植被的功能

温带草本植物的平均净同化率为 0.05~0.1g.dm-1.d-1
木本植物（幼树、灌丛）的平均净同化率为 0.01~0.02g.dm-1,d-1
② 叶面积指数（LAI） 叶片是植物进行光合、生产有机物的主要 器官。单位土地面积上的叶面积大小，发 展分布是否合理，影响到群体光合的高低、 有机物质生产积累的多少和产量的高低。
一株平茬后三年生沙棘，其根系向水平方向 延伸最长可达6.3米，新生根蘖苗95株，固 土面积4.8平方米。
5 植被对土壤具有改良作用。
主要是通过植被的生理活动，改善土壤的形 成条件，对土壤物质的某些更新和增加的过 程而实现的。
植被是生产有机物质的“工厂”，林木通过 其强大的根系向深层土壤吸收无机盐分，制 造有机物质，每年有70%的有机物质以枯枝 落叶的形式归还到土壤里，这样就提供了植 被土壤肥力改善条件。
要从在不同时间测定的A和W的一组数据中计算 NAR的办法之一是利用下列公式： NAR=[(W2-W1)/(A2-A1)]×[ln(A2/A1)/(t2-t1)] 式中 W1和A1分别代表在时间t1时整株的干重和叶 面积; W2和A2分别代表在时间t2时整株的干重和叶面积; NAR是整个时间间隔内的平均值。
2 植被对温度的调节
群落内温度变化的大小与群落类型及其结构 密切相关，群落结构越复杂，对气温的影响 越大。其中森林植被对温度的调节作用最显 著。
森林内部日间最高气温低于旷地，夜晚最低 气温又高于旷地，昼夜最高气温和最低气温 相差较小，温度的年变化也较为缓和，起着 缓和气温的作用。
群落内土壤的温度于旷地也有很大不同， 在稠密植被保护下的土壤，防御了强烈 的日射和热能的丢失，温度的昼夜变化 很小，愈往深层温度变化愈小。
第四节 植被的功能
生态系统的基本功能是能量流动、物质循环和 信息传递。 在这些过程中，植被起着先导的作用。 生态系统中的物质生产主要由植物群落担当， 植物群落是第一性生产者，它不仅为系统中的 消费者以及分解者直接或间接提供“食物”，
同 时也为它们提供栖息场所。
植物群落是生态系统存在和发展的基础， 生态系统的结构、功能、动态在很大程度 上都是由植物群落决定的，生态系统的分 类与分布主要也以植物群落为依据。
光在植物群落中的分布主要决定于叶子 的密度及其排列方式，辐射在穿过植冠 的过程中，随着总盖度的增加，光强度 几乎呈指数降低。
群落内的太阳辐射不仅在强度上显著减弱， 在光质上也与群落外不同。群落内直射光照 射的时间短，强度弱，面积小，因而群落中 以漫射光为主，其中生理有效光减少，以绿 光为主的生理无效光增加。
另一方面植被的根系从土壤中吸收养分建 造自身的同时，又向土壤内分泌碳酸和其 它有机化合物，增加了土壤中无机化合物 和有机化合物的分解和溶解，为土壤的微 生物活动创造了良好的条件，经过微生物 的分解，使土壤腐殖质含量增加。
四 植被能够调节气候，增加局部降水
1 对太阳辐射的影响
太阳光投射到群落上，一部分被反射， 一部分被吸收，一部分投射到地面，这 三方面的比例在不同群落中是不同的。
3 森林中的土壤有机质丰富，质地疏松， 吸水力强，林地土壤比非林地土壤有更 好的蓄水性。
4 植被有固持土壤的作用。
主要是通过发达的根系固持网络土壤和其地 上部分，各种植物的根系都有固持土壤的作 用，乔灌木树种依靠其深长的垂直根系和扩 展较广的侧根系，能以相当大的深度和幅度 固持土体，加之树木之间根系相互交错，构 成地下“钢筋”，固土作用就更大。 。
对黄土高原不同植被类型的地上部分和枯枝落叶层的 截留降水作用或减少径流作用的研究表明：
试验区汛期雨量达到213~566mm（平均为375.7mm）， 与农田相比，
柠条成林平均每年减少径流88.8%, 刺槐幼林可减少径流63.30%, 沙打旺草地减少径流70.1%, 紫花苜蓿草地减少径流33.1%, 荒坡草地径流比农田增加35.5%.
这些植被虽然外貌不同，但水分条件好，温 度较高，土壤养分可得到持续供应。
（2）1000-2000 g.m-2.a-1
是陆地适宜气候条件下净初级生产力的标 准值，也是世界上大多数相对稳定的森林 的平均值。这些森林不受土壤以及地形的 限制或破坏，水分和温度也不成为限制因 子。此级别包括一部分草地以及温带地区 生产力较高的农耕地。
一 植被提供净初级生产量和丰富多样的产品
1 相关概念
（1）初级生产（第一性生产） 生态系统中，绿色植物通过光合作用积累 有机质的过程。
（2）总初级生产量（GPP, GP,Pg） （初级生产力）
在单位时间单位面积上生产者在光合作用过 程中固定的太阳能或所制造的有机物质总量。 即包括呼吸消耗在内的全部生产量 。
（2）温度
（3）水分
（4）营养条件
（5） 捕食
4、地球上主要植被类型的初级生产力
陆地各植被类型的净初级生产力大约在 0~3500 g.m-2.a-1 范围内,可以划分为四个 等级。
（1）2000-3000g.m-2.a-1
高标准的生产力，属于温湿地区，尤其是多 雨地区的森林、沼泽植被以及在优异条件下 处于演替过程中森林，还有农业集约栽培的 水稻田和甘蔗田。
因此, 在散发有害气体的污染源地区附近, 选择与其相应的具有高吸收和强抗性能力 的树种进行绿化, 对于防止污染、净化空 气是有很大意义的。
3 植被吸滞烟尘和粉尘
植物, 特别是树木对烟尘和粉尘有明显的阻 挡、过滤和吸附作用。
这一方面由于枝叶茂密, 具有强大的减低风速 的作用; 另一方面也由于叶子表面粗糙、有绒 毛或黏性分泌物, 当空气中的尘埃经过树木时, 便附着于其叶面及枝干上。经过雨水的冲洗, 又能恢复其吸滞能力。草地不仅和树木一样具 有吸附灰尘的作用, 并且还可固定地面的尘土。
Pn =Pg-R dB/dt =Pn -H - D H：被植食动物取食的有机质的数量 D：死亡的有机质的数量
2．初级生产者的生产效率
1 总初级生产效率（群落能量利用系数） =总初级生产量/总入射日光能
在自然条件下，总初级生产效率很难超 过 3%，全球平均：大概是0.2% ～ 0.5%。
在富饶肥沃的地区总初级生产效率可以 达到1%～2%； 在贫瘠荒凉的地区大约只有0.1%。 2 组织生长效率 E = Pn/An = NP/ GP 大多数情况下，生产者的组织生长效率 大约为60%~70%。
多数资料表明，水稻在LAI为7，小麦为5， 玉米为6左右时，通常能获得较高的产量。
③ 生长期限
生长期限的长短也是决定植物群落年光合产 量的重要因素。
在热带和亚热带地区，尽管净同化率中等， 因为有利于光合作用的时间足够长，也可得 到可观的产量；
在高山或极地或干旱地区，即使植物具有高 的光合作用能力，群落的产量也很少。
1 植被吸收二氧化碳，放出氧气，维持大 气组成成分的平衡
不同类型城市绿地光合作用效应比较
类型
公园绿地 阔叶林(生长季) (生长良好的)草坪
吸收 CO2 量 (kgd-1m-2)
0.09
0.10
0.036
产生 O2 量 (kgd-1m-2)
0.065
0.073
0.026
2 植被吸收有害气体
有害气体虽对植物生长不利, 但在一定条件 下，有许多植物对它们具有吸收和净化作用。 例如植物叶片表面可吸收SO2。正常植物中都 含有一定数量的S, 当植物处于被SO2污染的 大气中时, 其含量可为正常含量的5~10倍。
水分在群落中的循环
大气降水 群落截留---蒸发到大气中 到达地面 地表径流---流出群落 土壤渗透 蒸散-回到大气中 潜水径流 地下水
1 群落对降水的截留
无论哪种形式的降水,在有群落存在的地段, 总有部分降水被群落截留，这部分降水附 着在植物表面，大部分最终被直接蒸发而 不能到达地面。例如森林林冠层截留的降 水可占到降雨量的15%-40%。
叶面积的大小通常用叶面积指数来表示。 叶面积指数是指单位土地面积上的叶面积 与土地面积之比。 叶面积指数(LAI)=叶面积／土地面积
农业上，在一定范围内，作物LAI越大，光 合积累量就越多，产量便越高。但LAI太大 植株过密，叶片重叠过于严重，群体呼吸 消耗加大，反而使干物质积累量减少。
能使干物质积累量或产量达最大的LAI称 为最适LAI。
一般地说, 对SO2抗性越强的植物, 吸收SO2 的能力也越强; 阔叶树对SO2的抗性比针叶树 强。臭椿吸取SO2能力特别强, 超过一般树木 的20倍，另外, 夹竹桃、罗汉松、龙柏、银 杏和广玉兰等也有极强的吸收SO2的能力。
从另一些实验中也证明, 不少园林植物对 于氯气、氟化氢、氨以及汞、铅蒸气等也 分别具有不同的吸收能力。
4 森林对降水量的影响
大面积森林上空的空气湿润，气温较低， 容易成云致雨，增加地域性的降水量。
广州省雷州半岛建国后造林24万公顷，覆 盖率达到36%，造林后29年中，降雨量比 造林前40年平均降雨量增加31%，蒸发量 减少75%，相对湿度增加1.5%，改变了过 去林木稀少时的严重干旱气候。
பைடு நூலகம் 五 植被能够保护环境，净化空气
影响植物群落截留降水的能力的因素 （1）群落类型、密度及其种类组成成分的 形态特征。 针叶树种（云杉、松树）比阔叶树种截留的 降水多。 随着盖度的下降，截留降水能力减小，当森 林盖度由100%降到40~50%时，林冠截留作用 下降60%左右。
（2）降水的性质及降水时的气象条件。 降水强度越小，降水时间越短，群落截留
3 植被对大气湿度的调节
由于林冠的荫蔽，白天林内的温度较低， 林内的风速较小，又有枯枝落叶层的覆盖， 都可以较少林内土壤的蒸发，全年可比旷地 少1/3~1/2，另一方面，植物本身的蒸腾作 用可以增加空气中的水汽含量，因此林中的 湿度都较无林地高。在夏季的晴天，一般群 落被的相对湿度要比旷地高20%~40%。
降水的比例越大。
2 林地中的枯枝落叶层如同海绵一样，能够吸 水，并能暂时蓄积水分，可使雨水缓缓进入 土壤，减少地表径流，减少对土壤的侵蚀。 一公顷枯枝落叶层最多可以吸收240吨水， 只要有一厘米的枯枝落叶层，就可以把地表 径流降低到裸地的1/4以下，泥沙量减少 94%。
由于群落截留降水的作用，以及群落内枯枝 落叶层能够吸收大量的水分，延缓了降水 落地的时间，削弱了水滴对土壤表层的溅 击强度，降低土壤受雨水侵蚀的程度，有 助于减少地面径流，增加水分渗透。
NP—净初级生产量，J／ (m2·a) ； R —呼吸所消耗的能量J／(m2·a)。
（4）生物量 (B )
在某一特定调查时刻单位面积上积存的存活 有机物质的数量。 单位是 g干重／m2 或J ／m2。
B = 某一时间段内 Pn 积累量
生态系统中的净初级生产量可看成是 某一时间范围内生物量的变化率。
（3 ）净初级生产量( NP、Pn） （ 净初级生产力)
在初级生产过程中，植物固定的能量有一 部分被植物自己的呼吸消耗掉，剩下的这 部分生产量称为净初级生产量。 即：植物除去呼吸消耗后余下的有机物
积累量。
总初级生产量、净初级生产量、呼吸量 三者之间的关系是：
GP = NP + R 式中：GP—总初级生产量，J／(m2·a)；
（3）250-1000g.m-2.a-1 干燥的疏林灌丛或矮林以及大部分草地，
还包括许多农田植被。 （4）0-250 g.m-2.a-1
净初级生产力的最低值，植被常分布在极端 干燥和低温地区，也就是大面积的荒漠植被 和冻原植被以及高山植被。
二 植被能够维持生物多样性
地球上的生物多样性大部分存在于森林、 稀树草原、草原、荒漠、河流、海洋等自然 生态系统中，农田、风景林、药材基地、果 园等环境中也保存了部分生物多样性，各种 基因库、植物园、动物园、种质资源库也作 出了一定的贡献。
3、影响陆地群落生产力的影响因素
（1） 群落类型 ① 净同化率（NAR） 植物在单位时间和单位同化面积上增加的干 物质的重量。
即植物积累的没有被呼吸作用消耗掉的光合 作用产物。
NAR=dW/（dt×A） dW是已知时间间隔（dt）内干物质增加的 重量，A为叶面积。 NAR的单位是：植物每天（或每周）每平方 分米叶面积所增加的干物质克数。