《普通生態(tài)學(xué)》課件

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1、第二節(jié)大氣組成及其生態(tài)作用一.大氣環(huán)境1.分布：大氣層是距地球表面1100km內(nèi)的空氣層。生態(tài)學(xué)所說的大氣層一般指對流層，即大氣的最底層，在溫帶地區(qū)平均厚度為10–12km。對流層集中了大氣總量的3／4，具有三大特點：（1）氣溫與氣壓隨海拔高度增加而降低。（2）大氣經(jīng)常產(chǎn)生垂直運動，氣象學(xué)稱為對流。（3）由于水汽充沛和對流強烈，產(chǎn)生了風(fēng)、云、雨、雪等各種天氣現(xiàn)象。2.組成：N278.9％，O220.95％其他微量氣體：CO2、Ar、He、Ne、Kr、Xe、NH3、CH4、H2O、O3、NOx等。各組成成分中，O2和CO2與生物關(guān)系最密切?？諝饨M成比例在不同海拔高度基本恒定。3.氣壓：海平面為一

2、個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。（1atm＝760mmHg＝101.32kPa）海拔高度越高，大氣壓越低，平均每升高300米，大氣壓降低3.33kPa。各種氣體分壓隨之降低，其中氧分壓的降低帶來的生態(tài)學(xué)效應(yīng)最明顯。二氧與生物大氣中的氧氣主要來源于綠色植物漫長歷史中的光合作用（水的光解），外層大氣紫外線也可分解水汽產(chǎn)生氧，25－40公里高的高層大氣內(nèi)紫外線使氧氣分子與活性氧原子結(jié)合生成O3。1.氧與動物能量代謝：空氣中氧氣濃度高，陸生動物的代謝率較高（恒溫動物的進(jìn)化基礎(chǔ)）。水中溶氧量低，水生生物的代謝率較低，而且在缺氧條件下代謝率隨之下降（一般規(guī)律）。水陸兩棲動物在陸上和水中的代謝率差異極大（中華鱉陸上與水中的靜

3、止代謝率相差數(shù)倍）2.內(nèi)溫動物對高海拔低氧的適應(yīng)：不同氧分壓下血紅蛋白對氧的親和力不同，常用血氧飽和度為50％時的氧分壓P50作為血氧親和力指標(biāo)。P50越高血氧親和力越低，反之亦然。變溫動物（兩棲類、爬行類和無脊椎動物）血紅蛋白在低氧環(huán)境中P50降低，血氧親和力增加，對高海拔環(huán)境適應(yīng)性強。恒溫動物（鳥類和獸類）由于2,3-二磷酸甘油酸（DPG）的影響，使得P50升高，并且隨海拔高度增加而增加，血氧親和力下降。高海拔動物適應(yīng)機(jī)制為呼吸深度的增加（過度通氣）、紅細(xì)胞數(shù)量和血紅蛋白濃度增加、骨骼肌中的肌紅蛋白濃度增加。三CO2的生態(tài)作用CO2濃度變化：大氣中CO2來源于化石燃料燃燒和生物呼吸作用。前

4、者使CO2濃度逐年增加。后者使CO2濃度有日變化（上午最低，午后升高，夜晚最高）和年變化（春夏低，秋冬高）。溫室效應(yīng)：CO2能透過太陽可見光，吸收紅外線（太陽光和地面反射），引發(fā)氣溫升高。導(dǎo)致全球氣候變暖、冰川融化和海平面上升。CO2與植物：CO2是光合作用的原料，植物生產(chǎn)量（干物質(zhì)）主要來源。CO2濃度是光合作用效率的主要限制因子。C3植物比C4植物利用率低。第三節(jié)土壤理化性質(zhì)與生態(tài)作用一土壤及其重要性土壤是地球巖石圈（陸地）的疏松表層，是地質(zhì)風(fēng)化作用和生物活動的共同產(chǎn)物。由礦物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)（生物、生物殘體及其分解物）、水分和空氣組成。土壤是生物（土壤微生物和土壤動物）和非生物環(huán)境構(gòu)成的復(fù)合

5、體。從生態(tài)學(xué)的觀點看，土壤是非常重要的生態(tài)因子。它是植物生長基質(zhì)和許多動物的棲息場所，也是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)與轉(zhuǎn)化的主要場所。二土壤的物理性質(zhì)及其對生物的影響1.土壤剖面從地表垂直向下直到變化較小的母質(zhì)（基巖）為止，是土壤（縱）剖面。剖面的特征反映了土壤的形成過程和性質(zhì)。典型剖面可分為三層：最上層稱為表土層或淋溶層，一般富含腐殖質(zhì)，顆粒大，土質(zhì)松；第二層稱為心土層或淀積層，顆粒小，質(zhì)地細(xì)，肥力高；第三層稱為底土層，大多是成土母質(zhì)，質(zhì)地粘，有機(jī)質(zhì)少，肥力低。土壤剖面示意圖2.土壤質(zhì)地與結(jié)構(gòu)（1）土壤質(zhì)地土壤是由固體、液體和氣體組成的三相系統(tǒng)。固體顆粒是組成土壤的物質(zhì)基礎(chǔ)，占土壤總重的85％以上。土

6、壤顆粒按直徑大小分為粗砂（2.0-0.2mm）、細(xì)砂（0.2-0.02mm）、粉砂（0.02-0.002mm）和粘粒（0.002mm以下）。這些大小不同的土壤顆粒的組合稱為土壤質(zhì)地。根據(jù)土壤質(zhì)地可以分為砂土、壤土和粘土三大類。其顆粒大小、透氣透水性和保水保肥能力各異。理想的土壤組成（體積比）（2）土壤結(jié)構(gòu)是指固體顆粒的排列方式、孔隙的數(shù)量和大小以及團(tuán)聚體的大小和數(shù)量等。最重要的土壤結(jié)構(gòu)是團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，它是由腐殖質(zhì)把礦質(zhì)顆粒粘結(jié)成直徑0.25-10mm的小團(tuán)塊。團(tuán)粒結(jié)構(gòu)具有水穩(wěn)定性（浸泡不散），團(tuán)粒內(nèi)部毛細(xì)管能保持水分，團(tuán)粒之間孔隙充滿空氣，如此協(xié)調(diào)土壤中水分、空氣和營養(yǎng)物的比例，改善土壤的理化性質(zhì)

7、。這為植物的生長發(fā)育和土壤動物的生存棲息提供了良好的條件。3.土壤水分土壤水分有利于礦質(zhì)養(yǎng)分的分解、溶解和轉(zhuǎn)化，以便植物根部吸收利用。土壤水分可以調(diào)節(jié)土壤溫度，如：深秋灌溉土地，水分夜間降溫時放出大量潛熱，可防止霜凍。土壤水分影響植物生長（旱澇災(zāi)害）和土壤動物的行為和生存（白蟻、叩頭蟲）。4.土壤空氣土壤通氣性差，氧氣濃度低，二氧化碳濃度高。土壤空氣減少或CO2濃度升高抑制植物根部呼吸。土壤動物（