植物生态学课件.ppt

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1、&.5 植物种群生态分化中形成的种间关系,竞争他感化学作用单惠共生互利共生寄生植物植物与食草者食虫植物,&.5 植物种群生态分化中形成的种间关系竞争,5.1 竞争,竞争是指两个或两个以上的有机体或物种彼此相互妨碍、相互抑制的关系。植物的竞争存在特殊性。,5.1 竞争竞争是指两个或两个以上的有机体或物种彼此相互妨,5.1.1竞争类型,依据划分的侧重点不同，一般可分种内竞争和种间竞争;Park将竞争分为利用性竞争和干涉性竞争；Nicholson分为分摊竞争和争夺竞争，等等。,5.1.1竞争类型依据划分的侧重点不同，一般可分种内竞争和种,5.1.2竞争与生态位,包含三层含义：1）有机体在特定生物群落

2、中的时间和空间位置及其功能关系；2）它们在环境变化梯度中的位置；3）与群落中其他种群的关系。,生态位（ecological niche)是指一个种群在生态系统中，在时间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。,5.1.2竞争与生态位生态位（ecological nich,俄罗斯生物学家Gause通过实验提出“一个生态位，一个物种”的观点，这种观点常称为竞争排斥原理。,在一个稳定的环境中，两个以上受资源限制的但具有相同资源利用方式的物种，不能长期共存一处，即完全的竞争者不能共存，最终一个物种被另一个物种所取代。,俄罗斯生物学家Gause通过实验提出“一个生态位，一个物种”,5.1.

3、3竞争模型,Lotka-Volterra竞争模型 dN1 / dt = r1 N1（1 - N1 / K1 - N2 / K1） dN2 / dt = r2 N2（1 - N2 / K2 - N1 / K2） 投入产出竞争模型 投入比率=种A输入量/种B输入量 产出比率=种A输出量/种B输出量,5.1.3竞争模型Lotka-Volterra竞争模型,5.2他感化学作用,他感化学作用也称为异生相克，指一个物种或有机体受到另一个物种或有机体释放的代谢产物的影响，包括促进和抑制。它是一种典型的非共生现象。仅限于植物之间的他感化学作用称为他感作用，又称为异生相克现象。,5.2他感化学作用他感化学作用也

4、称为异生相克，指一个物种或有,5.2.1 植物与食草者间的他感化学作用,植物对食草者的防御方式： （1）通过产生毒素降低可使性； （2）通过产生单宁等物质降低适口性； （3）通过食草作用的诱导，使植物发生化学变化； （4）通过产生激素影响昆虫的发育过程。,5.2.1 植物与食草者间的他感化学作用植物对食草者的防御方,5.2.2 植物间的他感化学作用,植物间的他感化学作用，其化学物质有两种来源：一是植物活体部分；而是植物枯死部分分解释放出来的。植物间的相互化学影响，可以是直接的作用，也可以是间接作用。,5.2.2 植物间的他感化学作用植物间的他感化学作用，其化学,5.3单惠共生,单惠共生是指有利

5、于一种有机体而对另一种则无影响的相互作用。,附生庇护植物群,5.3单惠共生单惠共生是指有利于一种有机体而对另一种则无影响,附生植物-鸟巢蕨,高山苔藓林,附生植物-鸟巢蕨高山苔藓林,5.4互利共生,互利共生是一种专性的、双方都有利的相互关系。两个种分离，双方都受压抑。,常见的例子：藻类和真菌的共生体地衣高等植物和真菌的互利共生菌根和植物细菌和植物的互利共生根瘤菌和植物有花植物和传粉动物的互利共生昆虫和植物防御性互利共生蚂蚁和金合欢,5.4互利共生互利共生是一种专性的、双方都有利的相互关系。两,根瘤菌和豆科植物的互利共生,根瘤菌和豆科植物的互利共生,有花植物和传粉动物的互利共生,有花植物和传粉动物

6、的互利共生,蚂蚁和金合欢的互利共生,植物为蚂蚁提供蜜和蛋白质,空的叶刺可以筑巢,蚂蚁和金合欢的互利共生植物为蚂蚁提供蜜和蛋白质空的叶刺可以筑,5.5寄生植物,寄生或寄生现象是指宿主植物与有机体上寄生物之间的关系，通常是一种植物长在另一种植物的体表或体内，从中吸取养分。,5.5寄生植物寄生或寄生现象是指宿主植物与有机体上寄生物之间,“植物杀手”日本菟丝子入侵台北市 缠死树木,“植物杀手”日本菟丝子入侵台北市 缠死树木,5.6植物与食草者,食草者的分类,5.6植物与食草者食草者腐蚀者生食者捕食者活体寄生者啃食者食,5.6.1食草者对植物的影响,一般认为，食草者对植物的影响都是消极的、有害的，是单向

7、的能量流动，仅对食草者有利。但是适当强度的牧食可以提高植物的光合作用，能积累更多的生物量。另外，食草者可以缓解植物之间的竞争压力。,5.6.1食草者对植物的影响一般认为，食草者对植物的影响都是,5.6.2植物对食草者的适应,植物对食草者的适应反映在对食草作用的防御上，可分为机械防御和化学防御上。,5.6.2植物对食草者的适应植物对食草者的适应反映在对食草作,5.7食虫植物,食虫植物是指能捕食昆虫和其他小动物的植物。其根系不发达，多生长在缺乏矿物质的土壤和沼泽中，具有诱捕昆虫和其他小动物的植物的变态叶。,长毛猪笼草,5.7食虫植物食虫植物是指能捕食昆虫和其他小动物的植物。其根,好望角茅膏菜,捕蝇

8、草,好望角茅膏菜捕蝇草,第十一章 植物的生态适应,&1. 植物对环境的适应&2. 植物的生活史格局&3. 植物对极端环境的适应与进化&4. 植物的趋同适应和趋异适应,第十一章 植物的生态适应&1. 植物对环境的适应,&1. 植物对环境的适应,1.1 生态适应的概念 适应（Adaptation）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。,适应是一种结果，更是一个过程。,&1. 植物对环境的适应1.1 生态适应的概念 适应是一种结,1.2 环境与植物的适应性,植物的“三基点”： 任何植物对环境因子的适应性都有一

9、定的界限范围，对某环境因子能够忍耐的最小剂量为下限临界点，对其忍耐的最大剂量为上限临界点，植物适合度最大时环境因子的状况为最适点。,1.2 环境与植物的适应性植物的“三基点”：,植物适应的上限和下限之间的环境范围就是植物的适应范围，又成为植物的生态幅。植物对某个环境因子适应范围，是在其他环境因子相对稳定情况下界定的。当其他环境因子发生变化时，植物的生态幅将发生变化。当多种植物共同存在一定环境中时，植物之间的竞争也会使生态幅变小。,植物适应的上限和下限之间的环境范围就是植物的适应范围，又成为,&2. 植物的生活史格局,生活史：指生物有机体从出生到死亡所经历的全部过程。植物生活史格局：指的是植物在

10、生活史中维持生存、生长和繁殖方式的组合。这种组合以资源的获取和配置为核心，以实现最大的繁殖成功为目的，是植物适应环境最集中的体现。,&2. 植物的生活史格局生活史：指生物有机体从出生到死亡所经,每个植物都具有生长、维持生存和繁殖三大基本功能，而植物有限的资源总量不可能使生活史每个部分都达到最大，而必须在不同生活史组分间进行“权衡”：资源的限制导致必须进行资源的权衡，即采取一定的策略。(生存和繁殖),2.1 资源配置,每个植物都具有生长、维持生存和繁殖三大基本功能，而植物有限的,2.1.1 资源获取（生长）的资源配置,资源比假说 基本思想：根据资源稀缺程度配置资源是植物为获取资源而进行资源配置的

11、基本原则。 它不仅能预测一般环境中植物能否存活和发展，而且还能对群落的不同演替阶段的植物发展进行正确的预测。,2.1.1 资源获取（生长）的资源配置资源比假说,多元限制假说 这个假说认为，自然选择使植物能充分的优化对资源的利用，最理想的适应环境的植物应该是那些能准确的吸收自身所需物质的植物。所以，在一个特定环境里，竞争会使资源都可能得到较充分的利用。,多元限制假说,2.1.2 生存维持的资源配置,植物生存方式多种多样，根据植物生存方式不同，生存维持的资源配置对策也不同另外，在植物生活史中，程度不同的经受动物的取食和病害的侵袭，抵御动物和病害是植物生存中资源消耗的一个重要方面。,2.1.2 生存

12、维持的资源配置植物生存方式多种多样，根据植物,2.1.3 生殖繁衍的资源配置,在自然选择下植物要达到最大种子产量的两种策略：一次结实的生殖方式：把全部资源一次性投入集中生殖；多次结实的生殖方式：以较少的生殖投入，来实现较大的存活率和较多的生殖机会（次数），以求在整个生活史阶段产生较多的后代。,2.1.3 生殖繁衍的资源配置 在自然选择下植物要达到,2.2 生活史格局的类型,2.2.1 r-型和K-型生活史对策这两种类型是植物向生殖过程配置资源的两种极端状况。一般来说，严格意义上的r-对策型和K-对策型植物是比较少的，大多数植物都在这两种极端状况之间。,2.2 生活史格局的类型2.2.1 r-型

13、和K-型生活史对,杂草对策性（R）:主要将资源配置给生殖作用；（适合在资源丰富的临时环境中）竞争对策型（C）：主要将资源配置到植物的生长过程；（适合在资源丰富的稳定环境或可预测环境中）耐受对策型（S）：主要把资源配置到抵御不良环境、维持生存。（适合在资源比较紧张的胁迫环境中）,2.2.2 R-,C-和S-型生活史对策,2.2.2 R-,C-和S-型生活史对策,&3. 植物对极端环境的适应与进化,植物面临的极端环境有两类，一类是自然极端环境，主要指光、温、水、气、热配置极差的自然恶劣环境，另一类是人类引起的污染环境。,&3. 植物对极端环境的适应与进化植物面临的极端环境有两类，,3.1 植物对极

14、端自然环境的适应与进化,极端环境影响植物遗传的表达和表型范围,极端环境中的选择作用诞生了很多不利,常规条件下植物生活的形状特征,极端环境影响植物种群大小，既可能加,速植物灭亡，也可能加速植物新生,3.1 植物对极端自然环境的适应与进化极端环境影响植物遗传的,3.2 植物对环境污染的适应与进化,植物对污染的抗性和适应表现在:（1）植物对污染物的拒绝吸收 （2）植物对污染物的结合与钝化 （3）植物对污染物的分解与转化 （4）植物对污染物的隔离作用,污染条件下植物的分化与进化,3.2 植物对环境污染的适应与进化植物对污染的抗性和适应污,&4. 植物的趋同适应和趋异适应,趋同适应：不同种类的植物，由于

15、长期生活在同一环境中，受相同或相近环境因子的影响和制约，它们在形态结构、生理生化特征等方面却很相近或相似。趋异适应：同一种的植物个体群，因为长期生活在不同的环境中，它们在高度、叶片的大小、开花时间以及其他相关形状都有或大或小的差异。,&4. 植物的趋同适应和趋异适应趋同适应：不同种类的植物，由,植物的趋同适应,1.仙人掌（仙人掌科）；2.仙人笔（菊科）；3.霸王鞭（大戟科）；4.海星花（萝摩科）,植物的趋同适应1.仙人掌（仙人掌科）；2.仙人笔（菊科）；3,4.1 植物的生态型,（1）气候生态型：当种的分布区扩展或栽种到不同气候地区，长期受气候影响所形成的生态型。 a.光照生态型 b.温度生态

16、型 c.水分生态型,同一物种因适应不同生境而表现出具有一定结构和功能差异的不同类群。,生态型的划分：,4.1 植物的生态型（1）气候生态型：当种的分布区扩展或栽种,（3）生物生态型：主要是生物因子在长期作用下形成的。有的物种长期生活在不同的群落中，由于植物之间竞争等关系的不同可分化为不同的生态型。 最常见的生物生态型是人类生态型。,（2）土壤生态型：长期在不同土壤条件作用下分化形成的生态型。,（3）生物生态型：主要是生物因子在长期作用下形成的。有的物种,4.2 植物的生活型,植物生活型的划分：Raunkiaer以温度、湿度、水分（雨量）作为揭示生活型的基本因素，以植物度过不利季节的适应方式作为

17、分类基础。具体以植物的休眠芽或复苏芽在不利季节的着生位置和保护方式为依据，将高等植物划为：高位芽、地上芽、地面芽、隐芽和一年生植物五类生活型。,指植物对综合环境条件长期适应，而在外貌上反映出来的植物类型。,4.2 植物的生活型植物生活型的划分：指植物对综合环境条件长,a.高位芽植物；b.地上芽植物；c.地面芽植物；d.隐芽植物； e.一年生植物；,a.高位芽植物；b.地上芽植物；c.地面芽植物；d.隐芽植物,Raunkiaer生活型系统：过于强调植物对不利环境因子（主要是低温）胁迫适应特征，忽视了植物如何利用生长季有利条件的特点。,Raunkiaer生活型系统：过于强调植物对不利环境因子（主,

18、不同生活型植物对生境的适应方式,常绿植物 指常年保持叶片，尤其是在水分胁迫时仍保存叶片的植物。 主要分布在水热条件较好的地区，但在极端寒冷的冻原、极地、热带和亚热带地区的高山环境中部分植物也保存叶片。,不同生活型植物对生境的适应方式常绿植物,莲 雾,玉树 、玉蝴蝶,莲 雾 玉树 、玉蝴蝶,干旱落叶植物 指在旱季叶片脱落、保持休眠状态，以免水分丧失的植物。 典型的干旱落叶植物主要存在于地中海气候条件下。,蓝花假紫荆,干旱落叶植物蓝花假紫荆,深根植物 又称吸地下水植物。这类既能生长在河边，也能生活在旱地。这类植物即使生活在河边也很少从地表吸收水分，而是以深入地下的庞大根系从地下获取稳定的水源，从而度过特别干旱的时期。,深根植物,悬铃木,柳树,悬铃木 柳树,短命植物 有的一年生植物在其生活史中有一个短暂的中湿条件，植物可以利用这个条件快速萌发并完成整个生活史。这些植物一般生活在生长于干旱荒漠地区 。,短命植物,短命菊，地面稍稍有点湿润，它就立刻发芽， 生长开花。寿命还不到一个月,木贼，种子在降雨后10分钟就开始前动发芽，10个小时以后，就破土而出，寿命仅两三个月 。,短命菊，地面稍稍有点湿润，它就立刻发芽， 生长开花。寿命还不,谢谢,谢谢,种间相互作用的类型,类型 效应种间相互作用的性质物种A物种B中,