《草地学》讲义 第二章草地生态学基础 5 紫外线、短波的蓝紫光抑制植物的生长作用，如青藏高原地区植物大多低矮。红光 红外线具有延长植物生长的作用。 光合作用： 在光合作用中植物并不能利用光谱中所有波长的光能，只是可见光区(380-760nm) 的大部分光波能被绿色植物吸收，通常把这部分辐射称为生理有效辐射或光合有效辐射。 大约占太阳总辐射的40-50%左右，大于760m为红外线，具有热效应，植物不吸收， 小于380m为紫外线，正常生长并不需要，作用于色素和形态建成。 红、橙光被叶绿素吸收最多的光线部分，具有最大的光合活性：蓝紫光可被叶绿素、 类胡萝卜素等强烈吸收：只有绿光在绿色植物的光合作用中很少被吸收利用，这是由于 绿色叶子透射和反射的结果，也将绿光称为生理无效光。 (二)光量的生态作用 1光照强度 光照强度的变化 光辐射到达地球表面后，由于空间和时间的变化，光照强度也随之而发生变化。空 间变化包括地理纬度、海拔高度、地形坡向、植被类型等的变化：时间变化包括一年中 的季节变化和一天中的昼夜变化。 光照强度随纬度的增加而减弱纬度越低太阳高度角越大，光照强度就越强。 光照强度随海拔高度增加而增强随海拔高度的增加，大气层的厚度相对减少，加 之空气密度相对减少，空气较清洁对光的散射、反射和吸收相对较小，所以光照强度较 大。 光照强度也受山地的坡向影响在坡地上太阳光线的入射角随坡向和坡度而变化。 光照强度的生态作用 光照强度对植物生长及形态结构的建成有重要的作用光是光合作用能量的来源： 黄化现象是光照强度对形态建成和植物发生明显影响的典型例子。（植物受光不足，不能 形成叶绿素、胡萝卜素和叶黄素呈现黄色或黄白色称为黄化) 光照强度也影响植物发育植物体被遮光后同化量减少：光照减弱也会引起结实不 良。 光照强度对果实的品质也有良好的作用强光下可增加果实的含糖量和耐贮性，且 着色良好。 光补偿点：弱光下，增加光强度光合作用增加，这时呼吸作用消耗的物质大于光合作用
《草地学》讲义 第二章 草地生态学基础 - 5 - 紫外线、短波的蓝紫光抑制植物的生长作用，如青藏高原地区植物大多低矮。红光、 红外线具有延长植物生长的作用。 光合作用： 在光合作用中植物并不能利用光谱中所有波长的光能，只是可见光区（380~760nm） 的大部分光波能被绿色植物吸收，通常把这部分辐射称为生理有效辐射或光合有效辐射。 大约占太阳总辐射的 40~50%左右，大于 760nm 为红外线，具有热效应，植物不吸收， 小于 380nm 为紫外线，正常生长并不需要，作用于色素和形态建成。 红、橙光被叶绿素吸收最多的光线部分，具有最大的光合活性；蓝紫光可被叶绿素、 类胡萝卜素等强烈吸收；只有绿光在绿色植物的光合作用中很少被吸收利用，这是由于 绿色叶子透射和反射的结果，也将绿光称为生理无效光。 （二）光量的生态作用 1 光照强度 光照强度的变化 光辐射到达地球表面后，由于空间和时间的变化，光照强度也随之而发生变化。空 间变化包括地理纬度、海拔高度、地形坡向、植被类型等的变化；时间变化包括一年中 的季节变化和一天中的昼夜变化。 光照强度随纬度的增加而减弱 纬度越低太阳高度角越大，光照强度就越强。 光照强度随海拔高度增加而增强 随海拔高度的增加，大气层的厚度相对减少，加 之空气密度相对减少，空气较清洁对光的散射、反射和吸收相对较小，所以光照强度较 大。 光照强度也受山地的坡向影响 在坡地上太阳光线的入射角随坡向和坡度而变化。 光照强度的生态作用 光照强度对植物生长及形态结构的建成有重要的作用 光是光合作用能量的来源； 黄化现象是光照强度对形态建成和植物发生明显影响的典型例子。（植物受光不足，不能 形成叶绿素、胡萝卜素和叶黄素呈现黄色或黄白色称为黄化） 光照强度也影响植物发育 植物体被遮光后同化量减少；光照减弱也会引起结实不 良。 光照强度对果实的品质也有良好的作用 强光下可增加果实的含糖量和耐贮性，且 着色良好。 光补偿点：弱光下，增加光强度光合作用增加，这时呼吸作用消耗的物质大于光合作用
《草地学》讲义 第二章草地生态学基础 6- 合成的物质，当光强度增大到光合合成与呼吸消耗相等时，这时的光强度称为光补偿点。 光饱和点：光照强度增加到一定量时，光合作用合成的物质再不能增加了，这时的光照 强度为光饱和点。 2日照长度 日照长度主要是指每天太阳的可照时数，即昼长 日照长度的时空变化 日照长度在不同的纬度和不同的季节里有规律的变化在纬度为零的赤道附近终年 昼夜平分，在北半球高纬度地带，随纬度的增加，昼夜长短变化增大，纬度越高，夏半 年昼越长，夜越短，冬半年则昼越短，夜越长。从季节上来讲，日照长度在夏至最长， 冬至最短，春分和秋分则昼夜各为12h。 日照长度的生态作用 日照长度对植物开花的影响1920年Garner和Allard认为对植物开花起决定作用的 是随季节变化的日照长度，即日照长度对植物从营养生长到花原基形成这段时间的长短 具有决定性的影响。研究表明，植物开花的光周期现象，对于诱发花原基形成起决定作 用的是短期的长短，即短日照植物必须在超过某一临界暗期的情况下才能形成花芽，而 长日照植物则必须在短于某一临界暗期时才能开花。 日照长度对植物休眠和地下贮藏器官形成的影响短日照可以促使植物进入休眠状 态，长日照通常促进营养生长，也可促进植物节间伸长。许多植物的地下贮藏器官的形 成和发育也明显受日照长度的影响。 光的生态作用： 1参与绿色植物光合作用。 2.植物的形态建成，促进组织和器官的分化。 (三)以光为主导因子的植物生态类型 1阳性植物、阴性植物和耐阴植物 自然界中不同环境的光照强度不同，植物长期适应于不同光照条件，从而形成不同 的生态类型。 阳性植物： 在全日照或强光下才能生长健壮，在遮荫或弱光条件下生长发育不良的植物 特征：植株矮小，密丛生，叶肉厚，栅栏、海绵组织发达，粗糙有毛，角质层和表
《草地学》讲义 第二章 草地生态学基础 - 6 - 合成的物质，当光强度增大到光合合成与呼吸消耗相等时，这时的光强度称为光补偿点。 光饱和点：光照强度增加到一定量时，光合作用合成的物质再不能增加了，这时的光照 强度为光饱和点。 2 日照长度 日照长度主要是指每天太阳的可照时数，即昼长。 日照长度的时空变化 日照长度在不同的纬度和不同的季节里有规律的变化 在纬度为零的赤道附近终年 昼夜平分，在北半球高纬度地带，随纬度的增加，昼夜长短变化增大，纬度越高，夏半 年昼越长，夜越短，冬半年则昼越短，夜越长。从季节上来讲，日照长度在夏至最长， 冬至最短，春分和秋分则昼夜各为 12h。 日照长度的生态作用 日照长度对植物开花的影响 1920 年 Garner 和 Allard 认为对植物开花起决定作用的 是随季节变化的日照长度，即日照长度对植物从营养生长到花原基形成这段时间的长短 具有决定性的影响。研究表明，植物开花的光周期现象，对于诱发花原基形成起决定作 用的是短期的长短，即短日照植物必须在超过某一临界暗期的情况下才能形成花芽，而 长日照植物则必须在短于某一临界暗期时才能开花。 日照长度对植物休眠和地下贮藏器官形成的影响 短日照可以促使植物进入休眠状 态，长日照通常促进营养生长，也可促进植物节间伸长。许多植物的地下贮藏器官的形 成和发育也明显受日照长度的影响。 光的生态作用： 1.参与绿色植物光合作用。 2.植物的形态建成，促进组织和器官的分化。 （三）以光为主导因子的植物生态类型 1 阳性植物、阴性植物和耐阴植物 自然界中不同环境的光照强度不同，植物长期适应于不同光照条件，从而形成不同 的生态类型。 阳性植物： 在全日照或强光下才能生长健壮，在遮荫或弱光条件下生长发育不良的植物。 特征：植株矮小，密丛生，叶肉厚，栅栏、海绵组织发达，粗糙有毛，角质层和表
《草地学》讲义 第二章草地生态学基础 7 皮较厚，机械组织发达。草原和沙漠植物都是阳性植物，如苜蓿、三叶草、冰草、针茅 等。 阴性植物： 在较弱的光照条件下比在强光下生长良好的植物。 特征：植株细高，单生，疏丛生，叶子较薄，角质层和机械组织不发达，栅栏组织 和海绵组织区别不明显。多生长在潮湿、背阴或生长于林下、密林内，如酢浆草、苔藓 植物。 耐阴植物： 介于上两类之间，在全日照条件下生长最好，也能忍耐适度遮荫，或者在生育期间 需要轻度遮阴。 特征：中间类型，既能生长在向阳的地方，也能在较阴的环境中生长，只是不同植 物种耐阴程度不同而已，如鸭茅。 2长日照植物和短日照植物 根据植物开花过程对日照长度反应的不同，可以将植物分为四类。 长日照植物： 指只有当日照长度超过它临界日长(14h)时才能开花的植物。日照长度必须大于某 一时数（临界日长）或暗期必须短于某一时数才能形成花芽的植物。否则植物停留在营 养生长阶段，不能形成花芽。如紫花首蓿、三叶草、燕麦、豌豆、牛蒡、紫菀、凤仙花 等属于长日照植物，冬小麦、大麦、菠菜、油菜、甜菜、甘蓝等也是长日照植物。 短日照植物： 这类植物只有经过一段时间的短日照才能开花结实。在一定范围内暗期越长开花越 早，一般至少需要12~14小时以上的黑暗才能开花。如在长日照下则只能营养生长而不 开花。如苍耳、牵牛、草地早熟禾、高羊茅、无芒雀麦、鸭茅等，作物中有水稻、大豆、 玉米、烟草、棉等。通常在早春或深秋开花。 中日照植物： 指只有当昼夜长短的比例接近于相等时才能开花的植物。如甘蔗的某些品种只在接 近于12h的日照条件下才能开花。 中间型植物： 这类植物的开花受日照长短的影响较小，只要条件合适，在不同的日照长度下都能 开花。如蒲公英、番茄、黄瓜等
《草地学》讲义 第二章 草地生态学基础 - 7 - 皮较厚，机械组织发达。草原和沙漠植物都是阳性植物，如苜蓿、三叶草、冰草、针茅 等。 阴性植物： 在较弱的光照条件下比在强光下生长良好的植物。 特征：植株细高，单生，疏丛生，叶子较薄，角质层和机械组织不发达，栅栏组织 和海绵组织区别不明显。多生长在潮湿、背阴或生长于林下、密林内，如酢浆草、苔藓 植物。 耐阴植物： 介于上两类之间，在全日照条件下生长最好，也能忍耐适度遮荫，或者在生育期间 需要轻度遮阴。 特征：中间类型，既能生长在向阳的地方，也能在较阴的环境中生长，只是不同植 物种耐阴程度不同而已，如鸭茅。 2 长日照植物和短日照植物 根据植物开花过程对日照长度反应的不同，可以将植物分为四类。 长日照植物： 指只有当日照长度超过它临界日长（14h）时才能开花的植物。日照长度必须大于某 一时数（临界日长）或暗期必须短于某一时数才能形成花芽的植物。否则植物停留在营 养生长阶段，不能形成花芽。如紫花苜蓿、三叶草、燕麦、豌豆、牛蒡、紫菀、凤仙花 等属于长日照植物，冬小麦、大麦、菠菜、油菜、甜菜、甘蓝等也是长日照植物。 短日照植物： 这类植物只有经过一段时间的短日照才能开花结实。在一定范围内暗期越长开花越 早，一般至少需要 12~14 小时以上的黑暗才能开花。如在长日照下则只能营养生长而不 开花。如苍耳、牵牛、草地早熟禾、高羊茅、无芒雀麦、鸭茅等，作物中有水稻、大豆、 玉米、烟草、棉等。通常在早春或深秋开花。 中日照植物： 指只有当昼夜长短的比例接近于相等时才能开花的植物。如甘蔗的某些品种只在接 近于 12h 的日照条件下才能开花。 中间型植物： 这类植物的开花受日照长短的影响较小，只要条件合适，在不同的日照长度下都能 开花。如蒲公英、番茄、黄瓜等
《草地学》讲义 第二章草地生态学基础 -8- 长日照植物由北方引种至南方时不能开花 短日照植物由南方引种至北方时在春天、秋天开花 由北方引种至南方时发育期缩短，常年开花 光周期：昼夜光照时间与黑暗时间的季节变化。 由于地球的公转和自转使不同纬度上光照有不同的光周期变化。低纬度地区冬夏季 昼夜变化不大，高纬度地区冬季夜长昼短，夏季昼长夜短： 二、草地植物与温度 温度是植物生长的基本条件之一，温度对植物的重要性在于植物的生理活动、生化 反应都必须在一定的温度条件下才能进行。温度升高，生理生化反应加快，生长发有加 速：温度降低，生理生化反应变慢，生长发育迟缓。当温度低于或高于植物所能忍受的 温度范围时，生长逐渐减慢、停止，发育受阻，植物开始受害甚至死亡。 (一)温度条件对植物生长发有的影响 1温度的变化规律 空间上在北半球随着纬度北移，太阳辐射量减少，温度逐步降低。纬度每增加1°， 年平均温度降低大约0.5℃。从赤道到北极可划分为热带、亚热带、温带、寒带。我国领 土广阔，最南为北纬3°59'，最北为北纬53°32'，南北纬度相差49°33'。如每 纬度的距离平均以110km计，则我国南北直线距离约有4000km,因此我国南北各地的 太阳辐射量和热量相差很大。与同纬度其它地方相比，我国大陆性气候较强，夏季酷热， 冬季严寒，气温年较差大。海拔高度是影响温度变化的又一重要因素，随着海拔升高， 温度降低，海拔每升高100m,气温下降0.5-0.6℃。由于温度的这种变化，从山麓到顶 峰随海拔升高，温度的降低，可以划分为相应的植被气候带。 时间上一年中根据气候寒暖、昼夜长短的节律变化而分为春夏秋冬四季。一日当 中气温出现最高值和最低值，最低值发生在将近日出的时候。 2生长的温度 植物的一切生理作用、新陈代谢现象，都要求一定的温度条件。彩响植物生长的温 度可以分为最低温度、最适温度和最高温度。 最低温度：低于最低温度植物生长受阻，植物生长的下限
《草地学》讲义 第二章 草地生态学基础 - 8 - 长日照植物 由北方引种至南方时不能开花 短日照植物 由南方引种至北方时在春天、秋天开花 由北方引种至南方时发育期缩短，常年开花 光周期：昼夜光照时间与黑暗时间的季节变化。 由于地球的公转和自转使不同纬度上光照有不同的光周期变化。低纬度地区冬夏季 昼夜变化不大，高纬度地区冬季夜长昼短，夏季昼长夜短。 二、草地植物与温度 温度是植物生长的基本条件之一，温度对植物的重要性在于植物的生理活动、生化 反应都必须在一定的温度条件下才能进行。温度升高，生理生化反应加快，生长发育加 速；温度降低，生理生化反应变慢，生长发育迟缓。当温度低于或高于植物所能忍受的 温度范围时，生长逐渐减慢、停止，发育受阻，植物开始受害甚至死亡。 （一）温度条件对植物生长发育的影响 1 温度的变化规律 空间上 在北半球随着纬度北移，太阳辐射量减少，温度逐步降低。纬度每增加 1°， 年平均温度降低大约 0.5℃。从赤道到北极可划分为热带、亚热带、温带、寒带。我国领 土广阔，最南为北纬 3°59′，最北为北纬 53°32′，南北纬度相差 49°33′。如每一 纬度的距离平均以 110km 计，则我国南北直线距离约有 4000km，因此我国南北各地的 太阳辐射量和热量相差很大。与同纬度其它地方相比，我国大陆性气候较强，夏季酷热， 冬季严寒，气温年较差大。海拔高度是影响温度变化的又一重要因素，随着海拔升高， 温度降低，海拔每升高 100m，气温下降 0.5~0.6℃。由于温度的这种变化，从山麓到顶 峰随海拔升高，温度的降低，可以划分为相应的植被气候带。 时间上 一年中根据气候寒暖、昼夜长短的节律变化而分为春夏秋冬四季。一日当 中气温出现最高值和最低值，最低值发生在将近日出的时候。 2 生长的温度 植物的一切生理作用、新陈代谢现象，都要求一定的温度条件。影响植物生长的温 度可以分为最低温度、最适温度和最高温度。 最低温度：低于最低温度植物生长受阻，植物生长的下限
《草地学》讲义 第二章草地生态学基础 ·9. 最高温度：高于最高温度植物生长受阻，植物生长的上限 最适温度：植物生长最快的温度。 植物生存的温度范围很大，多数植物能在0℃~45℃（或50℃）的范围内正常生长发 育，但是超过50℃，植物细胞原生质中的蛋白质凝结，尤其各种酶活性的下降，导致植 物生理生化活动受限，甚至死亡。 (二)温度对植物的生态作用 1对温度周期性变化的适应 ①日温：热带植物昼夜温差36℃ 温带植物昼夜温差5一7℃ 荒漠植物昼夜温差10℃以上 ②年温：冬天寒冷—种子、休眠 夏天炎热—种子、休眠 2对温度的生态适应 ①对高温的适应 高温破坏植物光合作用和呼吸作用的平衡，因长期饥饿而死：促进蒸腾作用的加强 破坏水分平衡：加速植物的生长发育，缩短生育期：促使叶片过早衰老；使蛋白质凝固。 植物适应干旱和炎热气候的危害进行夏季休眠；还可以通过形态变化来适应，如叶 表皮角质层厚、植物体呈白色、银白色，叶片革质发亮等；密生绒毛、鳞片，抗蒸腾作 用强。 ②最适温度 冷季型草：最适15一24℃，分布于温带、寒带以及热带、亚热带高海拔低温区，高 于35℃生长停滞。 暖季型草：生长最适温度25一35℃，分布于热带、亚热带地区，35℃以上继续生 长，15℃以下生长受影响。 ③对低温的适应 暖季气温的突然降低，使植物结冰而发生寒害和霜害。 寒害：温度在0℃以上，使一些喜温植物受害而死亡。低温引起酶系统紊乱，代谢 活性降低。 霜害：气温和地表温度降至0℃，空气中过饱和水汽凝结成白色冰晶即霜所造成的 危害
《草地学》讲义 第二章 草地生态学基础 - 9 - 最高温度：高于最高温度植物生长受阻，植物生长的上限。 最适温度：植物生长最快的温度。 植物生存的温度范围很大，多数植物能在0℃~45℃（或50℃）的范围内正常生长发 育，但是超过50℃，植物细胞原生质中的蛋白质凝结，尤其各种酶活性的下降，导致植 物生理生化活动受限，甚至死亡。 （二）温度对植物的生态作用 1 对温度周期性变化的适应 ①日温：热带植物 昼夜温差3—6℃ 温带植物 昼夜温差5—7℃ 荒漠植物 昼夜温差10℃以上 ②年温： 冬天寒冷——种子、休眠 夏天炎热——种子、休眠 2 对温度的生态适应 ① 对高温的适应 高温破坏植物光合作用和呼吸作用的平衡，因长期饥饿而死；促进蒸腾作用的加强， 破坏水分平衡；加速植物的生长发育，缩短生育期；促使叶片过早衰老；使蛋白质凝固。 植物适应干旱和炎热气候的危害进行夏季休眠；还可以通过形态变化来适应，如叶 表皮角质层厚、植物体呈白色、银白色，叶片革质发亮等；密生绒毛、鳞片，抗蒸腾作 用强。 ②最适温度 冷季型草：最适15—24 ℃，分布于温带、寒带以及热带、亚热带高海拔低温区，高 于35 ℃生长停滞。 暖季型草：生长最适温度25—35 ℃，分布于热带、亚热带地区， 35 ℃以上继续生 长，15 ℃以下生长受影响。 ③对低温的适应 暖季气温的突然降低，使植物结冰而发生寒害和霜害。 寒害：温度在 0 ℃以上，使一些喜温植物受害而死亡。低温引起酶系统紊乱，代谢 活性降低。 霜害：气温和地表温度降至 0 ℃，空气中过饱和水汽凝结成白色冰晶即霜所造成的 危害