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16、植物地理学 ...
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第一章绪论
1.植物：植物是具有叶绿素，能够进行光合作用、释放氧气的有机物质(除寄生和腐生植物外) 。
2.生物圈是生物及其生活地域的总称。
3.植物在生物圈中的作用：
1)植物对地球及生物界发展的作用
?植物的合成作用和矿化作用
6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2 （绿色植物光合作用）
A.合成作用：
意义：
a.将无机物转化为有机物；
b.将光能转化为可贮存的化学能；
c.补充大气中的氧。
B.矿化作用：
意义：
a.补充光合作用消耗的原料
b.使自然界的物质得以循环
2)植物对环境的保护作用
A.净化作用：对大气、水域及土壤的污染具有净化作用，其途径是吸收，吸附，分解或富集。
B.监测作用：监测植物－对有毒气体敏感的植物
C.其 它：杀菌（散发杀菌素）；减低噪音。
D.植物对水土保持、调节气候的作用：大力提倡植树造林，保护森林对环境保护具有重大意义。
3)植物在国民经济中的作用
A.人类的衣、食、住、行、医药及工业原料等都直接或间接大部分与植物有关；
B.当今世界存在的六大社会问题（粮食、资源、能源、环保、生态平衡、人口）无一不和植物有关。
4.植物地理学(Plant geography)∶是研究植物在地表分布规律的科学，它包括植物区系地理学和植被地理学。
5.植物区系(Flora)∶是一个地区所有植物种类的总称。它因研究范围和目的而异，如∶中国植物区系，江苏植物区系，连云港植物区系等。
6.植物区系地理学(Floristic plant geography)∶是研究某一地区植物种类组成、分布、起源和演化历史的科学。
7.植物群落(Plant community)∶一定地段上植物有规律的组合。如∶草地主要由一些草本植物组成、而森林则是由木本和草本植物组成。
8.植被（Vegetation）∶是一个地区所有的植物群落的总称。
9.植被地理学（Vegetation geography）∶是研究植被的结构、生态、动态、类型及其分布规律的科学。
10.研究对象∶植物或植被
11.研究内容∶包括植物区系地理学和植被地理学所涉及的全部内容。植物地理学是一门边缘学科或称为交叉学科，它既可从植物学角度进行研究，也可从地理学角度入手进行研究。
12.研究意义：
1)了解植物与环境之间的相互关系，合理安排生产、经营和引种栽培等工作。
2)依据植被资料和植被图进行自然区划和农业区划（农、林、牧、副、渔）。
3)利用指示植物进行找水、找矿等。
4)根据自然植被的分布规律，恢复自然环境、发挥生态系统的最大功能。
5)了解掌握植被的组成、结构、动态等，制定合理的经营措施和可持续性发展方案。
13.1807年，植物地理学创始人亚历山大·洪堡德在其专著《植物地理学知识》中首次提出植物地理学这一名词。
第二章植物分类学基础
1.根 (Root)
1）根是维管束植物体向地下延伸的部分、它的作用是支持植物体、并从土壤中吸收水分和养分。
2）类型
主根∶种子萌发时最初生长出来的根、它通常较粗壮。
侧根∶由主根分杈生出的分枝、它较主根细。
须根∶主根萎缩枯死后，由茎基发出的根。
纤维根∶主根或侧根上生出的小分枝。
不定根∶由根茎或叶柄基部发生的根。
支柱根∶地面上近秆基的节上生出的根，如∶高粱，玉米等都有这种根。
地生根∶生于地下的根。
水生根∶生在水中的根。
气生根∶生于地面上的根。
寄生根∶伸入寄主植物组织中的根，如桑寄生等。
2.茎 (Stem)
1）茎是维管束植物位于地面上的部分、是叶片和花着生的器官、也是根与叶之间物质运输的管道。
2）茎的类型
?根据茎的生长方向，可将茎分为∶直立茎、斜升茎、匍匐茎、缠绕茎、攀缘茎等。
?根据植物的习性和茎的质地，可将被子植物分为∶木本植物和草本植物等。
?木本植物(Woody plant, Tree)∶地上部多年生存，反复开花结实，木质部能肥大生长的植物。
?草本植物(Herbaceous plant, Herb)∶地上部的生存期间短，通常在一年内完成其开花结实和死亡等过程，次生组织(木质部)不进行肥大生长或木质化的植物。
3）有些植物的茎经过长期的适应和演变发生了变形，如∶叶状茎（仙人掌）、皂角的枝刺、黄瓜和葡萄枝先端的卷须、草莓的纤匐枝等。
4）茎与着生的叶所形成的夹角叫叶腋，通常叶腋生有芽，由芽生出茎的分枝或花。
5）芽的类型
顶芽∶生于枝条顶端的芽。
腋芽∶生于叶腋内的芽。
单芽∶单独生于一处的芽。
重叠芽∶数个芽重叠在一处。
鳞芽∶有数片芽鳞覆盖的芽。
裸芽∶没有鳞片覆盖的芽。
3.叶 (Leaf)
1）叶是植物进行光合作用和水分蒸发的器官。
2）一枚完整的叶通常由叶片、叶柄和托叶组成。
3）叶的类型 (Leaf types)
?叶可分为普通叶、针状叶、鳞片叶(柏类)和管状叶(葱类)。
?其它类型
?抱茎叶∶叶无柄、基部抱茎。
?茎生叶∶着生于茎上或枝上的叶。
?基生叶∶茎极不明显、叶犹如从根部或根茎上或贴近茎的基部生出。
4）叶序 (Phyllotaxis, Leaf arrangement)
?叶序是指叶在茎或枝上的排列方式。主要有以下几种∶对生、互生、轮生、簇生
5）叶脉 (Vein)
?叶脉是叶面上看得到的筋。叶脉分为主脉和侧脉，叶中央的较粗壮的一条脉叫主脉或中脉；主脉两侧第一次分出的脉叫侧脉。
? 叶脉在叶表面的分布方式叫脉序 (Venation)。
? 脉序通常分为平行脉、网状脉、羽状脉、三出脉、掌状脉和辐射脉等。
6）叶形
叶形∶叶片的形状。
主要有针形、线形、披针形、椭圆形、卵形、心形、圆形、三角形、扇形、菱形等。
7）叶基
叶基∶叶片基部的形状。
主要有心形、戟形、圆形、钝形、楔形、箭形等。
8）叶缘
叶缘∶叶片边缘的形状。
主要有全缘、波状、锯齿状、全裂、羽状分裂、掌状分裂等等。
9）复叶(Compound leaf)
复叶是指在一个总叶柄或总叶轴上生长着2片或2片以上分离的叶片的叶子。
主要有羽状复叶、掌状复叶等
10）叶尖
叶尖∶叶片顶端的形状。
主要有渐尖、凹缺、钝形、截形、圆形等等。
11）变态叶
4.花 (Flower)
1）花是种子植物的繁殖器官。一朵完全花由花萼、花冠、雄蕊和雌蕊4部分组成；缺少1~3部分的花称为不完全花。
2）花冠∶是花瓣的总和，花瓣完全分离的叫离瓣花冠，多少合生的叫合瓣花冠。
3）子房∶是雌蕊基部膨大的部分，是构成雌蕊的主要部分。子房通常有一个或多个室，每个室中有一个或多个胚珠。
5.果实和种子 (Fruit and Seed)
1）果实是植物开花授精后由子房发育形成的。
2）种子是胚珠授精后发育而成的。
?胚是指位于种子内未发育的雏形植物体，由受精卵分裂发育而成。一般由胚根、胚轴、胚芽和子叶四部分构成。
?子叶即是幼胚的叶。根据子叶的数目，可将胚分为多子叶胚（裸子植物）、双子叶胚和单子叶胚。
?双子叶植物具有两个子叶；
?单子叶植物仅具有一个子叶一般成熟的种子由种皮、胚、胚乳三部分构成。
6.植物命名方法∶物种命名沿用林奈1753年倡议的双名法（即属名+种名），统一使用拉丁文。
7.
8.蕨类植物时代
A.距今约4亿年的志留纪末期，地面的自然条件发生了重大变化。
1）环境变化：氧气的大量增加使臭氧层增厚，地面上紫外线辐射进一步减弱。
2）进化特征：藻类植物为适应新的生活环境，朝着多方向演化发展。最早的一批陆生植物——裸蕨植物舍水登陆。
B.从水生环境到陆生环境，植物不仅面临着营养摄取方式的改变，而且面临着繁殖和传播条件改变的挑战。
C.蕨类植物具有适应陆地环境的基本特征，成为石炭纪和早二叠纪最占优势的植物类群。它们的遗体共同形成全球最重要的煤层。
D.苔藓植物虽然也是最早出现于陆地的高等植物之一，但它们特别简单的形态结构表明其祖先是低等陆生植物。
E.蕨类植物一直是沿着发展它们的孢子体以适应陆生环境的途径进化，而苔藓植物却是朝着发展配子体的方向演进。
9.裸子植物时代（见笔记）
10.被子植物时代
（一）被子植物的发展与地球环境
第三章植物区系地理
1.植物分布区的概念：植物分布区是某植物分类群（种、属、科等）在地表分布的区域。
2.种的分布区
?种的分布区是指一个植物种的所有个体所占有的全部地域。
?通常用点图法描绘种的分布区。
3.按分布区的形状可将植物分布区划分为：
1）连续分布区∶是指某一植物种(或属、科)连续分布于某一完整区域内，区内该物种重复出现在适宜的生境中、交流繁殖体。
2）间断分布区：是指某一植物种(或属、科)的分布区占据两个以上分离的地区，这种分离的距离超过现存植物种子的自然散播能力。
?导致间断分布的原因：
i.自然条件变化和物种迁移
ii.陆地下沉和跳跃式传播
iii.板块运动
iv.人为影响
4.按分布的范围大小可将植物分布区划分为：
?广域分布种（世界种）∶是指分布非常广泛，在各大洲均有分布的植物种。
?狭域分布种∶分布区狭窄，局限于某一范围内的植物种。
?分布区局限在某一局部地区内的植物，称为该地区的特有种。
?特有种的分布与地质演变历史有关，代表该区域植物区系的最重要特征。
5.属和科的分布区
?属是亲缘关系相近的种的联合。
?属的分布区是所包含各个种的分布区的总和。
?同在一属之内彼此相近的种，或具有不重合的分布区，或虽有局部重合而其内部结构互有差别（即各自适应不同生境）。
?科的分布区是该科内所有属的分布区的总和。
?属和科的分布区常用轮廓法描绘，或补充以多种形式说明。
6.植物区系的基本概念：植物区系是某一地区或某一时期、某一分类群、某类植被等所有植物种类的总称。
7.地理成分
a)是根据植物种或其它分类单位的现代地理分布来划分的，可以归纳为若干分布型。
b)世界及任意地区的植物区系都含有多种地理成分，共同组成世界或某一地区植物区系的分布型结构或分布型谱。
c)由地理成分可知世界植物区系分布的地理规律及区域分异；了解某地区植物区系的分布型结构及与其它地区植物区系的关系，是进一步研究植物区系和地理环境变化历史的始点。
8.植物区系分析的单位：
1)植物区
2)植物地区
3)植物省
4)植物县
9.我国植物区系的基本特征∶
A.植物种类丰富∶
1) 我国区系所包含植物种数多，仅次于巴西和哥伦比亚;
2) 含有多物种的大科和特大科。
B.起源古老∶含有大量古老的科属，并保存许多残遗植物。
C.地理成分复杂∶我国种子植物区系属(2980属)的地理成分可划分为15种类型。
D.各种地理成分联系广泛，分布交错混杂∶我国植物区系与世界有着广泛的联系，各类地理成分在我国境内的分布是相互渗透交错的。
E.特有植物繁多∶我国特有植物种类很丰富，且以分类上的古老或原始的单型属和少型属为主。
10.岛屿植物区系分析
内容：（1）与大陆或主岛隔断后的岛屿上生长的植物逐渐特化，孤立的海洋岛上植物区系特征取决于岛的形成历史和地理条件。
（2）岛屿生物孤立性强，岛屿面积小时植物种类少，变化较快，对定量研究很有利。
（3）岛屿的概念经外延后可扩大到各种孤立地理景观。
11.影响岛屿植物区系的因素
1)岛屿面积对植物区系的影响
2)岛屿距大陆的距离对岛屿植物区系的影响
3)岛屿年龄的影响
12.岛屿生物地理学平衡理论的应用
1)保护区地点的选择
2)自然保护区面积的确定
3)自然保护区形状的设计
第四章植物生活与环境
1.生态因子（Ecological factor）的概念：是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、水分等等。
2.生态因子作用特征
a)综合作用。生态环境是由许多生态因子组合起来的综合体，对生物起着综合的生态作用。
b)主导因子作用。在一般或一定条件下，众多的生态因子中必有1~2个是起主导作用的。
c)不可替代性和补偿性作用。在生物的生长发育过程中每一生态因子都是不可缺少的，不能被替代；但在一定情况下，某一个因子在数量上的不足可以靠另一因子得到调剂和补偿。
d)阶段性作用。生态因子的有益作用往往只局限于某一特定阶段。
e)直接作用和间接作用。
3.限制因子（Limiting factors）：任何生态因子，当接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散时，这个因素称为限制因子。
4.生物对生态因子耐受限度的调整
1)驯化(Acclimation)：人为的改变生物的适宜生存范围，并形成新的最适点。
2)休眠(Dormancy)：是动植物抵御暂时不利环境条件的一种非常有效的生理机制。
3)昼夜节律和其他周期性的补偿变化
生物在不同季节和一天的不同时间可以表现不同的生理适宜状态和补偿能力。
5.生态适应：
A.趋同适应：不同种类的生物，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，在形态、生理、发育以及适应方式和途径等方面表现出相似性的现象。
B.趋异适应：亲缘关系相近的同种生物，长期生活在不同的环境条件下，形成了不同的形态结构、生理特征、适应方式和途径等。
6.生活型：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。
丹麦植物学家C.Raunkiaer的生活型分类系统：
1)高位芽植物
2)地上芽植物
3)地面芽植物
4)隐芽植物
5)一年生植物
7.植物对光强适应的生态类型：
1)阳性植物
2)阴性植物
3)耐阴性植物
8.根据植物诱导花芽对日照长度的反应可将植物分为四类：
1)长日照植物
2)短日照植物
3)中日照植物
4)中间型植物
9.水具有以下一些特性∶
?相变性。水具有固、气、液三相变化。
?高热容性。
?密度变化的特殊性。
?水分子具有极性。
10.水生植物及其生态适应：
?水生植物生长在水中，长期适应缺氧环境，根、茎、叶形成连贯的通气组织，以保证植物体各部分对氧气的需要。
?水生植物的水下叶片很薄，且多分裂成带状、线状，以增加吸收阳光、无机盐和CO2的面积。
?植物体具有较强的弹性和抗扭曲能力以适应水的流动。
?淡水植物具有自动调节渗透压的能力。
?水生植物又可分成挺水植物、浮水植物和沉水植物。
11.陆生植物：生长在陆地上的植物称为陆生植物
?按照植物对水分的需求量和依赖程度，将陆生植物分为3类：
1)湿生植物
2)中生植物
3)旱生植物
?按照植物体含水量及其稳定程度区分：
1)变水植物
2)恒水植物
12.土壤物理性质对植物的影响：
1)土壤结构和质地
2)土壤水分
3)土壤空气
4)土壤温度
13.土壤化学性质对植物的影响：
1)土壤酸碱度
2)土壤矿质营养元素
3)土壤有机质
14.植物与地形的关系：
1)坡向和坡度
2)海拔
3)山脉和河谷走向
第五章植物种群
1.生命表：生命表（life table）是概括种群不同生命阶段或不同年龄及的个体数量、存活率、死亡率等信息的表。
2.内分布型的类型：
1)随机分布：指某一个体的分布不受其他个体的影响，每个个体在种群分布空间内各个位置出现的机会相等。
2)均匀分布：指种群个体之间彼此保持一定的距离，个体之间形成等距的规则分布
3)集群分布：指种群个体的分布不均匀，成斑、成簇、成团状密集分布。
3.生态对策（bionomic strategies）或称演化对策：是生物种群适应环境，在特定的环境中生存和繁衍的方式
4.r-对策特点：快速发育，小型成体，数量多而个体小的后代，高的繁殖能量分配和短的世代周期。
5.k-对策特点：慢速发育，大型成体，数量少但体型大的后代，低繁殖能量分配和长的世代周期。
6.种间竞争（interspecific competition）是指两物种或更多物种共同利用同样的有限资源时而产生的相互竞争作用。
7.植物群落：是指在特定时间聚集在一定地域或生境中所有植物种群组成的有机组合
8.植物群落的特征：
1)具有一定的种类组成。
2)具有一定的外貌
3)具有一定的结构
4)形成一定的群里环境
5)具有一定的动态特征
6)每一群落在空间上有其分布规律
9.种群的数量特征
1)多度（abundance）是指种群在群落中的个体数目。
2)密度（density）是指单位面积或体积内的个体数目。
3)盖度（coverage）指植物的地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比，即投影盖度。
4)频度（coverage）指某种植物在群落中出现的频率，一般用出现该物种的样方占全部样方数的百分比计算。
10.物种多样性，指地球上生物有机体的多样化，包括种的丰富度和种的均匀。
11.多样性梯度
? 多样性随纬度变化：从热带到两极随纬度的增加，物种多样性有逐渐减少的趋势。
? 多样性随海拔变化：物种多样性随海拔增加而逐渐降低。
? 在海洋或淡水水体物种多样性有随深度增加而降低的趋势。
※由此可以看出其一般规律：物种多样性总的趋势是随热量分布的变化而变化。
12.物种多样性的测定：
A.α-多样性的测定
（1）α-多样性适用于群落内生物种类数量以及生物种类间相对多度的一种测量。
? 物种丰富度指数（D）是对一个群落中所有实际物种数目的测量。
D = S / N
式中：S为群落的物种数目；N为群落所有物种个体数之和。当研究对象为样本时，上式可表示为：
D = (S - 1) lgN
（2） Shannon-Wiener指数
? Shannon-Wiener指数是用来描述种的个体出现的紊乱和不确定性。不确定性越高，多样性也就越高。其计算公式为：
H = - ∑[(ni/N)lg(ni/N)] 或 H = - ∑PilgPi
式中：S为群落的物种数目；Pi为属于种i的个体在全部个体中的比例；H为物种的多样性指数。
（3） Simpson指数
? Simpson指数是基于在一个无限大小的群落中，随机抽取两个个体，它们属于同一物种的概率是多少这样的假设而推导出来的。其表达式为：
D = 1 - ∑Pi2
B. β-多样性的测定
β-多样性用来表示生物种类对环境异质性的反应。
（1） Whittaker指数
Whittaker指数的计算公式为：βw = S / (ma - 1)
式中：S为群落中的物种总数；ma为样方的平均物种数。
（2） Cody指数
Cody指数的计算公式为：βc = [ g(H) + I(H)] / 2
式中：g(H)为沿生境梯度H而增加的物种数；I(H)为沿生境梯度H而减少的物种数。
（3）Wilson-Shmica指数
Wilson-Shmica指数的计算公式为：
βr= [ g(H) + I(H)] / ma
（4）Bray-Curtis指数
Bray-Curtis指数的计算公式为：CN = 2Ni / (Na + Nb)
式中：Na 、Nb、Ni 分别为样地A、B的物种数，以及样地A和B共有种中个体数目较少者
13.植物多样性梯度变化的原因：
1)进化时间理论
2)生态时间理论
3)空间异质性理论
4)气候稳定性理论
5)竞争理论
6)捕食理论
7)生产力理论
14.群落的外貌（physiognomy）指群落的外部特征。
?生活型是生物对外界环境相适应的外部表现形式。对植物而言，其生活型是植物对于综合环境条件的长期适应，而在外貌上反映出来的植物类型。
?构成陆地群落外貌的主要要素是组成种类的形态特征、生活型（life form）及外貌的季节性等。
?生活型谱（life form spectrum）是指一个地区或一个群落各种生活型的比例。
?生活型谱反映了环境条件的特点。
15.群落的结构（structure）是指群落的所有种类及其个体在空间中的配置状况。
（一）群落的垂直结构
A.群落的垂直结构（vertical structure）指群落在空间中的垂直分化或成层现象（stratification）。
B.成层现象(地上与地下成层)是群落中各种群之间以及种群与环境之间相互竞争和相互选择的结果
C.成层现象愈复杂，即群落结构愈复杂，植物对环境利用愈充分，提供的有机物质也就愈多。
D.动物的分层现象也很普遍。这主要与食物有关，其次还与不同层次的微气候条件有关。
E.水域中，某些水生动物也有分层现象。比如湖泊和海洋的浮游动物即表现出明显的垂直分层现象。影响浮游动物垂直分布的原因主要决定与阳光、温度、食物和含氧量等。
（二）群落的水平结构
a)群落的水平结构（horizotal structure）是指群落在空间的水平分化或镶嵌现象（mosaic）。
b)导致镶嵌性出现的原因是植物个体在水平方向上的分布不均匀造成的，从而形成了许多小群落（microcoense）。
c)群落环境的异质性越高，群落的水平结构就越复杂。
d)形成群落的水平结构的主要原因有：环境条件的不均匀；扩散分布特点；种间相互作用。
（三）群落交错区与边缘效应
群落交错区（ecotone）：又称生态交错区或生态过渡带，是两个或多个群落之间(或生态地带之间)的过渡区域。。
群落交错区是一个交叉地带或种群竞争的紧张地带，在这里群落中种的数目及一些种群密度比相邻群落大。
群落交错区种的数目及一些种的密度增大的趋势被称为边缘效应(edge effect)。
16.植物群落的形成：
1)侵移
2)定居和增值
3)竞争和群落的形成
17.植物群落的演替（succession）是指在植物群落发展变化过程中，由低级到高级、由简单到复杂、一个阶段接着一个阶段，一个群落代替另一个群落的自然演变现象。
18.旱生演替系列：
地衣植物阶段
苔藓植物阶段
草本植物阶段
木本植物阶段
19.水生演替系列
裸底阶段
沉水植物阶段
浮叶根生植物阶段
挺水植物和沼泽植物阶段
草本植物阶段
木本植物阶段
20.植物群落的分类：
?植被型组（vegetation type group）：凡建群种生活型相近而且群落外貌相似的植物群落联合为植被型组。这里的生活型是指较高级的生活型。
?植被型（vegetation type）：在植被型组内，把建群种生活型（一级或二级）相同或相似，同时对水热条件的生态关系一致的植物群落联合为植被型。
?群系（formation）：凡是建群种或共建种相同的植物群落联合为群系。如果群落具共建种，则称共建种群系，如落叶松、白桦混交林。
?群丛（association）：凡是层片结构相同，各层片的优势种或共优种相同的植物群落联合为群丛。
第七章世界植被地理
1. 地带性植被(Zonal vegetation)∶又称显域植被，是指能充分反映气候类型特征的植被类型。
2. 非地带性植被(Azonal vegetation)∶又称隐域植被，是指受地下水、地表水、地貌部位或地表组成物质等非地带性因素影响而生长发育的植被类型。
3. 地带性植被在地球表面常呈带状分布，与气候带（型）的界限大致相符。非地带性植被不是固定在某一植被带中,而是出现在两个以上的植被带中。
