植物生活與環(huán)境植物地理學(xué)

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1、第三章??????????植物生活與環(huán)境—植物生態(tài)類群的分化第一節(jié)?概???述一、環(huán)境的概念與類型環(huán)境是指植物周圍一切事物及現(xiàn)象的總和。環(huán)境的各種組成要素稱為環(huán)境因子，其中一些可對植物產(chǎn)生一定影響的特稱為生態(tài)因子。為了強(qiáng)調(diào)生態(tài)意義，常常把環(huán)境中全部生態(tài)因子綜合組成的那一部分，稱為生態(tài)環(huán)境。此外，為了區(qū)別一般的、廣泛的環(huán)境與植物體周圍具體而直接的環(huán)境，把后者稱為植物的生境（habitat）。如河谷環(huán)境分為河床、河漫灘、牛軛湖等不同生境。有時特別劃出小環(huán)境（microenvironment），以示直接影響植物的那些局部狀況，如森林

2、的樹冠內(nèi)部和表層的小環(huán)境在數(shù)厘米距離內(nèi)就有很大差別，也不同于外面大環(huán)境。二、生態(tài)因子及其生態(tài)作用(一)生態(tài)因子概念及分類按照生態(tài)因子的性質(zhì)，可以把生態(tài)因子分成兩類，六個基本類型。1）非生物因子氣候因子――光，溫度，降水，風(fēng)等。土壤因子――土壤的物理性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)等。地形因子――海拔高度，坡度，坡向等。2）生物因子植物因子――植物之間的機(jī)械作用，共生，寄生，附生等關(guān)系。動物因子――攝食，傳粉，踐踏等。人為因子――墾殖，放牧、采伐等。（二）生態(tài)因子作用的一般特征（三）生態(tài)因子的限制性作用1）Libig最小因子法則。?即植物生長好壞

3、依賴那些表現(xiàn)為最低量的化學(xué)元素，這一規(guī)律被稱為最低量定律。2）限制因子。（Blackman，1905）進(jìn)一步提出限制因子（limiting?factor）的概念。他列舉五個能夠控制光合作用速率的因子，即可利用CO2的數(shù)量、有效的水分?jǐn)?shù)量、太陽輻射強(qiáng)度、葉綠素存在數(shù)量、葉綠體溫度等，認(rèn)為其中的任何一個若處于最低量時就將控制這個過程的速率，甚至在其他因子都很豐富的情況下也會使光合作用過程停滯，這樣的因子稱為限制因子強(qiáng)烈不足（或過多）的影響，呈現(xiàn)出極端衰弱或休眠狀態(tài)。超過此區(qū)以外的部分，則稱為致死區(qū)。處在適宜區(qū)的生態(tài)因子固然十分有利

4、于植物生長，但是它的強(qiáng)度發(fā)生一些變化時，對植物并不能產(chǎn)生顯著的影響，即不起限制作用；當(dāng)生態(tài)因子偏離適宜區(qū)時，每增減不大的數(shù)量通常就會造成顯著的影響。生態(tài)因子越接近最低和最高點，它的限制作用表現(xiàn)得越充分。三、植物的生態(tài)適應(yīng)(一)植物適應(yīng)的概念1）適應(yīng)（adaptation）?一種植物在某類生境中能夠正常生活和繁殖后代，此現(xiàn)象稱為適應(yīng)。2）可逆性或彈性反應(yīng)。如將植物遮蔭便引起一定的生理過程變化，恢復(fù)正常光照時可能又恢復(fù)過來，這稱為植物的可逆性或彈性反應(yīng)。（二）生態(tài)幅1．生態(tài)幅的概念與特征每個種對生態(tài)因子適應(yīng)的范圍大小稱為生態(tài)幅。2

5、．植物的適應(yīng)類型廣生態(tài)幅種和窄生態(tài)幅種3．生態(tài)幅與分布區(qū)（三）植物內(nèi)穩(wěn)態(tài)（四）植物耐受限度的調(diào)整1．馴化2．休眠3.周期調(diào)整（五）植物的需求性每種植物完成個體生活史需要一定的物質(zhì)、能量和條件作保證，這種關(guān)系稱為需求性。所謂有利條件即能滿足植物需求性的條件。當(dāng)植物獲得適宜的光照、溫度、水分和營養(yǎng)時才可能實現(xiàn)最高生產(chǎn)力。（六）生態(tài)類群和生態(tài)型生態(tài)類群和生態(tài)型?各種植物無論親緣遠(yuǎn)近，凡對某一生態(tài)因子表現(xiàn)出在生理、形態(tài)、結(jié)構(gòu)或物候諸方面較一致的適應(yīng)特征，具有相似需求性和忍耐力的，就可以劃歸同一種（適應(yīng)某因子的）生態(tài)類群。同一生態(tài)類群中

6、的不同植物在相似環(huán)境條件下進(jìn)化，即接受相似的自然選擇，即使屬于不同起源（親緣關(guān)系很遠(yuǎn)）的分類群，在此時也可能產(chǎn)生某些相似的適應(yīng)特征，呈現(xiàn)趨同現(xiàn)象。反之，同一科或?qū)賰?nèi)的不同種類長期生活在不同生境，接受不同性質(zhì)的自然選擇，可能產(chǎn)生不同的適應(yīng)特征，分化為不同的生態(tài)類群。第二節(jié)?光照條件太陽輻射不僅制約地球表層外營力作用過程，更是維持一切生命活動的原始能源，但后者需通過綠色植物光合作用完成。植物借助葉綠素等色素獲得光能，用于水的光解，釋放游離氧并固定來自體外的CO2，形成碳水化合物，光能遂轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)鍵能，每固定1mol碳，可以獲得47

7、7kJ（114?kcal）潛能。生命的活動正是光能和碳素在有機(jī)體內(nèi)的轉(zhuǎn)化、儲存、運(yùn)移、積累和消耗等多種復(fù)雜的過程。一、光合固碳途徑與植物適應(yīng)類群（一）光合作用綠色植物吸收太陽光，烈解水分子，同化二氧化碳，制造有機(jī)物并釋放氧氣的過程。（二）光合固碳途徑與植物適應(yīng)類群1）C3途徑與C3植物。在光合作用中形成具有三碳的中間產(chǎn)物，包括絕大多數(shù)綠色植物均屬此類，其光呼吸消耗已同化碳素達(dá)50%或更多，致使凈光合作用降低。2）C4途徑與C4植物。起源熱帶的玉米、高粱、黍類、狼尾草、莧、馬齒莧、地膚、濱藜等，因在光合作用固定CO2過程中形成蘋

8、果酸等四碳化合物得名。它們突出的特點是從空氣中吸收CO2很強(qiáng)，能利用低濃度CO2。在有光時雖然呼吸速率隨光強(qiáng)度增加而加大（光呼吸），但卻能固定光呼吸釋放的CO2，提高CO2利用率。3）CAM途徑與CaM植物二、光強(qiáng)的生態(tài)作用與植物適應(yīng)（一）光強(qiáng)與植物光合作用在一定的生態(tài)條件下