植物地理学复习

1．植物地理学的定义及分支学科

（一）定义

1807年，亚历山大.洪堡德（Alexander Von Humboldt）发表《植物地理知识》标志中植物地理学的创立。

植物地理学是研究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(各地区)的植物种类组成、植被特征及其与自然环境之间相互关系的科学。

研究对象：植被

（二）植物地理学的分支学科：  植物区系地理学、  历史植物地理学、  植被地理学（植被生态学）

第一章 植物分类类群、演化与环境

•植物物种：种是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。

•物种命名：拉丁双名法（属+种加词）

•植物的大类群：原核生物（细菌、蓝藻）；真核藻类和真菌、地衣（藻类、真菌、地衣）；苔藓和蕨类植物（苔藓、蕨类）；种子植物（裸子、被子）

•维管束：

    由木质部和韧皮部构成的束状结构，是植物体内的输导组织。

木质部是由导管分子、管胞、纤维和薄壁细胞等多种细胞构成的一种复合组织，负责运输水分和无机养料。 

韧皮部由筛管分子(sievetube element)或筛胞(sieve cell)(统称筛分子)、伴胞、薄壁细胞和纤维等多种不同类型的细胞构成，是维管植物体内负责运输有机物质的组织。

第二章 植物区系空间分异和环境演变

•植物区系：是某一地区、某一时期、某一分类群等所有植物种类的总称 。

•植物分布取得表示方法：点图法、轮廓法、涂斑法

•植物分布区的形状类型：连续分布和间断分布。

连续分布：分布区内该种植物重复出现在适宜它生存的生境，各部分间没有不可逾越障碍阻断而失去交流繁殖体的可能性。 

植物的区系分析：

•统计：属种数目统计  单型科（属）

•成分：地理成分、发生成分、迁移成分、历史成分、生态成分

•区系比较：相似性计算

•根据植物的区系成分，可以把物种分为外来种和本地种。

•外来种若在生态系统中定居，并形成群落，对生态系统和人类健康造成损害或生态灾难，就变成外来入侵种。

•外来物种入侵的途径

植物生活型：（一）生活型系统

     1.概念：        植物对于综合生境长期适应而在外貌上反映出来的植物类型。

2. 生活型系统

    （1）拉恩基尔（Raunkiaer）系统、高位芽植物、地上芽植物、地面芽植物、隐芽植物、一年生植物

（二）生态对策：一个物种或一个种群在生存斗争中对环境条件所采取适应的行为，即生物在其生境中，能以全部形态和机能的适应特征来对抗环境因子，并以此在生境中繁衍，称为生态对策（bionomic strategy）。

r-选择和k-选择：

r-对策者与k-对策者的比较（没弄）

第四章  植物群落

•（一）概念      某一地段的自然环境条件下，由一定的植物种群以及植物与环境之间相互作用而形成的植物组合，称为植物群落。

       植物群落学（phytocoenology）也叫地植物学（geobotany）、植物社会学（phytosociology）或植被生态学（ecology of vegetation），主要研究植物群落的结构、功能、形成、发展以及与所处环境的相互关系。

（二）植物群落的基本特征

群落内物种间相互作用

1.具有一定的种类组成

3.具有一定的外貌和结构

4.形成群落环境

5.是一个功能集体

6.占据一定的空间，具有分布规律

7.形成群落需要一定的时间 

二、群落的空间结构与植物环境

（一）垂直结构             是指群落在空间中的垂直分化或成层现象（stratification），它是群落的重要的形态特征，因此有人称之为群落的形态结构。它具有深刻的生态学意义和实践意义。

（二）水平结构   群落的水平结构是指群落的配置状况或水平格局。

       有随机分布、聚群分布、均匀分布、镶嵌分布等类型，但大多数群落，各物种常形成相当高密度集团的斑块状（ patch）镶嵌（mosaic ）。原因有三：

   （1）亲代的扩散分布习性

   （2）环境的异质性

   （3）种间相互关系的作用

•一．种类组成   （一）最小面积

     对一个特定的群落类型能够提供足够的环境空间，或者能够保证展现出该群落类型的种类组成和结构的真实特征的一定面积。

•热带雨林：2500㎡、南亚热带常绿阔叶林：1200㎡、中亚热带常绿阔叶林：700-500㎡、常绿针叶林：100-200㎡、东北针叶林：400㎡

四，物种多样性

•定义

    一个群落内物种的数目、每个物种的个体数目以及物种分布的均匀程度。

种的数目或丰富度、种的均匀度

•物种多样性的影响因子：

           一是环境稳定，各物种有同样充足的发展时间；二是可利用资源丰富；三是群落空间（生境）异质性强，群落结构分化多样，可容纳更多不同习性的物种。

解释物种多样性的基本理论：进化时间理论、生态时间理论、空间异质性理论、气候稳定性理论、竞争理论、捕食理论、生产力理论

种类组成的数量特征：1）多度(abundance)   是对物种个体数目多少的一种估测指标，多用于群落的野外调查。

2）密度(density)   指单位面积或单位空间内的个体数。样地内某一物种的个体数占全部物种个体数的百分比称为相对密度 。某一物种的密度占群落中密度最高的物种密度的百分比称为密度比 。

        3）盖度   指植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比，即投影盖度。植物基部的覆盖面积称为基盖度（真盖度）。对于草原群落，常以离地面1英寸(2.54cm)高度的断面计算；对森林群落，则以树木胸高 (1.3 m处)的断面积计算。

        群落中某一物种的分盖度占全部分盖度之和的百分比, 即为该物种的相对盖度；某一物种的盖度占盖度最大物种盖度的百分比称为盖度比 。

4）频度  即某个物种在调查范围内出现的频率。即:

       频度= 物种出现的样方数 / 样方总数×100%

        频度定律

    凡频度在1%～20% 的植物种归入A级，21%～40% 者为 B级，41%～60% 者为C级，61%～80%者为D级，81%～100%者为E 级。

          在一个种类分布比较均匀一致的群落中，属于A级频度的种类占大多数，B、C 和D级频度的种类较少，E 级频度的植物是群落中的优势种和建群种，占有的比例也较高，符合一般群落中低频度种的数目较高频度种的数目为多的事实。

种的综合数量指标 

 5）重要值(important value)

         重要值 (I.V.) = 相对密度 + 相对频度 + 相对显著度 (相对基盖度)

 6）总优势度（公式）

生态位的理论：(1)关于生态位定义的三种观点：空间生态位、营养生态位、超体积（）生态位：基础生态位、实际生态位

（2）生态位的定义：            自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系

生态位宽度：被一个生物学单位（主要指种或种群）所利用的各种各样资源的总和。（公式书上）

•生态位重叠

•生态位重叠与竞争的关系

由于竞争的结果，生态位重叠的两个物种很少能长期稳定共存

生态位重叠是引起利用性竞争的一个条件

重叠并不一定导致竞争

•生态位分离

            生活在同一群落中的各种生物所起的作用是明显不同的，而每一个物种的生态位都同其他物种的生态位明显分开，这种现象就称为生态位分离(niche separation)

群落成员型：1.定义:      根据物种在群落中的各种特征，综合评价其作用和地位而划分的物种类型。

•2.类型：（1）优势种（2）伴生种

植物群落的形成：一）裸地及其成因

1.概念：      没有植物生长的地段，是植物群落形成的最初条件和场所。

      裸地具有极端的环境条件。

2.类型：原生裸地\次生裸地

3.成因：地形变迁、气象现象、生物作用、人类影响

植物群落形成过程：1.侵入：      传播体的可动性、传播因子、地形条件

2.定居：先锋种

3.竞争

4.群落形成、开敞或先锋群落阶段、郁闭未稳定的阶段、郁闭稳定的阶段

群落演替：演替（succession）(生态演替)：      群落经过一定的历史发展时期，由一种群落类型转变为另一种群落类型的顺序过程，即在一定区域内群落的替代过程。

–可以预测

–不可逆

–导向稳定性

2.演替系列

3.阶段（系列期 ）：先锋期、发展期、系列顶极

演替的原因：环境条件的变化：包括外界环境因子对群落的作用和群落本身对环境作用所引起的变化。

•植物繁殖体的迁移、散布和动物活动性。

•群落种内和种间关系的改变。

•群落种类组成中，新的分类单位(如种、亚种、变种)或新的生态型的发生。

•人类活动

演替类型：

演替的实质：群落组成成分更替、群落环境的更替

按照演替发生的时间进程，可以分为：世纪演替、长期演替、快速演替

按演替发生的起始条件可以分为：原生演替、次生演替

按控制演替的主导因素可分为：群落发生演替、内因生态演替、外因生态演替

按基质性质可以分： 水生演替、  旱生演替

演替顶级理论：1）理论

  （1）单元顶极理论

  （2）多元顶极理论

  （3）演替顶极格局假说

单元顶级假说： 美国的Clements（1916）

•一个地区的全部演替都将汇聚为一个单一、稳定、成熟的植物群落或顶极群落。

•顶极群落的特征只取决于气候。给以充分时间，演替过程和群落造成环境的改变将克服地形位置和母质差异的影响。至少在原则上，在一个气候区域内的所有生境中，最后都将是同一的顶极群落。

该假说把群落和单个有机体相比拟

多元顶级理论：英国的A.G.Tansley

•如果一个群落在某种生境中基本稳定，能自行繁殖并结束它的演替过程，就可看作是顶极群落。在一个气候区域内，群落演替的最终结果，不一定都要汇集于一个共同的气候顶极终点。

除了气候顶极之外，还可有土壤顶极、地形顶极、火烧顶极、动物顶极、同时还可存在一些复合型的顶极，如地形-土壤和火烧-动物顶极等等

顶级置配假说：美国Whittaker（1953）

•群落虽然由于地形、土壤的显著差异及干扰，必然产生某些不连续，但从整体上看，植物群落是一个相互交织的连续体。

 自然群落由多种环境因素决定，除气候以外，土壤、生物、火、风等因素也有影响

三种理论的异同：共同点：     都承认顶极群落是经过单向的变化后，已经达到稳定状态的群落，而顶极群落在时间上的变化和空间上的分布，都和生境相适应。

不同点：单元顶极理论认为，只有气候才是演替的决定因素，其它因素只是第二位的，但可阻止群落发展成为气候顶极；其他二个理论则强调各个因素的综合影响，除气候以外的其他因素，也可以决定顶极的形成；顶极配置假说认为，顶极的变化，也会因为一个新的种群分布格局而产生新的顶极。

•单元顶极理论认为，在一个气候区域内，所有群落都有趋同性的发展，最终形成气候顶极，而其他两个理论都不认为所有群落最后都趋于一个顶极。

•单元顶极理论与多元顶极理论认为群落是一个的不连续的单位，而顶极配置假说认为群落为一个连续体。

第五章  主要地理植被类型

三项地带性分布（地球表面的热量是随着所在纬度的位置而变化的，水分则随着距离海洋的远近，以及大气环流和洋流等的变化而变化。水热结合导致植被呈地带性分布）：纬度地带性：     沿纬度方向成带状发生有规律的更替。

•经度地带性：     从沿海向内陆方向成带状发生有规律的更替。

•垂直地带性：       随着海拔高度的增加，成带状发生有规律的更替

纬度地带性与垂直地带性的差异：影响纬度带与影响垂直带的环境因素，在性质上、数量上以及配合状况上不同

•宽度不同

•纬度带相对不间断、垂直带具间断性

•垂直带与水平带的相似性，仅仅从群落分类的高级单位而言，即成带植被的优势生活型相似，但种类成分与生态结构都不同。

植被特征：种类组成特别丰富（热带）

•生活型：裸芽、高位芽植物特别丰富

•叶的性质：全缘、中叶或大型羽叶、叶具滴水尖

•周期性：无明显季相交替，终年常绿

结构特征：群落结构复杂;      层次多而分层不明显，基本分为乔木层、灌木层、草木层

•乔木层

•乔木高大挺直，分枝少

•乔木树种构造特殊

• 板状根

•气生根（独树成林）

•老茎生花等现象

•灌木层

•灌木成小树状

•草本层

•具花叶现象 

群落特征：种类组成

•樟科、壳斗科、山茶科、木兰科、金缕梅科等双子叶植物

•真蕨植物在林下占有一定优势

外貌

•终年常绿，一般呈暗绿色，林相整齐，由于树冠浑圆，林冠呈微波状起伏。

•群落以高位芽植物占优势（70%以上），在成型的群落内，以中高位芽植物为主。

•叶的性质：小型叶为主，中型叶次之，乔木的叶子具有樟科植物月桂叶子所特有的特征，且常与光线照射方向垂直，故亦称照叶林或樟叶林。

•周期性：季相变化不明显

结构：乔木层

•灌木层

•草本层

•层间植物

–附生植物

        比雨林少；兰科，苔藓、地衣

–藤本植物

         草质或木质小藤本。

•第一亚层：

    高度约在16—20m左右，很少超出25m，总盖度在70—90%以上，树冠层多连续，乔木多数是壳斗科和樟科等的常绿种类，胸径常在20—60cm之间。树皮较厚、粗糙，常如鳞片状、条沟状剥裂。

•第二亚层：

      树冠多不连续，常见的为樟科、山茶科和木兰科等。

•第三亚层：

      往往与高大的灌木层相交错

群落特征：种类组成

•乔木：都是冬季落叶的阳性阔叶树，先叶开花，风媒植物

        壳斗科：栎属、栗属

        桦木科：桦属、鹅耳枥属

        榆科：榉属、榆属、朴属

        槭树科：槭属

        杨柳科：杨属、柳属

•灌木：为落叶种类

•草本植物：在冬季或是地上部分枯死，或是以种子越冬。 

外貌：生活型：      地面芽植物和地下芽植物占优势；高位芽植物占一定比例 

•叶的性质：    落叶的小叶为主，质地薄，无革质叶，叶无茸毛，呈鲜绿色

•周期性：

   季相更替是夏绿阔叶林的显著特征 

结构：乔木层：分两个亚层

灌木层

草本层：分2-3个亚层

层间植物

藤本植物：    草质或半木质为主，攀援能力不强，主要有葎草属（Humulus）、常春藤属（Hedera）、铁线莲属、菝葜属等。

附生植物：   苔藓、地衣，由于地面覆盖大量落叶而多数生长在树干上。