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水的生態意義水是植物主要的組成成分,植物體的含水量一般為60~80%,有的甚至可達90%以上,沒有水就沒有生命。水是很多物質的溶劑,土壤中的礦物質、氧、二氧化碳等都必須先溶于水後,才能被植物吸收和在體內運轉。水還能維持細胞和組織的緊張度,使植物器官保持直立狀況,以利於各種代謝的正常進行。水是光合作用製造有機物的原料,它還作為反應物參加植物體內很多生物化學過程。此外,水由於有較大的熱容量,當溫度劇烈變動時,能緩和原生質的溫度變化,以保護原生質免受傷害。水對植物的影響是通過不同形態、量和持續時間三方面的變化來實現的。不同形態的水指水的固態、液態和氣態等三態,量是指降水量的多少和大氣、土壤濕度的高低,持續時間是指降水、乾旱、淹水等的持續時間。2. 水的變化規律水在地球上以三種方式實現其流動和再分配:一是水氣的大氣環流,二是洋流,三是河流排水。並以水迴圈維持著地球各地的水分平衡。水在地球上以三種形態存在:氣態、液態和固態。降水通過生態系統時,將進行水的再分配,這種作用隨植物群落結構複雜程度的增加而增大。如降水通過森林生態系統時,林冠能截留部分水分,其截留量隨結構複雜性增大而增大。降水到達林地後,一部分作為地下水或地面徑流,另一部分則通過植物體的蒸騰和地面的蒸發保留在群落內,使林內空氣和土壤濕度保持穩定,因為群落的阻擋作用,大大減少了地表徑流。同時,森林具有涵養水源,保持水土、調節小氣候、降低地下水位的作用。由此可見保護森林的重要性。3. 水對植物的影響與植物的生態適應植物需水量是相當大的,一株玉米一天大約需消耗2千克左右的水,一生需要200多千克水。夏季一株樹木一天的需水量約等於其全部鮮葉重的5倍。因此,缺水對植物來說十分嚴重。在長期的進化過程中,植物通過體內水分平衡即根系吸收水和葉片蒸騰水之間的平衡來適應周圍的水環境。如氣孔能夠自動開關,當水分充足時氣孔張開以保證氣體交換,當缺水乾旱時便關閉以減少水分的散失。植物表皮生有一層厚厚的蠟質表皮可減少水分的蒸發。有些植物的氣孔深陷在葉內,有助於減少失水。有很多植物靠光合作用的生化途徑適應于快速攝取CO2,這樣可使交換一定量氣體所需的時間減少;或把CO2以改變了的化學形式貯存起來,以便能在晚上進行氣體交換,此時溫度較低,蒸發失水的壓力較小。一般而言,在低溫地區和低溫季節,植物吸水量和蒸騰量小,生長緩慢;反之亦然,此時必須供應更多的水才能滿足植物對水的需求和獲得較高的產量。水對植物的不利影響可分為旱害和澇害兩種。旱害主要是由大氣乾旱和土壤乾旱引起的,它使植物體內的生理活動受到破壞,並使水分平衡失衡。輕則使植物生殖生長受阻,產品品質下降,抗病蟲害能力減弱,重則導致植物長期處於萎蔫狀態而死亡。植物抗旱能力的大小,主要決定于形態和生理兩方面(如上一段所述)。我國勞動人民很早以前就有對有些作物進行「蹲苗」,以提高抗旱能力的經驗。澇害則是因土壤水分過多和大氣濕度過高引起,淹水條件下土壤嚴重缺氧、CO2積累,使植物生理活動和土壤中微生物活動不正常、土壤板結、養分流失或失效、植物產品質量下降。植物對水澇也有一定的適應,如根系木質化增加、形成通氣組織等。根據環境中水的多少和植物對水分的依賴程度,可將植物分為以下幾種生態類型:(1)水生植物 指生長在水中的植物。其適應特點是體內有發達的通氣系統,以保證氧氣的供應;葉片常呈帶狀、絲狀或極薄,有利於增加採光面積和對CO2與無機鹽的吸收;植物體具有較強的彈性和抗扭曲能力,以適應水的流動;淡水植物具有自動調節滲透壓的能力,海水植物則是等滲的。它根據生境中水的深淺不同,可以分為沉水植物、浮水植物和挺水植物三類。沉水植物整株植物沉沒在水下,為典型的水生植物,如苦草、菹草、金魚藻和黑藻等。浮水植物葉片飄浮在水面,有不紮根和紮根浮水植物之分,前者如鳳眼蓮、浮萍、槐葉萍、無根萍等,後者如睡蓮、眼子菜、蓴菜等。挺水植物大部分挺水水面,如蘆葦、香蒲等。(2)陸生植物 指在陸地上生長的植物,它包括濕生、中生和旱生植物三類。濕生植物在潮濕環境中生長,不能長時間忍受缺水,有陰性濕生植物和陽性濕生植物之分,前者如雨林中的多種附生植物、秋海棠等,後者如水稻、燈心草、半邊蓮、毛茛、澤瀉等。中生植物生長在水濕條件適中的陸地上,是種類最多、分佈最廣和數量最大的陸生植物。旱生植物在乾旱環境中生長,能忍受較長時間乾旱,主要分佈在幹熱草原和荒漠地區,它又可分為少漿液植物和多漿液植物兩類。少漿液植物葉面積縮小,根系發達,原生質滲透壓高,含水量極少,如刺葉石竹、駱駝刺(地上部分只有幾釐米而地下部分深達15米,根系擴展範圍達623米)、夾竹桃等;多漿液植物有發達的貯水組織,多數種類葉片退化而由綠色莖代行光合作用,如仙人掌(高達15~20米,可儲水2噸以上)、瓶子樹、猴麵包樹等。