實驗一、環(huán)境因子對植物形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響

1、實驗題目：實驗1、環(huán)境因子對植物形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響一、實驗?zāi)康模?、掌握生長在不同環(huán)境下的植物形態(tài)結(jié)構(gòu)的特點，理解植物形態(tài)結(jié)構(gòu)是如何適應(yīng)于其生境特征。掌握從植 物外部形態(tài)及生長，生境特點上鑒別植物耐蔭性的方法。2、理解植物器官的結(jié)構(gòu)特點對植物生長發(fā)育及其環(huán)境適應(yīng)的意義。初步判定植物對光照強度的適應(yīng)類型。3、使學(xué)生掌握劃分植物生活型的方法，并通過不同地區(qū)和不同植被類型植物生活型的分析，進一步認(rèn)識植 物與環(huán)境的關(guān)系及劃分植物生活型的生態(tài)意義。二、實驗原理：1、在植物的生長發(fā)育過程中，光和水是極其重要的生態(tài)因子。根據(jù)植物與其生境中水分的的關(guān)系，把植物 分為水生植物陸生植物（包括了中生植物和旱生植物水生植

2、物依據(jù)其生活型又可分為沉水植物水植物和 挺水植物。生長在不同環(huán)境中的植物，在演化過程中會形成一些適應(yīng)環(huán)境的結(jié)構(gòu)特征，其中以葉的結(jié)構(gòu)變化最為 顯著。葉子是植物的重要器官它有兩大生理功能光合作用和蒸騰作用蒸騰作用是根系吸收水分的動力之一， 植物根系吸收的礦物質(zhì)主要是隨蒸騰液流上升并轉(zhuǎn)運到植物體的其他部位。另外，蒸騰作用也能降低葉片的表面 溫度，從而使葉子在強烈的日光照射下，不至于因溫度過分升高而受損傷。但蒸騰作用會消耗很到植物體內(nèi)的水 分，因而植物根系吸收的水分和葉片蒸騰作用消耗的水分之間需達到一個等量的狀態(tài)，即水分平衡狀態(tài)。植物在 長期的進化過程中，逐漸形成了防止水分散失的結(jié)構(gòu)，如葉表面的角質(zhì)層

3、，密生絨毛，氣孔下陷或形成氣孔窩， 葉片內(nèi)儲水組子發(fā)達等，都是為了適應(yīng)保持水分，減少水分蒸騰的特征。植物生活于不同的生態(tài)環(huán)境中其葉片的 這些適應(yīng)性結(jié)構(gòu)不同，形態(tài)變化也較大。陽光是植物光合作用的能量來源，但是由于植物長期適應(yīng)不同的環(huán)境條件，不同植物需要的光強不同。根據(jù) 植物對光強的不同要求，把它們分為陽性植物、陰性植物、耐陰植物三大類。陽地植物與陰生植物是生長在不同 光照強度環(huán)境中的植物，由于葉是直接接受光照的器官，因此，受光照強度的影響，也就容易反映在它們的形態(tài) 和結(jié)構(gòu)上。又因為具有相同基因型的植物若長期生活在不同的生態(tài)環(huán)境中，會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)和生理的趨異性；而不同 基因型的植物生活在同一環(huán)境中，又

4、會出現(xiàn)趨同性，所以，即使是同一植物，因葉所處位置的光照不同，也會有 陰生與陽生的差異。一般來說樹冠上部和向陽一面的葉，具陽生葉特征；而樹冠下部和陰面的葉則具陰生葉的特 點。由此也可以看出葉是最具變化的器官。2、生活型是生物對外界環(huán)境適應(yīng)的外部表現(xiàn)形同一生活型的生物不但體態(tài)相似，而且在適應(yīng)特點上也 是相似的。對植物而言，其生活型是植物對綜合環(huán)境條件的長期適應(yīng)，而在外貌上反映出來的植被類型。它的形 成是植物對相同環(huán)境條件趨同適應(yīng)的結(jié)果。在同一類生活型中，常常包括了在分類系統(tǒng)上地位不同的許多種，因 為不論各種植物在系統(tǒng)分類上的位置如何，只要它們對某一類環(huán)境具有相同或（相似）的適應(yīng)方式和途徑，并在 外

5、貌上具有相似的特征，它們都屬于同一類生活型。關(guān)于植物生活型的分類有各種標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)，這里采用丹麥生態(tài)學(xué)鼠aer勺生活型分類系統(tǒng)和中國植 被中的生活型系統(tǒng)。（1） Raunkiaer的生活型分類系統(tǒng)他以植物體在度過生活不利時期（冬季嚴(yán)寒、夏季干旱）對惡劣條件的適應(yīng)方式作為作為分類的基礎(chǔ)。具體 的是以休眠或復(fù)蘇芽所處位置的高低和保護的方式為依據(jù)，把陸生植物劃分為五類生活型。1）高位芽植物（PhanerophyteS休眠芽位于距地面5厘米以上，又依高度分為四個亞類即大高位芽植物（高度冬0米），中高位芽植4（8-30米），小高位芽植物28米）與矮高位芽植物25厘米到2米）。如 喬木、灌木和一些生長在熱帶

6、潮濕氣候條件下的草本等。2）地上芽植物（ChamaephyteS更新芽位于土壤表面之上，5厘米之下，多為半灌木或草本植物受土表 的殘落物保護，在冬季地表積雪地區(qū)也受積雪的保護。3）地面芽植物Hemicryptophytes又稱淺地下芽植物或半隱芽植物，更新芽位于近地面土層內(nèi)，在不利 季節(jié)，地上部分全枯死，即為多年生草本植物。4）地下芽植物CryptophyteS又稱隱芽植物，更新芽位于較深土層中或水中，多為鱗莖類、塊莖類和根 莖類多年生草本植物或水生植物。5）一年生植物TherophyteS是只能在良好季節(jié)生長的植物，以種子的形式度過不良季節(jié)。（2）中國植被一書中即按植物體態(tài)劃分出下列生長型類

7、群：木本植物喬木：具有明顯主干，又分出針葉喬木，闊葉喬木，并進一步分出常綠的，落葉的，簇生葉的，葉退化的。灌木：無明顯主干，也可按上述原則進一步劃分。竹類。藤本植物。附生木本植物。寄生木本植物。半木本植物半灌木與小半灌木。草本植物多年生草本植物又可分出蕨類，芭蕉型，叢生草，根莖草，雜類草，蓮座植物，墊狀植物，肉質(zhì)植物，類 短命植物等。一年生植物：又分冬性的，春性的與短命植物。寄生草本植物。腐生草本植物。水生草本植物：又分挺水的，浮葉的，漂浮的，沉水的。W.葉狀體植物苔蘚及地衣。藻菌。統(tǒng)計某個地區(qū)或某個植物群落內(nèi)各類生活型的數(shù)量對比關(guān)系稱為生通過生活型譜可以分析一定地區(qū)或某一植物群落中植物與生境

8、（特別是氣候）的關(guān)系。從各個不同地區(qū)或各個不同群落的生活型譜的比較，可以看 出各個地區(qū)或群落的環(huán)境特點，特別是對于植物有重要作用的氣候特點。表1不同植物耐蔭性類型的主要差異特征陽性植物陰性植物1、外觀冠形傘形圓錐形枝葉分布稀疏，透光度大濃密，透光度小葉型一般只有陽生葉有陰陽葉或只有陰生葉枝下高大，自然整枝強小，自然整枝弱相對高較小較大性樹。 對；常 蔭樹；2、生長發(fā)育生長較快較慢開花結(jié)實較早較晚壽命較短較長3、生境特征干旱貧瘠土壤濕潤肥沃土壤4、群落群落內(nèi)天然更新少或無多自然稀疏出現(xiàn)早，強度大出現(xiàn)晚，強度小或無5、生理光補償點高低光飽和點高低葉綠素a/葉綠栽較大（喜直射，利用紅光）較?。ㄏ采⑸?/p>

9、利用藍紫光）可溶性蛋白含量較高較低其它參考樹冠的葉幕區(qū)稀疏透光，葉片色淡而質(zhì)薄，如果是常綠樹，其葉片壽命較短的為陽 葉幕區(qū)濃密，葉色濃而且質(zhì)地厚的，如果是常綠樹，則葉可在樹上存活多年的為耐蔭; 綠性針葉樹的葉呈針狀的多為陽性樹，葉呈扁平或呈鱗片狀而表、背區(qū)別明顯的為耐 闊葉樹中的常綠樹多為耐蔭樹，而落葉樹種多為陽性樹或中性樹。表2陽生葉與陰生葉形態(tài)、解剖及生理特性比較特征陽生葉陰生葉葉片形態(tài)厚而小薄而大葉片顏色較淺較深角質(zhì)層發(fā)達不發(fā)達柵欄組織較厚或緊密較薄或稀疏氣孔較密較小較希較大葉脈較密較稀葉綠素含量較少較多蒸騰作用較強較弱光補償點、飽和點高低三、實驗材料:校園內(nèi)生長在不同生境條件下植物種類

10、。四、方法與步驟：1、在校園內(nèi)選擇020種完全展葉的成年植物（包括喬木和灌木分別按下列指標(biāo)分級進行觀測，結(jié)果 填入”結(jié)果1-1 ”中。生活型喬木（針葉、闊葉、常綠、落葉灌木（常綠、落葉）冠形傘形、近傘形、近圓錐形、圓錐形。 枝葉分布稀疏、較稀疏、較濃密、濃密。透光度 枝葉透光面積占樹冠面積的百分比。葉型“陽生葉”一只著生陽生葉；“陽、陰”一有陽生葉和陰生葉分化；“陰生葉”一只著生陰生葉。 枝下高（m）：最下一輪活枝到地面的高度。冠高比樹冠長度與樹高之比。相對高植物株高（樹高）與基徑（胸徑m）之比。生長速度快，較快，較慢，慢。開花結(jié)實早，較早，較晚，晚。壽命短，較短，較長，長。生境：干旱貧瘠，較

11、干旱貧瘠，較濕潤肥沃，濕潤肥沃。2、綜合考慮各觀測指標(biāo)，對一20種植物的耐蔭性按由強到弱的順序,（2, 3,）排序；3、根據(jù)各植物的耐蔭性順序，結(jié)合年齡氣候、土壤條件對耐蔭性的影響確定不同植物的耐蔭性類型日性植物、中性植物、陰性植物）結(jié)果1-1植物耐蔭性鑒別調(diào)查記錄表種名生活型冠形枝葉分布透光度葉型枝下高冠高比相對高生長速度開花結(jié)龍船花常綠灌木近圓錐形較濃密17%陽生葉0.200.8758.88較快較早側(cè)柏常綠喬木近圓錐形濃密12%陽生葉1.020.8444.96慢早紅豆杉常綠喬木近傘形濃密60%陰生葉0.330.8736.68較慢晚羅漢松常綠喬木傘形濃密11%陽生葉0.630.8434.99

12、較快較早南洋杉常綠喬木圓錐形濃密4%陽生葉1.670.9256.26快早陰香常綠喬木近傘形濃密13%陽生葉2.900.7137.01較快晚桂花常綠喬木傘形較稀疏18%陽生葉0.470.8850.24較快較晚朱蕉常綠灌木近傘形較稀疏75%陽生葉0.160.8453.90較快早蘇鐵針葉喬木傘形濃密16%陽生葉1.050.536.25慢較早廣玉蘭常綠喬木近傘形濃密13%陽生葉1.600.7166.42較快較早木棉落葉喬木近圓錐形較稀疏40%陽生葉6.500.6148.55快早變?nèi)~木常綠灌木近傘形較稀疏35%陰生葉0.100.9124.45快較早酒瓶蘭常綠喬木傘形較稀疏66%陽生葉1.250.4122

13、.95較慢晚白蘭常綠喬木近傘形濃密35%陰生葉3.200.8464.45較慢早黃槐決明落葉喬木傘形較稀疏66%陽生葉1.330.7040.64較慢較早植物耐陰性指標(biāo)量化表觀測特彳正冠型傘形近圓錐形圓錐形.枝葉分布稀疏較稀疏較濃密濃密.枝下鬲3）大較大較小小冠高比小較小較大大相村扃小較小較大大生長速理快較%較慢慢開花始實早較簞較晚晚短較短較長長生境十早貧腭較十早密癖較濕擔(dān)肥沃混河肥沃M=結(jié)果1-2植#2 協(xié)陽生葉、陰生葉形態(tài)34、解剖結(jié)構(gòu)特征觀察記錄表特征海桐Pittosporum tobiThunb.) Ait樟樹.Cinnamomum bodiniAevl夾竹桃Nerium indicum

14、Mill.陽生葉陰生葉陽生葉陰生葉陽生葉葉片形態(tài)長度（cm）495105106111115寬度（cm）1.5424.53.35.546.522.5厚度（cm）0.08-0.150.05-0.120.02-0.050.02-0.030.05-0.10葉片顏色綠色深綠深綠淺綠葉面深綠、背面淺綠柵欄組織層數(shù)較厚較薄較厚較薄較厚緊密度較密較稀較密較稀較密氣孔相對密度較密較稀較密較稀較密相對大小較小較大較小較大較小葉脈相對密度側(cè)脈68對側(cè)脈57對側(cè)脈46對側(cè)脈35對側(cè)脈約120對結(jié)果1-3植物陽生葉、陰生葉形態(tài)、解剖結(jié)構(gòu)特征觀察記錄表種名生活型（Raunkiaer分類）生長型中國植被 分類）水分適應(yīng)生態(tài)

15、 類型光強適應(yīng)生 態(tài)型土壤適應(yīng)生 態(tài)型分類氣溫適應(yīng) 生態(tài)類型睡蓮地下芽植物水生草本植物水生植物陽性植物酸性土植物中生植物印度膠榕高位芽植物闊葉喬木陸生植物耐陰植物酸性土植物中生植物旅人蕉高位芽植物多年生草本植物陸生植物陽性植物酸性土植物中生植物馬尾松高位芽植物木本：針葉喬木陸生植物陽性植物酸性土植物中生植物仙人掌高位芽植物多年生草本植物旱生植物陽性植物沙生植物極度喜溫沿階草地面芽植物多年生草本植物陸生植物耐陰植物酸性土植物中生植物木棉高位芽植物木本：闊葉喬木陸生植物陽性植物酸性土植物中生植物蒲葵高位芽植物木本：闊葉喬木陸生植物耐陰植物酸性土植物中生植物狗牙根地面芽植物多年生草本植物陸生植物陽性

16、植物酸性土植物中生植物雪松高位芽植物木本：針葉喬木陸生植物陽性植物酸性土植物中生植物圓柏高位芽植物木本：針葉喬木陸生植物陽性植物酸性土植物中生植物紫薇高位芽植物木本：闊葉喬木陸生植物陽性植物酸性土植物中生植物桑寄生高位芽植物半灌木與小半灌木陸生植物陽性植物寄生植物上中生植物雞屎藤地面芽植物木本：藤本植物陸生植物陽性植物酸性土植物中生植物升馬唐一年生植物一年生草本植物陸生植物陽性植物酸性土植物中生植物繁縷一年生生植物一年生草本植物陸生植物陽性植物酸性土植物中生植物附注：根據(jù)不同植物對氣溫的反應(yīng)可將其生態(tài)類型分為（：1）喜冷植物:例如某些藻類在零上低溫（020C）環(huán)境中生長發(fā)育，當(dāng)溫度宿20C以上即受高溫傷害。2）中生植物：例如水生和陰生的高等植物，地衣和苔蘚等， 在中等溫度1030C環(huán)境下生長和發(fā)育，溫度超3過。就會受傷。（3）喜溫植物：可育在30-100C中生長。其中 有一些是在45C以上就受傷害，稱為適度喜溫植物,6旌100C才受害，稱為極度喜溫植物。四、實驗分析：1、根據(jù)植物對光強的要求，傳統(tǒng)上將植物分成陽性植物、陰性植物和居于這二者之間的耐蔭植物。陽性植物： 要求較強光照，不耐蔽蔭，在全光照下生長良好，否則枝條纖細(xì)，葉片黃瘦，花小而淡，開花不良，在自然植物群落 中，大多為上層喬木。如木棉、橡皮樹、銀杏、紫薇、木麻黃、椰子、楊