植物地理学:研究生物圈中各种植物和植被的地理分布规律、生物圈各结构单元(各地区)的植物种类组成、植被特征及其与自然环境之间相互关系的科学。
引言生物圈1.生物圈:地球上所有生物及其生活领域的总和.是自然环境的有机部分.2.生物膜:地表上下100m的区域,生物繁衍最集中的范围.3.植物有机体占生命有机体的99%。
第一章植物的基本类群1.生物特征:新陈代谢、生长繁殖、遗传变异进化、应激性2.植物繁殖的三种方式:营养繁殖、无性生殖、有性生殖3.植物的分类单位:界、门、纲、目、科、属、种4.植物的分类原则:自然分类法(林奈)5.植物界六大类群:藻类植物、菌类植物、地衣植物、苔藓植物、蕨类植物、种子植物6.种:具有一定形态和生理特征,局限在一定区域的生物类群。
7.种群:植物种内的个体常分成若干群,每个群成片地分布在某个地段内各群在在空间上互有间断即为种群。
8.世代交替:在植物的生活史中,有性世代和无性世代交替的现象。
9.亚热带常绿阔叶林代表科:木兰科、樟科、壳斗科、山茶科。
10.第二章植物的生活和环境生态:生物及其环境之间的形式或者总体生物与环境的关系:适应、塑造、改造一、环境与生态因子1.环境:指某一特定主体周围一切事物及现象的总和,包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因素。
2.生态因子(ecological factors):环境中对植物生命活动(生长、发育、生殖、行为和分布)有直接或间接影响的环境因子。
3.生态因子分类(简述)4.环境胁迫:当环境中某种生存条件出现异常变化,便会抑制植物生命活动或威胁植物生存,这种现象成为环境胁迫。
5.干扰:动物啃食、寄生、风、火、土壤侵蚀等部分或全部地破坏植物的现象,称为干扰。
6.限制因子:任何一种生态因子只要接近或超过植物所能忍受的最低限度,就成为这种植物的限制因子。
二、生态因子的作用(简述)①综合作用:1)不可替代性2)互相作用(各生态因子彼此联系、相互影响)②主导因子作用:所有因子不变,某一因子的变化引起生态关系变化,影响植物的生长、发育。
1)最低量定律:不可缺少的有效养分中,数量上接近临界最低的一个,限制着植物的产量;2)限制因子作用:在某一程度上起主导作用,不同时空条件下,限制因子不同,会变化;3)生态因子三基点:最高点、最低点、最适点;③补偿性作用:在一定条件下,生态因子起到一定的补偿作用。
④阶段性作用:生态因子对植物不同阶段的作用不同⑤直接作用和间接作用:任意生态因子直接和间接影响植物生长。
三、植物对生态环境的适应(考点)1、适应:植物生活在变化的环境中,它的形态、结构、生理特征反映出的所发生的变异,使其能够充分利用有利条件,增强抵御不利条件的能力。
1)适应是自然选择的结果;2)适应与不适应是相对的;3)适应的结果——产生进化。
进趋同适应:来自不同地方的植物在同一环境下生存下来的变异化趋异适应:来自同一个地方的植物在不同环境中生存进化适弹性(可逆)【如驯化:在环境定向压力下植物发生的生态幅变化】应塑性(不可逆,基因已被改变)2、适应忍耐力(耐性范围)能力需求性3、生态类群(型):同一生境下,对某一生态因子而言,不同种群的习性一样、适应相同的植物组合。
4、生态型:长期受不同环境因素影响,植物在生态适应的过程中,发生群体间的变异与分化,形成生态学上互有差异的个体群,并在遗传性上被固定下来,这种种内不同种群称为生态型。
5、生态差型:同种内不同生态型的适应特征呈连续变化的现象。
第二节光照条件【光对植物的影响:光强、光质、光周期】一、光强1.光强与光合作用需求性*①光补偿点:光合速率和呼吸速率相等的光照强度*②光饱和点:光合速率停止时,达到最大值的光强③光合能力:最大的净光合作用速率*④光呼吸:随光强的增大,生理作用改变⑤光能利用率:植物光合作用所积累的有机物所含的能量,占照射在单位地面上的太阳光能量的比率,称为植物整株的光能利用率。
2.植物对光强的适应类群3.水体中光的生态作用光补偿深度:光合作用减弱到与呼吸消耗量平衡时的水深。
【水体中光合植物垂直分布的下限】二、光质1.植物体所含色素1)叶绿素a:吸收红光;2)叶绿素b:吸收紫光;3)叶黄素、胡萝卜素吸收蓝紫光2.可见光的生态作用:1)红光有利于碳水化合物的合成,蓝光有利于蛋白质、有机质的合成,2)蓝紫光和青光抑制植物的伸长生长,造成植物的矮化,还能引起植物向光性,并能促使花青素的形成。
3.其他光的生态影响【植物叶片含有大量的花青素、苯酚和类黄酮等物质。
】1)紫外光对植物的影响:损伤植物DNA、抑制植物的光合作用、改变植物生长型、减缓植物生长、降低根茎比、叶片变小变厚等。
尤以UV-B(0.28~0.32um)辐射的破坏严重。
2)红外光对植物的影响:促进植物茎的伸长生长,有利于种子或孢子萌发,提高植物体的温度。
3)漫射长波光促进碳水化合物的合成,促进枝叶徒长。
三、光周期1.光周期现象:植物长期生活在具有一定光照长短变化格局的环境中,借助自然选择和进化,形成了各类植物所特有的对日照长短变化的反应方式(生长、花开、落叶、休眠等方面)。
2.第三节水分条件一、陆生植物的水分平衡(一)水分与生命活动未晒的种子大部分为自由水,细胞质成溶胶状态;晒干后的种子只剩束缚水,细胞质成凝胶状态。
(二)植物吸水与失水的内外条件1.植物吸水的2种方式:未形成液泡的额细胞,靠吸胀作用吸水,液泡形成后,靠渗透作用吸水吸水能力:干燥种子的吸水能力达到100巴。
2.水势:指的是1 mol水分子的自由能,纯水的水势为零。
水总是从水势高处移向水势低处。
土壤水势一般为-15巴,植物的吸水临界值也是-15巴。
①植物细胞水势(ψc)=渗透势(ψπ)+基质势(ψm)+压力势(ψp)②吸水动力=土壤水势(ψs)-植物细胞水势(ψc)渗透势:又称溶质势,是由于细胞液水分子的吸引力形成的,以负值表示。
细胞液浓度越高.吸引水分子的能力越强,水分子自由能越小,渗透势越低(负值越大),水往外渗透能力越低,细胞吸水力越强。
基质势是细胞内胶体物质的氢键水合作用和毛细管表面张力作用对目由水的吸引听引起的,以负值表示。
基质势越低(负值越大),细胞吸水力越强。
压力势是指细胞原生质吸水膨胀时.受到的细胞壁反弹压力,以正值表示。
压力势越低(正值越小),植物吸水力越弱。
干旱:①物理性干旱:土壤含水量越低,ψs越低,土壤有效水越少,植物吸水越困难,从而不能满足植物生长需要;(考点)②生理性干旱:含盐量增加,土壤溶液渗透势降低或植物的其他生理原因不能充分有效地吸收土壤的水分,甚至脱水,产生跟物理性干旱相似的过程。
3.蒸腾:植物体内水分以气体状态从气孔向大气蒸发散失的过程。
1)蒸腾作用(蒸腾):植物体内水分以气体状态从气孔向大气蒸发散失的过程。
2)蒸腾速率:指的是单位叶面积单位时间蒸腾失水的重量(g·h-1·m-2)。
3)蒸腾强度:4)蒸腾量:5)蒸腾系数:植物体制造1g干物质所需的水分。
6)蒸腾效率:植物体每消耗1kg水所形成的干物质重量。
7)蒸腾拉力:8)陡度:细胞与细胞间的水分差别【滴水叶尖:热带雨林植物有部分以液态失水】二、陆生植物对水分条件的适应和生态类群(一)变水植物:植物体内含水量可多可少,完全受外界影响。
【耐旱植物】(二)定水植物(恒水植物):植物体内维持一定水分,本身有能力调节水分。
1. 旱生植物:外界条件很干,却能继续生存,以充分吸水、减少水分散失、大量储存水来保持体内定量水分。
(四类:肉质旱生植物、硬叶旱生植物、软叶旱生植物、小叶和无叶旱生植物)适应干旱的途径:①减少水分丢失;②提高水分吸收和储存能力2. 湿生植物:外界水分充足才能生存,典型的湿生植物水分减少1%就出现萎蔫。
(两类:阴生湿生植物、阳生湿生植物)特点:①②细胞间隙大、通气组织发达③根系不发达3. 中生植物:介于湿生植物和旱生植物之间,要在适中水分条件下生存。
(三)划分水分生态类群的方法1.(考点)生态序列法(环境梯度法):沿着某一个或几个生态因子的梯度变化,植物的生长与繁殖适应也发生相应的连续变化,据此来划分植物的生态类群。
P1232. 形态结构分析法:根据植物形态特征特别是枝叶可以把植物分成不同的生态类群。
3.生理特征分析法:根据植物体内含水量的变化、枝叶失水速度和耐脱水能力等生理指标划分植物的生态类群。
三、水生植物(一)生态特征①光照弱,含氧量很低,CO2浓度很高(是陆地上的100倍);②水的密度比大气的大,使得扩散交换慢;③温度变化平缓;④含盐量高;(二)水生有花植物1.特征:①通气组织发达;②机械组织不发达甚至退化③叶片薄或常常呈带状或丝状④大量的是营养繁殖2. 分类:沉水植物、浮水植物、挺水植物(沼生植物)第四节温度条件一、植物生命活动与温度条件(一)温度对植物生理过程的生态作用1.温度系数(Q10):温度每升高10℃,生理化学发生变化的倍数。
2. 吸水3. 光合作用4. 呼吸作用温度范围-10 ~50℃最适温度30~40℃5. 热补偿点:净光合为零时(CO2收支平衡)的温度,包括光合最高温度和光合最低温度。
①C4随②七月份的温度决定了C4植物的分布(二)温度和植物的生长发育【植物的生长发育的最低温度:热作18℃,温作10℃】春化:某些植物在某一发育阶段需要低温刺激才能从生长转到发育,这种过程称为春化。
(三)需热量1. 积温(常用来表示植物需热量):日平均温度和天数的乘积,也称>0℃积温。
活动积温:Q=xy有效积温:K=(X-X0)y X0:下限生物学零度:植物生长的最低温度。
(不同植物的生物学零度不同)温带地区木本植物:5℃;亚热带地区植物(水稻):10℃;亚热带地区喜热植物:15℃;热带地区植物:18℃2. 积温的局限性①积温不能表示温度在时间分布上的不同②其他因素影响③温度的极值及其持续时间二、适应极端温度的生态类群(一)1.低温胁迫对植物体的影响冻害:0℃以下的低温,使植物细胞结冰受害的现象。
冷害(寒害):0℃以上的低温,对热带植物造成危害,甚至死亡的现象。
冻裂:气温突然降低,树干内外温度不同,收缩不同,导致树皮破裂的现象。
冻拔:在黏重而潮湿土壤上,冻融交替,造成树苗根系上升出土的现象。
①呼吸>光合②蒸腾>呼吸③降低吸水能力2.植物对低温的适应①植物避寒:(形态上)紧贴地面,维持一定温度、湿度,呈垫状,有绒毛、木栓层②植物耐寒:(生理上)提高原生质溶度:(a.降低渗透势,加强吸水,防脱水b.降低冰点c.促进休眠)【抗寒锻炼】植物的抗寒性随秋季气温的逐渐降低而逐渐增强的现象。
(二) 1.高温胁迫对植物体的影响①呼吸>光合②水分不平衡③蛋白质凝固,导致酶活性降低④灼伤植物2. 植物对高温的适应①形态上:a.叶子革质,反射光 b.植物体显白色c.植物叶子侧向来躲避阳光直射d.植物体有木栓层,来隔温②生理上:a提高原生质溶度(抗凝结力、促进休眠、增加吸水力)b增加增腾量——植物降温c反射红外线【物候:植物长期生活于一定季节性变温条件下,随着温度变化,植物的发芽、生根、长苗、现蕾、开花、结果等,都与季节的变化相适应的现象】第五节营养条件(P141)二氧化碳的生态作用与植物适应第六节生物条件(重点)一、动物对植物的生态作用:啃食、传粉、散播二、植物与植物之间的生态作用1. 营养关系:①寄生:一种植物寄生于另一种植物体内或体表,摄取寄主的营养和水分来维持生命的现象。