生态.docx

1、生态第一章 绪论 生态学是研究生物之间及其与周围环境之间的相互关系的科学。 果园是一个复杂的人工生态系统 ： 提供果品和其他果树产品；绿化、美化环境；保持水土；防风固沙；调节气候；净化空气，防止污染；提供部分林木（防护林）、饲料（生草）和其他农产品（间作），甚至肉类（果牧、果渔兼营）等。 第一节 果树生态学的含义、内容和任务 果树生态学，亦称果树环境学；是研究果树之间及其与周围环境之间相互关系的科学； 果树之间的关系是指果树品种内及品种间或种间的关系，它们之间互为环境条件。 周围环境包括非生物因素和生物因素两方面，前者是指温度、光、水分、空气、土壤、地形、污染等环境因素；后者是指果树以外的动物

2、、植物、微生物等环境因素。 果树生态学是研究果树群体内以及果树群体与环境的生态关系。包括果树的起源、分布和生态区别；野生果树群落生态系统的结构与功能，即这类生态系统的结构类型、能量转化、物质循环和生态平衡；各环境因素（光、温、水分、大气、土壤、地形、污染、生物）与果树的相互关系与调控途径。 第二节 环境条件的基本概念及生态因子综合作用的基本规律一、环境条件的基本概念(p17-18) 环境：广义的讲，是指某一主体周围一切事物的总和。在生态学中，环境是指生物的栖息地。 生物是环境的主体，环境指某一特定生物体或群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存与活动的外部条件的总和。 宇宙环境

3、，也可称之为空间环境，指大气层以外的宇宙空间。 地球环境，也称地理环境，是由大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈组成。 区域环境，是指占有某一特定地域空间的自然环境。 生境:即生长环境,指生物生长的具体地段的环境。 小环境近植物个体表面或个体表面不同部位的环境。 体内环境指个物体内组织或细胞间的环境，对生物体的生长和繁育具有直接的影响 二、生态因子的综合作用1、生态因子？ 环境因子：构成环境的各个独立的、性质不同的、服从整体演变规律的的基本组分/要素，称为环境因子。 生态因子：环境因子中一切对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的因子，则称生态因子。 生态因子中生物生存不可缺少的因子称为

4、生物的生存因子(或生存条件、生活条件)。 各种生态因子在其性质、特性、作用强度 和作用方式 等方而各不相同； 各种因子之间相互结合、相互制约、相互影响； 构成了丰富多彩的环境条件，为生物创造了不同的生活环境类型。 根据生态因子的性质，可将生态因于归纳为： A：气候因子，如光、温、湿度、降水量和大气运动等因子； B：土壤因子主要指土壤物理、化学性质、营养状况等； C：地形因子，指地表特征，如地形起伏、海拔、山脉、坡度、坡向、高度等地貌特征; D：生物因子，指同种或异种生物之间的相互关系，如种群结构、密度、竞争、捕食、共生、寄生等。 E：人为因子，即指人类活动对生物和环境的影响； 根据生态因子的稳

5、定性，将生态因子分为稳定因子 和变动因子 。 稳定因子，是指那些变化微弱或不变化的相对桓定的因子，如地心引力、地磁力、太阳辐射常数等。 变动因子则指那些稳定性较差的因子，根据其变动是否具有规律性，可分分周期变动因子 和非周期变动因子 。 根据有机体对生态因子的反应和适应性物点，将周期变动生态因子分为 ：第一周期性因素：是指由地球自转或公转及月相变化形成的光、温、潮汐的日、月、季节、年的周期性变化，由此进一步形成不同气候带对生物种群分布起决定作用。次生性周期因素：取决于第一性周期因素，如太阳辐射和温度周期性变化导致大气湿度、降水量周期性变化。这类因素对一定区域内的生物种群数量增减有较大影响。非周

6、期性因素：指突发性或间断性出现的因素，如暴雨、山洪、冰雹、蝗灾及火山喷发、地震、地外物体撞击等突发性灾难，生物对这类因素很难形成适应性。2、生物因子的时空变化及生物分布 自然环境中的生态因子始终处于有规律的变化之中，主要表现为各因子在空间上的递变与时间上的周期性变化。 空间递变导致生态因子组合表现带状分布； 时间递变使生态因子表现出周期性变化。 在这些呈现时空规律性变化的生态因子中，起主导作用的是气候生态因子，在其规律性变化作用下，土壤、水体及生物生态因子也发生相应的规律性变化，这些变化深刻地影响生物的生存与分布。生态因子的纬向递变性 由南向北的递减性； 而年度内的变幅由南向北呈递增性； 平均

7、气温 由南向北的递减性； 而年度内的变幅由南向北呈递增性； 日照时数及降雨量 北半球的日照长度由低纬向高纬表现精确的递增规律，且年度内变幅逐渐增大。 降水量分配也有明显的由南向北递减趋势。 在气候、生物等对土壤形成有关因子影响下，土壤分布也表现出明显的地带性特征。 欧亚大陆内陆自北向南的土壤分布顺序大致为：冰沼土、灰化土、生草灰化土、灰色森林土、黑土、栗钙土和荒漠土； 我国东部和东南沿海由于季风气候的影响，自北向南土壤分布为：灰棕壤、棕壤、褐土、黄棕壤、黄褐土、黄壤、红壤和砖红壤。 自然森林与植被是生物与气候长期适应中形成的也表现出明显的带性特点； 我国东半部自南向北依次分布的森林特征为：热带

8、雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落叶林及寒温带针叶林。 热带雨林阔叶林亚热带常绿温带落叶林温带草原沙漠寒温带针叶林3、生态因子的作用规律(p21-22) 最小因子定律 耐性定律 最适量定律和生态幅最小因子定律 1840年，德国化学家李比希（Liebig）在有机化学及其在农业和生理学中的应用一书中，分析了土壤与植物生长的关系； 他认为：每一种植物都需要一定种类和数量的营养元素，其中供给量最少，与需要量相差最大的元素决定植物的生长发育及产量；即最小因子定律。 生长环境中的水和二氧化碳数量较多，容易满足植物的需要，作物的产量往住取决于最小量矿质营养元家的供应状况；作物的增产与减产是与作物从土壤中所能获得

9、的矿物营养的多少呈正相关的： N250Kg产量；磷-350Kg；钾-500Kg；实际产量：250Kg，由氮决定。 之后，不少学者发现：当最小因子增加时，开始增产的效果很大，继续增加最小因子，其效果逐渐减小，甚至造成减产。 这些研究工作表明，最小因子定律所揭示的原理只能在严格的“稳定状态”下，即物质、能量的输入和输出处于平衡状况下才适用。 一旦某种环境因子改变，“稳定状态”被打破，限制因子也随之变换。 同时，环境中各因子之间是相互作用的，因子之间具有互补作用。 因此，适用最小因子定律要有动态的概念，即不同时间、不同条件，限制因子的概念也不同。 限制因子？ Liebig在提出最小因子法则的时候，一

10、方面只研究了营养物质对植物生存、生长和繁殖的影响；另一方面，只考虑了营养物质因子的最小影响 ； 多年的研究，人们才发现这个法则对于温度和光等多种生态因子都是适用的。 因此，生物在一定环境中生存，必须得到生存发展的多种生态因子，当某种生态因子不足或过量都会影响生物的生存和发展，这个因子就成为限制因子。 因而，“限制因子”是相对的，不是绝对的，即相对于该因子对生物的影响结果而言。 当该因子的量过小，不能满足生物的需要量时成为限制因子； 当因子的量过大，难以同其他因子配合时，对生物的影响结果不良，也成为限制因子； 而因子比较适合时，原来相对不缺乏的其他因子上升为“限制因子”。 限制因子往往是局部性和

11、暂时性的。 如果一种生物对某一生态因子的耐受范围很广，而且这种因子又非常稳定，那么这种因子就不大可能成为限制因子； 相反，若某生物对某一生态因子的耐受范围很窄面且这种因子又易于变化，该因子很可能成为一种限制因子。 因此，限制因子并不等同于主要作用因子。耐性定律 耐性定律，也称谢尔福德耐性定律。1913年美国生态学家VE shelford经大量调查后指出生物对其生存环境的适应有一个生态学最小量和最大量的界限。 生物只有处于这两个限度范围之间生物才能生存，这个最小到最大的限度称为生物的耐性范围。 耐性定律说明，生物只有在其所要求的环境条件完全具备的情况下才能正常生长发育，任何一个因子数量上不足或过

12、剩，均会影响生物的生长发育和生存。 生物对环境的耐性并非一成不变的，随着生物的发展，耐性存在一定的变化：耐性的差异自然进化下的耐性变化耐性的人为改变耐性的差异 一种生物对不同的生态因子的耐性限度不同。 不同生物对同一生态因子的耐性限度也不相同。 作物对钾、磷的耐性比对氮的耐性差； 同种生物在不同发育阶段对多种生态因子的耐性范围不同。 生殖期生长期 自然进化下的耐性变化 自然界中的生物并非都在环境因子的最适范围内生存，同一生物种内的不同品种，长期生活在不同生态环境下，对多个生态因子会形成有差异的耐性范围。 生物耐性限度的改变往往遵循用进废退原则，因为在不利因素影响下会提高对基础代谢率的要求，为了

13、降低对基础代谢率的要求，往往靠牺牲对其他次要因子的适应。 耐性的人为改变 生物的耐性范围还可通过人为驯化的方法来改变。 例如，南方果树的北移，北方作物韧的南移，野生植物的栽培化，都要经过一个驯化过程。 一般讲，驯化需要很长的时间，但在实验条件下诱发的生理补偿机制，可在短时间内完成。 驯化还可以通过生物技术改变生物的遗传信息来改变生物的耐性范围，如抗病育种可扩大作物对病虫害的耐性范围。最适量定律和生态幅 一定条件下，任何生态因子的作用都存在最大、最适、最小3个基点，只有最适才会产生最佳效果。超出则会产生危害作用，即最适量定律。 生态幅（ecological amplitude）：植物对生态因子适

14、应范围的大小。 eg. 广温性植物和窄温性植物(p22)4、生态因子的综合作用(p19-21) 生态因子的综合作用主要包括生态因子间彼此联系、互相作用，生态因子的不可替代性，作用的主次关系和直接与间接作用天系，以及它们的作用地位在一定条件助互相转化等；综合性与交互性作用的主次之分直接和间接之分阶段性不可替代性和补偿性不均匀性综合性 生态环境中单因子的变化，都必将引起其他因子个同程度的响应。因此，在进行个态因子分析时，不能只片面地注意到某一个生态因子而忽略其他因子。 例如，土壤的含水量，不只决定于降水量一个因素，而是诸气象因素相互作用的综合效应；既决定于水分收人(降水)，又决定子水分支出(蒸发、

15、蒸腾、径流和渗漏等)。交互性 自然环境中的各生态因子并不是孤立存在的，而是相互联系、相互促进与制约的。 生态因子对生物的作用也不是单一的，面是多个相互联系的因子相互影响，交互、综合作用于生物。 当生物受到多个生态因子作用时，其作用效果并不是各单因子作用效果的简单累加，综合作用效果往往明显大于或小于各单因子作用之和。这是由于各因子相互作用，其效应相互叠加、互相抵消或互不相干，这称为交互作用。 如对作物施N、P、K三种肥料的综合增产效果大于单施三种肥增产效果之和。主次性 在一定条件下起综合作用的诸多生态因子中，有一个或少数几个对生物起主要的、决定性的作用的因子，称为主导因子；其他的因子则为次要因子

16、。 如光合作用时，光强是主导因子，温度和二氧化碳浓度为次要因子。 生态因子的主次在一定条件下可以发生转化，处于不同生长时期和条件下的生物对生态因子的要求和反应不同，某特定条件下的主导生态因子在另一条件下会降为次要因子。直接和间接性 根据生态因子与生物的作用关系，可将生态因子分为直接作用和间接作用两种类型。 环境中的地形因子其起伏程度、坡向、坡度、海拔高度及经纬度等对生物的作用不是直接的，但它们能影响光照、温度、雨水等因子的分布，因而对生物产生的作用则是间接作用； 而光照、温度、水分状况则对生物类型、生长和分布起直接的作用。阶段性 生物生长发育不同阶段对生态因子的需求不同，具有阶段性特点。 某因

17、子在某阶段为限制因子，而在另外阶段是非限制因子；在某阶段的主导因子，在另外阶段则是辅助因子； 在某阶段的有利因子，在另外阶段可能成为有害因子。 因此，生态因子对生物的作用也具有阶段性，这种阶段性是由生态环境的规律性变化所造成的。 不可替代性和补偿性 生态因子都具有各自的特殊作用和功能，每个生态因子对生物的影响都是同等重要和不可替代的。 在植物光合作用中光因子的作用是提供光能，CO2的作用是提供C源，它们同等重要不可替代。 虽然生态因子对生物的影响同等重要、不可替代，但由于生态因子的综合作用，某因子在量上的不足，可以由其他因子来部分补偿，以获得相似的生态效应。 如植物进行光合作用中，光和CO2同

18、等重要、不可替代，但在一定范围内可以增加二氧化碳的浓度来补偿光照不足。 不均匀性 在一定的生境中，生态因子随地点和时间的变化而不断变化，表现出生态因子作用的不均匀性。 生境范围越大，不均匀性越明显； eg. 地球表面；果树冠层不同部位；第二章 果树的起源与分布（p25-33) 第一节 果树的起源 第二节 气候植被类型与果树分布 第三节 中国主要果树的分布 生物与环境是统一体，尤其是果树，树体高大、长寿，对外界环境条件的要求比一般灌木和草本高，它与环境依存的关系更为密切。 明确果树的起源与分布，不仅可以了解果树生物学和经济学性状的形成、演化及其与环境作用的相互关系，为果树种质资源的起源、历史、分

19、类等提供依据； 而且可以了解各种果树对生态环境条件的总体性要求，为适地适作、合理区划、引种选种和栽培技术提供理论依据。 第一节 果树的起源 世界栽培果树的起源和研究概况 世界栽培果树起源中心一、世界栽培果树的起源与研究概况 2）八大中心论 苏联瓦维洛夫于19231931年间对亚、欧、非和中南美洲的68个国家进行空前的全球性考察，于1935年发表了“植物育种的植物地理基础”一文，第一个绘制出了栽培植物起源中心草图，发展了起源中心或基因中心的理论。 北纬2045度，与大山脉走向一致； 他认为：绝大多数栽培植物起源于东方世界，尤其是中国和印度。其次是近东和地中海。 中国中心 印度斯坦中心 印度支那马

20、来西亚中心 中亚中心 近东小亚细亚中心 地中海中心 墨西哥中美洲中心 南美洲中心3）十二大中心论 1970年，茹可夫斯基根据近年遗传育种工作的进展，对瓦维洛夫学说又作了修改补充，发表了“育种的世界植物基因资源”（大基因中心和小基因中心）一文； 扩大了关于起源中心的概念，增加了澳大利亚、欧洲西伯利亚、非洲、北美洲四个中心，几乎包括了全球的陆地。二、世界栽培果树起源中心 据茹可夫斯基和Zeven（1975）所提出的12大中心论 ，现将世界栽培果树起源和类型形成基因中心 ： 中国日本中心、印度尼西亚印度支那中心 、澳大利亚中心 、印度斯坦中心 、中亚细亚中心 、西亚细亚中心 、地中海地区中心 、非洲

21、中心 、欧洲西伯利亚中心、中美洲中心 、南美洲中心 、北美洲中心 中国日本中心 区域：中国、朝鲜、日本。 中国基因中心是主要的初生地，由它发展了次生的日本基因中心。中国基因中心在种的组成上是最丰富的。 起源果树：苹果属10种、梨属8种、木瓜属3种、李属2种、杏属2种、桃属4种、樱桃属约150种、山楂属2种、枣属2种、柿属2种；柑桔属4种、金柑属3种、构桔属1种、桑属2种、猕猴桃属4种、葡萄属2种、榛属4种、核桃属3种、栗属2种、榧属2种及银杏、杨梅、荔枝、龙眼、枇杷等。共27属200余种。 印度尼西亚印度支那中心 区域：印度支那、印度尼西亚、马来群岛。 起源果树：树玻萝属3种、三竹子属3种、柑

22、桔属8种、香蕉属3种及榴莲、椰子、桄椰子、西谷椰子、刺韶子等。澳大利亚中心 区域：澳洲 起源果树：指桔属5种、遁桔属1种(单种属，沙漠遁桔)。印度斯坦中心 区域：印度、巴基斯坦及缅甸。 起源果树：芒果、拘缘、哈西苔橙、野生三竹子、椰子（次生中心）。中亚细亚中心 区域：阿富汗、塔吉克、鸟兹别克、土库曼、吉尔吉斯及中国天山西部。 起源果树：苹果属6种、梨属8种、樱桃属11种、山楂属6种、扁桃属6种、沙枣属3种、葡萄属2种、草莓属1种以及核桃、阿月浑子、杏、桃、樱桃李。西亚细亚中心 区域：伊朗、外高加索、小亚阳亚、阿拉伯。 起源果树：苹果属2种、梨属4种、李属3种、樱桃属2种、杏属1种、扁桃属7种、

23、葡萄属3种、榛属8种、桑属2种以及榅桲、石榴、无花果、欧洲栗、山茱萸、洋山楂。地中海地区中心 区域：欧洲南部和非洲北部的地中海沿岸地区。 起源果树：油橄榄属2种、柑桔属3种、葡萄属2种(欧洲葡萄初生和次生中心)、李属4种。非洲中心 包括瓦维洛夫的埃塞俄比亚中心在内的中、南美洲。 起源果树：海枣属6种、香蕉栽培品种AAA组及Zeven补充的牛油树、星苹果、咖啡。欧洲西伯利亚中心 区域：西南到多瑙河、东至叶尼塞河、北至斯堪的纳维亚半岛的中北欧、俄罗斯直至西伯利亚中部。 起源果树：苹果属4种、梨属2种、樱桃属3种、扁桃属2种、葡萄属2种、树莓属多种；醋栗属多种(穗状醋栗、刺李)、草莓属3种以及核桃、

24、沙棘。中美洲中心 区域：墨西哥、危地马拉、哥斯达黎加、洪都拉斯和巴拿马。 起源果树：油梨属2种、番荔枝属7种、番石榴属4种、番木瓜属2种、仙人掌属2种以及长山核挑、毛叶核桃、人心果、星苹果、可可。南美洲中心 区域：巴西、阿根廷、巴拉圭和安第斯山系区域的智利、厄瓜多尔、秘鲁。 起源果树：凤梨属2种、番荔枝属5种、西番莲属12种、番木瓜属3种、蒲桃属3种、番石榴属2种以及腰果、智利草莓、肥合果、巴西坚果。北美洲中心 区域：美国和加拿大南部。 起源果树：葡萄属20多种、李属10种、醋栗属多种、树莓属85种、草莓属、核桃属2种、山核桃属27种、越桔属多种、板栗属2种。第二节 气候植被类型与果树分布 起

25、源中心与果树分布 世界气候类型与果树分布 一、起源中心与果树分布 果树起源中心，由于在野生的环境条件 总体中形成； 在栽培、选育、驯化过程 中改变，在人类活动及自然生态因素 的影响中相互转移、传播而复杂化 并在现代气候条件为主导的环境条件 和人为栽培条件 的综合作用下，形成了世界果树分布的现状。 由于上述人类活动和自然生态因素的影响，不但使现代世界果树分布与果树自然分布相比起了巨大的变化，而且极大地促进了果树产业的发展。 许多重要果产区常常并非这些果树的原产地。如起源中心在中国及东南亚的柑桔，现在美国、巴西、地中海地区栽培最多；起源中心在东南亚的香蕉，现主产南美。二、世界气候类型与果树分布 世

26、界气候植被类型 世界气候植被类型与果树分布世界气候植被类型 世界气候带（climate zone），一般分为赤道带、热带、亚热带、温带、寒带、苔原和冰原七个大的气候带。 在每个气候带内，由于海陆分布、洋流、地形等非纬度地带性因素影响，又有不同的气候类型。 世界气候型(climate type)主要有海洋气候与大陆气候、草原气候与沙漠气候、季风气候与地中海气候、高山气候与高原气候等。世界气候植被类型 地球表面各地气候等环境条件的差异，导致相应生物的差异。随着生物界的发展，地带性的差异不断增长。 陆地上最典型和最富表现力的特征是植被类型。 植被是气候、土壤的综合反应，每种气候都有它特定的植被。 地

27、球植被类型，一殷分为热带的雨林、季雨林、稀树草原、红树林；亚热带的硬叶林、荒漠；温带的夏绿阔叶林、针阔混交林、针叶林、欧石南灌木群落、草原和荒漠；寒带的冻原、极地荒漠以及草甸、沼泽、水生植被等18类型(P37,表3-2)。 世界气候植被类型 气候带、植被带和土壤带在地球上常都是相互平行、彼此对应的。 果树的分布与适栽地带，常常与植被类型、特别是森林植被类型密切相关，对应平行，它们常作为果树适地适作的直接而简便的指标和依据。 世界气候植被类型与果树分布I、热带果树带 ：包括热带雨林（I1）和热带季雨林（I2）两个亚带；II、亚热带果树带：包括常绿阔林（II1）、硬叶常绿林（II2）、荒漠亚带（I

28、I3）三个亚带；III、温带果树带 ：包括夏绿阔叶林（III1）、草原地带（III2）、针叶林（III3）、荒漠（III4）四个亚带；I1、热带雨林地带（一） 热带雨林主要分布于赤道南北纬510内的热带气候区。分以下三个区域： 以中南美洲面积最大，主要在亚马逊河流域、圭亚那、哥伦比亚西岸、巴西东岸、中美洲东海岸和西印度群岛。 非洲主要分布于刚果河流域、尼日尔河下游和大湖盆地。 亚洲主要分布于菲律宾群岛、马来半岛、马来群岛，中南半岛的东西海岸、恒河和布拉马普待拉河下游、斯里兰卡南部及中国的海南岛和台湾南部、云南河口和西双版纳沟谷区。热带雨林地带（二） 热带雨林气候全年高温多雨，无明显季节区别，终

29、年受赤道低压带控制。 年平均气温2530，平均年较差16，最冷月平均气温18以上，极端最高温多在36以下，年降水量2000 mm以上，空气相对湿度90%以上，全年多雨湿润，分配均匀。 土壤常为砖红壤、砖红壤性红壤。 热带雨林地带（三） 热带雨林区果树资源极为丰富，不少野生果树资源尚未被发现或尚持开发利用。 主要分布果树有：椰子、油棕、香蕉、番木瓜、番荔枝、树菠萝。菠萝、忙果、人心果、榴莲、巴西坚果、腰果、可可、咖啡等。 著名果树：巴西、印度、印度尼西亚、菲律宾和厄瓜多尔的香蕉，巴西、印度、印度尼西亚、墨西哥和扎伊尔的番木瓜，印度尼西亚、菲律实、印度、斯里兰卡和马来西亚的椰子，巴西和菲律宾的菠萝

30、，印度、莫桑比克和巴西的腰果，巴西的巴西坚果等 I2、热带季雨林地带 （一） 季雨林区主要在纬度10到回归线附近的大陆东岸；以亚洲面积最大、最典型。 主要分布于东南亚地区，如印度德干高原、缅甸、泰国、老挝、越南和中国南部(海南岛西部、滇南干热河谷和盆地等)以及澳大利亚北部沿海区、非洲和美洲等地的部分热带地区，呈不连续的带状分布。 热带季雨林地带 （二） 季雨林区属于热带季风气候，年平均温25左右，年较差8左右，年降水量1000 mm以上，季节分布不均，有明显的周期性干、湿季交替。 与雨林比较，群落结构较简单，种类组成较少，藤本及附生植物较少，缺乏木本附生植物，但开花期较集中而有的具大型花朵，故外貌比雨林显好华丽。 热带季雨林地带 （三） 主要分布果树有菠萝、香蕉、忙果、荔枝、龙眼、柑桔、番木瓜、树菠萝、油梨、阳桃、番石榴、橄榄、杨梅、人心果等。其中，荔枝、龙眼、柑桔、杨梅等都是原产果树。 本地带著名者有：泰国、中国的菠萝，印度的忙果，中国的荔枝、龙眼、柑桔、杨梅等。II1、