植物生活与环境植物地理学

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1、第三章          植物生活与环境—植物生态类群的分化第一节 概   述一、环境的概念与类型环境是指植物周围一切事物及现象的总和。环境的各种组成要素称为环境因子，其中一些可对植物产生一定影响的特称为生态因子。为了强调生态意义，常常把环境中全部生态因子综合组成的那一部分，称为生态环境。此外，为了区别一般的、广泛的环境与植物体周围具体而直接的环境，把后者称为植物的生境（habitat）。如河谷环境分为河床、河漫滩、牛轭湖等不同生境。有时特别划出小环境（microenvironment），以示直接影响植物的那些局部状况，如森林

2、的树冠内部和表层的小环境在数厘米距离内就有很大差别，也不同于外面大环境。二、生态因子及其生态作用(一)生态因子概念及分类按照生态因子的性质，可以把生态因子分成两类，六个基本类型。1）非生物因子气候因子――光，温度，降水，风等。土壤因子――土壤的物理性质，化学性质等。地形因子――海拔高度，坡度，坡向等。2）生物因子植物因子――植物之间的机械作用，共生，寄生，附生等关系。动物因子――摄食，传粉，践踏等。人为因子――垦殖，放牧、采伐等。（二）生态因子作用的一般特征（三）生态因子的限制性作用1）Libig最小因子法则。 即植物生长好坏

3、依赖那些表现为最低量的化学元素，这一规律被称为最低量定律。2）限制因子。（Blackman，1905）进一步提出限制因子（limiting factor）的概念。他列举五个能够控制光合作用速率的因子，即可利用CO2的数量、有效的水分数量、太阳辐射强度、叶绿素存在数量、叶绿体温度等，认为其中的任何一个若处于最低量时就将控制这个过程的速率，甚至在其他因子都很丰富的情况下也会使光合作用过程停滞，这样的因子称为限制因子强烈不足（或过多）的影响，呈现出极端衰弱或休眠状态。超过此区以外的部分，则称为致死区。处在适宜区的生态因子固然十分有利

4、于植物生长，但是它的强度发生一些变化时，对植物并不能产生显著的影响，即不起限制作用；当生态因子偏离适宜区时，每增减不大的数量通常就会造成显著的影响。生态因子越接近最低和最高点，它的限制作用表现得越充分。三、植物的生态适应(一)植物适应的概念1）适应（adaptation） 一种植物在某类生境中能够正常生活和繁殖后代，此现象称为适应。2）可逆性或弹性反应。如将植物遮荫便引起一定的生理过程变化，恢复正常光照时可能又恢复过来，这称为植物的可逆性或弹性反应。（二）生态幅1．生态幅的概念与特征每个种对生态因子适应的范围大小称为生态幅。2

5、．植物的适应类型广生态幅种和窄生态幅种3．生态幅与分布区（三）植物内稳态（四）植物耐受限度的调整1．驯化2．休眠3.周期调整（五）植物的需求性每种植物完成个体生活史需要一定的物质、能量和条件作保证，这种关系称为需求性。所谓有利条件即能满足植物需求性的条件。当植物获得适宜的光照、温度、水分和营养时才可能实现最高生产力。（六）生态类群和生态型生态类群和生态型 各种植物无论亲缘远近，凡对某一生态因子表现出在生理、形态、结构或物候诸方面较一致的适应特征，具有相似需求性和忍耐力的，就可以划归同一种（适应某因子的）生态类群。同一生态类群中

6、的不同植物在相似环境条件下进化，即接受相似的自然选择，即使属于不同起源（亲缘关系很远）的分类群，在此时也可能产生某些相似的适应特征，呈现趋同现象。反之，同一科或属内的不同种类长期生活在不同生境，接受不同性质的自然选择，可能产生不同的适应特征，分化为不同的生态类群。第二节 光照条件太阳辐射不仅制约地球表层外营力作用过程，更是维持一切生命活动的原始能源，但后者需通过绿色植物光合作用完成。植物借助叶绿素等色素获得光能，用于水的光解，释放游离氧并固定来自体外的CO2，形成碳水化合物，光能遂转变为化学键能，每固定1mol碳，可以获得47

7、7kJ（114 kcal）潜能。生命的活动正是光能和碳素在有机体内的转化、储存、运移、积累和消耗等多种复杂的过程。一、光合固碳途径与植物适应类群（一）光合作用绿色植物吸收太阳光，烈解水分子，同化二氧化碳，制造有机物并释放氧气的过程。（二）光合固碳途径与植物适应类群1）C3途径与C3植物。在光合作用中形成具有三碳的中间产物，包括绝大多数绿色植物均属此类，其光呼吸消耗已同化碳素达50%或更多，致使净光合作用降低。2）C4途径与C4植物。起源热带的玉米、高粱、黍类、狼尾草、苋、马齿苋、地肤、滨藜等，因在光合作用固定CO2过程中形成苹

8、果酸等四碳化合物得名。它们突出的特点是从空气中吸收CO2很强，能利用低浓度CO2。在有光时虽然呼吸速率随光强度增加而加大（光呼吸），但却能固定光呼吸释放的CO2，提高CO2利用率。3）CAM途径与CaM植物二、光强的生态作用与植物适应（一）光强与植物光合作用在一定的生态条件下