第二章 植物生态学的基本原理

同种生物的不同发育阶段对各种 生态因子的耐性范围也不同。
生物对某一生态因子处于非最适 状态时，对其他因子的耐受限度 也会下降。 同一生物种内的不同品种，长期 生活在不同的生态环境条件下， 会产生生态型的分化。


不同发育阶段的耐受限度
2植物对环境的适应


要点：趋同适应和生活型，趋异适应 和生态型 重点：生活型和生态型
第二章 植物生态学的基本原理
第二章 植物生态学的基本原理
生态因子作用规律
植物对环境的适应
1.生态因子的作用规律

1.1 环境因子和生态因子
要点：掌握环境、环境因子、生态因子、生存因子、 生态环境、生境的概念。 重点：理解生境的概念。


（一）基本概念
即构成环境的各种要素，如 大气、降水、气候变化等。 指生物生存空间一切 外界因素的总和。
生境的理解

生境也可以用于特称，具体指某一个体、种群或群落 的生活场所，强调现实生态环境。如人参生境是长白 林区、香蒲的生境是沼泽地。
香蒲
生境的理解

生物与生境的关系是长期进化的结果。生物有适应生 境的一面，又有改造生境的一面，如条件适宜，草地 可发展成森林。有些动物在正常情况下便可以有多种 生境。

K
N
P
1.2生态因子的一般特征

（二）主导因子作用

诸多因子中，其中必定有1－2个是起主导作用的主 导因子，主导因子的改变常常会引起其他生态因子 发生明显变化或使生物的生长发育发生明显变化。

主导因子的改变常会引起许多其他生态因子发生明显 如植物的光合作用，在正常条件下，光 变化或使生物的生长发育发生明显变化。
环境
土壤圈
环境 因子
所有生态因子 综合作用构成 生态环境
生态 因子
生存 因子
生物生存不可 缺少的因子
生境
具体的生物个体和或群体 生活区域的生态环境与生 物影响下的次生环境统称 为生境。
是指环境因子中，对生物 的生长、发育、生殖、行 为和分布有直接或间接影 响的各种环境因子的总称。
生境的理解

生境可用于类称，概括地指某一类群的生物经常生活 的区域类型，并不注重区域的具体地理位置；如湿地 生境，旱地生境等。

（二）Shelford耐性定律

生物对其生存环境的适应有一个生态学最小量和最大
量的界限，生物只有处于这两个限度范围内之间才能 生存，这个最小到最大的限度就是生物的耐性范围， 即生物对环境的适应存在耐性限度的法则称耐性定律。 -------1913年由美国生态学家谢尔福德（Shelford）。

特点：该定律把最低量因子和最高量因子相提并论
生物种的耐受性限度图解（据Smith,1980）
耐受性下限 不能耐受区 生理受抑制 最适区 耐受性上限 生理受抑制 不能耐受区
种 群 数 量
种群消失
数量很低
数量最高
数量很低
种群消失
低
环境梯度
高
（二）Shelford耐性定律
该定律的补充：

同种生物对不同生态因子的耐受 范围存在差异。 不同生物种对同一生态因子的耐 受性是不同的。
生物因子
生态因子 人为因子
直接和间 接作用
土壤因子
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1.2生态因子的一般特征

要点：生态因子的综合作用，主导因子作用， 直接和间接作用，阶段性作用，不可替代性和 补偿性作用。
1.2生态因子的一般特征

（一）综合作用

每一个生态因子都是与其他生态因子相互影响、相 互制约中起作用的，任何一个因子的变化都会在不 同程度上引起其他因子的变化 生态因子所发生的作用在一定条件下又可以互相转 化。所以生态因子对生物的作用不是单一的，而是 综合的。

例如，候鸟随季节变化而往返于繁殖地和越冬地两种生境。
生境的理解

某一生境的生物还可以占领新的生境，如植物种子传 播到各种新的生境后，一旦条件适宜便有可能繁衍并 定居下来；一些动物在当地自然条件恶化时，也可被 迫迁到新的生活场所。
不同的生境，关注不同的生态因子
（二）生态因子
地形因子
间接作用
气候因子
1.2生态因子的一般特征

（四）阶段性作用

由于生态因子规律性变化，导致生物生长发育出现 阶段性，在不同的发育阶段，生物需要不同的生态 因子或生态因子的不同强度。
如光照长短，在植物的春化阶段并不 起作用，但在光周期阶段则是关键因 素。
1.2生态因子的一般特征

（五）不可替代性和补偿性作用


质的不可替代：对生物作用的诸多生态因子都很重 要，一个不能少，不能由另一因子替代。 量的可补偿性：但在一定的条件下，当某一因子的 数量不足，可以依靠相近生态因子的加强得到补偿， 而获得相似的生态效应。


2植物对环境的适应

2.3趋异适应与生态型 一群亲缘关系相似的生物有机体，由于分布地区的间 隔，长期生活在不同环境条件下，常形成不同的适应 方式和途径，称为趋异适应。
生态型指同种生物的不同个体或群体，长期生存在不 同的自然生态条件或人为培育条件下，发生趋异适应， 并经自然选择或人工选择而分化形成的生态、形态和 生理特性不同的基因型类群。

2.2趋同适应与生活型
仙人掌（仙人掌科）
霸王花（大戟科）
海星花（萝藦科）
仙人笔（菊科）
Hale Waihona Puke Baidu
2植物对环境的适应

注意：生活型是种以上 的分类单位。 可根据生活型分类，如 将植物分为乔木、灌木、 半灌木、藤本、多年生 草本、1年生草本、垫状 植物等。 也可分为高位芽植物、 地上芽植物、地面芽植 物、地下芽植物和1年生 植物5大生活类群（丹麦 科学家阮基耶尔）。
如在植物光合作用中，光因子提供光源， 而CO2提供碳源，二者不可替代，但在 一定范围内可以增加CO2的浓度来补偿 生态因子的补偿作用只能在一定范围内作部分补 光照的不足。 偿，且因子之间的补偿作用也不是经常存在的。
1.3生态因子的限制性作用 要点：最小因子定律和耐性定律

1.3生态因子的限制性作用
2植物对环境的适应

2.1生态适应的概念

是指植物在生长发育和系统进化过程中为了应对所面临的环 境条件，在形态结构、生理机制、遗传特性等生物学特征上 出现的能动响应和积极调整，是植物与环境长期相互作用的 结果。
适应性状——丝柏树的通气根
2植物对环境的适应

2.2趋同适应与生活型

不同种类的生物，生存在相同或相似的环境条件下，常 形成相同或相似的适应方式和途径，称为趋同适应。 不同种的生物，由于长期生存在相同的自然生态条件和 人为培育条件下，发生趋同适应，并经自然选择和人工 选择而形成的，具有类似的形态、生理和生态特性的物 种类群称为生活型。
强是主导因子，温度和CO2浓度为次要 因子，春化作用时，温度为主导因子。
1.2生态因子的一般特征

（三）直接作用和间接作用

生态因子对生物的行为、生长、繁殖、分布的作用 可以是直接的，也可以是间接的，有的甚至要经过 几个中间因子。
如地形因子其起伏程度、坡向、 坡度、海拔等不直接对植物起作 用，而是通过对光照、温度、水 分、营养元素等因子的影响而对 植物起作用。
（一）最小因子定律

低于某种生物需要的最少量的任何特定因子，是决定 该种生物生存和分布的根本因素。---- 1840年德国化 学家李比希（Liebig）
（一）最小因子定律

该定律的补充：

1） 该定律只有在严格控稳定状态下，即在物质和能量 的输入和输出处于平衡状态时才能应用，在波动的情况 下，难以确定限制因子 。 2）要考虑生态因子的交互作用。 3）当限制因子增加时，开始增产效果很大，继续下去则 效果渐减。

如芦苇在我国由于分布区生态条件的差 异，出现了水芦、沙芦、鸡爪芦和麦杆 注意：生态型是种以下的分类单位。 芦四个生态型。
趋异适应与生态型
2植物对环境的适应

可根据形成生态型的主导因子，将植物生态型分为 3类： （1） 气候生态 型 （2） 土壤生态 型 （3） 生物生态 型