生態(tài)與地學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告內(nèi)容

生態(tài)與地學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告內(nèi)容實(shí)習(xí)時(shí)間：二、實(shí)習(xí)地點(diǎn)：生態(tài)樣方調(diào)查及植被認(rèn)知、土壤結(jié)構(gòu)和取樣、華南植物園溫室三、實(shí)習(xí)內(nèi)容1植物樣方調(diào)查1.1樣方調(diào)查的目的了解植物分布情況。了解各層植物的種類以及各自的生長(zhǎng)情況。學(xué)習(xí)用正確的方法調(diào)查不同的植物。通過(guò)植物樣方調(diào)查，找出植物生長(zhǎng)與周圍環(huán)境的關(guān)系。鞏固、深化所學(xué)理論知識(shí)，培養(yǎng)在實(shí)際環(huán)境中分析和解決問(wèn)題的能力。虛心學(xué)習(xí)，培養(yǎng)吃苦耐勞的精神和社會(huì)責(zé)任感，形成熱愛(ài)專業(yè)、熱愛(ài)大自然、熱愛(ài)勞動(dòng)的良好品德。1.2準(zhǔn)備的材料一盤卷尺、一盤皮尺、標(biāo)本袋、標(biāo)本夾、繩子、?頭、繩子、編號(hào)牌1.3調(diào)查過(guò)程對(duì)于喬木層，我們選取了一個(gè)長(zhǎng)20米，寬20米的樣方面積，然后我們觀察了一下，確認(rèn)了樣方中喬木。接下來(lái)，我們又?jǐn)?shù)清楚了每種喬木的棵數(shù)，并給它們編號(hào)掛上了號(hào)碼牌。然后我們按照一定得順序，一棵一棵的測(cè)量這些喬木的高度、胸徑、冠幅、枝下高以及判斷它們的生活力。并同時(shí)將測(cè)量的結(jié)果記在相應(yīng)的表格中。對(duì)于灌木層，我們選取了一個(gè)長(zhǎng)5米，寬5米的樣方面積，然后我們觀察了一下，確認(rèn)了樣方中灌木。接下來(lái)，我們又?jǐn)?shù)清楚了每種灌木的棵數(shù)，并給它們編號(hào)掛上了號(hào)碼牌。然后我們按照一定得順序，一棵一棵的測(cè)量這些灌木的高度、基徑、蓋度以及判斷它們的生活力。并同時(shí)將測(cè)量的結(jié)果記在相應(yīng)的表格中。對(duì)于草本層，我們選取了1個(gè)長(zhǎng)1米，寬1米的樣方面積，然后我們將樣方內(nèi)的草本植物進(jìn)行分類，數(shù)出各種植物的棵數(shù)，接著量出每棵植物的平均高度蓋度，并根據(jù)它們各自的生長(zhǎng)狀況判斷它們的生活力。1.4調(diào)查的結(jié)果表1.1野外植物調(diào)查-喬木層記錄表序號(hào)胸徑/cm高度/m冠幅X/m冠幅Y/m枝下高/m1#1.822#56.682.33#6.31.814#13.55.543.31.775#42.411.676#61.511.837#41.72.158#5.7519#51.92.2510#4.52.1711#6.52.3512#4.472.2313#4.081.8414#591.9515#4.52.2216#1.8117#1.81.8718#761.9519#22.57.488.71.71表1.2野外植物調(diào)查-灌木層記錄表序號(hào)株數(shù)高度/m平均高度/m基徑/mm平均基徑/mm蓋度%1#14.93.491.687.48252#14101.23#14.4114.54#12.644.85#12.596.86#12762土壤剖面2.1挖土壤剖面剖面的設(shè)置、挖掘和觀察土壤剖面應(yīng)設(shè)置在代表性較廣的地形部位上。一般挖成1×1.5～2米的長(zhǎng)方形土坑，其深度因土而異。對(duì)發(fā)育于基巖上的土壤，一般挖至露母巖為止；通常深1～3米左右；對(duì)沼澤土、潮土、鹽土和水稻土等地下水位較高的土壤以出現(xiàn)地下水為止。挖出的表土與心土要分別堆置于剖面坑的兩側(cè)。觀察面上沿的地表不能堆土和走動(dòng)，以免影響觀察、采樣。剖面挖就后，先按形態(tài)特征自上而下劃分層次，逐層觀察和記載其顏色、質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、孔隙、緊實(shí)度、濕度、根系分布、動(dòng)物活動(dòng)遺跡、新生體以及土層界線的形狀和過(guò)渡特征。接著根據(jù)需要進(jìn)行pH、鹽酸反應(yīng)、酚酞反應(yīng)等的速測(cè)。最后自下而上地分別觀察、采集各層的土樣，并將挖出的土按先心底土、后表土的順序填回坑內(nèi)。2.2剖面的結(jié)構(gòu)土壤剖面指從地表到母質(zhì)的垂直斷面。不同類型的土壤，具有不同形態(tài)的土壤剖面。土壤剖面可以表示土壤的外部特征，包括土壤的若干發(fā)生層次、顏色、質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、新生體等。在土壤形成過(guò)程中，由于物質(zhì)的遷移和轉(zhuǎn)化，土壤分化成一系列組成、性質(zhì)和形態(tài)各不相同的層次，稱為發(fā)生層。發(fā)生層的順序及變化情況，反映了土壤的形成過(guò)程及土壤性質(zhì)。土壤剖面發(fā)生層一般分為：表土層（A層）、心土層（B層）和底土層（C層）。底土層中，還包括潛育層（G層）。表土層也叫腐殖質(zhì)－淋溶層，是熟化土壤的耕作層；在森林覆蓋地區(qū)有枯枝落葉層。心土層也叫淀積層由承受表土淋溶下來(lái)的物質(zhì)形成的。圖2.1土壤剖面底土層也叫母質(zhì)層，是土壤中不受耕作影響，保持母質(zhì)特點(diǎn)的一層。潛育層也叫“灰粘層”，是在潛水長(zhǎng)期浸漬下經(jīng)潛育化作用形成的土層，土色藍(lán)綠或青灰色，質(zhì)地粘重，通氣不良，養(yǎng)分轉(zhuǎn)化慢。觀察和了解土壤剖面是認(rèn)識(shí)土壤、分析鑒定土壤肥力，制定耕作措施的最重要方法之一。圖2.1土壤剖面從地面垂直向下至母質(zhì)的土壤縱截面稱為土壤剖面。一般都表現(xiàn)出一定程度的水平層狀構(gòu)造，在野外以其顏色、質(zhì)地、結(jié)構(gòu)及松緊度、新生體等區(qū)分。層狀結(jié)構(gòu)為其最重要特征，是土壤形成及其物質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)化和累積的表現(xiàn)。一般劃分3個(gè)最基本層次：①表土層（A層）。為有機(jī)質(zhì)積聚層和物質(zhì)淋溶層；②心土層（B層）。為淋溶物質(zhì)淀積層；③底土層（C層）。又稱母質(zhì)層。這3個(gè)基本層最早由俄國(guó)土壤學(xué)家道庫(kù)恰也夫命名，以后，人們根據(jù)每個(gè)基本層的性狀與發(fā)生學(xué)特點(diǎn)又進(jìn)一步細(xì)分。簡(jiǎn)單剖面原始剖面：剖面上只有A和AC層。弱分異剖面：剖面層次分異不明顯，各層之間無(wú)明顯界線侏儒剖面：發(fā)生層完整，但每一土層的厚度甚薄。巨型剖面：熱帶氣候條件下高度風(fēng)化形成的超深厚剖面，厚度可達(dá)數(shù)米至十余米。圖2.2圖2.2垂直斷面復(fù)雜剖面1）異源母質(zhì)剖面：土壤剖面上部土層的成土物質(zhì)與底部基巖或母質(zhì)組成不一致的剖面。2）埋藏剖面：由于后來(lái)物質(zhì)覆蓋，在土壤剖面的一定深度中出現(xiàn)一個(gè)或一個(gè)以上埋藏層或埋藏剖面的剖面。3）堆疊剖面：原來(lái)的土壤剖面多次被沉積物質(zhì)覆蓋，或由于大量使用泥肥、土糞等使土壤表層或耕層不斷墊高。4）翻動(dòng)剖面：剖面表土層以下的土層經(jīng)人為翻動(dòng)到地表。5）人造剖面：在采礦、興修水利等活動(dòng)后，將混雜的土壤物質(zhì)堆積或填回而形成的剖面。2.3分層取樣2.3.1樣品采集了解污染物質(zhì)在土壤中的垂直分布,沿土壤剖面層次分層取樣，每個(gè)柱狀樣取樣深度都為100cm，分取三個(gè)土樣：表層樣（0～20cm），中層樣（20～60cm），深層樣（60～100cm）2.3.2取樣方法①鐵鍬、鐵鏟、竹片等直接取樣②采樣筒取樣；③土鉆取樣；④挖坑剖面取樣1、地表層：鐵鍬、鐵鏟、竹片直接取樣；2、分層取樣：手工操作和機(jī)械操作土鉆，進(jìn)入一定深度的土壤,將土柱提上,，按需要切割采樣；或鐵鍬、鐵鏟等挖一剖面，分層取樣。2.3.3取樣量各點(diǎn)（層）取1kg土樣裝入樣品袋，對(duì)多點(diǎn)均量混合的樣品可反復(fù)按四分法棄取。2.4注意事項(xiàng)1、對(duì)照采樣點(diǎn)不能設(shè)在田邊、溝邊、路邊或肥堆邊。2、有腐蝕性或要測(cè)定揮發(fā)性化合物，用廣口瓶裝樣；含易分解有機(jī)物的待測(cè)定樣品，采集后置于低溫（冰箱）中。3、分層采樣次序：自下而上，先采剖面的底層樣品，再采中層樣品，最后采上層樣品。4、測(cè)量重金屬的樣品，則應(yīng)避免使用金屬器具取樣?？捎弥衿蛑竦度コc金屬采樣器接觸的部分土壤，再用其取樣。3生態(tài)研究案例分析：酸沉降對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的影響3.1酸沉降對(duì)森林植物的影響及其機(jī)理森林衰退的原因一般認(rèn)為來(lái)自兩個(gè)方面：一是對(duì)植物的生理生化過(guò)程造成直接影響；二是對(duì)森林的間接影響，即認(rèn)為酸沉降經(jīng)過(guò)一系列的物理、化學(xué)和生物過(guò)程引起土壤的酸化，造成植物營(yíng)養(yǎng)不良，有毒元素活化，重金屬釋放，進(jìn)而影響植物生長(zhǎng)和森林衰退[3]。3.2直接影響3.2.1植物體形態(tài)1、傷害葉片葉片是植物與大氣環(huán)境進(jìn)行氣體交換的主要場(chǎng)所，是大氣污染物最先進(jìn)入植物體的門戶。因此，植物的傷害癥狀最早出現(xiàn)在葉片上[4]。干、濕沉降都會(huì)改變植物葉片表面蠟被層和角質(zhì)層的物理、化學(xué)特性。這些結(jié)構(gòu)對(duì)葉片除了起到保護(hù)作用外，還可以調(diào)節(jié)植物的許多生物化學(xué)反應(yīng)。對(duì)樹(shù)葉表皮的破壞，加速了葉片的老化，使葉片失去活力，變得枯焉甚至掉落、死亡[5]。特別是在低pH值的酸沉降作用下，在短期內(nèi)就能對(duì)葉片造成可見(jiàn)傷害[6]。樹(shù)葉的變小，黃葉的增多，數(shù)量的減少，勢(shì)必會(huì)削弱其一系列的生理生化活動(dòng)，影響光合作用，導(dǎo)致林業(yè)生產(chǎn)下降，森林退化[7]。2、傷害根系根系作為植物水分代謝和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的重要器官，是土壤資源的直接利用者和產(chǎn)量貢獻(xiàn)者，它的生長(zhǎng)發(fā)育直接影響到地上部莖葉的生長(zhǎng)和生物量的高低，并與植物的抗逆性以及森林生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展有關(guān)。根系也是一個(gè)重要的碳素庫(kù)，其呼吸作用是生態(tài)系統(tǒng)中重要的反饋途徑之一[8]。植物根系養(yǎng)分吸收性能與土壤養(yǎng)分、水分、pH值和溫度等環(huán)境條件有著密切的關(guān)系，同時(shí)又影響著根際土壤中養(yǎng)分的遷移和有效性。酸沉降不但改變了根系周圍的物質(zhì)組成、理化特性，也直接傷害了根系的生長(zhǎng)。3、生長(zhǎng)及生產(chǎn)力酸沉降引起森林生產(chǎn)力的下降已成為無(wú)可爭(zhēng)辯的事實(shí)。但在一定的時(shí)空范圍內(nèi)，一定的酸度條件下，酸沉降的的確確也在一定程度上提高了樹(shù)木的生長(zhǎng)或群落的增長(zhǎng)。如在中歐和美國(guó)等國(guó)家出現(xiàn)的大面積森林衰退之前，其森林生長(zhǎng)量比同時(shí)期未受酸雨影響的森林的生長(zhǎng)量有較大的增加。其原因是錯(cuò)綜復(fù)雜的，有學(xué)者認(rèn)為一方面酸沉降中的N、P和S素對(duì)植物起到了施肥的作用，另一方面酸沉降中強(qiáng)酸根離子的增加促進(jìn)了土壤的風(fēng)化，從而使進(jìn)入土壤溶液中的營(yíng)養(yǎng)元素含量增加，有利于植物的生長(zhǎng)[9]。至于在有些受害林群中，樹(shù)木仍能繼續(xù)增長(zhǎng)，是因?yàn)樗劳龅臉?shù)木被分解、礦化后為其附近的樹(shù)木提供了養(yǎng)料。雖然這種增長(zhǎng)能夠持續(xù)幾年，但最終會(huì)導(dǎo)致樹(shù)木死亡率的增加和生物量的降低[10]。一些人工模擬實(shí)驗(yàn)也證明了，在輕度酸雨或短時(shí)期內(nèi)，酸雨對(duì)植物的生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用[11]。4、植物營(yíng)養(yǎng)狀況植物的營(yíng)養(yǎng)狀況主要表現(xiàn)在葉片元素的淋溶和對(duì)N、S及Al的富集。酸雨對(duì)葉片的營(yíng)養(yǎng)元素有較強(qiáng)的淋溶作用。降水的H+和NH4+在樹(shù)冠層與樹(shù)葉中的鹽基離子發(fā)生轉(zhuǎn)換反應(yīng)，將Ca2+、Mg2+、K+等營(yíng)養(yǎng)元素從樹(shù)葉內(nèi)部置換出來(lái)。其交換量與植物種類，植物所在地理位置、樹(shù)冠層的結(jié)構(gòu)、降水的酸度與成分及作用時(shí)間有關(guān)[12]。葉片的淋溶作用有利于提高降水的pH，暫時(shí)緩解對(duì)土壤的酸化作用，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這是得不償失的。葉片的淋溶使得葉片的元素失衡，導(dǎo)致植物生長(zhǎng)不良，如缺鈣能引起植物暗呼吸速率增加，增加和改變碳的循環(huán)[13]。另一方面，酸沉降富硫化物和硝酸化合物，在酸沉降高的地區(qū)，植物通過(guò)根系和樹(shù)冠對(duì)其進(jìn)行吸附和吸收，引起體內(nèi)N、S元素的富集；而土壤的酸化又引起土壤中Al的活化。植物體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)元素的流失及N、S和Al的富集共同促進(jìn)了植株體內(nèi)元素失衡，影響植株正常的物質(zhì)代謝和生理生化過(guò)程，降低植株的活力和抗性，最終導(dǎo)致森林衰退和死亡[14]。5、呼吸作用在酸雨脅迫狀態(tài)下，植物的呼吸作用提高的現(xiàn)象比較普遍。單運(yùn)蜂發(fā)現(xiàn)在pH值為2.0的模擬酸雨下，馬尾松、杉木和火力楠幼樹(shù)葉子的暗呼吸速率顯著增大，分別增大55.2%，34.8%和110.9%[15]。呼吸作用增加使植物消耗增多，植物的物質(zhì)和能量的積累相對(duì)減少。這可能是酸雨抑制植物生長(zhǎng)的一個(gè)重要的方面。6、對(duì)酶活性的影響酸沉降對(duì)不同類型酶的影響各不相同。就植物防御過(guò)氧化損害的系統(tǒng)，如超氧化物歧化酶，過(guò)氧化氫酶、精氨酸脫羧酶和抗壞血酸過(guò)氧化酶等來(lái)說(shuō)，酸雨的脅迫作用引起這些酶活性升高。植物通過(guò)這些酶清除體內(nèi)過(guò)多的活性氧，保持植物的正常生長(zhǎng)。Velikova等[16]在模擬酸雨對(duì)豆科植物的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)通過(guò)控制膜脂過(guò)氧化反應(yīng)而保持膜的穩(wěn)定性。這一事實(shí)從另一側(cè)面證實(shí)了植物防御氧化系統(tǒng)對(duì)植物受損修復(fù)的成功及其機(jī)理。而另一些酶如葡萄-6-磷酸脫氫酶、麥芽糖脫氫酶、葡萄糖酸變位酶和乳酸脫氫酶在酸沉降的脅迫下其活性則表現(xiàn)為下降[17]。3.2.2間接影響相對(duì)于酸雨對(duì)森林的直接影響而言，酸雨對(duì)森林植物的間接影響要深遠(yuǎn)得多，人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)也要晚得多。起初人們一直認(rèn)為解決酸沉降對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的影響這一問(wèn)題很容易對(duì)付。只要減少SO2的排放，森林就能恢復(fù)生長(zhǎng)，酸化的水體也能恢復(fù)到原來(lái)的pH值。然而即使美國(guó)、歐洲和加拿大減少SO2的排放，酸化的環(huán)境仍然沒(méi)有像人們所期望的那樣得到恢復(fù)。直到1990年仍然有許多的科學(xué)家認(rèn)為酸雨問(wèn)題能夠很快得到解決，因?yàn)樗麄円琅f堅(jiān)持酸雨直接作用于植物和湖泊。事實(shí)上酸沉降已經(jīng)深刻的影響到土壤的化學(xué)組成和理化特性，并且這種影響還會(huì)持續(xù)下去[18]。一些野外和實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)以及計(jì)算機(jī)模擬的結(jié)果也表明，由酸沉降引起的土壤和水體的酸化已經(jīng)持續(xù)了幾十年[19]。酸沉降對(duì)森林植物的間接影響主要是通過(guò)元素的淋溶作用、引起土壤的酸化、有毒元素及重金屬的活化、土壤活力的降低等。1、土壤酸化土壤酸化是土壤形成過(guò)程中的一種自然的生物地球化學(xué)過(guò)程，但是酸沉降卻大大的加快了這一進(jìn)程。由酸沉降引起的土壤酸化和離子淋溶息息相關(guān)，不可分隔，土壤酸化是土壤鹽基離子淋溶的結(jié)果。酸沉降引起的土壤酸化問(wèn)題在世界范圍內(nèi)發(fā)生，并且在現(xiàn)有酸沉降水平下，這些影響很可能會(huì)持續(xù)下去，甚至增加，引起森林的長(zhǎng)期衰退[20]。當(dāng)然，酸沉降對(duì)植被的影響最終取決于堿性離子和酸根離子的平衡。GEORGE等在研究上世紀(jì)七八十年代德國(guó)和挪威的森林衰退的原因時(shí)也指出，由于土壤酸化引起的一種或多種營(yíng)養(yǎng)元素的缺泛才是導(dǎo)致森林衰退和死亡的首要原因[21]。2、有毒元素及重金屬的活化鋁是重要的原生礦物和次生礦物的風(fēng)化產(chǎn)物，可以通過(guò)化學(xué)的和生物化學(xué)的風(fēng)化過(guò)程從礦物中釋放到土壤和水體環(huán)境中[22]，酸沉降加速了鋁的風(fēng)化，酸性土壤經(jīng)酸雨淋洗后，酸化加劇，土壤中各種形態(tài)的鋁發(fā)生溶解，成為可溶性鋁進(jìn)入土壤溶液。并且，隨著酸雨pH值的降低，土壤溶液中的鋁淋出量增多，毒性大的Al3+占單核無(wú)機(jī)鋁的比例增加，而毒性小的Al-F絡(luò)合物則反而呈下降的趨勢(shì)[23]。3、土壤酶活性的影響在土壤中，土壤酶進(jìn)行著各種重要的生物地球化學(xué)的轉(zhuǎn)化作用。土壤酶雖然主要來(lái)自土壤中的微生物，但酸沉降和植物的相互影響，會(huì)改變土壤的理化特性，從而影響土壤中微生物的組成和活性[24]。反過(guò)來(lái)土壤中微生物又會(huì)進(jìn)一步改變土壤的理化特性，并對(duì)植物產(chǎn)生影響。長(zhǎng)期的酸沉降作用會(huì)引起土壤中耐堿性和中性的微生物種類和數(shù)量的減少，如細(xì)菌、放線菌等；同時(shí)，喜酸性的微生物數(shù)量得到提高，如真菌、青菌和木霉等，但其種類仍然減少了。其結(jié)果是，土壤中氨化作用、硝化作用減弱，纖維素分解作用強(qiáng)度增加，土壤中蛋白酶、轉(zhuǎn)化酶和接觸酶活性下降，磷酸酶活性增大[25]。4、對(duì)物種組成和生物多樣性影響酸沉降的長(zhǎng)期作用可以改變系統(tǒng)的物質(zhì)和能量的格局和動(dòng)態(tài)，使得各物種的適宜度發(fā)生位移。酸沉降引起森林土壤和植物體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)元素特別是鈣素的流失，長(zhǎng)期下去，必然會(huì)使系統(tǒng)鈣濃度降低，造成高鈣植物生長(zhǎng)不良，而有利于低鈣植物的生長(zhǎng)，進(jìn)而改變森林的物種的種類組成和數(shù)量[26]。系統(tǒng)進(jìn)一步酸化的結(jié)果是，結(jié)構(gòu)和功能的不平衡進(jìn)一步加劇，最終導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。4華南植物園4.1熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)4.1.1生境特點(diǎn)熱帶雨林是陸地自然生態(tài)系統(tǒng)中生物生產(chǎn)力和生物總量最高的植被類型，擁有獨(dú)特的外貌和結(jié)構(gòu)特征：終年高溫多雨，不存在季相變化，植物全年生長(zhǎng)發(fā)育，群落外貌終年常綠，植物種類組成極端豐富。熱帶雨林群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜，喬木、灌木和草本中又可分出多個(gè)層次，喬木層高度一般在30～40米，可分三個(gè)亞層，加上雨林下的灌木層和草本層，整個(gè)雨林群落一般可分為5～8層，彼此套迭。覆蓋濃密的雨林遮天蔽日，林內(nèi)光線幽暗。熱帶雨林還有很多其他森林所沒(méi)有的獨(dú)特植物現(xiàn)象,大致分為板根現(xiàn)象、絞殺現(xiàn)象、獨(dú)木成林、空中花園、滴水葉尖、木質(zhì)藤本、老莖開(kāi)花結(jié)果、連理樹(shù)等。1、板根圖4板根遮天蔽日的密林、令人喘不過(guò)氣的悶熱潮濕的空氣、從天而降如巨蟒的藤蔓、神出鬼沒(méi)的毒蟲(chóng)螞蟥……突然，巨大的“板墻”擋住了去路，繞過(guò)一垛又是一垛，似乎走進(jìn)了一座魔咒的城堡，令筋疲力盡的叢林探險(xiǎn)家們膽戰(zhàn)心驚。事實(shí)上，他們只是遇到了熱帶雨林喬木的板根。當(dāng)年英國(guó)殖民者入侵爪哇時(shí)就迷失在板根形成的“迷宮”圖4板根圖4.1板根板根現(xiàn)象是熱帶雨林喬木最突出的特征，也是早期被歐洲探險(xiǎn)家們描繪得最為神秘奇妙的熱帶雨林現(xiàn)象。板根的形成與植物根系和水熱等環(huán)境條件緊密相關(guān)。熱帶雨林大多土壤淺薄，一些巨大喬木身軀高大粗壯，十分沉重，且大多是淺根植物，沒(méi)有主根。本來(lái)就“頭重腳輕”圖4.1板根2、絞殺現(xiàn)象為了生存的土地、為了晉身“社會(huì)高層”以爭(zhēng)取更多的陽(yáng)光和空間資源，植物們看似靜默的外表下時(shí)刻在進(jìn)行著殊死的較量，于是，有著“森林絞刑”之稱的雨林奇觀——絞殺，也就上演著。圖4.2圖4.2絞殺現(xiàn)象3、獨(dú)木成林圖4.3獨(dú)木成林當(dāng)你穿行于熱帶雨林，常會(huì)被一些從空中驟然垂下的柱狀根所吸引，一不小心或許會(huì)被從樹(shù)干上斜伸出來(lái)的柱狀根所絆倒。原來(lái)，在熱帶雨林高溫、高濕的環(huán)境下，一些樹(shù)木能從莖干或樹(shù)枝上長(zhǎng)出不定根，可以從潮濕的空氣中吸收水分、營(yíng)養(yǎng)和呼吸空氣，這種根叫做氣生根。隨著樹(shù)木的生長(zhǎng)，這些不定根也逐漸成長(zhǎng)，當(dāng)它們觸及土壤時(shí)，就可以汲取到土壤中豐富的養(yǎng)分，迅速增大變粗，變成支柱根。支柱根一方面可以支撐樹(shù)木龐大的軀干和茂密的枝葉，另一方面會(huì)加強(qiáng)樹(shù)木對(duì)水分和無(wú)機(jī)鹽的吸收，促進(jìn)植株生長(zhǎng)和樹(shù)冠擴(kuò)展。長(zhǎng)此以往，支柱根數(shù)量會(huì)越來(lái)越多，也愈加粗壯，由于與樹(shù)干顏色相近，所以很難區(qū)分哪是樹(shù)干，哪是支柱根。遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，枝葉繁茂的樹(shù)冠下，猶如很多樹(shù)木生長(zhǎng)在一起，宛如一片茂密的森林，但實(shí)際上只有一棵樹(shù)，這就是熱帶雨林中的奇觀圖4.3獨(dú)木成林?舉世聞名的廣東新會(huì)天馬河畔的“小鳥(niǎo)天堂”便是一棵近400歲高齡的細(xì)葉榕（Ficus?microcarpa），通過(guò)氣生根繁衍出占地達(dá)18畝的綠洲，成為最受小鳥(niǎo)們歡迎的天堂，堪稱氣生根塑造的南國(guó)奇觀。4.1.2植物群落及其特征和原因1、雨林毒王——見(jiàn)血封喉圖4.4見(jiàn)血封喉圖7見(jiàn)血封喉19世紀(jì)中葉，英國(guó)殖民軍入侵馬來(lái)群島，當(dāng)?shù)赝寥藠^起保衛(wèi)家園。他們的主要武器是一種自制土箭，中箭的入侵者立刻一命嗚呼，幾乎無(wú)人能幸免。一時(shí)之間，英軍聞箭喪膽，以為遇到了被下了魔咒的“死亡之箭”。實(shí)際上只是因?yàn)檫@些箭頭浸泡了“死亡之樹(shù)”——見(jiàn)血封喉（AntiaristoxicariaLesch.）的乳汁。見(jiàn)血封喉是桑科見(jiàn)血封喉屬，常綠或半落葉大喬木，體內(nèi)乳白色樹(shù)汁具有劇毒，是樹(shù)木中最毒的樹(shù)種，有“林中毒王”之稱。它的樹(shù)干、枝葉和果實(shí)中的汁液都有劇毒，進(jìn)入體內(nèi)可使動(dòng)物心臟麻痹、血液凝固而死亡，就是吃了中這種毒的野獸肉也會(huì)引起中毒，所以被稱為“見(jiàn)血封喉”。它的汁液若不慎入眼或被它燃燒枝葉的煙氣所熏也會(huì)導(dǎo)致失明；獵人常把其汁液涂在箭頭上用來(lái)對(duì)付來(lái)襲的猛獸和敵人，所以又叫做“箭毒木”。見(jiàn)血封喉高可達(dá)40米。被列為國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)植物。海南瓊北的一些村莊把它作為驅(qū)災(zāi)避邪的風(fēng)水樹(shù)栽于村子前后。圖4.4見(jiàn)血封喉圖7見(jiàn)血封喉2、葉大如舟——王蓮?fù)跎徱栽煨推嫣氐拇笮捅P狀葉片和美艷香濃的碩大花朵而享有盛名，成為世界著名的水生觀賞植物。它擁有世界上水生有花植物中最大的葉片，葉片邊緣向上翻卷，猶如鋪在水面上的碩大玉盤。王蓮葉背密布尖刺，霸氣十足，頗具王者風(fēng)范，故被稱為“王蓮”。圖4.5王蓮?fù)跎彏樗徔仆跎弻俣嗄晟笮退荼局参锏慕y(tǒng)稱，包括來(lái)自南美熱帶雨林的亞馬遜王蓮、來(lái)自印度雨林的克魯茲王蓮和由兩者雜交而成、葉片最大的長(zhǎng)木王蓮。王蓮淺盤狀葉片直徑最大可達(dá)4米；網(wǎng)狀葉脈粗壯，結(jié)構(gòu)特別并且堅(jiān)固，一個(gè)體重約50公斤的人站在上面，葉片紋絲不動(dòng)，堪稱“葉中大力士”。在第一屆世界博覽會(huì)上轟動(dòng)世界的英國(guó)著名建筑——圖4.5王蓮圖9王蓮?fù)跎彽幕ǘ浯T大，直徑可達(dá)30厘米。有趣的是，它的花在兩天內(nèi)兩次花開(kāi)。傍晚時(shí)分乳白色花朵探出水面，美艷香濃，在黃昏的朦朧中分外耀眼；待覓食的昆蟲(chóng)們聞香而來(lái)，王蓮卻悄悄合上花瓣直到第二天傍晚才再次開(kāi)放，被軟禁了一天的賓客們蓬頭垢面紛紛奪路而逃，這個(gè)時(shí)候王蓮的花瓣由乳白色轉(zhuǎn)為淺紅色，似乎含羞宣告自己已情定終身，之后花朵顏色漸深直至凋謝而沉入水中。圖9王蓮?fù)跎徆麑?shí)內(nèi)種子可達(dá)五六百粒之多，種子像豌豆?fàn)?，含有豐富的淀粉，被南美洲人稱為“水玉米”。4.2極地/高山生態(tài)系統(tǒng)4.2.1生境特點(diǎn)圖16低溫溫室柜高山植物一般生長(zhǎng)在高山森林線以上、雪線以下的地帶。高山上強(qiáng)風(fēng)較多，日照強(qiáng)烈，時(shí)而下雨，時(shí)而晴天，一天中氣溫變化無(wú)肉質(zhì)類、根莖類植物。有的莖扭曲，有的盤根錯(cuò)節(jié)，它們一叢叢、地布滿在夾雜石礫、冰渣的坡地上，頂風(fēng)抗雪，頑強(qiáng)生存，顯示著它們堅(jiān)韌而強(qiáng)大的生命活力。圖16低溫溫室柜由于身處如此惡劣的生存環(huán)境，在長(zhǎng)期的自然進(jìn)化過(guò)程中，高山植物逐漸形成了極具特點(diǎn)的外形。它們一般都呈墊狀或蓮座狀，通常全株披著濃密的茸毛，葉子較小，葉表皮角質(zhì)化、革質(zhì)化，葉片肉質(zhì)化，生命周期長(zhǎng)，有的長(zhǎng)達(dá)幾十年甚至上百年。一旦冰雪融化，有的植物立即開(kāi)放花朵其色澤特別鮮艷。?同時(shí)，高山植物在極端且變化無(wú)常的高山環(huán)境中經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的自然選擇作用而形成的最顯著的特征是具有各種特化現(xiàn)象，例如：墊狀植物、溫室植物、“棉毛植物”、“氣囊植物”。4.2.2植物群落及其特征和原因1、倒掛金鐘圖18倒掛金鐘倒掛金鐘（Fuchsia）是桃金娘目、柳葉菜科、倒掛金鐘屬的植物，又名燈籠花和吊鐘海棠。原產(chǎn)墨西哥。喜涼爽濕潤(rùn)環(huán)境，怕高溫和強(qiáng)光，以肥沃、疏松的微酸性壤土為宜，冬季溫度不低于5℃。倒掛金鐘為多年生灌木，開(kāi)花時(shí)，垂花朵朵，婀娜多姿，如懸掛的彩色燈籠，盆栽適用于客室、花架、案頭點(diǎn)綴，用清水插瓶，既可觀賞，又可生根繁殖。圖18倒掛金鐘2、平凡中的精彩——過(guò)路黃宜昌過(guò)路黃是（Lysimachia?henryiHemsl）,俗稱過(guò)路黃，報(bào)春花科珍珠菜屬。過(guò)路黃分布在大江南北，形態(tài)多變，或大或小，但開(kāi)的花都是黃色。宜昌過(guò)路黃是它們中的精英，也是我國(guó)的特有植物。主要分布于四川、湖北等地，多生長(zhǎng)在長(zhǎng)江沿岸的石縫中。過(guò)路黃枝葉繁茂、花大而且花期長(zhǎng)，遠(yuǎn)看一大片耀眼的金黃，蔚為壯觀！宜昌過(guò)路黃也是一種民間常用的草藥，對(duì)治療腎結(jié)石有良好的效果。圖4.6圖4.6過(guò)路黃4.3.1生境特點(diǎn)沙漠地區(qū)環(huán)境惡劣，使得植物不易生存，所以短暫雨季所帶來(lái)的水分必須小心保存和使用，才能度過(guò)漫長(zhǎng)的干季。為了減少水分的喪失，并避免被沙漠中的動(dòng)物當(dāng)作美食，沙漠中的植物就演化出特殊的形態(tài)，如仙人掌的葉片特化成針狀的小刺；而為了儲(chǔ)存更多的水分，莖部則變得肥厚而多汁；同時(shí)，表皮形成很厚的角質(zhì)層以減少水分揮發(fā)等。我們?cè)谏衬锌吹降闹参镏饕袃纱箢悾扇苏瓶浦参锖投酀{植物（多肉植物）。4.3.2植物群落及其特征和原因1、沒(méi)有葉子的樹(shù)——光棍樹(shù)光棍樹(shù)屬大戟科大戟屬，直立灌木或小喬木。因其樹(shù)形奇特，整個(gè)樹(shù)身不見(jiàn)一片葉子，滿樹(shù)盡是光溜溜的枝條，被人們形象地稱作"光棍樹(shù)"或“光枝樹(shù)”;又因它的枝條碧綠光滑，有光澤，人們又稱它為綠玉樹(shù)或綠珊瑚。光棍樹(shù)高可達(dá)4～9米，枝條肉質(zhì)，圓柱狀，簇生或散生。圖4.6光棍樹(shù)圖12光棍樹(shù)?其實(shí)，光棍樹(shù)也有葉子，是一種變態(tài)葉，非常小，只在新生的枝條上出現(xiàn)，為了減少水分蒸發(fā)，很快就脫落，不容易被人們看到。光棍樹(shù)老枝的葉片已經(jīng)完全退化，主要靠綠色枝條代替葉片進(jìn)行光合作用，制造養(yǎng)料。圖4.6光棍樹(shù)圖12光棍樹(shù)?光棍樹(shù)的枝條里面貯藏著較多的水分，還含有乳白色有毒汁液，接觸皮膚會(huì)引起過(guò)敏，使皮膚紅腫。但對(duì)它自身來(lái)說(shuō)這種有毒汁液可以抵抗病毒和害蟲(chóng)的侵襲，從而起到保護(hù)樹(shù)體的作用。據(jù)分析，光棍樹(shù)乳汁中碳?xì)浠衔锏暮亢芨?，可以提取燃料，所以，光棍?shù)也被認(rèn)為是最有希望的石油植物之一。2、仙人球之王——金琥圖4.7金琥?金琥，英文名為“Golden?barrel”，別名象牙球?圖4.7金琥3、植物之龜王——龜紋木棉?圖4.8龜紋木棉?龜紋木棉（Bombax?ellipticum?Kunth）,?是木棉科木棉屬的一種肉質(zhì)植物。是一種肉質(zhì)植物，因肉質(zhì)根莖基部不規(guī)則膨大成橢圓形，灰色表皮龜裂，上面布滿惟妙惟肖的淺綠色“龜紋”，猶如一只靜臥的巨龜，因此被稱為“龜紋木棉”。圖4.8龜紋木棉圖14龜紋木棉?龜紋木棉像龜殼般的根莖中貯存了大量水分，塊莖頂部長(zhǎng)著綠色短枝，高一般不到1米。休眠期葉片脫落。這種植物早春開(kāi)花，花朵碩大，開(kāi)放時(shí)，花冠為數(shù)百條白絲組成，聚集在枝頭呈半球形，仿佛節(jié)日的焰火。龜紋木棉喜溫暖干燥和陽(yáng)光充足氣候，怕積水。它是國(guó)內(nèi)目前尚少見(jiàn)的奇趣多肉植物，種源主要依靠從國(guó)外引進(jìn)。圖14龜紋木棉4.4植物水族館4.4.1生境特點(diǎn)水生植物是以水為生存及生長(zhǎng)媒介的植物。一般有狹義水生植物與廣義水生植物之分。狹義水生植物是指植物的生活史必須在有水環(huán)境下完成，該類水生植物一生都必須生活在水中，如睡蓮、水蘊(yùn)草、滿江紅等。廣義水生植物則包括濕生植物，其生活史有一時(shí)期生長(zhǎng)于水中或飽和含水量的土壤上。廣義水生植物并不見(jiàn)得要生長(zhǎng)于有水環(huán)境，但是最起碼供其生長(zhǎng)的土壤必須是潮濕狀態(tài)或土壤飽和含水量必須維持在水生植物可以生存的最低限度以上，例如蘆葦、野姜花等。4.4.2植物群落及其特征和原因1、“睡美人”——睡蓮圖4.9睡蓮睡蓮為睡蓮科睡蓮屬多年生水生草本植物的泛稱。全世界睡蓮屬植物有40～50種，我國(guó)有5種。其花葉均浮于水面，葉圓盾形，花色清麗而豐富，有白、紅、粉、黃、藍(lán)、紫等色；在5～11月開(kāi)花，每朵花可連續(xù)開(kāi)放3～5天，花凋謝后則沉入水中結(jié)果。一般植物的花開(kāi)后不會(huì)再合上，除非是凋謝了。睡蓮花卻開(kāi)閉有時(shí)，好像人要睡覺(jué)一樣，故名“睡蓮”；有些睡蓮的“睡眠運(yùn)動(dòng)”是晚上開(kāi)中午閉、有些則中午時(shí)開(kāi)晚上閉，很有規(guī)律，所以又被稱為“子午蓮圖4.9睡蓮睡蓮根莖、種子、嫩芽都可以吃，根莖也可以釀酒或入藥。睡蓮花、葉都很美麗，開(kāi)花時(shí)間長(zhǎng)并且花色豐富，素有植物“睡美人”的美稱。2、滿江紅圖4.10圖4.10滿江紅4.5華南植物園的植物種類1、蕨類植物：槲蕨科：崖蕨、槲蕨、崖姜、川滇槲蕨、石蓮姜槲蕨實(shí)蕨科：長(zhǎng)葉實(shí)蕨、多羽實(shí)蕨、中華刺蕨、華南實(shí)蕨鱗毛蕨科：無(wú)蓋鱗毛蕨、美麗復(fù)葉耳蕨、