园林生态学-第一章-植物与环境

一、环境

识记：环境，自然环境，人工环境，环境的尺度范围二、生态因子作用分析

识记：生态因子的分类。理解：生态因子作用的一般特征，限制因子定律，最小因子定律，耐受性定律。第一章植物与环境第一节环境与生态因子

一、环境的概念及其类型1.环境的概念（environment）

环境指某一特定主体以外的空间，以及直接或间接影响该主体生存的一切事物的总和。生物科学中，以生物为主体，环境是生物个体或群体以外的一切因素总和。环境科学中，以人为主体，环境是指围绕着人群的空间以及各种外部条件或因素。2.、环境的类型按环境的主体：人类环境：以人或人类为主体；生物环境：以生物体（界）为主体。按环境的性质（植物角度）：自然、半自然、人工环境按环境的范围：宇宙环境→地球环境→区域环境→生境→植物的小环境→体内环境植物生境（habitat）：具体的植物个体和群体生活地段上的生态环境1.植物的分布取决于植物所处的生境和植物本身的适应性两个方面；2.植物分布范围会因地理条件和生物环境的制约而不同。3.植物最适合的分布范围内，生长发育最好向两极扩展，逐渐衰退直至不能生存。二、生态因子1.生态因子的概念：生态因子：指环境中对植物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。生态环境：所有生态因子构成植物的生态环境。2.生态因子的分类通常生态因子按其性质可以分为5类：气候因子（光、温度、空气、湿度）、地理因子、土壤因子、人为因子、生物因子等五大类因子美国道本迈尔将生态因子分为七个项目：光、温度、空气、火、土壤、水、生物第二节生物与环境的基本原理

一、生物与环境关系所遵循的原理（一）限制因子：植物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，其中限制植物的生存和繁殖的称为关键性因子。如氧气（二）李比希最小因子定律（Liebig’slawofminimum）

1840年农业化学家J.Liebig在研究营养元素与植物生长的关系时发现，植物生长并非经常受到大量需要的自然界中丰富的营养物质如水和CO2的限制，而是受到一些需要量小的微量元素如硼的影响。因此他提出“植物的生长取决于处在最小量状况的食物的量”，后人称之为Liebig最小因子定律。E.P.Odum：补充两点：一:Liebig定律只能严格地适用于稳定状态，即能量和物质的流入和流出是处于平衡的情况下才适用；二:要考虑因子间的替代作用。（三）谢尔福德耐性定律（Shelford’slawoftolerance）生态学家V.E.Shelford于1913年研究指出，植物的生存需要依赖环境中的多种条件，而且植物有机体对环境因子的耐受性有一个上限和下限，任何因子不足或过多，接近或超过了某种植物的耐受限度，该种植物的生存就会受到影响，甚至灭绝。这就是Shelford耐受定律。植物对每一种生态因子都有其耐受的上限和下限，上下限之间是植物对这种生态因子的耐受范围，可以用钟形耐受曲线表示。后来的研究对Shelford耐受定律也进行了补充：（1）植物能够对一个因子耐受范围很广，而对另一因子耐受范围很窄；（2）对所有因子耐受范围都很宽的植物，一般分布很广；（3）在一个因子处在不适状态时，对另一个因子的耐受能力可能下降；（4）植物在整个发育过程中，耐受性不同，繁殖期通常是一个敏感期；（5）植物实际上并不在某一特定环境因子最适的范围内生活，可能是因为有其他更重要的因子在起作用。从以上可见，固定不变的最适概念只有在单一生态因子起作用时才能成立，当同时由几个因子作用于一种植物时，这种植物的适合度将随着几个因子的不同组合而发生变化，也就是说，这几个生态因子之间是相互作用、相互影响的。（四）生态幅生态幅：每一个种对环境因子适应范围的大小。对同一生态因子不同种类的植物的耐受范围是不同的。（五）耐性限度的驯化人为驯化改变植物的适宜生存范围，并形成新的最适点。二、环境中生态因子的生态分析1．综合作用2.主导因子作用（非等价性）3．阶段性作用4.不可替代性和补偿作用5.直接作用与间接作用1．综合作用

生态因子之间相互影响、相互作用、相互制约，任何一因子的变化都会在不同程度上引起其它因子的变化。例如：水体温度与溶解氧的关系2．主导因子作用（非等价性）和限制因子作用主导因子：在诸多的环境因子中，有一个对植物起决定性作用的生态因子。

对植物起作用的诸多因子是非等价的，其中有1~2个是起主要作用的主导因子。主导因子的改变常会引起其他生态因子发生明显变化或使植物的生长发育发生明显变化，如光周期现象中的日照时间和植物春化阶段的低温因子就是主导因子。限制因子：

一种或少数几种因子的数量过多或者过少，超出了其它因子补偿作用和植物本身忍耐限度，就会限制生物的生存和繁殖，这些因子就是限制因子。3．阶段性作用植物在生长发育的不同阶段往往需要不同的生态因子或生态因子的不同强度。例如低温对冬小麦的春化阶段是必不可少的，但在其后的生长阶段则是有害的。如大马哈鱼生活在海洋中，生殖季节回游到淡水河流中产卵。4.不可替代性和补偿作用不可替代性：生态因子虽非等价，但都不可缺少，一个因子的缺失不能由另一个因子来代替。如种子发芽试验：成熟种子+温度+无水成熟种子+温度+过多水分成熟种子+恰当的温度+恰当的水分+适当的空气补偿作用

但某一因子的数量不足，有时可以由其他因子来补偿。但只能是在一定范围内作部分补偿。例如光照不足所引起的光合作用的下降可由CO2浓度的增加得到补偿。5.直接作用和间接作用

植物的生存和发育所依赖的生态因子中，有的是直接作用于植物，而有些是间接的。第三节植物与环境的生态适应一、生物的生态适应概念

生物有机体与环境长期互相作用中，形成了一些具有生存意义的特征，依靠这些特征，生物体能免受各种环境因素的不利影响和伤害，同时还能有效的从其生境获取所学的物质能量以确保个体生长发育的正常进行，这种现象称为生态适应。生物与环境之间的适应通常可以分为：

趋同适应与趋异适应趋同适应：不同种类的生物生活在相同或者相似的环境条件下，通常形成相同或者相似的适应方式和途径，并从植物的形态、内部生理和形态上表现出来。趋异适应：亲缘关系相近的生物体，由于分布地区的间隔，长期生活在不同环境条件下，因而在生物体的形态、内部生理和发育上等体现不同的适应方式和途径。二、植物生态适应类型（一）植物的生活型

长期生活在同一区域或相似区域的植物，由于对该地区的气候、土壤等因素的共同适应，产生相同的适应方式和途径，并从外貌上反映出来的植物类型，都属于同一生活性。

生活型是同一环境形成的外貌形态，生活型是趋同适应的结果。（二）植物的生态型

同种植物的不同种群分布在不同的环境里，由于长期受到不同环境条件的影响，在生态适应的过程中，发生了不同种群之间的变异与分化，形成不同的形态、生理和生态特征，并且通过遗传固定下来，这样在一个种内就分化出不同的种群类型，这些不同的种群类型称为“生态型”。

生态型反映了植物生活环境条件，但却是同种植物的不同种群类型对不同条件趋异适应的结果。生态型的分类：1.气候生态型2.土壤生态型3.生物生态型4.人为生态型三、植物生态适应的方式及调整（一）植物生态适应的方式适应组合

在一般逆境时，生物对环境的适应通常并不限于一种单一的机制，往往要涉及到一组彼此互相关联的适应方式，甚至存在协同和增效作用，这一整套协同的适应方式称之为适应组合。

休眠如果环境条件超出了植物生存的适应范围而没有超过其至死点植物往往通过休眠这种方式来适应这种极端逆境。抵御暂时的不利环境条件。（二）植物生态适应的调整

驯化

自然驯化→生物进化的一部分，