第2章植物环境1

1、第二章 植物的环境本章主要内容 主要阐述植物的环境概念与类型、环境因子、生物圈、环境因子与生态因子的区别、生态因子作用一般的特征和限制性作用，掌握植物与环境间相互作用的一般原理。 一、环境的概念 1、环境（生态学）：是指某特定生物体或生物群体以外的生活空间，包括直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。第一节 自然环境 二、环境的类型1、按环境主体分：人类环境：以人为主体，环境科学的分类方法。自然条件：以生物为主体，生态学的分类方法。2、按环境性质分：自然环境、半自然环境、社会环境。3、按环境范围分：宇宙环境、地球环境、区域环境、微环境、内环境。第一节 自然环境第一节 自然环境三、

2、环境因子分类 环境因子具有综合性和可调剂性，生物有机体以外所有的环境要素1、美国生态学家R.F.Daubenmire将环境分为3大类：气候类、土壤类、生物类。7个项目：土壤、水分、温度、光照、大气、火或生物因子。2、Dajoz依据生物有机体对环境的反应和适应性进行分类：第一性周期因子、次生性周期因子、非周期性因子。第一节 自然环境3、Gill将非生物的环境因子分为3个层次：v植物生长所必需的环境因子。v不以植被是否存在而发生的对植物有影响的环境因子。v存在与发生受植被影响，反过来影响植被的环境因子。第一节 自然环境四、生物圈存在生命的部分岩石圈大气圈水圈土壤 大气圈的对流层、水圈、岩石圈和土壤

3、圈，共同组成了地球的生物圈环境。四、生物圈存在生命的部分1、1875年澳地利地质学家E.Suess提出的，但当时并未引起人们的重视。2、1926年前苏联V.I.Vernadsky 发表了著名的“生物圈”演讲，才引起广泛重视。3、A.G.Fisher（1984）估计地球上活生物个体51022个（98%微生物不计）4、生物转移的物质总质量比其自身质量大，生物圈全部物质更新周期平均为8a5、大气圈中O2/CO2、岩石圈的土壤是生物与地球环境的相互作用的结果。第一节 自然环境第一节 自然环境四、生物圈存在生命的部分1、大气圈 大气圈中对流层中含有植物生活所必需的物质，如光合作用需要的CO2和呼吸作用需

4、要的O2等。此外，还含有水汽、粉尘等，它们在气温作用下，形成风、雨、露、霜、雾等，一方面调剂着地球环境的水分平衡，有利于植物的生长发育；另一方面也会给植物带来破坏和损害。第一节 自然环境四、生物圈存在生命的部分2、水圈 由海洋、内陆淡水水域、以及地下水等，构成植物丰富的水分物质基础。水体中还溶有各种化学物质、各种溶盐及矿质营养、有机营养物质等提供植物生活上的需要。3、岩石圈 是指地球表面3040公里厚的地壳，是水圈和土壤圈最牢固的基础。也是植物所需的矿质养料的贮藏库。由于各种岩石的级成成分不同，风化所形成的各种土壤的成分不同，又为植物的生存创造了各种不同的土壤环境。第一节 自然环境四、生物圈存

5、在生命的部分4、土壤圈 岩石圈表面的风化壳是土壤的母质，这种母质含有丰富的矿质营养物质，再加上水分、有机质、生物（微生物）等。在长时间的相互作用下，形成了土壤。土壤圈和植物之间的密切关系非常明显，改良土壤，就可以控制和促进植物的生长发育，获得优质高产，这是农业生产措施的一种常识。第二节 人工环境 广义的人工环境包括所有的栽培植物、引种驯化、以及所有的农作物所需要的环境，还有人工经营管理的森林、草地、绿化造林，甚至自然保护区以内的一些控制、防治等措施，以及人为的环境污染，干扰和破坏植物资源的现象等。 狭义的人工环境是指在人工控制下的植物环境。例如薄膜生产（利用薄膜育苗）可防止夜间低温和霜害，提高

6、土温和气温，促进细幼苗生长发育，提前农业季节等。第三节 生态因子作用分析 一、生态因子定义与分类1、生态因子的定义：是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、生态因子中，生物生存所不可缺少的环境条件称为生物的生存条件。所有的生态因子构成生物环境。3、具体的生物个体和群体生活地段上的生态环境成为生境。4、生态因子与环境因子的区别与联系：范围大小。第三节 生态因子作用分析 在研究环境与植物间的相互关系中，根据因子的类别通常可划分为下列五类：（1）气候因子：光能、温度、空气、水分、雷电等；（2）土壤因子：土层厚度、母质类型、土封识 质地、土壤结构、土壤通透性、土壤养

7、分、土壤pH值、土壤有机质、土壤微生物等；（3）地形因子：地球表面的起伏、山岳、高原、平原、洼地、坡向、坡度等；（4）生物因子：动物的、植物的、微生物的影响等；第三节 生态因子作用分析（5）人为因子：人对植物资源的利用、改造、发展和破坏过程中的作用，以及环境污染的危害作用等。 在以上五类因子中，人为因子对植物的影响远远超过其它自然因子。但是自然因子也有其强大的作用，不是人为因子所能代替的。例如：生物因子中的昆虫授粉作用，可使虫媒花植物在广阔的地域传粉结实，这就不是人工授粉作用所能胜任的。第三节 生态因子作用分析二、生态因子作用的一般特征1、生态因子相互联系的综合作用 各生态因子间不是孤立的，而

8、是彼此联系、互相促进和互相制约。环境中任何一个因子的变化，必将引起其它因子不同程度的变化。例如：光照强度的变化，不仅可以直接影响空气的温度和湿度等气候因子的变化，同时也会引起土壤温度和湿度的变化。因此，环境对植物的生态作用，通常是各个生态因子共同组合在一起，对植物起综合作用。第三节 生态因子作用分析2、主导因子 众多因子中，对植物起主要作用的生态因子称为主导因子。包括二方面的含义：（1）从因子本身来说，当所有的因子在质和量相等时，其中某一因子的改变可引起环境的变化，从而引起植物与环境的全部生态关系的变化。（2）对植物而言，由于某一因子的存在与否和数量的变化，而使植物的生长发育状况发生明显变化。

9、第三节 生态因子作用分析3、生态因子间的不可替代性和可调剂性。(1)各种生态因子对植物的作用虽不是等价的，但都是同等重要而不可缺少的。如果其中随便缺少一种，便能引起植物的正常生活失调，生长受到阻碍，甚至死亡；而且任何一个因子，都不能由另一个因子来代替，这就是植物生态因子的不可代替性和同等重要性定律。(2) 但在一定情况下，某一因子在量上的不足，可以由其它因子的增加或加强而得到调剂，并仍然有可能获得相似的生态效应。例如：第三节 生态因子作用分析 增加CO2浓度，可以补偿由于光照减弱所引起的光合强度降低的效应，但是因子之间的补偿作用，并不是经常的和普遍的。第三节 生态因子作用分析4、生态因子作用的

10、阶段性。 每一个生态因子对同一植物的各个不同发育阶段所起的生态作用是不相同的，或者说，植物对生态因子的需要是分阶段的。例如：低温在某些作物春化阶段中是必要的条件，但在以后的生长时期中，低温对植物则是有害的。 同一生态因子在植物某一发育阶段可能不起作用，而在另一阶段则为植物所必需的，例如：光照的长短在植物的春化阶段并不起作用，但在光周期阶段则是必需的。5、生态因子的直接作用和间接作用 许多生态因子直接对植物产生影响，但有的生态因子是通过影响其它生态因子，再通过其它生态因子对植物产生影响。例如地形因子中坡向、坡度、海拔、经纬度等，可以通过影响光照、温度、雨量、风速、土壤性质等的改变而对植物发生影响

11、，从而引起植物和环境的生态关系发生变化。例如：第三节 生态因子作用分析第三节 生态因子作用分析 我国四川二郎山的东坡上，分布着湿润的常绿阔叶林，山脊的西坡上，则分布着干燥的草坡，不但任何树木不能生长，灌丛植物亦很少见到。同是一个山体的坡面上，东西二面具有绝然不同的植被类型。 这是由于由东向西的潮湿气流，在东坡随海拔的升高，气温的下降，把空气中大量的水汽丢失在东坡的坡面上，使东坡非常潮湿，形成为常绿阔叶林。当空气运行到山脊顶部时，已成为又干又冷的空气，这种干冷的空气，本来缺水已经达到极点，在由山脊沿着西坡下运行时，随海拔下降，温度升高，干空气又向坡面吸收水分，使坡面上进一步干燥，因此，西坡分布着

12、干燥的草地。第三节 生态因子作用分析三、生态因子的限制性作用1、限制因子规律v限制生物生存和繁殖的关键性因子。v任何一种生态因子只要接近或超过生物的耐受范围，都会成为这种生物的限制因子。例如：温度长升高到上限时会导致许多动物死亡，温度上限成了动物生存限制因子；第三节 生态因子作用分析 光是植物进行光合作用的主要因子，但如果没有水、CO2、温度，光合作用不能进行，反之只有水、CO2、和一定温度而没有光，植物也不能进行光合作用，所以植物光合作用中的几个因子在不同情况下，任何一个因子都可以成为限制因子。 限制因子的生态学意义：主要价值是使人们掌握了一把研究生物与环境复杂关系的钥匙。因为各种生态因子对

13、生物的作用不是同等重要，人们一旦找到了限制因子，就意味着找到了影响生物生存和发展的关键因子。第三节 生态因子作用分析三、生态因子的限制性作用2、利比希(Liebig)最低量（最小因子）定律：v1840年德国化学家Liebig在有机化学及其在农业和生理学中的应用中分析了土壤与植物生长的关系，认为每一种植物都需要一定种类和一定数量的营养元素，并阐明在植物生长所必需的元素中，供给量最少的元素决定着植物的产量。v Liebig定律：植物的生长取决于处在最小量状况的食物的量。第三节 生态因子作用分析 利比希(Liebig)最小因子定律类似水桶效应，即一个由多块木板拼成的水桶，当其中一块木板较短时，不管其

14、他木板多么高，木桶装水的量总是受最小木板的制约的。 E.P.Odum补充:（1）Liebig定律只适用于稳定状态，即能量和物质的流入和流出处于平衡的情况下才适用；（2）要考虑生态因子之间的相互作用。如光照强度不足时，CO2浓度的提高可使光合作用强度有所提高。因而最低因子并不是绝对的。第三节 生态因子作用分析三、生态因子的限制性作用3、Shellford耐受性定律： Shellford认为生态因子在最低量时可以成为限制因子，但如果生态因子过量超过生物体的耐受程度时也可成为限制因子。 每种生物对一种生态因子都有一个生态上的适应范围的大小，称为生态幅，即有一个最低点和一个最高点，两者之间的幅度为耐性限度。生物在最适点或接近最适点时才能很好生活，趋向这两端时就减弱，然后被抑制。第三节 生态因子作用分析 Shelford耐受性定律定义：生物的存在与繁殖，要依赖与某中综合环境因子的存在，只要其中一个因子的量或质不足或过多，超过某种生物的耐性限度，则使该物种不能生存，甚至死亡，称为耐性定律。 特点：将最低因子和最高因子相提并论，将任何接近或超过耐性上限和下限的因子都成为限制因子。 耐性定律要考虑的要素：（1）生物的耐性会因发育时期、季节、环境条件的不同而变化；（2） 耐性限