第5章生态因子与植物的生长ppt课件.ppt

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1、回顾：第四章 城市的环境污染,第一节 城市的大气污染第二节 城市的噪声污染第三节 城市的水污染和固体废物污染第四节 城市的土壤环境污染第五节 环境污染与人体健康第六节 城市环境质量评价,粉尘、SO2、燃烧煤及石油排放的其他有害气体、氟化物和氯、二次污染物、光化学烟雾、酸雨,交通、工业、建筑业、社会活动,物理性迁移转化（稀释作用和沉淀作用）、化学性迁移转化（中和作用、氧化还原反应和光化学反应）、生物迁移转化（生物降解作用、生物转化作用和生物积累、浓缩和富集作用）,第五章 生态因子与植物的生长发育,绿色植物生长在固定地点。必需与当地生态环境相适应。对于昼夜长短、温度变化、水分及养分供应等状况，植物

2、是通过生理和形态上的反应而实现这种配合与适应的。掌握并遵循这些规律，在生产实践中就可少犯错误、不犯错误甚至起到事半功倍的效果。如大棚技术、滴灌技术等。第1节 光对植物生长发育及形态的影响 第2节 温度对植物的影响 第3节 植物生活中的水分 第4节 空气与风在植物生活中的意义 第5节植物与土壤,第1节 光对植物生长发育及形态的影响,一、太阳辐射与绿色植物二、光与植物生长和形态建成三、光周期现象四、植物的需光性和树种耐荫性,1、生理辐射波 太阳辐射是由不同波长组成的电磁波。波长0.4 m的短波为紫外线，对植物有一定的生理效应，其中0.28m的紫外线对生物有杀伤力，大部分被高空臭氧层吸收；波长0.7

3、5m的长波为红外线，有增温效应；波长由0.4-0.75m的太阳辐射则是人眼可看见的光，也是植物色素主要吸收的光谱范围，具有生理活性，故又称生理辐射，其中橙、红光对植物有最大的生理活性，其次为兰、紫光。,一、太阳辐射与绿色植物,1、生理辐射波2、生命活动的基本能源3、地球表面热量的主要来源,日光灯光谱,太 阳 光 谱,绿色植物通过光合作用积累所合成的稳定产物，为地球上几乎一切生命提供了生长、运动、繁殖的能源和充足的氧，使地球上生命的存在与发展建立在取之不尽的太阳能的基础上。,2、生命活动的基本能源,太阳辐射又是地球表面热量的主要来源，它在时空上分配的不均匀性及其周期性变动，丰富了地面多样性的生态

4、环境，为发展生物多样性、创造一个丰富多彩的世界提供了条件。,3、地球表面热量的主要来源,二、光与植物生长和形态建成,（一）植物光合作用 CO2+2H2O 光能 CH2O+O2+H2O 绿色植物,（一）植物光合作用（二）光与种子萌发（三）光与植物生长及形态结构,1.光质与植物的光合作用2.光强与光合作用,1.光质与植物的光合作用。,表5-1光合色素及主要吸收高峰色素 颜色 主要吸收高峰m叶绿素a 兰绿 0.43，0.66叶绿素b 黄绿 0.46，0.64类胡萝卜素 黄橙红 0.43，0.49,2.光强与光合作用,（二）光与种子萌发,植物种子萌发的必要条件:水分、温度及氧气。有些植物种子的萌发对光

5、敏感。一些植物种子在短时间的光照下能促进萌发，而连续光照则起抑制作用。这些特性皆有利于各种植物适应所处的环境，有助于种的延续。,促进抑制,（三）光与植物生长及形态结构,光照在植物的向性、感性运动及测时等方面均有一定的效应。在强光条件下，植物茎的节间较短，木质化较强，根系大，花果量较多。光对叶片的发育与成熟有较全面的刺激效应。如:缺光下，双子叶植物的叶片不能发育，禾本科植物的叶片能生长一段时间。,植物的向性运动可分为向光性、向地性和向触性，向日葵花的向阳是典型的向光性运动。,这是一幅盛开的睡莲花朵，你可曾注意，随着太阳落下花朵会渐渐关闭，仿佛花晚上也要睡觉，睡莲也因此而得名。,这是一枝普普通通的

6、小草，当人们对它讲话或唱歌，小叶片会左右舞动，宛如小草听到你的声音翩翩起舞，因而人们称它为舞草。舞草属豆科，舞草属，产于华南部分省区。当今许多植物园都种植有舞草，作为会动的宠物，备受关注。,图5-4 兰光和红光对有些植物茎伸长的影响（p.44，图5-4）,低 光强度 高,茎长度,红蓝,韭菜与韭黄,2000年12月22-25日,2000年12月22-25日,树木阳生叶和阴生叶的主要区别,阳生叶阴生叶叶片厚而小薄而大角质层较厚较薄叶肉组织分化栅栏组织较厚或多层海绵组织较丰富叶脉密疏叶绿素较少较多气孔分布较密较稀,三、光周期现象,光强、光质与光照的延续时间或光照周期性变化，这三者之间的相互作用是光影

7、响植物生长发育的重要方面。光周期：一个地区内，每日24小时中白昼长短随季节而有规律地变动。光周期现象是指植物的某些形态建成过程受日照长度强烈影响的反应。,（一）光周期现象与植物开花（二）光周期与植物休眠,（一）光周期现象与植物开花,1.开花反应类型。光周期诱导对某些植物的开花有重要影响。根据植物开花对光周期的反应，可将植物分为三种基本类群，即：短日照植物 是在每日日照短于某一临界时数条件下才能开花的植物；长日照植物 是每日日照长于某一临界时数才能开花的植物；中间性植物 是指每日相对短的日照时数到连续日照在其它条件满足下均可开花的植物，此类植物又称为光周期钝感植物。,1.开花反应类型。2.光周期

8、反应与植物光敏色素,临界日长（critical daylength）Garner等人当时假定以12h为临界日长，即指诱导短日植物开花所需的最长时照天数，或诱导长日植物开花所需的最短日照时数。严格地说，是指昼夜周期中诱导短日植物开花所需的最长日照，或诱导长日植物开花所需的最短日照。,暗期长短对开花的影响,2.光周期反应与植物光敏色素1,在暗期中用短暂光照中断连续暗期即“黑夜中断现象”，可使大多数长日照植物开花，而使大多数短日照植物不开花。但利用“白昼中断”处理，效果却很小或无任何效应。中断黑夜最有效的光是红光（0.66m），而远红光（0.73m）则可消除红光的作用，表明植物光敏色素参于植物光周期

9、反应。红光（0.66m）Pr Pfr 远红光（0.73m）,2.光周期反应与植物光敏色素2,在日光或人工白炽光下，两种形式的光敏色素是平衡存在的，但Pr转化为Pfr较容易，植物体内Pfr较多，故日光和白炽光具有红光的基本效应。诱导开花的感受器官主要是叶子或休眠芽，特别是较成熟的叶子，有些草本植物的茎也起作用。光周期诱导开花所需的周期，因植物种类和环境条件而异。,(二）光周期与植物休眠,秋季日照不断缩短，气温逐渐降低，木本植物的芽在晚秋逐渐进入休眠状态。由于长期的适应，芽的休眠对低温及日照长短产生较明显的反应。低温与短日照往往是诱导芽休眠的主要因素。缩短每日的日照时数可诱导芽休眠，而延长日照时数

10、则将阻止芽休眠、延长营养生长时间。晚秋，开始落叶或尚未落叶时，树木已进入休眠初期，此时若给以长日照可延续其生长。进入深休眠期，光照与温度条件均不能产生明显影响。某些植物在短日照情况下，若采用中断黑夜处理，同样可使芽不进入休眠。大多数木本植物对光周期的感受器官是叶子。,四、植物的需光性和树种耐荫性,（一）植物对光的适应类型 根据植物对光强度的适应，可将植物归纳为三大类：阳性植物阴性植物耐荫植物,（一）植物对光的适应类型（二）树种耐荫性,千年古榕树_强阳性,蒲公英,虎刺梅,夹竹桃,万寿竹富贵竹,耐阴植物,阴性植物,鹿角蕨,八角金盘,丁香幼树喜阴，不耐烈日曝晒，生长缓慢;成龄树喜阳光，阳光充足才能早

11、开花开花多。,（二）树种耐荫性,树木体形高大，在群落中总处于上层，因而皆可在全光照下健壮生长发育。但不同树种对光的适应范围不等，特别是对弱光的适应能力有显著差异，其中，幼树对光强适应能力的差异较为显著。因此，树种没有典型的阴性树种，只有耐荫树种 阳性树种 中性树种。树种耐荫性主要指树种忍耐庇荫的能力。,树种耐荫性的特征 1,（1）林冠下更新能力 阳性树种不能在林冠下更新，中性树种在林冠下可见到较多幼苗，但幼树较少。耐荫树种能在林冠下更新，如无其它因素干扰，在林冠下可见成片幼苗幼树，而在空旷地鲜见。因此，阳性树种是迹地、空旷地更新树种，耐荫树种是林冠下更新树种。,（1）林冠下更新能力（2）生长发

12、育特点（3）树木的形态结构,树种耐荫性的特征 2,（2）生长发育特点。阳性树种生长较快，成熟早，但寿命较短，呼吸作用和蒸腾作用均较强，光补偿点和光饱和点较高，较耐干旱与瘠薄土壤。林木分化及自然稀疏较强，林分不稳定，易被耐荫树种替代耐荫树种生长较慢，成熟较迟，但寿命较长，光补偿点和光饱和点均较低。喜肥沃、湿润土壤。林木分化及自然稀疏较弱，林分相对较稳定。,树种耐荫性的特征 3,（3）树木的形态结构。阳性树种一般叶色较淡，叶层薄，换叶期较短；自然整枝高，易发生偏冠。树皮较厚，根系发达，扎根较深。耐荫树种叶色较深，叶的续存期较长。自然整枝低，树冠较圆满。树皮较薄，根系一般较浅。,影响树种耐荫性的因素

13、,树种耐荫性实质是树木有效利用弱光的能力。取决于树种的遗传性，但在一定程度上受树木的年龄状况和环境条件的影响。,树种耐荫性的重要意义,树种耐荫性是树种的一个非常重要的生态特性。反映树种对光强度的适应；反映树种生长发育、形态结构对气候、土壤条件的适应；反映树种成林后的特点及动态趋向以及潜在的环境效益。,第2节 温度对植物的影响,一、植物生长发育与温度二、植物的物候三、植物的寒害和热害,一、植物生长发育与温度,（一）温度与植物生理活动光合作用 最低温度：0左右，最高：40-50，最适温度：20-35。呼吸作用的温度适宜范围较广，5-25时呼吸作用的温度系数Q10值(温度升高10度而引起反应速度增加

14、的倍数)约为2.0-2.5。温度升至30-35，呼吸的增强速度渐缓，温度继续升高则呼吸强度下降，33且高温持续时间越长呼吸作用下降速度越快。蒸腾作用与温度关系也较密切，气温增高时细胞间隙的水汽压增加，而大气中的水汽因自由流通，水汽压增加较慢，叶子气孔内外的水汽压梯度加大，蒸腾作用的速率将增加，但在高温条件下，蒸腾作用往往会减弱,这和气孔关闭有关。,（一）温度与植物生理活动（二）温度与植物生长发育（三）低温效应,生长季光合作用与温度的关系,（二）温度与植物生长发育,1.种子萌发。种子萌发过程一般包括吸胀、恢复细胞活力、细胞的延伸与增殖，而后伸出子叶形成新苗四个阶段。整个过程都需要温度条件。2.植

15、物生长。植物生长是各种生理、生化反应的综合结果，主要包括细胞增殖、扩大、细胞的分化、植物体内干物质积累等过程。1 为什么植物在夏天比在冬天长得快？2 为什么北方水果特别甜？大米特别香？,（三）低温效应,植物生长发育过程并不只需要较高温度。很多植物种子萌发前需要一个低温后熟期如银杏种子子叶就是后熟的。农林业生产中常利用低温贮藏以解除种子休眠。有些种子则要求高低温交替处理以打破休眠，促进萌发。低温还可以解除一些多年生植物芽的休眠，诱导植物地下贮藏器的形成。低温对植物的另一重要诱导效应是春化作用。,银杏种子,七叶树种子,板栗种子,接受低温处理时间一般可在种子萌发或植株生长的任何时期中进行例如：冬小麦

16、，黑小麦：三叶期甘蓝：直径达0.6CM以上，叶宽5CM以上月见草：至少：67片叶春化作用的刺激传导许多实验证明，在春化过程中形成一种刺激物质，称为形成春化素（vernalin）。,接受低温影响的部位茎尖端的生长点,曾将芹菜种植在高温的温室中，由于得不到花分化所需要的低温，不能开花结实。如果以橡皮管把芹菜的顶端缠绕起来，管内不断通过冰冷的水流，使茎的生长哪个点获得低温，就能通过春化，可开花结实。反过来，如把芹菜放在冰冷的室内，而使茎生长点处于高温下，也不能开花结实。用甜菜进行实验，得到同样的结果。在母体中正在发育的幼胚也能接受低温的影响。将正在发育的冬黑麦穗子（甚至受精后5天的穗子）放在冰箱中直

17、到成熟，也可以有效地进行春化。,二、植物的物候,一个地区的季节变化反映了该地区温度、湿度、降水及日照等自然综合因子的年周期变动。有些地区如热带，虽无明显的四季变化，却有旱、湿季或日照长短等周期性交替。植物的物候变化有顺序性、相关性、同步性规律，且随经纬度和海拔高度也呈规律性变化。霍普金斯定律：在其它因素相同的条件下，北美州温带地区每向北移动纬度 1度，向东移动经度5度，或上升400英尺，植物的阶段发育在春天和初夏将各延迟4天,在秋天则相反,都要提早4天。,春,夏,秋,冬,蜡梅枫香银杏,影响物候变化的环境因子,温度、光照和水分干旱或降水过多落叶多雨推迟发育过程土壤水分少花期短；水分多落花落蕾空气

18、温度太低太高花期变短,物候观测方法（植物）,选点原则：生长点的稳定性和代表性。尤其在城市，区域开发很可能伤及植物。观测点环境记载：如气候、土壤、植被、人为因子等。观测植物选择原则：常见种、广布种；种类、季节跨度合理，春夏秋冬均有相应的目标物候。结合中外历史记载种类如桃、李、杏、紫丁香、洋槐。,观测项目及特征：（乔灌木）,A芽膨大期：芽有裂缝，且颜色较浅。B芽开放期：芽鳞片裂开，上部显绿色尖端，果树类鳞片裂开可见花蕾顶端。C展叶始期：第一批10%小叶已展开，针叶树为出现幼针叶。D展叶盛期：50%小叶展开。,E始花期：第一批花的花瓣开始完全开放，为开花始期。风媒传粉树木的开花始期按照下述各个 特征

19、记录：a)风媒传粉树木开花期的特征：松属、桑属、杨属、柳属、白蜡树、胡桃、麻栎属等属于风媒传粉树木，其开花期的特征是，当摇动的时候，雄花序就散出花粉。b)榆属开花始期的特征：当树枝摇动的时候，花粉好像云雾一样离开花序。c)柳属开花始期的特征：在柳属的柔荑花序上长出雄蕊（柔荑花序在向太阳的一面现黄色，用手指触摸时手指上粘有花粉）。,F盛花期：在观测的树上有一半枝条上的花都展开花瓣或花序散出花粉。G末花期：在观测的树上留有极少数的花。至于风媒传粉的树木，其柔荑花序停止散出花粉，或柔荑花序大部分脱落。H第二次开花期有时树木在夏天和初秋有第二次开花现象，宜于记录下列各项：二次开花日期；二次开花是个别树

20、还是多数树；二次开花和没有二次开花的树在地势上有什么不同；二次开花的树有没有受损害。如受损伤、病虫害等，以后还须注意是否第二次结果实，果实多少，果实是否成熟。,I一年多次开花期 可分别为夏梢开花期或秋梢开花期 J果实和种子成熟期 a)球果类：如松属和落叶松属种子的成熟，是球果变黄褐色；侧柏的果实是变黄绿色；桧柏的果实是变黄绿色，表面出现白粉；水杉的果实是出现黄褐色。b)蒴果类：果实的成熟是出现黄绿色，少数尖端开裂，露出白絮，如杨属、柳属。c)坚果类：如麻栎属种子的成熟是果实的外壳变硬，并出现褐色。核果、浆果、仁果类：核果、浆果成熟时是果实变软，并呈现该品种的标准颜色；仁果成熟时果实呈该品种的特

21、有颜色和口味。d)荚果类：如刺槐和紫藤等种子的成熟是荚果变褐色。e)翅果类：如榆属和白蜡属种子的成熟是翅果绿色消失，变为黄色或黄褐色。f)柑果类：如常绿果树（甜橙、红橘、枇杷）呈现可采摘果实时的颜色。,K果实和种子脱落期 松属为种子散布；柏属为果实脱落；杨属和柳属为飞絮；榆属和麻栎属为果实或种子脱落等等，宜观察记录开始脱落期和脱落末期。L新梢生长期新梢（或枝条）的生长，有春梢、夏梢、秋梢三种。除春梢开始生长期不记，只记载停止生长期外，其余分别记载开始生长期和停止生长期。当年发出的枝条叫作新梢，按其发生的时期可分为春梢、夏梢、秋梢三种。M叶秋季变色期当观测的树木有10%叶子呈现秋天的颜色，为秋季

22、叶开始变色期，完全变色时为秋季叶全部变色期。所谓叶变色开始是指正常的季节性变化，树上出现变色的叶子颜色不再消失，并且有新变色的叶子在增多，但不能与夏天因干燥、炎热或其他原因引起的叶变色混同。,N落叶期：当观测的树木秋季开始落叶为开始落叶期；树上的叶子几乎全部脱落，为落叶末期。落叶开始时的象征是指，当轻轻地摇动树枝，就落下35片叶子，或者在没有风的时候，叶子一片一片地落下来。落叶是枝条生长木质化的特征。如气温降至0或0以下时，叶子还未脱落，应该记录。如树叶在夏季发黄散落下来，宜记录。,草本植物物候期特征（1）萌动期 草本植物有地面芽和地下芽越冬两种不同情况，当地面芽变绿色或地下芽出土时，为芽的萌

23、动期。（2）展叶期 10%的叶展开时为开始展叶期，50%的叶子展开时为展叶盛期。（3）花序或花蕾出现期花序或花蕾开始出现的时候。（4）开花期10%花瓣完全展开时为开花始期，50%展开时为花盛期。,（5）果实或种子成熟期 果实或种子有10%变色为成熟开始期，50%成熟时为全熟期。（6）果实脱落期 果实开始脱落的时候。（7）种子散布期种子开始散布时。（8）第二次开花期 某些草本植物在春季或夏季开花后秋季偶尔又重新开花，为第二次开花期。（9）黄枯期 草本植物黄枯期以下部基生叶为准。下部基生叶有10%黄枯为开始黄枯期，达到50%为普遍黄枯期，完全黄枯时为全部黄枯期。,观测记录方法：每日或隔日下午观测南

24、面树冠中上部枝条，随看随记录，日期记载形式为月/日/年。预测方法：有平均值法、积温法、线性回归法等。,三、植物的寒害和热害,气温突然降低或骤然升高超出植物当时的忍耐范围，常会给植物带来伤害。植物受极端温度伤害的时期常发生在早春、晚秋和盛夏。较易受伤害的植物和器官是引种植物、幼苗幼树，缺乏保护组织的器官如裸芽、花、果、幼嫩的枝叶等。,（一）植物的低温伤害（二）植物的热伤害（三）温度与引种,（一）植物的低温伤害,1、寒害。是指在冰点以上的低温伤害。原产热带、亚热带的植物，在0以上的低温即可能造成伤害，甚至死亡。如水稻、棉花、花生等。原因：低温条件扰乱了细胞的代谢活动，酶系统紊乱，致使各生理反应之间

25、的协调受破坏。,1、寒害2、冻害3、植物的抗寒性,2、冻害,是指在冰点以下的低温使植物组织内部结冰而造成的植物物理性伤害。植物体温_降至0以下_引起结冰_细胞间隙形成冰晶_细胞内水分逐渐向冰晶表面移动_冰晶越来越大_细胞原生质脱水_细胞结构受破坏_冰晶融化较快_细胞机械损伤_原生质外溢_器官表面出现水渍斑。,樱桃、小麦、植被冻害,3、植物的抗寒性,植物组织在低于冰点温度条件下还可以活，被认为是具有抗寒性或耐寒性。抗寒性的程度不是固定的，随其所处的条件而改变。首先与植物种类和植物状态有关。(不同种、不同品种、不同生态型、不同器官)低温出现的状况及持续时间。植物的抗寒性一般可通过锻练而加强。,（二

26、）植物的热伤害,植物细胞的高温致死点大约在50-60以上，且与高温持续时间有关。自然条件下，50以上的气温较为鲜见，虽然在强光照射下植物体表面有可能达到如此高温，但通常植物的蒸腾作用可使植物体表面温度降低。植物高温伤害的主要原因是伴有干化。高温伤害多发生在:1.高温伴有干旱，2.持续高温造成植物大量失水，3.因气孔关闭，破坏了植物的水分平衡，致使枝叶枯焦。4.植物长期处于热补偿点以上，植物体大量消耗能量和水分，5.高温致使酶系统紊乱等。,（三）温度与引种温度条件特别是极端温度是引种重要的障碍之一。引种时要：首先了解引种植物对温度的适应。1.通过预先的栽培试验进行观察，2.利用该植物长期的物候观

27、测资料和原产地及地理分布范围内的气象资料与引种地的条件相比较进行较全面的分析判断。其次，为避免植物受极端温度伤害，应采取适当的预防措施，例如充分利用地形，小气候环境，了解引种地的气候周期性变化特点，特别是极端温度出现的规律，在可能出现极端温度前，预先采取必要的防范措施。,经验：？,北种南引(或高海拔引到低海拔)要比南种北移(或低海拔引种到高海拔)容易成功；草本植物比木本植物容易引种成功；一年生植物比多年生植物容易引种成功；落叶植物比常绿植物容易引种成功。,第3节 植物生活中的水分,一、植物生长发育与水二、植物对水分的适应类型,一、植物生长发育与水,（一）水在植物生活中的重要性(二）植物体的水分

28、平衡(水 根 植物体 大气)（三）植物对水分的需要(植物每合成1克干物质平均消耗水量称为蒸腾系数或蒸腾比)（四）植物与水分亏缺 影响细胞的水合作用与代谢过程，使分生组织停止活动、细胞分裂及扩大受阻,1.植物体的组成成分2.水是各种反应的溶剂及原料3.水的膨压维持植物形状4.物质、元素的流通载体5.稳定植物体温,二、植物对水分的适应类型,根据植物对水分的依赖和适应程度，可将植物分为水生植物和陆生植物两大类。（一）水生植物：这类植物的植株全部或部分地着生于水体之中。根据它们在水中着生的特点，可分为沉水植物、浮水植物和挺水植物。（二）陆生植物：这类植物皆着生在陆地上，根据适生环境的水分状况，可分为湿

29、生植物、中生植物及旱生植物。,芦苇,香蒲,千屈菜,水葱,大花玉蝉花,慈姑,凤眼莲、野菱、王莲 睡莲、芡实,大聚藻,金鱼藻,菹草,苦草,湿生植物,水鳖,红蓼,旱生植物,车前草,白茨,沙枣,第4节 空气与风在植物生活中的意义,一、空气成分与植物干燥空气按容积计，其中氮约占78%，氧21%，氩1%，此外还有0.03%左右的二氧化碳和一些其他稀有气体。在城市及工矿区附近则混有人类生产、生活中排放的各种气体。氮是绿色植物生长发育中不可缺少的元素。尽管空气中含量很高，但一般不能被绿色植物直接从空气中获取。氧和二氧化碳是与绿色植物光合作用和呼吸作用紧密联系的气体，它们对植物有极为重要的意义。,二、风与植物,

30、风是重要的生态因子，对植物的生长、繁殖有直接和间接影响。1很多植物包括大多数树种是风媒花，依靠风力传粉。2很多植物的果实与种子也是靠风力传播。这些植物种子一般小而轻，具有飘浮的辅助结构。3风可以调节植物周围空气中的水汽、温度和CO2含量。4风能加强蒸腾作用，大风往往会使植物失水，破坏体内水分平衡或使气孔关闭。长期处于强风下，树木易矮化，产生旗形树冠。5强风可使树木受损伤。木材脆软或有病虫害的树木则易遭风折。散生的、浅根性的、生长在潮湿、粘重土壤上的树，或大雨后土壤松软多水的条件下，在强风中易发生风倒。,试问，风的生态作用有哪些？,皂柳,长白松,风折木,风倒木,第5节 植物与土壤,土壤是陆地上绿

31、色植物的生长基质，通过根系使植物体固着于地上，不仅使植物地上部分能充分接受大气环境中的阳光、空气、水分等，也使植物从土壤环境中可吸取生长所需的大部分水分和矿物元素。土壤的理化性质，土壤环境包括土壤水分、温度、空气及微生物等状况都直接或间接影响根系的生长和吸收，从而影响植物整体的生长发育。一、土壤性质与植物生长二、植物对土壤养分的需要与吸收三、根瘤与菌根 四、森林的营养元素循环,一、土壤性质与植物生长,（一）土壤质地与结构土壤质地是指土壤中粘粒、粉砂粒、砂粒及石砾等矿物颗粒的相对含量。一般可分为砂土、壤土、粘土等大类。土壤结构指土壤固相颗粒的排列形式、孔隙度及团聚体的大小、多少及稳定度。直接影响

32、土壤通气、水分状况及土壤肥效和根系生长。通常分为微团粒结构、团粒结构、块状结构、核状结构、柱状结构、片状结构等。,土壤中的腐殖质把矿质土粒互相粘结成直径0.25-10mm的小团块，具有泡水不散的水稳性特点，这种土壤能协调土壤水分、空气、养料之间的矛盾，改善土壤的理化性质，是土壤肥力的基础。,（二）土壤水分,绿色植物在生长发育过程中需消耗大量水分，主要取自土壤，因而土壤的有效水分（田间持水量（毛管悬着水达到最大量时的土壤含水量）萎蔫系数）对植物生长极为重要。土壤中有效水分不足会影响植物对水分和养分的吸收；土壤中水分过多，则氧气减少，将抑制根系的呼吸作用，也会影响植物根的生长和对养分的吸收。由于土

33、壤的孔隙中，水分和空气是相互制约的，故结构良好的土壤可使土壤中有效水与通气保持较好的平衡状态。,树干贮水,茎贮水,叶贮水,深主根系,落叶和多刺,具叶绿素茎,叶鞘护芽、广根系禾草,垫状植物,贮藏根,鳞茎、块茎,一年生植物,变水植物,风滚草,柽柳,律草,（三）土壤温度,根系生长需要一定的土温。根系生长最适的土壤温度约为20-25。土温低则根系生长速度缓慢。一般，土壤温度在0以下根系生长基本停止。适当的土温可以：1增强根部细胞的代谢活动，2加快根部细胞的增殖和伸长速度，3减少水分的粘滞性，加快水分通过土壤的移动速度，4可提高细胞膜对水分的渗透性，5有利于土壤微生物的活动和有机质的分解，为植物生长提供

34、较多养分。但土温超过一定限度，根系吸收速度将下降。,（四）城市土壤特点,除空旷地，绿化带及新开拓土地外，城市土壤，特别是老城区的土壤，因受人类活动的严重干扰，土壤特性十分复杂，其基本特点：缺乏完整的自然发育层次，土层中含有较多的垃圾、瓦砾、灰渣以及不同性质的污染物；土壤板结，通气不良，与地面的空气、水、热交换受限制；肥力差；微生物活动受抑制等。,（一）植物必需的元素组成植物体干物质除三个主要元素即碳、氢、氧外还有许多其他元素。这些元素主要通过根系由土壤中吸收。从土壤中吸收的元素，虽然占植物总干重的较小部分，但却是植物生活所必需的。植物需要量较大的元素称为常量元素，除碳、氢、氧外，还有氮、磷、钾

35、、钙、硫、镁等。需要量较少的微量元素有氯、铁、锰、硼、锌、铜、钼及其他一些元素。,二、植物对土壤养分的需要与吸收,（二）影响根吸收养分的环境因素,植物根系对养分的吸收条件：1较强的蒸腾作用(影响根细胞与土壤间的水势梯度，加速离子吸收)。2较强的呼吸作用(提供足够能量驱动根细胞对养分的主动吸收)。3较强的光合作用(保证充足的糖类底物)。4植物的营养、生长状况。5土壤溶液的pH值(高则吸阳离子，低则吸阴离子，另外也影响微生物种类、繁殖和活动从而影响土壤的有效养分)。,三、根瘤与菌根,（一）根瘤根瘤是由根瘤菌侵入豆类植物根部后形成的根部瘤状物。根瘤菌与豆类植物是共生关系。在未与豆类植物共生时，根瘤菌

36、在土壤中是自生细菌，可自行生长、繁殖。根瘤菌与豆类植物的共生关系具有较强的选择性和专一性。某一种根瘤菌常只与一种或几种豆类植物共生。这种“相容”关系是通过它们相互的分泌物而“辨认”的。但在一定范围内也可交叉接种。,在生产上增加根瘤菌的措施：,1良好的土壤结构，2良好的土壤通气性，3土壤中要含有少量的氮化物和钼、硼、及钴等微量元素；4要有适合该固氮菌品系及宿主植物生长繁殖的良好环境，通常固氮菌繁殖的最适温度为20-28，土壤溶液pH值为5.5-7.5。,（二）菌根,菌根是真菌与植物根系的一种特殊形式的共生现象，即真菌菌丝栖生在植物的短根上。主要真菌种类多属担孢子菌、子囊菌、藻状菌等。菌根可分为三

37、种基本类型。1.外生菌根。真菌菌丝缠绕在植物的短根表面，呈套状或鞘状，菌丝伸入细胞间隙，但一般不进入细胞腔内。属此类菌根的树种有松、云杉、冷杉、落叶松、栎、杨、柳、榆及蔷薇科等。2.内生菌根。通常不形成根鞘，菌丝伸入植物根表皮及皮层细胞内，但并不杀死细胞，有些菌丝则伸展到根外，属此类菌根的树种如柳杉、扁柏、山茶、槭树等。3.内外生菌根。是一种过渡类型。菌丝部分在根细胞内，部分在细胞间隙中。此类菌根常发现在经常受外生菌感染的树木根系上。,植物根部的菌丝,菌根食用菌,细褐鳞蘑菇_有毒!,鳞柄口蘑_有毒!,绿菇,白毒鹅膏菌毒,蜜环菌,光亮红菇,中国有极为丰富的外生菌根菌，已知600种以上，例如伞菌类

38、中的红菇属、乳菇属、鹅膏菌属、牛肝苗属、腹苗类的硬皮马勃菌属、豆包菌以及子囊菌类的块菌属等。外生菌根菌的研究应用，对于发展林业育苗，促进林木生长发育以及绿化荒山、矿厂废地修复有重要意义。试验表明：利用外生菌根可使树木提前45年成材。另外，对外生菌根菌及其菌根关系的研究对进一步驯化野生食用菌，扩大优质食用菌栽培生产也具有实际意义。,存活率,苗高,苗重,为什么城市树木长势不及森林树木？,四、森林的营养元素循环,包括地球化学循环和生物循环。地球化学循环是由大气、土壤及母质中的养分向森林输入并通过淋溶、侵蚀等林内养分的输出而实现。生物循环则是通过林木与土壤之间的吸收、存留、归还的反复过程而实现，对保持

39、森林土壤肥力有重要意义。树木每年有较多凋落物归还土壤，包括枝、叶、花、果等，其中叶子约占60-70%。树叶中含有大量碳水化合物、氮素及约占干物质重3-4%的矿质元素。森林每年的凋落量与树种组成、结构、林分密度、年龄、气候、土壤及母质性质等有关。,碳的生物地球化学循环图,氮的生物地球化学循环图,磷的生物地球化学循环图,养分循环过程：,树木枝叶凋落后 自然氧化和破碎 微生物及小动物的分解。最先分解是糖类和水溶性物质；半纤维素和纤维素是凋落物的主要成分，分解也较快；木质素不易分解完全 油脂、蜡质、单宁等也较难分解。含氮有机质如蛋白质水解 氨基酸，氨化作用 氨态氮，可被植物吸收利用。在适宜条件下可通过

40、硝化作用形成硝酸态氮，被植物吸收。,氨化作用是在氨化细菌参与下进行的，好气和嫌气条件下均可进行，但需适宜的好气条件。硝化作用是以氨态氮为底物，在硝化细菌参与下进行的，是强烈的好气性细菌，要求土壤通气良好、最适土壤pH值6.7-7.5，不低于5-5.5，且土壤中含较多钙和铁。但硝酸态氮更容易淋失。,养分循环速度：,从对营养元素和氮的需要量及每年归还土壤的凋落物及其分解速度来看：阔叶树大于、快于针叶树，落叶树大于、快于常绿树，阔叶林的养分循环一般快于针叶林 落叶林快于常绿林。从气候条件看：温暖地区的森林的养分循环快于寒冷地区。从年龄看：中、壮龄前后，养分循环速度最快。,总结：第五章 生态因子与植物

41、的生长发育,第1节 光对植物生长发育及形态的影响第2节 温度对植物的影响第3节 植物生活中的水分第4节 空气与风在植物生活中的意义第5节植物与土壤,一、土壤性质与植物生长二、植物对土壤养分的需要与吸收三、根瘤与菌根 四、森林的营养元素循环,一、植物生长发育与温度二、植物的物候三、植物的寒害和热害,第五章 思考题,名词解释：光补偿点，光饱和点，光周期现象，生物气候定律。如何提高植物的抗寒性？植物对水分有哪些适应类型？风对树木有何影响？影响根系吸收养分的环境因素有哪些？试述土壤温度与植物生长的关系。森林营养元素循环对保持森林土壤肥力有何重要意义 为什么城市树木长势不及森林树木？,本章结束，谢谢！,旱金莲,