1、青海師范大學環(huán)境：環(huán)境：某一特定生物體或生物群體以外的某一特定生物體或生物群體以外的空間以及直接或間接影響該生物體或生物空間以及直接或間接影響該生物體或生物群體的一切事物的總和。群體的一切事物的總和。植物環(huán)境包括在植物生境內(nèi)直接或間接影響植物生存和發(fā)展的各種因素以及其他生物所施加的影響。在植物生理生態(tài)學研究中，以自然環(huán)境要素為主。1 1）全球環(huán)境）全球環(huán)境大氣圈：由下到上分為對流層、平流層、電離層和擴散層。對流層：10km厚，含有O2和CO2以及水汽、粉塵和各種化學物質(zhì)，天氣現(xiàn)象產(chǎn)生于此層，頂部的臭氧層吸收紫外線。水圈：包括海洋、江河、湖泊、沼澤、冰川及地下水，是一個連續(xù)而不規(guī)則的圈層。巖石圈

2、：地球表面堅硬的外殼，分大陸型和海洋型。土壤圈：覆蓋在巖石圈表面并能生長植物的疏松層。生物圈：指在大氣圈、水圈、巖石圈、土壤圈等的界面上的生物有機體，構成一個具有生命的、有再生能力的生命圈層。上達海平面以上12km，下達海平面以下15km。2 2）區(qū)域環(huán)境）區(qū)域環(huán)境 是指占有某一特定區(qū)域空間的自然環(huán)境，其尺度是大洋和大洲，受大氣環(huán)流及太陽高度角等因素影響。3 3）群落環(huán)境）群落環(huán)境 即群落（或生態(tài)系統(tǒng)）附近的環(huán)境，一般是群落所在的山體、平原或水體等，尺度的數(shù)量級與植物群落相當。4 4）種群環(huán)境）種群環(huán)境 即種群周圍的植物和非植物環(huán)境，尺度一般在植物群落之內(nèi)或附近的非植物環(huán)境或同種或異種的植物環(huán)

3、境。5 5）植物個體環(huán)境）植物個體環(huán)境 即接近植物個體表面或表面不同部位的環(huán)境。植物生理生態(tài)學所研究的環(huán)境尺度一般是植物個體環(huán)境。按人類影響劃分：自然環(huán)境：基本未受人類干擾或干擾較少的環(huán)境，如原始森林、地球兩極、凍原和天然草場等。半自然環(huán)境：人類干擾較強或部分結(jié)構是由人類建造的環(huán)境，如農(nóng)田、人工林。人工環(huán)境：由人類建造的環(huán)境。環(huán)境因子：構成環(huán)境的各種因素。生態(tài)因子：對生物的生長發(fā)育具有直接或間接影響的外界環(huán)境要素（食物、熱量、水分、氣候、地形等）。生態(tài)環(huán)境：所有生態(tài)因子構成的生物生存和發(fā)展的環(huán)境。生境：具體的生物個體和群體生活地段上的生態(tài)環(huán)境。是否對目標生物體起作用是否對目標生物體起作用最基本

4、的生態(tài)因子：最基本的生態(tài)因子：光照、溫度、水分、光照、溫度、水分、CO2CO2、O2O2、土壤、土壤 穩(wěn)定因子 變動因子 周期性變動因子 非周期性變動因子海平面 0m-9000m+9000m大陸架，三角洲，海岸帶-3000m 寡氧區(qū)-5000m 深海區(qū)作用、適應、反作用作用、適應、反作用 質(zhì)：是否有意義； 量：作用的程度； 持續(xù)時間：量的累積。長期適應可能引起基因型的改變，使新結(jié)構被一代代遺傳長期適應可能引起基因型的改變，使新結(jié)構被一代代遺傳下來。下來。生態(tài)反作用生態(tài)反作用：植物對環(huán)境的影響所做出的反饋并改變環(huán)境的作用。 土壤的形成 O2和CO2的比例一般，植物在某一生態(tài)因子維度上的分布呈正態(tài)

5、分布，該曲線稱為資源利用曲線，最低點到最高點之間的跨度稱為生態(tài)幅。脅迫：脅迫：在資源利用曲線上，適宜區(qū)之外到最低或最高點之間的區(qū)間稱為耐受區(qū)，此時植物受到一定程度的限制，即脅迫。 短期可逆 長期可變?yōu)椴豢赡妫ㄓ谰茫┟{迫因子：脅迫因子：對植物脅迫刺激的生態(tài)因子。對植物脅迫刺激的生態(tài)因子。脅迫反應：脅迫反應：又稱脅迫狀態(tài)，植物對脅迫刺激的反應又稱脅迫狀態(tài)，植物對脅迫刺激的反應或適應的即時狀態(tài)?；蜻m應的即時狀態(tài)。耐受性定律原理：耐受性定律原理：任何一個生態(tài)因子在量上的不足或過任何一個生態(tài)因子在量上的不足或過多，即當其接近或達到某種植物的耐受性限度時，就會使該多，即當其接近或達到某種植物的耐受性限度時

6、，就會使該植物衰退甚至不能生存。植物衰退甚至不能生存。 按植物耐受性范圍差異：按植物耐受性范圍差異：廣適性植物（廣生態(tài)幅物種）廣適性植物（廣生態(tài)幅物種）窄適性植物（狹生態(tài)幅物種）窄適性植物（狹生態(tài)幅物種） 生殖階段對生態(tài)因子的要求嚴格；生殖階段對生態(tài)因子的要求嚴格； 可對此因子廣適而對彼因子窄適；可對此因子廣適而對彼因子窄適； 對所有生態(tài)因子耐受范圍都很寬的植物分布廣；對所有生態(tài)因子耐受范圍都很寬的植物分布廣； 耐受范圍廣的植物對某一特定地點的適應能力低，生態(tài)幅耐受范圍廣的植物對某一特定地點的適應能力低，生態(tài)幅窄的植物對某一特定地點的適應能力強。（雪蓮）窄的植物對某一特定地點的適應能力強。（雪

7、蓮）競爭常影響植物在它們最適宜的生境中分布，結(jié)果只能競爭常影響植物在它們最適宜的生境中分布，結(jié)果只能生活在它們占有更大優(yōu)勢的地方。（沙漠植物）生活在它們占有更大優(yōu)勢的地方。（沙漠植物）是植物抵御暫時不利環(huán)境條件的一種生理機制，這時其耐受范圍比平時寬得多。（睡蓮）太陽輻射是地球上能量的主要來源，是生物可利用能量的唯一來源。地球每秒鐘獲得的能量為500萬噸標煤。陽光的波長范圍150-4000nm，其中可見光（380-760nm）40-50%，紅外光（760nm）50-60%，紫外光（380）1%?？梢姽庵?，遂波長變短：紅橙黃綠青藍紫紅外光：為大氣所吸收，轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋Ｗ贤夤猓簽槌粞鯇铀眨?90-

8、380nm除外），高原強烈?？梢姽猓褐参锶~綠素吸收紅光（620-760）和藍光（435-490）（顏色的成因）。葉綠素是綠葉綠素是綠色？色？類胡蘿卜素類胡蘿卜素是黃色？是黃色？空間變化：短波光隨緯度增加而減少，隨海拔高度增加。時間變化：夏季、中午短波光多，長波光少。樹冠截流：森林生態(tài)系統(tǒng)，下層多綠光。紫外光：影響高山植被（蓮座狀葉叢成因，限制散布）。海洋中：水的吸收和散射 10m減半，100米7%（浮游植物生活） 長波吸收，短波散射（表層植物） 綠光射入最深（深水植物）太陽射向地球的能量為8.12J/cm min，稱為太陽常數(shù)。經(jīng)吸收、反射、散射等作用，到達地面47%（見圖例）。云云吸收吸收1

9、0%10%，反射反射42%42%浮沉散射浮沉散射15%15%太陽光太陽光向陽坡向陽坡1向陽坡向陽坡2向陽坡向陽坡3背陽坡背陽坡地平面地平面abcde綠色植物吸收陽光的能量，同化二氧化碳和水，制造有機物并釋放氧氣的過程。光光葉綠體葉綠體CO2 + H2O（CH2O）+ O2 低能反應（與光和作用相差低能反應（與光和作用相差1010個數(shù)量級）個數(shù)量級） 光信號（激發(fā)光受體活性）光信號（激發(fā)光受體活性） 光受體：光敏色素。光受體：光敏色素。種子萌發(fā)種子萌發(fā) 小葉運動小葉運動 光周期光周期 葉脫落葉脫落彎鉤張開彎鉤張開 摸透性摸透性 光誘導光誘導 塊莖形成塊莖形成節(jié)間延長節(jié)間延長 向光敏感性向光敏感性

10、 子葉張開子葉張開 性別表現(xiàn)性別表現(xiàn)根原基起始根原基起始 花色素形成花色素形成 肉質(zhì)化肉質(zhì)化 葉張開葉張開葉分化葉分化 質(zhì)體形成質(zhì)體形成 偏上性偏上性 節(jié)律現(xiàn)象節(jié)律現(xiàn)象（一）溫度的分布： 晝夜 四季 緯度(緯度帶熱帶、亞熱帶、暖溫帶、溫帶、寒溫帶、寒帶) 地形（向陽坡與背陽坡） 海拔 海陸（季風）。溫度在空間上的變化： 緯度+1，溫度-0.5 海拔+100，溫度-0.4-0.7地形：秦嶺，天山，喜馬拉雅山四季：海南，西雙版納；滇中；青藏高原四季：海南，西雙版納；滇中；青藏高原溫度在土壤和水體內(nèi)的變化 土壤吸熱，散熱； 土壤熱量傳遞：向下1m。 海水比熱大，溫變不大溫度在植物群落內(nèi)的變化 內(nèi)部：

11、白天或夏天低于外部； 夜間或冬季高于外部； 群落庇護作用，森林“地球空調(diào)”。 蒸騰作用，相互掩蔽作用，枯枝敗葉層儲熱、絕熱作用（三）溫度的生理生態(tài)意義 溫度對植物生長的作用 體內(nèi)代謝必需在一定溫度下才能進行； 生化反應（Q10）隨溫度升高加快； 溫度在生態(tài)幅外導致發(fā)育受阻、死亡； 光合速率隨溫度的辯證關系。 （熱帶光合作用最適溫度30-35，溫帶20-25）植物需要在一定溫度以上才能發(fā)育（發(fā)育起點溫度，植物學零度）；有效積溫：植物在某段時間內(nèi)有效溫度的總和； K=N（T-C）或 T=C+K/N 或 T=C+KV K生物學積溫，N發(fā)育時間，T發(fā)育期均溫，C植物學零度，V發(fā)育速率，發(fā)育時間的倒數(shù)；

12、有效積溫的應用： 制定農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃，合理安排作物； 預報農(nóng)時； 利用科學手段，擴大種植面積到積溫不足地區(qū)； 預測昆蟲發(fā)病時代數(shù)（蟲災等）； 預測植物地理分布北界。有效積溫法則：生物在生長發(fā)育過程中，必須從環(huán)境攝取一定的熱量才能完成某一階段發(fā)育，這一熱量是一常數(shù)。反應在有效積溫上，即K是常數(shù)。溫度對植物分布的影響地表70%為水覆蓋；94%是海水；其余淡水陸地淡水，冰川淡水；水的流動和再分配有三種方式： 大氣環(huán)流 洋流 河流水循環(huán)由二部分組成大循環(huán)：海洋蒸發(fā)的水分有一部分經(jīng)大氣環(huán)流輸送到大陸，并形成降水；大陸上的降水經(jīng)過江河流返回海洋。小循環(huán)：海洋和陸地水蒸發(fā)后又以降水形式返回海洋或陸地。海陸大循

13、環(huán)海陸大循環(huán)陸地水分再分配氣態(tài)水海平面、湖泊、河流、地表、蒸騰作用。相對濕度：大氣中實際水氣壓同最大水氣壓之比。相對濕度隨溫度變化關系。霜、雪、冰雹、冰。形成原理。對植物生長發(fā)育的作用季節(jié)：夏季低于冬季時間：夜晚高于白天地點：城市高于城郊生物圈中的C循環(huán)：umol/mol2703601700 1800 1900 2000光合作用的原料 葉片與周圍空氣的交換 葉肉組織呼吸作用產(chǎn)生 根部吸收呼吸作用的產(chǎn)物 晝夜都進行呼吸作用 生長發(fā)育=光合作用-呼吸消耗 植物的物質(zhì)生產(chǎn)干物質(zhì)的合成平均CO2吸收量，最高吸收量的50-60% 濃度在濃度在10%10%以下時，植物生長機能衰退；以下時，植物生長機能衰退

14、； 濃度下限，濃度下限，2%2%； 地下水位的影響（淺根層）；地下水位的影響（淺根層）； 適應性植物（垂柳、水稻等）適應性植物（垂柳、水稻等）土壤是巖石圈在綜合作用下的產(chǎn)物，不同地區(qū)形成不同的土壤類型。成土因素：生物條件、氣候、母質(zhì)、地形、水文、溫度、成土時間。緯度地帶性濕潤海洋性地帶譜（由北向南）： 暗棕壤、棕壤、黃棕壤、紅壤、黃壤、磚紅壤經(jīng)度地帶性干旱內(nèi)陸性地帶譜（由東向西）： 黑鈣土、栗鈣土、棕鈣土、灰鈣土、荒漠土過渡地帶譜（東北向西南）： 黑土、黑鈣土、栗鈣土、褐土、黑壚土主導因子：對植物生長發(fā)育期決定性作用的因子。當所有生態(tài)因子處于通常狀態(tài)時，關鍵因子的變化會引起全部生態(tài)關系的改變；

15、某一因子的存在與否與數(shù)量變化時期存在和發(fā)展的必需。限制因子：在植物生存和繁殖所依賴的眾多環(huán)境因子中，任何接近或超過其耐受性極限而阻止其生存、生長、繁殖或擴散的因子。限制因子與生態(tài)幅的關系主導因子與限制因子的區(qū)別：限制因子的量位于脅迫區(qū)而主導因子的量位于適宜區(qū)。植物對環(huán)境的適應一般是被動的。生態(tài)型中有些是對單一因子的適應，有些是對復合因子的適應。 植物對光強的適應 陽性植物（群落先鋒植物） 陰性植物（蕨類、蘭科，葉綠素b比列高） 耐陰植物：兩種含義，一為能忍耐一定的蔭蔽，另為生活史某階段需要適度弱光（青岡、紅松，幼苗不耐光，成年后成為陽性植物） 信息作用和能量總量 植物發(fā)育和行為節(jié)律的可靠信息光

16、周期現(xiàn)象：分布在地球各個地區(qū)的植物長期適應特定的晝夜變化日常穩(wěn)定地點，植物繁殖信息歸因于其他因素。日常穩(wěn)定地點，植物繁殖信息歸因于其他因素。植物引種時要考慮光周期現(xiàn)象。植物引種時要考慮光周期現(xiàn)象。結(jié)構適應和生理適應水生植物 長期適應缺氧環(huán)境 沉水植物（藻類） 浮水植物（睡蓮、浮萍） 挺水植物（蘆葦）陸生植物 濕生植物（秋海棠、水稻） 中生植物（樹木、雙子葉植物，農(nóng)作物） 旱生植物（草黃麻、駱駝刺、沙棘） 酸性土植物酸性土植物 中性土植物中性土植物 堿性土植物堿性土植物 低氧濃度下生長植物：玉米、豆科植物種子 成年植株在缺氧環(huán)境下生長：無氧呼吸產(chǎn)生有機酸而非醇 在形態(tài)上對通氣不良適應：紅樹林植物 水澇環(huán)境下的植物：物候現(xiàn)象：植物長期適應一年中溫度、水分的節(jié)律變化，形成與之相適應的發(fā)育規(guī)律。物候期：高等植物的發(fā)芽、生長、現(xiàn)蕾、開花、結(jié)實、成熟、落葉、休眠等發(fā)育階段。又稱物候期。 北京5月1日柳絮紛飛（節(jié)氣的產(chǎn)生，小滿） 隨經(jīng)、緯、海拔等變化。生活型：類群以相似的方式適應相似的環(huán)境，表現(xiàn)出相似的外貌、結(jié)構、體積、行為和壽命等形態(tài)類型。趨同適應：親緣關系很遠的植