摘 要:植物的生态环境主要包括光线、温度、水分和土壤,认识和研究这些外界因素对于各种植物的价值和意义,有助于植物品种的保护与改良,且具有深远的生态环境意义。
关键词:植物;生态环境;意义
植物的生态环境主要包括光线、温度、水分和土壤等等,其中光的生态作用与植物的适应就是一个极其重要的研究课题。光是一个十分复杂的生态因子,包括光强、光质和光照长度。光因子的变化对植物有着深刻的影响,尤其对植物的形态建成和生殖器官的发育影响很大。植物的光合器官叶绿素必须在一定光强条件下才能形成,许多其他器官的形成也有赖于一定的光强。在黑暗条件下,植物就会出现”黄化现象”。在植物完成光周期诱导和花芽开始分化的基础上,光照时间越长,强度越大,形成的有机物越多,有利于花的发育。光强还有利于果实的成熟,对果实的品质也有良好作用。地球的公转与自转,带来了地球上日照长短的周期性变化,长期生活在这种昼夜变化环境中的动植物,借助于自然选择和进化形成了各类植物所特有的对日照长度变化的反应方式,这就是植物的光周期现象。根据对日照长度的反应类型可把植物分为长日照植物、短日照植物、中日照植物和中间型植物。长日照植物是指在日照时间长于一定数值(一般14小时以上)才能开花的植物,如冬小麦、大麦、油菜和甜菜等,而且光照时间越长,开花越早。短日照植物则是日照时间短于一定数值(一般14小时以上的黑暗)才能开花的植物,如水稻、棉花、大豆和烟草等。日中照植物的开花要求昼夜长短比例接近相等(12小时左右),如甘蔗等。在任何日照条件下都能开花的植物是中间型植物,如番茄、黄瓜和辣椒等。光周期对植物的地理分布有较大影响。短日照植物大多数原产地是日照时间短的热带、亚热带;长日照植物大多数原产于温带和寒带,在生长发育旺盛的夏季,一昼夜中光照时间长。如果把长日照植物栽培在热带,由于光照不足,就不会开花。同样,短日照植物栽培在温带和寒带也会因光照时间过长而不开花。这对植物的引种、育种工作有极为重要的意义。
任何植物都是在一定的温度范围内活动,温度是对植物影响最为敏感的环境因素之一。植物正常的生命活动一般是在相对狭窄的温度范围内进行,大致在零下几度到50℃左右之间。温度对植物的作用可分为最低温度、最适温度和最高温度,即植物的三基点温度。当环境温度在最低和最适温度之间时,植物体内的生理生化反应会随着温度的升高而加快,代谢活动加强,从而加快生长发育速度;当温度高于最适温度后,参与生理生化反应的酶系统受到影响,代谢活动受阻,势必影响到植物正常的生长发育。温度低于一定数值,植物便会受害,这个数值称为临界温度。在临界温度以下,温度越低植物受害越重。低温对植物的伤害可分为寒害和冻害两种。寒害是指温度在0℃以上对喜温植物造成的伤害。同理,温度超过植物适宜温区的上限后就会对植物产生有害影响,温度越高对植物的伤害作用越大。高温可减弱光合作用,增强呼吸作用,使植物的这两个重要过程失调。
植物对温度的适应是多方面的,包括分布地区、物候的形成、休眠及形态行为等。极端温度是限制植物分布的最重要条件。高温限制植物分布的原因主要是破坏植物体内的代谢过程和光合呼吸平衡,其次是植物因得不到必要的低温刺激而不能完成发育阶段。低温对植物分布的限制作用更为明显。
水是植物最重要的一种物质,它是任何生物体都不可缺少的重要组成成分。各种植物的含水量有很大的不同。植物体的含水量一般为60~80%,有些水生植物可达90%以上,而在干旱环境中生长的地衣、卷柏和有些苔藓植物仅含6%左右。水是生命活动的基础。植物的新陈代谢是以水为介质进行的,植物体内营养物质的运输、废物的排除、激素的传递以及生命赖以存在的各种植物化学过程,都必须在水溶液中才能进行,而所有物质也都必须以溶解状态才能进出细胞。水对稳定环境温度有重要意义。干旱对植物的影响主要是导致降低各种生理过程。干旱时气孔关闭,减弱蒸腾降温作用,抑制光合作用,增强呼吸作用,三磷酸腺苷酶活性增加破坏三磷酸腺苷的转化循环;引起植物体内各部分水分的重新分配。不同器官和不同组织间的水分,按各部位的水势大小重新分配。水势高的向水势低的流动;影响植物产品的质量。果树在干旱情况下,果实小,淀粉量和果胶质减少,木质素和半纤维素增加。植物受干旱危害的原因有能量代谢的破坏、蛋白质代谢的改变以及合成酶活性降低和分解酶活性加强等。
相反,水涝也有重要的影响。水涝害首先表现为对植物根系的不良影响。土壤水分过多或积水时,由于土壤孔隙充满水分,通气状况恶化,植物根系处于缺氧环境,抑制了有氧呼吸,阻止了水分和矿物质的吸收,植物生长很快停止,叶片自下而上开始萎蔫、枯黄脱落,根系逐渐变黑、腐烂,整个植株不久就枯死。植物地上部分受淹,则使光合作用受阻,有氧呼吸减弱,无氧呼吸增强,体内能量代谢显著恶化,各种生命活动陷于紊乱,各种器官和组织变得软弱,很快变粘变黑、腐烂脱落。水涝对动物的影响,除直接的伤害死亡外,还常常导致流行病的蔓延,造成动物大量死亡。
土壤是植物进化的过渡环境。土壤中既有空气,又有水分,正好成为植物进化过程中的过渡环境。土壤是植物生长的基质和营养库。土壤提供了植物生活的空间、水分和必需的矿质元素。土壤是污染物转化的重要场地。土壤是由固体、液体和气体组成的三相系统,其中固体颗粒是组成土壤的物质基础。土壤温度对植物种子的萌发和根系的生长、呼吸及吸收能力有直接影响,还通过限制养分的转化来影响根系的生长活动。一般来说,低的土温会降低根系的代谢和呼吸强度,抑制根系的生长,减弱其吸收作用;土温过高则促使根系过早成熟,根部木质化加大,从而减少根系的吸收面积。土壤水分与盐类组成的土壤溶液参与土壤中物质的转化,促进有机物的分解与合成。土壤的矿质营养必需溶解在水中才能被植物吸收利用。土壤水分太少引起干旱,太多又导致涝害,都对植物的生长不利。 此外,土壤酸碱度与土壤微植物活动、有机质的合成与分解、营养元素的转化与释放、微量元素的有效性、土壤保持养分的能力及植物生长等有密切关系。植物有机体与整个生物圈不是孤立生存的,多种因素的叠加,便形成了一种和谐而有序的生存关系。或者换言之,呵护植物生长的优良环境,其实也是在爱护人类自己的生命与健康。
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