植物群落空间结构与自然因子的生态关系

植物群落空间结构与自然因子的生态关系

摘要植物群落的内部空间结构的形成不仅与植物生物特性有关，更大的程度上是植物体在生长过程中对自然因子的争夺的结果。基于此，本文从群落的四个空间结构出发，探讨了其与各种自然因子间的生态关系。

关键字植物群落空间结构自然环境生态关系

地球表面各地区的植物不是杂乱无章地分布，而是在一定地段形成有规律的组合。任何地段内，具有相同的植物种类组成和空间结构、各种植物之间以及植物与环境之间都存在相互作用的植物组合，称为植物群落[1]。群落中的各种植物，在群落内占据一定的生存空间，而全部植物的分布状况，构成了植物群落的垂直结构、水平结构、层片和季相结构。这些群落空间结构与自然环境因子存在一些具体的联系。

1 垂直结构

群落的垂直结构主要是指群落的分层现象，群落中各种种群的个体在空间不同层次上分布的现象，也叫成层性[2]。包括地上与地下分层结构。

在森林群落内，不同种类植物的植冠分布在不同的伙食相同的高度范围内，他们在群落内沿着垂直高度的梯度及光照强度的梯度，占有不同的位置。根据她们垂直高度，可以划分出一定的层次。在森林中，一般划分出乔木层，林下的灌木层、草本层以及地被层。这种层的分化是群落对环境条件适应的一种表现。1.1 与光照的关系

群落特别是森林群落的分层现象与光照强度密切相关。一个群落中的光照强度，总是随着高度的下降而逐渐减弱，这主要是部分光被上层的有机体所吸收或反射。形成林冠层最上层的树木是受到全光照照射的，上层树冠的枝叶可以吸收或反射一半以上的光能；在乔木层下层的植物是利用残余光能的小树；下层的灌木层，大约利用了全光照的10％；而草本层仅利用了1％-5％的全照光，以维持本身的生长；最后得到极微弱光照的是苔藓地衣层。由此可见，森林垂直结构包含一种适应光强梯度的生活型梯度——几层乔木、灌木、草本植物以及地表的苔藓[3]。

此外，由于植物群落的季节变化，射入群落内的光量也因季节而异。在夏绿林内，当夏季枝叶生长达到最大限度时，林内光辐射则达到最低值，透入的光不会超过10％。在冬季，则有50％-70％的光可以透过落叶林冠而到达地面[4]。在

这种因季节引起光照状况变化的情况下，地面植物的变化是明显的。春季开花植物的生活周期是在融雪和树木开始放芽之间的时期。一些像栎树和山毛榉的幼树，其叶子的掉落要比成年大树来得晚，便于利用秋季的阳光。在郁闭常绿林林冠下，光照强度全年低下，地面只有稀少的草类和蕨类植物。

1.2 与CO2的关系

植物的光合作用离不开CO2，然而群落内的空气成分，由于植物生理活动过程，表现出一定的规律[5]：白昼由于光合作用，树冠周围空气中的CO2的含量减少，如果无风，可形成一CO2的缺失带。夜间由于土壤呼吸作用，在近地面有一CO2浓度较高的稳定层。

1.3 与降水的关系

植物的生长需要水的维系，而在大部分地区，降水是植物生长所需水的补给来源。群落内的降水与群落截留降水的能力有关。一般而言，是针叶林和杜鹃群落的截水能力最大，草本群落能力较差，而落叶林则要区分出有叶和无叶时的差异。同样的森林群落由于年龄不同，其树冠所阻留的降水量也不同。

此外，地表覆盖的枯枝落叶层也能吸纳大量水分，加上植物根系的固土作用可以阻挡水流运动，水分可以很好的保持在植物根系所需水的范围之内。

2 水平结构

水平结构是指群落的配置状况或水平格局，也称为群落的二维结构[6]。基本结构单位是小群落。小群落是指在一个群落内部出现范围较小的、在组成上与该群落有较大差别的群落[7]。主要原因是环境因素的不均匀性，由此形成群落的镶嵌性。镶嵌性是指两个层片在水平空间上的不均匀配置而使群落在外形上表现出斑块相间的现象，每一个斑块就是一个小群落，它们彼此组合，共同形成了群落的镶嵌性。自然群落中的镶嵌性是绝对的，而均匀性是相对的。

引起不同形式水平分布的原因是多方面的，比如，小地形的差异，土壤性质的不同，光照的强弱等等。因此，对某一种群水平分布的形态探究，要根据具体的生境条件和该种群的生物学特性来分析。

3 层片

层片是植物群落的结构部分，具有一定的生活型组成和空间分布特点，形成特殊的小环境。属于某一生活型的植物，有相当的数量，在群落中占据一定的空间，所形成的特定结构就叫做层片[8]。

群落中的层片类型组成和分布面积所占比例，不仅制约群落的功能，也能反映群落环境的基本特征。因此，层片与自然因子的生态关系表现在植物体与自然

环境的关系上。

4 季相结构

群落外貌随一年中季节(如春、夏、秋、冬；雨季、旱季)更替而出现的周期性外貌称为群落的季相[9]。一个群落的季相，在正常情况下，可年复一年的出现。如在四季分明的温带地区，落叶阔叶林春季放叶，夏季盛叶，秋季落叶，冬季休眠；草原上也因不同类型的植物萌发、生长、开花、结果的时间不同，表现出明显的季相。无明显季节变化的地区则无群落的季相变化，如热带雨林，全年表现出绿色而无季相。

因此，影响季相结构的自然因子可以具体到温度、降水、湿度等一切影响群落外貌的自然因素。

5 总结

植物群落空间结构有垂直结构、水平结构、层片和季相结构四种结构，此四种结构在自然环境中都会受到自然因子的影响，通过以上对群落结构与自然因子的关系的分析描述，不难发现，植物的生长在自然环境中受到了各种自然因子的影响，反过来，也可以影响自然因子的状态。所以，植物体所构成的植物群落以及群落内的空间结构在自然环境中是与周围生态因子既有促进也有制约的发展关系。

参考文献

[1] 武吉华.植物地理学[M].北京：高等教育出版社.2004

[2] 郑景明,张春雨,周金星等.云蒙山典型森林群落垂直结构研究[J].林业科学研究.2007.06

[3] 沈年华.紫金山主要森林植物群落研究[D].南京林业大学.2009

[4] 崔莎莎.湖南会同杉木人工林林冠近上空的太阳辐射平衡及环境能量研究[D].中南林业科技大学.2010

[5] 李庆康,马克平.植物群落演替过程中植物生理生态学特性及其主要环境因子的变化[J].

[6] 刘杰,崔保山,董世魁等.纵向岭谷区高速公路干扰下群落组分及其水平分布格局变化研究[J].科学通报.2007.S2

[7] 王伯荪.植物群落学[M].北京:高等教育出版社,1987.

[8] 韩路.塔里木河上游荒漠河岸林植物群落动态与优势种群生态特征研究[D].中国农业大学.2014