植物生态学重点(复习资料)

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

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。

研究内容：个体生态学

，种群生态学，

群落生态学，

生态系统学

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。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)人为因子生态幅:每一个物种对环境因子综合适应范围的大小

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。

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。

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。红外光: 波长大于0.7微米，几乎不吸收，增热效应，光周期反应林内光照的主要特点：1．强度减弱：约70%被枝叶吸收，20%反射，透射进入的光只有10% 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

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光照对植物生长和形态结构的影响：1. 种子萌发2. 茎的生长和分化3. 苗木根系4. 叶片形态结构5. 树冠6. 花芽分化果树修剪7. 果实品质

阳性树种和阴性树种的主要区别：

(1) 天然更新

种子萌发、幼苗、幼树生长

(2) 光补偿点和光饱和点

阳性树种（落叶松、松）光补偿点大于200 lux，阴性树种（槭、榆）50 lux

(3) 树冠外形

阳性树种树冠较稀疏，枝下高较高

阴性树种树冠较稠密，枝下高较低

(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

纬度每增高1度，年平均气温约下降0.5—0.9℃

海拔每增高1000米，年平均气温约下降5.5℃。温度

空间变化：纬度海拔坡向（南坡2光照强气温高干燥喜暖耐旱植物）

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

节律性变温：温度随昼夜和季节而发生有规律的变化。

温周期现象：植物对温度昼夜变化节律所做出的反应。季节性变温：物候：植物长期适应于温度、水分有规律季节变化，形成与此相应的植物发育节律。

物候期：植物这种发芽、生长、现蕾、开花、结实、果实成熟、落叶休眠等生长、发育阶段。

积温：通常把在植物整个生长发育期或某一发育阶段内，高于一定温度度数以上的日平均温度总和，称为某植物或某发育阶段的积温。

有效积温：从某一时期内的平均温度减去生物学零度（即机能进行的最低点温度），将其结果乘以该时期的天数。计算 K =N（T-T0）

K：某植物为完成发育阶段或生活周期所需要的有效积温

T：n天的平均温度

N：某植物为完成发育阶段或生活周期所经的天数

T0：某植物为完成发育阶段或生活周期的起始温度（生物学零度）

活动积温：从某一时期内的平均温度减去物理学零度，将其结果乘以该时期的天数。

计算 K `= n（T-0）=nT

例：桃树开花期需15天，开花期的平均气温为12℃，开花期的最低气温为6℃，求桃树开花所需的有效积温和活动积温。

K=15*（12 ℃ -6 ℃）=90 ℃

K’=15*12 ℃ =450 ℃冻害发生的生理机制（原因）：

植物组织内结冰时，细胞壁外面的纯水膜首先结冰，以后温度每下降1℃，压力增加12 巴。温度继续下降，冰晶进一步扩大，结果一方面使细胞失水，引起细胞原生质浓缩，造成胶体物质（酶）的沉淀；另一方面压力增加，能促使细胞膜变性和细胞壁破裂，最后导致植物死亡。低温适应

叶和芽有油脂,芽具芽鳞,体具蜡粉和密毛,树干木栓层厚，矮小,匍匐状、垫状。

贝格曼规律：体形大的恒温动物，单位体重散热量相对较少。

阿伦规律：恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴和耳等在低温环境中有变小变短的趋势。高温适应

植物体具密毛和鳞片，白色，叶片革质，叶缘向光排列或折叠，树干木栓层厚

水分对植物的重要性：

组成物质；

作为反应物直接参与体内的生理生化反应；

良好的溶剂；

产生膨压；

比热大,调节体温。水分大循环：水从海洋以水汽形式被运送到陆地上空，凝结成降水又沿地面或地下流入海洋的过程。水分小循环：水在陆地（海洋）上蒸发成水汽，进入到大气中凝结成降水回到地面（海洋）的过程。

林内的水分状况的主要特点：地表蒸发比空旷地明显减少、空气湿度较大，一般大10-20%，有时40%，越到下层越大，越稳定;

土壤湿度表层土壤含水量高于空旷地，深层35-50cm土壤含水量低于空旷地。有利于林下幼苗、幼树、灌草本植物的生长，也为一些病菌提供条件耐旱植物、

主要特点：渗透压高；根系发达；叶器官较不发达，甚而退化，或具有控制蒸腾作用的结构。常见的耐旱树种有：樟子松、马尾松、园柏、侧柏等；中生植物；湿生植物

主要特点：渗透压低；根系不发达；控制蒸腾作用的结构很弱，通气组织。

常见的湿生树种：赤杨、柳、枫杨等（对比差别）森林减少地表径流、保持水土、涵养水源的主要原因：（1）林冠截流使雨水冲击地面的力量削弱，因而形成的地表径流较弱；云杉林林冠截留量28%；（2）苔藓层和死地被物层

能吸收大量的降水，从而减少地表径流量；容水量500%，370%

（3）土壤层

疏松，空隙多，富含腐殖质，水分容易被吸收和渗透下去，使地表径流转为地下径流；土壤60cm处，土壤稳渗速度>6mm/min，而林区瞬时最大降水速度<3mm/min，降水可以全部下渗

（4）春季融雪

林内比林外晚,而且缓慢，雪水容易被土壤吸收渗透下去。二氧化碳的生物循环：

绿色植物从大气中取得二氧化碳，同化成有机物，供动物食用，动物和植物又通过呼吸作用把部分二氧化碳返回大气，微生物把动植物的残体分解，把二氧化碳返还大气。（碳循环：在大气、陆地生命体和土壤有机质等几个分室中的迁移和转化过程。或绿色植物(生产者)在光合作用时从大气中取得碳，合成糖类，然后经过消费者和分解者，通过呼吸作用和残体腐烂分解，碳又返回大气的过程。）

温室效应：大气中的二氧化碳象玻璃温室一样，能透过太阳辐射，地面辐射的红外线热能很难散发出去，使温度升高的效应。

大气污染：污染源：工厂燃料燃烧，加工过程中废气排放、汽车尾气等，我国为煤烟型污染。污染物：（1）氧化型（臭氧、NO2 哮喘，肺水肿、Cl2、PAN等）

（2）还原型 SO2（100ppm以上，咽喉痛）、 HF、

H2S、CO（200ppm,急性中毒）

（3）碱性型（氨）

（4）粉尘（落尘 d>10um，飘尘 d<10um），肺炎、矽肺

（5）光化学烟雾

。树木对大气污染的抗性，常绿阔叶树大于落叶阔叶树，落叶阔叶树大于针叶树。

植物对环境污染的净化效应：

1吸收二氧化碳与放出氧的作用 2．吸滞尘埃作用 3．吸收有毒气体作用4杀菌作用 5减少噪音的作用

风对树木形态和解剖构造的影响：1．器官矮化，植株矮态2．树冠畸型3．木材断面偏心4．旱生结构加强

树种适应生长的土壤 PH 范围3-8：

通常能适应 PH 3.7-4.5 的为大多数针叶树种，

适应 PH 4.5-5.5 为大多数针叶树和一些阔叶树种，

适应 PH 5.5-6.9 为大多数阔叶树，

PH 大于 8 的多数森林植物难以生长。

常见的耐贫瘠树种：马尾松、樟子松、黑桦、蒙古柞

不耐贫瘠树种：白蜡树、榆树、槭树、杉木、苦楝菌根：真菌与树木根系的共生体。内生型：真菌菌丝深入根的表皮细胞内部。不形成根套。槭树、南洋杉、鹅掌楸等。藻状菌；内外兼生型子囊菌；外生型菌根：真菌菌丝仅侵入树木根外层细胞之间而不进入细胞腔内。菌丝在根表面形成根套。桦、柞、冷杉等。担孢子菌、子囊菌或藻状菌盐碱土

植物

聚盐

泌盐：盐腺

不透盐：有机化合物（糖、游离氨基酸等）

（抗方式）

生活型：不同种类的植物由于对于综合环境条件的长期适应，而具有相同或相似的外貌特征。

生活型的划分：(1)高位芽植物Ph(2)地上芽植物Ch(3)地面芽植物H(4)地下芽植物G(5)一年生植物Th

高位芽占优势的群落，气候温热多湿

地面芽占优势的群落，冬季寒冷，漫长

隐芽占优势的群落，冷，湿

一年生占优势的群落，干旱生态型：同种植物的不同个体群，由于长期生长在不同的环境条件或人为培育条件下，经自然选择或人工选择而分化形成了形态、生理和生态特性不同的基因型类群。

种群（population)：在一定的时间和空间内，同一种生物的个体群。种群数量增长模型：（P64)

1指数式增长(J型）与密度无关的增长模型：

1）离散增长模型

（1）世代不重叠，一生繁殖一次，低等生物

Nt ＝No（Ro的t次方） Ro净生殖率

N 种群数量；t 时间

（2）世代重叠，一生繁殖多次，有固定繁殖周期

Nt ＝ No （小λ）的t次方 λ 周限增长率

2）连续增长模型 Malthus方程（1798）

世代重叠，一生繁殖多次，无固定繁殖周期

Nt ＝ No（e的rt次方）计划生育人口政策： dN/dt＝rN Ro = NT / N0 = e的rT次方 Ro净生殖率； T 一个世代时间；

r = ln(Ro)/ T

r=b-d 瞬时增长率；t 时间; N 种群数量;

r>0种群数量增长

r=0稳定

r<0下降 2.逻辑斯谛增长（S型）Verhulst-Pearl方程

与密度有关的增长模型：

环境资源有限，有竞争

dN/dt＝rN[（K-N）

/ K正反馈负反馈=rN-rN2/K

N＝K/1+e的（a-rt）次方

k:环境最大容纳量；（K-N)/K:环境阻力；

a:参数，其值取决于N。表示曲线对原点的相对位置

TR=1/r:自然返回时间 1）K-N>0 增长 2）K-N=0 稳定；

3)K-N<0下降 5个时期：

1）开始期：增长缓慢

2）加速期：快速增长

3）转折期：数量达到K/2时，增长最快，拐点可获得最大持续产量4）减速期：数量超过K/2后，增长减慢

5）饱和期：趋于K值而饱和种群的年龄结构用年龄金字塔表示，分为：

增长型种群

稳定型种群

衰退型种群种群个体的空间分布格局1随机分布少见

2均匀分布罕见

3集群（团块、成群）分布常见密度效应:在一定时间内，当种群的个体数目增加时,必定会出现邻接个体之间的相互影响.

-3/2自疏法则：

1）产量

平均个体重 W= K（N的-a次方） 1/W=AN+B(倒数产量法则）

a = 3/2 N 种群密度

单位面积产量

y= KN的1-a次方 1/y=A+B/N 2)体积

单株材积 V= K（Nm的-a次方）

单位面积蓄积量 y= K（N的1-a次方） 3）直径N= K（D的-a次方）（P62）

森林植物间的直接关系：1）共生：根瘤、菌根

2）附生关系：苔藓、地衣、兰花

3）攀援植物

攀援植物对树木的危害：绞结树木；使树木输导营养物质受阻；树干被缠绕，削弱同化过程。

4）寄生与半寄生

寄生植物：菟丝子、列当等

半寄生植物：桑寄生、槲寄生植物

森林植物间的间接关系：1）竞争competition:同种或异种的生物个体间所发生的对环境资源和生存空间的争夺.

竞争排斥原理（Gause假说）：两个资源利用方式完全相同的种不能长期共存，一方必然要排斥另一方。

生态位（niche)：生态系统中种群在时间、空间上的位置及其与相关种群间的功能关系。

基础生态位：能够为某一物种所栖息的理论上的最大空间。无竞争Hutchinson(1957)

实际生态位：物种实际占有的生态位空间。有竞争 Loltka-Volterra 竞争方程（P102）dN1/dt = r1N1[(K1-N1-aN2)/K1] dN2/dt = r2N2[(K2-

N2-?N1)/ K2

] a 竞争系数：每存在一个种2个体对种1的不良影响；

? 竞争系数：每存在一个种1个体对种2的不良影响；

竞争结果：

a> K1/k2, 或?>K2/K1 均可胜

a>K1/k2,和?

aK2/K1 种1胜

a

生态入侵：由于人类有意识或无意识地把某种生物带入适宜其生长繁殖的地区，其种群不断扩大，分布区逐步扩展，造成的生物多样性的丧失或削弱的现象。

植物群落种类数量特征:1、多度：某种植物的个体数。

密度：单位面积某种植物的个体数相对多度=某种植物的个体数/同一生活型所有植物个体数之和*100% 2 、盖度显著度（乔木）：树木胸高断面积。相对显著度=某种植物的胸高断面积/同一生活型所有植物胸高断面积之和*100% 3、频度频度＝某种植物出现的样方数/全部样方数相对频度=某种植物的频度/同一生活型所有植物频度之和*100% 4、重要值＝相对多度＋相对显著度（盖度）＋相对频度 5、重要值序=按重要值的顺序排序 6、优势种：群落中个体数量多，盖度大，生活力强，决定整个群落种类组成、结构和生境的主要特征，对其他植物生长发育起重要作用的植物种，重要值排在第一位。亚优势种：重要值仅次于优势种，排在第二、三位，在群落中起的作用仅次于优势种。建群种：群落主要层次的优势种，是群落的建造者，决定整个群落的内部构造和特殊生境单优群落：只有一个优势种的群落

森林群落的基本层次：

乔木层、灌木层、草本层、死地被物、层间植物（藤本、附生、寄生植物，水热条件不同，发达程度不同）

又可按高度人为地分出若干亚层(高度相差不超过10%的树木划为同一亚层）林相：林木的层次结构

群落演替：在一定地段上，一个植物群落依次被另一个植物群落所代替的过程。

方向：

进展演替：在未经干扰的自然状态下，群落从种类少，结构简单，不稳定，生物量低的群落发展到种类多，结构复杂，稳定，生物量高的群落。群落对环境的改造作用加强，群落更加充分利用环境，生境向中生化方向发展。

逆行演替：由于人为破坏或自然灾害等干扰因素，原来稳定性大，结构复杂的群落，退化为结构简单，稳定性小的群落。干扰因素消失，仍向进展方向发展。

原生演替、次生演替及二者的区别

原生演替：是从原生裸地上开始的群落演替。

原生裸地没有土壤层，没有植物繁殖体，生境条件极为恶劣，演替持续时间长。千年

次生演替：是从次生裸地上开始的群落演替。

次生裸地有土壤层，有植物繁殖体，演替持续时间较短，有干扰因素的作用。数十年到数百年旱生演替系列的原生演替的一般过程：1．地衣群落阶段2．苔藓群落阶段 3．草本群落阶段4．木本植物群落阶段

水生演替系列的原生演替一般过程：1．自由漂浮植物群落阶段2。沉水植物群落阶段3．浮叶根生植物群落阶段4．挺水植物阶段5．湿生草本植物阶段6．木本植物阶段

次生演替过程：包括：群落的退化、群落的复生外界因素作用的程度和持续的时间对次生演替的影响：人为破坏程度越严重，持续时间越长，群落退化的阶段越少、越远，退化速度越快，群落恢复的阶段也就多，恢复速度也就慢。当破坏极严重，持续时间极长，而且原生群落被大面积彻底破坏时，群落的复生条件已不复存在，则群落的演替就转向原生演替。

单元顶级学说（美）Clements(克里门茨)提出主要观点：在一定的地区内，按照演替的发生过程，群落相继替代，通过一系列的演替阶段，最后达到与该地区气候相适应的最稳定最平衡的状态，即气候顶极。一个气候区只有一个气候性演替顶极多元顶级学说（英）Tansley(坦斯利)提出一个气候区域内，除气候顶级外，还应该有其他如地形顶级、土壤顶级、火顶级、风顶级等多种顶级群落共同镶嵌形成的顶级植被。多数人同意

顶级格式假说Whittaker(怀梯克)(美）提出同意多元顶级学说，但不同意多元论主张的群落是一个独立的不连续的单位，认为群落间有某种内在的联系，由于在一定区域内，环境因子存在梯度变化（水、温度、养分），多个顶级群落间的关系不是单纯的镶嵌，而是一种与环境梯度格式相对应的逐渐过渡的群落格式。

植物群落分类的主要学派

一）英美学派：以克里门茨和坦斯利为代表以植被动态、群落发生及演替的理论进行分类，分类单位为群系、群丛、群丛相（二）法瑞学派：以布朗．布朗喀为代表

以植物区系为基础，根据群落特征种鉴别群落

主要在阿尔卑斯山和地中海沿岸，分类单位为群丛，下设亚群丛（三）生态学派（乌克兰学派）：波格来勃涅克为代表

主要以环境条件为依据，分类单位为立地条件、林型、林分型（四）生物地理群落学派：以苏卡乔夫为代表

综合考虑群落的生物特性及环境条件《中国植被》分类系统

（P179）：植被型组针叶林（外貌）；

植被型寒温性针叶林（水热条件）；植被亚型寒温性落叶针叶林

（优势层片）；群系组落叶松林（建群种同属）；

群系兴安落叶松林（建群种）；

亚群系（次优势层片）

；群丛组（层片结构相似，优势层片与次优势层片优势种相同）；

群丛（层片结构相同，各层片的优势种相同）；

亚群丛（群丛内部的分化）。

根据外貌、结构、环境条件、优势种、种类组成等特征进行划分

11个植被型组，29个植被型，550个群系，几千个群丛水平地带性分布：水热条件随经纬度变化导致植物群落沿经纬度有规律地分布。

垂直地带性分布：水热条件随海拔高度变化导致植物群落沿海拔高度有规律地分布。

世界森林六林型：1. 针叶林2、落叶阔叶林又称夏绿林3、亚热带常绿落叶林又称照叶林4、硬叶常绿阔叶林5、热带雨林6、热带季雨林（雨绿林）

中国植被分区：1 寒温带针叶林区大兴安岭兴安落叶松2 温带针阔混交林区小兴安岭、长白山、完达山、老爷岭等以红松-杂木为主3 暖温带落叶阔叶林区辽东、胶东、华北、淮北、渭河平原、黄土高原南部、成徽盆地；多次生林，以栎类为主要建群种，辽东栎、麻栎、栓皮栎、锐齿槲栎等4 亚热带常绿阔叶林区长江中下游，北至秦岭淮河，西到横断山、云贵高原，东部为华中、华南大部分地区；以壳斗科、樟科、木兰科、山茶科、金缕梅科植物为主5 热带季雨林、雨林区 6 温带草原区1）中温草原地带2）暖温带草原

7 温带荒漠区新疆、甘肃8 青藏高原高寒植被区

植被的垂直带谱：随着海拔的升高而依次出现的植被带的具体顺序。森林分布的水平地带性与垂直地带性的关系

垂直地带性以水平地带性为基础，垂直带谱的基带必须与水平地带性植被一致。

二者之间有一一对应的关系甘肃省植被区划：（一）北亚热带森林植被区域（二）温带森林植被区域（三）温带草原植被区域（四）温带荒漠植被区域（五）祁连山山地植被区域（六）甘南高原、山地植被区域

生态系统（Ecosystem）：在一定的时间和空间内，生物的和非生物的成分之间，通过不断的物质循环和能量流动而相互作用，相互依存的统一整体，构成一个生态学的功能单位。（英）坦斯利 1935年提出生态系统的基本特征1.结构特征：初级生产者、消费者、分解者、非生物物质

2.功能特征：能量流动，物质循环, 信息传递

3.动态特征：生态系统不是静止的，而是不断运动变化的系统

4.相互作用和相互联系的特征

5.稳定平衡的特征：自动校正平衡能力和自我调节的机制

6.对外开放的特征：能量和物质的输入与输出

生态系统的分类：自然生态系统﹤陆地生态系统：森林、草原、荒漠；水域生态系统：海洋淡水（河流、湖泊）。半自然生态系统

人工生态系统

生态系统的组成：1．非生物成分（无机环境）2．初级生产者（自养有机体）3．消费者4．还原者

生态系统的能量流动特点：1）能量来自太阳能；

（2）能量转换符合热力学第一定律：能量的形式可以改变，但改变前后的总量保持不变。

（3）热力学第二定律：能量只能从集中形式降解成分散的形式，分散成稳定的均匀态，向着熵值增大的方向发展。

（4）是不可逆的单程流。生态系统能量流动和物质循环的异同：遵守守恒定律，不同是物质循环是可逆的流动，能量流动是不可逆的流动。食物链：生态系统内生物之间形成的一种食物的链索关系。营养级（T）：处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。食物网：生态系统中的许多条食物链相互交错，连结成网。

生态金字塔三种类型：数目金字塔、生物量金字塔、能量金字塔，其中最科学的是能量金字塔。

10%定律：林德曼效率=（n+1）营养级同化的能量/n营养级同化的能量

≈10%

生态系统的物质循环的特点：符合物质守衡定律；是可逆的循环几种重要的物质循环

1）水循环

2）碳循环

3）氮循环氮在大气、土壤和生物体中迁移和转化的往返过程

4）磷循环

5）硫循环总（初级）生产量：植物在单位时间内光合作用中固定太阳能的总的数量。

单位：有机体克干重或卡/年总生产力Pg：植物在单位面积和单位时间内固定太阳能的总的数量。单位：有机体克干重或卡/米2 /年、卡/厘米2/年。净生产力Pn：总生产力减去单位面积、单位时间内植物的呼吸消耗量物量：单位面积所有生物体的干重。克/米2 多年积累的