植 物 地 理 学.docx

1、植 物 地 理 学植 物 地 理 学绪 论学习目标1、认识植物在生物圈的作用。2、了解植物地理学研究的主要对象和内容。 植物在生物圈的作用1）植物的作用占有机质总质量的99%。2）植物的光合作用释放出大量游离氧，把地球上原始缺氧环境变成含氧量高达20.8%的现代大气，并使地球的氧气得以平衡。3）植物种类繁多、分布普遍，是动物直接或间接的生活资源，维持着全球生态平衡。4）植物群落对各地的自然环境整体起着稳定作用和整合作用，是生态系统的基础。5）参与土壤循环。6）指示环境。7）美化环境。 植物地理学研究的主要对象和内容1）研究对象：生物圈中各种植物和各种植被的地理分布规律、生物圈各结构单元的植物种

2、类组成、结构、形成、发展、植被特征及其与自然环境之间相互关系的科学。2）研究内容：植物的演化、地理分布规律和制约因素；生态条件对植物生活的影响作用和植物的适应类型生态类群；作为自然体的群落的各种特征；世界不同陆地植被类型的性状，空间布局和植被区划；植物地理学对于其他相关研究的作用和意义。3）相关学科：地理学、植物生态学、植物群落学、植物区系学等。第一章 植物器官学习目标：1、了解植物器官的分类及其功能。2、了解及能够辨别各类器官的特征。3、明白学习此章内容的意义。第一节 营养器官 一、根1、根的基本功能：吸收、运输、固持、储藏。2、根系的分类1）直根系：主根、侧根2）须根系3、根的变态1）储藏

3、根5）板状根6）呼吸根第二节 茎一、茎（枝条）1、功能：支持、输送、储藏。2、质地：木质、草质、肉质。3、茎的类型4、茎（枝）的变态1）根状茎2）块茎3）球茎4）鳞茎5）枝刺6）枝卷须7）叶状枝第三节 叶一、叶片的组成1、叶片2、叶尖3、叶基4、叶脉5、叶缘二、叶序叶子按照遗传特征依一定方式排列第四节 花一、花的组成：花柄、花托、花萼、花瓣、花蕊（雄蕊、雌蕊）、子房。二、花冠类型第五节 果实一、果实的结构：果皮（内、中、外）、种子二、果实的类型：1、单果1）真果：由子房发育而成的果实。 （1）肉果：浆果、类浆果、核果。（2）干果 A、开裂干果（荚果、角果、蒴果、 蓇葖果）B、不开裂干果（坚果、

4、瘦果、颖果、翅果）2）假果：由花托部位变成的果实。二、聚合果：是由一朵花内数个离生雌蕊发育共同形成的果实， 三、复果（聚花果）：生长在一个花序上的许多花的成熟子房和其他花器官联合发育而成的果实。 第二章 植物分类类群、演化与地球环境 一、植物分类 1、植物分类分类原则和依据 通过比较植物形态，解剖结构上的异同和习性的差别，分门别类，予以命名和描述，并按植物界演化的趋向或顺序（即系统发育）编制排列，建立一个能够反应出植物间亲缘关系和进化程度的有规律的阶层系统，使各分类群的植物在这种系统中均被安排到适当的位置上，以反映它们在整个植物界中的恰当位置，从而避免混乱，便于人们查找和利用。 2、植物分类的

5、方法 1）人为分类法：人们根据植物的一、二个特点或应用价值对植物进行分类，这种分类方法称为人为分类系统。如李时珍的本草纲目。 2）自然分类法：把性状与起源相同的植物规类为一类，性状和起源与此不同的归为其他类别，依次将植物进行系统分类，以求符合进化上的亲缘关系。 3、植物分类的等级单位 1）七个基本等级 界 植物界 门 种子植物门 亚门 被子叶植物亚门 纲 单子叶植物纲 亚纲 颖花亚纲 目 禾本目 科 禾本科 属 稻属 种 稻 变种 水稻2）物种（1）种：物种的简称，是分类系统的基本单位，包含若干起源于共同祖先、形态和生物学特征极为相似的植物个体，且能自然交配产生正常后代，并具有一定自然分布区的

6、生物类群。（2）种群：植物种内的个体常分为若干群，各群在空间上互有间断。（3）变种：种内某些个体积累了一定的形态变异，且有较稳定的分布区，可划出变种。如果没有一定的分布区即可列为变形。（4）品种：通过人工培植形成的变异。4、植物的命名1）学名：按照国际植物命名法规给每一种植物一个统一的，全世界都承认和使用的名称。国际植物学界进行交流的标准用名是拉丁名。如草棉的学名为： Gossypium herbaceum L 棉属 草棉 林奈 双名法：即属名（形容词）+种名（名词）+命名人。 2）俗名：各国和各民族大多数人习惯使用的植物名称。 (草棉)二、 植物的主要类群一）低等植物1、概念：植物的构造比较

7、简单，对环境适应能力较 弱，在进化上比较原始的类群。2、特征：多为单细胞或多细胞的个体，无根、茎、叶的分化，没有维管束系统，生殖方式为直接裂殖或雄雌配子结合，由合子直接发育为植物体，中间不须经过胚的阶段，称无胚植物。主要分布在水生环境和潮湿的陆地条件下。3、主要类群1）原核生物（单细胞生物）：细菌门、蓝藻门。2）真核植物A 、真核藻类：具有叶绿素、能进行光合作用、营自养活的无维管束、无胚的叶状体植物，一般生长在水体中。包括绿藻、红藻、硅藻、 黄藻、隐藻、甲藻、金藻、裸藻、和轮藻等10个门。B、 菌类植物：结构简单，没有根、茎、叶等器官，一般不具有叶绿素等色素，大多营异养生活。菌类植物可分为细菌

8、门、粘菌门和真菌门三类彼此并无亲缘关系的生物。C、地衣：真菌和藻类的共生体。结构简单，没有根、茎、叶等器官。地衣的形态可分为3种类型：壳状、叶状和枝状。 地衣能分泌地衣酸，使岩石表面变为土壤，而且抵抗不良环境条件的能力十分强，因此，地衣是植物界的“开路先锋”。二）高等植物1、概念：植物的构造比较复杂，对环境适应能力较强，在进化上比较原始的类群，有根、茎、叶的分化，种子植物出现维管束系统，生殖方式 为精卵细胞结合为合子， 在母体内发育成胚胎再由胚胎发育为植物体，称有胚植物。分布广范。2、主要类群：苔藓植物、蕨类植物、种子植物。 A、苔藓植物：最低等的高等植物。植物无花，无种子，以孢子繁殖。是从水

9、生到陆生的过渡类型，为小型的多细胞绿色植物，无输导组织，生活史中具有明显的世代交替，大多适于生活在阴湿环境中。 苔纲：植物体为平卧叶状体，有假根 。 藓纲：植物体通常直立，有茎、叶的分化。 B、蕨类植物：比苔藓植物进化特征突出，孢子体发达，配子体退化，有明显的根茎分化，出现了较原始的维管组织。蕨类植物的生殖仍较原始，由配子体产生精子器和颈卵器。子囊长在叶的背面、腹面，带有孢子囊的叶称孢子叶。蕨类植物的类群：裸蕨、石松、木贼、真蕨4个纲。C、种子植物 进化特征：a.孢子体发达；b.精子通过花粉管输送到卵子附近，即受精过程已完全摆脱了对外界水环境的依赖；c.都有种子；d.都有胚乳，储藏着供胚发育的

10、营养。这些特征使种子可以渡过各种不良环境，保证了种族的繁衍。（1）裸子植物 特征：胚珠裸露， 孢子体特别发达，均为多年生木本，多数为单轴分枝的高大乔木。 类群：苏铁、银杏、松柏、紫杉（红豆杉）、买麻藤 5个纲。（2）被子植物 特征:是植物界中最高级的一类，自新生代以来，它们便统治着地球，成为植物界的优势类群。具有真正的花 、有雌蕊、具有双受精现象。 分类: 双子叶植物和单子叶植物纲。? ? ?问题：双子叶植物和单子叶植物的主要区别？1）子叶数目2）根系3）叶脉4）茎内维管束5）花基数 ? ? ?问题：了解常见的植物的基本特征和主要物种。1）木兰科2）樟科3）壳斗科4）山茶科5）蔷薇科6）禾本科

11、7）棕榈科8）天南星科9）百合科 木兰科：乔木或灌木，常绿或落叶，植物体具油细胞。单叶互生、全缘，稀分裂，托叶盔帽状包围顶芽，小枝具环状托叶痕。花两性，稀单性，单独顶生或腋生，萼片与花瓣621，通常无明显区分 ，雄蕊及雌蕊均多数，各部离生；每心皮胚珠214颗，昆虫传粉。聚合果的成熟心皮为蓇葖。种子114枚。共 15属约260种，主要分布于北半球的亚洲东南部、北美东南部及中美，少数种类分布于亚洲马来群岛及南美洲。 第二节 植物进化与地球环境思考：1、熟记植物进化的顺序。2、分析植物进化与地球环境的关系。第三章 植物区系空间分异与环境演变学习目标1、了解植物分布区的差异及其形成原因。 第一节 分布

12、区与分布区的形成一、分布区的静态特征1、分布区的概念：一个种系或任何分类单位在地表分布的区域。 野生状态的银杏分布于亚热带季风区，水热条件比较优越。年平均温15，极端最低温可达-10.6，年降水量1500-1800毫米。土壤为黄壤或黄棕壤，pH值5-6。伴生植物主要有柳杉、金钱松、榧树、杉木、蓝果树、枫香、天目木姜子、香果树、响叶杨、交让木、毛竹 等。2、分布区包含的内容1）分布区形状（连续分布区、间断分布区）（1）连续分布区 是指某一植物分类单位的植物重复出现在适宜生存生境，各部分之间没有被不可逾越的障碍隔断而失去交流繁殖体的可能性，其分布区是一块完整的区域。但在区内，植物并不是在空间上连续

13、密闭分布。（2）间断分布区（不连续分布区）植物的某一分类单位分布在两个或两个以上彼此隔离的区域，中间被高山、海洋、不适宜气候或土壤等障碍隔开，各部分的种群间失去基因交流的机会。 2）分布区范围（世界种、特有种）（1）世界种：有些植物分类单位的连续分布区遍及全球各大洲，如茅膏菜属的分布区，称为世界性分布。（2）特有种：仅分布于某一有限地区，而不在其它地区自然分布。如银杉。根据起源、分布历史和生境条件分为: 古特有种，亦称古老种、孑遗特有种。如水松。新特有种，是特殊气候条件下的产物，起源于近代，在分类上属于年轻进步类型，如中国西藏的画笔菊。生态特有种，是与特异的生境条件相联系的特有种，其生态幅狭窄

14、，对生境条件有根强的指示性。 二）属和科的分布区1、概念：属分布区：属内所包含各个种的分布区的总和。科分布区：科内各属分布区的总和。其可包括分布中心、间断分布、分布范围等形式。二、分布区的形成与变化1、物种的形成与分布 1）形成：种内某些种群间出现新的生殖隔离而中止可育性，相应分化出新种和新分布区。2）变化：异地物种的形成、同地物种的形成、平行物种的形成2、种分布区的扩展起源中心 迁移 竞争 定居 扩展 3 、分布区变化的影响因素：气候演变、地形变化、板块运动 第三节 植物区系分析 一、植物类群的统计和分析 一）科属种数目统计 二）分布多度分析 二、植物区系成分分析 第一节 植物区系基本概念植

15、物区系：是某一地区（如中国植物区系），或者某一时期（如第三纪植物区系）、某一分类群（如蕨类植物）、某类植被（如森林）等所有植物种类的总称。三、世界植物区系区划与区域分异一）世界植物分区简介：6个植物区泛北极区、新热带区、古热带区、澳大利亚区、好望角区、南极区。二）世界植物区系时空演变（六个阶段）侏罗纪裸子植物与蕨类植物白垩纪原始的被子植物早第三纪出现现代被子植物晚第三纪已跟现代植物区系很接近第三纪末与第四纪初植物大规模迁移距今11000年前波动较大，人类影响逐渐加大。四、中国植物区系概述（一）中国植物区系组成：我国种子植物共有30科，2980属，24550种（连同蕨类可达27150种）。（二）

16、植物区系成分分析1.热带分布或热带分布为主的科属 168科属于热带分布类型，包括1467属和8300多种，主要包括以下几类成分：1）泛热带分布：有372属，2）旧大陆热带分布 ：有163属3）热带亚洲至热带大洋洲分布：有150属4）热带亚洲至热带美洲分布： 有89属5）热带非洲至热带亚洲分布： 约151属6）热带亚洲分布： 有542属2.温带或以温带分布为主的科属 我国温带分布的科约有77科1209属4600多种，比其他温带地区要丰富得多。其中最重要的分布类型有以下几种。1）北温带分布：有29科，296属2）东亚-北美东部分布 ：有117属3）东亚分布：有15个科，298个属4）地中海西亚-中

17、亚分布： 有166属5）旧大陆温带分布： 有157属6）亚洲温带分布： 有63属7）中亚分布： 有112属3.中国特有分布我国特有属共计196属，归入74科。三）中国植物区系分区 2个植物区，7个植物亚区，22个植物地区（见p60表24）五、岛屿植物区系分析第四节 人类活动与植物分布一、栽培植物栽培植物共有1500种一）栽培植物的起源中心12个独立起源中心及其主要植物二）栽培植物扩散三）栽培植物野生种系的保护与利用二、生物入侵概念:生物由原生地经过自然或人为途径侵入到另一个新环境，对生态系统和人类健康造成损害或生态灾难的过程 。危害:第三章 植物生活与环境植物生态类群的分化 第一节 概述 一、

18、相关定义 生态类群各种植物对不同环境条件长期适应 形 成的各种生态习性，成为不同的生态类群。 环境围绕中心事物的外部空间、条件和状况，构成中心事物的环境。 大环境地球环境和区域环境。 小环境（生境）对植物有直接影响的周围环境。二、生态因子及其生态作用1、生态因子的概念： 指环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布等有着直接或间接影响的环境要素，如光照、温度、水分、食物和其他相关生物等。2、生态因子类型： 1）非生物因子气候因子、土壤因子、地形因子。 2）生物因子植物因子、动物因子、人为因子。3、生态因子作用的特征： 1） 综和性 2）非等价性 3）不可替代性和可调剂性 4）阶段性和限制性三、

19、植物的生态适应1、植物适应：植物所具有的有助于生存和繁殖的任何可遗传特征。植物为了家族更好地生存，经过长期的进化演变，它们的内部结构和生理功能都会发生一系列的变化。这种适应是自然选择的结果。 奇妙的植物适应性 1）叶子是如何适应环境的 （干旱环境、水生环境、贫瘠环境）？2）花是如何适应环境的 ？2、生态幅（耐性范围）：每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围，即有一个生态上的最低点和最高点。在最低点和最高点（或称耐受性的上限和下限）之间的范围，称为生态幅。3、植物耐性限度的调整（驯化、休眠、周期性调整）。4、生态类群（趋同反应）和生态型（趋异反应）第二节 光照条件 光是一个十分复杂而重要的生

20、态因子，包括光强、光质和光照长度。一、光合固碳途径与植物适应类群1）光合作用：绿色植物吸收太阳能，裂解水分子，同化二氧化碳，制造有机质并释放氧气的过程。其包含光反应和暗反应两个过程。2）光合固碳途径与植物适应类群（1）C3途径与C3植物（2）C4途径与C4植物（3）CAM途径与CAM植物二、光强的生态作用与植物适应一）光强与光合作用的关系二）植物对光强的生态适应1、植物对光强的适应类型1）阳生植物2）阴生植物3）中生植物2、植物对对光强的适应机制 观察与思考：阳生植物与阴生植物在生态环境、形态结构和生理特性上有哪些差别？3、植物耐荫性：弱光环境下植物生长和繁殖的能力。三、光质的生态作用与植物适

21、应一）可见光的生态作用与植物适应1、红光促进植物开花、茎伸长和种子萌发。2、红橙光促进叶绿素的形成和伸长生长。3、蓝紫光和青光抑制植物的伸长生长，造成 植物矮化，促进花青素的形成。二）其他光的生态影响与植物适应1、紫外光对细胞原生质具有破坏作用，高山植物具有很强的适应能力。2、漫射长波光促进枝叶生长，有利于种植茶叶。3、红外光促进植物茎的伸长生长，有利于种子和孢子萌发，提高植物体的温度。四、光照长短（光周期）的生态作用与植物适应 光照长短是指太阳的可照时数，具有显著的季节变化规律。1、长日照植物（14h）2、短日照植物(0C积温2）有效积温：生物学零度以上的积温2、植物需热的生态类群：高温植物

22、、亚高温植物、中温植物、微温植物、低温植物、冰缘植物等六种类型。二、极端温度的生态影响与植物适应一）低温胁迫与植物适应1、低温胁迫1）冻害（ 0C ）：细胞结冰、冻裂、冻拨。2）冷害（生物学零度以下）：影响光合作用，降低吸水作用、形成生理干旱。2、植物对低温的适应 观察与思考：植物是如何通过形态结构、生理过程和生长发育等特征去适应低温的？二）高温胁迫与植物适应1、高温危害：破坏生物膜、蛋白质变性或凝固、皮烧、灼烧根系和导致多谢异常等。2、植物对高温的适应 观察与思考：植物是如何通过形态结构、生理过程等特征去适应高温的？第四节 水分条件一、水分对陆生植物的生态作用一）水的生命意义二）水分平衡：吸

23、水与蒸腾的平衡二、陆生植物对水分条件的适应与生态类型一）变水植物（耐旱植物）二）恒水植物1、旱生植物1）定义：能借助生理上和形态上的一些特性在干旱条件下保持植物的含水量。2）旱生植物的类型（1）肉质旱生植物（2）硬叶旱生植物（3）软叶旱生植物（4）小叶型和无叶型超旱生植物2、湿生植物：阳生湿生植物（水稻） 湿生植物（天南星）3、中生植物4、水生植物：沉水植物、浮水植物、挺水植物思考：1、温度条件的生态作用与植物的适应；2、动物对植物的生态作用；3、植物间有哪些生态作用？4、地形是怎样影响植物生态的？5、人类对植物的影响。第四章 植物群落第一节 概述一、种群：占一定空间的某物种的个体群。二、群落

24、：种群经过竞争、适应、淘汰，逐渐形成有规律的各式植物组合（或一定地段上某些种群的相对稳定和有规律的组合）。第二节植物群落特征一、外貌特征：包括生活型、叶的性质和季相。（一）生活型：植物个体生活中能与外界环境和谐的形态（瓦尔明）。比如：湿润环境的森林群落、半干旱环境的草原群落、干旱环境的荒漠群落等。 1、生活型系统：芽（更新芽）是植物对环境最敏感和最关键的器官，它对不利的恶劣条件的防御能力、防御特点可以作为植物适应环境特征的主要标志。据此，可划分为五种生活型群（拉恩基尔）。（1）高位芽植物（P）：更新芽高于地面25米处。（2）地上芽植物（Ch）：更新芽低于地面25米处，嫩枝在生长不利季节仍可保存

25、。（3）地面芽植物（H）：在生长不利季节，地面上器官全部或大部分死去，更新芽贴近地面，被地被物和土壤上层覆盖保护。（4）隐芽植物（Cr）：冬季所有地上部分和部分地下茎都死去，更新芽藏于地下并储存营养物质。（5）一年生植物（T）：一个生长季节过后，只留下种子延续生命。（见图）2、生活型谱：群落中全部种类所属各种生活型的百分比。3、生长型系统：侧重于植物生长形态特征进行分类。（1）乔木（2）灌木（3）半灌木（4）附生植物（5）藤本植物（6）草本植物（7）水生植物（二）叶的性质：叶级（叶的面积）、叶型（单叶或复叶）、叶质和叶缘。（三）季相：群落因季节更替而出现的外貌变化。二、结构特征（一）垂直结构：

26、群落在空间上的垂直分化或成层现象。 1、特点：三个基本层（乔木层、灌木层、草本层、地被层） 2、成因：群落的分层现象与光照强度密切相关，一个群落中的光照强度，总是随着高度的下降而逐步减弱，从而形成了一种适应光强梯度的生活型梯度几层的乔木、灌木、草本植物以及地表的苔藓。（二）水平结构：群落在空间的水平分化和镶嵌现象。 1、特点：四种分布模式（随机、族生、有规则、有规则族生） 2、成因：环境因素的不等性、种群的生物学特征。（三）层片：属于某种生活型的植物，并有相当的数量，在群落中占据一定的空间。二、植物群落的种类特征（一）种-面积曲线和种的丰富度1、种-面积曲线2、种的丰富度(物种多样性)：植物群

27、落中所包含的种类的多少。三、数量特征（一）多度：某个种在群落中的个体数目。1、目测法：可分4个等级（密集、丰盛、稀疏、孤独）2、个体直接计算法（样地法）：多在森林群落调查中应用。（二）盖度：植物遮盖地面的程度。1、投影盖度2、基部盖度（三）频度（均匀度）（四）重要值（五）生产量 四、群落成员型：根据植物种类在群落中的作用而划分出的类别。 （一）优势种：群落中占优势的种类，它包括群落每层中在数量、体积和群落学作用上影响最大的种类。（共优种、建群种、共建种）（二）伴生种：在群落中所起作用不大的种类。五、植物群落的生态特征（一）植物环境1、群落内的光照：植物群落内，随着光照强度的下降，可出现从阳性植

28、物、耐荫生植物至阴生植物的分布。因此，在不同的群落、不同的季节，群落的光照强度是不同的，从而影响群落内植物的生长。2、群落内的温度：群落内的温度与太阳辐射以及群落本身本身的特征密切相关。总特点是，变动的程度比较缓和。3、群落内的水分：群落对水分的影响，主要是截留降水和保持水分的能力。4、群落内的空气状况：空气的流动在群落内发生很大的变化，群落本身对气流发生摩擦作用，抑制风速，甚至使其完全停止，此外，群落还可影响其空气的成分。5、群落的土壤：植物群落是土壤形成的重要因素，是土壤形成生物作用的基础，在一定的群落内发育着一定的土壤，每一个高级的植被类型都具有本身特于的土壤类型。（二）植物群落对周围环

29、境的改造作用1、防止风害2、调节水分3、改良土壤4、保护环境六、植物群落的动态（一）群落的波动：在短期或周期性的气温或水分变动的影响下，植物群落出现逐年或年际变化。1、特点：1）变化方向的不定性2）变化的可逆性3）植物种类组成的相对稳定性2、原因：1）生态环境的年际变化2）人为干扰3）动物的影响4）植物周期性变化5）寄生植物的影响 （二）群落的演替：在某一地段上一个植物群落被另一个植物群落代替的过程。1、演替和波动的关系1）同时发生2）波动是可逆的，演替是不可逆的。2、演替类型的划分1）按时间：世纪演替、长期演替、快速演替。2）按主导因素：群落发生演替、内因生态演替、外因生态演替。3）按基质性质：水生基质