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1、第六章 生物群落与生态系统,第一节:植物的基本类群第二节:植物的生活和环境第三节:植物的分布与环境 第四节:植物群落 第五节:世界植被地理,第一节:植物类群特征与环境 植物分类概述一、分类原则:物种间的演化进程与亲缘关系 自然分类系统二、分类单位:界、门、纲、目、科、属、种,转原核生物,目录,界:二界分类系统:动物 界、植物界六界分类系统:病毒界:无细胞结构,由核酸和蛋白质构成 原核生物界:单细胞、原核,包括细菌 和蓝藻 两大类 原生生物界:单细胞、真核,包括 单细胞藻类和原生动物。真菌界:有细胞壁、不能移动、异养生活、生物体由菌丝体构成。植物界及动物界,返回,藻类植物:菌类植物:地衣植物门
2、苔藓植物门 蕨类植物门 裸子植物门 被子植物门,低等植物,种子植物,孢子植物,门:植物界分为16个门,七大类植物,藻类植物,低等植物,高等植物,菌类植物,地衣植物门,颈卵器植物,苔藓植物门,蕨类植物门,裸子植物门,种子植物,植物界,植物的基本类群,被子植物门,返回,种:是植物分类的基本单位 种间具有生殖隔离的特征 种是一个客观的分类单位种的命名:二名法 瑞典植物学家 林奈1753年提出 拉丁文:属名+种加词+命名人,返回,原核生物 细菌门 蓝藻门,1、二者的异同点2、二者在自然界中的意义,真核藻类和真菌、地衣真核藻类:裸藻门、甲藻门、金藻门:主要为单细胞类型,合称“鞭毛藻”绿藻门(包括轮藻门)
3、:高等植物的祖先褐藻门与红藻门:多为多细胞类型,藻体较大,有些具有类似根、茎、叶分化的枝状体,真菌 1、特征:(1)形态:不具根、茎、叶的分化(2)结构:菌丝体;真核;细胞壁(3)营养:异养生活(4)繁殖:孢子 2、分类:小型真菌:霉菌、酵母菌 大型真菌:如蘑菇、银耳、灵芝等,地衣:藻类与真菌的共生体 分类:壳状地衣 叶状地衣 枝状地衣,图片,返回,苔藓和蕨类植物,一、苔藓植物:1、特征:(1)形态与结构(2)繁殖:1)生殖器官 2)受精过程 3)世代交替特点 2、分类:苔纲和藓纲,返回,二、蕨类植物:1、特征:(1)形态与结构(2)繁殖:1)生殖器官 2)受精过程 3)世代交替特点 4)离体
4、的繁殖体 2、分类:,种子植物,返回,种子植物,一、裸子植物:1、特征:(1)形态与结构(2)繁殖:1)生殖器官 2)受精过程 3)世代交替特点 4)离体的繁殖体 2、分类:,按照 恩格勒 分类系统,共分类五个纲:1、苏铁纲:我国仅有1科的1属8种 2、银杏纲:现仅有1科1属1种 3、松柏纲:是现代最繁荣的裸子植物 4、红豆杉纲:包括红豆杉科、三尖杉科、罗汉松科三科 5、买麻藤纲:包括麻黄科、买麻藤科、百岁兰科三科,转被 子植物,松柏纲:包括松科、杉科、柏科、南洋杉科四个科 1、松科:珠鳞与苞鳞分离,叶条形或针形 如:松属:如华山松(5针一束);白皮松;马尾松;油松 雪松属:雪松 2、杉科:珠
5、鳞与苞鳞半合生,叶条形或长披针形 如:杉属:如 杉木 水杉属:水杉 3、柏科:珠鳞与苞鳞合生,叶鳞形或刺形 如:圆柏属:圆柏、龙柏 侧柏属:侧柏、千头柏 柏木属:岷江柏、柏木 刺柏属:刺柏,返回,返回,二、被子植物:1、特征:(1)形态与结构:形态多样;输导系统发达(2)繁殖:1)生殖器官:花、雌蕊 2)受精过程:双受精 3)世代交替特点 4)离体的繁殖体 2、分类:,作业:陕师大校园内常见植物介绍,转第二节:植物的生活与环境,被子植物门:双子叶植物纲(木兰纲):如木兰科、樟科、壳斗科、杨柳科、十字花科、蔷薇科、豆科、菊科等 单子叶植物纲(百合纲):如禾本科、百合科、石蒜科、美人焦 科、龙舌兰
6、科、兰科等,转被 子植物,第二节:植物的生活与环境,目录,概述一、环境和生态因子:1、环境、环境因子、生态因子、生态环境 2、生态因子的分类 3、生态因子的作用规律:环境胁迫、最小因子定律、限制因子、生态因子作用 的三基点、,二、植物对生态环境的适应 1、适应 2、耐受范围(耐受幅度)和耐受力(抗逆性)3、生态类群和生态型 生态类群:趋异适应与趋同适应:生态型:ecotype,光和碳素营养:一、光照条件:1、光强:1)光强与光合作用:光补偿点、CO2补偿点、光饱和点 植物光合作用类型:C4、CAM、C3植物、2)植物的光照强度适应类型:阳生植物、阴生植物、耐荫植物,2、光质与光周期现象:1)光
7、质:生理有效辐射:红橙光、蓝紫光 水体中光的生态作用:2)光周期现象(光照时间长短的影响):光周期、光周期现象、临界日长 长日照植物:短日照植物:中日照植物:中间型(中间性)植物:,机理:光敏素作用的结果,二、碳素的生理生态作用:,CO2 浓度对光合强度的影响:温室效应对植物的影响:,水分条件一、陆生植物的水分平衡:植物体的水分代谢:水分的吸收、水分在植物 体内的运输、水分的散失1、水分的吸收:1)细胞吸水:吸胀作用吸水、渗透作用、代谢性吸水 水势 细胞水势渗透势+衬质势+压力势 2)植物器官吸水、根系对水分吸收的动力2、水分的散失:蒸腾作用、暂时性萎蔫、永久性萎蔫,二、以水为主导因子的植物生
8、态类型:陆生植物:旱生植物、中生植物、湿生植物 旱生植物:多浆液植物 少浆液植物:硬叶旱生植物 软叶旱生植物 无叶或小叶型旱生植物 湿生植物:阳性湿生植物、阴性湿生植物水生植物:沉水植物、浮水植物、挺水植物,video:沙漠植物,土壤条件一、土壤营养元素:植物生长必须16种元素:大量元素与 微量元素 大:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 微:Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl氮及灰分元素(矿质元素):对植物生长最重要的主要是:N、P、S、K、Ca、Mg 单盐毒害与离子拮抗作用,二、以土壤为主导因子划分的植物生态类型:,1、根据植物适宜生长的土壤的肥力水平:贫养植物、富养植物2、根据植
9、物对硝态氮肥的反应,可分为;喜硝植物、嫌硝植物3、根据植物对土壤中钙盐的反应:喜钙植物、嫌钙植物4、根据植物对土壤酸碱度的要求的反应:酸性土植物(PH7.5),三、适应有毒害土壤的生态类群:1、对富铝化土壤的适应类群:富铝化土壤:富含铝、锰、铁;土壤呈酸性 或强酸性反应;氮与矿质元素 缺乏。如砖红壤、红壤、黄壤2、对盐渍土的适应类群:盐渍土:土壤含较多的Na、K、Ca、的CO32、SO42、Cl、HCO3盐类。盐生植物:聚盐植物、泌盐植物、拒盐植物,3、对重金属元素富集土壤的适应类群:重金属植物:对某种重金属元素具有专性 适应的植物富集作用:4、沙生植物和石生植物:沙生植物 石生植物,温度条件
10、 一、温度对植物生理过程的影响:1、影响生化反应的酶的作用 2、蒸腾作用、水分和矿物质的吸收 二、变温对植物的影响:1、周期性变温(节律性变温):(1)日变温:温度的昼夜变化 温周期现象(2)年变温:温度的季节变化:植物需热量:积温、有效积温 春化现象:,2、非周期性变温(非节律性变温)(1)低温胁迫与植物的适应特征 低温胁迫:冻害、寒害(冷害)植物的适应:生理、形态(2)高温胁迫与植物的适应特征 高温胁迫:植物的适应:生理、形态,三、植物物候节律:物候:霍普金斯物候定律:掌握物候规律的作用:预报农时、研究气候演变,生物条件,一、动物对植物的生态作用(一)营养作用(二)动物的授粉与传播种子作用
11、二、植物之间的生态作用:(一)营养关系:1、寄生与半寄生植物:如大花草、菟丝子等 2、共生:如地衣(藻类与真菌)、菌根、根瘤等,(二)、机械性相互关系 1、附生植物:支柱植物、绞杀植物 2、藤本植物(三)、化学性相互关系:1、异株克生现象:如胡桃树产生胡桃醌、桉树分泌萜类和酚类 2、分泌杀菌素:如大蒜、洋葱、柠檬等 可分泌植物杀菌素,避免细菌和真 菌的入侵 3、促进生长作用:如小麦和豌豆、马铃薯和菜豆,四、竞争性关系 竞争:高斯原理:生理域和生态域,其它生态因子一、风:1、风对植物有利的一面:(1)促进气体交换(2)传粉与传播种子 2、风对植物不利的一面:(1)机械危害(特例:旗状树冠)(2)
12、过度蒸腾:,二、火 1、造成植物大面积死亡 2、促进草原的演替与耐火植物的发展三、地形条件:海拔高度、坡度坡向 通过对其它生态因子的影响而影响植物 的生理、形态与分布,植物的生活型和适应策略一、生活型:(一)概念:(二)生活型分类系统:1、休眠型分类系统:拉恩基尔(郎基耶尔)分类原则、分类系统、生活型谱2、生长型分类系统:分类原则、分类系统、,二、植物种群的适应策略:(一)生活史类型:按照植物的寿命长短与生长发育及繁殖的方式可分为:一年生植物、多年生草本植物、多年 生木本植物(二)生殖策略:r 对策者:K对策者:r-K连续体:,第三节 植物的分布与环境,目录,植物分布区一、植物分布区的概念二、
13、分布区的静态特征 1、分布区的形状:连续分布区、间断分布区 2、分布区的范围:世界性分布(广域性分布):世界种、世界属、世界科 特有性分布:特有种、特有属、特有科 泛域性分布:如泛热带分布、温带分布、北半球分布、南半球分布等,3、分布区中心:(1)多度中心(频度中心):科、属、种都有多度中心(2)多样性中心(分化中心、演化中心):属或科有多样性中心(3)起源中心(发生中心):属或科(4)保存中心(孓遗中心、残留中心、植物避难所),三、分布区的动态变化:(一)物种的形成与分布:(1)异地物种形成:地理成对种、地理替代种与假替代种(2)同地物种形成:(3)平行物种形成:(二)间断分布的成因:单区起
14、源理论间断分布是由连续分布发展而的。(1)古地质变化:东亚北美间断分布;太平洋热带沿岸间断分布;南美洲澳洲间断分布等(2)古气候变化:如北极高山式间断分布(如对生叶虎耳草、仙女木);夏威夷北美间断分布(脚踏石理论);陆桥型间断分布等(三)特有性分布的成因:(1)历史原因:古特有种、新特有种(2)生态原因:生态特有种(3)地理原因:岛屿特有现象,植物区系分析一、植物区系的概念:二、植物区系分析的基本内容:1、该地区植物科、属、种的统计 2、地理成分分析:如以中国植物区系分析为例 3、发生成分分析:4、历史成分分析:5、区域间的比较:用属或科的相似性系数比较 属相似性系数:K2 C/(A+B),三
15、、世界植物区系分区:(一)植物区系分区(植物区划)的原则(二)分类单位:植物区植物地区植物省植物县(三)世界植物区系分区系统:1、泛北极植物区 2、古热带植物区 3、新热带植物区 4、开普植物区(好望角植物区)5、澳大利亚植物区 6、南极植物区 7、海洋植物区,四、植物区的形成与演变 三叠纪末期,联合古陆(泛大陆)解体为劳亚古陆和冈瓦纳古陆 侏罗纪:白垩纪:,第四节 植物群落,目录,什么是植物群落,什么是植物群落的外貌;它是由什么决定的;不同类型群落的生活型谱比较。植物群落的季相,植物群落 的外貌与结构 一、植物群落的外貌:,二、植物群落的空间结构(一)垂直结构(1)层(2)层片(二)水平结构
16、:(1)种群分布的空间结构:均匀型、集群型、随机型(2)种间镶嵌性,植物群落的种类组成 一、植物群落的物种数量(一)最小面积:种 面积曲线法,热带雨林和山地雨林:25004000m2南亚热带常绿阔叶林:1200m2中亚热带常绿阔叶林:800m2东北针叶林:400m2,(二)物种多样性 diversity(1)种的丰富度 richness(2)物种分布的均匀程度 eveness物种多样性指数:例:辛普生(Simpson)指数:总个体数为N,第i个物种的个体数为ni,Pi=ni/N,假设N100,共2个物种,n1=50,n2=50,则:P1=1/2,P2=1/2,L(P1)2+(P2)20.5假设
17、 n1=1,n2=99,则:P1=1/100,P2=99/100,L(P1)2+(P2)2 1,(三)植物区系成分,二、植物种群特征:(一)种群静态特征1、多度:多度;相对多度;密度;相对密度2、盖度:投影盖度;基盖度;郁闭度;显著度 相对显著度3、频度:频度;相对频度4、重要值(IV)(RD%+RF%+RP%)/35、生物量 6、年龄结构:增长型、稳定型、衰退型,(二)种群动态特征:种群增长类型:(1)内禀增长(J型增长)(2)逻辑斯谛增长,三、生态位与种群间竞争 生态位:生态位宽度、生态位重叠、生态位压缩、生态位释放 用生态位概念来阐述高斯原则(竞争排斥原则)四、群落成员型 优势种、共优种
18、、建群种、共建种、伴生种 偶遇种、标志种,植物群落功能植物群落内的能量流动和物质循环(一)生物生产和能量流动:生产、第一性生产、总第一性生产量、净第一性生产量 生物量、生产量(二)物质循环:生物地球化学循环 碳循环、氮循环、磷循环等,植物群落的动态一、植物群落的波动:二、植物群落演替:(一)演替的类型:1、按时间:世纪演替、长期演替、快速演替 2、按主导因素划分:群落发生演替、内因生态 演替、外因生态演替 3、按基质:水生演替、旱生演替 4、按演替的方向:进展演替(顺行演替)、逆行演替 5、按演替起始裸地的性质:原生演替、次生演替,(二)演替实例:温带淡水中的演替系列:沉水植物群落阶段 浮水植
19、物群落阶段 挺水植物群落阶段 湿生草本植物群落阶段 木本植物群落阶段(三)演替顶极(1)单元顶极论:美 clements(2)多元顶极论:英 tansley(3)顶极格局假说:美 whittaker,植物群落分类一、关于植物群落性质的争议1、整体性说(有机体学派、准有机体学派)(1)群落的整体性(有机性)(2)植被的不连续性2、个别性说(连续性观点、个体学派)(1)种的独立性(2)植被的连续性,二、植物群落分类的原则 我国采用 植物群落学 生态学原则 分类依据:(1)植物种类组成:主要采用优势种原则(2)外貌和结构(3)生态地理特征(4)动态特征,三、植物群落的分类系统:英美学派、北欧学派、法
20、瑞学派、苏联学派我国植被的分类系统:1980年中国植被分类单位:三个基本单位;九级分类制,植被型组 植被型 植被亚型 群系组 群系 亚群系 群丛组 群丛 亚群丛,1、植被型组:凡建群种生活型相似,群落外貌、形态相似的植物群落联合。我国1980年版 中国植被共分了10个植被型组:针叶林 阔叶林、灌丛和灌草丛、草原和稀树干草原 荒漠、冻原、高山稀疏植被、草甸、沼泽、水生植被2、植被型:是在植被型组内,建群种生活型一、二 级相同或相近,同时对水热条件生态关系 一致的植物群落联合,我国植被共分为29个植被型。如在针叶林植被型组下有5个植被型:寒温性针叶林(如兴安落叶松林);温性针叶林(如华山松林、油松
21、林);温性针阔叶混交林;暖性针叶林(如马尾松林);热性针叶林(如台湾松林),3、群系:凡是建群种或共建种相同的植物群落联 合。以建群种命名。如马尾松林群系。4、群丛:是植被分类的主要基本单位。层片结构 相同且各层片优势种或共优种相同的植 物群落联合。命名:列出各层的优势种 如:马尾松 杜鹃 铁芒萁群丛 马尾松+细叶青冈 杜鹃 铁芒萁+里白群丛,植物和植物群落对环境的指示作用一、指示的可靠性:可用2*2联列表来判定。,指示植物+,指示对象,+,a bc d,a+b c+d,a+c b+d,F=a+b+c+d,二、指示作用分析:1、植物的指示作用 2、植物群落的指示作用,第五节 世界植被地理,一
22、世界植被类型二 世界植被分布规律与植被区划,显域植被(地带性植被):气候 Walter气候图谱隐域植被(非地带性植被):土壤、水文、地貌、人为等,一、显域植被:热带、亚热带、温带、寒带 二、隐域植被:草甸、沼泽,第五节,热带雨林,环境特征,分布区域,植被特征,季雨林,环境特征,分布区域,植被特征,稀树草原,环境特征,分布区域,植被特征,红树林,环境特征,分布区域,植被特征,1.热带的森林植被类型及特征,(一)、热带地区,热带雨林:1、环境特征:高温高湿、恒温恒湿 2、分布区域:图示(1)美洲雨林(2)印度 马来雨林(3)非洲雨林 3、植被特征(群落学特征)(1)群落外貌(2)结构:藤本、附生、
23、绞杀、寄生植物(3)种类组成(4)特有现象:板状根现象;茎花现象,热带雨林,热带草原,常绿阔叶林,常绿硬叶林,荒漠,温带草原,苔原,泰加林,夏绿林,季雨林:1、环境特征:高温、有季节性干湿交替 2、分布区域:不连续地分布于亚洲、非洲和美 洲的热带雨林外围地区,成块分布以东 南亚面积最大,发育最为典型。在我国,台湾、广东、广西、云南均有分布。3、植被特征(1)群落外貌(2)结构:藤本、附生、绞杀、寄生植物,稀树草原:1、环境特征:终年温暖,但降水量较少,且分 布不均,每年都有较长时间的 干旱季节 2、植被特征(1)群落外貌(2)结构(3)种类组成 3、分布区域:图示 大体分布在热带森林和荒漠之间
24、。主要分布在非 洲东部、南美巴西高原、澳大利亚大陆 东部和北 部,北美的墨西哥和亚洲的印度、缅甸等地,红树林:,1、环境特征:热带海滩。2、分布区域:东方红树林:亚洲、大洋洲两岸和非洲东海岸西方红树林:美洲、西印度群岛两岸和非洲西海岸 3、群落特征及其生态适应(1)支柱根(2)呼吸根(3)胎生现象(4)盐生适应 4、红树林生态系统的价值,Video:红树,常绿阔叶林,环境特征,分布区域,植被特征,常绿硬叶林,环境特征,分布区域,植被特征,竹林,环境特征,分布区域,植被特征,1.亚热带的森林植被类型及特征,(二)、亚热带地区,常绿阔叶林:1、环境特征:夏季炎热而潮湿,冬季比较干燥 寒冷。春秋温和
25、,水热同期。冬季降水 少,但无明显干旱。2、植被特征(1)群落外貌(2)结构(3)种类组成 3、分布区域:图示 分布于南北纬2540度之间的地区。除欧洲外,各 大洲都有分布。但以我国的分布面积最大,发育最 为典型。北起秦岭淮河,南到两广,西至四川和云 南 的大部分区域,竹林:1、竹林:由竹类植物组成的单优势种群落 2、生活型特点:以地下茎漫延和繁殖 3、分布:各大洲都有,以亚洲和美洲分布最多。我国南自海南、北至黄河流域,东 起台湾,西至西藏的错那地区都有分 布。(热带、亚热带、温带都有;但 以亚热带地区分布最广),常绿硬叶林:1、环境特征:地中海气候。2、植被特征(1)群落外貌(2)结构(3)
26、种类组成 3、分布区域:图示 地中海地区沿岸;各大陆西岸,荒漠地区,1、环境特征:干旱、风沙、盐碱、粗瘠 温差大、植被稀疏 2、植被特征(1)生长稀疏(2)植物具旱生与强旱生适应特征(3)常见沙漠植物:3、分布区域:图示,1.温带地区夏绿阔叶林,(三)、温带地区,1、环境特征:温带湿润及半湿润地区。气候四季分明,夏季炎热多雨,冬季寒冷干燥。2、植被特征(1)群落外貌(2)结构(3)种类组成:山毛榉属、栎属、桦属、杨属、榆属、椴属、槭属、柳属等。3、分布区域:图示 北美大西洋沿岸;西欧和中欧海洋性气候 的温暖区域;亚洲东部,包括中国、朝鲜 和日本的温带湿润地区。,2.寒温带针叶林(泰加林):由松
27、柏类构成,(三)、温带地区,1、环境特征:夏季温暖潮湿,冬季漫长 而严寒。2、分布区域:图示 欧亚大陆和北美大陆从大陆东岸一直分布 到大陆西岸。2、植被特征(1)种类组成(2)结构(3)群落外貌:明亮针叶林:落叶松林、松林 暗针叶林:冷杉林、云杉林,.温带地区的草原植被,(三)、温带地区,1、环境特征:夏季温暖,冬季寒冷,年降 水量较少,多集中于夏季降落。为中等 程度干燥、较冷的大陆性气候区。2、植被特征(1)种类组成:禾本科草本为主,尤其 针茅属植物最丰富。其次,为菊科、豆科、莎草科及藜科等。(2)群落外貌(3)结构(4)植物生态特点 3、分布区域:图示 各大洲(除南极洲外)都有分布,欧亚大
28、陆(斯 底帕)和 北美(普列利)中部分布面积最大。,(四)、寒带的植被:苔原(冻原),1、环境特征:冬季漫长严寒,夏季短促 而凉爽。降水少,但相对湿度较大。2、植被特征(1)群落外貌(2)结构(3)种类组成(4)植物的生态学特征 3、分布区域:图示 欧亚大陆和北美北部,(1)、草甸:,典型草甸、高寒草甸、沼泽化草甸、盐生草甸,(2)、沼泽:,富养沼泽、中养沼泽、贫养沼泽,草甸和沼泽植被,二、隐域植被:草甸和沼泽植被,世界植被分布规律与植被区划,一、世界植被的分布规律(一)植被的水平分布规律(二)植被的垂直分布规律(三)中国植被的分布规律,植被的水平分布规律,纬度地带性:夏雨气候的湿润地区:由南
29、向北:热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落叶林、寒温带针叶林、极地苔原(之间有过渡类型冬雨区以常绿硬叶林代替了常绿阔叶林)经度地带性:森林草原荒漠,植被的垂直分布规律,台湾玉山(西北坡):从山麓向上:130600m,热带雨林 600900,山地雨林 9001800,常绿阔叶林 18002400,常绿落叶 阔叶混交林、针阔叶混交林、24003000,暖温性针叶林 300036000,亚高山针叶林及山顶矮林、36003950,亚高山草甸和杜鹃灌丛,长白山(北纬420,东经1280,海拔2744m)300500m,落叶阔叶林 5001000m,针阔叶混交林 10001600m,山地针叶林 16001900m,山地矮林 19002744m,山地苔原带,天山北坡(北纬约42o,东经86o,海拔3800m)5001000m,荒漠带 10001700m,山地荒漠草原和山地草原带 17002700m,山地针叶林带 27003000m,亚高山草甸带 30003800m,高山草甸、高山垫状植被和终 年冰雪带,垂直带与水平带的关系:(1)基带:(2)在湿润的气候条件下:(3)在干旱气候区的垂直植被:(4)同一植被带的出现高度:(5)与水平带的主要差别:,中国植被的分布规律,二、植被区划 原则:依据:单位:中国8个植被区域:,再见!,