第十六章 植物与环境
本章节主要涉及到生态学方面的知识。植物
与环境的关系具有两方面含义:
一是指植物个体以自身变异适应不断变化的
环境和环境对植物的塑造或改造作用;
二是植物群体在不同环境中形成过程及其对
环境的改造作用。
本章主要知识结构:
? 第一节 关于环境的概念
? 第二节 植物对光因子的生态适应
? 第三节 对温度因子的生态适应
? 第四节 对水因子的生态适应
? 第五节 对土壤因子的生态适应
? 第六节 植物种群与环境
? 第七节 植物群落与环境
? 第八节 世界和中国植被的重要类型
植物
个体
与生
态 因
子之
间的
关系
第一节 关于环境的概念
? 一、环境及一些基本概念
? 二、生物圈的环境
? 三、人工环境
? 四、生态因子
一、环境及一些基本概念
? 1.环境( environment):指的是生态学中的环境,
是指生物有机体周围的生存空间,即所以环境因素
的组合体。包括自然环境和其他生物有机体的影响
和作用。必然包括生物生活必需和不需的环境因素。
2.环境因子( environment factor):组成环境每
个因子。 3.生态因子( ecological factor
environment):环境因子中对某一具体植物种的
生活起直接 or简直作用的因子。)
? 4.生态环境:生态因子的综合( ecological
environment)
? 5.生境( habit):指生物体所居住的地方。
? 6.植物小环境( micro-environment):指接
近植物个体表面 or个体表面不同部位的物理环
境。如叶表面由于光、温、气及湿度等变化形
成的特殊小气候。 7.体内环境( inner
environment):植物体内部的环境,如气孔
内直接接触和叶肉 cell接触的气腔等。
二、生物圈的环境
? 1.生物圈( biosphere):地球上全部生
物及其赖以生存的环境的总体,包括大
气圈( 10km)、水圈( 12km)、岩石
圈和土壤圈。 植被地位:最活跃,在能
量和物质循环过程中扮演及其重要的角
色。生物产量占 99%。
? 2.1.大气圈( atmosphere):从地表至空中
1000km范围。 作用:对流层,下部 10km以内,
占全部大气质量 70~ 80%,O2108kg,N2是中
介,冲淡 O2的氧化作用; CO2光合原料,其次
吸收和释放辐射能,影响地面和大气的温度。
对流层形成的风、雨、雪等自然现象调节水分
平衡,利用植物生长,同时也给植物带来破坏
和损伤(冰雹)。
2.2 水圈
? 71%海洋和江河,以及地下、气体和雪山冰
盖(南北极)构成水圈( hydrosphere)。
? 水,15亿 3km3,海水 97%,淡水 3%,
? 淡水中 3/4为固态,无法利用。
? 淡水资源紧缺,无节制开采,工业污染等
? 水资源分布的不平衡。
2.3 岩石圈和土壤圈
? 岩石圈( lithosphere and pedosphere):指地球表面
30~ 40km厚的地壳,是组成生物体各种化学元素的
仓库。 土壤圈:岩石的组成不同,风化厚形成不同
的土壤类型。它是在生物体的参与下形成的。坚硬
的岩石形成细小的矿物颗粒,二死亡的动植物残体
则形成腐殖质,增加了土壤肥力。
三、人工环境
? 概念有广义和侠义之分:
? 广义:所有栽培、引种驯化以及所有作
物需要的环境,人工经营管理的森林、
草地、绿化造林以及自然保护区内的认
为防控措施等。 侠义:人工控制下的植
物环境。如美国模拟地球环境地球一号
村、玻璃温室、薄膜生产等。
四、生态因子
? 根据生态因子的性质分为 5大类:
? 气候:光,T、气、水
? 土壤
? 生物:植物与周围动物、微生物以及植物之间
的关系。
? 地形:为简直因子,如海拔、盆地、山等。
? 人为:人类对植物资源的利用、改造以及破坏
过程对植物带来的有利 or不利的影响。
第二节 植物对光因子的生态适应
? 一、光对植物重要意义
? 二、植物对不同光照强度的生态适应类型
? 三、对不同日照长度的生态适应类型
一、光对植物重要意义
? 为植物提供能量
? 光强、光质、光周期
? 光的分布:不同地区光辐射量不同
? 地形影响
2.2 水圈
?71%海洋和江河,以及地下、气体和雪山冰
盖(南北极)构成水圈( hydrosphere)。
?水,15亿 3km3,海水 97%,淡水 3%,
? 淡水中 3/4为固态,无法利用。
? 淡水资源紧缺,无节制开采,工业污染等
? 水资源分布的不平衡。
2.3 岩石圈和土壤圈
? 岩石圈( lithosphere and pedosphere):指地球表面
30~ 40km厚的地壳,是组成生物体各种化学元素的
仓库。 土壤圈:岩石的组成不同,风化厚形成不同
的土壤类型。它是在生物体的参与下形成的。坚硬
的岩石形成细小的矿物颗粒,二死亡的动植物残体
则形成腐殖质,增加了土壤肥力。
三、人工环境
? 概念有广义和侠义之分:
? 广义:所有栽培、引种驯化以及所有作
物需要的环境,人工经营管理的森林、
草地、绿化造林以及自然保护区内的认
为防控措施等。 侠义:人工控制下的植
物环境。如美国模拟地球环境地球一号
村、玻璃温室、薄膜生产等。
四、生态因子
? 根据生态因子的性质分为 5大类:
? 气候:光,T、气、水
? 土壤
? 生物:植物与周围动物、微生物以及植物之间
的关系。
? 地形:为简直因子,如海拔、盆地、山等。
? 人为:人类对植物资源的利用、改造以及破坏
过程对植物带来的有利 or不利的影响。
第二节 植物对光因子的生态适应
? 一、光对植物重要意义
? 二、植物对不同光照强度的生态适应类型
? 三、对不同日照长度的生态适应类型
一、光对植物重要意义
? 为植物提供能量
? 光强、光质、光周期
? 光的分布:不同地区光辐射量不同
? 地形影响
二、植物对不同光照强度的生态适应类型
? 根据植物对光强适应不同:
? 阳地植物
? 阴地植物
? 耐阴植物
三、植物对不同日照长度的生态适应类型
? 长日
? 短日
? 中日照
? 中性
第三节 对温度因子的生态适应
? 温度是植物生命活动不可缺少的重要条件之一:
? 1.影响温带的因子:
? 空间:纬度、海拔、地形等
? 时间:年变化(季节)和日变化
? 2.温带与植物的相互关系:
? 一是影响植物发育,制约植物分布
? 二是植物长期生长在一定温带范围,形成温带依赖
性的植物生态类型;
? 植物的生态类型:
? 一是广温植物:分布广,适应的温带范围
在 -5~ 55℃ ; 二是窄温植物:生活在很
窄的温带范围,对温带要求严格,需生活
在特定的温度条件下;
? 三是高温植物:只能生活在高温环境中,
? 3.温带三基点:
? 最高
? 最适
? 最低
第四节 植物对水因子的生态适应
? 一、水的分布、特性及生态作用
? 1.水的分布:
? 主要来自降水,这受地理纬度、海陆位
置、海拔和地形以及季节不同而异
? 2.水的形式:
? 气态
? 固态
? 液态
? 3.水的生态学意义
? 生命的基础:含水量
? 有机体生命活动的基础,生物的一切代
谢活动都是在有水的环境中进行;
? 新陈代谢的直接参与者:光合
? 维持植物 cell和组织的紧张度等。
二、植物类型,依据对水的依赖程度分水生和陆生
? 水生特点:弱光、缺氧、密度大、粘性
高、温带变化平缓及能融解各种无机盐
类
? 陆生特点:与之相反。
1.水生植物类型:
? 沉水植物
? 浮水植物
? 挺水植物
2.陆生植物
湿生植物
中生植物
旱生植物
第五节 植物对土壤因子的生态适应
? 1.土壤概念:是具有一定肥力,能够生长
植物的地球陆地的疏松表层,能供给植
物以生活空间、矿质元素和水分,是生
态系统中物质与能量交换的场所。 组成:
矿物质、有机质、土壤水分和空气等。
2.土壤质地类型
? 粘土类:粘粒和砂粒多,质地粘重,结
构致密,透气透水差; 壤土类:质地均
匀,砂粒、粉粒、大致等量混合,物理
性质好,通气透水,有一定保肥能力;
砂土类:颗粒组成较粗,砂粒多,蓄水
性差。
3.土壤的化学性质与植物关系
? 通常根据植物对 pH值要求不同分 3类:
? 酸性土植物
? 碱性土植物
? 中性土植物
? 盐碱土植物
? 根据对过量盐类植物适应特点分:
? 聚盐植物
? 沁盐植物
? 不透盐性植物
第六节 植物种群与环境
? 1.种群( population):指占据一地区的某个
种的个体总和。
? 特点:
? 同一种群内可自由授粉、繁殖;
? 具有自己独立特征、结构和机能的整体,其整
体性是单个个体所不具有的; 都有其数量大
小、数量动态、年龄结构、空间布局、种群内
个体间及种群间的相互关系和依环境变化而调
节其自身密度的自我调节能力。
2.种群的年龄结构
? 种群的年龄结构:种群内每个个体的年
龄分布状况,一般三种类型,增长型种
群:年龄结构以幼年个体含有最大百分
数; 稳定型种群:各个年龄级的个体分
布比较均匀; 衰退型种群:与增长型相
反,老年个体数量大。
3.种群的分布格局:指种群内个体的空间
分布方式 or配置特点,三种类型:
? 随机分布:个体分布与几率相符合,每个个体的
出现具有相同的机会,较少见;
? 均匀分布 or规则分布:种群内的各个个体之间保
持一定的均匀的距离,在自然条件下均匀分布极
为罕见。以下原因可引起均匀分布:病虫害、种
内竞争、优势种呈均匀分布而使其伴生植物也分
布均匀、地形 or土壤物理形状的均匀和子毒现象;
? 团块分布 or聚集分布:指种群内个体分布的不均
匀,形成许多密集的团块。这种情况最多。常见
原因:土壤不均匀、种群繁殖的特性和种子的传
播方式以及植物分泌物的影响。
4.种群的数量变化规律
? 除与环境的最大负荷量密切相关外,还
与种群的生长率和死亡率有关。
? 当环境资源无限时:数量指数增长;
? 环境资源有限时:单种种群数量复合逻
辑斯蒂曲线增长,即在开始,随时间的
增加而迅速增长,当种群数量增加到一
定程度时,即接近环境所能支持的最大
容量时,种群将不增加而保持在改值左
右。
5.种群的遗传和进化
第七节 植物群落与环境
? 1.群落:指在一定时间内居住于一定生境
中的各种种群所组成的生物系统。
? 2植物群落的结构:
? 垂直结构:成层性
? 水平结构:镶嵌性
? 时间结构-周期性和群落季相:由于不
同植物种类的生命活动在时间上的差异,
导致的结构部分在时间上的相互更替,
形成了时间结构。
3.植物群落的演替:指植物群落在发展变化过程
中,由低级到高级、由简单到复杂、一个阶段
接着一个阶段,一个群落代替另一个群落的自
然演变现象。
? 3.1水生演替
? 3.2旱生演替
3.1水生演替
? 在一般的淡水湖泊中,只有水深 5~ 7m以内的
湖低才有大型的水生植物,而在水深超过 5~
7m时,便是水底的原生裸地根据淡水湖泊中
湖底的深浅变化,水生 演替为:
? 自由漂浮植物
? 沉水植物
? 浮叶根生植物
? 直立水生阶段
? 湿生草本植物
? 木本植物阶段
3.2旱生演替
? 旱生演替系列是从环境条件极端恶劣
的岩石表面或砂地开始,包括:
? 地衣植物群落
? 苔藓植物阶段
? 草本植物阶段
? 灌木群落阶段
? 乔木群落阶段
第八节 世界和中国植被的重要类型
? 覆盖一个地区的植物群落的总体成为
这个地区的植被。他们形成各种群落,
如森林、草原、荒漠、冻原等等,地
球植物的分布的模式基本上是由气候,
特别是水热组合状态觉得的。
一、热带雨林
? 热带雨林:指耐阴、喜雨、喜高温、结
构层次不明显、层外植物丰富的乔木植
物群落。
? 分布:赤道南北纬 5~ 10° 以内,
? 特点:高温多雨,降水量大,空气相对
湿度在 90%以上。
(一)热带雨林特点:
? 1、种类组成特别丰富,大部分是高大的乔木。
? 2、群落结构复杂,树冠不整齐,分层不明显。
? 3、藤本植物及附生植物特别丰富,在阴暗的
林下地表草本层并不茂盛,在明亮的地带草本
茂盛。 4、树干高大挺直,分枝小,树皮光滑,
常具有板状根和支柱根。
? 5、茎花现象很常见,其产生有两种说法:
一是这是一种原始的形状,说明热带雨
林乔木的古老性,二是昆虫对授粉的一
种适应。
? 6、寄生植物很普遍。
? 7、热带雨林植物终年生长发育。没有共
同的休眠期。
(二)热带雨林的分布
? 热带雨林主要分成三大类型:
? 1、印度马赖亚雨林:
? 2、非洲雨林
? 3、美洲雨林:面积最大,300万平方公
里。
(三)我国的热带雨林
? 主要分布在台湾、海南省和云南省南部
河口和西双版纳地区,在西藏墨脱县也
有分布。以西双版纳和海南岛最为典型。
我国的雨林在世界雨林的最北缘,因此
林中附生植物少,一年中有一个短而集
中的换叶期。
二、亚热带常绿阔叶林
? 亚热带常绿阔叶林主要是由樟科、壳斗
科、山茶科、金缕梅科等植物组成,属
湿润的亚热带气候。 分布:南北美州、
非洲、大洋州以及我国。 我国的亚热带
常绿阔叶林是世界上面积最大的地区。
三、夏绿阔叶林
? 夏绿阔叶林:由夏季长叶冬季落叶的乔
木组成。
? 主要分布在西欧,并向东延伸到俄罗斯
的欧洲部分,我国主要在花被和东北。
受温带海洋性气候影响。
? 特点:四季分明,降水多集中在夏季。
? 组成:杨柳科、桦木科、壳斗科等。群
落结构较为清晰。藤本植物不发达。
四、针叶林
? 针叶林:是寒温带地带性植被,主要分布在欧
洲大陆北部和北美洲,我国主要分布在东北地
区和西南高山峡谷。 特点:比夏绿阔叶林更具
有大陆性,夏季温凉,冬季寒冷,降雨量
300~ 600mm 针叶林又称泰加林,特征独特,
通常由云杉属、冷杉属组成。冠为圆锥形和尖
塔形;群落结构简单,分为乔木层、灌木层、
草本和苔藓层。
五、草原
? 草原:是耐寒的旱生多年生草本植物为
主。是温带地区一种地带性植被类型。
是适应半干旱和半湿润气候类型的低温
旱生多年生草本植物。 分布:欧亚大陆,
我国内蒙古,北美洲。此外南美洲和非
洲也有分部。
? 植物类型:一年生和多年生植物。多年生
草本植物以禾本科植物占优势 25~ 50%。
主要有针茅属、羊茅属、隐子草属等。 植
被特点:由于植物生长在干旱和半干旱地
区,植物的旱生结构明显,叶面积缩小,
叶片内卷,气孔下陷,机械组织和保护组
织发达。根系分布较浅。
? 气候特点:季节变化明显,受雨水影响
较大。
? 草原类型:
? 草甸草原、典型草原、荒漠草原和高寒
草原。
六、荒漠
? 荒漠:指超旱生半乔木、半灌木、小半
灌木和灌木占优势的稀疏植被。 分布:
亚热带和温带的干旱地区,非洲北部向
东经撒哈拉沙漠、阿拉伯半岛一直到印
度和巴基斯坦的塔尔沙漠,伊朗的卡维
尔,我国的西北和蒙古的大戈壁。
? 生态条件:极为严酷,夏季炎热干燥,
日温差大,年降水量小(小于 250mm)。
特征:植被稀疏,种类贫乏,多是半乔
木、半灌木、小半灌木和灌木。叶片极
度萎缩或退化,根系发达,种子或块茎、
鳞茎等可以多过不良环境。 我国荒漠植
被类型 ;小乔木荒漠、灌木荒漠、半灌木
和小半灌木荒漠。
七、冻原
? 冻原:又称苔原,是寒带植被的代表,
在欧亚大陆和美洲北部占据很大面积。
? (一)冻原植被特点:
? 1、种类组成简单
? 2、群落结构简单
? 3、全为多年生植被。
? 冻原类型:
? 1、森林冻原亚带:以落叶松属、西伯利
亚云杉、弯桦和灌木层中的矮桦等为主。
地被层中是真藓和地衣。
? 2、灌木冻原亚带:以矮桦为代表,
? 3、藓类地衣亚带:藓类植物占优势
? 4、北极冻原亚带:分布在北冰洋沿岸,
植被稀疏,没有小灌木群。
第九节 生态系统
? 一、生态系统( ecosystem):是在一定
空间中共同栖居者的所有生物与其环境
之间由于不断进行物质循环和能量流动
过程而形成的统一整体。是生态学的功
能单位。
二,生态系统结构
? 生态系统结构分为生物部分和非生物部分:
? (一)生物部分:指植物、动物和微生物,
通常按他们获得营养和能量的方式以及在能
量流通和物质循环过程中所承担的作用分为
3类:
? 生产者
? 消费真
? 分解者
(二)非生物部分:
指由非生命物质构成的无机环境,如土壤、
水、岩石、光能、二氧化碳、温度、氮、
无机盐、生活空间等等。
三、生态系统的能量流动
? 1、来源:来源太阳。绿色植物将太阳能固定
下来并转化为化学能,以供其他生物利用,从
而驱动生态系统运动。 2、过程:首先绿色植
物光合作用;其次食草动物采食植物获得植物
体内的能量;第三,在被食肉动物或人摄取和
利用,最后被分解者分解还原,释放到环境中
去。而且生态系统中的能量流动是单向的,不
可逆的。
? 3、食物链:指生态系统中通过吃与被吃
而连接起来的食物链状关系。分类,一
是生食食物链,以活的动植物为起点的
食物链。
? 二是腐生食物链:以死的生物为起点。
本章节主要涉及到生态学方面的知识。植物
与环境的关系具有两方面含义:
一是指植物个体以自身变异适应不断变化的
环境和环境对植物的塑造或改造作用;
二是植物群体在不同环境中形成过程及其对
环境的改造作用。
本章主要知识结构:
? 第一节 关于环境的概念
? 第二节 植物对光因子的生态适应
? 第三节 对温度因子的生态适应
? 第四节 对水因子的生态适应
? 第五节 对土壤因子的生态适应
? 第六节 植物种群与环境
? 第七节 植物群落与环境
? 第八节 世界和中国植被的重要类型
植物
个体
与生
态 因
子之
间的
关系
第一节 关于环境的概念
? 一、环境及一些基本概念
? 二、生物圈的环境
? 三、人工环境
? 四、生态因子
一、环境及一些基本概念
? 1.环境( environment):指的是生态学中的环境,
是指生物有机体周围的生存空间,即所以环境因素
的组合体。包括自然环境和其他生物有机体的影响
和作用。必然包括生物生活必需和不需的环境因素。
2.环境因子( environment factor):组成环境每
个因子。 3.生态因子( ecological factor
environment):环境因子中对某一具体植物种的
生活起直接 or简直作用的因子。)
? 4.生态环境:生态因子的综合( ecological
environment)
? 5.生境( habit):指生物体所居住的地方。
? 6.植物小环境( micro-environment):指接
近植物个体表面 or个体表面不同部位的物理环
境。如叶表面由于光、温、气及湿度等变化形
成的特殊小气候。 7.体内环境( inner
environment):植物体内部的环境,如气孔
内直接接触和叶肉 cell接触的气腔等。
二、生物圈的环境
? 1.生物圈( biosphere):地球上全部生
物及其赖以生存的环境的总体,包括大
气圈( 10km)、水圈( 12km)、岩石
圈和土壤圈。 植被地位:最活跃,在能
量和物质循环过程中扮演及其重要的角
色。生物产量占 99%。
? 2.1.大气圈( atmosphere):从地表至空中
1000km范围。 作用:对流层,下部 10km以内,
占全部大气质量 70~ 80%,O2108kg,N2是中
介,冲淡 O2的氧化作用; CO2光合原料,其次
吸收和释放辐射能,影响地面和大气的温度。
对流层形成的风、雨、雪等自然现象调节水分
平衡,利用植物生长,同时也给植物带来破坏
和损伤(冰雹)。
2.2 水圈
? 71%海洋和江河,以及地下、气体和雪山冰
盖(南北极)构成水圈( hydrosphere)。
? 水,15亿 3km3,海水 97%,淡水 3%,
? 淡水中 3/4为固态,无法利用。
? 淡水资源紧缺,无节制开采,工业污染等
? 水资源分布的不平衡。
2.3 岩石圈和土壤圈
? 岩石圈( lithosphere and pedosphere):指地球表面
30~ 40km厚的地壳,是组成生物体各种化学元素的
仓库。 土壤圈:岩石的组成不同,风化厚形成不同
的土壤类型。它是在生物体的参与下形成的。坚硬
的岩石形成细小的矿物颗粒,二死亡的动植物残体
则形成腐殖质,增加了土壤肥力。
三、人工环境
? 概念有广义和侠义之分:
? 广义:所有栽培、引种驯化以及所有作
物需要的环境,人工经营管理的森林、
草地、绿化造林以及自然保护区内的认
为防控措施等。 侠义:人工控制下的植
物环境。如美国模拟地球环境地球一号
村、玻璃温室、薄膜生产等。
四、生态因子
? 根据生态因子的性质分为 5大类:
? 气候:光,T、气、水
? 土壤
? 生物:植物与周围动物、微生物以及植物之间
的关系。
? 地形:为简直因子,如海拔、盆地、山等。
? 人为:人类对植物资源的利用、改造以及破坏
过程对植物带来的有利 or不利的影响。
第二节 植物对光因子的生态适应
? 一、光对植物重要意义
? 二、植物对不同光照强度的生态适应类型
? 三、对不同日照长度的生态适应类型
一、光对植物重要意义
? 为植物提供能量
? 光强、光质、光周期
? 光的分布:不同地区光辐射量不同
? 地形影响
2.2 水圈
?71%海洋和江河,以及地下、气体和雪山冰
盖(南北极)构成水圈( hydrosphere)。
?水,15亿 3km3,海水 97%,淡水 3%,
? 淡水中 3/4为固态,无法利用。
? 淡水资源紧缺,无节制开采,工业污染等
? 水资源分布的不平衡。
2.3 岩石圈和土壤圈
? 岩石圈( lithosphere and pedosphere):指地球表面
30~ 40km厚的地壳,是组成生物体各种化学元素的
仓库。 土壤圈:岩石的组成不同,风化厚形成不同
的土壤类型。它是在生物体的参与下形成的。坚硬
的岩石形成细小的矿物颗粒,二死亡的动植物残体
则形成腐殖质,增加了土壤肥力。
三、人工环境
? 概念有广义和侠义之分:
? 广义:所有栽培、引种驯化以及所有作
物需要的环境,人工经营管理的森林、
草地、绿化造林以及自然保护区内的认
为防控措施等。 侠义:人工控制下的植
物环境。如美国模拟地球环境地球一号
村、玻璃温室、薄膜生产等。
四、生态因子
? 根据生态因子的性质分为 5大类:
? 气候:光,T、气、水
? 土壤
? 生物:植物与周围动物、微生物以及植物之间
的关系。
? 地形:为简直因子,如海拔、盆地、山等。
? 人为:人类对植物资源的利用、改造以及破坏
过程对植物带来的有利 or不利的影响。
第二节 植物对光因子的生态适应
? 一、光对植物重要意义
? 二、植物对不同光照强度的生态适应类型
? 三、对不同日照长度的生态适应类型
一、光对植物重要意义
? 为植物提供能量
? 光强、光质、光周期
? 光的分布:不同地区光辐射量不同
? 地形影响
二、植物对不同光照强度的生态适应类型
? 根据植物对光强适应不同:
? 阳地植物
? 阴地植物
? 耐阴植物
三、植物对不同日照长度的生态适应类型
? 长日
? 短日
? 中日照
? 中性
第三节 对温度因子的生态适应
? 温度是植物生命活动不可缺少的重要条件之一:
? 1.影响温带的因子:
? 空间:纬度、海拔、地形等
? 时间:年变化(季节)和日变化
? 2.温带与植物的相互关系:
? 一是影响植物发育,制约植物分布
? 二是植物长期生长在一定温带范围,形成温带依赖
性的植物生态类型;
? 植物的生态类型:
? 一是广温植物:分布广,适应的温带范围
在 -5~ 55℃ ; 二是窄温植物:生活在很
窄的温带范围,对温带要求严格,需生活
在特定的温度条件下;
? 三是高温植物:只能生活在高温环境中,
? 3.温带三基点:
? 最高
? 最适
? 最低
第四节 植物对水因子的生态适应
? 一、水的分布、特性及生态作用
? 1.水的分布:
? 主要来自降水,这受地理纬度、海陆位
置、海拔和地形以及季节不同而异
? 2.水的形式:
? 气态
? 固态
? 液态
? 3.水的生态学意义
? 生命的基础:含水量
? 有机体生命活动的基础,生物的一切代
谢活动都是在有水的环境中进行;
? 新陈代谢的直接参与者:光合
? 维持植物 cell和组织的紧张度等。
二、植物类型,依据对水的依赖程度分水生和陆生
? 水生特点:弱光、缺氧、密度大、粘性
高、温带变化平缓及能融解各种无机盐
类
? 陆生特点:与之相反。
1.水生植物类型:
? 沉水植物
? 浮水植物
? 挺水植物
2.陆生植物
湿生植物
中生植物
旱生植物
第五节 植物对土壤因子的生态适应
? 1.土壤概念:是具有一定肥力,能够生长
植物的地球陆地的疏松表层,能供给植
物以生活空间、矿质元素和水分,是生
态系统中物质与能量交换的场所。 组成:
矿物质、有机质、土壤水分和空气等。
2.土壤质地类型
? 粘土类:粘粒和砂粒多,质地粘重,结
构致密,透气透水差; 壤土类:质地均
匀,砂粒、粉粒、大致等量混合,物理
性质好,通气透水,有一定保肥能力;
砂土类:颗粒组成较粗,砂粒多,蓄水
性差。
3.土壤的化学性质与植物关系
? 通常根据植物对 pH值要求不同分 3类:
? 酸性土植物
? 碱性土植物
? 中性土植物
? 盐碱土植物
? 根据对过量盐类植物适应特点分:
? 聚盐植物
? 沁盐植物
? 不透盐性植物
第六节 植物种群与环境
? 1.种群( population):指占据一地区的某个
种的个体总和。
? 特点:
? 同一种群内可自由授粉、繁殖;
? 具有自己独立特征、结构和机能的整体,其整
体性是单个个体所不具有的; 都有其数量大
小、数量动态、年龄结构、空间布局、种群内
个体间及种群间的相互关系和依环境变化而调
节其自身密度的自我调节能力。
2.种群的年龄结构
? 种群的年龄结构:种群内每个个体的年
龄分布状况,一般三种类型,增长型种
群:年龄结构以幼年个体含有最大百分
数; 稳定型种群:各个年龄级的个体分
布比较均匀; 衰退型种群:与增长型相
反,老年个体数量大。
3.种群的分布格局:指种群内个体的空间
分布方式 or配置特点,三种类型:
? 随机分布:个体分布与几率相符合,每个个体的
出现具有相同的机会,较少见;
? 均匀分布 or规则分布:种群内的各个个体之间保
持一定的均匀的距离,在自然条件下均匀分布极
为罕见。以下原因可引起均匀分布:病虫害、种
内竞争、优势种呈均匀分布而使其伴生植物也分
布均匀、地形 or土壤物理形状的均匀和子毒现象;
? 团块分布 or聚集分布:指种群内个体分布的不均
匀,形成许多密集的团块。这种情况最多。常见
原因:土壤不均匀、种群繁殖的特性和种子的传
播方式以及植物分泌物的影响。
4.种群的数量变化规律
? 除与环境的最大负荷量密切相关外,还
与种群的生长率和死亡率有关。
? 当环境资源无限时:数量指数增长;
? 环境资源有限时:单种种群数量复合逻
辑斯蒂曲线增长,即在开始,随时间的
增加而迅速增长,当种群数量增加到一
定程度时,即接近环境所能支持的最大
容量时,种群将不增加而保持在改值左
右。
5.种群的遗传和进化
第七节 植物群落与环境
? 1.群落:指在一定时间内居住于一定生境
中的各种种群所组成的生物系统。
? 2植物群落的结构:
? 垂直结构:成层性
? 水平结构:镶嵌性
? 时间结构-周期性和群落季相:由于不
同植物种类的生命活动在时间上的差异,
导致的结构部分在时间上的相互更替,
形成了时间结构。
3.植物群落的演替:指植物群落在发展变化过程
中,由低级到高级、由简单到复杂、一个阶段
接着一个阶段,一个群落代替另一个群落的自
然演变现象。
? 3.1水生演替
? 3.2旱生演替
3.1水生演替
? 在一般的淡水湖泊中,只有水深 5~ 7m以内的
湖低才有大型的水生植物,而在水深超过 5~
7m时,便是水底的原生裸地根据淡水湖泊中
湖底的深浅变化,水生 演替为:
? 自由漂浮植物
? 沉水植物
? 浮叶根生植物
? 直立水生阶段
? 湿生草本植物
? 木本植物阶段
3.2旱生演替
? 旱生演替系列是从环境条件极端恶劣
的岩石表面或砂地开始,包括:
? 地衣植物群落
? 苔藓植物阶段
? 草本植物阶段
? 灌木群落阶段
? 乔木群落阶段
第八节 世界和中国植被的重要类型
? 覆盖一个地区的植物群落的总体成为
这个地区的植被。他们形成各种群落,
如森林、草原、荒漠、冻原等等,地
球植物的分布的模式基本上是由气候,
特别是水热组合状态觉得的。
一、热带雨林
? 热带雨林:指耐阴、喜雨、喜高温、结
构层次不明显、层外植物丰富的乔木植
物群落。
? 分布:赤道南北纬 5~ 10° 以内,
? 特点:高温多雨,降水量大,空气相对
湿度在 90%以上。
(一)热带雨林特点:
? 1、种类组成特别丰富,大部分是高大的乔木。
? 2、群落结构复杂,树冠不整齐,分层不明显。
? 3、藤本植物及附生植物特别丰富,在阴暗的
林下地表草本层并不茂盛,在明亮的地带草本
茂盛。 4、树干高大挺直,分枝小,树皮光滑,
常具有板状根和支柱根。
? 5、茎花现象很常见,其产生有两种说法:
一是这是一种原始的形状,说明热带雨
林乔木的古老性,二是昆虫对授粉的一
种适应。
? 6、寄生植物很普遍。
? 7、热带雨林植物终年生长发育。没有共
同的休眠期。
(二)热带雨林的分布
? 热带雨林主要分成三大类型:
? 1、印度马赖亚雨林:
? 2、非洲雨林
? 3、美洲雨林:面积最大,300万平方公
里。
(三)我国的热带雨林
? 主要分布在台湾、海南省和云南省南部
河口和西双版纳地区,在西藏墨脱县也
有分布。以西双版纳和海南岛最为典型。
我国的雨林在世界雨林的最北缘,因此
林中附生植物少,一年中有一个短而集
中的换叶期。
二、亚热带常绿阔叶林
? 亚热带常绿阔叶林主要是由樟科、壳斗
科、山茶科、金缕梅科等植物组成,属
湿润的亚热带气候。 分布:南北美州、
非洲、大洋州以及我国。 我国的亚热带
常绿阔叶林是世界上面积最大的地区。
三、夏绿阔叶林
? 夏绿阔叶林:由夏季长叶冬季落叶的乔
木组成。
? 主要分布在西欧,并向东延伸到俄罗斯
的欧洲部分,我国主要在花被和东北。
受温带海洋性气候影响。
? 特点:四季分明,降水多集中在夏季。
? 组成:杨柳科、桦木科、壳斗科等。群
落结构较为清晰。藤本植物不发达。
四、针叶林
? 针叶林:是寒温带地带性植被,主要分布在欧
洲大陆北部和北美洲,我国主要分布在东北地
区和西南高山峡谷。 特点:比夏绿阔叶林更具
有大陆性,夏季温凉,冬季寒冷,降雨量
300~ 600mm 针叶林又称泰加林,特征独特,
通常由云杉属、冷杉属组成。冠为圆锥形和尖
塔形;群落结构简单,分为乔木层、灌木层、
草本和苔藓层。
五、草原
? 草原:是耐寒的旱生多年生草本植物为
主。是温带地区一种地带性植被类型。
是适应半干旱和半湿润气候类型的低温
旱生多年生草本植物。 分布:欧亚大陆,
我国内蒙古,北美洲。此外南美洲和非
洲也有分部。
? 植物类型:一年生和多年生植物。多年生
草本植物以禾本科植物占优势 25~ 50%。
主要有针茅属、羊茅属、隐子草属等。 植
被特点:由于植物生长在干旱和半干旱地
区,植物的旱生结构明显,叶面积缩小,
叶片内卷,气孔下陷,机械组织和保护组
织发达。根系分布较浅。
? 气候特点:季节变化明显,受雨水影响
较大。
? 草原类型:
? 草甸草原、典型草原、荒漠草原和高寒
草原。
六、荒漠
? 荒漠:指超旱生半乔木、半灌木、小半
灌木和灌木占优势的稀疏植被。 分布:
亚热带和温带的干旱地区,非洲北部向
东经撒哈拉沙漠、阿拉伯半岛一直到印
度和巴基斯坦的塔尔沙漠,伊朗的卡维
尔,我国的西北和蒙古的大戈壁。
? 生态条件:极为严酷,夏季炎热干燥,
日温差大,年降水量小(小于 250mm)。
特征:植被稀疏,种类贫乏,多是半乔
木、半灌木、小半灌木和灌木。叶片极
度萎缩或退化,根系发达,种子或块茎、
鳞茎等可以多过不良环境。 我国荒漠植
被类型 ;小乔木荒漠、灌木荒漠、半灌木
和小半灌木荒漠。
七、冻原
? 冻原:又称苔原,是寒带植被的代表,
在欧亚大陆和美洲北部占据很大面积。
? (一)冻原植被特点:
? 1、种类组成简单
? 2、群落结构简单
? 3、全为多年生植被。
? 冻原类型:
? 1、森林冻原亚带:以落叶松属、西伯利
亚云杉、弯桦和灌木层中的矮桦等为主。
地被层中是真藓和地衣。
? 2、灌木冻原亚带:以矮桦为代表,
? 3、藓类地衣亚带:藓类植物占优势
? 4、北极冻原亚带:分布在北冰洋沿岸,
植被稀疏,没有小灌木群。
第九节 生态系统
? 一、生态系统( ecosystem):是在一定
空间中共同栖居者的所有生物与其环境
之间由于不断进行物质循环和能量流动
过程而形成的统一整体。是生态学的功
能单位。
二,生态系统结构
? 生态系统结构分为生物部分和非生物部分:
? (一)生物部分:指植物、动物和微生物,
通常按他们获得营养和能量的方式以及在能
量流通和物质循环过程中所承担的作用分为
3类:
? 生产者
? 消费真
? 分解者
(二)非生物部分:
指由非生命物质构成的无机环境,如土壤、
水、岩石、光能、二氧化碳、温度、氮、
无机盐、生活空间等等。
三、生态系统的能量流动
? 1、来源:来源太阳。绿色植物将太阳能固定
下来并转化为化学能,以供其他生物利用,从
而驱动生态系统运动。 2、过程:首先绿色植
物光合作用;其次食草动物采食植物获得植物
体内的能量;第三,在被食肉动物或人摄取和
利用,最后被分解者分解还原,释放到环境中
去。而且生态系统中的能量流动是单向的,不
可逆的。
? 3、食物链:指生态系统中通过吃与被吃
而连接起来的食物链状关系。分类,一
是生食食物链,以活的动植物为起点的
食物链。
? 二是腐生食物链:以死的生物为起点。