公英、四季豆、黃瓜、番茄（只要其他條件合適，什么日照條件下都能開花）

2.2.1地球上溫度的分布（1）大氣溫度的分布與變化（2）土壤溫度的分布與變化（3）水體溫度的分布與變化2.2生物對(duì)溫度的適應(yīng)（1）地表大氣溫度的分布與變化空間分布與變化緯度升高1°，氣溫降低0.5℃沿海地區(qū)氣溫變化小，內(nèi)陸地區(qū)變化大南坡氣溫較北坡高，海拔升高100m，氣溫降低0.6～1℃逆溫現(xiàn)象時(shí)間變化日較差：隨緯度增高減小，隨海拔升高而增加年較差：隨緯度增高增大，大陸性氣候越強(qiáng)越大

表征溫度變化的幾個(gè)物理量

較差：指一定周期內(nèi)，溫度最高值與最低值之差。

日較差：一日內(nèi)最高溫度與最低溫度之差。年較差：一年中最熱月平均溫度與最冷月平均溫度之差。絕熱與非絕熱變化絕熱變化：空氣內(nèi)能變化過程中，未與外界進(jìn)行熱量交換。非絕熱變化：空氣內(nèi)能變化過程中，與外界進(jìn)行熱量交換。近地層氣溫的日變化極值溫度出現(xiàn)的時(shí)間影響氣溫日較差的因子緯度：隨緯度增加而減小。季節(jié)最高氣溫最低氣溫夏季14～15h05～06h冬季13～14h04～05h氣溫的空間變化近地層氣溫的水平分布等溫線大部分（尤其是南半球）趨向于接近東西向排列，氣溫從赤道向兩極逐漸降低。冬季北半球的等溫線在大陸上大致凸向赤道，在海洋上大致凸向極地，而夏季則相反。（2）土壤溫度的分布與變化土壤溫度與氣溫相關(guān)土壤溫度變化與深度有關(guān)土壤溫度變化時(shí)間較氣溫滯后，且與深度有關(guān)溫度變化周期與深度相關(guān)土壤溫度的年變化與緯度、海拔有關(guān)土壤與空氣溫度變化比較地面溫度和熱量收支的關(guān)系地面溫度變化與地面熱量收支示意圖1．地面溫度日變化曲線；2．地面熱量支出日變化曲線；3．地面熱量收入日變化曲線。Tm：地面最低溫度；TM：地面最高溫度

一天中地面最高溫度、地面最低溫度出現(xiàn)在地面熱量收支相抵（平衡）的時(shí)刻。對(duì)于北半球而言,一年中地面最熱月溫度，一般出現(xiàn)在７月或８月，地面最冷月溫度一般出現(xiàn)在１月或２月。

土壤溫度的變化時(shí)間變化

日變化

日恒溫層（土溫日不變層）：土壤溫度日較差為零時(shí)的深度。

日恒溫層深度：一般深度約為40～80㎝，平均為60㎝。

日恒溫層的影響因子：緯度、季節(jié)、土壤熱特性土溫垂直分布日垂直分布

日射型（受熱型）：土壤溫度垂直分布圖中13時(shí)

輻射型（放熱型）：圖中01時(shí)

上午轉(zhuǎn)變型（由輻射型向日射型過渡）：圖中07時(shí)

傍晚轉(zhuǎn)變型（由日射型向輻射型過渡）：圖中19時(shí)（3）水體溫度的分布與變化水溫的時(shí)間變化變化幅度較氣溫小不同深度水體的日變化不同深度水體的年變化水溫的成層現(xiàn)象水溫分層：上湖層、斜溫層(溫梯層)和下湖層春季環(huán)流和秋季環(huán)流低緯度地區(qū)：雨季和干季海洋：低緯度水域、中緯度水域溫帶深水湖水溫垂直變化水體溫度的變化

時(shí)間變化

日變化：水面最高溫度出現(xiàn)在午后15～16h，最低溫度出現(xiàn)在日出后的2～3h內(nèi)。

年變化：水面最高溫度一般出現(xiàn)在8月，最低溫度則出現(xiàn)在2～3月。

日、年較差：均小于陸地

位相：一年中最高溫度和最低溫度出現(xiàn)的時(shí)間，大約每深入60ｍ落后一個(gè)月。

垂直變化琵琶湖水溫的垂直分布

夏季：水表層趨于等溫分布。在等溫層以下有一個(gè)躍變層。躍變層以下是等溫層。

冬季：水溫的垂直分布幾乎呈等溫狀態(tài)。當(dāng)水面溫度降到4℃以下時(shí)，表層冷水不再下沉，使水面以下的水溫在4℃左右。

2.2.2溫度與動(dòng)物類型常溫動(dòng)物變溫動(dòng)物外溫動(dòng)物內(nèi)溫動(dòng)物（1）酶反應(yīng)速率與溫度閾（2）生物發(fā)育和生長速率（3）馴化和氣候馴化2.2.3生物對(duì)溫度的反應(yīng)（1）酶反應(yīng)速率與溫度閾溫度系數(shù)Q10高溫對(duì)生物的傷害高溫的傷害：蛋白質(zhì)(酶)變性、有機(jī)體脫水不同物種對(duì)高溫的耐受性不同低溫對(duì)生物的傷害低溫的傷害：凍害（freezeinjury）、冷害(chillinginjury)不同物種對(duì)低溫的耐受性不同生物的抗寒鍛煉（2）生物發(fā)育和生長速率發(fā)育閾溫度(生物學(xué)零度)總積溫(有效積溫)：K=N(T-C)發(fā)育歷期和發(fā)育速率效積溫法則：K＝N（T－C）K代表該生物所需的有效積溫，它是個(gè)常數(shù)；T為當(dāng)?shù)卦摃r(shí)期的平均溫度，℃；C為該生物生長活動(dòng)所需最低臨界溫度（生物零度），℃；N為天數(shù)，d。

例1：地中海果蠅在26℃下，20d內(nèi)完成生長發(fā)育，而在19.5℃則需要41.7d。求它的生長發(fā)育最低臨界溫度。20（26－C）＝41.7（19.5－C）C＝13.5℃K＝250d·℃例2：

棉花從播種到出苗，當(dāng)日平均溫度為15℃時(shí)需要15d才能出苗，當(dāng)日平均溫為20℃，只要7d就能出苗。15（15－C）＝7（20－C）C＝10.6℃K＝15（15－10.6）＝66d·℃同樣，昆蟲或是鳥類卵的孵化，不僅需要發(fā)育的最低溫度（生物零度）而且還需要一定的有效積溫。發(fā)育速度V，應(yīng)是N天數(shù)的倒數(shù)，即V＝1/NK＝N（T－C）K/N＝T－CT=K/N+CT=KV+C有效積溫的意義：有效積溫及以上雙曲線關(guān)系，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有很重要的意義，全年的農(nóng)作物茬口安排必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐钠骄鶞囟群兔恳蛔魑锼璧目傆行Хe溫；否則，將是十分盲目。一種可能是土地得不到充分利用，另一種可能是作物尚未成熟面低溫已經(jīng)降臨，甚至可能顆粒無收。

積溫在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用（1）鑒定各地的熱量資源（常用年活動(dòng)積溫）；（2）預(yù)測預(yù)報(bào)植物生育期及病蟲害；（3）可作為作物與品種特性的一個(gè)重要指標(biāo)，在種子鑒定證書上標(biāo)明作物與品種從播種到開花、成熟所需的積溫。不同類型作物需大于10℃的活動(dòng)積溫作物類型早熟型中熟型晚熟型水稻2400－25002800－3200玉米2100－24002500－2700＞3000馬鈴薯100014001800棉花2600－29003400－3600＞4000（3）馴化和氣候馴化春化(vernalization)：植物在發(fā)芽前需要一個(gè)寒冷期，由低溫誘導(dǎo)開花。馴化(acclimation)和氣候馴化(acclimatization)馴化(acclimation)：指通過實(shí)驗(yàn)誘導(dǎo)，使生物對(duì)某種生態(tài)因子的耐受性增強(qiáng)的過程（人類飼養(yǎng)培育野生動(dòng)物使其野性逐漸改變并順從驅(qū)使）2.2.4生物對(duì)極端環(huán)境溫度的適應(yīng)（1）生物對(duì)低溫的適應(yīng)（2）生物對(duì)高溫的適應(yīng)（1）生物對(duì)低溫的適應(yīng)植物形態(tài)結(jié)構(gòu)：油脂、鱗片、短小、匍匐狀，厚皮生理適應(yīng)：細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)含量變化(糖類、脂肪)動(dòng)物形態(tài)：貝格曼規(guī)律、阿侖規(guī)律、毛、皮結(jié)構(gòu)、脂肪層生理：基礎(chǔ)代謝和非顫抖性產(chǎn)熱(褐色脂肪)，身體異溫，水生哺乳動(dòng)物的乳汁構(gòu)成、熱交換器等行為：遷徙、冬眠、冬睡、滯育、集群、活動(dòng)位置（2）生物對(duì)高溫的適應(yīng)植物形態(tài)適應(yīng)：葉片毛、鱗片、顏色、排列生理適應(yīng)：細(xì)胞含水量(糖/鹽濃度、代謝強(qiáng)度)動(dòng)物形態(tài)適應(yīng)：毛皮性質(zhì)和顏色生理適應(yīng)：體溫過熱行為適應(yīng)：棲居地點(diǎn)、活動(dòng)時(shí)間2.2.5生物對(duì)周期性變溫的適應(yīng)生物與晝夜變溫昆蟲的發(fā)育歷期植物的產(chǎn)量與品質(zhì)動(dòng)物的活動(dòng)規(guī)律物侯——生物與季節(jié)變溫植物春花秋實(shí)動(dòng)物休眠、換毛換羽、遷徙、回游、繁殖季節(jié)2.2.6物種分布與環(huán)境溫度生物群落分布與溫度帶低溫的限制作用——致死高溫的限制作用——難以實(shí)現(xiàn)春化溫度與其它生態(tài)因子的綜合作用小結(jié)：生物對(duì)環(huán)境溫度的適應(yīng)是多種多樣的，主要表現(xiàn)：生物的分布；物候；休眠（也是一種物候現(xiàn)象，包括如植物種子休眠，動(dòng)物的休眠：夏眠、冬眠等）2.3風(fēng)對(duì)生物的作用及防風(fēng)林風(fēng)對(duì)生物生長及形態(tài)的影響風(fēng)是傳播運(yùn)輸工具風(fēng)的破壞作用防風(fēng)林生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)和影響一課的課本圖片:旗形樹（七年級(jí)教材）2.4火作為生態(tài)因子對(duì)生物的影響及管理火源自然火源：雷擊、火山爆發(fā)、物質(zhì)自然人為火源：生產(chǎn)生活用火火的類型林冠火：燒著部位在森林上層、毀滅全部森林群落地面火：發(fā)生在地面上、燒死幼苗和抗火性差的種類火對(duì)生物的作用對(duì)不同種類及不同年齡生物的作用不同有益作用：加快有機(jī)物分解、促進(jìn)植物生長有害作用：燒毀生物、破壞生態(tài)平衡、引起土壤侵蝕、煙霧污染火的管理陰性植物與陽性植物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)小時(shí)植物光合作用的晝夜變化不同物種對(duì)高溫的耐受性水生植物：30～40℃旱生植物：50～60℃獸類：42℃鳥類：