拒马河浮游植物群落特征及水质评价
管越强1,郭云学1,李 博1,康现江13,李凤超1,王宏伟1,李继龙2
(1.河北大学生命科学学院,河北保定 071002;2.中国水产科学研究院渔业资源与环境研究中心,北京 100039)
摘 要:2004年4月至11月对拒马河北京段的浮游植物进行了调查研究,共鉴定出203种浮游植物,隶属8门29科64属,其中以硅藻门种数最多,占种类总数的64.04%.4月至11月硅藻在各采样点出现频
度均为100%,其数量占藻类总数的73.92%,说明硅藻为优势类群,浮游植物的群落结构属于硅藻型.浮游植物的平均密度为77.88×104个/L ,呈现出明显的季节变化,并且各采样点也有差别.依据污染指示种判断拒马河的水质为β2中度污染至寡污染水体,依据Shannon 2Weaver 多样性指数判断总体为寡污染水体.从以上评价指标综合分析,拒马河水质污染较轻,为寡污染水域,但可能有向中污染类型转化的趋势.
关键词:拒马河;浮游植物;水质评价;多样性指数中图分类号:Q 178.11 文献标识码:A 文章编号:1000-1565(2007)04-0401-06
Phytoplankton Community Character and W ater
Q u ality Assessment of Jum a River
G U A N Y ue 2qiang ,G UO Y un 2xue 1,LI Bo 1,K A NG X ian 2jiang 1,LI Feng 2chao 1,W A NG H ong 2wei 1,LI Ji 2long 2
(1.College of Life Sciences ,Hebei University ,Baoding 071002,China ;2.Fishery Resource and
Environment Research Center ,Chinese Academy of Fishery Sciences ,Beijing 100039,China )Abstract :From April to November in 2004,an investigation of phytoplankton in Beijing section of J uma River was conducted.203species of phytoplankton belonging to 29families and 64genera were identified alto 2gether.Diatom (Bacillariophyta )ranked first in species richness (64.04%of the total record taxa ).The fre 2quency of Diatoms was 100%,i.e.it occurs at each sampling sites in each month.The average density of di 2atom occupied 73.92%among the total density of phytoplankton.Therefore ,it indicated that diatom was the dominant phylum and the community structure belonged to diatom pattern.The average density of phytoplank 2ton was 77.88×104individual/L ,which showed obvious seasonal changes and some differences among the sam 2pling sites.J uma river was β2meso 2polluted to oligo 2polluted judging from pollution indicator species ,while it was oligo 2polluted judging from Shannon 2Weaver diversity index.J udging from integrative analysis ,the river was oligo 2polluted ,but there was an indicalion of the trends towards to be β2meso 2polluted.
K ey w ords :J uma river ;phytoplankton ;water quality assessment ;diversity index
收稿日期:2007-03-20
基金项目:北京市环保局自然保护区基金项目(2003);河北大学生物工程重点学科项目
作者简介:管越强(1973-),男,河北深泽人,河北大学副教授,博士,主要从事海洋环境生物学研究.
3通讯联系人
第27卷 第4期2007年 7月
河北大学学报(自然科学版)
Journal of Hebei University (Natural Science Edition )
Vol.27No.4
J ul.2007
位于河北省、北京市境内的拒马河是海河流域大清河水系支流,发源于河北省涞水县,出北京境后又入河北省涿州、高碑店等市,最后汇入大清河.拒马河干流长254km ,白沟村以上流域面积1000km 2.北京市境内干流长61km ,流域面积434km 2.北京市于1996年11月建立了拒马河水生野生动物自然保护区(市级).为改善首都生态环境、实施绿色奥运战略,按照《北京市自然保护区发展规划》的要求,2004年4月至11月对拒马河北京段水域的水生生物资源进行调查.
拒马河北京段的浮游植物尚未见到专门报道,仅有1篇对京津地区主要河流浮游植物的研究论文中提及到拒马河下游的1条分支———北拒马河[1].本文作为2004年拒马河水生生物资源调查的一部分,拟从浮游植物群落的种类组成、优势种、污染指示种、密度以及多样性指数等角度探讨拒马河浮游植物的群落特征,并依据浮游植物对水质进行生物学评价,旨在认识拒马河的浮游植物资源以及水质状况,从而为拒马河生态环境和水生生物资源的保护提供基础资料与依据.
1 材料与方法
1.1 采样时间与采样点设置
本次调查范围为东经115°29′23″—115°41′13″,北纬39°34′33″—39°39′4″,在拒马河北京段上设9个采样点(如图1),依次分别为琅琊河、天花板、北石门、西河口、九渡、鱼古洞、穆家口、千河口、张坊大桥.采样时间为2004年4月至11月,固定在每月25日左右.1.2 浮游植物采样、种类鉴定及计数
每个采样点取定量样品1L ,用鲁哥氏液固定,带回实验室内静置24h ,浓缩至30mL ,将样品在显微镜下进行种类鉴定.取0.1mL 用浮游植物计数框进行镜检计数,每个样品重复2次,取平均值,计算出1L 水样中浮游植物密度[2],并确定各采样点在不同月份的优势种.
计算浮游植物的多度和频度,多度指含某一藻类类群的采样点占总采样点的百分比;频度指某一藻类类群个体数目占藻类总数的百分比[3].
污染指示种:找出指示不同污染类型的浮游植物种类[4].1.3 多样性指数
计算Shannon 2Weaver 多样性指数(H )[5]
H =-
∑s
i =1
(n i
/N )log 2(n i
/N )
,
N 为总个体数,n i 为第i 种个体数.H 值0～1为重污,1～3为中污(其中1～2为α2中污,2～3为β2中污),
>3为轻污或无污
.
图1 拒马河北京段采样点分布图
Fig.1 Distribution of sampling sites in B eijing section of Jum a river
?204?河北大学学报(自然科学版)2007年
2 结果与分析
2.1 浮游植物群落的种类组成
共鉴定出203种浮游植物,隶属8门29科64属,其中硅藻门(Bacillariophyta )有10科23属130种,占总种数的64.04%,绿藻门(Chlorophyta )有11科24属45种,占22.17%,蓝藻门(Cyanophyta )有3科10属17种,占8.37%,裸藻门(Euglenophyta )有1科3属5种,占2.46%,黄藻门(Xanthophyta )有1科1属1种,
占0.49%,隐藻门(Cryptophyta )有1科1属3种,占1.48%,甲藻门(Pyrrophyta )有1科1属1种,占0.49%,金藻门(Chrysophyta )有1科1属1种,占0.49%.
优势种主要有硅藻门的钝脆杆藻Fragilaria capuci na 、微型曲壳藻A chnanthes m icrocephala 、细小曲壳藻A chnanthes capitata 、针形菱形藻N itz achia acicularis 、尖针杆藻S ynedra ul na 、普通等片藻Diatom a v ul 2
grae 共6种.蓝藻门有捏团粘球藻Gloeocapsa m agm a.绿藻门有小球藻Chlorella v ulgris.隐藻门有卵形隐
藻Cryptomonas ovata.优势种的季节变化较为明显,4—7月份优势种以钝脆杆藻为主,8,9月份以卵形隐藻为主,10,11月以捏团粘球藻、针形菱形藻和尖针杆藻为主,表现出春秋以硅藻为优势种,而夏季以隐藻为优势种的特点.
表1为不同月份各类群藻类在各采样点出现的频度和各类群藻类占浮游植物总数的百分比(多度),从浮游植物的频度分布来看,硅藻、绿藻、蓝藻和隐藻分布频度都为100%,即在所有采样点的所有月份都有分布.从数量多度来看,硅藻的数量占有绝对优势,其数量占藻类总数的73.92%,从浮游植物的种类组成和数量多度都可看出,硅藻为优势类群,浮游植物的群落结构属于硅藻型.
表1 拒马河浮游植物的频度和多度分布表
T ab.1 Frequency and abund ance of phytoplankton in Jum a river
项目月份
硅藻
绿藻
蓝藻
裸藻
甲藻
隐藻
金藻
黄藻
4100.00100.00100.0066.670.00100.000.0022.225100.00100.00100.0044.440.00100.000.000.006100.00100.00100.0011.110.00100.000.000.007
100.00100.00100.0022.220.00100.000.000.00频度/%8100.00100.00100.0011.110.00100.0011.110.009100.00100.00100.000.0011.11100.000.000.0010100.00100.00100.0022.220.00100.000.000.0011
100.00100.00100.0044.4411.11100.0055.560.00平均
100.00100.00100.0027.78 2.78100.008.33 2.78485.628.85 2.650.320.00 1.870.000.69574.937.88 5.540.400.0011.250.000.00664.1015.587.810.030.0012.480.000.00776.0910.96 6.370.180.00 6.410.000.00多度/%
872.37 5.45 1.790.050.0020.300.050.00976.419.97 1.050.000.0912.480.000.001059.818.2922.400.320.009.180.000.001182.057.34 4.320.750.10 3.97 1.460.00平均
73.92
9.29
6.49
0.26
0.02
9.74
0.19
0.09
2.2 浮游植物群落的密度
不同月份各采样点的浮游植物群落细胞密度见表2,4—11月平均密度为77.88×104 个/L ,呈现出明显的季节变化,4月平均密度为146.79×104 个/L ,在全年月平均值中最高,之后呈逐渐降低的趋势,到10,11
?
304?第4期管越强等:拒马河浮游植物群落特征及水质评价
月时分别降至30.38×104和35.46×104 个/L.
表2 各采样点浮游植物各月份细胞密度
T ab.2 C ell density of phytoplankton in Jum a river in each month
104 个?L -1
月份
琅琊河
天花板
北石门
西河口
九渡
鱼古洞
穆家口
千河口
张坊大桥
平均
438.67156.00118.0028.40114.33174.00150.30194.67344.00146.495116.6723.9356.20105.33100.6660.8088.3386.33115.3383.736127.00143.2063.40100.67136.4054.80118.00111.00109.33107.09743.60148.0018.47107.00262.6736.9358.40184.0093.67105.86839.2084.8089.6062.4064.0068.0032.00
40.4050.6059.009115.3346.8038.2648.60101.6756.6736.93
51.0055.031010.0059.4755.0012.5334.1324.8038.2011.6027.7330.3811
80.0051.8032.9314.2730.1328.1344.4025.4712.0035.46平均
71.31
89.25
58.98
59.90
105.50
63.02
66.20
86.30
100.46
77.88
从浮游植物细胞密度的水平分布看,各采样点细胞密度也呈现出一定差别,其中北石门平均细胞密度最小,为58.98×104 个/L ,而九渡平均密度最高,为105.50×104 个/L ,可能与九渡附近有众多旅游景点,旅馆、酒店众多,生活污水的排放使附近水域的营养盐浓度增加有关.2.3 污染指示种
根据浮游植物种类鉴定结果,找出代表各种污染类型的指示种,见表3.可以看出,β2中污的种类有11属19种,寡污带的指示种类有4属7种,从污染指示种判断拒马河的水质为β2中度污染至寡污染水体.
表3 拒马河浮游植物中的污染指示种
T ab.3 Species indicating pollution in Jum a river
污染类型名称
β2中污
针状蓝纤维藻Dactylococcopsis acicularis 、铜锈微囊藻Microcystis aeruginosa 、
水花微囊藻Microcystisf los 2aquae 、克罗脆杆藻Fragilaria crotonensis 、钝脆杆藻Fragilaria capucina 、联结脆杆藻Fragilaria const ruens 、长圆舟形藻N avicula oblonga 、花环小环藻Cyclotella operculata 、古老小环藻Cyclotella antique 、三刺四棘藻T reubaria t riappendiculata 、粗刺四棘藻T reubaria crassispina 、肘状针杆藻Synedra ulna 、尖针杆藻Synedra acus 、变异直链藻Melosira varians 、螺旋颗粒直链藻Melosira grannlata var.angustissim a 、隆起棒杆藻Phopalodia gibba 、椭圆波缘藻Cym atopleura elliptica 、草鞋形波缘藻Cym atopleura solea 、四角盘星藻Pediast rum teras 寡污
水绵S pirogyra 、颗粒新月藻Cosm arium granatum 、圆新月藻Cosm arium circulare 、或无污
模糊新月藻Cosm arium obsoletum 、波特新月藻Cosm arium portianum 、囊状黄丝藻T ribonem a ut riculosum 、斜生栅藻Scenedesm us obliqnus
2.4 浮游植物多样性指数
Shannon 2Weaver 多样性指数(H )的变化范围从2.271～5.032(表4),仅有北石门(6月份)和九渡(10月
份)H 值低于3.0,其余值均大于3.根据H 值介于0～1为重污,1～3为中污(其中1～2为α2中污,2～3为β2中污),>3为寡污或无污,可判断拒马河水质污染较轻,属于寡污染类型,个别采样点在个别月份为β2中
?404?河北大学学报(自然科学版)2007年
污染类型.
表4 各样点不同月份Shannon 2Weaver 多样性指数
T ab.4 Shannon 2Weaver diversity indices in different sampling sites
月份
琅琊河
天花板
北石门
西河口
九渡
鱼古洞
穆家口
千河口
张坊大桥
4 4.363 4.464 4.029 4.861 4.416 4.380 4.31
5 5.032 5.0325 4.027 4.404 4.364 5.139 4.848 3.903 4.630 4.339 4.737
6 4.833 4.905 2.271 5.256 4.765 3.975 4.453 4.64
7 4.9857 4.834 4.843 4.820 4.881 4.820 4.447 5.133 4.911 4.967
8 4.103 3.987 4.130 3.460 4.272 3.630 3.797
3.474 3.4679
4.695 3.993 4.442 3.761 4.492 3.934 4.483
4.03910 4.277 3.988 3.612 3.478 2.835 4.018 3.944 4.017 3.42411
4.253
4.418
4.442
4.438
3.989
4.755
4.369
4.824
4.578
3 讨论
生物监测可测出污染物的毒性强度,并且能够对一定时期的水质情况进行判定[6].浮游植物是常用的类群,它作为水域环境中的主要初级生产者之一,是水生态系统的重要成员,是水生动物天然饵料的重要组
成部分,同时对水体营养状态的变化能迅速作出反应,其群落组成、优势种、多样性和现存量(密度和生物量)是水质污染状况和营养水平的重要标志,可作为水质生物监测指标用于水质评定[7].目前已有较多文献报道利用浮游植物近况来评价水库、湖泊的营养状况,但用于评价河流的营养状况相对较少,直至近年来才较为多见[8-11].另外,迄今为止关于拒马河浮游植物的研究未见报道,因此本文对拒马河的浮游植物的现状进行调查,根据浮游植物的种类组成、优势种、污染指示种、细胞密度和多样性指数等对水质进行生物监测,对拒马河水质污染进行生物学评价.
从浮游植物的种类组成看,硅藻占总种类数的63.55%,从数量多度看,硅藻的数目占藻类总数的73.92%,无论从浮游植物的种类组成还是从其数量多度都可看出硅藻为优势类群,浮游植物的群落结构属
于硅藻型.当硅藻为优势种,占种类组成的60%以上为寡污带,即硅藻型的浮游植物群落是水质污染较轻水体的典型特征[12],因此判断拒马河水质污染程度较低,属于寡污染类型.
在没有人为污染的自然淡水水体中,浮游植物季节性变化的一般规律是:春季以喜低温的硅藻、金藻为主,夏季以喜高温的蓝藻和绿藻为主,秋季和春季相似,冬季浮游植物种类和数量都很少[13].在本次调查中浮游植物的季节性变化基本符合这一规律,春季和秋季以硅藻为优势种,而夏季以隐藻为优势种,这一点也反映了拒马河污染程度较轻.
浮游植物的细胞密度是水生态系统功能和水质评价的重要参数之一,其季节变化与水温的季节变化、营养盐和光照密切相关.由于冬季温度和光照强度低,浮游植物生长、繁殖受到抑制,营养盐大量积累,所以春季来临时浮游植物密度出现高峰期,4月平均密度为146.79×104个/L ,在全年月平均值中最高,而后由于营养盐的消耗,5月份密度降低,至6月时,水温上升,适合多数浮游植物的生长和繁殖,所以密度略有回升,自6月开始细胞密度持续下降,至10月,11月时由于水温降低,细胞密度不及4月时的1/4.
浮游植物的多样性指数也是常用的水质评价指标.水体受污染后,浮游植物群落往往出现种类减少而某些抗性强种类的个体大量增加的倾向,导致多样性指数下降,因此多样性指数可反映水体的污染情况,指数越高,说明水质污染程度越轻[11,14].本文采用Shannon 2Weaver 多样性指数用于评定水质,测定结果大多数
?
504?第4期管越强等:拒马河浮游植物群落特征及水质评价
大于3,说明拒马河水质污染程度较轻,为寡污染类型.
污染指示种是指在不同污染程度下存在一些特定的种类.调查发现拒马河中β2中污带和寡污带的指示种类较多,以此判断拒马河的水质为β2中度污染至寡污染水体,这与浮游植物的种类组成、数量多度和多样性指数判断为寡污染类型有些差别.一方面说明各项生物学评价指标应当结合使用才能得出正确的结论,另一方面许多β2中污指示种的存在,说明拒马河水域可能正在从寡污染向β2中度污染发展,因此应当引起重视并采取措施,以免水质恶化.
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(责任编辑:赵藏赏)
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(责任编辑:赵藏赏)
?604?河北大学学报(自然科学版)2007年
第八章植物群落结构 第一节：植物群落及其种类组成 一、植物群落的概念与基本特征： （一）概念 1. 生物群落 在特定的时间、空间或生境下，具有一定的生物种类组成，外貌结构，各种生物之间，生物与环境之间彼此影响，相互作用，并具特定功能的生物集合体。 2. 植物群落 特定空间或特定生境下，植物种群有规律的组合。 即一定地段上，群居在一起的各种植物种群所构成的一种有规律的集合体。 群落生态学（synecology）是研究群落与环境相互关系的科学。 二、植物群落的基本特征 ?具有一定的物种组成物种数和个体数。 ?不同物种之间的相互影响：必须共同适应它们所处的无机环境；它们内部的相互关系必须 取得协调和发展(种群构成群落的二个条件)。 ?具有形成群落环境的功能：定居生物对生活环境的改造结果。 ?具有一定的外貌和结构：形态结构、生态结构、营养结构。 ?具有一定的动态特征 :季节动态、年际动态、演替与演化。 ?具有一定的分布范围：特定的地段或特定的生境。 ?具有边界特征：或明确或不明确的边界。 群落的物种组成 ?实验原理： ?1. 取样方法——样方法 ?取样就是代表性群落的选取或确定，包括样地设置的方法、范围大小等。 ?样地大小的确定一般采用巢式样方法，通过绘制种——面积曲线来确定。 ?样地大小 不同群落类型最小面积经验值 样地形状 a.传统形状——方形 故称样方(quadrat)
b.圆形 也称样圆 c.矩形 也称样带(belt)或样条(transect) （二）种类组成的性质分析 根据各个种在群落中的作用不同，将其划分为几个不同的群落成员型。植物群落研究中，常用的群落成员型有以下几类： 1.优势种和建群种 （1）优势种：在群落中能有效控制能量流动和物质循环并对群落的结构和群落环境的形成具有明显的控制作用的生物种。 特征：个体数量多，投影盖度大，生物量高，体积大，生活能力强。（2）建群种：吧优势层的优势种称为建群种，其中决定着群落的外貌，而且一控制着群落的生态环境和群落的其他组成成员。 如果群落中的建群种只有一个，则称为“单建群种群落”或“单优种群落”。如果具有两个或两个以上同等重要的建群种，则称为“共建种群落”或“共优种群落”。 2.亚优势种（subdominant species） 指个体数量与作用都次与优势种，但在决定群落性质和控制群落环境方面仍起着一定作用的植物种。 3.伴生种（companion species） 伴生种为群落的常见种类，它与优势种相伴存在，但不起主要作用。 4.偶见种或罕见种（rare species） 是那些在群落中出现频率很低的种类，往往是由于种群自身数量稀少的缘故。偶见种可能是偶然的机会由人带入、或伴随着某种条件改变而侵入，也可能是衰退中的残遗种。 （三）种类组成的数量特征 ?个体数量指标 ?综合数量指标 个体数量指标 1 多度（abundance）与密度（density） 多度是对植物群落中物种个体数目多少的一种估测指标。 德鲁提（Drude）的七级制多度。即：查。国内多采用Drude七级制多度，即： Soc 极多，植物地上部分郁闭，形成背景 Cop3 数量很多 Cop2 数量多 Cop1 数量尚多 Sp 数量不多而分散 Sol 数量很少而稀疏 UN 个别或单株
生态修复中水生植物的运用 一、我国水资源概况 2013年，全国地表水总体为轻度污染，部分城市河段污染较重。 河流 长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河、浙闽片河流、西北诸河和西南诸河等十大流域的国控断面中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面比例分别为71.7%、19.3%和9.0%。与上年相比，水质无明显变化。主要污染指标为化学需氧量、高锰酸盐指数和五日生化需氧量。 湖泊（水库） 2013年，水质为优良、轻度污染、中度污染和重度污染的国控重点湖泊（水库）比例分别为60.7%、26.2%、1.6%和11.5%。与上年相比，各级别水质的湖泊（水库）比例无明显变化。主要污染指标为总磷、化学需氧量和高锰酸盐指数。
2013年重点湖泊（水库）水质状况 *指太湖、滇池和巢湖 富营养、中营养和贫营养的湖泊（水库）比例分别为27.8%、57.4%和14.8%。 利用植物或微生物对水体中的污染物进行处理，从而使水体得到净化，这一用生态—生物的方法来修复水体的技术，廉价实用，适用我国江河湖库大范围的污水治理。
二、水生植物在生态修复中的运用 1、水生植物介绍 水生植物是一个生态学范畴上的类群，是不同分类群植物通过长期适应水环境而形成的趋同性适应类型。
污水治理中应用的水生植物，需要尽快达到吸附污染物、净化水体的作用，最好选择生长速度较快、根系发达的植物，以求尽快达到治污的作用，如芦苇、香蒲、菖蒲等。有些工程还需要对水体进行杀菌消毒、吸附重金属以减少污染，可使用水葱、大漂、水葫芦等。 2、水生植物的应用 2.1 水生植物的生态功能： a)净化所需的能源由光合作用提供； b)具有美学价值，能改善景观生态环境； c)植物可被收割和利用，创造新的价值； d)能固定土壤或底泥中的水分，防止污染源进一步扩散； e)为降解微生物提供了良好的栖息场所。 环境中的重金属和一些有机物并非是植物生长所需要的，并且达到一定程度后具有毒害作用。对于此类化合物，一些植物也演化出了特定的生理机制使其脱毒。植物通常是通过螯合和区室化等作用，来耐受并吸收富集环境中的重金属，这种机制也存在于许多水生植物中。 水生植物的根系常形成一个网络状的结构，并在植物根系附近形成好氧、缺氧和厌氧的不同环境，为各种不同微生物的吸附和代谢提供了良好的生存环境，也为人工湿地污水处理系统提供了足够的分解者。 植物的根系还可分泌一些有机物从而促进微生物的代谢,这样就为好氧微生物群落提供了一个适宜的生长环境,而根区以外则适于厌氧微生物群落的生存。
3 种群及其基本特征 3.1 种群的基本特征 种群（population）是在同一时期占有一定空间的同种生物个体的集合。在一定义表示种群是由同种个体组成的，占有一定领域，是同种个体通过种内关系组成一个统一体或系统。种群可由单种生物或构件生物组成。由单种生物组成的种群，每一个体都由一个受精卵发育而来，由构件生物组成的种群，受精卵首先发育成一结构单位或构件，然后发育成更多的构件。构件生物各部分之间的连接可能会死亡或腐烂，这就形成很多分离体，这些分离体来自同一受精卵其基因相同，这样的个体称无性系分株（ramets）。 自然种群有3个基本特征：①空间特征，种群具有一定分布区域；②数量特征，每单位面积（或空间）的个体数量（密度）是可变动的；③遗传特征，种群具有一定基因组成，区别于其他物种，但基因亦处于变动之中。 种群是生态学的重要概念之一，除生态学外，进化论，遗传学、分类学和生物地理学都使用这个术语。种群是物种存在的基本单位，在自然分类的种以上单位是就其进化的亲缘关系划分的，只有物种（species）真实存在。物种能否持续存在，取决于种群能否不断产生新的个体以替代消失的个体。种群是自然界存在的基本单位，亦是物种进化的基本单位。种群又是生物群落的基本组成单位，群落是由种群所组成。 3.2 种群动态 3.2.1 种群的密度和分布 4.2.1.1 种群的大小和密度 一个种群的大小，是一定区域种群个体的数量，也可以是生物量或能量。种群的密度是堂信面积单位体积或单住生境中个体的数目。密度变化很大，如土壤节肢动物每平方米可能有成千上万只，而大型哺乳娄动物可能每平方公里只有几头。对从受精卵形成的个体和构件生物体应有差异，研究植物种群，要注意由无性繁殖构成的无性系。 3.2.1.2 种群数量统计 研究种群动态首先要统计种群的数量，第一步是研究种群的边界许多种呈大面积连续分布，种群边界不明显，实际工作时、往往要根据自己研究需要确定其研究范围。数量统计通常用密度，尤以植物种群而言单位面积实有个体数是常用统计密度方法。鼠类等的研究即取用相对密度，以每置100铗日捕获率作其相对密度。 3.2.1.3 种群的空间结构 种群的个体在其生话空间的位置或布局，称种群的分布型或分布
第十章植物群落类型与分布 陆地植物群落的垂直分布 如在潮湿热带地区，随着海拔的升高逐渐更替出现热带雨林→山地雨林→常绿阔叶林→针阔混交林→寒温带暗针叶林→高山灌丛、高山草甸。 我国的植被分区 原则：是分地理地带性和植被地带性，尤其是水平地带性作为基础，并结合考虑非地带性规律。 ①寒温带针叶林区域：大兴安岭北部山地、用材基地。 ②温带针阔混交林区域：垂直分布带较明显，木材重要基地。 ③暖温带落叶阔叶林区域：地带性植被为落叶阔叶林。 ④亚热带常绿阔叶林区域：是我国面积最大的植被区，占全国总面积的1/4左右。 ⑤热带季雨林、雨林区域：是我国森林类型中植被种类最为丰富的类型。广东分布于湛江、化 州、高州和阳江一线以南。 ⑥温带草原区域：是欧亚草原区域的一部分。 ⑦温带荒漠区域：本区内有一系列巨大山系，如天山、昆仑山等。 ⑧青藏高原高寒植被区域：发育着以山地森林垂直带为代表的植被。 第二节自然植被的群落类型 一、植物群落分类 分类方法： ①按外貌分类：以优势植物的生活型（生长型）作为分类基础。 森林、矮疏林、密灌丛、草地、稀树干草原、灌木稀树干草原、树丛、稀树草地、草甸、干草原、草甸性草原、真草原、灌木干草原、草本沼泽、木本沼泽、荒原 缺点：把生态学关系差异很大的群落混淆在一起。 ②按结构分类：忽视生态特征，没注意群落与环境的统一 ③按植物区系分类：注意植物生态、生活型和地理型 ④按优势度分类：以优势树种的生态学特征作为基础 ⑤按生态分类：主要以植物群落分布的生态条件或环境状况作为分类基础. ⑥按外貌——生态分类：以群落主要层优势种的外貌（群落的结构特征）、生态特征（生活型） 和生态学指标（生态环境）为划分原则。 ⑦按演替分类：强调演替在植物群落分类上的重要性。 （二）中国的植物群落分类 以群落本身的综合特征作为分类依据 1.中国的植物群落分类系统 主要分类单位分三级：植被型（高级单位）、群系（中级单位）和群丛（基本单位）。每一等级之上和之下又各设一个辅助单位和补充单位。高级单位的分类依据侧重于外貌、结构和生态地理特征，中级和中级以下的单位则侧重于种类组成。其系统如下： 植被型组：如草地
第三节城市绿地植物群落结构特征 一、植物群落结构相关概念 1、自然植物群落与人工植物群落 植物群落指在某一地段内全部植物在时空分布上的综合，在一定的生境条件下，具有相对的种类组成与数量比例和特定的结构与外貌，发挥着一定的功能。植物群落按照其形成可分为自然植物群落和人工植物群落。自然植物群落指植物在长期的历史发育过程中自然形成的群落。人工植物群落是指通过人为干涉，按照人们意愿与功能需求，在模拟与借鉴自然植物群落结构的基础上，通过对植物进行选择、配置、营造与管理而形成的植物群落，城市绿地植物群落是人工植物群落的重要组成部分。著名学者王伯荪将城市植被定义为城市里覆盖的生活植物，是完全不同于自然植被的特点、性质以及生境的植物群落。通过概念的解析，城市绿地植物群落与自然植物群落两者之间的异同在于：首先，植物群落所处生境不同；“城市”为人工植物群落限定了范畴，是以城市环境为背景，伴随着城市发展而形成的具有人工化典型特征的群落。所涉及的城市环境包含有城市的建筑，小气候、地形、土壤等综合因素，这些都有别于自然植物群落所具有的特征。其次，植物群落生长发育过程存在一定差异；城市绿地植物群落多是出自多元化的功能与服务等方面考虑，按照人们意愿进行的植物配置，人为选择决定了植物群落的空间结构特征。 2、植物种植设计与植物群落结构 植物种植设计，与之含义相近的概念有植物配置、植物造景、植物景观设计。从以下几个方面来理解植物种植设计：从美学角度出发，植物种植设计是
利用不同种类的植物来营造景观空间，使其充分发挥植物群落或个体的形态、色彩、线条等方面的自然美。从生态学角度出发，植物种植设计是依据立地条件与植物自身的生长规律而营造的植物群落，使其满足植物最佳生长状态所需的环境资源，从而很好地发挥生态效益与服务功能以达到改善生态环境的目的。从行为心理学角度出发，植物种植设计是通过植物的巧妙组合来满足城市中的人们不同的生理与心理方面的需求。由此可见，植物种植设计是满足不同功能需求的不同植物种类在空间上的布置。植物种植设计是城市绿地植物群落结构形成的前提，绿地类型、功能以及种植设计形式的不同，都将会引起城市绿地植物群落结构的异同。群落结构指某个等级或尺度（种群、群落）的生态系统中不同性状与大小的组成单元在空间上的分布与排列。植物群落结构体现了群落内个体间的空间分布格局，主要包括以下几个方面：第一，群落中个体在数量上的聚集程度，如密度、多度、尺度等；第二，群落中个体在空间上的组合关系，如水平分布与垂直结构等；第三，群落中个体在形态上的分化程度，如胸径、冠幅、树高等。此外，植物群落历经长时间的进化与演替，形成了相对稳定具有一定逻辑关系的结构与形态。因此，植物群落结构是不同生态学过程在不同时间与空间尺度上综合作用的结果。 二、植物群落各组件结构特征与属性 1、冠层结构特征 植物的生长发育与树冠有着密切联系，树冠不仅对太阳能等资源的分配起到关键作用，还对林下植物群落的组成及生长变化产生直接或间接的影响。作为光合作用的主要场所，树冠的形态、尺度以及健康状况与否对植物活力及生产力起到关键作用。植物群落中不同植物种类所组成的冠层结构在植物群落结
水生植物对水污染物的清除作用水生植物对水污染物的清除作用，水生植物对重金属Zn、Cr、Pb、Cd、Co、Ni、Cu等有很强的吸收积累能力。众多的研究表明，环境中的重金属含量与植物组织中的重金属含量成正相关，因此可以通过分析植物体内的重金属来指示环境中的重金属水平。 人类的活动会使大量的工业、农业和生活废弃物排入水中，使水受到污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类，基本上以化学性污染为主。具体污染杂质有无机污染物质、无机有毒物质、有机有毒物质、植物营养物质等。而对于这些污染物的清除中，水生植物起着非常重要的作用。 水生植物指生理上依附于水环境、至少部分生殖周期发生在水中或水表面的植物类群。水生植物大致可区分为四类：挺水植物、沉水植物、浮叶植物与漂浮植物。而大型水生植物是除小型藻类以外所有水生植物类群。水生植物是水生态系统的重要组成部分和主要的初级生产者，对生态系统物质和能量的循环和传递起调控作用。它还可固定水中的悬浮物，并可起到潜在的去毒作用。水生植物在环境化学物质的积累、代谢、归趋中的作用也是不可忽视的。用水生植物来监测水生污染、对污染物进行生态毒理学评价及其进入生物链以后的生物积累、修饰和转运，对植物生态的保护和人畜健康方面有非常重要的意义。 1 水生植物对污染物的清除 1.1 水生植物对氮磷的清除 湖泊富营养化已成为一个世界性的环境问题。利用水生大型植物富集氮磷是治理、调节和抑制湖泊富营养化的有效途径之一。湖泊水环境包括水体和底质两部分，水体中的氮磷可由生物残体沉降、底泥吸附、沉积等迁移到底质中。对过去的营养状况的追踪表明，水生植物可调节温度适中的浅水湖中水体的营养浓度[2]。而大型沉水植物则通过根部吸收底质中的氮磷，从而具有比浮水植物更强的富集氮磷的能力。沉水植物有着巨大的生物量，与环境进行着大量的物质和能量的交换，形成了十分庞大的环境容量和强有力的自净能力。在沉水植物分布区内，COD、BOD，总磷、铵氮的含量都普遍远低于其外无沉水植物的分布区[3]。而漂浮植物的致密生长使湖水复氧受阻，水中溶解氧大大降低，水体的自净能力
水生植物的净化作用及机理
蒋燕1，廖嵘2 （四川农业大学林学园艺学院四川雅安62 5014） 摘要：文章首先阐释了水生植物的概念，回顾了其应用简史，并从生态学角度，简要分析了水生植物的净化作用及机理，提出了相应的治理对策，最后就水生生态系统环境的维护提出了一些看法。 关键词：水生植物；净化作用；应用 在园林观赏植物这样一个庞大的植物分支里，水生植物一直充当着极其重要的角色。无论是古典园林还是现代园林，也不管是西方园林还是东方园林，水景一直是造园中不可欠缺的景观要素。而水景的表现，也无一例外地常常和园林的另一景观要素——植物联系在一起。无论是动态水景，还是静态水景，都离不开花木来创造意境。充分利用水生植物，可以创造宜人而又舒适的景观，增加景观的多样性，丰富园林空间[2]。 1 水生植物的概述 1.1 概念
对水生植物的定义有很多，主要列举了下面三种。 余树勋等对水生植物的定义是“生长在淡水深处的土壤中或自然漂浮在水中的植物，有时包括沼泽中出现的植物。有整个植物在水中，根在水底土中的如水落(Aponogeton);一部分叶片在水中，一部分漂浮在水面的如眼子菜(Potamoget on );全部在水面的，如睡莲(Nymphaea);整个植物体不入土壤而漂浮水中的如凤眼莲(Eichho rnia)等”[4]。 但也有人将水生植物分为挺水植物(挺水花卉)、浮叶和漂浮植物(浮叶花卉)、沉水植物(观赏水草)、海生植物(红树林)以及沿岸耐湿的乔灌木等滨水植物[3]。 本文比较赞同下面的观点：凡生长在水中或湿地土壤中的植物，以大型的草本植物为主，包括水生、湿生和沼生植物”[13]。 1.2 应用简史 我国水生花卉的栽培有着悠久的历史，莲在我国出土文物中，至少有7000年的历史。《诗经》云:“彼泽之陕，有蒲有荷”。这是我国最早有关荷花与蒲草在相同的生态环境下生长的记载。约
水生植物的净化作用 2.1 水质状况 水作为园林要素之一，其作用不言而喻，也不可替代。“山因水而活，水因山而秀”，但是如果水质变差，其效果则会适得其反。由于城市的扩张，人口的急剧增加，引起了一系列的问题。如水体的环境容量和生态载力不堪重负，生态系统遭到破坏。公园、居住区等的水体都遭到不同程度的污染。据统计，我国90%以上公园的水体，其化学需氧量（COD）、生化需氧量(BOD)、总氮(TN)、总磷(TP)和非离子氨等指标，大多超过国家地面水环境质量四类标准。而在上海某些居住小区的水体缺乏循环，成为了一潭死水，富营养化程度非常严重。水体的结构和功能被破坏，生物多样性丧失，水体的美学价值损害。人们“诗意的栖居”的梦想就很难达到。为此，在当今水资源紧张的背景下，许多专家都纷纷开展研究，以求找到合理的治理对策。 2.2 治理方法 中国古典园林由于在很小的范围内堆山，叠石，凿池，很少受外界干扰，因而其水体经自身的净化就可保持水体的洁净。 由于现代工业的发展和密集的人口聚居方式出现，现代的水景园融汇了中西方文化，水面开阔、景观设置强调点睛之笔，更注重亲水理念。现在由于各方面因素的影响使得水体中农药、化肥聚积，氮、磷等污染物超标，已严重影响水体业己存在的生态平衡。很多水体出现富营养化现象，水体由清变绿，由绿变黄，由黄变褐，甚至产生异味。所以现在很多景观水在造池理水前就考虑水质净化方案。 2.2.1 营养盐控制 控制水体营养盐浓度是传统的富营养化防治措施，它基于限制因子原理，以实验室藻类生长瓶法测定结果为依据，对于外源性污染采取截污、污水改道、污水除磷，对于内源性污染采取了清淤挖泥、营养盐钝化、底层暴气、稀释冲刷、调节湖水氮磷比、覆盖底部沉积物及絮凝沉降等一系列措施。不少通过控制氮和磷来防治富营养化的实践并没有取得理想的成功结果[7][8]，但是，这只能说明不能仅仅靠控制营养盐来防治湖泊富营养化，而并不意味着不需要控制营养。 2.2.2 直接除藻
蒋燕1，廖嵘2 （四川农业大学林学园艺学院四川雅安625014） 摘要：文章首先阐释了水生植物的概念，回顾了其应用简史，并从生态学角度，简要分析了水生植物的净化作用及机理，提出了相应的治理对策，最后就水生生态系统环境的维护提出了一些看法。 关键词：水生植物；净化作用；应用 在园林观赏植物这样一个庞大的植物分支里，水生植物一直充当着极其重要的角色。无论是古典园林还是现代园林，也不管是西方园林还是东方园林，水景一直是造园中不可欠缺的景观要素。而水景的表现，也无一例外地常常和园林的另一景观要素——植物联系在一起。无论是动态水景，还是静态水景，都离不开花木来创造意境。充分利用水生植物，可以创造宜人而又舒适的景观，增加景观的多样性，丰富园林空间[2]。 1 水生植物的概述 1.1 概念 对水生植物的定义有很多，主要列举了下面三种。 余树勋等对水生植物的定义是“生长在淡水深处的土壤中或自然漂浮在水中的植物，有时包括沼泽中出现的植物。有整个植物在水中，根在水底土中的如水落(Aponogeton);一部分叶片在水中，一部分漂浮在水面的如眼子菜(Potamogeton );全部在水面的，如睡莲(Nympha ea);整个植物体不入土壤而漂浮水中的如凤眼莲(Eichhornia)等”[4]。 但也有人将水生植物分为挺水植物(挺水花卉)、浮叶和漂浮植物(浮叶花卉)、沉水植物(观赏水草)、海生植物(红树林)以及沿岸耐湿的乔灌木等滨水植物[3]。 本文比较赞同下面的观点：凡生长在水中或湿地土壤中的植物，以大型的草本植物为主，包括水生、湿生和沼生植物”[13]。 1.2 应用简史 我国水生花卉的栽培有着悠久的历史，莲在我国出土文物中，至少有7000年的历史。《诗经》云:“彼泽之陕，有蒲有荷”。这是我国最早有关荷花与蒲草在相同的生态环境下生长的记载。约在2500年前吴王夫差为宠妃西施欣赏荷花，特在太湖之滨的灵岩山离宫修“玩花池”，是栽荷供观赏的最早实例[4].据《史记?孝武本纪》、《三辅黄图》载：汉武帝太初元年(公元前104年)修建章宫，凿“太液池”，植莲、菱等水生植物，制备的游船，有仿江南采莲的“越女舟”，这可能是较早在人工水景中荡舟观荷的文字记录。明末计成撰写的《园冶》中结合水生植物的水景景趣也散见全书。“白苹红寥，鸥盟同结矶边”(《园冶》)：“堤湾宜柳”(《城市地》)；“凿水为涤，书堤种柳”(《村庄地》)；溪湾柳间栽桃(《郊野地》)；“深柳疏芦之际略成小筑，足征大观也”;“遥遥十里荷风，递香幽室”[14]清?陈淏子《花镜》(1688)中对荷花、芡、慈姑、菖蒲、玉替花、雨久花、菱、瓯兰(溪荪)等水生植物己有详细的记载。在我国石菖蒲属植物栽培和应用的历史颇早，在《左传》和《诗经》中已有记载，早期多为药用，后
第三章种群及其基本特征 本次课的重点1 种群的动态 2 种群的统计学 3 种群增长模型 4 自然种群的数量变动 5 种群调节 第一节种群的概念和特征 population来自拉丁语，我国生态学家译为种群。它是在一定时间内，分布在同一区域的同种生物个体自然组成的生物系统。 从生态学观点来看，种群是生物群落的基本组成单位。 种群的特征 1、数量特征：密度或大小。种群数量的大小受四个基本参数的影响：出生率、死亡率、迁入率和迁出率。 2、空间分布特征：种群内部个体是聚群分布、随机分布或均匀分布，地理分布。 3、遗传特征：由基因库决定的种群遗传学和进化生态学特点。 出生率 出生率常分为最大出生率（naximum natlity）和实际出生率(realizednatality)最大出生率：是在理想条件下即无任何生态因子限制，繁殖只受生理因素所限制产生新个体的理论上最大数量。实际出生率：表示种群在某个真实的或特定的环境条件下的增长。它随种群的组成和大小，物理环境条件而变化的。 死亡率 是在一定时间内死亡个体的数量除以该时间段内种群的平均大小。死亡率也分为最低死亡率（minimum mortality）和实际死亡率（生态死亡率ecological mortality）最低死亡率：是种群在最适环境条件下，种群中的个体都是因年老而死亡，即动物都活到了生理寿命（physiological longeritg）后才死亡。实际死亡率：在某特定条件下丧失的个体数，随种群状况和环境条件而改变的。 迁入和迁出 迁入（immxigration）和迁出(emigration)也是种群变动的两个主要因子，它描述各地方种群之间进行基因交流的生态过程。 第二节种群的动态 是研究种群生态学的核心问题。它研究种群数量在时间上和空间上的变动规律。 种群动态包括： （1）种群的数量或密度。 （2）种群数量变动和扩散迁移。 （3）种群的分布。 （4）种群调节。 一、种群的密度和分布 种群数量常用密度表示。密度通常表示为单位面积（或空间）上的个体数目，但也有用每片叶子、每个植株、每个宿主为单位的。密度可分为绝对密度和相对密度。出生率：单位时间种群的出生个体数与种群个体总数的比值。出生率与性成熟速度、年繁殖次数和产仔量（卵）数有关。育率和生殖率： 生育率＝单位时间出生的个体数/雌性总个体数
实验四植物群落数量特征的调查 一．实验目的 掌握群落调查的基本方法和群落分析方法。 二．实验器材 实验仪器：皮尺、卷尺、尼龙绳。 三．实验方法与步骤 1.实验方法：样地法 样地法通常是在群落内圈出一定面积，称样方，对样方内的生物进行调查的方法。样方的大小和数目根据群落的不同而不同。草本群落的样方大小通常为1m2，较高的草本群落也有用4 m2或更大的样方。灌木的样方大小通常为3m×3m、4m×4m甚至5m×5m。乔木的样方大小通常为100 m2。 样方的数目据群落的类型、物种的丰富程度以及人力和时间等确定。但全部样方的总面积，应略大于群落的最小面积。 样方在群落中的设置有随机设置、规则设置、主观设置（代表样地设置）等不同的方法。随机设置样方（随机取样）是在群落中随机确定每一个样方。可在群落中系统地设置一些点，编上1，2，3，……100等数字，然后随机地抽取其中的数字，以确定样方的位置。规则取样即在群落中以一定的规则确定取样位置，如在群落中设置几条等距离的样线，然后在每一样线的相等间距设置样方。主观取样即在认为有代表性的地段设置样方。 2.调查记录 （1）选择在钟村实验基地一个离道路有一定距离的自然山坡上，用皮尺拉出一块20x20m的地，用尼龙绳定好位。 （2）在圈定的范围内，对每一株胸径超过1cm的植物进行记录，包括胸径（胸径在野外测定时，往往先测定胸围，再据胸围与胸径的关系推算胸径。用胸高1.3m直径取代基部直径，是由于许多植物树干基部有板根、支柱根等影响测定，此外，测定胸高直径也比基部直径更易些。）、株高（由于条件限制，采用目测）、冠幅。 3. 数据整理 数据整理是将野外调查的原始资料条理化，并演算出一些反映群落特征的数量指标。其中反映种群在群落中优势度大小的指标有： 相对多度：指种群在群落中的丰富程度。计算式为： 相对多度=（某种植物的个体数/同一生活型植物的个体总数）×100% 频度与相对频度：频度是指一个种在所作的全部样方中出现的频率。相对频度指某种在全部样方中的频度与所有种频度和之比。计算式为： 频度=该种植物出现的样方数/样方总数 相对频度=（该种的频度/所有种的频度总和）×100% 相对显著度：指样方中某种个体的胸面积和与样方中所有种个体胸面积总和的比值。
日益严峻的水污染使得水体的使用功效大大降低，不仅影响水体污染当地居民的安全饮水以及身体健康，还使得水资源的紧缺形势进一步恶化，影响了我国当前正在实行的可持续利用资源战略。当然我国也寻求了一些较为有效的处理污染水资源的技术，如较为传统的生化二级处理，达到了理想的处理水污染效果，但由于使用成本过高，使得可供利用性大大降低。基于此，提出使用生物学处理法进行处理污水，取得了不错的效果。 一、以藻类为代表的低等植物在污水处理以及水质的改善中的运用 利用藻类处理水污染和改善水质有着较为显著的功效。使用藻类对被污染的水源进行处理后产生的一些死藻类沉积物在进行干燥后还能够用来制作鱼饲料，是鱼饲料的良好的添加剂，还可以作为肥料加以利用。与此同时，藻类在进行污水处理中会产生大量的氧气，这些氧气能够极大地减轻水体缺氧现象，并减少由于水体缺氧而出现的恶臭气味，进而起到改善水质的作用。由此可知藻类在污水处理中具有使用成本降低、净化效率较高的优点，被广泛运用于处理水污染现象和改善水质中，取得了不错的效果。 1、常见的运用类型 （1）固定化藻。固定化藻就是利用人工调控方式为藻类提供最佳的生长环境条件。固定化藻通过化学或者物理方式利用载体固定藻类细胞，进而形成较为固定的藻类高效生物反应器系统，使得藻类生长更加迅速，具有高浓度的藻细胞，更加容易收获，并克服了传统的藻类处理系统处理效率不高、占地面积较大以及停留时间过于长的缺陷。我国近年来研究固定化藻取得了较为显著的成绩。固定化藻的固定分为包埋法和吸附法，通常使用聚乙烯、多孔硅胶、聚丙烯酰胺、琼脂、角叉菜聚糖以及褐藻酸钙等载体。 （2）活性藻。活性藻是通过人工手段尽量缩短处理时间，培育浓度较高的藻类。由于活性藻良好的沉降性，容易收获，且出水澄清，在处理水污染现象和改善水质中得到了较为广泛的运用。 （3）藻类塘。利用藻菌共生系统研究氧化塘，利用藻类分解营养物实现处理污水的目的。藻类单元在中等城镇的污水综合处理中起到了相当重要的作用，综合生物塘技术的运用使得综合处理污水成为了可能。 2、低等藻类的运用范围以及去除的污染物的种类 （1）运用范围。运用藻类不仅可以进行处理生活类污水，还可以进行处理其它类型的
辽东山地老秃顶子冰缘地貌植物群落类型及结构特征 摘要： 关键词：老秃顶子；冰缘地貌；群落类型；结构特征 引言 冰缘地貌是由冻胀、热融蠕流、热融、雪蚀、风力等寒冻风化和冻融作用形成的地表形态. 一般指无冰川覆盖的气候严寒地区的冻土分布区和季节冻土区发育的冰缘地貌, 因而冰缘地貌又称冻土地貌[ 1]辽东地区冻土环境属于季节性冻土，冰期内地表受到强烈的风化作用，使得山体岩层崩解分离，散落的岩块、碎屑常堆积于缓坡或谷地，形成杂乱无章的乱石堆积，故此，当地人也将该地貌称为“乱石窖”或“跳石塘”。目前植被状况良好，苔藓、地衣、蕨类和灌木覆盖严密，乔木根系固定在岩石缝隙之间，郁闭度在0.7以上，给公顷蓄积量达300立方米。但这种特殊石质生境上的森林植被一旦遭到破坏，不仅恢复困难，还潜在着发生泥石流、啸山等重大地质灾害的危险。加之本区正好处在我国东部2~3级生态敏感带的边缘，生态环境脆弱，存在着生态环境的不稳定性。因此，掌握冰缘地貌上覆植被的分布规律，对提高植物群落的稳定性、丰富性。目前国内外对于冰缘地貌与植被生态学之前的关系研究还比较少见，1983年陈鹏等研究了长白山冰缘地貌与土壤动物之间的关系。【6】对于辽东山地老秃顶子冰缘地貌的研究仅限于对其冰缘地貌的形成和冰缘地貌本身单方面的研究，还没有把辽东山地老秃顶子冰缘地貌与其植被生态学联系到一起进行研究。本文通过对老秃顶子冰缘地貌上的植物群落类型及结构特征的研究，旨在揭示其冰缘地貌上的植物类型，分布、结构等特征与其所在冰缘地貌环境之间的关系，从而为冰缘地貌上的植被保护提供基础的科学依据。 1研究区概况 老秃顶子国家级自然保护区(124°41′13″～125°5′15″ E；41°11′11″～41°21′34″ N)位于辽宁省东部桓仁、新宾两县交界处，主峰老秃顶子位于辽宁老秃顶子自然保护区核心区内，海拔1367.3m，相对高差867m，为辽宁第一峰。其四周群山起伏，各山间谷地均有大量冰缘地貌分布。土壤类型主要以棕壤和暗棕壤为典型代表,多由花岗岩残积母质发育而成,结构疏松,有机质含量高,适宜植被生长【2】。地带性植被为温性落叶阔叶林,植物区系属长白植物区系的西南边缘,兼有华北植物区系的过渡性，生物多样性丰富，查明有真菌植物50 科 44 种 , 地衣植物 13 科 84 种 , 苔鲜植物 50 科 204 种 , 维管束植物 120 科 1141 种。维管束植物中有蕨类植物 19 科 60 种 , 裸子植物4 科23 种, 被子植物97 科1058 种[ 24 ], 主要优势科有菊科(Compositae) 、蔷薇科 (Rosaceae) 、毛茛科(Ranun2culaceae) 、禾本科( Gramineae) 、百合科(Liliaceae) 、豆科(Leguminosae) 、伞形科(Api2aceae) 、杨柳科(Salicaceae) 、莎草科(Cyperaceae) 、唇形科(Labiatae) 等。区内气候类型属于北温带大陆性季风气候，年均温 6.3℃，年降水量为870--1060mm，年平均相对湿度67%【4】；年无霜期133d，冻结期114d，年平均冻土厚度91cm。境内水系发达、河流网布，局部乱石窖之下形成暗河，在巨石
第3节植物的主要类群 【学习目标】1、能说出不同的植物类群，强化生物进化的观点 2、能记住种子植物的两个基本特征 3、能说出裸子植物与被子植物的区别 4、能说出植物与人类的关系，热爱植物，保护植物 【学习重难点】 重点：认识不同的植物类群；种子植物的两个基本特征； 裸子植物与被子植物的区别 难点：认识不同的植物类群，强化生物进化的观点 【学习过程】 一、预习反馈：比比你的自学能力！ 植物学家根据植物形态、结构、生理和生活习性的不同，将它们分为不同的类群，主要 有、和等。 （二）苔藓植物 1、苔藓植物大都对等有毒气体非常敏感，可作为 的指示植物。 2、在被火山摧毁的地带或烧毁的林地上，苔藓植物是先锋植物之一，因此，苔藓植物是植物界 的。 1、蕨类植物 1、蕨类植物的繁殖依靠，它属于一种细胞，位于叶片下表面。 2、大量的古代蕨类植物形成了。 （四）种子植物 1、结构：所有的种子植物都具有两个基本特征：（1）； （2）。 2、种子植物又可分为和，分类的依据是： 种子外有无包被。 3、我国被誉为的故乡，我国许多裸子植物是世界上的珍稀树种，如 。 4、是植物界中等级最高，种类最多、分布最广、与人类关系最密切的植物类群，它又
可分为和。 二、二、合作探究：比比看，哪个小组的办法多！ （一）比较各类植物 1、根据各类植物的结构特点，将符合条件的植物类群填在横线上： 体内有维管组织，能产生种子并用种子繁殖的是植物；植物体具有根、茎、叶，体内有输导组织，并用孢子繁殖的是植物；有茎和叶，没有真正的根，体内没有输导组织，是植物。 2、根据各类植物的生活环境，将符合条件的植物类群填在横线上： 生活在阴湿的地面、背阴的墙壁和树皮上，是植物；生活在森林、 溪沟、田野的阴湿环境里，植株较高大，是植物；分布非常广泛， 是植物。 （二）植物的进化趋势 比较三大类群植物的结构，生活环境等，总结植物的进化顺序是： 。由此可知，植物界最高等的类群是。 （三）将下列植物准确归类： 银杉、小麦、花生、地钱、满江红、卷柏、黄瓜、葫芦藓。 苔藓植物： 蕨类植物： 种子植物： 三、形成提升（做一做，你一定能过关） 1、被誉为“裸子植物的故乡”的是 A．美国 B．新加坡 C．中国 D．俄罗斯 2、“苔痕上阶绿，草色入帘青”指哪类植物 A．藻类植物B．苔藓植物 C．蕨类植物 D．种子植物 3、可作为监测空气污染的指示植物是 A．藻类植物 B．苔藓植物 C．蕨类植物 D．种子植物 4、煤炭主要是由哪类古代植物形成的 A．被子植物 B．苔藓植物 C．蕨类植物 D．藻类植物 5、松树和桃树相比，最主要的不同之处是 A．松树的果实内有种子 B．松的种子外面没有果皮，种子裸露
第一节植物群落的外貌和结构 一、生活型组成特征 人们观察和区别植物群落时，首先关注的是群落中占优势的生活型，正是它赋予该群落一定的外貌形象，如森林、草原、荒漠等。 植物群落生活型的组成特征是当地各类植物与外界环境长期适应的反映。研究表明，一个域的典型植被，均有一定的生活型谱（表4-1），而且一定的植被类型，一般都以某一两种生活型为主，各拥有较丰富的植物种类。 表4-1 不同群落类型的生活型谱 热带和亚热带湿润森林均以高位芽植物占优势，如对高位芽植物作进一步划分即可比较出差异。 对每一群落，均可作叶级的分析，并作出叶级谱。不同植被类型的叶级谱都有一定的规律性，即往往以某一叶级占优势，并以此与其他类型相区别（表4-2）。叶面积的大小，与气候带有某种相关性。在热带地区，大叶的比例最高，随着逐渐离开赤道，叶面积较小的类型亦渐增多，而大叶的比例逐渐减少。 表4-2 不同群落类型叶级的比较 表4-3 贝加尔针茅草原生物学类群与生态类群综合分析表 （据植被，1985，简化） 对生活型与生态类群组成的综合分析，能够更好地反映群落与所处环境的关系。对贝加尔针茅（Stipa baicalensis）草原作此类分析（植被，1985）可显示出它的群落重要属性，即中旱生和旱中生的杂类草（双子叶植物）占有很大比重，也表明它的所在地环境并非十分干旱。 以上只涉及生活型所含种数的多少，进一步分析还需考虑它们在群落中的各种数量特征，才能判别其所起的作用。
二、植物群落的空间结构和植物环境 群落中的各种植物，在群落占据一定的生存空间，而全部植物（按所属生活型）的分布状况，构成了植物群落垂直的和水平的结构，并将原有生境改变为特殊的群落部环境（植物环境）。 （一）垂直结构 大多数的群落都有高度上的分化或成层现象，这是群落中各植物间及植物和环境间相互关系的特殊形式。无论是木本群落或是草本群落，都可看到垂直分化。 在森林群落，不同种类植物的植冠（叶层）分布在不同的或是相同的高度围，它们在群落沿着垂直高度的梯度及光照强度的梯度，占有不同的位置。根据它们垂直高度，可划分出一定的层次。在森林中，一般划分出乔木层，林下的灌木层、草本层以及地被层（贴地的苔藓地衣）。这种层的分化是群落对环境条件适应的一种表现。然而在自然界，情况并不是那样简单，就乔木层而言，也不是所有乔木都长到一个几乎接近的高度。在热带雨林里，乔木层的垂直高度，可以达到30—40m或更高，一般可分出三个亚层，但是由于乔木层组成复杂，高矮参差不齐，层的界限并不是一般目测能分辨出来的。还有不少灌木也能发育成幼树状态，因而往往与小乔木交错生长在近似的高度，这样就会产生乔木亚层和灌木层的重叠。 除上述基本层次外，藤本植物和附生、寄生植物，攀援或附着在不同植物的不同高度，往往在整个群落的垂直高度都有分布，因而并不形成一个层次。这类植物称之为层间植物。层间植物种类和数量的多少，是和热量、温度的大小密切有关的。例如在我国的岛和滇南的森林中，藤本植物种类繁多，生长奇特，它们的枝叶花果常伸到高达20—30m的林冠层中，下部的藤茎又粗又壮，在这种森林里几乎没有一株树木可幸免于它们的干扰。 群落特别是森林群落的分层现象与光照强度密切相关。一个群落中的光照强度，总是随着高度的下降而逐渐减弱，这主要是部分光被上层的有机体所吸收或反射。形成林冠最上层的树木是受到全光照照射的，上层树冠的枝叶可以吸收和散射一半以上的光能。在乔木的下层，是利用残余光的小树。下层的灌木层，大约利用全光照的10%，而草本层仅利用了1—5%的全光照，以维持本身的生长，最后是得到极微弱光照的苔藓地衣层。由此可见，森林的垂直结构包含一种适应光强梯度的生活型梯度——几层乔木、灌木、草本植物以及地表的苔藓。
水生植物的特性及适用范围 水生植物的概念 定义：某种植物在它生命里全部或大部分的时间,都是生活在水中,并且能够顺利的繁殖下一代,我们就称为水生植物。 作用：可以起到净化水质和吸收有害物质的用途以及可以海里刮伤时侯用来绑住伤口。 水生植物的定义有很多种，一般是指适合在水中长期生长的植物，其根部非常之发达，以便跟好的吸收水中的营养物质及氧气。随着我国工农业的快速发展及人口的增多，很多水域都被不同程度的污染了，一些相关人士就将一些净化能力强的水生植物用于各水域的净化中。人们根据水生植物生长所需水的深度对其进行了分类，分别为沉水植物、浮水植物、挺水植物和漂浮植物四种。 沉水植物：其根茎是生长在水域的泥土中，植株也是完全沉没在水中的，因其整个植株生长在水中，需最大限度的吸收水中的氧气及营养物质，所以叶片都为细长或丝状，且比较薄，而细胞相比来说却是较大的，如眼子菜类、金鱼藻类、黑藻类、苦草类等；浮水植物又称浮叶植物：它们的根茎生长在水中的泥土中，应为茎都非常的细弱基本上是不能直立的，所以它们的叶片是漂浮在水面上的，如睡莲、王莲、萍蓬草、芡实等；挺水植物：它们的根茎也是生长在水中的泥土中，但与浮水植物不同的是它们植株高大且有力，茎或叶柄直立挺拔，挺出水面，如荷花、香蒲、水葱、梭鱼草、水竹芋等；漂浮植物：此植物的根不再像以上三种植物的生长在泥土中了，整个植株都是漂浮在水面上的，它们会随着水流四处漂泊，如浮萍、水鳖、大漂、水葫芦等。 但是从另一个角度分析的话，还可以将水生植物分为沼生植物和湿生植物两个生活型。前者在浅水或湿泥中的生命力会非常旺盛，虽然是浅水，但是不能完全将其脱离出水进行栽培，如荷花；而后者在浅水中可以短期的生长，但同时也适合在陆地上进行栽培，黄花鸢尾、千屈菜、柳树等都属于湿生植物了。 适应特点 水环境与陆地环境迥然不同。水环境具有流动性、温度变化平缓、光照强度弱、含氧量少等特点。水生植物在长期演化过程中，形成了许多与水环境相适应的形态结构，因而能够繁衍自己，并在整个植物类群中占据着一定的位置。 水环境的光照强度微弱，所以水生植物的叶片通常较薄，有的叶片细裂如丝或是呈线状；有的呈带状；有的叶子宽大呈透明状，叶绿体不仅分布在叶肉细胞中，还分布在表皮的细胞内，并且叶绿体能够随着原生质的流动而向迎光面，这样就可以有效地利用水中的微弱光照进行光合作用。 水环境中的含氧量不足空气中的1／20，为了适应缺氧环境，水生植物都具有发达的通气系统。莲藕叶片的气孔可通过空气中的氧，氧进入叶片，其氧浓度高于莲藕各个器官的氧浓度，氧则通过叶柄那四通八达的通气组织向地下扩散，以保证地下器官的正常呼吸和代谢的需要。这种通气系统属于开放型的。金鱼藻的通气系统则属于封闭型的，植物体内可贮存自身呼吸时释放的二氧化碳，以供光合作用的需要，同时又能将光合作用所释放的氧贮存起来，以满足呼吸时的需要。 水生植物四周都是水，不需要厚厚的表皮来减少水分的散失，所以表皮变得极薄，可以直接从水中吸收水分和养分。如此一来，原本从土壤中吸收水分和养分根也就失去原有的功能，使水生植物的根不发达。有些水生植物的根，功能不在吸收水分和养分，主要是作为固定之用。 水生植物体细胞间隙很大，巨大的空腔构成连贯的系统并充满空气，既可供应生命活动需要，又能调节浮力。 水生植物很容易得到水分，因此它们的输导组织的维管束都表现出不同程度的退化。根一般不发达，叶表面没有角质层加厚、蜡质或栓质。水分充足对水生植物是个有利条件，但水过多也会产生不良后果，所以水生植物都具有排水器，它既能把多余的水排出体外，又能源源不断地得到水体的无机营养物。
水葫芦等水生植物对污水净化影响的研究 李红峰（广东佛山市顺德区华侨中学 528333） 摘要从我们对放养水生植物前、后污水水样中氮、磷和重金属铜离子含量测试，结果表明：1、在新城区苏岗河涌污水水样放养水葫芦等水生植物5天后，水样中氨氮的平均含量降低了64.98%；磷的平均含量降低了44.57%；重金属铜的平均含量降低了52.78%；2、三种水生植物中，吸收氨氮、磷、重金属铜能力最强的是水葫芦（65.29%、56.52% 、 58.33%）； 3、三种水生植物中，吸收重金属铜能力比吸收磷要强。从我们的实验得出：水葫芦、浮萍、金鱼藻等植物，有很好的净化污水能力，特别是对富营养化水质。只要我们科学管理和转化利用水葫芦等水生植物，对改善我区河涌水质有重要的作用。 关键词水葫芦污水净化 1 问题的提出和设想 在我国华南各地水域里及长江流域，常常可以看到盖满水面的水葫芦。它是来自委内瑞拉的水生植物，学名叫做风眼莲。 由于水葫芦含有大量蛋白质、脂肪和纤维素，而且繁殖能力强，容易成活，本世纪5０年代，粮食极度短缺的中国从南美引进水葫芦，将水葫芦广泛放养于南方乡村河塘。由于水葫芦蔓延的速度极快，它们覆盖了很多南方许多河流、湖泊。浓密的水葫芦降低了光线对水体的穿透能力，影响水底生物的生长，并增加水中二氧化碳的浓度，堵塞河道，在我们珠江三角洲水域特别是河涌都存在水葫芦泛滥成灾的问题。 近几年来有科学家实验时意外发现，水葫芦等水生植物的根茎能吸收和分散水体中铅、镉、汞、铜、锶等重金属离子，工业废水中含有大量重金属离子，城市生活污水中含有大量氮和磷，工业废水和城市生活污水排放到河流中，增大水体重金属离子、氮磷化合物含量，使水体富营养化，造成水体污染，由此我们设想，利用水生植物吸收氮和磷、重金属离子的特性，探讨水葫芦、浮萍、金鱼藻等水生植物净化污水是否有帮助？效果如何？结合高中学生研究性学习，指导我校高一级学生张銮坤等参阅了有关资料，设计了实验和统计的方法并付诸实践。 2 实施的内容和过程 2．1活动准备： 2．1．1 买3个60×85×50cm 塑料水箱用于放养水生植物 2．1．2到水塘采集水葫芦、浮萍和金鱼藻三种水生植物