自然界的生物，极少以孤立的个体形式长期存在，而是以种群的形式生存。对植物而言，所谓种群（population），就是在一定空间中同种个体的集合，即同一种群内的个体之间能够自由授粉、繁殖。譬如，某山地的茶树种群，某水域的莲花种群、某农田的玉米种群，等等。

一、种群的基本特征

种群，并不是个体的简单总和，而是客观的生物学的基本单位，是一个具有自身独立的特征、结构与机能的整体。通常，自然种群具有三个基本特征：一是空间特征——即种群具有一定的分布区域；二是数量特征——即种群在单位面积或体积中的个体数量；三是遗传特征——就是种群具有一定的基因组成，遗传的多样性增强了种群对环境条件的适应力。研究种群的空间分布与数量变化，是种群生态学（population  ecology）的主要任务。

    （一）种群的分布格局

     植物种群的空间分布，主要表现在如下三个方面：

    1.随机分布（random  distribution）  是指种群中的每一个体在种群领域中各处出现的几率是均等的，而且每一个体的存在并不影响其它个体的分布。事实上，随机分布并不多见。只有环境因子对多种植物的作用无太大差别时，或者某一主导因子成随机分布时，才会引起种群的随机分布；或者在生态条件比较一致的环境中，才会出现随机分布，如生长在潮汐带的植物。此外，用种子繁殖的植物，初次入侵某一地区时，常呈随机分布。

    2.均匀分布（regular  distribution） 或称规则分布。系指种群内每一个体近乎等距离分布。当植物占有的空间超过所需的空间时，则在分布过程中所受的障碍也就很小，从而导致均匀分布 。在自然情况下，这种类型的分布极少出现。但是，由于以下原因，常会引起植物的均匀分布：一是病虫害、种间竞争时、优势种成均匀分时，其伴生种则呈均匀分布；二是地形、坡向、土壤水分状况的均匀分布时，也使植物种群呈均匀分布；三是人工干预的种群，如人工林、栽培作物，多为均匀分布。

    3.聚群分布（aggregated  distribution）  在大多数的生态环境中，种群常常呈聚群分布。这种方式的分布，可由多种因素引起：一是在风、水的作用下，植物的繁殖体被运送到同一区域，于是形成下一代个体的聚群生长；二是繁殖体虽然随机扩散，但是只能在某一特定的条件下才能定居，比如需水的种子只有落在湿润的土壤上才能萌发生长；三是新形成繁殖体的传播距母体较近，也能形成聚群分布；四是有些植物通过地下（如芦苇）或地上（如草莓）匍匐茎的无性繁殖所形成的众多个体；五是动物的过度取食（如草场的过度放牧），导致许多植物被限制在不受草食动物啃食的区域；六是人类的经济活动，如农业生产的团块播种，等等。植物的聚群分布，既有利于繁殖，又有利于种群的遗传变异。然而，会增加种内的竞争。

（二）种群的数量与增长

    种群的数量，是指在一定面积或容积中某种植物的个体总数。一个种群的个体数目多少，也叫种群大小（population  size）；如果用单位面积内的个体数目来表示种群大小，则叫种群密度（population  density）。种群数量，不是恒定不变的，而是处于不断地动态变化中，这取决于个体的出生率与死亡率。单位时间内出生率与死亡率之差叫增长率（growth  rate）。当两者之差为正数时，表明种群处于发展上升时期，数字越大则发展潜势越强；反之，为负数时，表明种群处于行将衰亡时期，数字越大则此种群很快解体，不复存在。

    （三）年龄结构

    在绝大多数的植物种群，其个体具有不同的年龄阶段，把处于各个年龄段的个体数目占种群个体总数的比例叫年龄结构（age  ratio），常用百分数（%）表示。年龄结构，能够真实地反映出种群的发展趋势，因而是研究种群动态的一个重要指标。

 在研究中，常用年龄金字塔（age  pyramid）形式来表示种群中植物所处的年龄结构，即将种群中各个年龄段的个体从小到大用图形表示出来。作图时，将植物的年龄阶段分为三个时期：繁殖前期（幼龄阶段），放在金字塔的底部；繁殖期（长成阶段），放在金字塔的中部；繁殖后期（行将枯死阶段），放在金字塔的顶部。依据典型的图形，基本上可将种群划分为三种类型：

 1. 增长型种群（iecreasing  population）  该种群以幼年（繁殖前期阶段）个体数占有最大的比例，而老年（繁殖后期阶段）个体数最少；幼年个体与中年（繁殖旺盛阶段）个体，除了补充枯死的老年个体之外还有剩余。所以，这种类型种群的数量呈上升趋势。其金字塔图形呈等腰三角形（底大顶小）。

    2. 稳定型种群（stable  population） 此种群中各个年龄阶段的个体数大致呈均匀态分布，即每个年龄段的个体大体上以等量进入下一阶段 。所以，种群的大小趋于稳定。其金字塔图形呈子弹形（上中下三部分近似）。

    3. 衰退型种群（declining  population）  与增长型种群相反，这类种群中处于老年阶段的个体数量多，而幼年阶段的个体数量少，即大多数个体的生殖力明显降低。所以，种群数量趋于减少。其金字塔图形呈粮仓形（底窄顶阔）。

    需要指出的是，在利用年龄结构分析种群的发展趋势时，还应考虑到环境因子对种群的影响。这是因为，有时幼苗的数量并不能完全说明种群的发展趋势。譬如，在亚热带，松—栎针阔混交林中，松树的幼苗常比栎树的幼苗多。但是，由于栎树的耐阴性比松树强，所以在郁闭的林下，不利于喜阳的松树幼苗生长，而有利于栎树幼苗生长。尽管松树幼苗数量多，但最终还是被栎树取代。

    （四）种群的遗传与进化

    其实， 植物所具有的表现型特征（包括形态特征与生理特征），最终都是由植物的基因型所控制（内因），同时也受外界环境条件的影响（外因）。任何一个种群，每一个体基因型的相对稳定性是种群繁殖的基础。但是，每一个体的基因型并非完全相同，因而它们的表现型在很多情况下常有差异。种群内在的生存差异与繁殖差异（即变异），使得那些更能适应环境的个体产生更多的后代，必然使种群更加适应生态环境。当环境条件随着时间推移而发生变化时，优良的基因型就能很好地适应新的环境。而且，在自然选择中，种群的遗传组成将发生变异，进而产生适应性更强的表现型。把物种或种群的遗传组成随着时间而发生变化的过程叫进化（evolution）。应该说，物种的进化在时间上是个极为漫长的过程。

大多数植物，都是生活在环境条件有着很大差异的地方（即地理分布）。由于长期受到当地环境条件的影响，同种植物不同地域的群体，都是朝着各自所适应环境条件的方向发展进化，结果必然出现不同群体间的变异。如果这些变异能够遗传给后代，这样就形成了同一个物种分化为不同的群体类型，即生态型（ecotype）。

业已明确，同一物种的不同生态型之间，不存在生殖隔离，即可以相互杂交。有时，生态型之间杂交所产生的后代远比其双亲具有更强的生活力，这种现象叫杂种优势。农业、林业、畜牧业常用杂种优势来培育新品种。                                                                                                                                     

二、种间关系

    所谓种间关系（interspecific  relationship），是指物种之间可能发生的相互作用，所以又叫种间相互作用（interspecific  interaction）。种间关系，是种群生态的重要内容。由于自然界的大多数群落是由多种植物组成的集合，所以在相互靠近生长的种类之间必然发生或多或少的相互影响，即种间关系。主要表现为四种形式：

    （一）种间竞争（interspecific  competition）

所谓种间竞争，是指两个物种需要相同的环境资源所产生的相互关系。如绿色植物的种间竞争，主要是对光照、水分、矿质养分和生存空间的竞争。竞争的结果可能出现两种情况：其一，假如两个物种是直接竞争者，即在同一空间、同一时间，需要同一资源，必然是一个种群数量逐渐增多，另个种群数量逐渐减少，直至消亡；其二，如果两个物种在空间关系上不同时，可能二者互有消长，维持平衡。

其实，同种个体之间的竞争远比种间个体的竞争更为激烈。这是因为，它们自身的生育期与对外界环境的需求完全一致，竞争阳光、水分、养分、空间，尤其在栽培作物更为明显。所以，应该合理密植，控制水肥，尽量避免个体间的竞争（防止徒长和倒伏），确保增加产量和提高品质。

    （二）种间共生（interspecific  symbiosis）

    1899年，德国植物学家德巴瑞研究地衣（是藻类与真菌的共生体）中某些藻类与真菌之间的相互关系时，首次提出了共生的概念。所谓共生，最初的含义是，对双方有益或无害的相互作用。随着科学的发展，共生的概念既包含双方获益，也包含其中一方受害。

 1. 互惠共生  是指双方都获益的相互作用，如地衣（藻菌共生）、根瘤（根瘤菌与豆科植物共生）、菌根（真菌与高等植物的根共生）。在此，以菌根为例说明植物的种间共生。

    在植物界中，菌根（mycorrhiza）是常见且重要的互惠共生类型，在大多数的木本植物都可见到。比如，杨、榛、松、云杉等都有菌根。依据真菌是否侵入根内，可以分为三种类型：一是外生菌根——是指在根系活跃生长时期，被某些特殊的真菌紧密地包围，形成菌丝套，少数真菌的菌丝也能侵入到根表皮与皮层的细胞间隙（但未进入细胞内部）所形成的共生；二是内生菌根——是真菌的菌丝侵入到根部的细胞内所形成的共生；三是内外生菌根——则是真菌的菌丝分布于根部细胞内外的共生。

    菌根的共生作用是双方都获得益处：通过共生，根中的真菌获得碳水化合物等有机物质，用于生长。相比之下，树木获益更大：共生的真菌分泌B族维生素和有机酸，利于土壤中的有机物质分解转化；促进树木根系发育，扩大吸水吸肥空间 。因而，提高树木的抗逆性（抗旱、抗高温、抗毒物、抗病原微生物等），比没有菌根共生的树木生长得更加旺盛。  

  2. 附生（epiphytism）  也称偏利共生；是指两个物种之间只有一方从对方获利，而另一方无利可得（甚至有害）的共生。在热带与亚热带的森林中，常能看到一种植物附着于另一种植物上生长的现象。从藻类、地衣、苔藓、蕨类，甚至种子植物都有附生的现象。附着于其它植物体上的植物，叫附生植物（epiphytic  plant）；这是经过漫长进化的结果。附生植物，避开了生长于土壤上可能与其它植物的竞争，获得更为适宜的条件（如光照、水分等）。然而，附生植物的过度繁殖生长，也可对宿主植物产生不良的影响，甚至产生伤害作用，导致宿主枯萎死亡。

    （三）种间寄生（interspecific  parasitism）

所谓种间寄生，是指某种植物个体的部分器官（如吸盘、钩刺、不定根等）进入另一种植物体内，从中获取营养物质的现象。寄生于其它植物体的植物，叫寄生植物（parasitic  plant），如菟丝子；被寄生的植物，叫寄主。

1.寄生植物的类型  依据其是否含有叶绿素，可以分为两类：有些寄生植物，自身含有一些叶绿素，可以合成部分营养物质，称为半寄生植物，如槲寄生；还有些寄生植物不含叶绿素，完全依靠寄主提供营养物质，称为全寄生植物，如大花草。

事实上，无论哪种寄生植物，都会使得寄主生长减弱，轻者使寄主生物量明显降低，重者导致寄主养分耗竭，组织破坏，最终枯死。

2. 寄生植物的特征 寄生植物具有相应的形态解剖特征与生理特征。主要表现在三个方面：

（1）无用器官退化——有些寄生植物，某些器官或结构失去应有的功能，便退化甚至消失，使得株体简化。如菟丝子，其种子萌发生长初期依然有根。但是，当它攀附于寄主（如大豆）株体时，其根便失去作用而枯干，叶子也随之极度退化。

（2）专性器官形成——如菟丝子，虽然有些器官退化，却生出适应寄生的一些器官或结构，如吸盘、小钩刺，固定在寄主身上。

（3）种子多休眠长——有的寄生植物的繁殖力与生命力特强，如玄参科的独脚金，每一株可以产生种子多达50万粒，而且可以休眠20年仍具发芽力。一旦遇到寄主植物时，其种子开始发芽生长，侵入并寄生于寄主的根部。

    （四）种间化感（interspecific  allelopathy）

1937年，德国科学家莫里斯首次提出了化感作用的概念；1984年，一位名叫瑞思的学者进一步充实完善这一概念。具体说来就是，具生活力的植物或腐解的植物残骸，通过向周围环境释放某种化学物质，对其它植物的生长产生相应的促进效应或抑制效应。这类能对其它植物产生影响的化学物质，有两个来源：一是来自生活的植物，或其茎叶（尤其是叶）释放，或其根部分泌；二是来自植物残体的分解过程。在自然界中，植物之间的化感作用广泛存在；并与光照、温度、水分、养分、空间等一起构成了植物种间竞争的生态因子。这对森林更新、植被演替、农业生产具有重要作用。

研究发现，具有化感作用的物质很多，且多为有机物质，如醇、醛、酸、酯、酚、醚、酮、醌、胺、苷、烯、萜，等等，有许多尚待分离鉴定。

1. 促进作用  系指一种植物的化学物质能促进它种植物的生长发育。譬如，茄子茎叶的提取液，可促进水稻幼苗的生长；小麦与麦仙翁混作，促使小麦增产；其它如洋葱与甜菜、马铃薯与菜豆、小麦与豌豆等套种，都能增产。

 2. 抑制作用  这类研究，国内外都非常重视（尤其在药用方面），投入力量较大，成果较为显著。例如，1928年，大卫发现核桃树的树皮与果皮能影响其它植物的生长，后来证实是胡桃醌的作用；洋槐树皮分泌的挥发性物质，能抑制多种草本植物的生长；紫丁香的叶片很苦，其提取液明显抑制真菌的生长，其中最起作用的化学成分是丁香酚；这类例子很多，不再一一列举。这类起抑制作用的物质当中，相当一部分可以用于治疗疾病（如从长春花中提取的长春碱、从红豆杉韧皮部中提取的紫杉醇，是癌症患者化疗时的常用药物），在《中药化学》中都有明确的记载。