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1、园林植物的生态类群与应用,北京市高等教育精品教材重点立项项目,绪 论,北京市高等教育精品教材重点立项项目,园林植物的生态类群与应用,一、植物的生态类群及其适应能力,1植物的趋异适应与生态型趋异适应（divergence adaptation）在植物种群不断扩散的时候，同种植物可能会因为长期生活在不同的环境条件下，形成不同的形态结构、生理特性、适应方式和途径等。这种现象被称为趋异现象或趋异适应。趋异适应的结果是使同一种类的植物产生多样化，以占据和适应不同的空间，从而减少竞争，充分利用环境资源。生态型（ecotype）植物的趋异适应引起了植物种内的生态分化，形成了不同的生态型。生态型是同一种植物的
2、不同种群对不同环境条件发生遗传响应的产物。,2植物的趋同适应与生活型趋同适应（convergence adaptation）在植物种群不断扩散的时候，许多不同种类的植物可能会在同一地段聚集生长。由于长期生活在相同或相似的环境条件下，通过变异、选择和适应，不同种类植物在形态、生理、发育以及适应方式和途径等方面会表现出很多的相似性。这种现象被称为趋同现象或趋同适应。,生活型（life form）按照趋同适应的结果，可以把植物划分为不同的生活型。不论植物在分类系统上的地位如何，只要它们的适应方式和途径相同，就属于同一生活型。,3、植物的生态类型（生态类群，ecological group）是指适应相
3、同或相似生态环境，并在 特征上比较一致的一类植物的统称。如阳 性植物、阴性植物，水生植物、陆生植物， 常绿植物、落叶植物等。与生活型相比，生 态类群包括的植物适应相同或相似环境的 范围更大，所包含的植物种类也比较宽泛。,植物生态类群的形成是与环境多样性及变化密切相关的。由于环境生态因子的多种多样，植物的生态类群可以从不同角度加以分类。同时，不同植物种类对环境生态因子的适应能力不尽相同，还会出现窄适性和宽适性的不同。另外，各种生态因子对植物的作用常常是综合性的；人为的分类总是相对的，是因研究与应用的需要而产生的。,二、园林植物的生态类群与应用园林植物（landscape plant）通常指适用于
4、园林绿化的植物。 包括木本和草本的观花、观叶或观果植物，以及适用于园林、绿地和风景名胜区的防护植物与经济植物。室内装饰用的植物也属园林植物 。由于许多园林植物具有较强的观赏性，也有人称之为观赏植物。,1.园林植物概念的发展 生态化已成为现代园林实现可持续发展的根本出路。有人主张将“园林”拓展为“风景园林”或“景观”，由此派生出“景观植物”。植物的生态功能受到空前的重视和发掘，有人甚至提出凡植物都具有一定的观赏价值和生态功能，都应该属于景观植物。,2.园林植物的生态类群与环境生态效益园林植物造景的种植设计必须满足植物与环境在生态适应上的统一。如果所选择的植物种类不能与种植地点的环境和生态相适应，
5、就不能存活或生长不良，很容易造成绿化失败和资源浪费，从而导致绿化成本增加和生态效益的降低。,绿色植物的环境生态效益：光合放氧和固定二氧化碳，有利于降低温室效应和保证空气清新；吸收和反射太阳辐射，以及蒸腾作用等可改善小气候，降温增湿；吸收某些有毒气体，使污染的空气得到净化；分泌植物杀菌素，净化空气；防止水土流失和扬尘，阻挡风沙、过滤尘埃和减低噪声；对污染环境的植物修复。,3.园林植物应用的生态学原则 （1）因地制宜的原则适地适树、适地适花和适地适草；乡土植物的应用；不盲目引进外来植物；保护与节约自然资源。 追求最为经济管理模式下展现植物最佳观赏状态并实现生态效益的最大化。既关注园林植物的观赏效果
6、和经济效益，又注意选择抗逆性强、生态效益高的园林植物，以降低资源成本和提高生态效益。 （2）生物多样性原则 生物多样性高的生态系统结构复杂，食物网错综连接。自我调节能力强，容易保持生态平衡。植物以群体集中的方式进行种植，在绿量上的景观累加效应、同种个体的相互协作效应及环境效益都优于单株及零星种植的方式。,（3）乔、灌、草有机配合原则种植设计应遵循自然植物群落的发展规律；借鉴自然植物群落的组成成分、外貌、季相，自然植物群落的结构、垂直结构与分层现象，群落中各植物种间的关系等。最大限度提高空间利用率和绿量，提高生态效益。,（4）和谐的原则 生物群落中相互依存、相互斗争、相互联系、协同发展的现象是普
7、遍存在的。植物化感作用（allelopathy）指植物之间，包括微生物作用的相互生物化学关系。一些植物在一起和谐共荣，郁郁葱葱；另一些植物在一起则可能你死我活，相生相克。值得注意的是，一些植物释放的化学物质也可能引起人类不良生理反应，这类植物不适合居室栽培。即使是室外栽培，也应考虑避免选择对人体有毒有害的植物，如花粉有毒或致敏的植物等。营建真正健康绿色的园林环境。,三、学习本书的目的和方法希望通过本书的学习能够强化读者对于园林植物的生态配置原则以及管理养护的生态学原理的掌握，并能够在生产实践中针对不同生态类型的园林植物因地制宜、因材施管，真正成为生态园林建设的强手和专家。学习需要特别重视已有知
8、识之间的联系，加强相关学科内容的复习和巩固。注意理论联系实际。把理论课和实验课结合起来，把实训、野外实习、生产实习和书本学习结合起来。植物分类学及其反映亲缘关系和系统发育的分类系统是园林植物应用的基础。园林植物中的同物异名（synonym）和异物同名（homonym），以及名称相近，习性相远的情况屡见不鲜。希望读者在学习中特别注意植物的学名并加以区别。,园林植物的生态类群与应用,北京市高等教育精品教材重点立项项目,第一章 植物生长的环境,第一节 植物生长环境的基本要素,一、环境的类型1.全球环境（global environment）（1）大气圈（atmosphere）,大气由多种气体混合而成
9、， 其中氮气约占78%，氧气约占21%， 其余为氩、二氧化碳、臭氧、水 汽等微量气体。大气中还悬浮着 水滴、冰晶、尘埃等液体、固体 微粒。大气圈中存在各种物理过 程，如辐射过程、增温冷却过程、 蒸发凝结过程等，能够形成风、云、雨、雪、露、雾、霜、冰等千变万化的物理现象。这些都直接影响植物的生长发育过程。,（2）水圈（hydrosphere） 水圈指占全球71%面积的海洋和 江、河、湖泊、沼泽、冰川以及地下 水等共同构成的一个连续而不规则的 圈层。全球水总储量中，淡水占2.53， 其余均为咸水。地球表面的水是十分 活跃的。借助太阳辐射的热力作用， 地球上的水分可以在气态、液态和 固态之间相互转换
10、。水是植物生长发育最重要的物质条件。植物生命活动中的物质吸收与运输，以及光合、呼吸、蒸腾等生理活动都不能离开水。,（3）岩石圈及土壤圈地球表面的岩石圈（lithosphere） 厚度大约为3040km。表面的一层是 经风化作用形成的风化壳，贮藏着丰 富的化学物质，是植物生长所需要的 矿质营养宝库。土壤圈（pedosphere）是岩石圈最外面一层疏松的部分，其表面或里面有生物栖息。土壤既是绿色植物生长发育固着的基础，又是植物生长所需矿质养料的储备仓库。,（4）生物圈（biosphere）是指在大气圈、水圈、岩石圈、土壤 圈等界面上的生物有机体所构成的一个有 生命的、有再生能力的生命圈层。其中，
11、绿色植物能在生命活动中截取太阳辐射能 量，吸收水分、养料和二氧化碳，释放氧 气等；使地球各个圈层之间发生相互关系， 以及各种物质循环和能量转换。,2.区域环境、群落环境与种群环境区域环境（regional environment）是指占有某一特定地域空间的自然环境；其空间尺度要比全球环境小很多，是大洲和大洋，受大气环流以及太阳高度角等因素的影响。群落环境（community environment）指群落或生态系统附近的环境；一般是群落所在的山体、平原及水体等，空间尺度的数量级与植物群落相当。种群环境（population environment）是种群周围的植物和非植物环境；空间尺度一般在植
12、物群落之内，或附近的非植物环境和同种及异种的植物环境。 3.植物个体环境与人类的影响植物个体环境（individual environment）指接近植物个体表面或表面不同部位的环境，与种子掉落的位置密切相关。,（1）人工环境（artificial environment）人类干预下建造的环境。广义的人工环境中，环境的物理结构是人工建立的，而其中的自然成分来源于自然环境，如城市环境等。狭义的人工环境中，不仅所有的结构均由人工建造，就连其中的光照、温度、湿度和气体成分等都可人工控制。如人工大棚、温室、人工气候室（箱）、太空舱等。 （2）自然环境（natural environment）是基本未受
13、人类干扰或干扰较少的环境，如原始森林、极地、冻原、天然草原等。 （3）半自然环境（semi-natural environment）是人类干预较强，或部分结构由人类建造的环境，如农田、果园、人工林等。,二、生态因子及其分类1.环境因子和生态因子环境因子（environmental factors）：构成环境的各种因素。 生态因子（ecological factors）：各种环境因子中那些对生物的生长发育具有直接或间接影响的要素。2.生态环境和生境所有生态因子构成生物的生态环境（ecological environment）。而具体的生物个体和群体生活地段的生态环境则被称为生境（habitat）
14、。,三、植物与生态因子之间的相互关系1.生态作用生态因子可以使植物的结构、过程和功能发生相应的变化，生态因子对植物的这种作用叫做生态作用（ecologicial action）。 2.生态适应 植物改变自身结构与过程，以与其生存环境相协调的过程称为生态适应（ecologicial adaptation）。 3.生态反作用植物对环境的影响所做出的反馈并反过来改变环境的作用叫做生态反作用（ecologicial reaction）。,1.横向关系相同层次系统之间的关系包括竞争、共生、寄生、附生等。 2.纵向关系不同层次系统之间的关系主要包括：自相似性（self-similarity）：指一系统的整
15、体与局部在结构、功能或信息等方面是相似的。整合（integration）：指系统下一层次的组成成分或子系统的功能组合到系统层次作为整体而表现出来。如植物的种群由植物个体组成和表现，植物群落又是由植物种群组成和表现。 3.亲缘关系生殖是物种实现生命连续性的桥梁，也是生命的基本特征之一。它使得相同层次的系统之间具有母体系统和子系统之间的遗传关系。,四、植物与其他生物之间的相互关系,五、植物对生态因子的响应和耐受性1.植物对生态因子的响应植物对环境的适应范围被称为生态幅（ecological amplitude）。 某种植物在某一生态因子梯度上的生态幅即该植物的生态位 （niche）。植物对环境的长
16、期适应使它们形成了较为稳定的生态幅，在该生态幅之内的环境区域就是该植物的分布区。2.植物对环境的耐受性如果植物生活环境中有任何一个生态因子接近或达到植物的耐受极限时，这种植物就会衰退甚至不能生存，这就是所谓耐受性定律（law of tolerance）原理。同一植物对于不同生态因子的耐受范围不同，不同植物对于同一生态因子的耐受范围也不相同。广适性植物属于广生态幅物种，窄适性植物属于狭生态幅物种。 植物在不同生长发育阶段对生态因子的耐受性也不同。,任何一种植物对环境生态因子的耐受限度都不是一成不变的，在环境定向压力下植物发生的生态幅变化称为驯化（acclimatization）。如果处于不活动的休眠（dormancy）状态，植物的耐受范围会比正常活动时大得多。这是植物暂时抵御不利环境条件的一种生理机制。内稳态（homeostasis）机制是植物进化发展过程中形成的一种更为进步的机制。自我调节能力强的植物借助内部状态的稳定而相对独立于外界条件，或多或少地降低了对于外环境条件的依赖性。,3.植物对环境耐受性的调整 当外界环境条件超出植物生长的最适区域，而又在耐受极限范围之内时，植物的生长发育会遭受一定程度的限制，即环境胁迫（stress）。,
