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土壤呼吸的影响因素及全球尺度下温度的影响

土壤呼吸的影响因素及全球尺度下温度的影响
土壤呼吸的影响因素及全球尺度下温度的影响

土壤呼吸的影响因素及全球尺度下温度的影响

土壤呼吸是指土壤释放CO 2的过程, 主要是由微生物氧化有机物和根系呼吸产生, 另有极少的部分来

自于土壤动物的呼吸和化学氧化

土壤生物

活性和土壤肥力乃至透气性的指标受到重视[

通量(flux)是物理学的用语,是指单位时间内通过一定面积输送的能量和物质等物理量的数量。

二氧化碳通量就是一定时间通过一定面积的二氧化碳的量。

土壤作为

一个巨大的碳库(11394×1018gC[12]), 是大气CO 2的重要的源或汇, 其通量(约68±4×1015gC?a[13])如此巨

大(燃料燃烧每年释放约512×1015gC[14]), 使得即使轻微的变化也会引起大气中CO 2浓度的明显改变。因

此, 在土壤呼吸的研究中, CO 2通量的精确测定已成为十分迫切的问题。

土壤呼吸影响因素:土壤温度,湿度,透气性,有机质含量,生物,植被及地表覆盖,土地利用,施肥,PH,风速,其他因素。诸如单宁酸

[25]、可溶性有机物(DOM)中的

低分子化合物(LMW )[62]等都对土壤CO2释放速率有显著

的影响.,,,采伐,火烧,

有关生物过程的影响

绝大部

分的CO 2是由于土壤中的生物过程产生的。土壤呼吸的实质是土壤微生物、土壤无脊椎动物和植物根系呼

吸的总和

地表凋落物作为土壤有

机质的主要来源以及作为影响地表环境条件——如温度、湿度等因子对土壤呼吸也产生显著作用

土壤呼吸与土壤温度、水分含量之间的关系

在土壤水分含量充

足、不成为限制因素的条件下土壤呼吸与土壤温度

呈正相关(表1)[4, 15, 19, 21, 25~32]。而在水分含量成为限

制因子的干旱、半干旱地区, 水分含量和温度共同

起作用[18, 3

抑制作用的影响

目前已有文献表明对根系和微生物呼吸的抑制作用在土壤空气CO 2浓度较高时会发生

这也就意味着在大气CO 2浓度升高

时, 土壤呼吸也会受到抑制。

土壤呼吸随纬度的变化

从图3可知, 土壤呼吸量随着纬度的增加而逐渐降低, 可得到一拟合方程:

y = 1586e- 010237x(R2= 0147)

(1)

其中, y 为土壤呼吸量, x 为纬度

温度与土壤呼吸的关系

最终得到全球尺度下温度对土壤呼吸的影响大小的尺度——Q 10值。Q10值表示温度每升高10度,土壤呼吸速率增加的

倍数

[45 - 46 ]

得到了全球森林植被的土壤呼吸速率与年均温的关系, 即:

y = 349166e010449x(R3= 0147)

(3)

其中, y 为呼吸速率, x 为年均温。

得到了全球范围的Q 10值= 1157。与已报道的各样点的Q 10值相比全球尺度下的Q 10

值较低, 也就是就, 随温度的上升, 呼吸速率的增加较慢一些

土壤呼吸的测量方法问题及其影响

。测量方法可以分为直接测量和间接测量法[51]。直接测量法中又包括静态法和动态法[52]。其中, 由于实

际工作中具体条件的限制, 目前采用较为广泛的是静态法。CO 2的具体测量技术又有碱吸收法和红外吸收

法。

全球变化与土壤呼吸的关系

低纬度地区温度变化较慢, 高纬度地区则变化较快, 同时表1则显示了温度与土壤呼吸速率之间相当明显的对应关系, 而土壤呼吸则是在低纬度地区变化较快, 高纬度地区则变化较慢, 这种不一致

可能是凋落物的生成量和分解速率共同作用造成的

凋落物量与纬度有很好的线性关系[13, 24], 而分解速率

则在温度较高时快, 温度低时变化慢, 从而使土壤呼吸速率与纬度关系形成指数式变化, 这也是高纬度地

区土壤有机碳得以积累的原因。

今后工作的建议

实验方法有缺陷

大多数的工作进行在温带地区, 而热带

和寒带的数据很少

干旱地区工作极少, 与其所占的陆地面积十分不称。

推算过程中, 均没有考虑各地小气候的作用

土壤呼吸作用和全球碳循环

土壤呼吸作用是全球碳循环中一个主要的流通途径,导致土壤碳以CO2形式流向大气圈。全

球土壤中碳贮存量的增加有助于缓和人为CO2的进一步释放,而土壤CO2的流失则显著地加剧大气

CO2的升高和增强温室效应。

土壤呼吸作用

土壤呼吸作用,严格意义上讲是

指未受扰动的土壤中产生CO2的所有代谢作用[5],

包括3 个生物学过程(植物根呼吸、土壤微生物呼吸

及土壤动物呼吸)和一个非生物学过程(含碳物质的

化学氧化作用) 。

所以土壤呼吸

的变化能显著地减缓或加剧大气中CO2的增加,进

而影响气候变化。全球变暖将有利于增强土壤呼

吸,释放出更多的CO2,又进一步加剧了全球变暖的

趋势。我们应该认识到土壤呼吸作用的全球通量是

大的,也应当明白,在人类干预之前陆地植物和土壤

吸入与呼出的碳是接近平衡的,然而正是由于包括

土壤破坏在内的人类活动所产生的CO2,对大气

CO2浓度的上升和可能的全球变暖起着重要的作

用。更好地理解土壤呼吸作用和它的各个环

节,特别是控制土壤有机质分解作用的因素极为关

键。这样,才有助于我们作出有关土壤碳变化速率

和变化方向的正确评估,

目前的测定方法主要有:静态气室

法,密闭或敞开系统的动态气室法,CO2浓度梯度法

和微气象法。

净初级生产力(NPP)则是由光合作用所产生的有机质总量中扣除自养呼吸后的剩余部分。

土壤呼吸速率和净初

级生产力(NPP) 之间存在正相关关系( r2= 0187) 。

土壤呼吸速率在热带潮湿森林地区最高 (碳可达

1 260 g·m- 2·a- 1) ,那儿植物生长茂盛 ,条件非常有

利于分解者;而在寒冷和干旱气候地带则最低(例如

苔原 ,碳为 60 g·m- 2·a- 1)

可将土

壤有机质区分为两个具有不同更新时间的碳库:(1)

靠近土壤表层由新鲜残留物组成的“小”碳库 ,更新

速度快 ,流通量大 ; (2) 贯穿整个土壤深层剖面的由

难以分解的腐殖质复合物组成的“大”碳库 ,更新十

分缓慢。

因此 ,在研究土壤 CO2通量

变化时 ,必须特别注意土壤表层附近的不稳定碳库

的变化。

大气 CO2和全球温度升高对土壤呼

吸的影响

大气中 CO2的增高(增强

植物生长)将会导致更多的植物碎片进入土壤 ,其中

小部分未被分解使土壤成为大气 CO2的一个汇。

当植物生长于高浓度的 CO2条件下 ,土壤有机质增加[13 ,14

升高的 CO2浓度下观测到地下微生物群落活动的增强 :来自土壤表层的 CO2通量碳从 323 g·m- 2·a- 1增加到 440 g·

m- 2·a- 1[14]

高的 CO2浓度下的

植物生长可以增加土壤中额外的碳 ,但是其中的大

部分很可能通过微生物的分解作用(异养呼吸)又以

CO2返回到大气圈。

然而 ,在寒冷地带 ,例如北方森

林 ,低温大大抑制了分解作用 ,有利于大量的有机碎

片聚积在土壤中[16]。

几乎所有全球气候变化

模型都预示全球变暖将会导致土壤中碳的下

降[19 ,20]。

寒冷气候环境的土壤对气候变暖的响应最大

在苔原地带 ,永冻层的融化和相随的潜水面降

低可以导致分解作用的大大增强[25 ,26]。因此 ,随着

全球变暖 ,最大的土壤碳流失将会发生在北方森林

和苔原地区 ,那儿有最大的易变化的有机物贮存和

预计最大的温度上升。这些地区土壤中 CO2的大量

释出又会加剧地球大气的温室效应。

。事实上 ,在分解者

受到其他因素(例如温度) 限制的地方 ,土壤有机质

才会聚积起来。随着地球不断变暖 ,分解作用受温

度限制的地区将逐渐减少 ,土壤将日益成为 CO2进

入大气的一个重要的源。

碳截留和免耕作

当土壤受到耕作扰动时 ,分解作用的条件(土壤

充气性和水含量) 被改变 ,引起土壤呼吸速率增快 ,

从而导致土壤有机质含量下降。耕作也破坏了土壤

团聚体 ,使得被稳定吸附的有机质暴露而加速其被

分解的过程。

当天然植被转变成农业时 ,

新鲜植物碎片输入到土壤中的数量也会减少

农业土

壤中有机质的流失已成为大气 CO2升高的一个重要

原因

加强和改进土壤管理 ,通过

合适的管理实践来增加农业土壤中的碳贮存和缓和

大气 CO2上升 ,是我们的一项重要工作。

在农业土壤中 ,减少 CO2净释放和增加土壤碳

贮存是同等意义的 ,这一过程称作碳截留

增加土

壤的碳贮存意味着要增加碳输入量和(或)减少土壤

异养呼吸作用。

我们已认识到能使农业土壤中碳含量增高的机制 ,

土壤碳含量的高低受植物残留体的碳输入与主要由

分解作用引起的碳流失之间的平衡关系的控制

有关碳截留(增加碳) 的土壤管理过程就可直接

理解为增加残留物输入量和(或) 减少分解速率(即

异养呼吸) 。

土壤扰动最小的耕作实践是

免耕作 ,也称为零耕作或直接播种免耕农业与传统耕作相比 ,有机质的平均滞留时间增加了约 1 倍

当耕作土壤被恢复到天然植被时碳

截留速度达到最大[4

结论

2)大气 CO2升高本身使土壤有机质增加 ,但其

中的大部分又通过微生物分解作用返回到大气圈。

只有在分解作用受温度限制的地区碳才能被截留和

得以聚集 ,使土壤成为 CO2的汇。

(3)全球温度升高使分解作用受温度限制的地

区(比如北方森林和苔原地区) 减少 ,扩大了全球土

壤呼吸的范围 ,加快了 CO2从土壤中的释放 ,使土壤

日益成为 CO2进入大气的源。

(4)大气 CO2和全球温度升高的联合作用使土

壤呼吸加剧 ,加快了碳从土壤中的释放

土壤水分对土壤呼吸的影响

土壤呼吸作为土壤

碳库唯一的输出途径和大气 CO2的主要来源 ,是一个关系到全球气候变化、陆地生态系统碳循环和碳平衡、陆地生态系统的结构与功的重要生态学过程。

土壤水分对土壤呼吸的影响

对土壤水分和土壤呼吸的研究有很多 ,主要有

实验室培养和野外原位观测两种途径

综合以往研究结果可以得出 ,土壤水分状况对

土壤呼吸的影响可分为三种情况: (1)当土壤含水

量在田间持水量以下时 ,土壤呼吸速率随着土壤含

水量的增加而增加

[11 ],而且增加速度很快 ,这是因

为随着土壤含水量增加 ,新陈代谢所需要的激发能

减少 ,土壤呼吸增加比较迅速

[12 ]; (2)土壤含水量在

一定的范围内 (田间持水量和萎蔫系数之间 )时 ,对

土壤呼吸没有显著影响

[13]; (3)当土壤含水量超过

田间持水量的时候 ,土壤水分开始饱和 ,氧气向土壤

中扩散受阻 ,根系和微生物呼吸受到抑制 ,土壤呼吸

速率随着土壤含水量的增加而下降

[6,

土壤水分影响土壤呼吸的途径

土壤水分主要通过影响根系呼吸和微生物

呼吸来影响土壤呼吸。

一般来说高纬度地区高于低纬度地

[20 - 21 ],森林高于草地 ,草地高于农田

系呼吸可以分为根生长呼吸、根维持呼吸和根离子

吸收呼吸三个主要组成部分

[

土壤水分对根的生长呼吸的影响——

一般含水量在小于最大

田间持水量的情况下 ,根的生长随着土壤含水量的

增加而增加

些研究发现适度的干旱可以通过促进根系的生长增加土壤的根系呼吸

[26 - 2,土壤水分会通过影响微生物的数量和

活性以及控制土壤呼吸的其他因素 ,从而使观察到的土壤呼吸总量减少。另外 ,有很多研究者认为土壤呼吸速率与根的生物量正相关

[8, 19, 25, 28 ],但也有研

究者持相反观点

一般认为细根的呼吸速率大于粗根的

呼吸速率

[30 - 32 ],因此如果水分增加导致粗根的生物

量增加 ,而细根生物量下降 ,那么总的根呼吸速率也不会提高

土壤水分对根的维持呼吸的影响——

随着干旱的加剧 ,根系从

细根到粗根逐级死亡

土壤水分对根离子吸收呼吸的影响——

干旱条件下 ,水分的不足限制了根系的

生长及根对离子的吸收 ,并减少了根系用于维持的能量消耗 ,从而减少了对呼吸释放的能量的需求 ,进而导致土壤呼吸速率的下降

[22]土壤

的水分状况通过影响根系对营养物质的活跃吸收面积来影响根离子吸收呼吸

土壤水分对微生物呼吸的影响

土壤微生物对

土壤有机质的分解常常受到夏季较低的含水量的限制 ,降水发生后 ,可溶性有机质的有效性和可移动性增加 ,从而增加了土壤中微生物的数量和活性 ,导致CO2释放量在降水后有一个瞬时的峰值。另外 ,土

壤微生物量的增加使土壤中有机质分解速率提高 , 从而促进了土壤有机物中无机营养元素的释放 ,有利于根的吸收和同化 ,进而影响到根系呼吸

红壤中轻度干旱

情况下微生物的数量最多 ,微生物数量随着干旱胁迫程度的增加而减小。

高的水

势条件下细菌活性较高 ,而相对低的水势条件下真

菌 ,放线菌的活性较高。

问题与展望

目前国内外关于土壤水分分别影响根

呼吸和微生物呼吸的研究还很少

很难判断土壤呼吸在对水分格局变化适应

后的变化趋势

今后的研究方向应考

虑以下三点 :

(1)多因子控制实验 ,研究温度、植被、土壤特

性等环境因子与土壤呼吸的水分敏感性的关系 ,以

及不同影响因子间的交互作用。

(2)根系呼吸和微生物呼吸对土壤水分的敏感

性可能不同 ,区分土壤水分对根系呼吸和微生物呼

吸不同影响 ,对于加深理解土壤水分对土壤呼吸影

响的机理有很重要的意义。

(3)进行土壤水分对土壤呼吸影响的长期原位

观测研究 ,揭示土壤中根系和微生物呼吸对未来可

能出现的降水变化格局的响应和适应机理 ,更准确

地预测未来全球降水变化环境下可能引起的土壤碳

储量变化。

土壤呼吸温度敏感性的影响因素和不确定性

土壤呼吸温度敏感性包括表观温度敏感性(各种因素对土壤呼吸温度响应的

综合反映)和固有温度敏感性(仅仅由底物分子结构决定的温度敏感性)

土壤呼吸温度敏感性的影响因素

各种环境因子(如温度、水分)不仅影响土壤生物的群落结构和生物量而且还调控着底物的供应状况

[9],

对土壤呼吸过程及其温度敏感性产生极其重要的影响。

土壤生物

全球变暖

造成的土壤微生物群落结构的改变可能会影响到土壤呼吸温度敏感性的变化

一般而言,土壤生

物数量增加与温度变化一致时会加大温度敏感性

有研究表明高温引起的干旱抑制了根系的生长,造成根生物量的急剧减少,此时土壤呼

吸受到影响,Q10值明显下降

[23]。

底物

土壤呼吸过程中产生的 CO2主要来自于呼吸底物的分解关于底物质量对温度敏感性的影响还没形成统一的结论

底物质量

许多研究通过比较实验初期和后期(室内培养实验和野外增温实验)的温度敏感性的差异来说明底物质

量对 Q10值的影响,

也有学者培养不同层次的土壤来研究温度敏感性,其基本假设是形成时间较晚的表层土壤比形成时间较

早的深层土壤的底物质量要高。

也有学者采用物理或化学方法分离不同质量的有机质

采用模型模拟的方法得出的结果也不相同

底物供应

底物的供应能力会随温度的改变而变化,因此底物供应会影响土壤呼吸的温度敏感性。底物供应不足

时,土壤呼吸会受到明显抑制。

环境因子

温度和水分是影响土壤呼吸及其温度敏感性的最主要的环境因子,两者都可以通过直接和间接作用影响

土壤呼吸的温度敏感性。

在极端干旱条件下,植物

气孔关闭,树叶脱落,根系死亡,微生物进入休眠期或者形成孢子以适应干旱条件,这些情况都会导致呼吸的

降低进而影响土壤呼吸对温度的敏感程度土壤干旱会降低土壤呼吸的温度敏感性,一定范围内随着土壤含水量

的增加,土壤呼吸对温度的敏感性增加

研究展望

生物因子对土壤呼吸温度敏感性的影响:目前土壤呼吸温度敏感性的研究多集中在底物以及环境因

子上,对生物因素关注较少。

气象对园林植物的影响

气象对园林植物的影响 摘要:概述各种气象因子对园林植物的影响,研究气象与园林植物的关系;具体分析光、温度、水分及空气对园林植物的影响,探寻其实践应用方法。 关键词:气象园林植物光照温度水分空气 一、气象与园林植物的关系 影响植物生长的因素有很多,而气象对园林植物就有深远的影响,大到植物带的分布小到植物的生长发育。气象学包括各种气象因素,而对于园林植物来说,气象对其影响有很多方面,如植物的生长发育离不开气象这个大环境,植物的分布、色彩大小等等都离不开它。而最普遍的影响因素莫过于光、温度、水分和空气。故气象与园林植物的关系就是影响与被影响的关系,而我们接下来要探讨的就是四大气象因素对园林植物的影响。 二、气象因子的具体影响 (一)光照因子对园林植物的影响 植物生长离不开光,绿色植物通过光合作用将光能转化为化学能,储存在有机物中,各种植物都要求在一定的光照条件下才能正常生长,太阳辐射在地球表面随时间和空间发生有规律的变化,直接影响着植物的生长和发育。所以光因子对园林植物的影响居重要地位,为此我们应该具体分析: 1)光谱对植物的影响 不同波长的光照因子对植物的生长发育、种子萌发、叶绿素合成及形态形成的作用是不一样的。太阳辐射光谱不能全被植物吸收。植物吸收用于光合作用的辐射能称为生理辐射,主要指红橙光、蓝紫光和紫外线。 ①红橙光被叶绿素吸收最多,光合作用活性最大,蓝紫光的同化效率仅为红橙光的14%。红橙光有利于叶绿素的形成及碳水化合物的合成,加速长日照植物的生长发育,延迟短日照植物的发育,促进种子萌发; ②蓝紫光有利于蛋白质合成,加速短日照植物的发育,延迟长日照植物的发育。紫外线有利于维生素C的合成。 ③在紫外线辐射下,许多微生物死亡,能大大减少植物病虫害的传播。紫外线也能抑制植物茎的伸长,引起向光敏感性和促进花青素的形成。 在诱导形态建成、向光性及色素形成等方面,不同波长的光,其作用也不同。如蓝紫光抑制植物的伸长,使植物形成矮小的形态;而红光有利于植物的伸长,如用红光偏多的白炽灯照射植物,可引起植物生长过盛的现象。青蓝紫光还能引起植物的向光敏感性,并促进花青素等植物色素的形成。紫外线能抑制植物体内某些生长素的形成,以至于植物的白天生长速度常不及夜间。 生长期内生长素受侧方光线的影响,在迎光一面生长素少于背光面,造成背光面生长速度快于迎光面,产生所谓植物向光运动。 2)光照强度对植物的影响 光照强度主要影响园林植物的生长和开花。园林植物对光强的要求,通常通过补偿点和

高三地理一轮复习常考知识点---土壤肥力精选习题

20** 届高三地理一轮复习常考知识点 --- 土壤肥力精选习 题 一、单选题(本大题共 46小题,共 92.0 分) 读某地区的经纬网和等高线图,回答下列小题。 1. 图中甲地区土地盐碱化较轻、耕地质量较好的自然原因是( ) A. 人类长期耕作,形成了肥沃的水稻土 B. 多为紫色土,冲积土壤比较肥沃 C. 土壤中水、肥、气、热条件协调较好,肥力高 D. 土壤中含钙质较多,黑土分布广 2. 图中乙地区的经济作物和林木主要为( ) A. 甘蔗、柑橘 B. 甜菜、柑橘 C. 花生、苹果 有机质含量高低是土壤肥力的重要标志,一般土壤有机质含量为 某地土壤剖面图,图 2 为该土壤有机质分布图。读图回答下列问 题。 图 1 图2 3. 关于该地表层土壤的描述,正确的是 A. 地表枯枝落叶多,有机质含量较高, B. 人工增施有机肥,有机质含量较高, C. 受流水侵蚀作用,有机质含量较低, D. 气候干旱植被稀少,有机质含量低 4. 针对该土壤的特性,该地宜采用的农业技术是 A. 免耕直播 B. 深耕改土 C. 大棚温室 如图为某区域地理各要素间的相互关系示意图。读图,回答下题。 D. 棉花、茶树 5%。图 1 为我国东部 D. 砾石压土

5. 按照字母顺序将“①色暗、肥沃的土壤、②地理位置、③冷湿的温带季风气候”填 入,顺序正确的是 6. 该地区森林面积锐减对本地区的土壤和河流的影响主要有 ( ) 7. 下图为江南丘陵某研究区红壤在不同措施下(均不施肥)实验结果。据此回答。 与处理措施①比较,该实验结果表明( ) A. ②处理措施使土壤有机质增多,利于保持水土 B. ③处理措施使土壤酸性增强,利于积累有机质 C. ②处理措施导致水土流失增强,土壤酸性减弱 D. ③处理措施导致水土流失减弱,土壤酸性增强 8. 影响我国苹果带苹果产量浮动的主要因素是 A. 土壤肥力变化大 B. 天气条件变化大 C. 种植习惯 D. 市场需求 埃尔埃希多地区(下图小方框所示)干旱少雨,年降水量小于 300mm ,土壤贫瘠。当 地农业科技人员对土壤进行“三明治”式的改良,很好地改善了作物生长的水肥条件。A. ①②③ B. ③②① C. ②①③ D. ②③① ①土壤腐殖质增多 ②水土流失加剧,土层变薄,土壤肥力下降 ③河流含沙量减小 ④降水多时易形成洪水、无降水时河流水量锐减甚至断流 A. ①② B. ②④ C. ③④ D. ①③

生理学实验:家兔呼吸运动的调节

实验数据分析 1.正常的家兔呼吸曲线 图1.正常的家兔呼吸曲线曲线 由图可知,本组选取的家兔自身呼吸频率较快,幅度加大,后续增强呼吸的因素作用不是十分明显。 2.接空气气囊的家兔呼吸曲线 图2.接空气气囊的家兔呼吸曲线曲线 由图可知,改接空气气囊后,家兔呼吸幅度和频率均未出现太大变化。 3.接CO2气囊的家兔呼吸曲线

CO2 图3.接CO2气囊的家兔呼吸曲线 由图可知,接CO2气囊后,家兔呼吸曲线幅度增大,频率加快。这是因为CO2是调节呼吸运动最重要的生理性因素,不但对呼吸有很强的刺激作用,而且对维持延髓呼吸中枢正常兴奋活动是必须的。当呼入气体中CO2浓度升高,血液中CO2浓度随之升高,CO2透过血脑屏障使脑脊液的CO2浓度也升高。CO2与水反应生成H2CO3,随后水解成HCO3-和H+,由H+刺激延髓化学感受器,间接作用于呼吸中枢,通过一系列调控使得呼吸作用加强。此外,当CO2浓度增高时,还刺激主动脉体和颈动脉体的外周化学感受器,反射性地使呼吸加深加快。 4.接N2气囊的家兔呼吸曲线 N2 图4.接N2气囊的家兔呼吸曲线

由图可知,接N2气囊后,家兔呼吸曲线幅度略有增大。这是因为吸入纯N2时,因吸入气体中缺乏O2,肺泡气O2浓度下降,导致动脉血中O2浓度下降;而CO2浓度却基本不变(CO2扩散速度较快)。随着动脉血中O2浓度下降,通过刺激主动脉体和颈动脉体外周化学感受器延髓的呼吸中枢兴奋,隔肌和肋间外肌活动加强,反射性引起呼吸运动增加。 5.增长解剖无效腔的家兔呼吸曲线 图5.增长解剖无效腔的家兔呼吸曲线 由图可知,增长解剖无效腔后,家兔呼吸幅度略有下降,而呼吸频率则稍稍上升,这是因为实验中通过插管的方式增大无效腔,也就是减小了进入肺泡的潮气量,即每次的有效气体更新变小。结果促使O2分压下降,CO2分压上升,使其反射性的调节使呼吸加深加快。所以膈肌放电的变化幅度加大,频率有微量增大。反映到膈肌的收缩曲线,由于收缩频率的增大,为了维持正常的肺部通气量,所以收缩强度减弱。 6.家兔肺牵张反射曲线

温度与园林植物

第二节温度与园林植物 一、三基点温度对植物的生态作用 最低温、最适温和最高温称酶活性的“三基点”温度。植物的生长与温度的关系也服从“三基点”温度。 最低温:在该温度以上酶才开始表现活性,并在一定范围内酶的活性与温度呈正相关。 最适温:该温度时酶活性最高。 最高温:达到该温度时酶失去活性。 一般原产低纬度地区的植物,生长温度的三基点温度高,耐热性好,抗寒性差;反之。两者之间有过渡。 作物生命活动过程的最适温度、最低温度和最高温度的总称。在最适温度下,作物生长发育迅速而良好;在最高和最低温度下,作物停止生长发育,但仍维持生命。如果温度继续升高或降低,就会对作物产生不同程度的危害,直至死亡。 三基点温度之外,还可以确定使植物受害或致死的最高与最低温度指标,称为五个基本点温度。作物生命活动的各个过程都须在一定的温度范围内进行。通常维持作物生命的温度范围大致在一10℃到50℃之间,而适宜农作物生长的温度,约为5℃到40℃,农作物发育要求的温度则又在生长温度范围之内,通常为20~30℃。在发育温度范围外,作物发育将停止,但生长仍可维持;当温度不断降低,达到一定程度后,不但作物生长停止,而且生命活动亦受到阻碍,受低温危害,甚至受冻致死,大多数作物生命活动的最高温度为40~50℃之间。 0℃:土壤解冻或冻结的标志 5℃:喜凉植物开始生长的标志。 10℃:喜温植物开始播种或停止生长的标志。 15℃:大于15℃期间为喜温植物的活跃生长期。 20℃:热带植物开始生长的标志。 不同作物或不同品种的不同生育时期,三基点温度是不同的。作物生长发育时期的不同生理过程,如进行光合作用、呼吸作用时等的三基点温度也不同。光合作用的最低温度为0~5℃,最适温度为20~25℃,最高温度为40~50℃;而呼吸作用分别为一10℃,36~40℃与50℃。有人研究,马铃薯在20℃时光合作用达最大值,而呼吸作用只有最大值的12%;温度升到48℃时,呼吸率达最大值,而光合率却下降为0。 虽然作物生命活动的三基点温度受作物种类、生育时期、生理状况等因素的影响变化,但各种作物生命活动的三基点温度仍有一些共同的特征: (1)最高温度、最低温度和最适温度都不是一个具体的温度数值,而有一定的变化范围。 (2)无论是生存、生长还是发育,其最适温度基本上是同一个变幅范围。(3)各种作物的最低温度不同,其温度的最低点之间差异很大,耐寒作物可以忍受一10~一20℃以下的低温,而喜温作物甚至不能安全度过0℃左右的温度,

呼吸运动的调节实验报告

呼吸运动的调节 一、实验目的 1.学习呼吸运动的记录方法 2.观察血液理化因素改变对家兔呼吸运动的影响 3.了解肺牵张反射在呼吸运动调节中的作用 二、实验对象 家兔 三、实验器材和药品 哺乳动物手术器械,兔手术台,生物信号采集处理系统,呼吸换能器或压力换能器,气管插管,20%氨基甲酸乙酯溶液,生理盐水,橡皮管,2%乳酸溶液,N2气囊,CO2气囊等 四、实验方法 1.由兔耳缘静脉缓慢注入20%氨基甲酸乙酯溶液(5ml/kg体重),待动物麻醉后,仰卧固定于手术台上。 2.剪去颈前部兔毛,颈前正中切开皮肤5~7cm,分离气管并做气管插管。分离颈部双侧迷走神经,穿线备用。手术完毕后,用温生理盐水纱布覆盖手术野。 3.实验装置 (1)将呼吸换能器(或压力换能器)与生物信号采集处理系统的相应通道相连接,橡皮管连接气管插管和呼吸换能器或压力换能器。 (2)打开计算机,启动生物信号采集处理系统。点击“实验模块”,选择“呼吸运动的调节”实验项目。 4.观察 (1)正常呼吸运动记录一段正常呼吸运动曲线作为对照,观察吸气相、呼气相、呼吸幅度和频率。 (2)CO2对呼吸运动的影响将CO2气囊管口与气管插管的通气管用小烧杯罩住,打开气囊呼吸运动的变化。移开气囊和烧杯,待呼吸恢复正常后再进行下一步实验。 (3)缺氧对呼吸运动的影响方法同上,将N2气囊打开,使吸入气中含较多的N2,造成缺氧,观察呼吸运动的变化。移开气囊和烧杯,观察呼吸运动的恢复过

程。 (4)增大无效腔对呼吸运动的影响将40cm长的橡皮管连接于气管插管的一个侧管上,观察此时呼吸运动的变化。变化明显后,去掉橡皮管,观察呼吸运动恢复过程。 (5)迷走神经在呼吸运动调节中的作用先剪断一侧迷走神经,观察呼吸运动有何变化,再剪断另一侧迷走神经,观察呼吸运动又有何变化。 五、实验结果 (1)CO2对呼吸运动的影响 通CO2后,呼吸表现为加深加快 (2)缺氧对呼吸运动的影响 轻度缺氧时,呼吸表现为加深加快

土壤肥力因素

浅谈植物生长不可缺少的土壤肥力 万物的生长离不开土壤,经过我几年来在绿化施工中的观察,苗木的成活率很大方面取决于土壤因素,就此我想就我了解的关于土壤的一点小认识在此作一肤浅的探讨。 土壤为植物生长提供、协调营养条件和环境条件的能力。是土壤各种基本性质的综合表现,是土壤区别于成土母质和其他自然体的最本质的特征,也是土壤作为自然资源和农业生产资料的物质基础。 土壤肥力按成因可分为自然肥力和人为肥力。前者指在五大成土因素(气候、生物、母质、地形和年龄)影响下形成的肥力,主要存在于未开垦的自然土壤;后者指长期在人为的耕作、施肥、灌溉和其他各种农事活动影响下表现出的肥力,主要存在于耕作(农田)土壤。 中国的一些土壤工作者根据中国农业生产的经验和研究成果,将土壤肥力归结为土壤中养分、水分、通气状况和温度状况(简称水、肥、气、热)等4个因素的综合。 土壤中的许多因素直接或间接地影响土壤肥力的某一方面或所有方面,这些因素可以归纳如下。 养分因素指土壤中的养分贮量、强度因素和容量因素,主要取决于土壤矿物质及有机质的数量和组成。就世界范围而言,多数矿质土壤中的氮、磷、钾三要素的大致含量分别是0.02~0.5%、0.01~ 0.2%和0.2~3.3%。中国一般农田的养分含量是: 氮0.03~0.35%;磷0.01~0.15%钾 0.25~2.7%。但土壤向植物提供养分的能力并不直接决定于土壤中养分的贮量,而是决定于养分有效性的高低;而某种营养元素在土壤中的化学位又是决定该元素有效性的主要因素。 化学位是一个强度因素,从一定意义说,它可以用该营养元素在土壤溶液中的浓度或活度表示。由于土壤溶液中各营养元素的浓度均较低,它们被植物

第4章 温度对植物生产的影响

第4章温度对植物生产的影响 【学习目标】 了解温度在植物生命活动中的作用以及温周期现象 理解土壤、空气温度的时空变化规律和调节温度的农业技术措施 掌握植物生产的基点温度、积温、有效积温、界限温度以及应用 熟练掌握温度表,土温表的使用技术 温度是植物生产环境的重要因子之一。植物在它整个生命周期中所发生的一切生理生化作用,都必须在其所处的环境具有一定的温度条件下进行。 温度对植物生命活动的作用主要表现在几个方面:在常温下温度的变化对植物生长发育的影响;温度变化对植物产量和品质的影响;温度过高或者过低对植物的伤害。 每一种植物,甚至同一植物的不同发育时期要求一个最低的起始发育温度。一般来讲,在此温度以上,温度越高,植物的发育越快,同时植物完成某一发育时期,要求一定的温度积累,植物为完成某一发育阶段,需要的积温却是相对稳定。根据植物阶段发育的理论,植物的发育就是导致生殖器官形成所经理的一系列生理变化过程。许多植物必须通过春化和光照两个阶段,才能开花结实。有些植物的种子或者植株,再起发育过程中有一段休眠时期,他们常要求一段相当时期的低温,否则不能完成发育过程。 温度对植物生长,发育的影响,最终会影响到植物的产量和品质。以小麦为例:要想达到好产量,就必须要有足够的苗数,穗数,粒数和较大的粒重,这就和各个时期的温度息息相关。不同时期作物对温度的要求和当地温度的季节性变化之间的良好配好对产量的大笑也是直观重要的。温度对植物产品品质有多方面的影响,其中温度的变化有重要作用,如白天温度较高时,往往有较强的光照,利于光合作用。夜间温度较低,减少呼吸消耗,有利于有机物质的积累。所以在温度日差较大的地区,瓜果含糖量高。另外,温度过低或者过高都会因对植物造成伤害甚至死亡。 第一节植物生长发育与温度 一.温度 1.温度是表示物体冷热程度的物理量,温度的微观实质是物体分子平均动能大小的度量。 2.温度的分类: 气象学及农业气象学中使用的温度常指气温,地温,水温,植物体温和夜温等五种类型(1)气温 就是空气温度,在地面气象观测上,通常指的是距离地面1.5m左右,处于通风防辐射条件下温度表读取的温度。气温在地球表面的平均分布由大气以及地表面的辐射状况,海陆下垫面的性质,大气环流的状况以及受环流制约的气团的移动等因素决定。在自由大气中,气温的变化和空气的绝热上升和下降有密切关系。在对流层中,气温一般随高度而递减。在平流层中,气温一般随高度缓慢增高。对流层中有时会出现气温随高度升高的逆温层。 (2)地温 指地面温度和不同深度的土壤温度的统称。在农业气象中常称土壤温度。前者指土壤水平暴露面的温度,后者指一定深度的土壤温度。由置于不同深度的温度表测得。 (3)水温 水体各层的温度,通常指水面温度。即水体表面的温度。海面温度代表接近海洋界面之下表面混合层中水温的状况。由于海洋面积占全球面积的71%,而且水的比热大,因此,海面水温通过海洋与大气界面的热量交换直接影响大气的温度,对天气过程的形成具有一定的作

理化因素对家兔呼吸运动的影响

理化因素对离体家兔肠肌运动的影响 【摘要】目的观察血液中化学因素(PCO2、PO2、[H﹢])改变对家兔呼吸频率、节律、通气量的影响及机制。观察迷走神经在家兔呼吸运动调节中的作用及机制。 学习气管插管术和神经血管分离术。 方法通过增大CO2分压,增大无效腔,快速注射2%乳酸,先后切断两侧迷走神经,以及电刺激迷走神经中枢端,观察呼吸运动的改变情况。 结果增大无效腔气量、提高PCO2、注射乳酸均可使家兔呼吸加深加快,而剪断一侧及两侧迷走神经、电刺激迷走神经中枢端则使呼吸变浅、频率变慢。 结论增加PCO2,增大无效腔,快速注射乳酸后,可使家兔通气量、呼吸频率及平均呼吸深度明显增加;剪断一侧迷走神经对呼吸运动影响不大,剪断双 侧迷走神经,呼吸变慢变深。 【关键词】呼吸频率、节律,无效腔,CO2分压,乳酸,迷走神经 【实验材料和方法】 1.实验材料 材料家兔;CO2,氨基甲酸乙酯,乳酸;呼吸换能器;微机生物信号采集处理系统。2.实验方法 2.1实验系统连接及参数设置 用胶管连接流量头与气管插管,流量头连接呼吸流量换能器。呼吸换能器输出线连接微机生物信号处理系统。打开RM6240系统:点击“实验”菜单,选择“呼吸运动调节”,仪器参数:通道时间常数为直流,滤波频率30Hz,灵敏度10cmH2O(或50ml/s),采样频率800Hz,扫描频率1s/div。连续单刺激方式,刺激强度5-10V,刺激波宽2ms,刺激频率30Hz。 2.2麻醉固定 家兔称重后,按1g/kg体重剂量耳缘静脉注射200g/L氨基甲酸乙酯。待兔麻醉后,将其仰卧,先后固定四肢及兔头。 2.3手术 剪去颈前被毛,颈前正中切开皮肤6-7cm,直至下颌角上1.5cm,用止血钳钝性分离组织及颈部肌肉,暴露气管及与气管平行的左、右血管神经鞘,细心分离两侧鞘膜内迷走神经,在迷走神经下穿线备用。分离气管,在气管下两根粗棉线备用。 2.4气管插管 在甲状软骨下约1cm处,做倒“T”形剪口,用棉签将气管切开及气管里的血液和分泌物擦净,气管插管由剪口处向肺端插入,插时应动作轻巧,避免损伤气管粘膜引起出血,用意粗棉线将插管口结扎固定,另一棉线在切口的头端结扎止血。 2.5记录正常呼吸曲线启动生物信号采集处理系统记录按钮,记录一段正常呼吸运动曲线作为对照。辨认曲线上吸气、呼气的波形方向(呼气曲线向上、吸气曲线向下)。 2.6增加吸入气中CO2分压待呼吸曲线恢复正常,将CO2导管口使气体冲入气管插管,是家兔吸入较高浓度CO2的空气。待家兔呼吸运动增强后,立即移去CO2气体导管。待呼吸正常后再做下一步实验。 2.7在气管插管一个侧管上接一根长50cm胶管(流量法:接通气口),观察和2 记录呼吸运动的变化。 2.8 增加血液中[H+] 耳缘静脉缓慢注入3%乳酸溶液2ml,观察呼吸运动的变化。 2.9 迷走神经对呼吸运动的调节作用分别观察切断一侧迷走神经和切断两侧迷走神经以后呼吸运动的变化。以

土壤中的四个因素决定着土壤肥力的高低-推荐下载

土壤中的四个因素决定着土壤肥力的高低 1 土壤水分 1.1 土壤水分类型 土壤水分常以三种形式存在于土壤中,束缚水。紧紧吸附在土粒表面,不能流动,也很难为作物根系吸收的水分叫束缚水。土粒越细,吸附在土粒表面的束缚水越多;毛管水。土粒之间小于0.1mm的小孔隙叫毛细管,毛细管中的水可以在土壤中上下、左右移动,是供作物吸收利用的主要有效水。因此,毛管水对作物生长发育最为重要;重力水。是土粒之间大于0.1mm大孔隙中的水分。由于受重力作用只能向下流动,所以叫重力水。在水稻田中,重力水是有效的水分。在旱田中,重力水只能短期被植物利用,如较长期地充满着重力水(即地里积水),则土壤空气缺乏,对作物生长非常不利。 1.2 土壤水分的有效性 土壤水分并不能全部被作物吸收利用,束缚水和重力水都是不能被作物利用的无效水,只有毛管水是能被作物利用的有效水。当土壤中只存在着束缚水时,因作物不能利用,而表现出萎蔫,这时的土壤含水量叫萎蔫系数。随着土壤水分的增加毛细管中开始充水,当土壤中毛细管全部充满水时的含水量,叫田间持水量。土壤有效水的数量是田间持水量减去萎蔫系数的数值。 土壤有效水含量的多少,主要受土壤质地、结构、有机质含量的影响。砂土和黏土有效水都低于壤土。具有团粒结构的土壤毛细孔隙增加,有效水含量高。 2 土壤养分 2.1 土壤养分的有效性 根据作物吸收土壤养分的难易,可把土壤养分分为两类。一类是速效态养分叫有效养分,另一类是迟效态养分又叫潜在养分。速效态养分以离子、分子状态存在于土壤溶液中和土壤胶凿表面上,能够直接被作物吸收利用。持效养分存在于土壤矿物质和有机质中,难溶于水而不能被作物直接吸收利用,需经化学作用和微生物作用,分解成可溶性的速效养分才能被吸收。理想的土壤,不但要求养分种类齐全,含量高,而且要求速效和迟效各占一定比例,使养分能均衡持久地供给作物利用。

生理学-呼吸运动调节实验报告范文

生理学-呼吸运动调节实验报告范文 实验且的: 学习呼吸运动的记录方法,观察缺氧、二氧化碳和血中酸性物质增多对呼吸运动的影响。 实验原理: 肺的通气是由呼吸肌的节律性收缩来完成的,而呼吸运动是由于呼吸中枢不断地发放节律性冲动所致。呼吸中枢的紧张性活动,随着机体代谢需要,受许多因素影响。 本实验是向家兔气管插管,使呼出气的一部分经换能器连于记录仪记录呼吸运动,切断迷走神经和施给各种因素,观察呼吸曲线的变化。 实验对象:兔 实验器材和药品:哺乳类动物手术器械一套、兔手术台、气管插管、5 ml注射器一只、50 cm长的橡皮管一条、球胆二只、机械—电换能器及生理记录仪、刺激器。20%氨基甲酸乙酯溶液、3%乳酸溶液、CO2气体、钠石灰、生理盐水、纱布及线等。 实验步骤和观察项目 一、由兔耳缘静脉缓慢注入20%氨基甲酯乙酯(1g/kg),待动物麻醉后,仰卧固定于手术台上。沿颈部正中切开皮肤,分离气管并插入气管插管。分离出颈部两侧迷走神经,穿线备用。 二、记录呼吸运动插入的气管插管的主管接机械—电换能器,输入到生理记录仪,侧管暴露于大气。通过改变侧管的口径,

使主管的输入信号适宜。 三、观察项目 (一)正常呼吸曲线 (二)增加吸入气中的CO2浓度:将装有CO2的球胆通过一细塑料或玻璃管插入气管插管的侧管,松开球胆的夹子,使部分CO2随吸气进入气管。气体流速不宜过急,以免明显影响呼吸运动。此时观察高浓度CO2对呼吸运动的影响。去掉球胆,观察呼吸恢复正常的过程。 (三)缺氧:将一空球胆吸进少量空气,中间经一钠石灰瓶连至气管插管的侧管,让动物呼吸球胆内的少量空气。观察此时呼吸运动有何变化?去掉上述条件,观察呼吸恢复正常的过程。 (四)增大无效腔:将50 cm长的橡皮管连接于气管插管的侧管上,观察此时呼吸运动的变化。变化明显后,去掉橡皮管,观察呼吸恢复过程。 (五)血液中酸性物质增多时的效应:用5ml注射器,由耳缘静脉较快地注入3%乳酸2 ml,观察此时呼吸运动的变化及恢复过程。 (六)迷走神经在呼吸运动中的作用:先切断一侧迷走神经,观察呼吸运动有何变化。再切断另一侧迷走神经,观察呼吸运动又有何变化。在此基础上,观察对一侧迷走神经向中端低频,较弱的电刺激所至的呼吸运动的变化。 注意事项 一、手术过程中,应避免伤及主要血管(如:颈总动脉、颈

呼吸运动的影响实验报告

实验报告 专业班级:康复2班实验小组:第四组姓名:卢锦锟实验日期:2015年10月27日星期五(一)实验项目:呼吸系统综合实验 (二)实验目的: 1、记录正常呼吸运动曲线; 2、CO2对呼吸运动的影响; 3、缺氧对呼吸运动的影响; 4、增大无效腔对呼吸运动的影响; 5、体液的PH值对呼吸运动的影响; 6、剪断迷走神经对呼吸运动的影响; (三)基本原理:(要求对写出关键点) 正常节律性呼吸运动是呼吸中枢节律性活动的反映。在不同生理状态下呼吸运动所发生的适应性变化有赖于神经系统的反射调节,其中较为重要的呼吸中枢的直接调节和肺的牵张反射、化学感受器反射调节。 1、在正常麻醉状态下、实验动物保持平稳的呼吸节律,其中上升之为吸气,下降支为呼吸;曲线疏密反映呼吸频率,曲线高度反映呼吸幅度。动物节律性呼吸的基本中枢位于延髓,在肺牵张反射和呼吸调整中枢的共同作用下,保持平稳的节律性呼吸。 2、CO2对呼吸运动的调节:①.CO2是调节呼吸运动最重要的生理性因素,它对呼吸有很强的刺激 作用,是维持延髓呼吸中枢正常兴奋活动所必须的。当动脉血中PCO2增高时呼吸加深加快,肺通气量增大。由于吸入气中CO2浓度增加,血液中PCO2增加,CO2透过血脑屏障使脑脊液中CO2浓度增多。 ②CO2十H2O→ H2CO3 → HCO3-+ H+ CO2通过它产生的 H+刺激延髓化学感受器,间接作用于呼吸中枢,通过呼吸肌的作用使呼吸运动加强。PCO2增高时,还刺激主动脉体和颈动脉体的外周化学感受器,反射性地使呼吸加深加快。 3、缺氧对呼吸运动的影响:吸入气中缺O2,肺泡气PO2下降,导致动脉血中PO2下降,而PCO2 (扩散速度快)基本不变。随着动脉血中PO2的下降,通过刺激主动脉体和颈动脉体外周化学感受器延髓的呼吸中枢兴奋,膈肌和肋间外肌活动加强,反射性引起呼吸运动增加。 4增大无效腔对呼吸运动的影响:增加气道长度等于增加无效腔,增加无效腔使肺泡气体更新率下降,引起血中PCO2、PO2-下降,刺激中枢和外周化学感受器引起呼吸运动会加深加快;另外,气道加长使呼吸气道阻力增大,减少了肺泡通气量,反射性呼吸加深加快;增加家兔气道长度可使家兔通气量增加,呼吸频率加快。 5、PH值降低对呼吸运动的影响:乳酸改变了血液PH,提高了血中H+浓度。H+是化学感受器的有效刺激物,H+可通过刺激外周化学感受器来调节呼吸运动,也可直接刺激中枢化学感受器,但因血中H+不容易透过血脑屏障直接作用于中枢化学感受器,因此,血中H+对中枢化学感受器的直接刺激作用不大,

温度对农作物生长的影响

温度对农作物生长的影响 农作物生长的三基点温度 农作物生长的三基点温度指农作物生长的最适温度、最低温度和最高温度。 在最高温度和最低温度时,农作物生长发育停止,在最适温度时,农作物生长速度最快。 在最高温度和最低温度时再升高或降低,农作物开始出现伤害甚至致死。 (白 多, 于西藏白天的高温配合较强的太阳辐射,积累的有机物质多,晚上的低温消耗的有机物质少的原因。 积温在农业生产中的应用 在农作物生长所需的其它因子得到基本满足,在一定的温度范围内,气温和农作物生长发育速度成正相关,即气温越高,农作物生长发育越快。当活动温度累积到一定的总和时,农作物才能完成整个发育周期(或者说农作物才能开花结果),这一温度总和称为积温。 高于生物学下限温度的温度值为活动温度。 活动温度与生物学下限温度之差称为有效温度。 积温表现了作物全生长期(或某一发育期)内对热量的总要求。 作物全生育期(或某一生育期)中活动温度的总和,称活动积温。 2019-8-5

作物全生育期(或某一生育期)中有效温度的总和,称有效积温。 生物学下限温度,又称生物学零度,指作物有效生长的下限温度,也就是作物生长三基点的最低温度。一般情况温带作物的生物学下限温度为5℃,亚热带作物为10℃,热带作物为18℃。籼稻为12℃,粳稻为10℃,油菜为4—5℃。 如计算水稻的有效温度: 早稻播后,4月8号的平均气温为16℃,其有效温度为16℃-12℃=4℃ 4月14号的平均气温为8℃,低于水稻生长下限温度,则4月14号的有效温度为0。 活动积温计算公式: Y=∑ti>B Y为活动积温,B为生物学下限温度,ti>B为高于下限温度的日平均温度,即活动温度。∑ 10~ 热带植物-棕榈树寒温带高寒区泰加林仙人掌蓝藻地球上各地带的植物需要的最适温度的范围是不同的。热带植物生活最适温度范围多在30~35℃;温带植物多在25~30℃,而寒带植物的最适温度一般稍高于0℃。 2019-8-5

影响土壤健康的六大因素

影响土壤健康的六大因素 土壤是我们赖以生存的家园,你是否知道健康土壤到底是什么样子?现给大家作以分析。 一、土壤有机质 土壤中有机质含量与土壤肥力、作物健康度、作物产量等有着很大的联系。资料显示,在一定范围内,有机质的含量与土壤肥力水平呈正相关。有机质含量丰富的土壤往往表现为透水透气性好、供肥能力强、不容易出现板结以及盐渍化的情况。因此说,提高土壤有机质是耕作管理的第一要务。 二、土壤微生物 作为土壤的活跃组成部分,土壤微生物在自己的生活过程中,通过代谢活动的氧气和二氧化碳的交换,以及分泌的有机酸等有助于大团粒结构的形成,最终形成真正意义上的土壤。 在我们的农田中,微生物的作用尤为重要,杂草、作物的枯叶、杂草的烂根以及施入土壤中的粪便都需要微生物才可以腐烂分解,释放出养分,形成腐殖质,进而提高土壤肥力,

改善土壤结构。在农药、化肥被大量滥用的今天,微生物还可以降解土壤中的有机污染物,降低农残危害,帮助土壤恢复健康。 三、土壤中微量元素 在土壤和植物中,通常认为中量元素包括钙、镁、硫,微量元素包括铁、铜、锌、锰、钼、硼、镍和氯等。我们在农业生产时会发现,当作物不健康时,往往是由于其中的某一个中量元素或微量元素缺失而导致的,当作物的各种元素都有充足的补给时,才会有健康的作物,才会生产出优质的果实。因此说,给土壤不仅要补充作物生长所必须的N、P、K等大量元素,中微量元素的补充也是相当重要的。 四、土壤酸碱度 不同的植株都有自己喜欢的土壤,将南方的作物直接栽种在北方,即使将它放在温室中提供同等的热量,如果土壤还是北方的土壤,那么它就不会生长得很好,那是因为每个作物都有自己喜欢的酸碱度。

(完整版)生理学试题及答案第五章-呼吸

第五章呼吸 参考答案在后面! 一、名词解释 1、呼吸 2、肺通气 3、呼吸运动 4、肺内压 5、胸内压 6、弹性阻力 7、肺泡表面活性物质 8、潮气量 9、肺活量 10、肺通气量 11、生理无效腔 12、肺泡通气量 13、通气/血流 14、血氧饱和度 15、氧解离曲线 二、填空题 1、呼吸的全过程包括、和三个基本环节,其中第一个环节又包括和。 2、肺通气的原动力是,肺通气的直接动力是。 3、肺通气的阻力有和两种。弹性阻力用来度量,它与弹性阻力成关系。 4、肺的弹性阻力来自和,尤以为主。 5、肺泡表面活性物质是由分泌的,其主要成分是,它以单分子层覆盖在肺泡液体分子层上,具有作用。

6、肺的非弹性阻力主要来自,它受气流速度、气流形式和气道口径的影响,其中是影响其阻力大小的最主要因素。 7、肺总量等于四种基本肺容积:、、与之和。 8、功能残气量等于与之和。 9、生理无效腔等于和之和,其中正常人接近于零,因此生理无效腔等于或接近,后者正常成人约为 mL。 10、影响肺换气的因素主要有、和。 11、正常成人的通气/血流比值为。若通气/血流比值明显增大,相当于;若通气/血流比值明显减小,则相当于产生。这两种情况都可能导致机体缺氧。 12、O2和CO2都以和两种形式存在于血液中运输,以为主。 13、O2主要以形式运输,CO2的化学结合形式主要是形成和。 14、影响氧解离曲线的因素主要有、、、和血红蛋白自身性质。 15、氧合血红蛋白呈色,去氧血红蛋白呈色。若毛细血管中去氧血红蛋白含量超过,黏膜、甲床或皮肤将呈紫色,称为。 16、调节呼吸运动的外周化学感受器是和,可感受动脉血中的变化。中枢化学感受器位于,可感受的变化。 17、当动脉血中CO2浓度,H+浓度升高或O2分压时,均可使呼吸加深加快。 三、选择题 第五章呼吸 第一节肺通气 一、肺通气的动力 1、推进气体进出肺的直接动力是:A A、肺内压与大气压之间的压力差 B、肺内压与胸膜腔内压之间的压力差 C、胸膜腔内压与大气压之间的压力差 D、肺内压与跨壁压之间的压力差 E、胸膜腔内压的周期性变化 2、肺通气的原动力来自:D

第三章 温度与园林植物

第三章温度与园林植物 ?温度影响着生物的生长和生物的发育,并决定着生物的地理分布。 ?任何一种生物都必须在一定的温度范围内才能正常生长发育。当环境温度高于或低于生物所 能忍受的温度范围时,生物的生长发育就会受阻,甚至造成死亡。此外,地球表面的温度在时间上有四季变化和昼夜变化,温度的这些变化都能给生物带来多方面的深刻影响。 ?温度的变化能引起环境中其他因子的变化 温度的生态作用 一、地球上温度的分布 太阳辐射是地球表面的热源。大气温度主要取决于太阳辐射和地球表面水陆分布。(一)地表大气温度的分布与变化 (二)温度变化规律 第一节城市温度环境 一、温度及其变化规律 R=(S+S`+Ea)—[(S+S`)a+Ee] 二、城市温度条件 伦敦市最低气温热岛图 城市热岛温度剖面图 城市热岛的形成原因 广州市热岛图 (二)影响城市热岛效应的因素 (三)城市热岛对生态环境的影响 城市热岛环流模式 2、夏季,热岛效应可加强城市气温酷热程度 易产生高温灾害,影响健康舒适。增加了能源的消耗和环境污染,影响环境质量。 3、影响取暖季节的能耗冬季,中高纬度地区城市,热岛效应使城市取暖季节比郊区缩短,节省取暖的能源消耗,可消减城市大气污染。 5、影响无霜期和物候期热岛效应会使春天来得早,秋季结束晚,城市无霜期延长,极端低温趋向缓和,有利于树木生长。 (四)防治热岛效应的对策 三、城市小环境温度变化 气温: 冬季,楼南侧气温最高,北侧最低,东侧与西侧居中, 夏季,楼西侧气温比南侧略高。 地温: 楼南侧冻土期比露天对照减少1倍左右,而北侧冻土期比露天对照略长 第二节温度对园林植物的生态作用 一、温度对植物生理活动的影响 最低温、最适温和最高温称酶活性的?°三基点?±温度。植物的生长与温度的关系也服从?°三基点?±温度。一般地,植物生长的温度范围为4-36℃。 最低温:在该温度以上酶才开始表现活性,并在一定范围内酶的活性与温度呈正相关。

机能实验学生理因素及药物对兔呼吸运动的影响--实验报告

机能实验学生理因素及药物对兔呼吸运动的影响--实验报告

生理因素及药物对呼吸运动及膈神经放电的影响实验报告【实验目的】 1.学习用计算机生物信号系统记录呼吸及膈神经放电的方法。 2.观察血液化学成分改变对呼吸运动及膈神经放电的影响。 3.观察肺牵张反射以及迷走神经在此反射中的作用。【实验方法】气管插管法、空白对照法 【实验结论】机体通过呼吸调节血液中的O2、CO2、H+水平,动脉血中O2、CO2、H+的变化又通过化学感受器调节呼吸,维持机体内环境的相对稳定。 引言: 呼吸运动能够有节律地进行,并能适应机体代谢的需要,有赖于呼吸中枢的调节作用。体内外各种刺激可以直接作用于呼吸中枢或通过不同的感受器反射性地作用呼吸运动,由此调节呼吸运动的频率和深度,使肺通气能适应机体代谢需要。 材料与方法: 一、实验对象:家兔。 二、器材药品:哺乳动物手术器械一套、兔手术台、气管套管、注射器(20ml、5ml各一副)、30cm长的像皮管一根、纱布、线、引导电极固定架、三维调节器、玻璃分针、输液夹、压力换能器或张力换能器、BL-410计算机生物信号采集处理系统、20%氨基甲酸乙酯溶液、3%乳酸溶液、生理盐水和液体石蜡(加温38~40°C)、10%尼可刹米注射剂、氮气、CO2。 【实验步骤】 1.准备描记装置二道生理记录仪参考参数:灵敏度

2mv/cm,滤波30Hz,时间常数DC,基线中线。 2.手术 (1)麻醉固定家兔称重后,用20%乌拉坦5ml/Kg由耳缘静脉缓慢注入,麻醉后仰卧固定于手术台上。 (2)颈部手术颈部剪毛,在喉头下缘至胸骨上凹作正中切口,钝性分离肌肉至气管,作气管插管,在气管插管一侧管置呼吸传感器,通过计算机实时分析系统记录呼吸;也可用弯缝针在兔的剑突上皮肤穿一条线并固定,线的另一端连张力换能器,通过记录仪器记录呼吸。分离出两侧迷走神经穿线备用。 3.观察项目 (1)吸入增加CO2的气体将装有CO2的气袋(可用呼出气体)的管口对准气管插管的一侧开口(中间留有间隙),并作标记,观察描记呼吸曲线的变化。 (2)缺氧待呼吸恢复正常后,将氮气气袋的管口对准气管插管的一侧开口(中间留有间隙),并作标记,观察描记呼吸曲线的变化。 (3)增大无效腔待呼吸恢复正常后,将一根50cm长胶管接在气管插管侧管上,并作标记,观察描记呼吸曲线的变

论温度对农业生产的影响

论温度对农业生产的影响 适宜的温度是作物生存及生长发育的重要条件之一,一方面温度直接影响作物 生长、分布界限和产量;另一方面,温度也影响着作物的发育速度,从而影响作物生 育期的长短与各发育期的长短与各发育期出现的早晚。此外,温度还影响着作物病虫 害的发生、发展。 一、植物在环境中生长的要求。 (一)三基点温度。 植物的三基点温度植物生长发育都有三个温度基本 点,即维持生长发育的生物学下限温度(最低温度)、最适温度和生物学上限温度(最高温度),这三者合称为三基点温度。在最适温度下,植物的生命活动最强,生长发育速度最快;在最高和最低温度下,植物停止发 育,但仍能维持生命。如果温度继续升高或降低,就会对植物产生不同程度的 影响,所以在植物温度三基点之外,还可以确定使植物受害或致死的最高与最 低温度指标,即最高致死温度和最低致死温度,合成为五基点温度。不同的植 物对三基点的温度要求不同,同一植物不同生命阶段的三基点温度也不相同, 生长发育的不同生理过程的三基点温度也不相同。 对大多数植物来说,维持生命温度一般在-10~50℃,生长温度在5~40℃,发育温度在10~35℃。

在最适温度下植物生长发育迅速而良好,在生长发育的最低和最高温度下植 物停止生长发育。但仍能维持生命;如果温度继续上升或降低,就会发生不同程度的 危害,达到 生命最低或最高温度时,植物开始死亡。在三基点温度之外,还可以确定最高与最低致死温度,统称为5个基本温度指标。 不同作物或同一种作物的不同发育期,三基点温度是不相同的。 三基点温度是最基本的温度指标,用途很广。在确定温度的有效性、作物的种植季节 和分布区域,计算作物生产潜力等方面都必须考虑三基点。 (二)受害、致死温度 植物遇低温导致的受害或致死,称为冷害或冻害。在0℃以上的低温危害称冷害或寒害,在0℃以下的危害则为冻害。植物因温度过高而造成的危害称热害。 二、周期性变温对植物的影响。 据研究,植物的生长和产品品质,在有一定昼夜变温的 条件下比恒温条件下要好。这种现象称“温周期变化”。在一定的温度范围内,白天温度高,光合作用强,夜间温度低,作物呼吸消耗少即温度日较差大有利于有机质的积累。温度 日较差大有利于有机质作物品质的提高。在昼夜温差较大的条件下,生长的瓜肉和肉 质直根类作物,含糖量增加,小麦千粒重及蛋白质含量均提高。

呼吸运动的调节及其影响因素

1、正常呼吸运动 分析:在正常麻醉状态下、实验动物保持平稳的呼吸节律,其中上升之为吸气, 下降支为呼吸;曲线疏密反映呼吸频率,曲线高度反映呼吸幅度。动物节律性呼吸的基本中枢位于延髓,在肺牵张反射和呼吸调整中枢的共同作用下,保持平稳的节律性呼吸。 2、缺氧

现象:呼吸加深加快 分析:吸入气中缺O2,肺泡气PO2下降,导致动脉血中PO2下降,而PCO2(扩散速度快)基本不变。随着动脉血中PO 2 的下降,通过刺激主动脉体和颈动脉体外周化学感受器延髓的呼吸中枢兴奋,膈肌和肋间外肌活动加强,反射性引起呼吸运动增加。 3、CO2增多 现象:呼吸加深加快 分析:①CO2是调节呼吸运动最重要的生理性因素,它对呼吸有很强的刺激 作用,是维持延髓呼吸中枢正常兴奋活动所必须的。当动脉血中PCO 2 增高时呼 吸加深加快,肺通气量增大。由于吸入气中CO 2浓度增加,血液中PCO 2 增加,CO 2 透过血脑屏障使脑脊液中CO2浓度增多。②CO2十H2O→ H2CO3→ HCO3- + H+ CO 2 通过它产生的 H+刺激延髓化学感受器,间接作用于呼吸中枢,通过 呼吸机的作用使呼吸运动加强。PCO 2 增高时,还刺激主动脉体和颈动脉体的外周化学感受器,反射性地使呼吸加深加快。

4、增大无效腔 现象:呼吸加深加快 分析:增加气道长度等于增加无效腔,增加无效腔使肺泡气体更新率下降,引 起血中PCO 2、PO 2 -下降,刺激中枢和外周化学感受器引起呼吸运动会加深加快; 另外,气道加长使呼吸气道阻力增大,减少了肺泡通气量,反射性呼吸加深加快;增加家兔气道长度可使家兔通气量增加,呼吸频率加快。

园林植物的影响因素

第五章园林植物的影响因素 植物为活的有机体,在生长发育过程中,不断受到内在因素的影响,同时受外界条件的综合影响,较明显者为:温度、水分、土壤、空气、人类活动等。 一、温度 随海拔升高、纬度(北半球)北移而降低; 随海拔降低、纬度(北半球)南移而升高。 南---------北:常绿----落叶 阔叶----针叶 (一)温度三基点 1、温度变化----影响植物的光合作用、呼吸作用、蒸腾作用等生理作用。 (1)最低温度 (2)最适温度 (3)最高温度 2、一般植物0—35oC范围内,温度上升,生长加速, 温度下降,生长减缓 (二)温度的影响 1、温度影响植物的休眠和萌芽 2、低温使植物遭受寒害和冻害 3、高温影响植物质量 4、温度与物候的关系 5、温度与各气候带的植物景观 (1)寒温带针叶林景观 (2)温带针阔叶混交林景观 (3)暖温带落叶阔叶林景观 (4)亚热带常绿阔叶林景观 (5)热带季雨林、雨林景观 二、水分 1、水的作用: (1)影响植物的光合作用、呼吸作用、蒸腾作用等生理作用 (2)植物生存的物质条件之一

(3)影响植物的形态结构、生长发育、繁殖、种子传播的生态因子之一 (4)可形成特殊的植物景观 2、植物分类(依植物对水分变化的适应能力) (1)旱生植物:少量水分即可满足生长发育 树干矮小、树冠稀疏、根系发达、夜小而厚, 有的退化成针状,表面有角质层或生绒毛 如:仙人掌 (2)湿生植物:与(1)对立 一般根系不发达,生长发育需要大量水分抗旱能力差 如:秋海棠、酢浆草 (3)中生植物:介于(1)(2)之间 如:水淹可正常生长:旱柳、乌桕、水杉 水淹会死亡:梧桐、桃、李、木瓜、雪松(4)水生植物:植物的全部或部分必须在静水或流水中生长 如:王莲 三、光照 (一)植物对光照的要求,通过以下两点表示 (1)光补偿点 (2)光饱和点 (二)植物分类(依光照强度) (1)阳性植物:要求较强光照,不耐庇荫 (2)阴性植物:要求较弱光照 (3)中性植物(耐荫植物) 备注:耐荫是相对的,与纬度、气候、年龄、土壤密切相关 四、土壤(植物生长发育的基质) (一)土壤物理性质的影响 主要指土壤的机械组成 (二)土壤厚度的影响 涉及土壤水分、养分多寡及承重问题 (三)土壤酸碱度(PH) 影响矿物质养分溶解、转化、吸收 (四)植物分类

呼吸运动的影响因素(特选参考)

呼吸运动的影响因素 1.实验题目:呼吸运动的影响因素 2.实验目的:学习和记录麻醉动物呼吸运动的实验方法,观察各种因素改变对呼吸运 动的影响。 3.实验材料:家兔(2.13kg),家兔手术台,婴儿秤,动物手术器械,动脉导管,动 脉夹,气管插管,三通管,50cm长的橡皮管1根,注射器(1,5,10.20ml),注射针头,纱布,棉花,棉线,压力换能器,气袋2个,铁支架,生物信号采集处理系统,20%乌拉坦溶液,3%乳酸溶液,氮气,CO2气体,大小烧杯 4.实验方法和步骤:1:麻醉和固定家兔称重后,20%乌拉坦4ml/kg经耳缘静脉注 射,仰卧位固定于手术台上,剪去颈部兔毛。 2:颈部手术从甲状软骨向下做5-7cm长的颈正中切口,分离两侧迷走神经和气管,穿线备用。 3:插管及呼吸运动曲线的描记气管插管; 夹闭气管插管的一侧开口,观察并记录呼吸的运动曲线;(平静) 夹闭气管插管的一侧开口,将装有N2的气袋管口对准气管插口的另一侧开口(中间留有间隙,并罩住烧杯),缓慢增加吸入气中的N2含量,观察并记录呼吸的运动曲线;(N2) CO2操作同上;(CO2) 将一根橡皮管连接在气管插管的一侧切口,夹闭另一侧开口,观察并记录呼吸的运动曲线;(无效腔) 由耳缘静脉注射乳酸2ml,观察并记录呼吸的运动曲线;(乳酸) 剪断一侧迷走神经,观察并记录呼吸的运动曲线;再切断另一侧的迷走神经,观察并记录呼吸的运动曲线;(迷走神经) 5.实验结果:

1.平静呼吸的运动曲线。(错误)

2.增加吸入气N2家兔的呼吸运动曲线。

3.增加吸入气co2家兔的呼吸运动曲线。家兔的呼吸加深加快。

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