第十章--植物与环境..ppt

第九章植物与环境,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（environmentfactor）：组成环境每个因子。3.生态因子（ecologicalfactorenvironment）：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（ecologicalenvironment）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（innerenvironment）：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7080，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（lithosphereandpedosphere）：指地球表面3040km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（lithosphereandpedosphere）：指地球表面3040km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-555；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57m以内的湖低才有大型的水生植物，而在水深超过57m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510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300600mm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2550。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