《生物与环境的关系》备课组教学课件

生物与环境的关系（植物）与环境植物————（1）—————环境（1）植物生长离不开环境；（2）环境对植物起综合的生态效应；（3）植物长期生活在一定的环境中，对环境有一定的要求和适应。（3)（2)第一节树木生长的环境因子环境因子通常有下列5类：1.气候因子：包括光、温度、水分、空气等。2.土壤因子：包括土壤的有机物质、无机物质及土壤理化性质和土壤微生物。3.地形因子：包括山岳、平原和坡向、坡度等。4.生物因子：包括动物、植物和微生物等。5.人为因子：包括人对树木资源的利用、发展、保护与破坏等作用。在环境因子中，对树木生活有直接、间接作用的因子称为生态因子。在生态因子中，对于树木生活必不可少的因子称为生存条件。树木和环境是相互作用的统一体。在研究树木与环境关系时，不仅要了解树木本身各方面的特性，还应了解它们生活的环境及它们之间的相互关系。树木生态因子的特点：1．综合作用环境中各生态因子相互紧密联系，综合起作用。生态因子中任何一个因子的变化，都会引起其他因子不同程度的变化。例如，光照强度的变化可引起温度、湿度因子的变化。2．主导因子所有生态因子都是树木生活所必需的，但在一定条件下，其中必有1～2个是起主导作用的，这就是主导因子。在树木一生的生长发育过程中主导因子不是不变的。3．生态因子不可代替性和可调剂性生态因子对于树木生长发育都是同等重要的，随便缺少哪一个都会引起树木正常生活失调，生长受到阻碍或死亡。任何一个生态因子都不能由另一个生态因子来代替。但是在一定情况下，某一因子在量上有所不足时，可以由其他因子的增加或加强而得到调剂，并仍能获得相似的生态效应。4．生态因子作用的阶段性生态因子对于树木的不同发育阶段所起的作用是不同的。如短日照是导致落叶树木秋季落叶的主导因子。5.生态幅各种树木对生存条件及生态因子变化强度有一定的适应范围，超过该限度就会引起生长不适或死亡。生态习性：植物对环境条件的要求和适应能力。生态类型：具有相同或相似生态习性的一类（群）植物。如耐水湿植物。（一）温度因子（1）概念生物学零度：对园林树木来说，在综合外界条件下能使树体萌芽的日平均温度称为生物零度。一般落叶树种的生物学零度多在6-10℃，常绿树为10-15℃。低温危害树体的表现为：1）冻害，即受零下低温侵袭，树体组织因发生冰冻而造成的伤害。2）寒害，即受零度左右低温侵袭，树体组织在未发生冰冻状态下而造成的伤害。3）霜害，当气温降至零度时,空气中过饱和的水汽在物体表面就凝结成霜,这是植物的受害称为霜害。耐寒性是指树体能抵抗或忍受0°C左右低温的能力。抗冻性是指对0°C以下低温的抵抗或忍受能力。高温对树体造成的危害表现为：1）树体局部受损，并间接引发树体发病。2）破坏树体光合作用和呼吸作用的平衡关系，叶片气孔不闭、蒸腾加剧，从而使树体呈现饥饿失水状态。3）温带落叶树种移植至冬季温度过高的区域，树体生长因无足够的冬季低温条件不能及时进入休眠或按时结束休眠，难以完成正常的年生长周期，而影响翌年的生长发育。生长期积温：是树体完成年生长周期所需的温度总量，通常用高于一定温度值的日平均温度总和，即积温来表示。有效积温：是指植物开始生长活动的某一段时期内的温度总值。不同树种（品种）在年生长期内，对有效积温的要求不同，一般落叶树种为2500-3000℃，而常绿树种多在4000-4500℃以上。（2）温度因子与园林树木的应用A、催延花期抑制花期：桂花，国庆。促成栽培：牡丹（谷雨三朝看牡丹），春节。B、引种驯化引种：驯化：南树北移（解决越冬问题）北树南移（解决越夏的问题）谷雨三朝看牡丹（二）光照因子1.以光为主导因子的植物生态类型（1）依光照强度分：1）阳性树种（喜光植物）只能在全光照条件下生长，其光饱和点高，不能忍受任何明显的遮荫环境。如落叶松、水杉、杨、柳、木棉、椰子。2）阴性树种：（耐荫植物）能在较弱的光照条件下良好生长，光饱和点低，能耐受遮荫，如云杉、金银木、珍珠梅、绣线菊等即属于此。3）中性树种：介于上述两类之间，光照过强或过弱对其生长均不利，大部分园林树种属于此类。木棉树属于速生、强阳性树种，树冠总是高出附近周围的树群，以争取阳光雨露，被誉为英雄树、英雄花，在热带普遍栽培供观赏。广州市花。木棉（2）依光照时间分：1）长日照树种树木通常需要14hr以上的光照，花芽才得以分化和发育。如日照长度不足，则会推迟开花甚至不开花。2）短日照树种光照延续时间超过一定限度则不开花或延迟开花，一般需要14hr以上的黑暗。3）中日照树种对光照延续时间反应不甚敏感的树种，如月季，只要温度条件适宜，几乎一年四季都能开花。2、应用（1）配置：（2）引种：植物南移（3）利用光照调节花期一品红，短日照植物。“十一”开花（三)水分因子1、以水分因子为主导因子的树木的生态类型（1）旱生树种：具极强的耐旱能力，根系通常极为发达，其叶常退化为膜质鞘状或叶面具发达的角质层、蜡质及绒毛，如梭梭树、沙拐枣、木麻黄及相思树等；梭梭，主要分布在甘肃河西地区。抗旱能力极强。叶子退化成极小的鳞片状,仅用当年生绿色嫩枝进行正常的光合作用和同化作用。根系发达，吸水力强、抗热、抗寒、抗盐性很强。被认为是世界上种子寿命最短的树，只能活几个小时。只要有一点点水，在两三个小时内就会生根发芽。沙拐枣，蓼科灌木，高1m余。幼枝草质，绿色，开展，有关节。瘦果椭圆形，密被刺毛。中国特有种。仅分布于新疆北部，生于流动沙地。固沙植物。木麻黄常绿乔木。树高达30米。树干通直。小枝绿色，代替叶的功能，叫叶状枝。叶退化呈鳞片状，根系具根瘤菌，是中国南方滨海防风固林的优良树种。台湾相思，别名相思树，豆科含羞草亚科金合欢属。常绿乔木，高达15米。特性：喜光，花色金黄、花串硕大、艳丽芬芳、花期可达1个多月）。根系具根瘤，是荒山造林的先锋树种。（2）湿生树种：在干燥的或中生的环境下常致死或生长不良；根系短而浅，在长期淹水条件下，树干基部膨大，具有呼吸根，如水松、落羽杉及红树等；水松：杉科水松属，树皮呈扭状长条浅裂，干基部膨大，有膝状呼吸根。根系强大，可作防风护堤树。水松水松呼吸根落羽杉，适应性强，喜阳光，为强阳性树种，喜温热湿润气候，耐水湿，也耐干旱。即能生长于陆地上，也可以生长在沼泽等湿地。落羽杉红树，喜高温、湿润气候，常生于海盐滩或海湾内沼泽地。为适应沼泽地缺氧环境，呼吸根极为发育。呼吸根棒状或膝曲状的。（3）中生树种：介于上两者之间，绝大多数树木都属此类。如油松、麻栎、杉木及枫杨等。中生耐干旱：具有旱生植物的特点。中生耐水湿：具有湿生植物的特点。麻栎壳斗科，落叶乔木，适应性强，阳性，播种，可作行道树。坚果球形，壳斗碗状。枫杨，叶柄上有叶轴翅，多为奇数羽状复叶,翅状坚果，果序下垂，柔荑花序，极耐水湿.枫杨杉木，喜光，幼年耐侧方庇荫，喜温暖湿润气候，适肥厚、排水良好的酸性土壤。生长快。湖北神农架杉木林（四）土壤因子1、土壤性质1）土壤物理性质：指质地、结构、孔隙度等状况。砂土：壤土：粘土：2)土壤化学性质：（1）酸碱度（pH）：（2）土壤矿质营养：大量元素（N、P、K、Ca、Mg、S、Fe）和微量元素(B、Cu、Mo、Zn等)。2、以土壤为主导因子的植物生态类型1）根据树木对酸碱度的反应，划分为：酸性土树种（pH<6.5）：如杜鹃、桂花、茉莉、含笑。碱性土树种（pH>7.5）：如文冠果、丁香、黄刺玫、柽柳、杠柳。中性土树种(pH6.5~7.5)：多数植物。含笑：别名香蕉花，木兰科，常绿灌木或小乔木。花香袭人，有香蕉气味，花常不开全，有如含笑之美人，花期３－４月。含笑适宜酸性及排水良好的土质，喜暖热湿润，不耐寒，适半阴。含笑文冠果无患子科文冠果属，花整齐，白色，基部有由黄变红之斑晕；蒴果椭圆形，径4-6cm，具有木质厚壁。花期4-5月；果熟期8-9月。文冠果是我国特有的树种，在沙荒、石砾地、粘土及轻盐碱土上均能生长，可提炼生物柴油。2）根据树木对土壤中矿质盐的关系，划分：钙质土树种：如南天竹、臭椿、青檀（榆科）、柏木。3）根据植物对土壤中含盐量的关系，可划分盐土树种和碱土树种耐盐碱树种：绒毛白蜡（天津市树）、夹竹桃、旱柳、柽柳、丁香。4）根据土壤的肥力划分瘠土树种：如豆科植物，鼠李、马尾松、油松。青檀叶边缘具锐尖单锯齿，花单性，雌雄同株；小坚果两侧具翅。阳性树种，喜钙，喜生于石灰岩山地，也能在花岗岩、砂岩地区生长。旱柳，耐寒性较强，在年平均温度2℃，绝对最低温度-39℃下无冻害。稍耐盐碱，在含盐量0．25％的轻度盐碱地上仍可生长。（五）风风温度、水分树木的生长发育。改变影响风有利于风媒花的传粉及种子、果实的散播，有利于森林的更新。不利方面为生理与机械伤害，长时间的早风会加强蒸腾作用，导致枯萎，大风或台风吹折大枝或主干，削弱树木的高径生长，形成偏冠、偏材。第二节园林树木的生物学特性一、生长发育的概念生长---植物通过细胞分裂、分化和扩大，导致体积和重量不可逆的增加（量变）发育---在细胞、组织、器官分化基础上的结构和功能的变化（质变）生命周期---从胚形成种子生长开花结果死亡全过程年周期（物侯期）---一年中经历的生活周期二、.树木生长发育的相关性1、树木的生命周期（1）种子期（胚胎期）--卵细胞受精形成合子种子萌发种子休眠（生理休眠、短期休眠）（2）幼年期---种子发芽---花原始体）出现该期长短因植物种类而异。紫薇、月季一年；桃3李4杏5年；银杏20-30年。遗传性尚未稳定，易受外境影响，可塑性较大，引种栽培、驯化、定向培育。（3）青年期第一次开花花果性状逐渐稳定植株逐渐长大生命力旺盛;此期植株尚未充分表现出该种或品种的标准性状。年年开花结实，数量很少。（4）成熟期（成年期）A、植株各方面已经成熟，花果性状稳定，开花结实数量多，达到生产最高峰。B、观赏盛期，经济效益最高，对不良环境的抗性较强。遗传保守性很强，不易动摇。C、采种、采花最佳时期。D、加强管理，防止早衰，控制花果数量，延长成年期。（5）衰老期（老年期）A、植株生长量逐年下降，开花结实减少且品质低下，对外界不良环境抵抗力差，易生病虫害，最后死亡。B、有些观赏效果好2、树木生命周期变化的规律性（1）离心生长与离心秃裸（2）向心更新与向心枯亡（3）不同类别树木更新特点a、凡无潜伏芽的，只有离心生长和离心秃裸，而无向心更新，如松属。b、只具顶芽而无侧芽的树种中，只有顶芽延伸的离心生长，而无侧生枝的离心秃裸。也就无向心更新，如棕榈。c、竹子—根蘖更新，竹鞭萌蘖更新。d、灌木—离心生长时间短，部份灌木可向心更新，多数从茎枝部份及根上发生萌蘖更新。如：黄杨、海桐、绿芽树种。e、藤本类，如：紫藤，先端离心生长快，主蔓部分易光秃。更新方式，利于古树名木的养管，考虑隐芽，适当修剪。3、实生树的生命周期两个明显的发育阶段：幼年阶段:生长为主，形态，解剖上有明显的特点。成年（成熟）阶段特点：（1）幼年阶段未结束时，不能接受成花，即用任何人为的措施都不能使其开花，但这一阶段是可以被缩短的，如通过嫁接可以提早开花结实。（2）开花是树木进入性成熟的最明显的特征，但幼年阶段的结束与首次开花可能不一致.（3）成长阶段是生殖生长和营养生长并存。（4）生长是永恒的，发育是伴随生长而进行。（5）从形态上区分这两个阶段。4、营养繁殖树的生命周期（1）已过幼年阶段，没有性成熟过程，如有成花诱导条件（环剥、施肥、修剪），随时就可成花，即只有成熟阶段和老化阶段。（2）根茎萌蘖年龄轻，树冠外年龄大（3）一般插穗、接穗要在外围提取，年龄较为成熟（4）生命力较实生苗弱三、观赏树木的年周期1、树木的年周期与物候期年生长周期----树木在一年中随环境周期变化而出现形态和生理机能的规律变化。物候----植物在年周期生长中，随季节变化按一定规律进行生长、发育的生物活动现象。着眼于外观形态的变化，是树木年周期的直观表现，是树木年周期划分的重要依据。周期性和时间性，它受植物内在遗传因子的制约，同时每个物候期到来的迟早和进展快慢又受环境因子的影响。物候期----植物在一年中随着气候的变化各生长发育阶段开始和结束的具体时期。2、落叶树的年周期（1）生长期:萌芽是开始生长的标志；营养生长与生殖生长；根的生长早于萌芽。（2）生长转入休眠期a、自然落叶是进入休眠的标志（落叶）；b、组织内营养物质的积累和组织成熟；c、落叶前后有利于树木抗寒越冬的自身变化有哪些？落叶前：光合作用和呼吸作用减弱；叶绿素的分解、部分N、K转移到枝条.落叶后：随气温降低，树体细胞内脂肪和单宁物质增加；细胞液浓度和原生质粘度增加；原生膜形成拟脂层，透性降低。d、该落不落说明未做好越冬准备；e、进入休眠早晚不一温带树木开始于晚夏至初秋；某些芽在落叶前早已发生；一般小枝、细弱短枝、早形成的芽进入早；长枝下部芽休早，顶芽可续长，上部侧芽不萌发可能因顶端优势；皮层和木质部入眠早，形成层最迟，故易受冻地上部主枝、主干入眠晚，以根径最晚，易受冻；幼龄树入眠迟于成年树；受干旱、水涝、病虫害等会造成早期落叶，甚至引起再次生长。(３)休眠期转入生长期当T大于3°c且一定积温，芽膨胀待发；生理活动更早；适合的温度和水分，树液开始流动“伤流”，核桃、葡萄；此时抗寒能力降低，T降冻害，干旱至枯梢。（4）相对休眠期自然休眠（深休眠或熟休眠）：由于生理过程或遗传特性决定。一定的低温条件和一段时间（北树南移）。被迫休眠：外界缺少生长所需的条件茶条槭，树形优美，可用于园林绿化；木材可供木加工，嫩叶加工制成茶叶，具有生津止渴、退热明目之功效，树皮纤维可代麻及做纸浆、人造棉等原料。花为良好蜜源。种子可榨油。梓树，紫葳科，分布于东北、华北及长江流域。蒴果长20-30厘米，宽约5-9毫米，幼时疏生长白毛；种子长椭圆形。胡桃是胡桃科胡桃属植物（我们称为核桃树的，其实也是胡桃的一种）。对HF抗性较强的树种有：国槐、臭椿、泡桐、龙爪柳、悬铃木、胡颓子、白皮松、侧柏、丁香、山楂、紫穗槐、连翘、金银花、小檗、女贞等。对Cl2及HCL抗性较强的树种有：木槿、合欢、五叶地锦、黄檗、构树、榆、接骨木、紫荆、槐、紫藤、紫穗槐等。对光化学烟雾抗性较强的树种有：柳杉、日本扁柏、日本黑松、樟树、海桐、青冈栎、夹竹桃、海州常山、日本女贞等。胡颓子，喜光，耐半荫，喜温暖气候，稍耐寒。对土壤适应性强，耐干旱贫瘠，耐水湿，耐盐碱，抗空气污染。接骨木，别名：公道老科属：忍冬科、接骨木属落叶灌木或小乔木。奇数羽状复叶，对生，小叶3-11枚，揉碎有异味。核果浆果状，黑紫色或红色。花期5-6月，果期9-10月。喜光，亦耐阴。较耐寒，又耐旱。青冈栎，喜生于微碱性或中性的石灰岩土壤上，在酸性土壤上也生长良好。深根性直根系，耐干燥，可生长于多石砾的山地。萌芽力强，可采用萌芽更新。海州常山，马鞭草科，也叫臭梧桐。耐盐碱性较强。极少病虫害，易于管理。核果近球形，包于宿存花萼内，熟时蓝紫色。花形奇特美丽，花期长，果实色彩鲜艳，是优良的秋季观花、观果树种。（二）土壤污染城市环境中对树木康危害较大而又常常容易被忽视的一个重要方面，是城市的土壤污染。土壤中的重金属离子及某些有毒物质，如砷、镉、过量的铜和锌等，能直接影响树体生长和发育或在体内积累。“酸雨”使土壤酸化。碱性粉尘（如：水泥粉尘）能使土壤碱化。（三）水体污染水是城市的血液，是不可替代的资源，随着城市的发展，对水的需求越来越大。工业化促进了城市化，起动了城市发展的进程；工业化又带来了水资源的污染，恶化了发展中的城市环境。大量的工业和城市生活污水未经有效处理就直接排人江河，造成87％左右的城市河段受到不同程度的污染。END