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植物生态学


• 2.空间变化 • a.纬度:纬度每增高1度,年平均气温约下 降0.5—0.9℃ • b.海拔:海拔每增高1000米,年平均气温 约下降5.5℃。 • c.坡向:南坡、北坡
二、 植物 分布
• 1.纬度 • 我国根据积温(大于等于10℃的持续期温度总和) 和低温为主要指标分为5个热量带:热带、亚热带、暖温 带、中温带、寒温带,每个热量带的气温条件及典型的 森林植被类型热带雨林、亚热带常绿阔叶林、暖温带落 叶阔叶林、温带针阔、混交林、寒温带针叶林. • 梨、苹果、桃不能在热带地区栽培;橡胶、椰子、可可 不能在北方地区栽种; • 2.海拔 • 长江流域地区马尾松分布在 1000-1200米以下, 1200米以上分布黄山松. • 植被的垂直变化
第二节
光对植物的生态作用
• 一、 光合作用 • 叶片吸收的太阳光能只有1%-2%用于光合作用。
• 光照强度和光合强度的关系。 • * 光补偿点(CP):低光照条件下,植物的光合 作用较弱,当植物合成的产品恰好等于呼吸消耗 这时的光照强度称为 • * 光饱和点(SP):当光照强度增加到一定程度 后,光合作用增加的幅度逐渐减缓,最后达到一 定限度,不再随光照强度而增加,这时的光照强 度称为
三、 生态因子及类别
• 1 .生态因子:指环境中对生物生长、发育、生 殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。 • • • • • • 2.生态因子类别: 1)气候因子 2)土壤因子 3)地形因子 4)生物因子 5)人为因子
四、 生态因子作用的一般特征
• • • • • • 1.综合作用 2.主导因子 3.不可代替性和可调剂性 4.阶段性 5.直接作用和间接作用 6. 限制因子
三、学科分类
• 按研究对象分:植物生态学、动物生态学、 微生物生态学、人口生态学 • 分布环境分:陆地生态学、水域生态学 • 与其它学科渗透,产生交叉边缘学科:数 学生态学、能量生态学、化学生态学、生 态地理学、经济生态学、城市生态学等
四、研究内容
• • • • 个体(individual) 生态学 种群(population)生态学 群落(community)生态学 生态系统(ecosystem)学
限制因子:任何一种生态因子只要接近或超过 生物的耐受范围,就会成为这种生物的限制因 子。
第三章
光因子
第一节
光的性质与变化
• 一、太阳辐射的光谱组成及对植物的作用
• 太阳辐射光0.15-4.0 um:长波光、可见光、短波 光 • 1. 生理辐射光: 0.4-0.76um,又称为可见光。 0.6-0.7 微米的橙红光、0.4-0.47 微米的蓝紫光 生理活性最大。对绿光0.5-0.6微米几乎不吸收 • 红光促进碳水化合物的形成,对植物开花、茎的 伸长和种子萌发有影响 • 蓝光促进蛋白质的合成。 • 2. 紫外线: 抑制茎的延伸,促进花青素的形成。 灭生性辐射光波长小于0.29微米,被臭氧层吸收 • 3. 红外光: 波长大于0.7微米,几乎不吸收,增
五、生态学的发展简史
• 1、萌芽时期(公元前5世纪—公元16世纪欧洲文 艺复兴) • 公元前1200年,我国《尔雅》 • 2000年前,《管子》―地员篇”、《齐民要术》、 《本草纲目》、《南方草木状》、《淮南子》 • 《齐民要术》(贾思勰)(唐)“顺天时,量地 利,则用力少而成功多。任情返道,劳而无获” • 中国道教“无为即有为”、“师法自然 ”、 • 中国古典园林
三、林内光照的主要特点
• 1.强度减弱: • 太阳光约70%被枝叶吸收,20%反射,透射进入的 光只有10%。树种组成不同,光照也不同。季节不 同,也不同。不同的树种对光的反射、吸收不同, 是遥感测定的基础。 • 2. 光质改变: • 以红外光、绿光为主,橙红、蓝光吸收率 80-95%。 叶片表皮细胞吸收大量紫外线。 • 3. 分布不均(光片、光斑) • 4. 日照时间缩短 • 由高到低越阴暗,树种耐阴性越强
二、季节变温
• • • • • •
3.坡向: 南坡 北坡 光照强 光照较差 气温高 气温较低 干燥 较潮湿 阳性喜暖耐旱植物 耐阴耐寒喜湿植物
• 兰州市南北两山
三、森林群落内温度的主要特点
• 昼夜、季节温差较小,自林冠层到地表层温差越 来越小; • 最高温度低于林外空旷地,最低温度只略高或稍 低于林外空旷地,两个温度极值均出现在林冠层 表面。 • 原因:枝叶遮挡太阳辐射;蒸腾作用消耗热量 • 对周围地区的气温影响:降低气温;减小温差 •
二、意义

1960s-1970s五大生态危机
• • • • •
人口爆炸; 资源短缺; 能源危机; 粮食不足; 环境污染
1960s-1970s五大生态危机
• • • • • 人口爆炸; 资源短缺; 能源危机; 粮食不足; 环境污染
• (恩格斯)“每一次胜利,在第一步都确 实取得了我们预期的结果,但是在第二步 和第三步却有了完全不同的、出乎预料的 影响,常常把第一个结果又取消了。” • “我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜 利。对于每一次这样的胜利,自然界都报 复了我们” • 古巴比伦的灭亡,中国黄土高原的历史变 迁、甘肃民勤的沙漠化
• 热量是植物生命活动过程中必不可少的生 活条件。不仅影响植物的各种生理活动与 生长发育,同时也决定着每一种植物的地 理分布。太阳辐射是地面主要的热量来源。
第一节 温度变化和植物 分布
• 一、 温度的时空变化 • 1.时间变化 • a.年变化 • 温度的年较差:一年中最热月与最冷月平均温 度的差值。北半球7月—1月 • b.日变化 • 温度的日较差:午后2时—日出之前
2、建立时期(公元17世纪—19世纪末)
• • • • 1798年,Malthus《人口论》 1840年,Liebig提出最小因子定律 1859年,C.Darwin《物种起源》提出进化论 1866 年 , 由 德 国 欧 内 斯 特 . 海 克 尔 Ernest haeckel 提出生态学概念 • 1895年瑞典的尤金.瓦尔明 Eug.Warming 《植 物生态学》 • 1898年德国辛柏尔 Schimper 《以生理学为基础 的植物地理分布》标志植物生态学的建立
第一章
绪 论
• 一、定义 • * 生态学ecology:是研究生物之间及其与周围环 境之间相互关系的学科。 • 1866年由德国动物学家欧内斯特.海克尔Ernest haeckel 提出概念 • 起源于希腊文oikos,意思是“住所”“栖息地”; • Economics同一词源,称为”自然经济学” • 植物生态学:研究植物与其它生物之间及其与环 境相互关系的规律的学科。
3.巩固时期(公元20世纪初—20世 纪50年代)
• 二十世纪30年代,不同地区形成了不同的 学派:英美学派、法瑞学派、北欧学派、 原苏联学派
• 1935年Tansley提出“生态系统”概念 • 1941年Lindeman • 1950s, E.P.Odum《生态学基础》
4、现代生态学发展时期(20世纪60 年代至今)
二、 对植物生长和形态结构的影响
• • • • • • • 1. 种子萌发: 需光如桦木;不需光如蓖麻 2. 茎的生长和分化: 对胚轴生长有抑制作用,促进维管组织分化 3. 苗木根系:促进 4. 叶片形态结构 * 叶子的适光变态:由于叶片所在生境的光强 度不同,其形态结构上往往产生适应光的变异。 • 阳生叶、阴生叶在形态结构上的主要区别:外 形、角质层、叶肉组织、叶脉、叶绿素、气孔 的区别
二、太 阳辐射通过大气层后的削弱
• 1. 吸收(红外光、紫外光):H2O、C02、02、 03 • 2. 散射(可见光、短波光):空气分子、尘 埃、云雾 • 3. 反射:空气分子、水、尘埃、云层 •
三、 光照变化
• 太阳辐射强度、光谱成分、日照长度随 着纬度、海拔高度、坡向而变化及其时 间变化。
• 5. 树冠:光照强度不均匀的生境,树木偏冠、 旗形冠 • 6. 花芽分化 果树修剪 • 7. 果实品质:含糖量、着色、耐储性,高海 拔、菠菜、油 菜 • 短日照植物:牵牛、菊芋、玉米、烟草、 棉花 • 日中性植物:蒲公英、番茄、黄瓜、四季 豆
• (4) 叶片分化及颜色:阳性树种全阳生叶;叶 绿素含量较低,淡绿色 阴性树种阳 生叶、阴生叶;深绿色 • (5) 生长发育过程:阳性树种生长快,成熟早, 寿命短 • 阴性树种生长慢,成熟晚,寿命长 • 我国常见的阳性树种:落叶松、马尾松、樟子 松、白桦等 • 阴性树种:云杉、冷杉
第四章
温度因子
二、对生长发育的影响
• 1. 温 度 对 种 子 萌 发 ( 最 低 0—5℃ , 最 适 25—30℃,最高35-40℃)、 • 2.温度影响植物生长的原因:在0-35℃范 围内,温度上升,细胞膜透性增大,植物 对生长所需的养料吸收增多;酶的活性增 强,光合作用提高;细胞分裂和细胞伸长 加快,植物生长量增加;温度降低,生长 减慢。
• 最小因子定律: (德) Liebig(1840) • 植物的生长往往取决于最小量矿质营养元素的供应状 况. • 耐性定律: 美V.E.Shelford(1913) • 生物对其生存环境的适应有一个生态学最小量和最大 量的界限,为耐性范围,生物对环境的适应存在耐性限 度的法则. • 生态幅:每一个物种对环境因子综合适应范围的大小
第三节 节律性变温对植物的影响
• 节律性变温:温度随昼夜和季节而发生有 规律的变化。(除了低、高纬度地区,大 部分地区均明显有)
一、昼夜变温
• 1.温周期现象:植物对温度昼夜变化节律所 做出的反应。 • 2.昼夜变温对植物生长发育的影响 • 对种子萌发有促进作用 低温层积处理 • 对树木生长有促进作用(火炬松苗高生长、 云杉林木蓄积量高) • 对开花结实(水稻、果树果实大小色泽等) • 对产品品质 (小麦蛋白含量=12.9A+2.1)
第二节 温度对植物生长发育的 影响
一、温度对生理活动的影响
1.机理:由于热量可使分子的运动力加强, 温度愈高则化学反应速度愈快;温度升高, 使酶的活性增大,更有助于催化生物化学 反应,因而生理活动加快。 • 2.植物对温度要求的三个基点温度:最低 温度、最适温度、最高温度 • 光合作用、呼吸作用等。不同地理起源的 植物不同
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