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★ 它可以通过蒸发降温吗？
★它能背个水壶来解决水分损失吗？
How does the cicada remains active
when environmental temperature
exceeds its lethal maximum?
★ 蝉躲在树丛中利用阴凉的小气候？
Toolson 及其学生深入研究了这一不为大家注意的问题！
★ 如果是，那如何控制水分损失（因为 昆虫体小，表面积相对很大）？
荒漠蝉之谜 ？ ★ 它可以通过蒸发降温吗？ ★它能背个水壶来
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第5章 水因子的生态作用及生物的适应 Water as an ecological factor
关键概念
在陆地和水域环境中水分沿浓度梯度下行，从而决定着生物获得水分的状况
陆地动、植物通过平衡水分得失来调节体内水分
海洋和淡水生物利用补偿机制来调节体内水分和盐平衡
第5章 水因子的生态作用及生物的适应 Water as a
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水的可利用性 Water availability
(1) 空气中的水分含量
在陆地和水域环境中水分沿浓度梯度下行决定着生物获得水分的状况
水汽密度：单位立方米水汽分子的重量（g/m3).
水汽压：空气中气体分子产生的压力（kPa).
[1帕pascal (Pa) = 1牛顿力/m2]
相对湿度(RH)：指单位容积空气中实际水汽含量与同一温度下饱和水汽含量之比(%)。
饱和差(水汽压赤字 Vapor pressure deficit)：指实际水汽含量与同一温度下饱和水汽含量之差。
水的可利用性 Water availability
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饱和水汽密度
饱和水汽压
温度与水汽压（水汽密度）的关系：
正相关
饱和水汽密度饱和水汽压温度与水汽压（水汽密度）的关系：正相关
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（续）
陆地生物的水汽压赤字与水分蒸发损失的关系
s
水汽压赤字高，体内蒸发就大
水汽压赤字低，体内蒸发就小
（续）陆地生物的水汽压赤字与水分蒸发损失的关系s水汽压赤字高
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(2)水域环境中水的运动
水从高浓度向低浓度环境扩散，即渗透(作用) osmosis，从而产生渗透压 ，那么溶液中物质的扩散方向与水相反。根据生物体液与环境关系：
低渗
高渗
等渗
等渗压的(生物) －体液中水浓度和盐浓度与环境中的相同；
高渗压的（生物）－体液中水的浓度低于环境，但盐浓度高于环境。
低渗压的 （生物）－体液中水的浓度高于环境、但盐浓度低于环境。
(2)水域环境中水的运动 水从高浓度向低浓度环境扩散，即渗透
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(3)土壤与植物间的水分运动
在陆地上，水分从生物体流向大气，其速率取决于生物与周围空气的水汽压赤字。
水从土壤经过植物进入大气是沿水势能 water potential （即水做功的能力）梯度而运动（图解）。水做功的能力取决于它的自由能，从高自由能向低自由能运动。
水势梯度
(3)土壤与植物间的水分运动 在陆地上，水分从生物体流向大气
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（续）
若设纯水的势能为0，其它任何液体的势能都为负值。故自然界的水势能一般为负值， 因为在自然界几乎不存在绝对的纯净水。
所以，水从势能较大的土壤经过植物最后进入水势最小的干燥空气中（图解）。
（续）若设纯水的势能为0，其它任何液体的势能都为负值。故自然
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思考题
请绘制出夏季植物在一天中的叶片水势变化图。
time
Water potential
思考题 请绘制出夏季植物在一天中的叶片水势变化图。timeW
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生物在陆地环境中的水分调节 Water Regulation on Land
陆地动、植物通过平衡水分得失来调节体内水分
陆生生物面临2个问题：身体水分蒸发散失、难以补充水。
陆生动物的水调节平衡：Wia＝ Wd ＋ Wf ＋ Wa – We － Ws
Wia－动物体内水.
水来源： Wd －drink 饮水；Wf －food 食物水；
Wa－ air 吸收空气中的水；
水散失：We－evaporation 蒸发失掉水；
Ws－secretions 排泄水。
生物在陆地环境中的水分调节 Water Regul
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