第六章 生物与环境5

生物地理学 （3）不透盐性植物 这类植物的根细胞对盐类的透过性非常小， 所以它们虽然生长在盐碱土中，但在一定盐分浓度的土壤溶液 里，几乎不吸收或很少吸收土壤中的盐类。这类植物细胞的渗 透压也很高，但是不同于聚盐性植物，它们细胞的高渗透压不 是由于体内高浓度的盐类所引起，而是由于体内含有较多的可 溶性有机物质（如有机酸、糖类、氨基酸等）所引起，细胞的 高渗透压同样提高了根系从盐碱土中吸收水分的能力，所以常 把这类植物看作是抗盐植物。蒿属、盐地紫菀、碱菀、盐地风 毛菊、碱地风毛菊、獐茅、田菁等，都属于这一类。 上述盐土植物的各种生态适应特性，都是适应于土壤里易溶性 盐类离子增加，并由此所引起的土壤生理干旱的综合结果，因 此盐生的适应特性常常是和旱生的适应特性结合在一起的。
生物地理学 1、盐土对植物生长发育的不利影响，主要表现在以下几面： （1）引起植物的生理干旱 盐土中含有过多的可溶性盐类，提高 了土壤溶液的渗透压，引起植物的生理干旱，使植物在整个生长发 育过程中受到生理干旱危害，植物枯萎，严重时甚至死亡。 （2）伤害植物组织 土壤含盐分太高时，会伤害植物组织，尤其 在干旱季节，伤害根、茎交界处的组织。伤害力以Na2CO3、 K2CO3为最大。在高pH下，还会导致OH－离子对植物的直接伤害。 （3）引起细胞中毒 由于土壤盐分浓度过大，植物体内常积聚多 量的盐类，往往会使原生质受害，蛋白质的合成受到严重阻碍，从 而导致含氮的中间代谢产物积累，使细胞中毒。 （4）影响植物的正常营养 盐类过多，使植物对K、P和其他元素 的吸收减少，P的转移也会受到抑制，从而影响植物的营养状况。 （5）在高浓度盐类的作用下，气孔保卫细胞的淀粉形成过程受到 妨碍，气孔不能关闭，即使在干旱期也是如此，因此植物容易干旱 枯萎。
生物地理学 2、碱土对植物生长发育的不利影响，主要表现在以下几方面： 一是土壤的强碱性能毒害植物根系，二是土壤物理性质恶化， 土壤结构受到破坏，质地变劣，尤其是形成了一个透水性极差的 碱化层次（B层），湿时膨胀粘重，干时坚硬板结，使翻耕困难， 且水分不能渗滤进去，根系不能透过，种子不易出土，即使出土 后也不能很好地生长。 因此，一般植物不能在盐碱土上生长，但是有一类植物，却能 在含盐量很高的盐土或碱土里生长，具有一系列适应盐、碱生境 的形态和生理特性，这类植物统称为盐碱土植物，包括盐土植物 和碱土植物两类，下面着重介绍盐土植物。
生物地理学 除了上述成分之外，每种土壤都有其特定的生物区系， 如细菌、真菌、放线菌等土壤微生物以及藻类、原生动物、 轮虫、线虫、环虫、软体动物以及节肢动物等动植物。这些 生物有机体的集合，对土壤中有机物质的分解和转化，以及 元素的生物循环具有重要的作用，并能影响、改变土壤的化 学性质和物理结构，构成了各类土壤特有的土壤生物作用。 土壤中的各种组分以及它们之间的相互关系，影响着土 壤的性质和肥力，从而影响生物的生长。生物的生长发育需 要土壤经常不断地供给一定的水分、养料、温度和空气。土 壤能够为植物生长供应和协调营养元素及环境条件的能力， 称为土壤肥力。肥沃的土壤能同时满足生物对水、肥、气、 热的要求。是生物正常生长发育的基础。
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上一节复 习
水因子的生态作用
第六节
一、水因子的生态作用
1、水是生物生存的重要条件 2、水对动植物生长发育的影响 3、水对动植物数量和分布的影响 二、生物对水因子的适应 1、植物对水因子的适应 2、动物对水因子的适应
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本节讲授内容
第七节 土壤因子的生态作用
一、土壤因子的生态作用 二、植物对土壤因子的适应
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盐土植物在形态上常表现为植物体干而硬；叶 子不发达，蒸腾表面强烈缩小，气孔下陷；表皮 具有厚的外壁，常具灰白色绒毛。在内部结构上， 细胞间隙强烈缩小，栅栏组织发达。有一些盐土 植物枝叶具有肉质性，叶肉中有特殊的贮水细胞， 使同化细胞不致受高浓度盐分的伤害，贮水细胞 的大小还能随叶子年龄和植物体内盐分绝对含量 的增加而增大。
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以盐碱土植物为例，来分析它们对不同（土壤）的生态适应特性： 盐碱土是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土的统称。 在我国内陆干 旱和半干旱地区，由于气候干旱，地面蒸发强烈，在地势低平、排水不畅 或地表径流滞缓、汇集的地区，或地下水位过高的地区，广泛分布着盐碱 化土壤。在滨海地区，由于受海水浸渍，盐分上升到土表而形成次生盐碱 化。 盐碱土所含的盐类，通常最多的是NaCl、 Na2SO4、Na2CO3以及可溶性 的钙盐和镁盐。其中盐土所含的盐类最主要的是NaCl和Na2SO4，这二种盐 类都是中性盐，所以一般盐土的pH是中性的，土壤结构尚未破坏。土壤的 碱化过程是指土壤胶体中吸附有相当数量的交换性钠，一般以交换性钠占 交换性阳离子总量20％以上为碱土。碱土含Na2CO3较多，也有含Na2HCO3或 K2CO3较多的，碱土的pH是强碱性的，一般在8.5以上，碱土上层的结构被 破坏，下层常为坚实的柱状结构，通透性和耕作性能极差。
•风的名 称 •无风
表8-1 植物与风速的关系
•植物静止不动
•陆地上的风波
•1-2
•3 •4 •5 •6 •7 •8 •9
•软风
•微风 •和风 •清劲风 •强风 •疾风 •大风 •烈风
•树叶有微响
•树叶及微枝摆动不息 •地上的树叶被吹动，树的小枝微动 •有叶的小树枝摇摆 •大树枝摆动 •全树摇动 •微枝折毁 •大树枝折断
二、火的生态作用（形态与生物学特点的适应）
除人为原因的火灾外，闪电造成的天然火灾也经 常发生，火山活动和崩岩火花等致灾较少。地表 火以草、灌木、幼树以及枯枝落叶为燃料，燃烧 快而温度低。林冠火来自雷电和地表火，针叶树 较阔叶树易燃，可由此使大面积植物死亡。地下 火以地下器官（根、根茎、块茎等）、泥炭层和 腐殖质为燃料，在一定条件下可转为地表火。
图8-1
旗形树冠
风的生态意义
（1）适度的风速有利于近地层热量交换，改善植物 生存环境。 （2）风能使空气中的二氧化碳、氧气等进行输送， 输送作用随风速的增大而加快。 （3）风能够加速蒸腾作用，降低叶面温度，加速植 物内营养输送。 （4）风可传播植物花粉、种子，帮助植物授粉和繁 殖。
•风 级 •0
生物地理学 盐土植物包括生长在内陆和海滨的二类，长在内陆的为旱生盐 土植物（Xero-halophytes），如盐角草、细枝盐爪爪、鸦葱、 獐茅等，分布于我国温和、寒温气候区的内陆盐土上。长在海 滨的盐土植物为湿生盐土植物(hygro-halophytes)，如碱蓬、后 藤等；目前正在我国漫长的海岸线上引种栽培的、具有良好固 滩护堤性能的大米草，也属于湿生盐土植物。此外，有防风浪、 护堤岸作用的红树植物如秋茄、桐花树等是华南湿润亚热带海 滨的盐土植物。
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二、植物对土壤因子的适应
在不同的土壤上生长的植物，由于长期生活在那里，因 而对该种土壤产生了一定的适应特性，形成各种以土壤为主 导因素的植物生态类型。 例如，根据植物对土壤酸度的反应，可以把植物划分为 酸性土、中性土、碱性土植物生态类型；根据植物对土壤中 矿质盐类（如钙盐）的反应，可把植物划分为钙质土植物和 嫌钙植物；根据植物对土壤含盐量的反应，可划分出盐土和 碱土植物；根据植物对风沙基质的关系，可划分为沙生植物。
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盐分种类不同，对植物的危害也不相同。各种盐类对多数植物的 危害程度，大体如下列次序： 阳离子：MgCl2 >Na2CO3 >NaHCO3 >NaCl> MgSO4 >Na2SO4。 钠盐的毒害作用大于钙盐，在钠盐中以Na2CO3和NaHCO3对植物 的毒害最强，NaHCO3的毒害作用又大于NaCl，NaCl的毒害大于 Na2SO4。 阴离子：CO32->HCO3->Cl->SO42当土壤表层含盐量超过6‰时，对一般农作物的生长开始有害， 大多数植物已不能生长，只有一些耐盐性强的植物尚可生长。当 土壤中可溶性盐含量达到10‰以上时，则只有一些特殊适应于盐 土的植物才能生长。
第八节
风、火、地形条件的生态作用
一、风的生态作用（形态适应：旗形树） 二、火的生态作用（形态与生物学特点的适应） 三、地形条件的生态作用（决定植物的个体、种群 的生长与分布）
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一、土壤因子的生态作用
土壤是地球陆地表面具有一定肥力且能生长植物的疏松层，是陆 生生物生活的基质，它提供生物生活所必须的矿质元素和水分，因 而，它是生态系统中物质与能量交换的重要场所；同时，它本身又 是生态系统中生物部分和无机环境部分相互作用的产物。 由于植物根系和土壤之间具有极大的接触面，在植物与土壤之间 发生着频繁的物质交换，彼此强烈影响，因而土壤是一个重要的生 态因子。人们试图在控制环境以获得更多的收成时，常发现不容易 改变气候因素，但能改变土壤因素，这就增加了研究土壤因素的重 要性。 土壤是由固体（矿物质和有机质）、液体（土壤水分）和气体（土 壤空气）组成的三相复合系统。每个组分都具有自身的理化性质， 相互间处于相对稳定或变化状态。
火使许多植物受害或致死。在经常发生火灾的地方，一些种 类能经受住火烧胁迫，并利用火灾所减轻的植物间竞争的压 力而获得发展。它们适应火烧的方式可分为 1）树皮很厚，导热性差而不易燃烧； 2）地下器官发达，地表火较难烧及； 3）萌蘖能力很强，火烧后迅速生出新枝； 4）具有特殊果实，或火烧后释放种子，或休眠种子经过火 烧后才萌发。
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在较小的土壤容积里，液相和气相处于相当均匀的状态； 而固相则是不均匀的。固相中的无机部分由一系列大小不同的 无机颗粒所组成，包括矿质土粒、二氧化硅、硅质粘土、金属 氧化物和其他无机成分；有机部分主要包括有机质。土壤中这 四种组分的质和量随土壤类型不同而差异很大。适于植物生长 的土壤按容积计，固体部分的矿物质占土壤容积的 38-45％； 有机质占5-12％；空隙（土壤水分和土壤空气）约占50％，其 中土壤空气和土壤水分各占15－35％，在自然条件下，土壤空 气和水分的比例是经常变动的，当土壤水分含量最适于植物生 长时，50％孔隙中有25％是水分，25％是空气。 这四种组分，不是简单地、机械地混合在一起，而是相互 联系、相互制约，构成一个统一体。
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（2）泌盐性植物 这类植物的根细胞对于盐类的透过性与聚 盐性植物一样是很大的，但是它们吸进体内的盐分并不积累 在体内，而是通过茎、叶表面上密布的分泌腺（盐腺），把 所吸收的过多盐分排出体外，这种作用称为泌盐作用。排出 在叶、茎表面上的NaCl和Na2SO4等结晶和硬壳，逐渐被风吹 或雨露淋洗掉。 泌盐植物虽能在含盐多的土壤上生长，但它们在非盐渍化 的土壤上生长得更好，所以常把这类植物看作是耐盐植物。 柽柳、瓣鳞花、红砂、和生于海边盐碱滩上的大米草、滨海 的一些红树植物，如白骨壤、桐花树，以及常生于草原盐碱 滩上的药用植物补血草等，都属于这类泌盐性植物。
亚热带，台风对植物生长影响更大。 风促使植物蒸腾加剧，在 风向较稳定而风力强劲的地方，乔木迎风面的树叶和枝条逐渐萎 蔫死亡，形成旗状树冠。
干热风（空气最高温度≥30℃，中午相对湿度≤30%，风速≥3米/秒，
便构成弱干热风）是黄河流域小麦灌浆期严重的灾害性天气。它由于具有干 燥、高温和吹干三种加强蒸腾的因素，往往引起植株水分平衡的破坏，麦子 茎叶受害甚至青枯，停止向麦穗输送养分，麦粒也迅速脱水，呼吸加强，提 前成熟，但籽粒干秕。一般说，小麦抽穗后10—25天的乳熟期是决定籽粒饱 满程度的关键时期，最怕干热风。
第八节
风、火、地形条件的生态作用
一、风的生态作用（形态适应：旗形树） 二、火的生态作用（形态与生物学特点的适应）
三、地形条件的生态作用（决定植物的个体、种群 的生长与分布）
一、风的生态作用
在一些自然环境中，风是经常性的和强有力的因子，如在荒 漠、草原、海岸、许多高原和山地，风的作用很显著，在热带和
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在生理上，盐土植物具有一系列的抗盐特性，根据它们 对过量盐类的适应特点不同，又可分为三类： （１）聚盐性植物 这类植物能适应在强盐渍化土壤上 生长，能从土壤里吸收大量可溶性盐类，并把这些盐类 积聚在体内而不受伤害。这类植物的原生质对盐类的抗 性特别强，能容忍60‰甚至更浓的NaCl溶液，所以聚 盐性植物也称为真盐生植物。 例如盐角草、碱蓬、盐节木、梭梭柴、黑果枸杞等。