植物生态学考试重点内容

第一章 绪论1.1866年由德国动物学家欧内斯特海克尔Ernest haeckel提出生态学的概念, 生态学ecology：是研究生物之间及其与周围环境之间相互关系的学科。2. 植物生态学：研究植物与其它生物之间及其与环境相互关系的规律的学科。3植物生态学研究的方向：个体(individual)生态学、种群(population)生 态学、群落(community)生态学、生态系统(ecosystem)学。第二章 植物的环境1. 环境：指某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生 物体或生物群体生存的一切事物的总和。栖息地。2. 五大圈层：大气圈、水圈、岩石圈、 土壤、生物圈 Suess(1875)3. 生境:植物个体,种群或植物群落,在其生长,分布的具体地段上，各种具体环 境因子的综合作用。4. 生态因子：指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影 响的环境要素。5. 生态因子类别:气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人为因子。6. 生态因子作用的一般特征：综合作用、主导因子、不可代替性和可调剂性、 阶段性、直接作用和间接作用、限制因子。7. 生态幅:每一个物种对环境因子综合适应范围的大小。8. 限制因子：任何一种生态因子只要接近或超过生物的耐受范围，就会成为这 种生物的限制因子。第三章 光因子1. 光合作用对0. 6-0. 7微米的红橙光和0. 4-0. 47微米的蓝紫光吸收量最大， 对绿光几乎不吸收。2. 林内光照的主要特点：1强度减弱： 太阳光约70%被枝叶吸收，20%反射，透射进入的光只有10%。树种组成不同， 光照也不同。季节不同，也不同。不同的树种对光的反射、吸收不同，是遥 感测定的基础。2. 光质改变：以红外光、绿光为主，橙红、蓝光吸收率 80-95%。叶片表皮细胞吸收大量 紫外线。3. 分布不均(光片、光斑)4. 日照时间缩短 由高到低越阴暗，树种耐阴性越强。3. 光照强度和光合强度的关系。*光补偿点(CP)：低光照条件下，植物的光合作用较弱，当植物合成的产品恰 好等于呼吸消耗这时的光照强度称为光补偿点。*光饱和点(SP)：当光照强度增加到一定程度后，光合作用增加的幅度逐渐减 缓，最后达到一定限度，不再随光照强度而增加，这时的光照强度称为光饱和 点。4. 生态类型：阳性树种、中性树种和阴性树种。阳性树种和阴性树种主要区别：(1)天然更新：种子萌发、幼苗、幼树生长(2)光补偿点和光饱和点：阳性树 种(落叶松、松)光补偿点大于200 lux ；阴性树种(槭、榆)50 lux (3)树 冠外形：阳性树种树冠较稀疏，枝下高较高；阴性树种树冠较稠密，枝下高较 低 （4）叶片分化及颜色：阳性树种全阳生叶，叶绿素含量较低，淡绿色；阴性 树种有阳生叶也有阴生叶，深绿色 （5）生长发育过程：阳性树种生长快，成熟 早，寿命短；阴性树种生长慢，成熟晚，寿命长 。5. 我国常见的阳性树种：落叶松、马尾松、樟子松、白桦等；阴性树种：云杉、 冷杉。第四章 温度因子1. 温度的年较差：一年中最热月与最冷月平均温度的差值。 温度的日较差：午后2时日出之前2. 空间变化a.纬度：纬度每增高1度，年平均气温约下降0509C。b海拔： 海拔每增高1000米，年平均气温约下降55C。c坡向：南坡、北坡。3植物分布：纬度：我国根据积温（大于等于10C的持续期温度总和）和低温 为主要指标分为5个热量带：热带、亚热带、暖温带、中温带、寒温带,每个热 量带的气温条件及典型的森林植被类型：热带雨林，亚热带常绿阔叶林，暖温 带落叶阔叶林，温带针阔、混交林，寒温带针叶林。梨、苹果、桃不能在热带地区栽培；橡胶、椰子、可可不能在北方地区栽种。 4森林群落内温度的主要特点：昼夜、季节温差较小，自林冠层到地表层温差越来越小;最高温度低于林外空旷地，最低温度只略高或稍低于林外空旷地，两个温度极 值均出现在林冠层表面。原因：枝叶遮挡太阳辐射；蒸腾作用消耗热量 对周围地区的气温影响：降低气温；减小温差。5温周期现象：植物对温度昼夜变化节律所做出的反应。6物候：植物长期适应于温度、水分有规律季节变化，形成与此相应的植物发 育节律。物候期：植物这种发芽、生长、现蕾、开花、结实、果实成熟、落叶 休眠等生长、发育阶段。7积温：通常把在植物整个生长发育期或某一发育阶段内，高于一定温度度数 以上的日平均温度总和，称为某植物或某发育阶段的积温。8有效积温：从某一时期内的平均温度减去生物学零度（即机能进行的最低点 温度），将其结果乘以该时期的天数。计算 K =N（T-T0）K：某植物为完成发育阶段或生活周期所需要的有效积温T： n天的平均温度N：某植物为完成发育阶段或生活周期所经的天数T :某植物为完成发育阶段或生活周期的起始温度（生物学零度）9活动积温：从某一时期内的平均温度减去物理学零度，将其结果乘以该时期的天数。K = n （T-0） =nT例：桃树开花期需15天，开花期的平均气温为12C，开花期的最低气温为 6C,求桃树开花所需的有效积温和活动积温。K=15*（12C -6C）=90CK=15*12C =450C10低温伤害寒害:气温在0C以上植物所受到的伤害。（危害喜暖南方植物，0-5C呼吸受阻） 冻害:气温在0C以下植物所受到的伤害。（危害北方植物）冻害发生的生理机制：植物组织内结冰时，细胞壁外面的纯水膜首先结冰，以后温度每下降1 C,压力增加12巴。温度继续下降，冰晶进一步扩大，结 果一方面使细胞失水，引起细胞原生质浓缩，造成胶体物质（酶）的沉淀；另 一方面压力增加，能促使细胞膜变性和细胞壁破裂，最后导致植物死亡。 11.生理干旱：初春季节，当土壤结冰时，树木根系处于休眠中，这时期如果地 上部分进行蒸腾，不断失水而根系又不能进行水分补充，时间长了就会引起枝 条干枯死亡。（考试）12.低温适应 叶和芽有油脂,芽具芽鳞,体具蜡粉和密毛,树干木栓层厚，矮小,匍匐状、垫状。 贝格曼规律：体形大的恒温动物，单位体重散热量相对较少。 阿伦规律：恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴和耳等在低温环境中有变小 变短的趋势。第五章水分因子1. 水分几种形态气态水：水汽 相对大气湿度（%）；降低光合，不利于传粉；是土壤水分的一种来源，干旱地区非常重要 液态水： 降雨生长期的降雨对树木高生长、直径生长（正相关）影响；缺雨顶芽提早形成 在一个大的地理范围内，森林的分布与降水密切相关，森林是得到温度保证 的湿润气候下的产物。新疆天山植被我国常用干燥度K判断气候及植被K=016*10 C以上的活动积温/r（同期降水量）固态水：降雪：保护作用；雪害：雪倒、雪折；常绿树大于落叶树；单层林大于复层 林雨凇、雾凇、冰雹、对树木的作用 2水分对植物的重要性：组成物质；作为反应物直接参与体内的生理生化反应； 良好的溶剂；产生膨压；比热大,调节体温。3林内的水分状况的主要特点：地表蒸发比空旷地明显减少、空气湿度较大， 一般大10-20%，有时40%，越到下层越大，越稳定；土壤湿度表层土壤含水量 高于空旷地，深层35-50cm 土壤含水量低于空旷地。有利于林下幼苗、幼树、 灌草本植物的生长，也为一些病菌提供条件。4生态类型：水生植物：沉水植物、浮水植物、挺水植物陆生植物：（1）耐旱植物。主要特点：渗透压高；根系发达；叶器官较不 发达，甚而退化，或具有控制蒸腾作用的结构。常见的耐旱树种有：樟子松、 马尾松、园柏、侧柏等。（2）中生植物。（3）湿生植物。主要特点：渗透压低； 根系不发达；控制蒸腾作用的结构很弱，通气组织。常见的湿生树种：赤杨、 柳、枫杨等。5森林对水分的影响：*森林增加垂直降水。其理论依据是森林地区的空气湿度高，气温较低，森 林上空的空气涡动较盛，使空气的交流更为强烈，有利于水汽的凝结，同时， 森林减少了地表径流，促使更多的水分通过蒸腾作用进入大气，增加了空气中 水分含量，这些都造成林区有利于形成降水的条件。*森林减少地表径流、保持水土、涵养水源，促进水流均匀进入河流或水库， 在枯水期间仍能维持一定量的水进入河流或水库。其原因（1）林冠截流：指降 水时，有一部分降水被林冠层阻流的现象。可截留15-40%降水，通过蒸腾、蒸 发保留在林内，使林内湿度较大。耐阴树种大于阳性，复层林大于单层林；林 龄等。云杉林林冠截留量28%。（2）苔藓层和死地被物层能使雨水冲击地面的力 量削弱，同时也能吸收大量的降水，从而减少地表径流量。（3）土壤层疏松， 空隙多，富含腐殖质，水分容易被吸收和渗透下去，使地表径流转为地下径流； 土壤60cm处，土壤稳渗速度6mm/min,而林区瞬时最大降水速度3mm/min,降 水可以全部下渗（4）春季融雪：林内比林外晚,而且缓慢，雪水容易被土壤吸 收渗透下去。第六章 大气因子1. 林内二氧化碳的平均浓度是320ppm.最低值出现在午后的林冠层，最高值出现 在夜晚的地表层360ppm，对于最大限度保证林木的光合作用，远远不够。二氧 化碳浓度是森林生产力的重要限制因子。提高林内二氧化碳浓度:（1）直接二 氧化碳施肥 工业废气、液态、固态二氧化碳（干冰）（2）施有机肥2. 温室效应：大气中的二氧化碳象玻璃温室一样，能透过太阳辐射，地面辐射 的红外线热能很难散发出去，使温度升高的效应。3. 氧气对植物的作用：是植物呼吸的必需物质，植物呼吸时吸收氧气，放出二 氧化碳，借助氧气进行生命的生理过程，没有氧气植物就不能生存。氧还参与 岩石、土壤、水所发生的各种氧化反应。氧主要来源于植物的光合作用，植物 光合作用释放的氧比呼吸作用消耗的氧大20倍；还可以来自高空大气层水汽的 光解，紫外线照射，分解为氢和氧。空气中的氧对植物来说足够用了，但土壤 层缺氧，10-12%，造成根系无氧中毒。4大气污染发生的气象、地形条件（分析兰州市大气污染发生的原因）。风速： 冬季风小，不利于污染物的飘散。风向：污染源的下风向污染严重，厂址的选 择。地形：封闭地形谷地或盆地，常形成逆温层，烟雾不易飘散。5. 植物对环境污染的净化效应：吸收二氧化碳与放出氧的作用；吸滞尘埃作用； 吸收有毒气体作用；杀菌作用：许多植物的叶、芽和花能分泌一种可挥发的杀 菌素，能杀死细菌、真菌及原生动物。如黑胡桃、法国梧桐、柏木、白皮松、 雪松等；减少噪音的作用。第七章 土壤因子1. 土壤质地：土壤的矿质颗粒即石块、砂、粉砂、粘粒的相对含量。粘粒含量 越多，保持的养分越多。砂土、壤土、粘土。土壤结构：土壤颗粒排列的状况。团粒状、片状、柱状、块状、核状等。 土壤水分：过少，植物萎蔫；过多，土壤缺氧，根系腐烂。2. 土壤化学性质与树木生长 土壤酸碱反应：酸性土、中性土、碱性土。针叶树叶片灰分少，树脂、单宁酸性物质多，增强土壤酸度；阔叶树叶片灰分 多，土壤酸性弱；郁闭度大，酸性越大；土壤有机质越多，酸性越大，有机质 分解，产生酸根离子;树种适应生长的土壤PH范围3-8；通常能适应PH37-45 的为大多数针叶树种；适应 PH 4. 5-5. 5为大多数针叶树和一些阔叶树种；适 应PH 5. 5-69为大多数阔叶树；PH大于8的多数森林植物难以生长。3固氮微生物 豆科植物根瘤非豆科植物（罗汉松、赤杨、木麻黄）叶瘤、游离细菌和蓝绿藻等菌根真菌 菌根：真菌与树木根系的共生体。 类型：（1）内生型：真菌菌 丝深入根的表皮细胞内部。不形成根套。槭树、南洋杉、鹅掌楸等。藻状菌（2） 内外兼生型：既有内生菌根，又有外生菌根。子囊菌。（3）外生型菌根：真菌 菌丝仅侵入树木根外层细胞之间而不进入细胞腔内。菌丝在根表面形成根套。 桦、柞、冷杉等。担孢子菌、子囊菌或藻状菌。互惠互利共生关系：真菌扩大根系的吸收面积，为根系提供氮素营养，还 可产生抗生素，减少树木病害；树木为真菌提供碳水化合物。4. 生态类型：酸性土植物（PH365）；中性土植物（PH65-75）；钙质土植物 （PH7.5）；盐碱土植物：聚盐，泌盐：盐腺，不透盐：有机化合物（糖、游离 氨基酸等）；沙生植物。5生活型的划分：丹麦植物学家Raunkiaer瑙基耶尔（1905，1907）根据植物 渡过不良季节（冬季、旱季）的方式划分植物的生活型，具体就是根据休眠芽 的位置和保护的方式划分高等植物为5大类群：（1）高位芽植物。乔木、灌木，再分亚级单位：大高位芽（30m）,中高位芽（8-30m）,小高位芽（28m）,矮 高位芽（0.252m）。常绿或落叶、针叶或阔叶、裸芽或被芽。地上芽植物。半灌木（03m）、匍 匐生长植物。（3）地面芽植物。多年生草本植物（4）地下芽植物。具有地下储藏 器官（块根、块茎、鳞茎、根茎等）的植物，水生植物。（5）一年生植物。一 年生草本植物，靠形成种子过冬。第八章 种群生态学1种群（population）:在一定的时间和空间内，同一种生物的个体群。2生态入侵（ecological invasion）:由于人类有意识或无意识地把外地某种生 物带入适宜其栖息和繁殖的地区，由于缺少天敌抑制，种群不断扩大，分布区 逐步稳定地扩展。3. 密度效应:在一定时间内，当种群的个体数目增加时，必定会出现邻接个体之 间的相互影响。4种间关系： 森林植物间的直接关系：1）共生：根瘤、菌根；2）附生关系：苔藓、地衣、 兰花；3）攀援植物。森林植物间的间接关系：1）竞争competition:同种或异种的生物个体间所发生 的对环境资源和生存空间的争夺。植物间的竞争主要是争夺光照、水分、养分。 竞争排斥原理（Gause假说）：两个资源利用方式完全相同的种不能长期共存， 一方必然要排斥另一方。5生态位（niche）：生态系统中种群在时间、空间上的位置及其与相关种群间 的功能关系。6他感（allelopathy）:植物通过向体外分泌可挥发的化学物质，对周围植物 产生影响。第九章 植物群落结构特征1植物群落 plant community：在一定地段的自然条件下，一定数量的植物种类 有规律地组合的集合体。2植物群落基本特征: 1） 具有一定的种类组成2）具有一定的外貌3） 具有一 定的群落结构：垂直结构、水平结构、营养结构、生活型组成4）形成群落内特 有生境5）不同物种之间的相互作用6）一定的动态特征7）一定的分布范围8） 群落的边界特征。3群落表现面积（最小样地面积）：能包括群落中绝大多数植物种类，表现出该 群落一般结构特征的样地的最小面积。4. 植物群落种类数量特征多度：某种植物的个体数。 密度：单位面积某种植物的个体数某种植物的个体数相对多度= *100同一生活型所有植物个体数之和盖度：表示植物种地上部分在地面的垂直投影面积（灌、草本植物） 显著度（乔木）：树木胸高断面积。某种植物的胸高断面积相对显著度= *100同一生活型所有植物胸高断面积之和某种植物的盖度相对盖度= *100同一生活型所有植物盖度之和频度：某种植物在样地上分布的均匀性某种植物出现的样方数频度=全部样方数某种植物的频度相对频度= *100同一生活型所有植物频度之和 多度和频度的关系：多度大，频度一定很大；多度中等，频度或大或小；多 度小，频度一定很小。 重要值=相对多度相对显著度（盖度）相对频度。5. 优势种：群落中个体数量多，盖度大，生活力强，决定整个群落种类组成、 结构和生境的主要特征，对其他植物生长发育起重要作用的植物种，重要值排 在第一位。6. 建群种：群落主要层次的优势种，是群落的建造者，决定整个群落的内部构 造和特殊生境。7. 植物群落垂直结构： 森林群落的基本层次：乔木层、灌木层、草本层、死地被物、层间植物（藤 本、附生、寄生植物，水热条件不同，发达程度不同） 林相：林木的层次结构。单层林：乔木层不分亚层。人工林或阳性树种 纯林 复层林：乔木层有2个以上亚层。混交林或异龄林 季相：群落外貌随季节而发生变化。第十章 植物群落的发生和演替1. 群落演替：在一定地段上，一个植物群落依次被另一个植物群落所代替的过 程。2. 原生演替、次生演替及二者的区别。原生演替：是从原生裸地上开始的群落 演替。原生裸地没有土壤层，没有植物繁殖体，生境条件极为恶劣，演替持续 时间长。千年；次生演替：是从次生裸地上开始的群落演替。次生裸地有土壤 层，有植物繁殖体，演替持续时间较短，有干扰因素的作用。数十年到数百年。3. 群落演替的顶级学说：单元顶级学说（美）Clements（克里门茨）提出 多元顶级学说（英）Tansley（坦斯利）提出 多数人同意顶级格式假说Whitt aker（怀梯克）（美）提出第十一章 植物群落分类1. 植物群落分类学派：英美学派：以克里门茨和坦斯利为代表。法瑞学派：以 布朗布朗喀为代表。以植物区系为基础，根据群落特征种鉴别群落。生态学 派（乌克兰学派）：波格来勃涅克为代表。主要以环境条件为依据，分类单位为 立地条件、林型、林分型。生物地理群落学派：以苏卡乔夫为代表。综合考虑 群落的生物特性及环境条件。2. 中国植被分类系统：植被型组 植被型 植被亚型 群系组 群系 亚群系 群丛组 群丛外貌）针叶林寒温性针叶林 （水热条件）寒温性落叶针叶林（优势层片）落叶松林（建群种同属） 兴安落叶松林（建群种）（次优势层片） 层片结构相似，优势层片与次优势层片优势种相同） （层片结构相同，各层片的优势种相同）亚群丛（群丛内部的分化）根据外貌、结构、环境条件、优势种、种类组成等特征进行划分 1 1个植被型组， 29个植被型， 550个群系，几千个群丛。第十二章 植物群落分布1.水平地带性分布：布。2.垂直地带性分布：水热条件随经纬度变化导致植物群落沿经纬度有规律地分地分布。3.中国植被分区：1水热条件随海拔高度变化导致植物群落沿海拔高度有规律寒温带针叶林区2温带针阔混交林区3.暖温带落叶阔叶林 区4.亚热带常绿阔叶林区5.热带季雨林、雨林区6.温带草原 区7.温带荒漠区8.青藏高原高寒植被区。4. 植被的垂直带谱：随着海拔的升高而依次出现的植被带的具体顺序。5. 高山树木线：乔木树种分布的最高海拔界限。第十三章 生态系统概述1生态系统（Ecosys tem）:在一定的时间和空间内，生物的和非生物的成分 之间，通过不断的物质循环和能量流动而相互作用，相互依存的统一整体，构 成一个生态学的功能单位。（英）坦斯利 1935年提出。一棵树，一个池塘，农 田，森林、河流、海洋等都是小的生态系统，小的可以联合成大的，最大的生 态系统是生物圈。分解者、非生物物质。 信息传递。而是不断运动变化的系统。2. 生态系统的基本特征：结构特征：初级生产者、消费者、 功能特征：能量流动，物质循环,动态特征：生态系统不是静止的， 相互作用和相互联系的特征。 稳定平衡的特征：自动校正平衡能力和自我调节的机制。 对外开放的特征：能量和物质的输入与输出。3. 生态平衡：生态系统在长期不断发展和演变过程中，与其周围环境达到一个 协调和相对稳定的状态，即生态系统的平衡。4. 生态系统的组成： 非生物成分（无机环境） 初级生产者（自养有机体producer）：主要是绿色植物，是生态系统的物质基础 和能量基础，其次为化能合成细菌，（如硝化细菌把氨氧化为亚硝酸和硝酸） 消费者consumer :一级消费者：食草动物，森林主要为昆虫 二级消费者：一级肉食动物，森林主要为鸟类 三级消费者：二级肉食动物，蛇四级消费者：大型野兽，虎、鲨鱼 杂食动物：熊、鲤鱼寄生动物：还原者 decomposer 主要为细菌、真菌和小型动物（蚯蚓、蜗牛）5. 一个独立发生功能的生态系统至少有无机环境、生产者、分解者6. 生态系统的能量流动特点（1）能量来自太阳能；（2）能量转换符合热力学第一定律：能量的形式可以改变，但改变前后的总量 保持不变。（3）热力学第二定律：能量只能从集中形式降解成分散的形式，分散成稳定的 均匀态，向着熵值增大的方向发展。（4）是不可逆的单程流。7. 生态系统能量流动和物质循环的异同：遵守守恒定律，不同是物质循环是可 逆的流动，能量流动是不可逆的流动。8. 生态系统的物质循环的特点：符合物质守衡定律；是可逆的循环。9. 几种重要的物质循环水循环、碳循环、氮循环、磷循环、硫循环。 10能量流通渠道：（1）食物链：生态系统内生物之间形成的一种食物的链索关系。（2）食物网：生态系统中的许多条食物链相互交错，连结成网。（3）生态金字塔：假如把食物链中的每一营养级有机体的生物量加起来，或者 把每一营养级所有生物量换算成能量，并按照营养级的顺序排列起来，我们就 可以绘制成一个生态系统的生物量金字塔或能量金字塔。三种类型：数目金字塔、生物量金字塔、能量金字塔，其中最科学的是能量金 字塔。（4）生态效率：指各种能流参数（摄取量、同化量、呼吸量、生产量）中的任 何一个参数在营养级之间或营养级内部的比值。11.营养级（T）：处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。