生态学课件

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绪论

一、学习《园林生态学》的目的 二、生态学概述 三、现代园林的发展

四、园林生态学的研究内容 一、学习《园林生态学》的目的

1 建立起园林生态学理论知识网络,并能熟练地将生态学原理运用于园林行业中(园林设计、园林工程、植物配置……)

2 树立生态意识,把在园林设计中考虑生态因素当成一种职业习惯 3 正确地理解“生态学”,勿滥用“生态”二字 (“生态停车场”、“生态恢复区”)

二、生态学概述 1 热门的生态学

生态棉 生态住宅 生态食品 生态建筑 生态广场 生态轰炸 生态园林 生态社区 生态村镇 生态汽车 生态停车场 ? 生态食品 ? 有机食品 ? 绿色食品 ? 无公害食品 值得思考的一些问题:

? 何为生态园林?园林还有生态和不生态之分吗?是不是种树多的园林就是生态园林

呢?

? 何为生态广场?它与传统意义上的广场到底有何区别? ? 生态学为何如此热门?

? 全球性环境问题的出现(日本公害病“水俣病”、“痛痛病”) ? 二十世纪世界三大“环境危机” ? 酸雨、臭氧空洞、全球变暖 人类环境意识启蒙著作 《寂静的春天》——蕾切尔·卡尔逊

20世纪60年代开始,西方国家的人们在广泛认识到“环境危机”之后,生态学突然置身于公众舞台,并被广泛地推崇为能够对人类和其他生物与它们环境之间的关系给予恰当的指导。

? 一个有意思的问题:

? 环境问题不仅出现于当代,古代同样存在着许多的环境问题,可为何生态学直到当

代才如此受到重视,而非在遥远的古代?

反观国内的发展,时间要推后20余年。在国内,生态学是在20世纪80年代中期逐渐“热门”起来的。

为什么在中国生态学的热门要比国外落后20年?

生态学究竟都研究些什么? 2 生态学的由来

“当人类作为一个物种存在于地球上时,我们就已经是生态学的学生了,我们的生存完全依赖于我们对于各种环境变化因子的观察能力和对生物在这些环境变化因子作用下的反应做出的预测能力上。” 从某种意义上说,生态学是“与生俱来”的。(生物,包括人类自己) 生态学的发展简史: ⑴萌芽时期(16世纪以前)

⑵建立时期(17世纪至19世纪末)

⑶巩固时期(20世纪初至20世纪60年代以前) ⑷现代生态学时期(20世纪60年代以后)

生态学(ecology)这个词最早是由德国的动物学家赫克尔提出的,这也是现代生态学产生的标志。

生态学——研究生物之间、生物与环境之间的相互关系的科学。 动 物 无机环境 植 物 有机环境 微生物 人 类 3 生态学的分支

(1)根据研究对象的尺度水平划分

个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观生态学、全球生态学 (2)根据研究对象的类群划分

植物生态学、动物生态学、微生物生态学、陆地植物生态学、哺乳动物生态学、昆虫生态学 (3)根据研究对象的生境类别划分

陆地生态学、海洋生态学、淡水生态学、岛屿生态学 (4)根据研究性质分

理论生态学、应用生态学(农业生态学、森林生态学、草地生态学、家畜生态学、自然资源生态学、城市生态学、园林生态学、保育生态学、恢复生态学、生态工程学、人类生态学、

生态伦理学)

(5)学科相互渗透而产生的边缘学科 数学生态学、化学生态学、物理生态学 4 生态学的基本理论

(1)个体生态学的研究(教材第1—6章)

基本概念:环境、生态因子、生态环境、生境、生态幅

生态因子作用的一般规律:综合作用、主导因子作用、直接作用和间接作用、阶段性作用、不可替代性和补偿作用、限制因子的作用、生态因子的多变性与生物需要的可变性。 (2)种群生态学的研究(教材第7章)

基本概念:种群、种群的特征、种群的动态、生态入侵、种内关系、种间关系、他感作用、竞争排斥原理、生态位、r-对策与K-对策 (3)群落生态学的研究(教材第8—10章)

基本概念:群落、群落交错区、边缘效应、演替、生物多样性 群落的基本特征、群落的结构

(4)生态系统生态学的研究(教材第11、12章)

基本概念:生态系统、食物链、食物网、营养级、生态金字塔、物质循环、生态平衡 生态系统的组成——非生物环境、生产者、消费者、分解者 (5)景观生态学的研究(教材第13章) 基本概念:景观、斑块、廊道、基质 斑块的类型、廊道的类型、基质的特征 5 可持续发展概述

(1)可持续发展的概念

可持续发展——特定区域的需要不危害和削弱其他区域满足其需求能力,同时当代人的需要不对后代人满足其需求能力构成危害的发展。 (2)“可持续发展”概念产生的背景

工业革命开始之后,科学技术迅速发展,这些发展在给社会带来正效应的同时,也不同程度地带来了内部和外部的负效应。这些负效应不仅影响局部生态系统的生命支持能力,而且它们共同作用威胁着当代和后代人共同的地球生命支持系统。 三、现代园林的发展 1 园林发展的三个阶段 发展阶段 服务对象 涉及范围 宫苑、庭院、花园 功能要求 休息、娱乐 造园阶段(传统园林少数贵族 阶段) 城市绿化阶段 广大的城市居民 公园和整个城市绿地生态、景观、休闲 系统 大地综合体 人类环境系统持续稳定发展 大地景观规划阶段 地球上所有的生物 2 现代园林的本质特征(世界园林发展的共同趋势)

? 狭小的封闭庭院→区域大环境建设;

? 园林构成要素的人工化为主→以植物造园为主,师法自然;

? 植物材料贫乏、配置科学性不足→开发野生植物资源、模拟自然植物群落的生态过

程;

曾经风靡一时的模纹花坛 杭州西溪湿地乡土植物景观 上海延中绿地植物群落景观

? 以观赏游憩为建设目标→以生态环境保护为主的多目标建设,从整体上建立良性循

环的绿地生态系统。

四、园林生态学的研究内容 1 植物生态学 2 生态设计

3 园林工程的生态养护 4 景观生态规划 5 生态恢复 思考题:

1 什么是生态学?其基础理论体系是什么? 2 什么是可持续发展?试述其内涵。 3 试述园林发展的三个阶段在服务对象、涉及范围和功能要求方面分别有什么不同?生态学在其各个阶段有何意义?

4 现代园林发展的趋势是什么?

5 你认为《园林生态学》课程应从哪些方面进行学习?

6 你认为什么样的设计才能称之为生态设计?常规设计与生态设计究竟有何不同? 第一节 环境与生态因子 一、环境的概念

围绕着主体的空间以及直接或间接影响主体生存的各种因素的总和。(是相对的又是具体的)。

从生物科学角度:生物生存的周围空间。

从环境科学角度:人类耐以生存和发展的空间,包括非生物环境(光、热、水、土、气等)和生物环境(动植物、微生物等)。 二、环境的分类

? 按环境的主体分类:人类环境和生物环境

? 按环境的性质:自然环境、半自然环境(经人类干涉后的自然环境)和社会环境。 ? 按人类对环境的影响:原生环境(自然环境)和次生环境(半自然环境和人工环境)。 ? 按环境的尺度范围:星际环境、地球环境、区域环境、生境、微环境和内环境。 三、其它概念

? 环境因子:构成环境的各要素。

? 生态因子:环境因子中对生物起作用的因子。 ? 生存因子:生态因子中生物生存不可缺少的因子 生态环境:所有生态因子构成生物的生态环境 ? 生境:特定生物体栖息地的生态环境。

? 城市环境:指影响城市人类活动的各种自然的或人工的外部条件的总和。 四、生态因子的分类 按其性质分为:

? 气候因子:温度、水分、光照、风、气压等。 ? 土壤因子:土壤理化性质、土壤营养状况等。 ? 地形因子:指地表特征,如海拔、坡度、坡向等。

? 生物因子:指同种或异种生物之间的相互关系,如种群结构、密度、竞争、捕食等。

? 人为因子:人类活动对生物和环境的影响。 第二节 生物与环境的相互作用

环境对生物的综合作用 环境对生物的制约 生物对环境的适应性 生物对环境的生态效应

一、环境对生物的综合作用 综合作用 不可替代作用 主导作用

直接间接作用 阶段性作用

(1)综合作用:多因子相互作用、相互影响;环境中的任何一个因子的变化,必将引起其它因子不同程度的变化。

如:一座山其阴坡和阳坡的景观变化是其水分、温度、光照和风等综合作用的结果。 又如:温度和相对湿度有明显的相关关系.

(2)主导作用:生态因子中有一个或几个因子对植物的生存和生态特性等的形成起决定作用,这个因子为主导因子。

如:植物春化阶段的低温因子,水对水生植物和旱生植物。 实践:提高生产力 (限制因子)。 (3)不可替代性和补偿性

? 不可替代性:对生物作用的因子虽不是等价的,但都很重要,缺一个都不行,不能

由另一个因子来代替。

? 补偿性:但在一定条件下,当某一因子的数量不足时,可依靠某一相近生态因子的

加强而获得类似的生态效应。

如:增加CO2浓度可以补偿由于光照减弱所引起的光合强度降低的效应;水对氮肥的补偿。 (4)阶段性作用:在不同发育阶段,生物需要不同的生态因子或不同的强度,因此生态因子对生物的影响是分阶段性的。

如:低温——春化阶段;光照——开花和休眠

(5)直接作用和间接作用:生态因子对生物的作用可以是直接的也可以是间接的。很多地形因子如海拔、坡度、坡向、经纬度等是通过光照、温度、水分等改变来间接影响生物的。 如:某些山脉的东坡分布着湿润的常绿阔叶林,山的西坡则分布的是干燥的灌草植物。 二、环境对生物的制约

(1)最小因子定律(木桶原理)

生物生长取决于数量最不足的营养物质。

? 最小因子法则只有在严格稳定的条件下才能应用。

? 在应用最小因子法则时,还要考虑各因子之间的相互关系。

限制因子: 某一数量最不足的营养物质,由于不能满足生物生长的需要,不仅限制了生物的生长,而且也将限制其它处于良好状态的生态因子发挥作用,这一生态因子就是限制因子。

? 实践意义:找到限制因子,消除限制条件,促使生物较好生长。 (2)耐性定律

任何一个生态因子在数量上或质量上不足或过多,即当接近或达到某种生物的耐受限度时,就会使该生物衰退或不能生存。

每个物种对生态因子适应范围的大小称为生态幅。

耐性定律的补充原理:

? ①任何一种生物对不同生态因子的耐性范围不同。

? ②同种生物在不同的生育阶段对生态因子的耐性范围不同。

? ③由于生态因子间的相互作用,当某一生态因子不是处于最适状态时,生物对其他

生态因子的耐性范围将会缩小。

? ④对多个生态因子耐性范围都很宽的生物,其地理分布范围也很广。

? ⑤同一生物种的不同品种,长期生活在不同的生态环境下,其耐性范围会发生变化,

产生生态型的分化。

三、生物对环境的适应性(生物的生态适应)

1、生态适应:生物以自身的形态、生理、行为等方面的不断调整、变化来适应环境中生态因子的变化,将其限制作用减小。

分布在降水不到50毫米塔克拉玛干沙漠的沙生柽柳 白皮沙拐枣发达的根系

叶退化植物的同化枝(白梭梭) 银沙槐适应干旱的枝叶形态 2、生态适应的机制:

? 趋同适应:不同种类的生物当生长在相同的环境条件下时,往往形成相同或相似的适

应方式和途径。

? 趋异适应:同种生物的不同个体群长期接受不同环境条件的综合影响,在不同个体

群之间产生了相应的生态变异。

其它:

? 适应组合:植物的生态适应方式取决于植物所处的环境条件以及与其它生物之间的

关系,在逆境中生物对环境的适应往往涉及到一组彼此相关联的适应方式,甚至存在协同和增效作用。

如:沙漠植物适应极炎热和干旱条件。

极端环境条件下,植物常采用休眠的适应方式。 橡胶草在高温干旱夏季进行休眠 3、生物生态适应的类型

生物由于趋同适应和趋异适应而形成的不同适应型:生活型和生态型 (1)生活型(Life form)——趋同适应 概念:不同生物由于长期生存在相同的自然环境条件或人工培养条件下,发生趋同适应,并经过自然选择和人工选择,而形成的具有相似的形态、生理、生态特性的物种类群,称为生活型。

? 通过生活型,可以明显反映出植物与环境的关系

? 以休眠芽或复苏芽所处的位置高低和保护方式为依据,把高等植物划分为五类: ——高位芽植物 ——地上芽植物 ——地面芽植物 ——地下芽植物 ——一年生植物

(2)生态型(Ecotype)——趋异适应

? 概念:同种生物的不同个体群,长期生存在不同的自然生态条件或人为培养条件下,

发生趋异适应,并经过自然选择和人工选择,所形成的生态、形态和生理特性不同

的基因型类群,称为生态型。

一般来说,分布区域和分布季节越广的生物种,生态型越多;生态型越单一的物种,适应性越窄。

生态型按主导因子的不同可分为:

气候生态型:长期受气候因子的影响。 土壤生态型:长期受不同土壤条件的影响。 生物生态型:主要是在生物因子的作用下形成的。 生态型是一种种以下的分类单位,一个物种可能有几种不同的生态型。一般分布区域越广的生物种,其生态型越多。

生活型着重从外貌上进行区分,是一种种以上的分类单位,一种生活型往往具有多种不同的生物。

4、生物生态适应的调整

? 驯化:使生物对某一环境条件变化适应改变的过程。 ? 包括自然驯化和人工驯化。

四、生物对环境的生态效应(生物对环境的反作用) 生物对环境的反作用表现在改变了生态因子的状况。

? 城市植被的生态作用形成新的小气候环境;

? 土壤动物和微生物的活动,改变了土壤的理化性质; ? 人类活动对环境的影响(过度放牧、沙尘暴)等 城市植被保护和净化环境的生态效益: (1)改善小气候

(2)吸收二氧化碳,释放氧气 (3)净化空气 (4)减弱噪声

(5)涵养水源,保持水土 (6)净化水体 (7)防风固沙

第二章 光与园林植物

? 第一节 太阳辐射的性质及其变化 ? 第二节 光与园林植物的生态关系

? 第三节 城市光环境及其对园林植物的影响 ? 第四节 光在园林中的应用 第一节 太阳辐射的性质及其变化 一、太阳光谱(到达地面的占47% 二、影响太阳辐射的因素

? 纬度:太阳高度角愈大,地面辐射强度也愈大,赤道附近太阳辐射强度最大。(北半

球200以北的地区,纬度越大,太阳位置越偏南) ? 海拔:随着海拔的升高,太阳辐射增强,辐射成分增多。(1000米70%——0米50%) ? 大气状况:大气成分对太阳辐射的影响较大。潮湿、浓云、尘埃或污染物等造成空

气混浊时,太阳辐射强度减小得最为显著。

坡向与坡度:在北纬200-500的范围太阳辐射强度是:

南坡>平地>北坡。 坡度越大差异越显著

第二节 光与园林植物的生态关系 一、光照强度的生态作用 1、光强作用植物的一般规律

? 植物开始生长和进行净光合生产所需要的最小光照强度为光补偿点。

? 光补偿点以上,光合速率与光强成正比,随光照强度的增加而增加。开始较快,后

逐渐变慢,到一定值时,光照强度增强,光合速率不再增加,此时的光照强度称为光饱和点。

? 到达一定强度若继续增加光强,会发生氧化作用使与光合反应有关的酶活性降低,

光合速率开始下降 。

2、光强对植物的影响

? 对植物的形态建成有重要作用:充足的阳光有利茎干和根系的发育。 实践意义:造型,全光育苗

? 对种子的发芽有一定的影响:不同种子其发芽需光不同。 嫌光性种子 黑种草 雁来红

好光性种子 报春花 毛地黄 瓶子草

? 影响植物的开花和品质:有的植物需要在强光下开花,如郁金香;有的需在弱光时

才能开花,如牵牛花。 实践意义:人为控制花期

? 影响茎叶和开花的颜色:色叶植物 3、三种光强生态类型:

? 阳性植物:在强光下才能生长发育良好,而在荫蔽和弱光下生长发育不良的植物。

需光量一般为全日照的70%以上。

? 阴性植物:需要在较弱的光照条件下生长,不能忍耐高强度光照的植物。需光量一

般为全日照的5—20%。 ? 耐阴植物(中性植物):对光照有较广的适应能力,但最适宜的是在完全的光照下

生长。(多数)

A、阳生植物与阴生植物的比较 阳生植物 枝叶稀疏,透光性好 枝下高长 阔叶中的落叶,针叶中的针叶多 阴生植物 枝叶茂密,透光度小 枝下高短 阔叶中的常绿,针叶中的扁平或鳞片状叶多 生长缓慢,寿命较长 需较湿润、肥沃的土壤,对不良环境适应能力弱 生长快,寿命短 耐干旱瘠薄,对不良环境适应能力强 B、植物阳生叶与阴生叶的特征比较

形态特征 叶片 叶肉层 阳生叶 较厚 较多,栅栏组织发达 阴生叶 较薄 较少,栅栏组织不发达 较薄 较疏 较疏 角质层 叶脉 气孔分布 较厚 较密 较密 C、其它

? 植物的耐荫性一般相对固定,会因外界条件的变化发生少许变化: 耐荫性:幼苗>成年树 温暖湿润>干旱寒冷 土壤肥沃>土壤瘠薄 一般而言,一切对树种生长的生态条件的改善,都有利于树种耐阴性的增强。 二、光质的生态作用

光的波段 光 色 吸收特性 生理生态效应

>1000nm 远红 组织中的水吸收 热效应

1000-720nm 远红 植物稍有吸收 促进种子萌芽,刺激植物延伸 720-610nm 红光 被叶绿素强烈吸收 对光合作用和光周期有强烈影响 610-510nm 黄橙 叶绿素吸收稍有下降 对植物的光合作用和形态

建成的影响稍有下降

510-400nm 蓝光 被叶绿素和胡萝卜素强烈吸收 能强烈影响光合 作用,并抑制植物生长,使之形成矮粗形体

400-315nm 绿蓝 被叶绿体与原生质吸收 对光合作用稍有影响,对

植物没有特殊效应

315-280nm 紫光 被原生质吸收 强烈影响植物形态建成,影响生 理过程,刺激某些生物合成。

<280nm 紫外 被原生质吸收 大的剂量能使植物致死 三、光周期的生态作用

1、光周期现象及植物适应的生态类型

? 光周期是一天内白昼和黑夜交替的时数。 ? 生态类型:

--长日照植物:只有经过大于临界日长的光照或黑暗低于临界日长的时数才能开花。延长光照时间提前开花。如多数春末夏初开花的植物。

--短日照植物:只有经过低于临界日长的光照或黑暗大于临界日长的时数才能开花。人工缩短光照时间可促使其开花。如多数深秋或早春开花的植物。

--中间型植物:昼夜长短对该类植物影响不大。(多数)。 短日照植物 长日照植物

? 对植物开花的光周期现象,对诱发花原基形成起决定作用的是暗期的长短。 2、光周期的生态作用 ? 对植物开花的影响:

? 长日照植物其光期有一临界值(不小于12小时),加长光期,促进开花。闪光打断

暗期(640-660nm的红光最好)也促进开花。

? 短日照植物其暗期有一临界值,加长暗期,但小于22小时,促进开花。闪光打断

暗期,(相当于缩短了暗期)抑制短日照植物的花芽形成。

对植物休眠的影响:一般短日照促进植物休眠,长日照打破或抑制植物休眠;夏休眠的植物需长日照才能引起休眠,短日照诱导解除。

? 应用:北方植物园引种时,可利用短日照处理来促使树木提前休眠,准备御寒,增

强越冬能力。长日照促进营养生长,如对树苗进行长日照处理可大大促进树苗生长。 ? 对其它方面的影响:对花色性别、地下贮藏器官的形成和发育有影响。 第三节 城市光环境及其对园林植物的影响 ? 一、城市中光照特点

1、城市中太阳直辐射减少、散辐射增多。 2、城市太阳辐射的不均匀性。 ? 农村>郊区>中区

? 街道和建筑不同朝向的不均匀性 3、光污染

? 人造白昼污染:由于室外夜景照明导致城市上空发亮,影响植物、人体和其他生物

的正常生命活动。

? 白亮污染:由强烈人工光和玻璃幕墙反射光、聚焦光产生。 ? 彩光污染:黑光灯、荧光灯、霓虹灯等 二、城市中太阳辐射对园林植物的影响 ? 树木偏冠现象

? 喜光树种萌动期和开花期推迟,开花数量减少,落叶期提前,枝长叶稀,严重时无

花无果,整株枯死。

? 城市内的园林植物的生长期比郊区的长 三、城市植物群落中的太阳辐射状况 1、植物叶片对光的吸收、反射和透射

? 一般来说,照射到叶片上的太阳辐射有70%被吸收,20%被反射,10%被透射。 ? 可见光大部分被叶片吸收,红光和蓝紫光的吸收率最高,为80—95%,对绿光吸收少,

反射和透射较多

? 紫外辐射大部分被截留,反射和透射的较少。 ? 红外辐射大部分被反射(70%)和透射,吸收的少 3、植物群落中的太阳辐射状况

? 照射在植物群落上的太阳辐射分为三部分:被反射、被吸收、透过。 ? 植物群落吸收太阳辐射量取决于:群落的层次和群落内部的松散程度。(层次多,

每层相对松散)

——松散植物群落中:林下植物不受限制。 ——较致密的植物群落:耐阴植物。

——热林群落中:林下耐阴植物很难生存(1%),仅有苔藓等低等植物。

? 积累于某一器官,最终化害为利,使空气中的有害气体浓度降低。 3、影响植物吸收污染物的因素

? 植物种类不同对污染物的吸收能力不同

——银杏、国槐对硫的同化能力强;桑树、枣树吸氟量高。

? 老叶、成熟叶对硫和氯的吸收能力高于嫩叶,春夏季其吸毒能力较大。 ? 大气中的污染浓度升高,植物体对其的积累量也会相应增加;低浓度下的慢性污染,

植物的持久净化功效较显著。

? 结构复杂的植物群体对污染物的吸收比单株强得多 (四)减菌效应 减菌效应的含义

? 一方面,空气中的尘埃是细菌等的生活载体,园林植物的滞尘效应可减少空气中的

细菌总量 ? 另一方面,许多园林植物分泌的杀菌素如酒精、有机酸和萜类等能有效地杀灭细菌、

真菌和原生动物等。 如:香樟、柏树、桉树、松树等。

(五)减噪效应

1、噪声:一种特殊的空气污染

? 被认为不需要的,使人厌烦并对人们生活和生产有妨碍的声音。 ? 影响身心健康如头痛、耳鸣、多梦、失眠、心慌、记忆力衰退等。 2、噪声类型:

? 静:30 ~ 59dB(室内噪声应小于50dB,夜间应小于45dB) ? 中等噪声: 60~89dB(85dB是保护听力的一般要求) ? 很闹的噪声:90~109dB

显著损害神经系统

? 不舒服的噪声:>110dB

3、园林植物减噪原理

? 噪声遇到重叠叶片,改变直射方向,形成乱反射,仅使一部分透过枝叶的空隙达到

减弱噪声的效果。

? 噪声作为一种波在遇到植物的叶片、枝条等时,会引起振荡而消耗一部分能量,从

而减弱噪声。

4、影响园林植物减噪的因素

? 具有重叠排列、大而健壮的坚硬叶子的植物减噪效应最好。 ? 分枝和树冠都低的树种比分枝和树冠都高的减噪效应好。 ? 阔叶树的树冠能吸收其上面声能的26%,反射和散射74%。 ? 森林能更强烈地吸收和优先吸收对人体危害最大的噪声。 5、不同类型的植物群落减噪效应一般不同:

? 片林:城市公园中成片树木可把噪音减低到26~43dB。 ? 行道树:减噪效果为5.5dB

? 攀缘植物:当其覆盖房屋时,屋内噪声强度可减少50% ? 绿篱绿墙:两行绿篱总的减噪效果为3.5dB

? 草坪:50米(100米)的草坪,衰减量为11dB(17dB) 6、提高园林植物减噪效应的途径

? 适当密植,特别是常绿树的密植能有效地减弱噪声。 (常绿乔灌木密植) ? 人工整枝修剪使枝叶密集形成绿色的墙,其减噪效果较好。(高篱)

(六) 园林植物增加负离子效应 1、概念

? 空气负离子就是带负电荷的单个气体分子和轻离子团的总称;

? 空气中负离子有许多种,其中以负氧离子含量最多,对人体作用最明显,因此空气

中负离子常以空气中负氧离子为代表。

2、负离子的作用

? 空气负离子能增强人体的抵抗力,抑制葡萄球菌、沙门氏菌等细菌的生长速度,并

能杀死大肠杆菌。(空气维生素、长寿素)

? 当负离子浓度大于或等于正离子浓度时,才能使人感到舒适,并对多种疾病有辅助

治疗作用。

——空气负离子浓度达到700个/cm3以上时有益于人体健康,当浓度达到1万个/cm3 以上时可以治病。

空气负离子具有显著的净化空气作用

? 除尘作用。(吸附、聚集、沉降飘尘) ? 具有抑菌、除菌作用。(负离子与超氧化物自由基具有相似的生物活性) ? 具有除异味作用。 (氧化作用) ? 具有改善室内环境的作用。(不良建筑综合症) 大气负离子在自然生态环境中的浓度分布如下:(单位:每立方厘米) 环境场所 森林、瀑布 浓度分布 10000-20000 环境场所 城市公园 浓度分布 200-1000 高山、海边 5000-10000 街道绿化地带 400-600 乡村田野 公园 旷野郊区 1000-5000 400-1000 100-1000 楼宇办公室 城市房间 工业开发区 100-400 40-50 0 3、园林植物增加负离子的效应

? 太阳光照射到植物枝叶上发生光电效应,且植物释放出芳香类挥发物,促进空气发

生电离;加上园林植物减少尘埃的作用,使林区和绿地空气中小离子浓度大大提高。

通过增加园林植物量、改善群落结构和适当增加喷泉等途径可增加环境中的空气负离子浓度

4、园林植物对室内空气污染的净化作用

? 吸收CO2,释放O2 ,增加室内空气湿度,吸收有毒气体、除尘等。 ? 虎尾兰和吊兰:有极强的吸收甲醛的能力 ? 常春藤、铁树、菊花可减少室内苯污染,

? 一些叶片硕大的观叶植物如龟背竹、一叶兰等可吸收建筑物内80%以上的有害气

体。

(七) 吸收放射性物质

? 植物不但可以阻隔放射性物质和辐射的传播,而且可以过滤和吸收放射性物质。 ? 在有辐射污染的厂矿或带有放射性污染的科研基地周围设置绿化防护林带时,应选

择一些抗辐射性强的树种,减少放射性污染。

第四节 风与园林植物的关系 一、风对园林植物的生态作用

1、适度的风是园林植物生长发育的必要因素

? 适度的风可以保持园林植物的光合作用和呼吸作用。

? 适度的风促进地面蒸发和植物蒸腾,降温,提高植物对养分、水分的吸收效率。 ? 风有助于花粉或种子扩散。

? 风能保持植物群落内,枝叶间适宜的相对湿度,抑制病虫害发生。 2、风对植物的危害

? 风能传播一些病原菌等造成植物受害。

? 风速过大会对植物形态、发育等方面产生不利影响,也会导致茎叶枯损等。

? 山地或沿海的大风,常使树干向主风方向弯曲,形成偏冠、树木矮化、长势衰弱等。 ? 其它环境因子与强风重叠,可对园林植物造成复合伤害。

? 沙尘暴对植物具有严重的破坏作用,造成机械损伤的同时,污染物质加重其伤害的

程度。

二、城市风的特点

? 因城市热源、城市建筑和地形等因素引起的城市辐合气流和不规则乱流,不同城市

其表现形式各不相同。

特点:

? 城市风速小(与郊区相比) ? 城市局部风变化不定

——不同地点所获得的太阳辐射不同,局部形成的热力环流使城市内部产生不同的风向和风速

——下垫面阻碍摩擦产生不同的升降气流、涡流和绕流等,使风的局地变化更为复杂。

? 热岛环流

——在出现较强的城市热岛时,显示出气流由郊区向市区复合流场。

城市热岛环流模式

三、园林植物对风的影响及适应类型 (一)园林植物对风的影响

? 园林植物在冬季能降低风速的20%,可减缓冷空气的侵袭;

? 夏季,园林植物降温效应可使绿地与周围非绿地之间产生温度差,可形成有益的峡

谷效应,获得良好的通风。

1、园林植物防风效应的群落结构

? 个体防风效果:乔木>灌木>草本;常绿阔叶>落叶阔叶>针叶树。

? 群落结构:根据林带的透风系数与疏透度分为紧密结构、疏透结构、通风结构。 ? 透风系数:林带背面1m处林带高度范围内平均风速与空旷地相应高度范围内平均

风速之比。

? 疏透度:林带纵断面透光空隙的面积与纵断面积之比的百分数。 紧密结构:

? 结构:由主要树种、辅助树种和灌木树种组成3层林冠。 ? 特点:

——透风系数<0.3,疏透度<20%。

——大部分风从林带上越过,动能消耗少。

——背风面近林缘平静弱风区,距15倍树高处风达80%,20倍树高处风速>100%,20-30倍处高风速区。

? 有效防风距离为树高的10—15倍(相对风速80% 稀疏结构:

? 结构:由主要树种、辅佐树种或灌木组成的3层或2层林冠。 ? 特点:

? 上下部结构不太紧密,透光孔隙分布均匀。 ? 透风系数0.4—0.5,疏透度为30%—50%,

? 有50%的气流从林带内部透过。最小弱风区在背风面3—10倍树高处。 ——有效防风距离为树高的25倍左右。 透风结构:

? 结构:由主要树种、辅佐树种或灌木树种组成2或1层林冠。 ? 特点:

? 透风系数>0.6,疏透度>60%。

? 一部分从下层通过,一部分从林带上面绕行。下层风速有时比旷野还大。 ? 最小弱风区出现在背风面3—5倍树高处。防风效能不强。 总的来说:

? 防风林带的结构以稀疏结构为最佳

林带上下均匀,能使大部分气流穿过,使气流的能量大量消耗掉。

? 过密和过稀时,气流受到阻力小,防风效能低。 2、防风林带的宽度与高度

? 林带的防风距离与林带树高呈正相关。

? 紧密结构的林带防风效能随其宽度减少而增加,但防风距离相应减少。 ? 稀疏结构林带的防风效能是窄林带的效果明显好于宽林带。 3、与风向的交角:一般与主导风向成900或不低于450 4、污染隔离带

4、污染隔离带

? 紧密结构:有害气体、烟尘基本不能透过林带,可翻越。 ? 稀疏结构:有害烟尘多数被阻滞吸收。

? 透风结构:阻滞能力较差,有害气体和烟尘的很大部分可通过。 注:

? 靠污染源一侧,选用抗污染能力强的树木。 (二)抗风园林植物的适应类型

? 树冠紧密、材质坚硬、根系发达的园林树木抗风能力强。 第五节 酸雨

一、概念:是空气污染的另外一种表现形式。通常将PH<5.6的大气降水(雪、霜、雾、雨水等)称为酸雨。 二、酸雨的形成

? 主要是工业排放的硫氧化物和氮氧化物与大气中的氧和水分子发生化学反应生成

有酸性的物质的过程。

三、酸雨的来源

? 主要是燃煤、石油等化石燃料的燃烧产生硫化物和氮氧化物。 ? 估计全球70年代每年硫化物的排放量稳定在1·4-1·5亿吨,80年代大约在2亿吨,

90年代估计在3·3亿吨。

四、中国酸雨分布的特点

? 空间分布不均衡:表现在南方比北方严重,尤其是以烧高硫煤的西南城市为重,如

近年来重庆和贵阳的降雨PH平均值均小于4·5。

? 时间分布上季节性较强 春天比冬天严重,如厦门地区春雨的酸化最为严重,其

PH值在4·0一4·7范围内,并以4·5居多,酸性降雨的频率也很高,在60%一94%之间。

? 酸雨有逐年严重的趋势 如广东地区雨水酸化现象逐年严重,以韶关为例,1982

年PH为5·11,1984年为4.9,1985年为4.74。

? 中国酸雨以硫酸型为主,如青岛地区降水中S042-占总离子含量的37·6%。 五、影响酸雨形成的因素 1、大气颗粒物

? 大气颗粒物普遍处于较高的水平,对酸雨的形成起着不可忽视的作用。一些大气颗

粒物具有很强的酸性,不但对低酸度降雨没有中和作用,反而会加剧降水的进一步

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