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1、1,内容,第五章 温度因子Temperature factor,温度的地理和时间变化 关于温度的一些生态概念 温度对植物的影响 动物对温度的适应 温度因子在林业中的重要性 小结,2,地球与太空之间主要是通过辐射过程交换能量并且保持辐射平衡。地球一方面得到太阳辐射能，同时又在向外太空辐射热量，考虑到多年来大气的温度基本稳定，这两个过程处于一种平衡状态。,热量平衡,温度的时空变化,热量平衡包括辐射输入和支出 地面的辐射收入太阳直接辐射散射辐射大气逆辐射 支出地面辐射地面对太阳辐射的反射 当地面辐射收入为正值时，则地面必然通过乱流热交换、蒸发耗热和土壤热交换等方式把热量传递给周围大气和土壤内部。 若
2、地面辐射收入为负值时，则地面又必然通过上述各种方式从大气和土壤内部获得热量以达到本身的热量平衡。 实际上，还存在地面上冰雪融解时消耗的热量或者水冻结时放出的热量；还有因降水（水滴的温度不等于下垫面的温度）而引起的热量交换和植物光合作用所消耗的热量等,3,热量平衡,温度的时空变化,4,了解一下,温度的时空变化,如果大气层太稀薄，地表热量易散失，以至昼夜温差加大，造成强烈风暴。反之，如果大气太厚重，则过强的温室效应也将使地球过热。 金星和地球大小相差无几，距太阳只比地球稍近。但因它没有海洋来缓和高温，并吸收多余的二氧化碳，致使二氧化碳越积越多，而二氧化碳的温室效应则使温度持续上升，因而从岩石中蒸出
3、更多的二氧化碳，以致形成恶性循环，使整个星球有如火的炼狱。,地球的温度变化保持在一定范围内，多亏了大气层和海洋。,温室气体就像一层厚厚的棉被裹住金星，二氧化碳占大气成分的96%，表面气压是地球的92倍，令其地表炙热如烙铁，高达450度。,5,温度空间变化,温度的时空变化,影响因素 纬度、海陆分布、地形 纬度：影响太阳入射高度角、昼夜长短、太阳辐射量。随着纬度增高，太阳辐射量减少，温度逐步降低。 海陆分布：影响下垫面性质。,冷暖气团的移动常常是造成温度快速变化的主要原因。,6,温度空间变化,温度的时空变化,秦岭上部海拔3500米处，气温低，树木生长缓慢,陡峻的秦岭造成了南北气候的巨大差异。,7,
4、逆温,温度的时空变化,对流层内出现的上层空气比接近地面的空气更暖的现象。,逆温能造成危害，在冬季加重了城市空气污染。,形成逆温的原因：主要是由于天晴风小的夜晚尤其是冬季，地面因长波辐射强烈，大量失去热量，地面温度显著降低，以致贴近地面的空气层温度也随之冷却。,冷湖现象：在晚间由于冷空气流动到低洼地带，造成山谷的低温，形成一个看不见的冷空气的“湖”。,8,温度时间变化,温度的时空变化,昼夜变化 气温日变化中，最低值出现在将近日出的时候。最高值出现在1314时。 土表温度变化远较气温剧烈。土表以下温度变幅减小，一天中最高最低温度有后延现象。至35100cm深以上，土温几乎无昼夜变化。 季节变化 温
5、度的季节差异随纬度增加而增加。,地球赤道平面与黄道平面（公转轨道平面），有约23.5度的倾角。保证了适宜的季节温差。,9,温度的影响,关于温度的一些生态概念,三基点温度 植物在其整个生命活动过程中所需要的温度称作生物学温度，可用三个温度指标来表示。 最适温度：生物生长发育或生理活动得以正常进行的温度范围。 最低温度和最高温度：植物生长发育和生理活动的低温和高温限度。 合称为三基点温度。 活动温度：高于生物学最低温度的日平均气温值。 有效温度：活动温度与生物学最低温度之差。 有效积温：植物在某个或整个生育期内的有效温度总和。 活动积温：植物在某个或整个生育期内的活动温度总和。,10,温度的影响,
6、温度对植物生长的影响,各种植物的三基点温度是不同的。 热带植物的最适温度高于温带植物； C4植物净光合作用的最适温度在30以上； 温带树木在2030间光合能力最强； 多数植物枝条生长的最适温度在2025之间； 多数植物根系生长的最适温度比地上部分低。 净光合作用的低温限度，热带植物为57，而温带和寒带植物在稍低于0的温度下也能同化CO2。 高等植物，当同化器官开始结冰时，CO2吸收便立即停止。 许多地衣在-10、甚至-25，即叶状体冻结时，仍能吸收并固定CO2。 木本植物净光合作用的高温限度约4050。,最适温度因生物种类，各生长发育阶段和生理活动，以及植物体的不同部分而异。,11,温度的影响
7、,温度对植物发育的影响,植物种子只有在一定温度条件下才能萌发。温带和寒温带许多植物种子，还需要经过一段低温期，才能顺利萌发。 低温对开花的诱导效应：某些植物的开花结果需要一定时间低温的刺激，这个过程称为春化过程。如冬小麦、山茶。,这是东北的红松，树体高大，但是在南方栽培的红松却长成了灌木形态。,12,温度的影响,温周期现象,由于地表太阳辐射的周期性变化产生温度有规律的昼夜变化，许多生物适应了变温环境，多数生物在变温下比恒温下生长得更好。 白天高温有利于光合作用，夜间低温使呼吸作用减弱，光合产物消耗减少，净积累多。 虽然热带地区植物的总生长量高，但其积累的有机物质并不比温带地区高很多。 较低的夜
8、温和适宜的昼温对植物生长、开花、结实和物质贮藏都很有利。,13,温度的影响,物候,季节明显地区，植物适应于气候条件的这种节律性变化，形成与此相应的植物发育节律。例如大多数植物春天发芽，夏季开花，秋天结实，冬季休眠。 动植物在长期的进化过程中，由于受到生境条件的影响，因此它们的生长、发育、休眠等的生活现象，都表现了和生境条件的一定关系。 例如，当气候条件变化了的时候，在动物方面就有候鸟的迁居、蛙蛇的冬眠或是惊蛰；在植物方面表现了发芽、展叶、开花、结实或者休眠等现象。,14,温度的影响,物候,北京、南京纬度相差7度多，在三、四月桃李开始开花，先后相差19天。 在海拔高的地方，物候较迟，古诗写道“人
9、间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”也是说明了这个道理,15,温度的影响,低温的危害,寒害:是指温度在0以上对喜温生物造成的伤害。 热带、亚热带植物，在气温010度左右就能受到寒害。 原因：低温造成植物代谢紊乱，蛋白质合成受阻、膜性改变和根系吸收力降低等。,16,温度的影响,低温的危害,冻害:温度降到冰点以下，植物组织发生冰冻而引起的伤害。 原因：冰点以下，细胞间隙形成冰晶，导致细胞失水而死亡。,17,温度的影响,低温的危害,冻举:又称冻拔。土壤反复冻融，使树苗被完全拔出土壤。是寒冷地区更新造林的危害之一。 多发生在土壤粘重、含水量高、地表温度容易剧变的立地。,18,温度的影响,低温的危害,冻裂:由
10、于昼夜温差导致树干纵向开裂。 生理干旱：冬季或早春土壤冻结时，树木根系不活动。这时如果气温过暖，地上部分进行蒸腾，不断失水，而根系又不能加以补充，导致植物干枯死亡,19,植物的适应,植物对低温的适应,形态适应：表现在芽及叶片常有油脂类物质保护，芽具有鳞片，器官的表面有蜡粉和密毛，树皮有较发达的木栓组织，植株矮小，常呈匍匐、垫状或莲座状； 生理适应：低温环境的植物减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪和色素来降低植物的冰点，增加抗寒能力。如鹿蹄草通过在叶细胞中大量贮存五碳糖、粘液来降低冰点，可使结冰温度下降到-31度。 行为适应：通过休眠来增加抗寒能力。,20,温度的影响,高温的危害,皮烧：强
11、烈的太阳辐射，使树木形成层和树皮组织局部死亡。 根颈灼伤：土表温度增高，灼伤苗木柔弱根茎，杀死输导组织和形成层。 动物对高温的忍受能力因种而异，一般哺乳动物不能忍受42度以上高温；鸟类不能忍受48度以上高温,21,植物的适应,植物对高温的适应,形态适应：有些植物体具有密绒毛或鳞片，能过滤一部分阳光；有些植物体呈白色、银白色，叶片革质发亮，能反射大部分光线；有些植物叶片垂直排列，或高温下叶片折叠，减少吸光面积等。 生理适应：降低细胞含水量，增加糖或盐的浓度，有利于减缓代谢速率和增加原生质的抗凝结力；蒸腾作用避免植物体因过热受害。,22,动物的适应,动物对温度的适应,生理性适应：增加体内产热量来增
12、强御寒能力和保持恒定的体温；在低温环境下减少身体散热的另一种适应为大大降低身体终端部位的温度。 形态适应：动物毛皮、羽毛、皮下脂肪冬季加厚，夏季变薄等。 行为适应：休眠（抗寒）和迁徙（避寒）。,23,动物的适应,动物对温度的适应,形态结构： （1）贝格曼（Bergman）规律：生活在高纬度地区的恒温动物，其身体往往比生活在低纬度地区的同类个体大。因为个体大的动物，其单位体重散热量相对较少。 （2）阿伦规律（Allen）：恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低温环境下有变小变短的趋势。 （3）在寒冷地区和寒冷季节增加毛或羽毛的数量和质量或增加皮下脂肪的厚度，从而提高身体的隔热性能。,24,应用,温度因子在森林经营中的应用,哪些方面需要注意温度的影响？ 林木的引种 极端温度的危害 温度的急剧变化对树木的危害 小环境对树木的影响，如洼地带的冷湖现象 皆伐对温度的影响,在黑龙江有农民造林，发现每年冬天树苗顶端都被冻死，发生枯梢，后来查明栽植的是华北落叶松,