植物为什么不吸地下水(植物土壤不吸水)
水是生命之源。水不仅影响工农业发展,更是城市发展、人民生活的生命线。有研究表明,若全球升温1.5 ℃
,全球水资源短缺人口将增加4%;升温2℃,全球水资源短缺人口将增加8%。
那么,受气候变化影响,与人类生产生活息息相关的水资源还够用吗?
地球上的水是如何循环的?
地球系统是由大气圈、水圈、陆圈和生物圈组成的有机整体。水可在不同温度条件下实现液态、气态和固态之间的转化,这就让它成了地球系统中的“活跃分子”,在系统中以不同形式不断地运动,加上太阳辐射和地球引力的外在动力,形成了地球上生生不息的水循环。
按照水存储的圈层不同,水可分为地面水、地下水、大气水和生物水等四个部分。
自然界的水在太阳辐射和大气运动的共同驱动下,不断从江河湖海等地和植物的茎、叶面等,通过蒸发或蒸散,以水汽的形式进入大气圈,然后凝结成的水滴再以降水的形式降落到地球表面。到达地球表面的降水,一部分渗入地下,一部分则形成地面径流流入江河湖泊,再汇入大海;还有一部分通过蒸发或蒸散作用回到大气圈,或者以地下水形式流入江河湖泊。这就是地球水循环的简化模型。
地球水文循环示意图。图片来源:世界气象组织
我国极端日降水量事件频次增加
水可在液态、气态和固态之间任意转换的特殊性,决定了它是受气候变化影响最直接的因子之一。3月10日,世界气象组织发布的《2019年全球气候状况声明》(以下简称《声明》)显示,2019年是有仪器记录以来温度第二高的年份。自20世纪80年代以来,每个连续十年的气温都比1850年以来的前一个十年更热。
中国是全球气候变化的敏感区和影响显著区之一,自20世纪中叶以来,中国区域升温率明显高于同期全球平均水平。
日益升高的气温必将引起水循环的变化,并对降水、蒸发、径流、土壤湿度等造成直接影响,引起水资源在时间和空间上的重新分配以及水资源总量的改变。研究表明,气温每升高1
℃,空气中将能多容纳7%的水汽。虽然,空气中能容纳多少水汽是人们不易直观感受到的,但降水的变化却是容易觉察的。
观测数据表明,气候变暖影响着降水量的空间和时间分布。在中高纬度地区和热带地区一般呈现出降水增加的趋势,而副热带地区一般呈现出降水减少的趋势。这就可能致使干的地方越干,湿的地方越湿。
对中国而言,1961至2018年,中国平均年降水量呈微弱的增加趋势,但年降水日数呈显著减少趋势,年累计暴雨站日数和极端日降水量事件的频次均呈增加趋势,这意味着城市内涝、洪涝灾害等风险会增加。
同时,数据显示,我国区域干旱事件频次亦呈微弱上升趋势,干旱风险增加。
中国海平面上升速率高于全球
海水比热容较大,90%以上的全球变暖热量都储存在了海洋中,气候变暖无疑会对整个海洋产生巨大影响。气温升高致使海洋热膨胀、冰川与冰盖融化、陆地水储量变化等,造成全球海平面的上升。
《声明》表示,2019年海洋热含量已深入到深度2公里的海洋,打破2018年创下的纪录高点,全球海平面高度达到有记录以来最高值。1980年至2018年,中国沿海海平面上升速率为3.3毫米/年,高于同时段全球平均水平。
值得一提的是,海平面上升不仅威胁生活在沿海低洼地带的人民,它与海洋酸化、海水含氧量减少、冰川退缩、南北极海冰与格陵兰冰盖缩小等,也严重破坏了海洋和冰冻圈生态。
此外,水资源的重要组成部分冰冻圈也是对全球变暖最为敏感的圈层。
中国的冰冻圈主要分布在青藏高原、新疆北部以及黑龙江北部地区。以乌鲁木齐河上游最大的冰川“乌鲁木齐河源1号”冰川为例,自1959年以来,“乌鲁木齐河源1号”冰川一直处于退缩状态。2001年冰川面积缩减至1.71平方公里,2008年缩减至1.59平方公里,2018年进一步缩小至1.51平方公里,2001年至今冰川面积减少11.7%。近年来呈加速消融趋势,与全球冰川总体变化一致。
气候变化还对中国地表水资源、地下水、湖泊湿地面积、流域荒漠化等产生巨大影响。
直面气候变化,如何更好利用水资源?
我国水资源总量约为2.8万亿立方米,由于人口众多,人均占有量仅为世界平均水平的1/4,是世界上人均水资源占有量贫乏的国家之一。而年际年内分配不均导致水资源供给可靠性大大降低,气候变化和极端气候现象频发导使水资源时空分布不均,更加剧了我国水安全形势的严峻程度。
一般我国用水量分为农业用水、工业用水、生活用水和生态用水四类。因2003年我国才将生态用水纳入我国水资源统计范畴,因此通过统计2003年至2018年16年我国用水数据,可以看到,农业用水占总用水量的比重最大,约为62.8%,其次为工业用水,约为22.7%,生活、生态用水占比分别为12.6%和2.0%。
近年来,随着社会经济的发展和产业结构的调整,我国用水结构也发生了深刻变化。在这16年间,农业和工业用水总量都呈现先增加后减少的趋势,但占比却呈减少趋势,分别从2003年的64.5%和22.1%下降到2018年的61.4%和21%;而生活用水则呈显著增加的态势,研究表明,年末人口的增加是我国近年来生活用水显著增加的主要原因。
研究表明,总体上我国用水效率与国际先进水平相比还有很大提升空间。工业用水效率与世界平均水平相差不大,但灌溉水利用率与国际先进水平相比还有较大差距。而我国农业用水占比超过六成,因此相比于工业用水和生活用水我国农业用水节水空间更大。未来可通过发展节水灌溉等措施进一步提高用水效率。
直面气候变化对水资源的影响,一方面,全社会应当培养绿色低碳的生活方式,全力实现抑制升温的目标;同时,对于普通人来说,在日常生活中,也要从珍惜每一滴水做起。
根据国家统计局最新数据,2019年末,我国总人口数约为14亿人;一滴水大约为0.05毫升。那么,每人每天节约一滴水,全国约省水70立方米。成年人维持生命活动每天至少需要2升水(0.002立方米),70立方米水可以维持35000个人一天的基本需水量。这个数字是不是还是很可观呢?
夏季高温为什么不能浇低温地下水这与植物的光合作用有关。中午气温高,植物蒸腾作用强,水分蒸发快,根系需要不断吸收水分,补充叶面蒸腾的损失。如果此时浇冷水,虽然盆土中加了水分,但由于土壤温度突然降低,根毛受到低温的刺激,就会立即阻碍水分的正常吸收。叶面气孔没有关闭,水分失去了供求的平衡,导致叶面由紧张状态变成蔫,使植株产生“生理干旱”,叶片焦枯,严重时会引起全株死亡。
叶子是否吸收水分?
植物叶片会吸水。
但是不能直接吸收在叶面上的水分,植物叶片吸水的,原因是当植物中的水分从叶面蒸发,则会形成压强差,于是根就从水分从土壤里将水吸上来。即可以说是叶片间接性的吸水。
当植物叶片进行蒸腾作用的时候,水分便从叶子的气孔和表皮细胞表面蒸腾到大气中去,气孔附近的叶肉细胞因蒸腾失水而水势降低,所以失水的细胞便从临近水势高的叶肉细胞吸水,如此传递,接近叶脉导管的叶肉细胞向叶脉导管、茎的导管、根的导管吸水,最后根部从环境中吸水。这种吸水方式称为被动吸水,由蒸腾作用导致的细胞水势下降而引起的。
扩展资料:
叶片的结构:
通常被子植物叶由表皮、叶肉、叶脉组成。表皮覆盖着整个叶片,分为上表皮和下表皮,它不含叶绿体,细胞间没有细胞间隙,形状十分规则;也表皮上面附着有角质层,具有减少水分蒸腾与保护叶肉细胞避免其受机械损伤的作用;表皮细胞上一般会分布着各种表皮毛和气孔器,气孔器的类型与表皮毛的数量随着植物类型的不同而有差别。
上下表皮层以内的绿色同化组织为叶肉细胞,富含叶绿体,是叶片进行光合作用的场所;叶肉细胞由栅栏组织和海绵组织构成,又分为异面叶和等面叶。叶脉是叶片中的维管束,叶片中脉明显粗大,在中脉较大维管束上、下两侧有发达的后壁组织与表皮细胞相连,增加了机械支持力。禾本科植物表皮细胞也有泡状细胞的分化,在植物叶卷曲、伸展运动中起着重大作用。
参考资料来源:
百度百科-叶子
人民网-神奇!沙漠干枯植物叶片吸水后竟“起死回生”
为什么雨水通常不能为植物体的地上部分直接吸收,而必须进入土壤后由根毛来吸收补充:水的流动是很快的 ,因为重力的作用,水会很快流到地面,植物的叶子和枝干很难吸收,而土壤可以很好的保持水分,所以植物的水分吸收必须在根部!!这是自然进化的结果!
Copy的.
一、植物根系对水分的吸收
根系是吸收水分的主要器官。根系吸水的部位主要是根尖,包括分生区、伸长区和根毛区。其中根毛区吸水能力最强。水分还可以通过皮孔、裂口或伤口处进入植物体。
(一)根系对水分的吸收
根系吸水的方式:主动吸水和被动吸水。
1、被动吸水
植物根系以蒸腾拉力为动力的吸水过程称为被动吸水(passive absorption of water)。所谓蒸腾拉力(transpirational pull)是指因叶片蒸腾作用而产生的使导管中水分上升的力量。当叶片蒸腾时,气孔下腔周围细胞的水以水蒸气形式扩散到水势低的大气中,从而导致叶片细胞水势下降,这样就产生了一系列相邻细胞间的水分运输,使叶脉导管失水,而压力势下降,并造成根冠间导管中的压力梯度,在压力梯度下,根导管中水分向上输送,其结果造成根部细胞水分亏缺(water deficit),水势降低,从而使根部细胞从周围土壤中吸水。
2、主动吸水
根系代谢活动而引起的根系从环境吸水的过程叫主动吸水。
(1)现象:吐水、伤流和根压都是主动吸水的表现。
(2)机理:根系代谢活动而引起的离子的吸收与运输,造成了内外水势差,从而使水按照下降的水势梯度,从环境通过表皮、皮层进入中柱导管,并向上运输。主动吸水由于根系的生命活动,产生的把水从根部向上压送的力量。
(二)水分在根系中的运输
水分在根系中运输的具体途径是:土壤→根毛→皮层→内皮层→中柱鞘→根的导管或管胞。水分进入植物根表皮后,其运输既有质外体运输,又有共质体运输。
(三)影响根系吸水的外界条件
1、土壤可利用水分
土壤水分状况与植物吸水有密切关系。土壤缺水时,植物细胞失水,膨压下降,叶片、幼茎下垂,这种现象称为萎蔫(wilting)。如果当蒸腾速率降低后,萎蔫植株可恢复正常,则这种萎蔫称为暂时萎蔫(temporary wilting)。暂时萎蔫常发生在气温高湿度低的夏天中午,此时土壤中即使有可利用的水,也会因蒸腾强烈而供不应求,使植株出现萎蔫。傍晚,气温下降,湿度上升,蒸腾速率下降,植株又可恢复原状。若蒸腾降低以后仍不能使萎蔫植物恢复正常,这样的萎蔫就称永久萎蔫(permanent wilting)。永久萎蔫的实质是土壤的水势等于或低于植物根系的水势,植物根系已无法从土壤中吸到水,只有增加土壤可利用水分,提高土壤水势,才能消除萎蔫。
2、土壤温度:土壤温度直接影响根系的生理活动和根系的生长,所以对根系吸水影响很大。土壤温度过低,根系吸水能力明显下降。这是因为低温使根系代谢减弱,低温使水分和原生质的粘滞性增加,因而影响了根系对水分的吸收。温度过高,酶易钝化,根系代谢失调,对水分的吸收也不利。因而适宜的温度范围内土温愈高,根系吸水愈多。
3、土壤通气状况:根系通气良好,代谢活动正常,吸水旺盛。通气不良,若短期处于缺氧和高CO2的环境中,也会使细胞呼吸减弱,影响主动吸水。若长时间缺氧,导致植物进行无氧呼吸,产生和积累较多的酒精,使根系中毒,以至吸水能力减弱。植物受涝而表现缺水症状,就是这个原因。
参考资料:
小高考地理:树木为什么不能吸收地下水?作物相比,树木吸收消耗的水分数量是很大的。一棵橡树一天大约消 耗 570 kg 水,而一株
玉米只消耗 2k8 水。树木所吸收的水分绝大部分消耗于蒸腾作用,用
于体内有机物质的合
成一般仅占 o.5%。1.o%.因此,树木的需水量常常可用蒸腾强 度来表示。蒸腾强度因树 种、生育时期和环境条件而不同。一般地说,阔叶树的蒸腾强度大于 针叶树;南方树种大子 北方树种;幼龄期大于老龄期;抽枝发叶和高径生长旺盛期大于休眠 期;在晴朗多风的天气 树木的蒸腾强度也比阴天大得多。总之,树木的蒸腾强度是多变的, 因此,就很难正确反映 树木对水分的真实需求,也不能反映树木对水分利用的有效性。不同 树种、消耗同样的水所 制造的干物质很不一样.这决定于各种树木光合作用和蒸腾作用的水 平。
在自然界不同的水分条件下,适生着不同的树种。如杏、枣、扁 桃、阿月恽子、沙棘、 核桃等经济树木较为适宜于干旱的立地条件,而椰子、越梅等经济树 木能耐一定的水湿。树 木对水分的要求与树木对水分的需要有一定的联系,但是两个不同的
概念。树种对水分的需 要和要求有时是一致的,也可能不一致。如赤杨喜生于水分充足的地 方,是对水分需求量 高、对土壤水分条件要求比较严格的树种;松树对水分的需要量也较 高,但却可生长在少水 的地方,对土壤湿度要求并不严格;云杉的耗水量较低,对土壤水分 的要求却严格。按树种 对水分的要求可区分为耐旱树种、湿生树种和中生树种。大多数经济 树种对土壤水分要求并 不严格,属中生树种,它们都能适应一定程度的水分变化幅度。
[二)耐早树种及其对干旱的适应 在自然界,水分亏缺使树木生长发育受到威胁,即使在湿润气候
区,也常有干旱的季节
和年份。大气和土壤干旱,会降低树木的各种生理过程,影响其生长、
产量和观赏性状。但
是,有些树种却可忍受长期的天气干旱和土壤干旱,并能维持正常的
生长发育,这些树种被
称为耐旱树种。如杏、枣、扁桃、阿月浑子、沙棘、核桃等。这些树
种都具有较强的抗旱
性,其原生质具有忍受严重失水的适应能力,在面临大气和土壤干旱
时,或保持从土中吸收
水分的能力,或及时关闭气孔,减少蒸路面积以减少水分的损耗,或
体内贮存水分和提高输 水能力以度过逆境。因此,耐旱树种通常都具有下列形态的和生理的 适应特征:
1.根系发达 耐旱树种的根系一般都很发达,有的甚至把根深深扎人士壤深层
以利用地下水。如我国
西北干旱区骆驼刺的根可深达 30m,南方石灰岩山地上树木的根常沿 石缝向下伸延 20— 30m,直至插入土中为止。另有一些耐旱树种扎根并不深,但其分生 侧根很多,形成浅而伸
展很宽且密集的根系 o 2.高渗透压
耐早树种根细胞的渗透压一般高达 53—92kPa ,有的甚至达
133kPa,因而 的吸收水分能力。同时,细胞内有亲水胶体和多种糖类,其抗脱水的 能力强。
3.县有控制蒸膝作用的结构或机能 有的树种叶很小,甚至退化成鳞片状、毛状(如木麻黄、径柳等),
有的部分枝退化为 刺,有的在干旱时落叶、落枝(如棱梭),有的叶面有厚的角质层、蜡 层或茸毛,有的气孔 数目少或气孔下陷等等都有利于降低蒸腾作用,以适应干旱。但是,
低蒸腾作用并不一定是
耐旱的标志,许多耐旱树种蒸腾强度是相当高的,尤其是在水分供应
充足的时候。另外,也
并非所有的耐旱树种都具备以上各种待征。在自然界里,每种树种都
有其固有的综合的耐旱
植物叶子为什麽不吸水不知道提问者的学识如何,这个问题站在不同的角度有不同的看法。植物叶片不吸水,是由于绝大多数叶片上都有蜡质,而蜡质是疏水性很强的物质,在叶片上可以强烈排斥水,因此水很难在叶片上附着,看起来叶片并不吸水,这也有利于减少叶片水分蒸发。干旱如沙漠等地区的植物都有这种现象。其实植物叶片并非不吸收水分。叶片上有很多气孔(还有叶片上细胞与细胞之间的间隙,称为外质体)是可以吸收水分的,比如热带雨林地区有一种植物凤梨(科)是寄生在树干上的,其就是靠叶片吸收空气和沉积在叶片之间的水分的,而根系最主要的作用只是固定。
可以做一个小试验:将一株萎蔫的植物(不是死的)的叶片浸入水中,过一段时间后,植物就变的提拔,萎蔫现象消失,看上去就象没有失水一样。这就是叶片吸收了大量水分以后,植株恢复正常的表现。