-
1 视频
-
2 PPT
一 相关概念
植物具体生存的小环境称为生境。生境是一个具体的环境,包括具体的温度、湿度、光照、土壤和与其它生物的关系。
环境中对植物有直接和间接影响的因子称为生态因子。生态因子包括对植物直接影响的温度、湿度、光照、土壤、生物间的相互关系等,而且还包括对植物有间接影响的各种因子,如地形、生长非必需元素等。
生态因子是指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。生态因子中生物生存所不可缺少的环境条件,称为生物的生存条件。所有的生态因子构成生物环境。具体的生物个体和群体生活地段上的生态环境成为生境。生态因子影响着生物的生长、发育、生殖和行为;同时,生物能够从形态、生理、发育或行为各个方面进行调整,以适应特定环境中的生态因子及其变化。
生态因子中对植物的生存属必需的因素称为生存条件。生存条件中去掉了那些对植物影响较少和间接影响的因子。通过生存条件的分析,可以明确影响植物生长的主要因素,从而为园林植物的引种、驯化和应用提供理论指导。
影响园林植物生长、发育的主要生态因子有光照、水分、温度、土壤、空气等。
二 生态因子对植物影响的特点
1 综合作用
各生态因子间彼此联系、互相促进和互相制约,多个生态因子的作用往往是相互联系的,最终的结果是多因子综合作用的结果,仅有一个因子影响植物在自然界中不存在,如夏天植物遭受胁迫往往是高温、强光、干旱、低湿度等因子综合作用的结果,而不仅仅是某一个因子,从而导致了不耐高温和强光的植物往往会生长不良甚至死亡。如果只有高温,湿度较高,水分充足,植物一般是不会受到日灼现象而死亡;正因为多个因子的综合胁迫作用才导致了植物生长的不良。综合作用在污染物对植物的影响中更为突出,复合污染对于植物的影响得到了许多研究者的验证。
2 主导因子作用
众多因子中有一个对植物起决定作用的生态因子为主导因子。不同植物在不同环境条件下的主导因子不同。如生长在沙漠中的植物其主导因子为水因子;在立交桥下影响植物应用的主要因子是光,而立交桥上主要是温度因子。抓住主导因子后,进行植物选择和配置时,往往能进行合理配置,达到理想的景观效果。
3 直接作用和间接作用
不同因子对树木作用方式不一样,有些是直接作用,有些是间接作用。直接作用的生态因子一般是植物生长所必需的生态因子,如光照、水分、矿质营养元素等,它们的大小、多少、强弱都直接影响植物的生长甚至生存。间接作用的生态因子一般不是植物生长过程中所必需的因子,但是它们的存在间接影响其它必需的生态因子而影响植物的生长发育,如火不是植物生长中的必需因子,但是由于火的存在而使大部分植物被烧死而不能生存;如地形因子,也不是植物生长所必需的,但是它影响光、水分等而间接影响植物的生长。
4 阶段性作用
阶段性作用指生态因子对植物生长的不同阶段影响不一样,在某些阶段可能是主导因子,而在某些阶段又不是主导因子。如水分对树木的影响中,不同生长阶段影响不一样。植物开花时缺水明显会影响其开花的数量和质量,如果下雨则会明显降低受粉的数量。
5 不可替代性和补偿作用
生态因子之间的不可替代性一般是指植物生长过程中的必需因子,如植物所需的光就没有其它因子可替代。生态因子的补偿作用是指当某一个因子不足时,其它因子的存在减轻该因子的影响,这种作用称为补偿作用。如植物体内缺K+时,Na+元素的存在可以缓解植物缺钾的症状。
三 生态因子的限制性作用
1 各生态因子的生态幅
各种植物对生存条件及生态因子变化强度的适应范围有一定的限度,超出这个限度就会引起死亡,该限度叫生态幅。不同植物及同一植物不同阶段同一因子的生态幅差异较大。
生态幅直接影响植物的引种驯化和园林应用。在树木的自然分布区域内且海拔相差不大的区域,大部分树木经过简单的驯化后就能直接在园林中应用,乡土植物的驯化和园林应用就是如此。
2 限制因子
某些生态因子的量(强度)过低或过高都限制着植物的生长、繁殖、数量和分布,这些因子叫限制因子。限制因子会限制植物的生长、发育,甚至引起植物的死亡。
园林植物培育和景观设计中,限制因子是主要的考虑因素之一。其应用的成功与否很大程度上取决于对限制因子的把握。如在长沙种植鱼尾葵,由于不能忍受低温,所以全部死亡。
3 Shelford耐性定律
美国生态学家V. E. Shelford于1913年指出,一种生物能够存在与繁殖,要依赖一种综合环境的全部因子的存在,只要其中一项因子的量和质不足或过多,超过该生物的耐性限度,则使该物种不能生存,甚至灭绝。这一规律被称为Shelford耐性定律。耐性定律是植物引种驯化的一个基础。
当然,植物对于环境因子的耐受能力远比理论上的要复杂,其原因就是因为我们对于植物适应能力的不了解,也就是在不同生长状态下其耐性的差异较大。
四 环境因子直接影响植物的分布
环境因子中,对植物是必需的环境因子往往影响植物的分布。温度因子是影响植物分布的主要因子之一。棕榈科中绝大部分种类都要求生长期在温度较高的热带和亚热带南部地区的气候条件下,如椰子、散尾葵、假槟榔等;棕榈科在湖南的乡土植物只有棕榈和棕竹,其中棕榈的分布范围最广,北到陕西南部都分布,纬度再增加,但再往北则很难生长。到了寒冷的北方或高海拔处则生长着落叶松、云杉、冷杉等植物。
光因子也是影响植物生长和分布的因素之一。荫蔽的生长环境下则生长着朱砂根、紫金牛等;强光环境下往往生长一些群落先锋植物,如枫香、马尾松、湿地松等植物。
土壤的盐碱性、酸碱性和土壤中的含水量直接影响植物的分布。如北方的乡土植物其自然土壤是碱性土壤,而南方乡土植物生长的土壤则是酸性土壤。南树北移和北树南移中,植物对于土壤的适性就是一个要克服的难题。植物对于土壤盐碱性的适应能力也直接影响植物的生长,如盐碱土一般生长着柽柳、碱蓬等耐盐碱植物。如果土壤被水淹,那么其中生长的植物则与陆地会有明显不同,如在湖泊、池塘中则生长着莲、睡莲、菱、萍蓬草等。
环境除了影响植物种类,还会影响植物的新陈代谢,表现为影响植物体内有机物质的形成和积累,如很多植物从野生变为栽培后变化很大。金鸡纳在高温干旱条件下,奎宁含量较高,而在土壤湿度过大环境中,奎宁含量就显著降低,甚至不能形成;杜仲向阳的叶片含杜仲胶60%左右,而阴面的叶片含胶量仅为3%~4%。一般认为在气候温和、湿润地区野生植物和栽培植物各部分的物质形态是以淀粉、碳水化合物的总量较多。相反,在空气和土壤比较干燥、光线充足的地区,有利于蛋白质和相近似的物质的形成,不利于碳水化合物和油脂的形成。
五 植物适应和改变环境
植物并不是单向地适应环境,植物也会对环境产生影响。如在一片火烧过后的裸地上,最先入侵的是一年生草本、先锋的乔木如枫香、马尾松等,因为火烧迹地的环境只有这些植物能够生长。但是在植物生长一段时间后,整个土壤变得肥沃、林地的光线发生了变化,整个小环境变得不更利于多年生草本和大的灌木生长,这时是一年生草本被取代,这是植物改变环境的一个典型实例。
植物改变环境另一个实例是植物改变局部环境的外貌,也就是改变了景观。这个在园林中体现十分明显,原来光秃秃的土地,经过人工设计并种植以后,配以园林小品、建筑和水体,成了环境优美的公园。
城市园林绿地中由于有了植物的存在,也会改变局部环境。最简单的道路分车带中,由于有了植物的落叶,其土壤中的有机质在逐渐增加,土壤颜色逐渐由黄色变为黄褐色,经过较长一段时间后会变成黑褐色,也说明由于有植物的存在,改变了土壤的理化性质。