1、洪堡将植物地理学知识系统化、理论化,首次提出“植物地理学”这一名词。1807年洪堡发表的《植物地理学知识》专论,成为划时代的代表著作,标志着植物地理学成为一门独立的科学。
2、种(species):生物分类的基本单位,包含若干起源于共同祖先、形态和生物学特征极相似的个体。 基本特征:物种是可育的自然群体,与其他自然群体是生殖隔离的——使各物种成为独立的进化单位。
3、林奈在生物学中的最主要的成果是建立了人为分类体系和双名制命名法。林奈认为,分类和命名是科学的基础。《自然系统》一书是林奈人为分类体系的代表作。
瑞典植物学家林奈(1707—1778)创立了“双名制命名法”(简称“双名法”)植物的命名用两个拉丁词或拉丁化形式的词构成,一个是属名,一个是种名,连起来就是这种植物的学名,每种植物只有一种合法名称:学名(scientific name)。
4、植物界的大类群:
(一)、原核生物
包括细菌门和蓝藻门 ;单细胞生物;无真正的细胞核; 繁殖方式:直接分裂 ·细菌门
最古老、最微小(1-10 μ);无孔不入;1600种;生长极快;适应能力极强 ·蓝藻门
含叶绿素a;可营光合作用;营养条件简单;生物群落的先驱者;分布范围广
(二)、真核藻类和真菌、地衣
·真核藻类
有细胞核结构;单细胞藻或多细胞藻(无根茎叶的分化);含叶绿素a ,营自养型生活;繁殖方式多样
·真菌门
大多数真菌个体由菌丝缠绕构成;有细胞核结构;无叶绿素,典型的异养生物(寄生、腐生或共生);繁殖方式多样;种类繁多(7 万多种);特殊的生物类群 ·地衣门
自养型的蓝藻或绿藻与异养型的真菌的共生体;能适应恶劣环境;根据形状分为3 大类:壳状、叶状、枝状
(三)、苔藓和蕨类植物
·苔藓植物门
呈叶状或有茎叶分化;自养型,营光合作用;没有根的分化(假根);吸收功能由营养体表面执行;躯体矮小;多数生于潮湿环境(还不能摆脱水的限制);繁殖方式特殊
·蕨类植物门
有根茎叶分化;自养型,营光合作用;有维管束;繁殖方式与苔藓植物类似;几乎均为草本;多分布于湿热环境
(四)、种子植物
植物界最繁盛的类群,25万余种;以种子进行繁殖,利于种族繁衍;维管束更加发达,机械组织和疏导组织更加完善;花粉管出现,受精作用可以不再以水为媒介;分为裸子植物和被子植物
·裸子植物门
全部为木本;叶呈针形、鳞形、线形;花单性,雌雄同株或异株;胚珠裸露,由它转化而成的种子也是裸露的;分为苏铁、银杏、松杉和买麻藤四纲。
·被子植物门
植物界进化最高级的类群;生有真正的花;胚珠由一至数枚变态叶包藏(包被)于内;分为单子叶植物纲和双子叶植物纲现代已知的被子植物共400余科,10000余属约25万余种;
5、人们常常把那些具有共同特征的门归成更大的类群:一类是植物体无根、茎、叶分化,无胚产生,生殖器官多为单细胞结构的各门植物,称为低等植物,或称为原植体植物,或无胚植物。它包括藻类、菌类和地衣。另一类是植物体生殖器官多为多细胞结构。有胚产生的各门植物,称为高等植物,或称为茎叶体植物,或有胚植物。苔藓、蕨类、裸子植物和被子植物属于此类。高等植物中除去苔藓植物外皆有疏导组织,称为维管植物,其他则归属于非维管植物。
6、蕨类植物时代:志留纪末期至二叠纪;舍水登陆——以裸蕨为代表的第一批陆生植物;全球第一个成煤期,也是最重要的煤层。裸子植物时代:石炭纪和二叠纪之交;裸子植物获得竞争优势;在中生代占优势;全球第二个成煤期。
7、第四纪是地球发展史上最近的一个时代,持续约300万年,这个时代在地球上出现了人类和最近的一次大冰期。
8、世界种:少数遍及世界各地的植物种类,称为世界种。
多是盐生植物、淡水水生植物;如碱蓬、香蒲、芦苇、浮萍等; 大多为局部适宜生境下生长;也有些为人畜携带的侵入种如大车前、蒲公英等;数量较少,分布占全球一半的不足100种。
9、环境演变与植物分布区变化
·气候演变:迁移与后方退缩;陆桥 气候回暖与阻断;更新世植物避难所
·地理残遗分布:第三纪或第四纪时一些分布很广的植物在冰期时分布范围急剧缩
小,至今仍保存在狭小的分布区,这类情况称地理残遗分布。
以化石分布为证;残遗分布的典型例子当推鹅掌楸属、红杉属和水椰等。 ·地形变化:全球各大山系和高原猛烈抬升→环境性质和结构发生重大变化→引起
气候变迁→原有物种加剧趋异演化
·板块运动:凤梨科的间断分布
南半球分布的山龙眼科——魏格纳提出大陆漂移说的依据之一
板块学说部分解释了科属间断分布现象;地质历史时期,低概率事情的必然性
10、环境因子:包括植物以外所有的环境要素。生态因子:环境中对植物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境因子。
11、生态幅(tolerance): 植物物种对生态因子适应范围的大小称为生态幅,即耐性范围。生态幅主要决定于植物的遗传特征。
12、生态幅的特征:
A、受多种生态因子组合的综合作用:
不同温度条件下,植物生长于繁殖的最适湿度范围不相同(左上);植物生长于繁殖的最适温度范围也取决于湿度状况(左下);温度与湿度过高或过低,植物的生态幅都较窄,中温与中湿时植物的生态幅最宽(右)
B、有一定的时空变异性:
不同植物对同种生态因子的生态幅不同;
同种植物对不同生态因子的生态幅不同;
同种植物在不同生长阶段对同种生态因子的生态幅不同;
同种植物对同一种生态因子的生态幅在不同环境中也不相同;
13、生态幅与分布区。
生理分布区:只考虑植物的生理耐性范围
生态分布区:植物在自然界的实际分布区
生态分布区是遗传特征与生态环境相互作用的结果
14、光合速率:单位时间单位叶面积所吸收的CO2
光合能力:在光、温、水、CO2等条件正常且适宜的情况下,各类植物的最大
净光合速率,称为光合能力。
光抑制现象:相对光强达到全光的1/2时,即达到光饱和,如果进一步提高光强,就会出现净光合速率下降的光抑制现象。
15、在达到地面的全部太阳辐射能中,可见光为38%~49%。大部分能被植物吸收用于光合作用,称为光合有效辐射。
16、红光和蓝光:红光影响植物开花、茎伸长,有利于碳水化合物合成,红光可能会导致营养生长过剩; 蓝光有利于蛋白质的合成。植物需要同时吸收红光区和蓝光区,才能实现最大光合效率;
绿光不能被叶绿素吸收,称为生理无效辐射。
17、长日照植物:日照时间超过一定临界值(14h) 后才开花,否则只进行营养生长,不能形成花芽。多起源于北方;延长光照时间可促使提前开花;冬小麦、大麦、油菜等。
短日照植物:日照时间短于一定临界值(8~12h) 后才开花,否则只进行营养生长。多起源于南方;缩短光照时间可促使提前开花;水稻、玉米、大豆等。
18、有效积温:高于生物学零度以上的日平均温度的的累加
有效积温法则:植物在生长的各个阶段都需要满足一定的有效积温才能完成某
阶段的发育并进入下一阶段。
19、冻害:发生于零度以下低温,植物细胞结冰受伤害现象。
冷害:起源于热带的植物遇到零度以上低温造成的伤害。
20、温带木本植物休眠—生长的年周期变化,其休眠过程包括三个连续阶段:
21、陆生植物的水分:1%用于维持细胞膨压,95%~99%以两种方式散失:液体状态散失(吐水),气体状态散逸(蒸腾作用)。
22、土壤- 植物- 大气连续体:水分经由土壤到达植物根系,被根系吸收,通过细胞传输,进入植物茎,由植物木质部分到达叶片,再由叶片气孔扩散到静空气层,最后参与大气的湍流变换,形成一个统一的、动态的、互相反馈的连续系统,即SAPC系统。土壤-植物-大气连续体存在显著的水势梯度。
土壤-植物-大气之间的水势梯度,导致了水分沿土壤-植物-大气的流动系统——全球水循环非常重要的一环。
23、盐碱土:是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土的统称。分布:内陆干旱、半干旱地区的低洼地;滨海地区低地。
24、大气CO2浓度季节变化存在区域差异:南半球较小;北半球比较明显,尤其高纬度地区。
原因:在北半球,夏季由于植物光合作用吸收CO2,导致CO2 浓度降低;冬季一方面植物光合作用停止,而生物呼吸和分解作用仍在释放CO2,另外冬季取暖燃烧化石燃料,导致CO2 浓度增加。南半球大部分面积为海洋,陆地也主要以荒漠和无植被的冰盖为主,因而CO2浓度季节变化不明显。
25、植物种间关系:营养关系、机械性相互关系、化学性相互关系、资源竞争关系。
(一)、营养关系
·寄生关系:寄生:一种植物(寄生植物)寄居于另外一种植物(寄主植物)的体内或体表,从而摄取寄主的养分和水分以维持生命的现象。
·共生关系:异种之间营养的相互交流和相互补充,属于对双方有利的互利共生关系。 高等植物 + 菌类 = 根瘤、叶瘤、菌根、固氮蓝藻
(二)、机械性相互关系
·附生植物:着生在支柱植物表面; 相互之间没有营养联系
·藤本植物:通过攀援或缠绕支柱植物攀升树冠;无需消耗过多营养加固茎部;与支柱植物之间的关系为机械性竞争关系;竞争结果:其中之一死去,或者二者上部均死去
·绞杀植物:气生根→正常根系→网状茎→支柱植物被绞杀致死
于一方有利对另一方有害的对抗关系;常见:榕树属。
(三)、化学性相互关系:他感作用植物之间通过分泌化学物质(激素)互相产生影响。
·化学促进:植物分泌的化学物质对其它植物起促进作用(农业栽培中的混种或套
种,可以提高产量)
·化学抑制:植物分泌的化学物质对其它植物起抑制作用(鼠尾草)
·化学致杀:植物分泌的化学物质对其它植物起致杀作用(杀死细菌和真菌)
(四)、资源竞争关系。
在植物适宜的分布区内,植物的实际分布受到植物之间竞争关系的影响。(见13、生态幅与分布区图)
26、生活型:根据植物的形态结构与综合适应特征来划分植物类群,称为生活型,以反映环境中各种生态因子的综合作用。
27、更新芽:更新芽是指植物在冬季时已经准备好的留待明年开春时发的芽。 特征:植物延续生存的更新芽是对环境最敏感、最娇嫩的部分;对不利环境条件的
防御能力和防御特征可以作为植物适应环境特征的主要标志。
28、生活型系统:根据更新芽在不良季节的着生位置,划分出5种生活型,以反映植物对环境(主要是气候)的适应特征:
高位芽植物——地面25cm以上——热湿气候
地上芽植物——地表以上25cm以下——极寒冷气候
地面芽植物——浅地面土层内—— 较长的严寒冬季
隐芽植物——较深土层或水中——冷湿气候
一年生植物——种子延续生命—— 干旱气候
29、一年生植物:优势:生殖期早,产籽量大;以休眠种子适应恶劣环境。劣势:只生活在一个生长季,在高度上的竞争力弱;适合种子萌发和生长的小环境不稳定;成活率低。
特征:采取“ 两面下赌注”的对策,采用大爆炸策略(big bang)所有的一年生植物为一次繁殖,采用大爆炸策略,先逐步储存光合产物,结实耗尽资源即死。
30、资源分配策略
CSR系统
31、植物群落的垂直结构:植冠沿垂直高度及光照强度的梯度占有不同的位置。按他们的垂直高度可划分一定的层次。这种层的分化是群落对环境条件适应的一种表现。
森林中一般划分出乔木层、灌木层、草本层、地被层。
32、生物量(biomass ):是指某一时刻单位面积内实存生活的有机物质(干重)总量,通常用kg/m2 或t/ha表示。对植物专称植物量(phytomass )。
33、初级生产力(Primary Productivity ):是指绿色植物利用太阳光进行光合作用,把无机碳(CO2)固定、转化为有机碳(如葡萄糠、淀粉等)这一过程的能力,也称为第一性生产力。一般以每天、每平方米有机碳的含量(克数)表示。 初级生产力又可分为总初级生产力和净初级生产力。
34、演替是某一地段上一个植物群落被另一种植物群落所取代的过程。它是群落动态的一个最重要的特征。贯穿群落发展的始终,演替现象往往是渐变的。
35、演替类型的划分,按演替发生的起始条件,可以分为:原生演替,植物生长以前为原生裸地,在原生裸地开始的演替;次生演替,原生植被受破坏后,重新恢复的植物群落变化过程。
区别:
原生演替的特点是:速度慢;趋向形成新群落;经历的阶段相对较多。
次生演替的特点是:速度快;趋向于恢复原生群落;经历的阶段相对较少。
36、植物群落分类的单位:我国采用三级分类单位:最基本单位(群丛);中级单位(群系);高级单位(植被型)
37、气候图解:
10.月平均气温曲线 11.月平均降水曲线
38、热带雨林气候特征:全年温度高而温差小( 赤道附近最热最冷月平均较差小于5℃); 雨量充沛且相当均匀,无明显的干旱;年降水量2000 mm以上,甚至10000 mm; 日照时间长;云量大。
39、热带雨林生产力: 占全球所有植物干有机质重量的41%; 净生产量占全球净生产量的1/4,或全部森林的60%;有1475 亿t的CO2被禁锢在此(大气圈中CO2总重7000 亿t)
40、常绿阔叶林气候特征:具明显的季风特征(北半球);夏季炎热而潮湿,冬季稍微干冷;春秋温和,四季分明;夏季降水丰富,水热同期;年降雨量在1000 mm 以上;降水分布不均,冬季降水少,但无明显干旱。
41、寒温性针叶林的利用与保护:全球重要的资源基地(芬兰、瑞典等是木材出口的重要基地,俄罗斯是世界上最大的工业原木出口国);保护土壤、作为碳的吸收库和环境变化指示器;碳储量超过陆地上任何其他生态系统(占全球碳储量的26% );寒温性针叶林任何显著的变化都会对大气中的CO2含量产生明显的影响。