1、第五章 土壤第一节 土壤的组成与特性土壤：是地球陆地表面由风化产物经生物改造作用形成的具有肥力的薄的疏松物质层。土壤肥力：指土壤可以为植物生长提供养分、水分、空气和热量的能力。一、土壤矿物质和有机质1、矿物质。来源于岩石的风化作用，包括岩石碎屑、原生矿物、次生矿物等三个组分。2、土壤粒组（soil separates）粒组名称 直径（mm）砾石 2.00粗砂 2.00 0.20细砂 0.20 0.02粉砂 0.02 0.002粘粒 0.0023、土壤质地（颗粒大小组成）土壤质地三角分类法砂质土：砂粒含量在 70以上。结构松散，通气和排水条件良好，但保水保肥能力弱。粘质土：粘粒占优势，粘粒含量不
2、低于 40，结构较紧密，湿粘干结，通气和排水条件不佳，但保水保肥能力强。壤质土：砂粒、粉砂粒和粘粒三者含量相对均匀，特性介于上述两者之间。农业价值较高的土壤大都属于壤质土。4、土壤结构土壤中的固体颗粒往往不是以单粒状态存在，而是形成大小不同，形状各异的团聚体。土壤中的团聚体的结合状况称为土壤的结构。可分为四类。团粒结构 15 mm 柱状及棱柱状结构 20100 mm块状结构 1075 mm 片状结构 110 mm5、土壤有机质是土壤中来源于动、植物体的所有非矿物质的总称。其含量多少，是衡量土壤肥力高低的重要标志。可分腐殖质和非腐殖质两类，其中腐殖质占土壤有机质总量的大部分。腐殖质是一种暗色、酸
3、性、富含氮素的有机胶体物质，是土壤中特有的较稳定的高分子有机化合物。二、土壤水分与空气1、土壤含水量田间持水量：指土壤中微空隙和毛细管的水分，能够抵抗重力作用而保持在土壤中那部分水量。凋萎系数：指土壤中不能为植物吸收利用的那部分水分，其含量称为凋萎系数或凋萎点。吸湿系数：指土壤中既不能被植物吸收，也难以自然蒸发的那部分水分，其含量称为吸湿系数。2、土壤水分类型吸湿水：指被土壤紧吸的水分，土壤吸力31 个大气压。属于无效水，因为土壤吸力植物吸力。土 壤 固 相 重 量土 壤 水 分 重 量土 壤 含 水 量 10毛管水：土壤吸力 0.131 个大气压。重力水：在大空隙中，土壤吸力0.1 个大气压
4、。重力水是土壤中的过客，难以保存，真正对植物有用的是处在田间持水量与凋萎点之间的那部分毛管水。3、土壤空气CO2、O2、水汽等等。 Pa5102.大 气 压 三、土壤养分与酸度1、土壤养分宏量元素 微量元素来自空气和水 来自土壤固体 来自土壤固体C、H、O N、Ca、PMg、K、SFe、Cu、MnZn、Mo、CoB、Cl2、土壤酸度土壤溶液中的主要阳离子包括两类:产酸阳离子( H+、Al3+ ); 盐基阳离子( K+ 、Na+、Ca2+、Mg2+ ); 土壤酸度指土壤溶液中氢离子的浓度，一般用 pH 值表示。土壤酸度主要受母岩和气候控制。如花岗岩风化后，盐基离子少，呈酸性；而石灰岩风化产物盐基
5、离子较多，土壤多呈碱性。气候湿润多雨的地区，淋溶强度大，盐基离子易流失，呈酸性；而干旱和少雨地区淋溶弱，盐基离子富集于土壤中，大多呈中性或碱性。酸雨对酸雨分布区的土壤酸度有重大影响。四、土壤颜色土壤的颜色主要取决于铁离子的化合状态和有机质的含量。热带和亚热带土壤：红色为主（ Fe2O3 赤铁矿多） ；而在林下或多雨的山地上部，则颜色偏黄（ Fe2O3 3H2O 褐铁矿多） ；如果有机质含量较高，就呈现出红褐色。温带或寒冷地区土壤：暗黑色（有机质积聚） ；干旱和半干旱地区土壤：偏灰白色（碳酸钙、石膏和可溶性盐类的积聚） 。排水不良的土壤：浅灰色、蓝灰色、蓝绿色（变价离子呈还原状态，如 FeO、M
6、nO ） 。第二节 土壤的形成与发育一、形成土壤的两个基本作用风化作用。致密的岩石被破坏，营养元素得以释放，并形成疏松的风化层；生物作用。有机质加入，营养元素积聚。二、土壤剖面指土壤由上而下，显示土层序列及组合状况的垂直切面。根据土壤层的性质及其在土壤剖面中的位置划分土层类型。发育成熟的土壤可分为如下四层：1、O 层：有机质层；2、A 层：淋溶层；3、B 层：淀积层；4、C 层：风化层或母质层。三、土壤的发育1、原始阶段（C 层） ； 2、幼年阶段（A C 层） ；3、壮年阶段（ABC 层，成熟土壤） ；4、老年阶段（土壤发育趋于稳定） 。四、土壤发育的影响因素（1.2.3 提供物质与能量）1
7、、母质因素（不同岩石风化壳，冲积土）2、生物因素（植被类型，草地与森林）3、气候因素（影响风化，控制植被生长）4、地形因素（影响物质与能量的分配）5、时间因素（控制土壤发育进程）五、土壤的主要成土过程土壤系统是一个开放的系统，其物质与能量的运动与转化主要有四个基本过程：输入：碎屑物、水分、有机质、O2 等；输出：表土侵蚀与溶解质流失、水分蒸发与渗透、CO2 和 N2 的释放等；转移：溶解质的向下淋溶、有机质和粘粒的向下淋洗、土壤动物搬运、植物吸收养分等；转化：枯枝落叶分解为腐殖质、原生矿物风化成次生矿物等。根据主因的不同，土壤的形成过程可分为两大类：生物过程、地球化学过程。1、腐殖化过程。是一
8、种生物成土过程。指进入土壤的有机残体转化为腐殖质并在土壤表层积累的过程。其结果是土壤表层形成一个色调偏暗的腐殖质层。在冷湿草原及草甸植被下，腐殖质层厚度最大、腐殖质含量最高、颜色最暗。2、泥炭化过程。也是一种生物成土过程。指有机质主要以植物残体形式在土体上部积聚的过程。泥炭化过程主要发生在积水的沼泽地带，水生植物残体因缺氧而不能彻底分解。3、灰化过程。一般发生在冷湿气候条件下，以寒带针叶林地区最为典型。冷湿的气候使表层有机质分解缓慢，有机酸大量积累。有机酸随水流向下渗透，把除石英外的其它原生及次生矿物分解掉，从矿物中分离出来的盐基离子、铁铝氧化物与腐殖质一起随强酸溶液向下运动。结果在 A 层
9、（淋溶层）的下部形成一个主要由石英矿物构成的、质地松脆、颜色灰白的酸性 E 层，即灰化层。 其下则为红棕色的 B 层（ 淀积层。因腐殖质和氧化铁的淀积而成红棕色 ） 。4、铁铝化过程。发生在高温多雨气候条件下，常见于低纬地区，以热带地区砖红壤中的铁铝化过程最为典型，所以也称为砖红壤化过程。高温多雨的气候使表层有机质迅速分解，腐殖质积累不多，产生的有机酸很少（这是与灰化过程的最大不同） 。同时，由于风化作用强烈，硅酸盐矿物分解后释放出的盐基离子、硅酸根离子随水淋溶，而氧化铁和氧化铝则相对富集。铁的染色作用使整个土壤剖面呈现红色（或黄色）的基调。5、钙化过程。普遍发生于干旱与半干旱地区，以中纬度的
10、草原和荒漠草原地带最为典型。由于水分不足，土壤的淋溶作用较弱，只有溶解性最强的一价盐基离子如 Na、K等被淋溶流失掉，而二价盐基离子如 Ca2、Mg2则随水分下行至 B 层（淀积层） 以碳酸钙的形式淀积下来，有时也有石膏的淀积。同时，由于蒸发强烈，深层的盐分也随毛管水上升到 B 层淀积。 结果在土体内形成一个含 Ca 量丰富层次，即钙积层。钙积层分布的深浅与气候的干湿程度有关。6、粘化过程该过程发生于温带和暖温带的湿润、半湿润气候条件下。由于水热条件稳定，化学风化作用较强，风化产物主要是次生的粘土矿物，结果在土体 B 层内形成一个次生矿物聚集的粘化层。灰化、铁铝化、钙化、粘化四种成土过程都与大
11、范围的气候条件相关，具有地带性的分布规律，因此也称为地带性成土作用。7、潜育化过程。是指在湿润环境下，排水不良的土壤中所进行的成土过程。由于土体水分饱和缺氧而处于还原状态，高价铁离子还原为低价铁离子，造成土层以灰色为基调。8、盐化过程。主要发生在地下水位较高，气候干燥、蒸发强烈的地带。可溶性盐类在土壤表层积聚成积盐层。在自然界中，天然发生的积盐过程称为盐化作用，由人类活动而产生的地面盐分积聚则称为次生盐化作用。第三节 土壤的类型与分布一、土壤的分类与分布规律1、地带性土壤（显域土） 是指那些受气候和生物因素强烈影响的土壤；2、隐地带性土壤（隐域土） 是受局部条件如特殊岩石、排水不良或盐碱化等因
12、素影响发育形成的土壤；3、非地带性土壤（泛域土） 是指那些土壤发育极弱，剖面层次分异不明显，土壤特性主要受母质影响的未成熟土壤。主要土壤类型地带性土壤 隐地带性土壤 非地带性土壤冰沼土 盐土 冲积土灰化土 碱土 粗骨土棕壤 潜育土 冰碛土红（黄）壤 泥炭土 砂丘土砖红壤 红色石灰土 火山灰土燥红土 黑色石灰土 湿草原土 黑钙土 栗钙土 荒漠土 二、主要土壤类型及其分布（一）地带性土壤1、热带森林土壤砖红壤。具有典型砖红壤化特征的土壤称为砖红壤。由于氧化铁和氧化铝大量聚积，也称为铁铝土。明显的红色基调，酸性，养分较少。主要分布于低纬度的热带雨林和热带季雨林地区。2、热带草原土壤燥红土。燥红土，又
13、称红褐土、红色草原土、稀树草原土。发育在热带、亚热带干湿交替的气候条件下。有一定的砖红壤化作用，植被生产量远远低于热带森林，肥力低于砖红壤。大面积分布于非洲、澳洲、南美洲的热带草原和热带稀树草原区。3、亚热带森林土壤红、黄壤。发育于亚热带季风气候区与常绿阔叶林下。属弱铁铝化土壤，酸性，肥力不如棕壤。分布于亚热带的大陆东岸，如我国及美国的东南部。4、温带森林土壤棕壤。发育于温暖湿润气候区的落叶阔叶林下，粘化作用强烈。落叶层分解较快，形成有机酸不多，不会引起灰化作用，铁铝有少量向下淋淀，弱酸性，由于有机质的染色而成棕色，肥力强，保水保肥力较强。分布于中纬度大陆的东西两岸，如西欧、我国辽东半岛和山东
14、半岛。5、温带湿草原土壤湿草原土。是温带森林土壤与典型草原土壤的过渡类型。特点：降水量蒸发量。形成深厚的有机质丰富的 A 层，呈中性或微酸性，团粒结构发育，是肥力水平最高的土壤之一。6、温带典型草原土壤黑钙土。因其上部富含有机质黑色土层与下部浅色钙积层而得名，是典型的钙化过程所形成的土壤。特点：降水量蒸发量。也具有深厚的有机质表层，呈中性或微碱性，肥力也较高。7、温带干草原土壤栗钙土。因气候相对干旱，其有机质含量及分布深度均不及黑钙土。上部土层淡棕色，下部为浅色的钙积层。特点：降水量蒸发量。属于碱性土，碱基离子丰富，但水分缺乏。可发展灌溉耕作。8、荒漠土壤荒漠土。发育于气候极端干旱和植被极为稀
15、疏地带。水分缺乏，化学风化微弱，土壤剖面发育差，有机质含量很低，呈碱性。分布广泛，主要分布于亚热带大陆西岸与温带大陆内部。9、寒带森林土壤灰化土。是典型的灰化过程所形成的土壤。灰化土层属于强酸性土壤，养分缺乏，对农业利用不利。分布较广泛，在欧亚大陆北部和北美北部，东西向延伸形成连续的土壤分布带。10、苔原土壤冰沼土。是在严寒湿润气候和苔原植被下发育形成的土壤。土层浅薄（一般50cm） ，质地较粗，下面是基岩或永冻层，基本无农业利用价值。主要分布在南北极冰原的外缘地带。（二）隐地带性土壤1、水成土壤（潜育化过程主导）潜育土：常年被水饱和，还原作用占优势，呈蓝灰色，其上部没有厚层泥炭堆积。水稻土属
16、于潜育土范围。泥炭土：寒冷湿润气候。属强酸性的有机土。2、盐成土壤（盐化过程主导，干旱、半干旱）盐土：盐分不以钠盐为主，碱性。碱土：盐分以钠盐为主，强碱性。3、钙成土（发育于石灰岩上）黑色石灰土：草本植被，有机质较多，没有 B 层；红色石灰土：多雨地区，土层较厚，有 B 层。（三）非地带性土壤1、冲积土：最重要的农业利用土壤；2、石质土：陡峭山地或坡积洪积分布的山麓；3、粗骨土：缺乏植被保护的、被侵蚀的山地；4、风沙土：热带、温带的干旱、半干旱地区；5、火山灰土：零星分布于死火山口附近。三、土壤垂直地带性分布规律土壤随海拔高度增加而变化的规律，叫做土壤的垂直地带性分布规律。随着海拔增高，山地气
17、温不断下降，气温直减率 r 平均为 0.65 100 m ，自然植被随之变化，土壤分布也发生相应的变化。例如，喜马拉雅山由山麓的红、黄壤起，经过黄棕壤、山地灰棕壤、山地漂灰土、亚高山草甸土、高山草甸土、高山寒漠土、直至雪线。喜马拉雅山具有最完整的土壤垂直带谱，为世界所罕见。第四节 土壤资源 土壤资源指具有农林牧业生产性能土壤类型的总称，是人类赖以生存的最基本和最重要的自然资源，是地球陆地生态系统的重要组成部分。古人云：民之所生，衣与食也；衣食所生，水与土也。国家被称为 “社稷”，即 “土地五谷”。土壤资源在历史上促成了农业社会的出现（农业的基本自然资源就是气候与土壤） ，支撑了人类文明的发展，
18、而且现在仍然是人类生存所依赖的基本自然资源。一、土壤资源的特点和价值1、土壤资源的特点具有一定的生产力和重复使用性（春华秋实、年年有余、绿色革命） ；可培育性；可更新性（从土壤的自然属性和地质时间尺度来看，土壤是一种可更新的自然资源；但从人类生产利用的角度和人类生命的时间尺度来看，土壤则可被视为一种不可再生的自然资源，所以要认真地保护土壤资源） ；具有地域分异规律；具有位置的固定性和面积的有限性。2、土壤资源的价值人类生命活动所需要的能量，约 88直接或间接来自耕地所生产的农作物，12源自牧场和海洋水产。土壤资源十分有限。地球陆地总面积约 149106km2 ，除去其中因冰雪覆盖、干旱、高寒、
19、盐碱、沼泽等等难以开发利用的面积， 只有约 25 的地球陆地表面积具有人类开垦利用价值。实际已耕地仅有 14106 km2（约占 10.7） 。二、土壤资源的丧失与退化（一）土壤退化（总面积 19.6 亿公顷）1、世界土壤的退化程度轻度退化 7.6 亿公顷 部分表土损失，毛沟广泛，70原生植被覆盖中度退化 8.1 亿公顷 丧失部分生物功能，生产力大降，需大力改良强度退化 3 亿公顷 丧失大部分生物功能，需国际投资才能恢复极强度退化 9 千万公顷 完全丧失生物功能，不可恢复2、世界土壤退化的分布与速度最严重的是在干旱、半干旱地区；退化速度：全世界耕地退化 600700 万公顷a，其中旱作农田占
20、350400 万公顷，干旱区灌溉土地占 100130 万公顷。3、土壤退化的类型水蚀即面蚀或片蚀，最常见，遍布世界所有国家。水蚀致使肥沃表土丧失。风蚀广泛发生于干旱、半干旱地区的风力侵蚀现象，导致沙漠化加剧。化学性损蚀指土壤肥力的损失和性质的变化，主要因酸化、盐碱化， 及其它污染。物理性损蚀指土壤结构性状的变化，如结构密实，土壤板结。4、土壤退化的原因过度放牧，毁林，农业活动，过度采樵，工业化5、土壤退化的后果加剧人地矛盾。现在世界平均耕地约 0.28 公顷人；到 2025 年将减少为 0.17 公顷人；土壤退化以贫困面最大的亚洲、非洲最严重。我国 2000 年人均耕地只有世界人平的 45，约
21、 1.51 亩人，而减少速率达 750 万亩年；近四十年来，耕地不断减少，粮食产量不断上升，这是以牺牲土壤为代价的；（二）土地沙漠化沙漠化是指非沙漠地区出现以风沙活动、沙丘起伏为主要标志的沙漠景观的环境退化过程。沙漠化是不发达的标志，是社会、经济、自然因素共同作用的结果。尤其是贫穷、土地资源的不适当开发、滥用耕地和耕作方法不当或过度放牧，更是沙漠化的主要原因。世界沙漠化在不断扩大加剧，每年有 600 万公顷以上的土地变成沙漠，有 2000 万至 2100 万公顷土地因沙漠化而完全失去生产能力；沙漠化的危害严重破坏生态环境；破坏经济发展，引发战争或内乱；促使人口大量涌入城市。沙漠化的防治沙丘固定
22、；土壤保护；增加绿化。我国约有一半国土处于干旱、半干旱地带，沙漠、沙漠化土地约占国土总面积的16（153 万 km2） 。我国是世界上沙漠面积较大、沙漠分布较广、沙漠化扩展速度较快、沙漠化危害较重的国家。中国的沙漠、沙漠化土地的分布范围非常广，主要分布在 35N50N 之间的内陆盆地及高原上，形成一条西起塔里木盆地，东至松嫩平原西部，东西长达 4500km，南北宽 600km 的沙漠带。（三）土壤污染重金属污染与农药污染为主。（四）耕地占用主要是居住用地和工业用地。三、土壤改良与资源保护1、不同的土壤类型采用不同的改良方法酸性土壤采用化学方法，主要是加石灰；盐碱土灌溉洗盐配合排水，以绿肥与作物
23、轮作；干旱、半干旱地区土壤发展灌溉，采用节水技术；沼泽地区土壤排水、加石灰、加沙土；2、不同的土壤类型采用不同的保护方法水土流失的土壤：种草植树，改进耕作技术；风蚀和沙漠化的土壤：种草植树；次生盐碱化的土壤：改进灌溉技术为主。第六章 生物地理地球生命的起源地球生命是如何形成的一直还是一个谜。普遍共识是：大约 38 亿年前，在地球的海洋里首先形成了很长的核糖核酸（RNA）分子的分子链；到了 36 亿年前，这些能形成很长分子链的 RNA 发展成为脱氧核糖核酸（DNA） ，生命主要就是从 DNA 发展而来。RNA 虽然是 DNA 的先期物质，但它却具有一个 DNA 没有的特性，即：它们不仅能自身复制
24、，进而繁衍开来，而且还能控制化学过程，从而开展生命过程。无机物简单有机物（氨基酸等碳氢化合物）蛋白质、核酸等复杂有机物原始生命最原始的生物。第一节生物种群和生物群落一、生物五界系统1、原核生物界，起源古老，细胞结构简单，没核膜，没有明显的细胞核。如细菌和蓝藻；2、原生生物界，由原核生物进化而来，以单细胞为主，具有核膜和细胞核（属真核生物） 。主要生活在水中及湿润的陆地环境。包括：自养生物（可进行光合作用） ，异养生物3、植物界，以真核多细胞为主，绝大多数含有叶绿素，为自养生物。包括藻类与高等植物（苔藓、蕨类、裸子植物、被子植物） ；4、真菌界，也属于真核生物，为异养生物（腐生、寄生） ；5、动
25、物界，真核异养生物，其细胞没有细胞壁。动物具有迁移运动能力，营养方式以摄食为主。二、生物与环境生态学研究生物与环境关系的科学；生态因子指对生物的生长、发育、繁殖、行为和分布有影响的环境要素；生存条件指生态因子中生物生存不可或缺的那些因子；例如：光、热、水、气、土等；生物之间的关系竞争、寄生、捕食、合作等等。三、生物种群指占据一定空间或地区的同一种生物的个体群。种群的数量指一定空间中某种生物个体的总数目；种群的密度指单位空间或面积内的个体数目；群落物种多样性指物种数目的多少（丰富度）和各物种个体数目的多少（均匀度） 。信息函数H：物种多样性指数； S：群落中物种的数目；Pi ：属于第 i 种的个
26、体占全部个体的比例。 H 值越大，物种多样性就越高。四、生物群落指若干生物种群有规律地结合在一起、形成一个多物种的、整体的、有序的生物系统；植被某地区全部植物群落的总体；植物群落多植物种群的有规律组合；群落的结构指生物种群在群落内部空间有规律的组合排列现象。例如：垂直结构、水平结构、生态结构等。生物群落的演替指某区域一种群落被另一种群落所替代的过程。五、生态系统。指一定空间内生物群落与环境通过物质循环和能量流动相互作用、相互依存所形成的一个生态学功能单元；生态系统的组成非生物成分、生产者、消费者、分解者。六、生态平衡指生态系统相对稳定，生物之间及生物与环境之间物质和能量的输入和输出基本相当，结
27、构与功能之间相互适应的状态；七、生态系统的类型（一）陆地生态系统1、热带雨林；2、热带稀树草原；3、亚热带常绿阔叶林；4、温带落叶阔叶林；5、北方针叶林；6、温带草原；7、荒漠；8、冻原。（二）水域生态系统1、淡水生态系统；2、海洋生态系统。（三）人工生态系统1、农业生态系统；2、城市生态系统。i1ln第二节 植物与环境引言一、植物地理学 是植物与地理学紧密相关的一门科学。阐明地球表面的植物和植被的分布规律及其与环境间相互关系的科学。 二、植物地理学的内容1、植物的分布 2、植物个体与环境的关系 3、植被的分布 4、植物群落与环境的生态关系 5、生态系统的物质循环和能量流动在植被的作用三、学科
28、分支1、植物区系地理学2、植物历史地理学3、植物生态学4、植物群落学5、生态系统四、任务1、揭示整个地球表面或某一地区植物和植被的分布规律和分布状况。2、估计植物和植被的资源开发利用前景。3、提出保护和恢复的途径。请结合广东植被情况，讨论以下几个问题：1.你看到的森林植被是针叶林还是阔叶林还是荒山呢？2.为何在广东的许多地区都出现以马尾松为主的植被类型？3.请你针对你所注意到的广东森林现状问题，提出整治的建议。环境的一些概念1、生态因素：对植物产生一定影响，包括有利和不利影响因素。2、生存条件：指对植物生活不可缺少的生态因素。即氧、二氧化碳、光、热、水和无机盐类等六个因素，对植物生存是缺一不可
29、的。3、生境：植物的具体生长环境。它是植物生长地点的全部生态因素的总和。4、限制因素：限制一种植物生长或存活的任何因素。一、气候对植物的影响（一） 光对植物的影响1、光谱成分：可见光、不可见光等；2、光照强度：直接影响（生长、发育） ；3、光照时间：长日照植物（1417 小时） ，如大麦等；短日照植物（ 812 小时） ，如水稻等；中间性植物（约 12 小时） 。4、阳性植物、阴生植物和耐阴植物。如阳性植物的特点：适合强光环境。植物表现为：枝叶稀疏，透光性大，自然整枝良好，枝下高长，树皮较厚；叶色较淡；根发达，茎节粗短，机械组织发达；叶小，具角质层，常被绒毛，气孔小和密，叶脉密，叶的薄壁细胞较
30、少，栅栏组织发达；生长快，寿命短，补偿点高。（二）温度对植物的影响1、最高、最低温度界限与最适温度范围最低温度最适温度最高温度热带植物 1015 3035 3540温带植物 510 2530 3540寒带植物0稍高于 0 35402、植物对低温和对高温的适应（1）低温对植物的生态作用寒害：温度 0以上植物已受害；冻害：温度 0以下植物才受害。（2）植物对低温的生态适应地上部分的枝叶紧靠及缩小成垫状，生长的植株平卧的铺地类型，植物叶变红，地下茎根如球茎、根状茎、块根等；树枝花蕾的外面被茸毛，牙有牙鳞，冬季落叶，细胞内的糖、油脂等物质增加。（3）高温对植物的生态作用伤害作用: 呼吸作用大于光合作用
31、，水分平衡破坏蛋白质凝固和有害代谢产物积累病虫的侵入。（4）植物对高温的生态适应。木栓组织发达（如鸡骨草根颈） ；叶具光泽、发射强光；植物体被毛或鳞粃；叶垂直排列，叶缘对着阳光。生理上可加强蒸腾作用，增加细胞内可溶物的浓度，反射红外线，减少细胞内的含水量。（三） 水分对植物的影响1、大气水、土壤水和地下水对植物的影响2、按照水分因素区分的生态类群（1）旱生植物：环境缺水、气体充足、温度低。硬叶旱生植物：叶面积缩小，叶膜质和鳞片状，叶卷曲成筒，气孔深陷在卷曲叶的内表面，可减少蒸腾；叶表面具发达的角质层和茸毛；具有发达的根系；细胞液渗透压高达 2040 个大气压；机械组织发达。肉质旱生植物：具有贮
32、藏水分的组织，根系发达，多分布地表，茎绿色，角质层厚，表皮有厚壁细胞。叶小、气孔下陷，叶反卷或退化成针状，有蜡质、绒毛。机械组织和贮水组织发达，如猴面包，瓶子树，仙人掌树。（4）水生植物水生植物：水分丰富，气体不足，光质较弱。包括沉水植物（如苦草） ，挺水植物（如芦苇），浮水植物（如水浮莲）等。主要特征：叶片面积较大，通气细胞间隙发达，通气组织发达；表皮薄，气孔在水中常退化，浮水叶面气孔多；机械组织不发达（如茎细长，匍匐、平行等） ；沉水叶没有栅栏组织和海绵组织，根系发育很差；营养繁殖占优势，如金鱼藻。二、土壤对植物的影响（一）土壤的机械组成1、粘土 2、沙土 3、壤土（二）土壤的物理性质（三
33、）土壤酸碱度（四）喜钙植物、嫌钙植物和盐碱土植物三、地形对植物的影响1、垂直高度 2、山坡朝向 3、坡度四、生物因素之间的相互关系（一）动物对植物的影响1、直接影响（1）传播果类和种子（2）传粉（3）啃吃和破坏2、间接影响（1）寄生：如无根藤；（2）共生：如根瘤菌；（3）附生：如附生兰；五、人类对植物的影响1、植物的自然面貌受到破坏；2、植物的天然种受到改变（如野生荔枝、野生稻、扶桑等；伴人植物如金鸡菊） ；六、植物的指示现象如茶树、铁芒箕、马尾松等。海州香需（铜草）长江中下游 Crotolaria cobalticola - 喜钴植物扎伊尔的加丹加；Eriogonum ovalifolium
34、-银矿美国蒙大拿州。七、植物群落（一）概述1、种群：占据一定空间的某物种的个体群。2、植物群落：在一定地段上由群居在一起的各种植物群所构成的一种有规律的组合。（二）植物群落的组成1、种类组成种面积曲线表现面积，即最小面积；群落成员型。优势种、建群种、伴生种、标志种。2、数量特征（1）多度：SOC COP SP SOL （2）盖度：（3）频度：（4）重要值：（5）密度：（6）显著度：（7）生产量：重要值相对密度相对频度相对显著度;相对频度一个种的频度值所有种的总频度值100 。相对密度一个种的密度所有种的总密度100；相对显著度一个种的显著度所有种的显著度100 。3、物种的多样性（三）植物群落
35、的外貌和结构1、植物群落的外貌（1）生活型：高位芽植物；地上芽植物；地面芽植物；隐芽植物；一年生植物。季相：群落外貌随季节的更替而发生变化的现象.2、植物群落的结构（1）垂直结构：乔木层、灌木层、草本层、地被层。 （2）水平结构：镶嵌现象（3）层片：由相同生活型的植物或具有相似生态要求的种群所组成。 （4）植物群落的波动：3、植物群落的演替（1）类型按裸地性质划分：原生演替、次生演替。按发展方向划分：顺行演替、逆行演替。按基质性质划分：水生基质演替、旱生基质演替。（2）系列水生演替沉水植物阶段：57 米；浮水植物阶段：23 米；挺水植物阶段：1 米；湿生草本阶段；木本植物阶段：中生性群落；旱生
36、演替地衣阶段；苔藓阶段；草本阶段；灌木阶段；木本植物阶段：顶级群落。顶级阶段：通过顺行演替发展成为与当地环境条件相适应的、结构稳定的群落。4、植物群落的演化地质年代变迁、气候的变化。（四）植物群落对环境的指示作用八、植被类型植被指某一地区全部植物群落的总称。分为自然植被和人工植被。植被分为地带性植被、非地带性植被（隐域植被）和垂直地带性植被。、 热带植被1、热带雨林主要特征：（1）种类丰富，优势种难分；（2）外貌特殊，分层不明显高位芽占优势；林冠不整齐；中型单叶为主；季相不显著。（3）乔木高大、层次复杂层次多，界限不明显；树干高大挺直；树皮薄、光滑；（4）板根、茎花和绞杀植物常见；（5）藤本、
37、附生和寄生植物丰富；（6）植物终年常绿生长，花期长和多。2、红树林。指主要分布于热带滨海地区，受周期性海水浸淹的淤泥海滩上耐盐的常绿乔灌木植物群落。有红树植物。主要特征：种类成分比较贫乏，以红树科为主，红树植物有马鞭草科、紫金牛科、海桑科、棕榈科和卤蕨科等；群落外貌差别大；具有盐生植物特点；支柱根和板根发达；通气组织发达，呼吸根较多；胎生现象明显。3、季雨林。指分布在热带有周期性干湿季节交替地区的森林。4、热带稀疏草原。是一种阳性、旱生、适高温的多年生草本植物占优势，并散生一些耐旱、矮生、稍为直立的乔灌木的植物群落。、亚热带植被常绿阔叶林硬叶阔叶林分布：大陆东岸大陆西岸生镜：亚热带季风气候地中
38、海气候主要特征：常绿阔叶中生性植物长绿硬叶旱生性植物乔木层茂密乔木层稀疏灌木层稀疏灌木层茂密壳斗科、樟科、山茶科为壳斗科为主主，有附生、藤本植物；无附生，藤本少；草本以蕨类、禾本科、莎草本层以根茎、草科为主；鳞茎、球茎为主；季相变化不大。冬季外貌花朵多。、温带植被1、夏绿阔叶林指夏季长叶冬季落叶的乔木组成的森林植被类型。主要特征：群落具有明显的季相更替；树种简单，多成优势种；具有适应干旱寒冷的特征；结构简单，层次明显；风媒花多，翅果较多；层间植物不起显著作用（草质和半木质藤本为主；苔藓地衣的附生植物较多） 。2、针阔叶混交林指夏绿阔叶林和寒温带针叶林之间的过渡类型。3、泰加林（针叶林）耐旱的针
39、叶树种为建群种所组成的各种森林植物群落的总称。松杉类等植物组成；有生理干旱特征；外貌特殊、树种单一（明亮针叶林；阴暗针叶林） 。群落结构非常简单。、荒漠植被热带亚热带温带共同点：植物稀少不同点：干热干冷植物特点：肉质非肉质如：仙人掌科、大戟科蒺藜科、柽柳科、蓼科、草原植被。指由低矮旱生多年生草本植物（有时为旱生的小半灌木）组成的植物群落。分草甸草原、典型草原和荒漠草原。主要特征：植物旱生结构明显；地下部分发达，根系浅；禾本科、莎草科和豆科为主；季相变化明显；营养繁殖为主；地面芽植物为主。、寒带植被冻原由微温的北极和北极高山成分的苔藓地衣小灌木和多年生草本植物组成的群落。、隐域植被1、草甸草原热
40、带草原非地带性地带性地带性中生旱生旱中生共同点：草本（建群种） ；2、沼泽；3、水生植被。九、植物的分布与区系（一）植物分布区1、分布区的概念：某一植物分类单位（科、属、种）分布于一定空间的总称。如：梧桐科分布，松属分布，台湾苏铁（台湾、海南、广东和福建） ；2、分布区的形状七瓣莲分布区（成东西向长条形分布） ，油松分布区；3、分布区的形成繁殖体侵移（外力、自力）定居（生长、发芽）竞争。4、植物分布区的类型（1）连续分布区表现为一个连续完整的区域。世界性分布；环极分布；环北方分布；泛热带分布。（2）间断分布北极高山间断分布区；北大西洋间断分布区；北太平洋间断分布区；南北美间断分布区；古热带间断
41、分布区；洲际间断分布区；古地中海间断分布区；泛南极间断分布区；极际间断分布区；星散间断分区。5、特有种、孑遗种和替代种（1）特有种仅分布在某一地区，而不在其它地区分布的植物。古特有种；新特有种生态特有种；（2）孑遗种分类学孑遗种（水杉，银杏） ；地理孑遗种。（3）替代种。指由共同祖先派生出来，特征相似的种各占有独特的分布区，空间上相互替代，这种现象称为地理替代现象，这种植物称为替代种。如落叶松系列。（二）植物区系1、植物区系的地理成分属的相似性两地共有的非世界属数、其中一地的全部非世界属数100；2、世界植物区系分区泛北极植物区;古热带植物区 ;新热带植物区;澳大利亚植物区;好望角植物区 ;南
42、极植物区。十、植被资源（一）植被资源的特性（二）森林植被资源1、概述 2、利用与保护有计划地开发和利用森林植被资源；有计划地营造各类森林植被；抢救珍稀濒危植物。（三）草原植被资源1、概述 2、合理利用严格控制草场载畜量，实行合理放牧；严禁盲目开垦草原。第三节 生物多样性减少与保护一、生物多样性生物多样性（Biodiversity）是大自然物种拥有程度的笼统术语。它可包含三个不同层次：1、遗传多样性 2、物种多样性 3、生态系统多样性1、遗传多样性。即基因多样性：指地球上生物个体中所包含的遗传信息之总和。基因多样性取决于 DNA 分子的多样性，而 DNA 分子多样性是由组成 DNA 的四种碱基的
43、不同排列顺序决定的。基因多样性又与基因突变和基因重组等变异密不可分。如果生物体未再生就死亡，则导致遗传多样性损失。2、物种多样性。指地球上生命有机体的多样化。现在地球上生存的物种的总数量，一直是一个无法确切知道的谜。全世界现已发现并得到正式命名的物种约 175 万种，尚未发现的约 1000 万种至 1 亿种。一个物种不能多至威胁到其它物种的生存，或少至可能灭绝。3、生态系统多样性。指生物圈内的生境、生物群落和生态过程的多样化。生物法则各物种相互依存，相互制约，不允许任何物种取得绝对优势，以维持生态系统的稳定。生物的繁殖策略 K 策略：繁殖率低，数量少，个体强，生存力强，寿命长；R 策略：繁殖率
44、高，数量多，个体弱，生存力弱，寿命短。 物种的演化策略专化物种：演化成适应特定地域环境的物种，其生境选择缩小；泛化物种：演化成适应性更广泛的物种，其生境选择扩大。生物多样性的价值生物多样性的价值重大，例如：维持自然生态平衡，保护人类的生存环境；提供人类生存所需的食物、药物；提供工业原料等等。1、直接经济价值：A、生产性使用价值（市场交易） ；B、消费性使用价值（直接消费） ；2、间接经济价值：A、非消费性使用价值；B、选择价值；C、存在价值。二生物多样性现状与问题1、地球物种 6 次地质大灭绝寒武纪生物大爆发：约 5 . 5 亿年前； 奥陶纪大灭绝：约 4 . 4 亿年前； 泥盆纪大灭绝：约
45、3 . 6 亿年前； 二叠纪大灭绝：约 2 . 5 亿年前，规模最大，约 95物种灭绝； 三叠纪大灭绝：约 1 . 95 亿年前； 侏罗纪大灭绝：约 1 . 4 亿年前； 白垩纪大灭绝：约 0 . 65 亿年前，规模第二大，约 70物种灭绝。2、物种濒危与灭绝受威胁物种是指那些在自然分布区中为数不少，但数量正在减少或可能会濒危的物种。濒危指残存个体数极少，以致会在大部分或所有分布区灭绝的物种。对大型动物，成熟个体2500 头（只） ；灭绝是物种濒危发展的最终结果。对于大型动物来说，成熟个体500 头（只） ；如果某物种有 50 年时间以上没人见过其活体，则认为其已灭绝。“阿里效应”。20 世纪
46、 50 年代， 美国的生物学家沃德 阿里研究了低种群密度将给物种带来什么样的后果。他发现：一旦物种的数量低到一定的程度，这个物种自身便很难进行成功的繁育。物种濒危与灭绝（速度越来越快）1、野生动物以大型高价值物种最严重；2、野生植物以高价值物种为主。三。胜境破坏与物种大规模灭绝（1）湿地生境。湿地是指沼泽地、沼原、泥炭地或水域，无论是天然的或人工的，永久的或暂时的，水体是静止的或流动的，是淡水、半咸水或咸水，包括落潮时水深不超过 6 米的海域。湿地号称“地球之肾”，与森林、海洋并称全球三大生态系统。（2）荒地生境。指基本以自然力作用为主而人类活动微不足道的地区。由于地处边远，是人类暂未占领的野
47、生生物的 “ 生态岛 ” 或主要避难所。如藏北无人区，我国最大的自然保护区，但也遭受偷猎者的严重威胁。（3）过度捕猎和砍伐森林。人类走出非洲，成为转换猎者，从未见过人的动物易猎而灭；人之所至，兽之绝迹！1.3 万年以来，北美 23 的大型哺乳动物绝种，如北美的巨熊。 现今七成鱼类的繁殖跟不上渔民的捕捞速度，如金枪鱼、鱿鱼、虾等等（4）生物入侵。是指外来物种从外地自然传入或人为盲目无意引入后成为野生状态，并对本地生态系统造成危害的现象。其生态危害是造成本地生物多样性不可弥补的减少以及物种的灭绝，其经济危害是农林牧渔业产量与质量的惨重损失与高额的防治费用。例如：澳洲野兔 、杀人蜂、水葫芦、微甘菊、
48、紫茎泽兰、大米草、桉树等等。 外来物种：指超出其自然分布范围以外的种群。防范生物入侵的措施加强检疫，截获有害外来物种。对外来入侵物种进行深入调查和评估，建立预警机制及监测和快速反应体系，组织有关单位和科研人员，详细调查外来入侵物种的种类、分布、数量和危害，并采取相应措施，阻止其入侵和蔓延。建立和加强对外来物种引种的风险性评估制度。对从国外引种驯化的可能的正、负效应及其控制措施进行公正科学的评估，凡未经过风险性评估的物种，或评估后负效应大不适合引进的物种决不允许引进。开展对外来入侵物种的生物学研究。详细调查外来入侵物种的生长、繁殖和扩散规律，研究清楚它们对当地环境的适应情况，为确保对有害物种的重点防控提供科学依据。加强宣传教育，建立新的生物防卫道德规范。不应携带、引进、种养外来入侵物种，不随便放生外来动物。（5）破坏天然生境。 “ 生物热点 ” 消失；（6）生境孤岛化。 “ 生态岛 ” ；（7）生境污染。全球性与区域性的污染。4、经济贸易
