态学讲义 有效积温法则及其意义 ●有效积温法则: 植物在生长发育过程中必须从环境摄取一定的热量才能完成某一发育阶段的发育过 程,而且各个发育阶段所需的总热量是一个常数,称总积温或有效积温( sum of effective temperature,单位:日度),考虑到生物开始发育的温度,可写成: N(T-C)=K T=C+K/N 其中,N为发育历期,即生长发育所需时间,T为发育期间的平均温度,C是发育起点温度, 又称生物学零度,K是总积温(常数) 有效积温法则的意义 预测生物发生的世代数 预测生物地理分布的北界; 预测害虫来年的发生程历 制定农业气候区划,合理安排作物:小麦1000-1600、椰子5000 应用积温预报农时。 323极端温度对生物的影响 低温对生物的影响:当温度低于临界(下限)温度,生物便会因低温而冷害和冻害 ·冻害( freeze injury):温度在-1℃,冰结晶使原生质膜破裂,蛋白质失活、变性 ·冷害( chilling injury):喜温植物在0℃以上受害或死亡,破坏了膜结构。 ●高温对生物的影响:当温度超过临界(上限)温度,对生物产生有害作用,如蛋白质变 性、酶失活、破坏水份平衡、氧供应不足、神经系统麻痹等。 324生物对极端温度的适应 生物对低温的适应:保暖、抗冻一一形态、生理、行为的适应 生物对高温的适应:抗辐射、保水、散热一一形态、生理、行为的适应 生物对低温的适应 形态上的适应 ●植物:芽具鳞片、体具蜡粉、植株矮小 动物:增加隔热层,体形增大( Bergman规律),外露部分减小(Aen规律) 阿伦规律(Alen'srue):寒冷地区的内温动物较温暖地区内温动物外露部分(如四 肢、尾、耳朵及鼻)有明显趋于缩小的现象,称阿伦规律,是减少散热的适应。 北极狐、赤狐 贝格曼规律( Bergman' s rule):生活在寒冷气候中的内温动物的身体比生活在温暖 气候中的同类个体更大,称贝格曼规律,是减少散热的适应。东北野猪、华南野 猪 ●生理上的适应 ·植物:减少细胞中的水分和增加细胞中糖类、脂肪类、色素等有机质的浓度以降低冰 点(鹿蹄草贮五碳糖,一31℃),增加红外线和可见光的吸收带(高山和极地植物) ·动物:超冷和耐受冻结,当环境温度偏离热中性区增加体内产热,维持体温恒定,局 部异温(银鸥)等。 ●行为上的适应一一迁徙和冬眠/休眠等。 生物对高温的适应 形态上的适应 植物:密毛、鳞片滤光:体色反光:叶缘向上或暂时折叠,减少辐射伤害:干和茎具 厚的木栓层,绝热。 ·动物:体形变小,外露部分增大:腿长将体抬离地面:背部具厚的脂肪隔热层生 态 学 讲 义 10 有效积温法则及其意义 ⚫ 有效积温法则： 植物在生长发育过程中必须从环境摄取一定的热量才能完成某一发育阶段的发育过 程，而且各个发育阶段所需的总热量是一个常数，称总积温或有效积温（sum of effective temperature , 单位：日度），考虑到生物开始发育的温度，可写成： N ( T－C )＝K, T＝C＋K／N ， 其中，N为发育历期，即生长发育所需时间，T为发育期间的平均温度，C是发育起点温度， 又称生物学零度，K是总积温（常数）。 有效积温法则的意义 ➢ 预测生物发生的世代数； ➢ 预测生物地理分布的北界； ➢ 预测害虫来年的发生程历； ➢ 制定农业气候区划，合理安排作物；小麦1000-1600、椰子5000 ➢ 应用积温预报农时。 3.2.3极端温度对生物的影响 ⚫ 低温对生物的影响：当温度低于临界(下限) 温度，生物便会因低温而冷害和冻害。 ⚫ 冻害（freeze injury）：温度在-1 ℃，冰结晶使原生质膜破裂，蛋白质失活、变性 ⚫ 冷害(chilling injury)：喜温植物在0 ℃以上受害或死亡，破坏了膜结构。 ⚫ 高温对生物的影响：当温度超过临界（上限）温度，对生物产生有害作用，如蛋白质变 性、酶失活、破坏水份平衡、氧供应不足、神经系统麻痹等 。 3.2.4 生物对极端温度的适应 ⚫ 生物对低温的适应：保暖、抗冻－－形态、生理 、行为的适应 ⚫ 生物对高温的适应：抗辐射、保水、散热－－形态 、生理 、行为的适应 生物对低温的适应 ⚫ 形态上的适应－－ ⚫ 植物：芽具鳞片、体具蜡粉、植株矮小； ⚫ 动物：增加隔热层，体形增大（Bergman规律），外露部分减小（Allen规律）。 ⚫阿伦规律(Allen’s rule):寒冷地区的内温动物较温暖地区内温动物外露部分（如四 肢、尾、耳朵及鼻）有明显趋于缩小的现象，称阿伦规律，是减少散热的适应。 北极狐、赤狐 ⚫贝格曼规律(Bergman’s rule):生活在寒冷气候中的内温动物的身体比生活在温暖 气候中的同类个体更大，称贝格曼规律，是减少散热的适应。东北野猪、华南野 猪 ⚫ 生理上的适应－－ ⚫ 植物：减少细胞中的水分和增加细胞中糖类、脂肪类、色素等有机质的浓度以降低冰 点（鹿蹄草贮五碳糖，－31℃），增加红外线和可见光的吸收带（高山和极地植物）； ⚫ 动物：超冷和耐受冻结，当环境温度偏离热中性区增加体内产热，维持体温恒定，局 部异温（银鸥）等。 ⚫ 行为上的适应－－ 迁徙和冬眠／休眠等。 生物对高温的适应 ⚫ 形态上的适应－－ ⚫ 植物：密毛、鳞片滤光；体色反光；叶缘向上或暂时折叠，减少辐射伤害；干和茎具 厚的木栓层，绝热。 ⚫ 动物：体形变小，外露部分增大；腿长将体抬离地面；背部具厚的脂肪隔热层