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根据植物对极端土壤环境的适应:盐碱土植物和沙生植物 一、盐碱土对植物的危害和植物的适应

盐土:含可溶性盐(氯化钠、硫酸钠盐等)1%以上,pH中性,土壤结构未被破坏。 碱土:含弱酸强碱盐(碳酸盐类)较多,pH在8.5以上,土壤结构被破坏。

盐碱土对植物的危害:引起植物的生理干旱;伤害植物组织;引起细胞中毒;影响植物的正常营养;在高浓度盐类作用下气孔不能关闭

盐碱土植物对环境的适应

形态:植物矮小、干硬、叶不发达、蒸腾面小、气孔下陷、表皮有厚外皮、灰白绒毛 结构:细胞间隙小、栅栏组织发达、贮水细胞

根据植物对盐碱地适应的不同生理特征将盐碱土植物分为聚盐性植物、泌盐性植物、不透盐

性植物(抗盐植物)

聚盐性植物(真盐生植物):体内可吸收大量盐分且不受伤害。

特点:对盐抗性特别强,细胞液浓度特别高,有极高的渗透压。如盐节木、海蓬子等。 泌盐性植物:根细胞对盐类的透过性很大,但并不积累在体内,而通过茎、叶表面上的分泌腺(盐腺)把过多的盐分排出体外。如滨海红树。 不透盐性植物(抗盐植物):根细胞对盐的透性非常小,几乎不吸收或很少吸收土壤中的盐类。 特点:渗透压很高,但不是由于体内高浓度的盐类引起,而是体内含有较多可溶性有机物质(如有机酸、糖类、氨基酸等)。如盐地紫菀、盐地风毛菊等。

二、沙生植物

生长在以砂粒为基质的沙区的植物称为沙生植物。

沙漠是指气候干旱,植被稀疏,以沙粒为基质的自然地带。我国沙区主要分布在北半部的大陆性干旱和半干旱地区。我国沙漠的形成是由于第三纪以来的造山运动,阻隔了海洋季风的深入,使东南方向的水气来源隔绝,大气水分缺乏,降水很少,形成极度干旱的气候。在这种气候条件下,山体的岩石以及古湖泊、古河流的沉积、冲积物发生强烈的物理风化作用,形成丰富的沙源;再加上来自北方的频繁的大风吹袭,沙子被吹飏、搬远、堆积而形成沙丘,沙地或浩瀚的沙漠。由于人类的不合理利用,形成次生性的沙地。

沙区生境特点:风大沙多,干燥少雨,光照强烈,冷热剧变

沙生植物的适应特点:抗风蚀沙割、耐沙埋、抗日灼、耐干旱贫瘠的特点。 具体表现:

1、沙生植物具有被在被沙埋的茎杆上长出不定芽和不定根的能力。 2、根系生长速度极为迅速,比地上部分快的多,且极为发达。 3、根系强烈木质化。

4、干旱时休眠、停止生长。

5. 繁殖方面,能适应流动的沙子的特性,多具有靠风力传播的种子和果实,或发达的营养体繁殖。6.种子保存若干年而不丧失生命力。

土壤的污染(soil pollution)

概念:人类生产和生活活动中排出的有害物质进入土壤中,影响农作物的生长发育,直接或间

接地危害人畜健康的现象。

基本特点:隐蔽性:累积性与地域性:不可逆转性 :治理周期长: 污染源:农业污染:工业污染:生活污染:交通污染:灾害污染:

污染方式:水型污染特点:进水口附近土壤污染重,中间地带和出水口附近渐轻。

气型污染特点:受大气污染源性质影响,亦受气象因素影响。

固体废弃物型污染:范围比较局限和固定;持续时间长。

土壤的净化作用

概念:指受污染的土壤通过物理、化学和生物学的作用,使病原体死灭,各种有害物质转化到无

害的程度,土壤可逐渐恢复到污染前的状态。 物理净化:

化学净化:对于性质稳定的化合物、重金属难以或不能净化,只是迁移方向发生改变。 生物净化:

病原体的死灭:

有机物的净化:无机化、腐殖质化;含氮有机物的氨化与硝化、含碳有机物、含硫和磷的有机物。土壤有机质通过微生物作用形成复杂、较稳定的大分子有机化合物过程; 污染物被植物吸收、降解并随茎叶、种子离开土壤。

化学污染物(农药、重金属)的转归:迁移、转化、降解和残留

农药的迁移转化:土壤的吸附;挥发、扩散和迁移;农药的降解(光化学降解:土壤表面接收太阳辐射 和紫外线能量而引起农药的分解作用;化学降解:水解和氧化作用;生物降解:土壤微生物) 重金属的转化:土壤胶体、腐殖质的吸附和鳌合作用;土壤pH的影响;土壤氧化还原状态的影响

土壤污染对健康的影响

重金属对植物毒害的一般机理:影响酶活性和功能,从而引起植物生理代谢功能的紊乱,生长发育受阻甚至死亡;影响养分膜运输,原因可能重金属抑制膜上ATP酶的活性,或是取代了钙等离子,使膜稳定性下降;影响其他营养元素的吸收 拮抗作用

植物对重金属的适应机制 :1、细胞的忍耐作用 :植物相对耐性的大小可能是细胞对其分隔能力不同所致,耐性强的细胞具较强的分隔能力,将重金属离子排放到液泡里与有机酸形成络合物,避免重金属的毒害作用。

2、植株的整体控制,根系的排斥作用 :根系通过分泌有机酸与重金属离子在根外形成络合物,或分泌氧将根周围的重金属离子氧化而降低有效度;根系已经吸收的重金属在根细胞形成稳定的络合物排放到液泡中去,降低了其移动性;木质部输导组织吸附一部分重金属离子,因而减少了运输到地上部的数量。

重金属的生物修复途径:

种植木本植物、经济作物,利用其对重金属的吸收、积累和耐性除去重金属; 利用生物化学、生物有效性和生物活性原则,把重金属转化为较低毒性产物 ;

利用重金属与微生物的亲合性进行吸附及生物学活性最佳的机会,降低重金属的毒性和迁移能力;

补充资料

紫薇、茉莉、柠檬等植物,5分钟就可以杀死白喉菌和痢疾菌等原生菌。蔷薇、石竹、铃兰、紫罗兰、玫瑰、桂花等植物散发的香味对结核杆菌、肺炎球菌、葡萄球菌的生长繁殖具有明显的抑制作用。

仙人掌等原产于热带干旱地区的多肉植物,其肉质茎上的气孔白天关闭、夜间打开,在吸收二氧化碳的同时,制造氧气,使室内空气中的负离子浓度增加。

虎皮兰、虎尾兰、龙舌兰以及褐毛掌、伽蓝菜、景天、落地生根、栽培凤梨等植物也能在夜间净化空气。

丁香、茉莉、玫瑰、紫罗兰、薄荷等植物可以使人放松、精神愉快,有利于睡眼,还能提高工

作效率。

虎尾兰和吊兰可以吸收室内80%以上的有害气体,吸收甲醛的能力超强,芦荟也是吸收甲醛的好手,可以吸收1立方米空气中所含的90%的甲醛。

常青藤、铁树、菊花、金桔、石榴、半支莲、月季花、山茶、米兰、雏菊、腊梅、万寿菊等能效地清除二氧化硫、氯、乙醚、乙烯、一氧化碳、过氧化氮等有害物。

兰花、桂花、腊梅、花叶芋、红背桂等是天然的除尘器,其纤毛能截留并吸纳空气中的飘浮微粒及烟尘。

能杀病菌的植物:玫瑰、桂花、紫罗兰、茉莉、柠檬、蔷薇、石竹、铃兰、紫薇等芳香花卉产生的挥发性油类具有显著杀菌作用。

大气中的水蒸气、二氧化碳和其他微量气体,如甲烷、臭氧、氟利昂等,可以使太阳的短波辐射几乎无衰减地通过,但却可以吸收地球的长波辐射。因此,这类气体有类似温室的效应,被称为“温室气体”。

温室气体吸收长波辐射并再反射回地球,从而减少向外层空间的能量净排放,大气层和地球表面将变得热起来,这就是“温室效应”。

自养细菌: 硝化细菌:将氮转化成亚硝酸盐和硝酸盐;硫细菌:将硫和硫化物氧化成硫酸(盐);铁细菌:将Fe2+氧化成高Fe3+。

异养细菌:碳水化合物分解菌:分解各种有机物;氨化细菌:将有机氮转化成氨;硝酸盐还原菌:引起反硝化作用;硫酸盐还原细菌:将硫酸盐还原为硫化氢;铁还原细菌:将Fe3+ 还原为Fe2+。

固氮菌: 自生固氮菌:固氮菌属、拜叶林克氏菌属、无色 杆菌属、芽孢梭菌属;共生固氮菌:槐树、锦鸡儿、田皂角、黄香草木犀、田菁、金雀花、木麻黄、角果木、仙人掌、杨梅、马桑、胡颓子、苏铁、银杏、南洋杉、沙棘和水牛果。

种群生态学

1 种群(population):A population is a group of organisms of the same species occupying a given

area at the same time。同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合。

种群生物学与种群生态学

种群生物学(population biology): 研究种群的结构、形成、发展和运动变化过程规律的科学。最主要组成部分是种群遗传学和种群生态学。

种群生态学( population ecology ):研究种群的数量、分布以及种群与其栖息环境中非生物因素和其他生物种群之间的相互作用。种群动态是种群生态学研究的核心。

2 自然种群的基本特征

空间特征:种群具有一定的分布区域

数量特征:每单位面积(或空间)上的个体数量(即密度)及变动 遗传特征:种群具有一定的基因组成

3 种群的内涵:不是个体的简单相加:有机体之间相互作用,整体上呈现组织结构特性;个体之间

差异性:不同的发育阶段;同一生长阶段,个体贡献不同;个体水平与种群水平的差异:个体有出生、死亡,种群称为出生率和死亡率

种群动态(种群动态是种群生态学的核心问题)

种群动态是种群数量在时间和空间上的变动规律,涉及:种群数量或密度;种群分布;数量变动和扩散迁移;种群调节

种群动态研究的意义:确定合理利用渔业和野生动植物保护管理中的收获量;改进草场放牧制

度、放牧强度和林场采伐制度;制订保护濒危生物、防止绝灭对策;

种群动态的研究方法:野外观察、实验研究和数值模拟

1 种群的密度和分布

种群的大小和密度

大小:个体数量或生物量、能量

密度:单位面积或体积、生境中的个体数量或生物量、能量

单体生物和构件生物

单体生物(unitary organism):单体生物个体清楚,基本保持一致的体形,每一个体来源于一个受精卵。如草本、树木等。

构件生物(modular organism):构件生物由一个合子发育成一套构件,由这些构件组成个体。如水稻、浮萍、树、珊瑚、苔藓等。

绝对密度(absolute density):单位面积或空间的实有个体数。

取样调查(sampling methods) :计数种群的一小部分用以估计种群整体。

样方法(use of quadrats):在若干样方中计数全部个体,然后将其平均数推广,来估计种群整体。样方需要有代表性并随机取样。

标记重捕法:对移动位置的动物,在调查样地上,捕获一部分个体进行标志,经一定期限进行重捕。

根据重捕取样中标志个体比例与样地总数中标志个体比例相等的假定,来估计样地中被调查的动物总数。(N:M=n:m M——标志数;n——重捕个体数;m——重捕中标记数;N——样地上个体总数)

相对密度(relative density):单位面积上获得的个体数目。表示个体数量多少的相对指标。捕获率、

遇见率、粪堆数、鸣叫声、毛皮收购、单位捕捞鱼量、动物痕迹(活动留下的土丘、洞穴、巢、蛹等)

种群的空间结构

内分布型(internal distribution pattern):组成种群的个体在其生活空间中的状态或布局,简称分布(dispersion)。

类型:随机分布(random)(个体在种群中出现的机会是相等的,个体间互相不影响。)、均匀分布(uniform )(个体呈等距离的分布格局。原因是竞争;森林中植物为竞争阳光和土壤中营养物;沙漠中植物为竞争水分;形或土壤物理形状的均匀分布使植物呈均匀分布)、成群分布(clumped)(个体呈块状或成簇、成群分布。原因包括微地形的差异;繁殖特性所致:种子不易移动而使幼树在母树周围或无性繁殖;动物和人为活动的影响) 原因:资源、繁殖体、行为

2 种群统计学

(1) 种群统计的基本指标:种群密度;初级种群参数包括:出生率 (natality): 最大出生率和实际

出生率。死亡率 (mortality):最低死亡率和实际死亡率。迁入和迁出;次级种群参数:年龄、时期结构;性比;种群增长率

最大出生率 (maximum natality) :种群在理想条件下所能达到的最大出生数量,又称生理出生率(physiological natality)。

实际出生率(realized natality) :一定时期内,种群在特定条件下实际繁殖的个体数量,又称生态出生率(ecological natality) ,它受生殖季节、一年生殖次数、一次产仔数量、妊娠期长短和孵化期长短、以及环境条件、营养状况和种群密度等因素影响。

最小死亡率(minimum mortality) :最适条件下,所有个体都因衰老而死,这种死亡率称生理死亡