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1、植物生態(tài)學(xué)(第三章)(2)講義第三節(jié)溫度因子對(duì)植物的影響本節(jié)內(nèi)容提要一、溫度因子的生態(tài)意義二、溫度因子的變化三、植物的感溫性四、晝夜變溫與溫周期五、物候六、低溫的生態(tài)作用與植物的生態(tài)適應(yīng)七、高溫的生態(tài)作用與植物的生態(tài)適應(yīng)九、植物需要溫度量及其確定方法8/2/20212植物生態(tài)學(xué)第三章生理生態(tài)第三節(jié)溫度因子對(duì)植物的影響一、溫度因子的生態(tài)意義首先,溫度是一種無時(shí)無處不在起作用的生態(tài)因子,任何生物都是生活在一定溫度的環(huán)境之中,并承受著溫度變化的影響。這是因?yàn)樯矬w內(nèi)的生物化學(xué)過程必須在一定的溫度范圍內(nèi)才能正常進(jìn)行。一般來說,在一定的溫度范圍內(nèi),生理生化
2、反應(yīng)速度和生物體的生長發(fā)育會(huì)隨著溫度升高而加快。而當(dāng)環(huán)境溫度高于或低于生物所能忍受的溫度范圍時(shí),生物的生長發(fā)育就會(huì)受阻,甚至死亡。溫度對(duì)生物的作用還在于溫度的變化能夠引起環(huán)境中其他生態(tài)因子的改變,如引起濕度、降水和風(fēng)等的改變。這是溫度對(duì)生物的間接影響。8/2/20213植物生態(tài)學(xué)第三章生理生態(tài)第三節(jié)溫度因子對(duì)植物的影響三、植物的感溫性溫度三基點(diǎn)8/2/20217植物生態(tài)學(xué)第三章生理生態(tài)第三節(jié)溫度因子對(duì)植物的影響三、植物的感溫性一般情況下,當(dāng)環(huán)境溫度超過最低點(diǎn)范圍后,隨著溫度升高,植物生長發(fā)育加快,發(fā)育周期縮短。如玉米幼苗生長與溫度的關(guān)系。植物生長
3、與溫度的這種依賴關(guān)系,喜溫植物比耐低溫植物更加明顯。溫暖的環(huán)境有利于植物的生長發(fā)育,但溫度過高卻會(huì)限制植物產(chǎn)量,影響產(chǎn)品品質(zhì)。比如果實(shí)成熟期間如果有足夠的溫度,則果實(shí)含糖量高,味甜,著色好(如廣東和湖南的柑橘、吐魯番的葡萄等)。但溫度過高則果實(shí)變小,維生素C含量降低,品質(zhì)下降。8/2/20218植物生態(tài)學(xué)第三章生理生態(tài)第三節(jié)溫度因子對(duì)植物的影響三、植物的感溫性8/2/20219植物生態(tài)學(xué)第三章生理生態(tài)第三節(jié)溫度因子對(duì)植物的影響四、晝夜變溫與溫周期溫度的日變化對(duì)植物的生長發(fā)育和產(chǎn)品品質(zhì)有很大的影響。植物對(duì)于溫度晝夜變化的適應(yīng),稱為溫周期。變溫對(duì)植物
4、有利,是因?yàn)榘滋爝m當(dāng)高溫有利于光合作用,夜間適當(dāng)?shù)蜏亟档秃粑饔孟?,凈積累增加。例如黃豆在28/12度時(shí),白天固定的CO2是夜間釋放量的15倍。小麥在25/10度比在25/20度時(shí)提高產(chǎn)量42%。因此在一定范圍內(nèi),晝夜溫差越大,植物產(chǎn)量越高,質(zhì)量越好。變溫與生長:晝夜變溫對(duì)植物生長具有顯著的促進(jìn)作用。但是晝夜溫差只有在夜溫不降低太多時(shí)才有作用。例如番茄幼苗,以白天26.5和夜溫17度為最適,如果夜溫過低則植物生長迅速下降。8/2/202110植物生態(tài)學(xué)第三章生理生態(tài)第三節(jié)溫度因子對(duì)植物的影響四、晝夜變溫與溫周期8/2/202111植物生態(tài)學(xué)第三
5、章生理生態(tài)第三節(jié)溫度因子對(duì)植物的影響五、物候1.什么叫物候和物候期?影響因素是什么?植物長期適應(yīng)生長環(huán)境中寒暑節(jié)律變化,形成了與此相適應(yīng)的生長發(fā)育節(jié)律,特稱為物候。如大多數(shù)植物當(dāng)春季溫度回升開始發(fā)芽、生長,之后現(xiàn)蕾,夏秋高溫季節(jié)開花結(jié)實(shí),秋末條件下落葉,冬季進(jìn)入休眠。這些特異的發(fā)育階段稱為物候期。植物的物候期受當(dāng)?shù)貧夂颍ㄖ饕菧囟龋┑挠绊懀鴼夂蛴质苤朴谠摰貐^(qū)緯度、海陸位置(經(jīng)度)和地形(海拔高度)等因素的影響。因此,物候期最終還是受緯度、海陸位置和海拔高度的影響。8/2/202112植物生態(tài)學(xué)第三章生理生態(tài)第三節(jié)溫度因子對(duì)植物的影響五、物候2.
6、霍普金斯物候定律美國人霍普金斯(A.D.Hopkins)根據(jù)植物物候與當(dāng)?shù)貧夂虻年P(guān)系,從分析大量植物物候材料中得出:在其他因素相同的條件下,北美洲溫帶地區(qū)每向北一個(gè)緯度,向東5個(gè)經(jīng)度,或上升400英尺,植物的發(fā)育階段在春天和初夏各延遲4天;在秋天則相反,即向北一個(gè)緯度,向東5個(gè)經(jīng)度,或上升400英尺,植物的發(fā)育階段各提早4天。這就是著名的霍普金斯物候定律。8/2/202113植物生態(tài)學(xué)第三章生理生態(tài)第三節(jié)溫度因子對(duì)植物的影響五、物候2.霍普金斯物候定律霍普金斯物候定律主要根據(jù)美國的具體情況制定的,當(dāng)應(yīng)用于其他地區(qū)時(shí),必須進(jìn)行修正。比如英國從南(英
7、格蘭)到北(蘇格蘭)每增加一個(gè)緯度,物候相差3.7天。德國從南到北每增加一個(gè)緯度,夏季的物候相差為4天,但是春季僅相差2天。北歐國家挪威每一緯度南北物候差異在四月為4.3天,五月為2.3天,六月為1.5天,七月只相差0.5天。由此可見,南北物候差異不僅因地而異,而且因時(shí)而不同。8/2/202114植物生態(tài)學(xué)第三章生理生態(tài)第三節(jié)溫度因子對(duì)植物的影響五、物候2.霍普金斯物候定律我國地處世界最大陸地亞洲的東部,大陸性氣候十分顯著,冬季寒冷,夏季炎熱,冬季南北氣溫相差特別大,但夏季相差無幾。因此,植物物候期呈現(xiàn)出十分復(fù)雜的變化格局。例如我國初春桃始花的等
8、物候線。廣東沿海至北緯26度福州贛州一線,緯度相差5度,物候期相差50天之多,即每一個(gè)緯度相差10天。但該區(qū)以北情形復(fù)雜,如南京和北京之