【文章內(nèi)容簡介】 制約以外，大都是通過一些特殊的化學(xué)物質(zhì)來相互調(diào)節(jié)和控制的。這種化學(xué)物質(zhì)稱為植物激素，它們在某些部位形成，轉(zhuǎn)移到另一些部位起作用。如最先發(fā)現(xiàn)的生長素就是在生長頂端形成，促進下面的細胞伸長。隨后相繼發(fā)現(xiàn)許多其他激素，如脫落酸、赤霉素、細胞分裂素、乙烯。除去通過化學(xué)物質(zhì)而調(diào)節(jié)控制之外，植物中也能有迅速的物理的信息傳導(dǎo)，如電位的變化。 抗逆性　?、峥鼓嫘?。不同植物對不良環(huán)境的耐性和抗性的差異很大，有的能在極干旱的條件下生存，有的能抵抗低溫。品種之間的差異也很大，在自然界中，不同生境中植物的分布很大程度上是由它們對不良環(huán)境的抗御能力決定的。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，擴大作物的種植，了解抗逆性的生理機理，有助于采取措施以提高抗逆性，或為育種工作中抗逆品種的篩選提供生理指標(biāo)。植物運動　?、庵参镞\動。生活在水中的低等植物，有些具有特殊器官如鞭毛，可以游泳，作趨光運動。陸生植物雖然著生位置固定，卻并非完全不能運動。根有向地（重力）性，葉子有向光性，是通過生長來運動，稱為生長運動。有些植物能做機械運動，如睡蓮的花晝開夜合；合歡的復(fù)葉晚間閉攏；含羞草和食蟲植物豬籠草等，動作更為迅速。（3）植物生長物質(zhì)在林業(yè)上的應(yīng)用需熟悉的知識內(nèi)容：（1）植物體內(nèi)同化物運輸與分配植物體內(nèi)有機物的運輸系統(tǒng)　　植物體內(nèi)的運輸系統(tǒng)主要有長距離運輸系統(tǒng)和短距離運輸系統(tǒng)。短距離運輸系統(tǒng)主要是指細胞內(nèi)和細胞間的運輸，運輸距離以微米（um）計算，通過共質(zhì)體（胞間連絲）和質(zhì)外體（自由空間）來完成 （圖56）。長距離運輸系統(tǒng)主要是指器官間和組織之間的運輸，通過輸導(dǎo)組織來完成，木質(zhì)部（導(dǎo)管、管胞）運輸水分和無機鹽 （圖57），韌皮部（篩管、篩胞、伴胞）運輸同化產(chǎn)物 （圖58）。要注意的是伴胞的生理功能，主要是協(xié)助篩管分子完成運輸，它為篩管細胞提供結(jié)構(gòu)物質(zhì)（蛋白質(zhì)）和信息物質(zhì)（RNA），維持篩管分子間的滲透平衡，并調(diào)節(jié)同化物向篩管的裝載與卸出?！　《?、植物體內(nèi)同化物的運輸機理　　有機物運輸?shù)男问剑褐参矬w內(nèi)有機物運輸?shù)闹饕问绞钦崽?，蔗糖是葡萄糖與果糖分子以糖苷鍵相連而成的雙糖分子。蔗糖的水溶性較強，有利于隨著液流運輸；植物體內(nèi)到處存在有分解葡萄糖的酶，但對蔗糖卻很難起反應(yīng)，這就起到了保護作用，蔗糖不易分解，可以安全運輸；蔗糖的糖苷鍵水解時產(chǎn)生的能量多，運輸效率較高（高效運輸）；蔗糖的某些性質(zhì)（密度、粘度、表面張力、電解常數(shù)、滲透壓、擴散系數(shù)）與葡萄糖相似，有利于側(cè)向運輸?！　∮袡C物的運輸方向：植物體內(nèi)有機物的運輸沒有極性，可以向頂部，也可以向基部，但總的方向是由制造營養(yǎng)物質(zhì)的器官向需求營養(yǎng)物質(zhì)的器官運輸。植物體內(nèi)有機物運輸?shù)姆较蛑饕腥N，即：單向運輸（木質(zhì)部運輸）、雙向運輸（韌皮部運輸）和橫向運輸（短距離運輸）。　　有機物的運輸機理：韌皮部的源端制造同化產(chǎn)物，同化物濃度較高，水勢較低，細胞吸水，體積膨大產(chǎn)生較大的壓力勢。韌皮部的庫端因同化產(chǎn)物被消耗和貯存，同化物濃度降低，水勢增高，細胞失水，體積縮小，壓力勢減小。源庫端壓力勢梯度（源高庫低）推動同化物不分種類一道由源端向庫端轉(zhuǎn)移（圖55）?！　∪?、植物體內(nèi)同化物的分配　　葉片的光合產(chǎn)物運出以后不是平均地分配到各個器官，而是有所側(cè)重。就整個植株而言，同化物向各器官的運輸因生育期的不同而不同，植物不同生育期的生長中心即是光合產(chǎn)物分配的中心，即“優(yōu)先供應(yīng)中心庫”；從不同部位的葉片來說，它的光合產(chǎn)物有就近供應(yīng)和運輸?shù)奶攸c，一般來說，下位葉片制造的同化物主要運到植株的下位部分及根部，而上位葉制造原同化物主要運到新葉、幼葉、莖頂及花的部位，即“就近分配”；同化物還有向同側(cè)器官分配較多的特點，即“同側(cè)分配（2）植物的生長生理、成花生理和生殖生理植物的發(fā)育包括生長和分化。細胞的發(fā)育分為分生期、伸長期和分化期三個時期。植物生長與分化的類型包括頂端生長與分化，次生生長與分化，再生生長與分化。分化的生理基礎(chǔ)是極性，生化基礎(chǔ)是細胞內(nèi)化學(xué)物質(zhì)的種類或/和不同化學(xué)物質(zhì)濃度比值的變化。 組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是細胞全能性。培養(yǎng)基需要礦質(zhì)元素、碳源(常用蔗糖)、植物生長調(diào)節(jié)劑(生長素、細胞分裂素)和維生素等，嚴格消毒是組織培養(yǎng)成功的關(guān)鍵。 植物生長表現(xiàn)出生長大周期，植物的生長運動包括向性運動與感性運動等，同時存在近似晝夜節(jié)奏現(xiàn)象。種子萌發(fā)需要充足的水分、適宜的溫度和足夠的氧氣，有的種子還需光照(紅光)，有的則需黑暗。植物各部位的生長相互制約、相互影響，具有密切的相關(guān)性，光照、水分、溫度和無機營養(yǎng)等對各部位的相關(guān)性具有調(diào)節(jié)作用。一、發(fā)育、生長和分化的概念 生長——在生命周期中，植物的細胞、組織和器官的數(shù)目、體積或干重的不可逆的增加過程。 分化——從一種同質(zhì)性的細胞類型轉(zhuǎn)變成形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能與原來不相同的異質(zhì)細胞類型的過程。 發(fā)育——在植物生命周期中，植物的組織、器官或整體，在形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能上的有序變化過程。 生長是量變，是基礎(chǔ)；分化是局部的質(zhì)變；發(fā)育則是器官或整體的有序的一系列的量變和質(zhì)變。因此，可以說發(fā)育包括生長和分化兩個方面。發(fā)育必須在生長和分化的基礎(chǔ)上進行，沒有生長和分化，就不能進行有序的發(fā)育。另一方面生長和分化又受發(fā)育制約，植物的某些部分的生長和分化必須通過一定的發(fā)育階段以后才能開始。生長與分化是各種生理與代謝的整合表現(xiàn)，是新陳代謝強度和方向的綜合表現(xiàn)。 發(fā)育的三個階段：胚胎發(fā)生、營養(yǎng)器官發(fā)生、生殖器官發(fā)生。 發(fā)育的時間順序：種子萌發(fā)→幼苗成長→開花結(jié)實→衰老死亡 二、植物細胞的生長和分化 1.植物細胞生長的三個時期及特點 (1)分裂期(分生期)：細胞體積小，細胞壁薄，原生質(zhì)濃稠，沒有液泡，核大而明顯，呼吸強，氮代謝旺，細胞持水力強。 (2)伸長期(擴張期)：細胞大量吸水形成大液泡，細胞體積增加，細胞壁加厚，蛋白質(zhì)含量最高，呼吸作用加強，酵解和TCA環(huán)酶活躍。 (3)分化期(成熟期)：細胞體積不再擴張，次生壁加厚，某些細胞分化成特化細胞。 2.細胞分化的調(diào)控 (1)分化的生理基礎(chǔ)： 細胞分化的生理基礎(chǔ)是極性。極性是指細胞(或器官和植株)內(nèi)的一端與另一端在形態(tài)和生理生化上的差異。表現(xiàn)在細胞質(zhì)濃度不一，細胞器數(shù)量的多少，核位置的偏向等方面。 (2)影響分化的環(huán)境條件：光照、溫度、營養(yǎng)、pH、離子和電勢等環(huán)境條件及地球的引力。 (3)分化與植物激素的關(guān)系 3.植物的組織培養(yǎng) (1)概念：指植物的離體器官、組織或細胞在人工控制的環(huán)境條件下培養(yǎng)發(fā)育再生成完整植株的技術(shù)。 (2)理論依據(jù)：根據(jù)植物細胞具有全能性。細胞的全能性是指每一個具核的細胞中都包含著產(chǎn)生一個完整機體的全套基因，在適宜條件下，可形成一個新的個體。 (3)培養(yǎng)基的主要成分： ：N、P、K、Ca、Mg、S。 ：Fe、Zn、Cu、B、Mo、Mn、Cl。 ：2% ：維生素(BB6煙酸、肌醇等)、甘氨酸、蛋白質(zhì)。 ：一般為IAA、NAA、CK、BA、GA等。 三、種子的萌發(fā) 1.概念：可從不同角度來理解萌發(fā)概念。從形態(tài)角度看：具有生活力的種子吸水后，胚生長突破種皮并形成幼苗的過程。從生理角度看：無休眠或解除休眠的種子吸水后由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)為生理活動狀態(tài)引起胚生長。從分子生物學(xué)角度看：水分等因子使種子的某些基因和酶活化，引發(fā)一系列與胚生長有關(guān)的反應(yīng)。 2.種子萌發(fā)時需要的外界條件 (1)足夠的水分 (2)充足的氧氣森林生態(tài)學(xué)知識需掌握的知識內(nèi)容：（1）森林生態(tài)系統(tǒng)的基本概念與主要特征基本概念森林生態(tài)系統(tǒng)是在一定范圍內(nèi)，各生物成分（包括人類在內(nèi)）和非生物成分（環(huán)境中物理和化學(xué)因子），通過能量流動和物質(zhì)循環(huán)而相互作用、相互依存所形成的一個功能單位。主要特征：結(jié)構(gòu)特征。生態(tài)系統(tǒng)由生物環(huán)境（生產(chǎn)者、消費者、分解者）和非生物環(huán)境（光、熱、大氣、水、土、巖石及死的有機物質(zhì)）兩個亞成分組成。2功能特征。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的生產(chǎn)者、消費者和分解者與它們的生存環(huán)境相互作用，不斷進行著能量和物質(zhì)交換，產(chǎn)生能量和物質(zhì)在系統(tǒng)中流動，從而保持著生態(tài)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，并發(fā)揮其正常的功能。動態(tài)特征。生態(tài)系統(tǒng)不是靜止的，而是不斷運動變化的系統(tǒng)相互作用和相互聯(lián)系的特征。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各生物和非生物成分的關(guān)系是緊密相連、密不可分的整體。5穩(wěn)定平衡的特性。系統(tǒng)內(nèi)部各成分間完全處于相互協(xié)調(diào)的穩(wěn)定狀態(tài)，系統(tǒng)受外力干擾時，自身有一種恢復(fù)的能力，由穩(wěn)定到不穩(wěn)定，再由不穩(wěn)定返回穩(wěn)定的狀態(tài)。對外開放的特征。生態(tài)系統(tǒng)，甚至生物圈都是一個開放系統(tǒng)。一個現(xiàn)實的生態(tài)系統(tǒng)必須有能量與物質(zhì)的輸入，以及具有能量和物質(zhì)輸出的過程。所以，生態(tài)系統(tǒng)的外部環(huán)境也應(yīng)是系統(tǒng)整體的一個部分。（1） 森林生態(tài)系統(tǒng)的能量流動規(guī)律與物質(zhì)循環(huán)過程　　. 除極少數(shù)特殊空間外，能量的源頭是太陽能。生物所利用的能源，基本上都是來自太陽的輻射，其途徑是：綠色植物通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，動物依靠植物再從化學(xué)能轉(zhuǎn)換成機械能和熱能的形勢。2. 輸入某個生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能的總量。3. 生態(tài)系統(tǒng)中，能量轉(zhuǎn)換的一個很主要的途徑是通過食物鏈來進行的，食物鏈指生物界關(guān)系中，甲吃乙、乙吃丙、丙吃丁的現(xiàn)象。食物鏈和食物網(wǎng)是能量流動的主渠道。4. 能量沿著營養(yǎng)級逐級傳遞，級級有散失，有遺棄，即能量流動的特點是單向流動，逐級遞減。生態(tài)系統(tǒng)中能量流動特征，可歸納為兩個方面，一是能量流動沿生產(chǎn)者和各級消費者順序逐步被減少，二是能量流動是單一方向，不可逆的。能量在流動過程中，一部分用于維持新陳代謝活動而被消耗，一部分在呼吸中以熱的形式散發(fā)到環(huán)境中，只有一小部分做功，用于形成新組織或作為潛能貯存。由此可見，在生態(tài)系統(tǒng)中能量傳遞效率是較低的，能量愈流愈細。一般來說，能量沿綠色植物向草食動物再向肉食動物逐級流動，通常后者獲得的能量大約只為前者所含能量的10%，即1/10，故稱為“十分之一定律”。這種能量的逐級遞減是生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的一個顯著特點。：如果把食物網(wǎng)劃分為能量轉(zhuǎn)換的一系列營養(yǎng)級，說明其營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，就便于各生態(tài)系統(tǒng)之間的比較。營養(yǎng)結(jié)構(gòu)可以在連續(xù)的營養(yǎng)級水平上按單位面積的數(shù)量、現(xiàn)存量或單位面積時間內(nèi)所固定的能量表示之。營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的圖形可用生態(tài)金字塔（錐體）表示，生產(chǎn)者營養(yǎng)水平構(gòu)成一層層上升構(gòu)成塔尖，生態(tài)金字塔分為能量金字塔、生物量金字塔、數(shù)量金字塔三種類型。能量金字塔：是指將單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值由低到高繪制成的圖形呈金字塔形。能量從上一個營養(yǎng)級傳遞到下一個營養(yǎng)級，平均傳遞效率為10％～20％。生物量金字塔：以每個營養(yǎng)級的生物量繪制的金字塔。但某些單細胞生物的生命周期短，不積累生物量，而且在測定生物量時是以現(xiàn)存量為依據(jù)的，所以在海洋生態(tài)系統(tǒng)中會出現(xiàn)倒置現(xiàn)象，即出現(xiàn)浮游動物數(shù)量多于浮游植物。數(shù)量金字塔：以每個營養(yǎng)級的生物個體數(shù)量為依據(jù)繪制的金字塔。但會出現(xiàn)有的生物個數(shù)數(shù)量很少而每個個體的生物量很大的情況，所以也會出現(xiàn)倒置的現(xiàn)象。比如一棵大樹上有幾百只昆蟲。6. 研究能量流動的意義是合理調(diào)整能量流動關(guān)系，是能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣杏玫牟糠帧Ｎ镔|(zhì)循環(huán)過程物質(zhì)循環(huán)的三種基本形態(tài)，地球化學(xué)循環(huán)、生物循環(huán)和生物地球化學(xué)循環(huán)；地球化學(xué)循環(huán)可分為二大類型，即氣態(tài)型循環(huán)和沉積型循環(huán)氣態(tài)型循環(huán)。碳、氫、氧、氮和硫均能以氣態(tài)、固態(tài)和水溶液出入于生態(tài)系統(tǒng)。氮、碳和氧主要以氣態(tài)形式輸入和輸出。各種巖石中不含氮或含量甚微。大部分氮進入生態(tài)系統(tǒng)是靠微生物對氮氣的固定。據(jù)報道植物吸收氣態(tài)NH3,可提供植物群落所需物以類聚量的10%。碳在巖石中含量很低，而且釋放速度很慢，難以滿足植物對碳的需求。硫一方面可從巖石進入系統(tǒng)，另一方面以氣態(tài)進入系統(tǒng)，而更多的是從硫酸鹽溶液進入系統(tǒng)。沉積循環(huán)。沉積循環(huán)有三種運動形式，即氣象途徑、生物途徑和地質(zhì)水文途徑。氣象途徑像空氣塵埃和降水的輸入以及風(fēng)侵蝕和搬運的輸出。生物途徑。動物活動可以使養(yǎng)分在生態(tài)系統(tǒng)之間發(fā)生再分配。地質(zhì)水文途徑。指生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分的輸入來源于巖石、土壤礦物的風(fēng)化和土壤水分及溪水溶解的養(yǎng)分對系統(tǒng)的輸入，以及土壤水或地表水溶解的養(yǎng)分、土粒和有機質(zhì)從系統(tǒng)的輸出。沉積型循環(huán)物質(zhì)的主要儲存庫是土壤、沉積物和巖石，而無氣體形態(tài)，因此這類物質(zhì)循環(huán)的全球性不如氣體型循環(huán)表現(xiàn)得那么明顯，循環(huán)性能一般也很不完善。屬于沉積型循環(huán)的物質(zhì)有磷、鈣、鉀、鈉、鎂、鐵、錳、碘、銅、硅等，其中磷是較典型的沉積型循環(huán)物質(zhì)，它從巖石中釋放出來，最終又沉積在海底并轉(zhuǎn)化為新的巖石。氣體型循環(huán)和沉積型循環(huán)雖然各有特點，但都受到能流的驅(qū)動，并都依賴于水的循環(huán)。生物地球化學(xué)循環(huán)。物地球化學(xué)循環(huán)是指生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部化學(xué)元素的交換，其空間范圍一般不大，植物在系統(tǒng)內(nèi)就地吸收養(yǎng)分，又通過落葉歸還到同一地方。植物對養(yǎng)分的吸收。植物所需大部分養(yǎng)分直接從土壤溶液中吸收。植物體內(nèi)養(yǎng)分的分配。植物吸收的養(yǎng)分元素，傳送到植物體各部分用于代謝過程或貯存。植物養(yǎng)分的損失。植物體內(nèi)的養(yǎng)分都在不斷消耗掉，植物每年吸收的大部分養(yǎng)分元素也是在用補充這些損失，只有很少比例的養(yǎng)分成為新組織的生物量長久保存下來。凋落物的分解。凋落物的分解和養(yǎng)分的釋放可說是森林生物地球化學(xué)中最重要的一環(huán)。林下植被的作用。林下植物占森林總量只一小部分，但它養(yǎng)分循環(huán)和林分總生產(chǎn)量卻有重要作用。養(yǎng)分元素的直接循環(huán)。是指菌根菌的菌絲體侵入新落下的凋落物后，由菌絲進入凋落物內(nèi)部使之分解，并吸收那些被礦化后