植物生理生态学复习资料

植物生理生态学

● 绪论

植物生理生态学：研究植物与环境的相互作用和机制的一门实验科学。

研究层次：植物个体—器官—组织水平。

植物生理生态学特点：植物生态学的一个分支，主要用生理学的观点和方法来分析生态学现象。研究生态因子和植物生理现象之间的关系。

植物生理生态学主要集中在组织、器官、个体与生物环境之间的相互关系，作为对生态现象的验证和解释，同时也对微观植物生理学提供了表征验证。

● 植物与环境

环境：某一特定生物体或生物群体周围一切因素的总和，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。

环境的本质就是生物生存和发展的资源或影响这种资源的因素。

生态因子：环境中对生物起作用的因子。对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有着直接或间接影响。

生存条件：生态因子中对生物生存环境不能缺少的生态因子的总称。

生境：特定生物个体或群体的栖息地的生态环境。

生态因子根据性质划分：

1)气候因子：温度、水分、光照、风、气压和雷电等。

2)土壤因子：土壤结构、土壤成分的理化性质及土壤生物。

3)地形因子：陆地、海洋、海拔高度、山脉走向与坡度等。

4)生物因子：包括动物、植物和微生物之间的各种相互作用。

5)人为因子：人类活动对自然的干预、影响、破坏及对环境的污染等。

植物与生态因子之间的相互关系：

1) 生态作用：生态因子对植物的结构、过程、功能、分布等产生的影响。

2) 生态适应：植物改变自身结构与过程以与其生存环境相协调的过程。3)

相互作用：植物对环境做出的响应和反馈，并影响环境的过程。（环境

小气候、土壤结构、土壤微生物、大气组分、生物链结构、协同进化、

生物多样性。）

植物对生态因子的响应和耐受性

生态幅：耐受范围上最高点和最低点之间的范围。

生物对生态因子耐受限度的调整：

1) 驯化：通过人工栽培，自然选择和人工选择，是野生植物、外来植物能适

应本地的自然环境和栽培条件成为生产或观赏需要的本地植物。

生物学意义：适应环境变化的能力。

2) 内稳态：生物系统通过内在的调节机制使内环境保持相对稳定。

内稳态通过形态、行为和生理适应实现。

3) 适应：生物对环境压力的调整过程。植物在形态结构和功能方面获得了可

遗传的改变，从而增加了对逆境的抗性。

适应方式：

—适应组合：环境条件表现出一整套协同的适应特性。

—生理适应：生物钟、休眠、生理生化变化。

影响植物生理生态的主要环境因子

光照

①绿色植物将太阳能转化成化学能储存于植物体内，这一过程是生物圈与

太阳能发生联系的唯一环节，也是生物圈赖以生存的基础。

②太阳辐射为地球上所有生命系统提供了能量来源。

③根据陆生植物对光强适应的生态类型可分为中性植物（耐阴植物）、阳

性植物（阳生植物）、阴性植物（阴地植物）。

④根据植物对日照长度的反应类型可把植物分为长日照植物、短日照植物、

中日照植物和中间型植物。

光质：光谱成分（红、橙、黄、绿、青、蓝、紫）

生理有效辐射：能被光合作用利用的太阳辐射。太阳辐射中只有可见光部分可被光合作用所利用。绿光在陆生植物光合作用中很少被吸收，称为

生理无效辐射。

光周期现象：自然界的光暗交替现象

植物的光周期反应类型

1.短日植物：在昼夜周期中日照长度短于临界值日长才能开花的植

物。

2.长日植物：在昼夜周期中日照长度大于临界值日长才能开花的植

物。

3.中日性植物：这类植物的成花对日照长度不敏感，只要其他条件

满足，在任何日照条件下都能开花。

植物光周期现象的应用：

①使花期不同的植物同时开花以杂交育种。

②采用短日照处理使树木提早休眠，增强越冬能力。

③使植物延迟开花，促进营养生长等。

④园艺上控制开花时间，便于观赏等。

⑤安排农时。

温度

①温度对植物的作用（温度的生态学意义）

1 有效积温：植物在生长发育过程中，从环境中摄取一定热量完成某

一阶段的发育。

有效积温意义：预测植物生育期；预测植物地理分布北界；制定农业

气候区划，合理安排作物。

2植物春化作用：植物必须经历一段时间的持续低温才能由营养生长阶段转入生殖阶段生长的现象。

3去春化作用（解除春化）：植物在春化过程结束前，将其放到较高的生长温度下，低温的效果会被减弱或消除的现象。

②极端温度对植物的影响

1高温破坏生物体内的代谢过程和光和呼吸平衡，并且没有经历春化作用植物不能完成发育阶段。

2低温使植物遭受寒害和冻害，引起细胞渗透压变化，导致蛋白质变性，代谢失调。

③植物对极端温度的适应

◆ 植物对极端低温的适应

1形态上适应：芽具鳞片、体具蜡粉、植株矮小

2生理上适应：减少细胞中的水分和增加细胞中有机质的浓度

3行为上适应：休眠

◆ 植物对极端高温的适应

1形态上适应：密毛、鳞片滤光；叶色反光；叶缘向上或暂时折叠，减少辐射伤害；茎干具厚的木栓层，绝热

2生理上适应：降低细胞含水量，增加糖或盐浓度；蒸腾作用旺盛

3行为上适应：关闭气孔、种子休眠

水

①水的生物学意义

◆水是植物体不可缺少的组成成分。

◆水是植物体所有代谢活动的介质。

◆水为植物创造稳定的温度环境。

◆水是光合作用的原料。

◆水影响植物分布、密度。

②生物体的水分获得与损失途径

◆ 水分的丧失途径：蒸发（蒸腾作用、扩散作用）失水，分泌失水

◆ 水分获得途径：根部吸收，叶面吸收

③生物对水因子的适应

◆ 水生植物对水因子的适应

①适应方式

—发达的通气组织；

—机械组织不发达或退化；

—叶片薄而长，以增加光合和吸收营养物质的面积。

②生态类型

沉水植物、浮水植物、挺水植物

◆ 陆生植物对水因子的适应

①适应方式

形态适应

—发达的根系；

—叶面小；

—单子叶植物中一些具扇状的运动细胞可使叶面卷曲；

—具有发达的贮水组织。

生理适应

—水分运输的动力；

—原生质的渗透浓度高。

②生态类型

湿生植物、中生植物、旱生植物

土壤（植物矿质养分的来源）

◆ 土壤是植物生长的基质和营养库。土壤提供了植物生活的空间、水

分和必须的矿质元素。

生态因子作用的特点

1) 综合性：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他因子的变化。

◆ 主导因子作用（非等价性）

主导因子：在诸多的环境因子中，有一个对生物起绝对性作用的生

态因子。

对生物起作用的诸多因子是非等价的。