生态学基础建筑市公开课一等奖省赛课获奖课件

第8章植物生态学基础

8.1生物圈与自然环境生态学基础建筑第1页8.1.1生物圈生物圈（biosphere）是奥地利地质学家休斯在1875年提出。生物圈：是地球上全部生物及其赖以生存环境总体。生物圈范围：上：海平面以上10km，下：海平面以下12km生物圈包含：大气圈、水圈、岩石圈和土壤圈。生态学基础建筑第2页8.1.2自然环境因子环境：指某一特定生物体或生物群体以外空间及直接、间接影响该生物体或生物群体生存一切事物总和。环境因子：从环境中分析出来条件单位被称为环境因子。生态因子：对于某一详细植物有作用环境因子。可分为：

气候因子、土壤因子、生物因子、地形因子、人为因子生态学基础建筑第3页8.2植物在生态系统中作用8.2.1生态系统中能量和物质循环8.2.1.1生态系统中能量流动（1）能量在生态系统中传递规律符合热力学两个规律：①生态系统经过光合作用所增加能量必定等于环境太阳能所降低能量。

②对于生态系统来说，当能量以食物形式在生物之间传递时，食物中相当部分能量将被降解为热而消散掉，其余则用于合成新组织作为潜能保留下来。生态学基础建筑第4页（2）能量沿食物链流动测定食物链上每一个步骤上生物能量值，就能够取得生态系统内一些列特定点上能量准确资料。（3）能量在营养级之间流动能量流：经过生态系统能量单向流动现象。太阳能植物食草动物体食肉动物体腐生生物能量释放到环境生态学基础建筑第5页林德曼“百分之十率”在每一个生态系统中，从绿色植物开始，能量沿着营养级转移流动时，每经过一个营养级能量都要大大降低。后一级营养级上生产量大大小于前一级，其能量转化率大约为10%。生态学基础建筑第6页能量在营养级之间流动特点：能量在流动过程中会急剧降低。生态系统中能量流动方向是单方向和不可逆——能量将一去不复返。生态学基础建筑第7页8.2.1.2生态系统中物质循环生物地球化学循环：营养元素在生态系统之间输入和输出，生物间流动和交换以及他们在大气圈、水圈、岩石圈之间流动。生态系统中流动物质含有双重使命：贮存能量载体和维持生命活动基础。矿质养分在生态系统能够被再利用—物质循环。生态学基础建筑第8页（1）物质循环特点循环式生态系统中，能量流动和物质循环是紧密地结合在一起同时进行。（2）物质循环类型水循环气体循环沉积型循环生态学基础建筑第9页水循环：物质主要贮存库是大气和海洋，其循环与大气和海洋亲密相连，含有显著全球性，循环性能最为完善。气体型循环：物质以气体形式参加循环沉积型循环：物质经过岩石风化和沉积物分解转变为可被生态系统利用营养物质。（海底、土壤）生态学基础建筑第10页（3）全球水循环水从水体和陆地表面经过蒸发进入大气，然后遇冷凝结，以雨、雪等形式又回到地球表面过程。水循环意义：为生物提供淡水资源。水循环是地球上太阳能所推进各种循环一个中心循环。没有水循环，生命就不能维持，生态系统也无法开动起来。生态学基础建筑第11页（4）气体循环—碳全球循环C对生物和生态系统作用仅次于水。C循环过程：从大气到植物和动物，再经过微生物分解植物、动物，最终返回大气。C另一个贮存库：海洋，含量是大气50倍。森林也是生物C库主要贮存库。生态学基础建筑第12页（5）沉积型循环—磷全球循环P主要起源于磷酸盐类岩石和含磷沉积物（鸟粪）。经过风化和采矿进入水循环，变成可溶性磷酸盐被生物利用，进入食物链。生物排泄物和尸体被微生物所分解，其中有机磷转化为无机形式可溶性磷酸盐，其中一部分被再植物利用，另一部分随水进入海洋，长久保留在沉积岩中。生态学基础建筑第13页8.2.2植物生态功效8.2.2.1绿色植物是第一性有机物生产者植物初级生产力是决定其它生物存在和发展基本物质条件植物初级生产生产方式决定了其它动物获取资源方式生态学基础建筑第14页8.2.2.2植物与生态系统能量流动和物质循环在生态系统中:植物光能化学能化学能经过食物链被转移，在转移过程中能量每经过一级营养级都被衰减，能量单向流动。自然界元素被植物吸收利用，然后传递给动物，动物死亡后尸体被微生物降解，元素返回自然——物质循环。物质是能量载体，能量是物质循环动力。生态学基础建筑第15页8.2.2.3植物对生态环境改良和调整（1）涵养水源、保持水土（2）调整区域气候、净化大气和水域生境（3）维持生态系统动态平衡，为其它物种创造适宜栖息生境。（4）构建优美环境，促进生态旅游发展生态学基础建筑第16页8.3植物生态学基本概念8.3.1植物个体生态学8.3.1.1植物与光生态关系（1）光性质植物叶片对可见光区（380~760nm）中红橙光和蓝紫光吸收率最高，这部分光被称为“生理有效光”；而绿光被叶片吸收极少，属于生理无效光。生态学基础建筑第17页（2）光照强度对植物生态作用光照强度改变规律：光照强度随纬度和海拔高度增加而逐步减弱，并随坡向和坡度改变而改变。依据植物与光照强度关系，可把植物分为：

阳地植物、阴地植物和耐阴植物生态学基础建筑第18页①阳地植物（阳生植物）在强光下生长发育健壮，在隐蔽和弱光下生长发育不良植物。蒲公英、松、杨、柳、杉等。②阴地植物在较弱光照条件下比在强光下生长良好植物。蕨类植物、人参、三七、半夏等。生态学基础建筑第19页（3）日照长度对植物生态作用日照长度对植物开花有主要影响。植物开花含有“光周期”现象。依据植物开花与日照长度关系，可将植物分为：

长日照植物、短日照植物、中日照植物③生态学基础建筑第20页（4）光质对植物生态作用大多数植物在全可见光谱下生长最好，有些植物能够在缺乏其中一些波长情况下生活。如蓝紫光和青光对植物生长和幼芽形成有促进作用，能抑制植物伸长而使植物形成矮粗形态。③生态学基础建筑第21页8.3.1.2植物与温度生态关系温度生态意义（1）一定温度是植物生命活动不可缺乏必要条件之一。（2）温度改变能引发环境中其它生态因子改变。③生态学基础建筑第22页2.温度对植物生长发育影响依据植物对温度适应范围，可把植物分为：广温植物（陆生植物）窄温植物（水生植物、极地植物、一些热带植物）。生态学基础建筑第23页8.3.1.3植物与水生态关系水对植物生态作用（1）水是原生质主要成份。（2）水是植物一切代谢活动媒介，同时也是植物新陈代谢过程中反应物质。（3）水能维持植物体正常体温（4）水能保持植物体固有状态（膨压）（5）水是影响植物生态分化方向主要因子③生态学基础建筑第24页2.植物对水分生态适应依据植物对水分适应情况将植物分为：水生植物：

沉水植物、浮叶植物、挺水植物陆生植物：

湿生植物、中生植物、旱生植物生态学基础建筑第25页水生植物——王莲生态学基础建筑第26页8.3.1.4植物与土壤生态关系土壤生态作用（1）固定植物（2）为植物生长发育提供必需营养物质③生态学基础建筑第27页2.植物对土壤生态适应土壤是大气和生物长久作用于岩石表面而形成产物。依据植物对土壤酸度反应，把植物划分为：

酸性土植物、中性土植物、碱性土植物3.依据与矿质盐关系：

钙质土植物、嫌钙植物4.与盐关系：盐碱植物5.与风沙基质关系：沙生植物③生态学基础建筑第28页8.3.2植物种群生态学8.3.2.1种群基本概念种群：生物种在自然界存在形式和基本单位，植物种群是植物群落结构和功效基本单位。种群不是个体简单总和，而是一个客观生态生物学单位，含有自己独特特征、结构和机能整体。生态学基础建筑第29页自然种群基本特征：数量特征：单位面积或体积中个体数量，数量特征是动态。空间特征：种群含有一定分布区。遗传特征：含有一定基因组成。生态学基础建筑第30页8.3.2.2种群基本特征种群数量特征：种群最基本特征种群数量和密度（1）种群数量/大小：一定范围内某个物种个体总数。（2）种群密度：单位面/体积个体数，表示种群大小。（3）影响种群/大小原因：种群繁殖特征、结构、物理因子、种内竞争、种内遗传变异、自然选择等。生态学基础建筑第31页种群数量变动参数种群改变=出生率-死亡率+迁入率-迁出率年纪结构（年纪分布）种群内各年纪期个体数量在种群中所占百分比，惯用年纪锥体/金字塔表示。生物年纪划分为3个时期：繁殖前期繁殖期繁殖后期生态学基础建筑第32页年纪锥体类型生态学基础建筑第33页种群增加也称为：指/对数/几何增加。满足指数增加条件：（1）无限环境（2）个体不死亡（3）每代生殖力保持恒定。当种群个体数增加到靠近于环境所能支持最大值时，种群将不再增加而到达饱和状态。这种种群曲线呈“S”形——逻辑斯蒂增加曲线。生态学基础建筑第34页2.种群空间分布格局均匀/规则分布：种群个体间保持一定均匀距离，个体间等距规则分布。自然条件下罕见。人工栽植则是均匀分布。随机分布：个体活动或生长位置完全由随机原因决定。个体间彼此独立生存不受其它个体干扰，它出现与其余个体无关，任何个体在某一个位置出现机率相等。自然条件下不常见。生态学基础建筑第35页集群/团块分布：种群个体分布极不均匀，常成群、族/块/斑点分布。在自然条件下，绝大多数植物成集群分布。生态学基础建筑第36页3.种群遗传特征种群含有一定遗传组成，是一个基因库。每个个体基因型相对稳定性是种群繁殖基础。植物因为受环境原因影响到个体之间出现可遗传稳定差异——生态型。生态型可分为：气候生态型、土壤生态型、生物生态型。生态学基础建筑第37页4.植物种群之间关系促进效应：引发种群数量增加抑制效应：造成种群数量降低中性效应：不表现增加或降低生态学基础建筑第38页8.3.3植物群落生态学群落生态学：研究群落与环境相互关系科学。群落：在一定时间内居住于一定生境中全部种群组成生物系统。植物群落基本特征：植物—植物，植物—环境生态学基础建筑第39页8.3.3.1植物群落结构群落结构分析/数量特征一个群落中各种植物种类数量上表现。多度：某一植物种在群落中数目。密度：单位面积上植株数。盖度：植物地上部分垂直投影所覆盖面积占样方面积百分比。植物基部着生面积占样方面积百分比为“基盖度”。生态学基础建筑第40页群落结构分析/数量特征频度：某种植物所出现样方数占总样方数百分比——各种植物个体在不一样地点出现频率。群集度：植物种在群落中水平分布情况，是衡量植物株群集指标。优势度：某种植物在群落中所占优势程度。主要值：

主要值=（相对多度+相对频度+相对显著度）/300

高度、重量、体积也是植物群落数量特征指标。生态学基础建筑第41页2.群落结构垂直结构：群落分层现象。光照影响地上分层，土壤理化性质决定地下分层情况。水平结构：群落配置或水平格局。特征式“镶嵌性”（植物在水平方向分布不均造成——形成小群落，这是因为环境因子不均匀性造成）。生态学基础建筑第42页3.群落外貌和季相（1）群落外貌：生物群落外部形态或表相，是群落中生物之间、生物与环境之间相互作用综合反应。取决于群落种类组成和片层。取决于群落种类组成和片层。每一片层都是由同一生活型植物组成。生态学基础建筑第43页高等植物生活型：丹麦植物学家Raunkiaer（19）提出：高位芽植物：休眠芽位于地面25cm以上（木本植物）地上芽植物：更新芽位于地表之上、25cm以下（半灌木、多年生草本植物）地面芽植物：更新芽位于近地面土层内，（多年生草本植物）隐芽植物：更新芽位于较深土层或水中（有地下茎多年生草本植物、水生植物）一年生植物（以种子越冬）生态学基础建筑第44页（2）群落季相：植物群落在不一样季节和不一样年份内其外貌按一定次序改变过程，为群落周期性。温带地域气候四季显著，群落季相改变十分显著无显著季节改变地域则没有群落季相改变。生态学基础建筑第45页8.3.3.2植物群落动态结构1.植物群落发生繁殖体传输：植物迁移或侵入，群落形成首要条件，也是植物群落改变和演替主要基础定居：繁殖体在新地点发芽生长和繁殖过程。群聚：植物发展成群过程。竞争：植物之间竞争。反应：因为竞争，一些植物被另一些植物所代替稳定：植物群落与当地气候呈相对平衡状态。生态学基础建筑第46页2.植物群落演替A.演替：在植物群落发展过程改变过程中，一个群落代替另一个群落自然演变过程。影响植物群落演替原因：（1）外界因子（2）植物繁殖体散布（3）群落中植物种之间相互作用（4）群落中植物种类组成（5）人类活动生态学基础建筑第47页B.原生演替序列演替序列：在一定时期内植物群落交互替换以及环境不停改变过程。常见演替序列：原生旱/水生演替序列。原生旱生演替序列：从岩石表面或砂地开始：（1）地衣植物群落阶段：时间较长（2）苔藓植物群落阶段：时间较长（3）草本植物群落阶段：时间较短（4）木本植物群落阶段：时间较慢生态学基础建筑第48页原生水生演替序列：在水域和陆地环境交接边境开始，以淡水湖泊中群落演替为例：（1）沉水植物群落阶段（2）浮水植物群落阶段（3）挺水植物群落阶段（4）湿生植物群落阶段（5）木本植物群落阶段生态学基础建筑第49页C.次生演替

在天然条件下，原生植物受到了破坏，就会发生次生演替。发生次生演替原因：外界原因：森林采伐、草原放牧、割草等，最主要是人为活动。生态学基础建筑第50页D.演替顶级顶级群落：一个群落或演替系列与环境处于平衡状态，只要不加外力干扰，它将保持永远原状，这一状态叫~。顶级群落与非顶级群落区分：群落生物适应性不一样，如早期种子多而大，后期则相反；顶级群落中实生苗在阴暗环境中正常生长——有利于自我更新和长久定居。生态学基础建筑第51页顶级理论：Clememts，单元顶级学说：每一个气候区域内只有一个顶级。Transley，多元顶级学说：任何一个地域顶级群落受受土壤、气候、动物活动等影响，会形成几个不一样类型顶级群落镶嵌体。顶级类型也是连续地逐步地改变。生态学基础建筑第52页8.3.3.3植被分类及主要类型某一地域全部植物群落总体叫该地域植被。一个地域出现什么植被，主要取决于该地域气候条件（水、热）和土壤条件。主要植被类型：森林草原荒漠冻原草甸沼泽生态学基础建筑第53页1.森林热带雨林：红树林常绿阔叶林常绿落叶阔叶混交林常绿硬叶林竹林落叶阔叶林针叶阔叶林针叶林生态学基础建筑第54页（1）热带雨林/常绿木本群落现在地球表面种类最丰富，结构最复杂植被。分布：南北纬50~100特点：种类组成尤其丰富林内附生植物含有板根（有一木成林现象）生态学基础建筑第55页热带雨林生态学基础建筑第56页（2）红树林热带适宜于海岸和河湾特殊生态环境常绿林或灌木林。分布：于不受海浪冲击平坦海岸浅滩上。我国主要分布于海南、广东、广西、福建、台湾。群落组成：红树科植物生态学基础建筑第57页（3）常绿阔叶林树木以双子叶常绿阔叶乔木为绝对优势，以壳斗科、樟科、山茶科和木兰科常绿乔木为经典植物。分布：我国长江流域（亚洲主要分布区）。生态学基础建筑第58页（4）常绿落叶阔叶混交林落叶阔叶混交林与常绿阔叶林过渡类型。无显著优势种，群落季相改变显著。树种：壳斗科栎属、水青冈属等。生态学基础建筑第59页（5）针叶林松杉类植物组成。结构简单、层次分明。分为乔木、灌木、草本和地被层4个层次群落外貌独特。我国分布：大兴安岭北部山地，西南高山地域及西北地域，其中大小兴安岭所占面积最大。生态学基础建筑第60页2.草原广义包含在较干旱环境下形成以草本植物为主植被，主要包含两类：草原类型：温带草原、热带草原（1）温带草原：由耐寒旱生多年生草本植物为主。我国温带草原主体分布在内蒙古高原，东：辽河平原、松嫩平原，西：黄土高原、青藏高原（高寒草原）。温带草原类型：草甸草原、经典（干）草原、荒漠草原、高寒草原。生态学基础建筑第61页温带草原类型：草甸草原经典（干）草原荒漠草原高寒草原。生态学基础建筑第62页（2）热带草原：在热带干旱地域以多年生耐旱草本植物为主所组成大面积热带草地、混杂其间还生长着耐旱灌木和非常稀疏孤立乔木，展现特有群落结构和生态外貌——稀疏草原。分布区：非洲，我国主要在云南南部、北部、广东和海南北部。生态学基础建筑第63页3.荒漠植被为超旱生半乔木、半灌木和灌木或旱生肉质植物占优势稀疏植被，它是在干燥大地气候条件下发育形成植被类型。分布：亚热带和温带干旱地域，其自然特征是气候极端干旱，年降水量在250mm以下，干燥度﹤4，夏季酷热，冬季严寒，昼夜温差大，风沙活动频繁。主要分布在非洲、亚洲大陆东部、中部、阿拉伯半岛、澳大利亚、南美、北美。撒哈拉大沙漠是世界上最大荒漠。生态学基础建筑第64页荒漠显著特点：植被十分稀疏，种类贫乏。植物生活型多样。短命植物、以根茎、鳞茎方式度过不良季节。植物贮水组织发达、根系发达、叶角质层厚。我国荒漠分布：准格尔盆地、塔里木盆地、柴达木盆地、河西走廊等。生态学基础建筑第65页生态学基础建筑第66页仙人掌科一个生态学基础建筑第67页我国荒漠植物生活类型：小乔木荒漠灌木荒漠半灌木荒漠：分布最广小灌木荒漠垫状小灌木荒漠生态学基础建筑第68页4.冻原（苔原）寒带植被代表。分布：欧亚大陆和北美北部。分布区气候特点：冬季严寒漫长、夏季清凉短促，年降水量200~300mm，风大，土壤下面有永冻层，植物生长近2~3个月。生态学基础建筑第69页冻原植被特点：植物组成简单（200~300种），多为灌木和草本，无乔木；苔藓和地衣植物发达植物群落结构简单，层次少而分明，只有小灌木和矮灌木、草本层和藓类地衣层。多年生草本植物，没有一年生植物。多为常绿植物生态学基础建筑第70页极地冻原生态学基础建筑第71页冻原四个分布亚带：森林冻原亚带：落叶松属植物，西伯利亚云杉灌木冻原亚带：矮桦、圆叶柳、北极柳藓类冻原亚带：藓类地衣占优势北极冻原亚带：在北冰洋沿岸，植被稀疏，完全没有小灌木群落。我国冻原分布：长白山和阿尔泰山高山带（仙女木、牛皮杜鹃、圆叶柳、草本植物）。生态学基础建筑第72页5.草甸/草本群落以多年生草本植物为主体群落，在适中水分条件下发展起来。草甸与草原区分：（1）草原以旱生草本植物占优势（2）草甸属于非地带性植物，可出现在不一样植被内。草甸能够分布在山间低地。草甸普通不呈地带性分布生态学基础建筑第73页草甸植被群落：群落类型复杂、种类组成比较丰富。以多年生根、茎禾草为主，丛生禾草较少。双子叶植物：蔷薇科、藜科、唇形科、玄参科、虎耳草科、桔梗科、败酱科、报春花科、伞形科、灯芯草科等植物为主。生态学基础建筑第74页6.沼泽湿生植被类型，分布在土壤过湿、积水或有浅水层并常伴有泥炭生境。由沼生植物组成，其中以草本植物为主，也有木本植物。沼生植物特点：通气组织发达，有不定根和特殊繁殖能力。分布：广布世界各地，我国：三江平原和青藏高原。类型：木本沼泽、草本沼泽、苔藓沼泽生态学基础建筑第75页8.4生物多样性在基因、物种、生态系统和景观4个层次上及其不一样等级水平上各种生命系统、生物类群、生命与非生命复合体以及与此相关各种生态过程总合，包含植物、动物、微生物和他们拥有基因、所形成群落和所产生各种生态现象。生态学基础建筑第76页8.4.2生态多样性研究内容遗传多样性物种多样性生态系统多样性生态学基础建筑第77页8.4.2.1遗传多样性也称为“种内多样性”物种多样性表现：物种个体内遗传多样性-杂合性。种群内不一样个体之间遗传差异。种群间遗传变异。生态学基础建筑第78页遗传多样性生态学基础建筑第79页8.4.2.2物种多样性物种多样性指数：物种丰富度、物种丰度、物种均匀度2.物种多样性分布格局：生态学基础建筑第80页第一节生物多样性含义和主要性全部生物种类，种内遗传变异和它们生存环境总称。包含三个方面：

物种多样性

基因多样性

生态系统多样性基因多样性物种多样性物种多样性生态学基础建筑第81页植物多样性植物多样性植物多样性生态学基础建筑第82页生石花生态学基础建筑第83页菟丝子水晶兰大王花腐生植物寄生植物生态学基础建筑第84页形形色色食虫植物猪笼草捕蝇草猪笼草瓶子草生态学基础建筑第85页茅膏菜生态学基础建筑第86页桔梗绣线菊鸡冠花旋复花生态学基础建筑第87页古莲古树生态学基础建筑第88页水生植物——王莲旱生植物——仙人掌科植物等