第五章(1)-城市生态系统的生物环境.ppt

第五章城市生态系统的生物环境,5.1城市生物群落,5.1.1生境特点1.生存空间狭窄:群落在条带状或斑块状存在2.自然光照少,人工光照多:夜间照明导致。24h持续光照,一方面有利于植物生长,另一方面也对植物生长产生间接不利影响:主要体现在植物更易于受到大气污染和早霜的伤害,这一现象被称为光污染。3.小气候：温度高、湿度低、风速小,造成物候期较郊区提前4.土壤：盐离子浓、紧实度大、质地较粗,5.1.2生境类型（1）表面蒸发蒸腾强烈生境:夏季气温较低、湿度较高,冬季较周围区偏冷,适合多种生物生存。（2）空旷干燥生境:高温、干旱,不适于耐旱性差植物生存。（3）封闭狭窄生境:夏季气温低,风速小;冬季暖,小气候条件良好,适合许多生物生存,5.1.2生境类型（4）人类活动产生的特殊生境：屋顶(干旱,阳光充足,瓦松生长)建筑物外墙(越老越利于植物生长)路旁(污染严重,改变种间竞争关系,地衣/苔藓生长受抑)铁道侧(热条件好,喜城市植物可沿此分布很远),5.2.1城市植物群落的区系特征1.城市植物通常指仅限于城市地区出现的植物种类。根据植物对城市环境的适应能力的不同，把植物划分为五类：（1）极嫌城市植物（highlyurbanphobplant）:在城市里完全看不见或只有极少例外可在市区见到的植物，多是一些在贫营养水体、未受污染环境中生长的植物。如：六月雪、水晶花、紫金牛等。,5.2城市植物,（2）中度嫌城市植物（moderatelyurbanphobplant）:主要生长在城市内空旷地区或特殊生境（如大公园、大别墅内）的植物。如天葵、地榆等。（3）中性城市植物（urbanneutralplant）:在城市内和城市外都能分布的植物。如朴树、构树、蛇莓等。,5.2.1城市植物群落的区系特征,5.2.1城市植物群落的区系特征,（4）适生城市植物（moderatelyurbanophilplant）:广泛分布在城市建成区内的植物，但在郊区也可以看到。如一枝黄花、白英、金银花等。（5）极适生城市植物（highlyurbanophilplant）：几乎限于城市建成区内生长的植物，在郊区只是偶尔见到极少数个体。如一年蓬、加拿大飞蓬、黄杨、海桐等。,2.植物区系一定地区范围内全部植物的分类单位,包括所有的科、属、种的数量。城市化对植物区系的影响：1.乡土植物种类的减少；2.人布植物（anthropochore）的增多。人布植物：指随着人类活动而散布的植物，如农作物和杂草等，也包括人类有意或无意引入、后来逸出野生化了的植物，也称归化植物（alien,naturalizedplants）,5.2.1城市植物群落的区系特征,5.2.1城市植物群落的区系特征,3.城市植物区系的特征（1）往往只具有一种或少数几种常见植物,这一特点在城市行道树的树种组成中体现最为明显,如悬铃木,国槐,槭树等。（2）具有较大比例的世界广布种和归化植物。有人认为在某一地的植物区系中,归化植物种类数目占总种类数目的比率(归化率)是表示城市化程度的标志之一。,5.2.1城市植物群落的区系特征,（1）首先取决于城市所处地区的自然条件,如在南方城市中所常见的热带植物一般不会出现在北方城市中,反之亦然.,4.影响城市植被的植物区系种类组成的因素,5.2.1城市植物群落的区系特征,（2）在很大程度上还受其本身目的或功能的影响(吸尘、隔音等）（3）在不同地区和不同国家,还受其文化传统和社会经济等因素的影响（4）城市土地利用对植物区系的影响,5.2.2城市环境下的植物群落,1.城市植物群落的结构特征（1）群落结构简单:水平变化多为均匀结构;垂直分层多为单层或双层结构。（2）种类组成单纯并相似:城市植物群落往往是为特定目的如绿化观赏而营造的。,2.城市植物群落中植物种的生态学特征（1）对光、温度、大陆性和土壤反应的平均指示值明显向高值区移动,而对湿度的指示值倾向于向低值区移动（2）中生植物居多,但大多数具有旱生植物特点,绝少有湿生植物（3）具有较高比例的常绿植物（4）耐践踏、竞争力较强、种子易于广泛散布,5.2.2城市环境下的植物群落,5.3城市园林绿地及绿化,5.3.1城市园林绿地的生态效应1.净化空气、水体和土壤1)维持大气组成成分的平衡不同类型城市绿地光合作用效应比较,5.3城市园林绿地及绿化,2)吸收有害气体有害气体虽对植物生长不利,但在一定条件下,有许多植物对他们具有吸收和净化作用。例如植物叶片表面可吸收SO2。正常植物中都含有一定数量的S,当植物处于被SO2污染的大气中时,其含量可为正常含量的510倍。一般地说,对SO2抗性越强的植物,吸收SO2的能力也越强;阔叶树对SO2的抗性比针叶树强。臭椿吸取SO2能力特别强,超过一般树木的20倍。,5.3城市园林绿地及绿化,另外,夹竹桃、罗汉松、龙柏、银杏和广玉兰等也有极强的吸收SO2的能力。从另一些实验中也证明,不少园林植物对于氯气、氟化氢、氨以及汞、铅蒸气等也分别具有不同的吸收能力。因此,在散发有害气体的污染源地区附近,选择与其相应的具有高吸收和强抗性能力的树种进行绿化,对于防止污染、净化空气是有很大意义的。,5.3城市园林绿地及绿化,3）吸滞烟尘和粉尘植物,特别是树木对烟尘和粉尘有明显的阻挡、过滤和吸附作用。这一方面由于枝叶茂密,具有强大的减低风速的作用;另一方面也由于叶子表面粗糙、有绒毛或黏性分泌物,当空气中的尘埃经过树木时,便附着于其叶面及枝干上。经过雨水的冲洗,又能恢复其吸滞能力。草地不仅和树木一样具有吸附灰尘的作用,并且还可固定地面的尘土。,绿化树木的滞尘效应,不同类型区域的树种滞尘状况,5.3城市园林绿地及绿化,4）减少空气中的含菌量绿地可以减少空气的含菌数量,这一方面是由于绿地上空灰尘减少,从而减少了黏附其上的细菌;另外一方面还由于许多植物本身具有分泌杀菌素的能力,如悬铃木、桧柏、白皮松、雪松等都是杀菌能力较强的绿化树种。,各类林地和草地的含菌量比较,5.3城市园林绿地及绿化,5）净化水体据研究,树木可以吸收水中溶解的物质,减少水中细菌的数量。如在通过3040m宽的林带后,由于树木根系和土壤的作用,1L水中所含细菌的数量比不经过林带的减少1/2。许多水生植物和沼生植物对净化城市污水有明显作用:在栽有芦苇的水池中,悬浮物要减少30%,氯化物减少90%,有机氮减少60%,磷酸盐减少20%,氨减少66%,总硬度减少33%。,5.3城市园林绿地及绿化,6）净化土壤植物的根系能吸收大量有害物质,从而具有净化土壤的能力。有些植物根系分泌物能使进入土壤中的大肠杆菌死亡。,5.3城市园林绿地及绿化,2.改善小气候1)降低气温测定表明,在炎夏季节林地树荫下的气温较无绿地低35C。有垂直绿化的前墙表面温度比纯粹红砖墙表面温度低7C左右。炎热夏季时,人在树荫下和在直射阳光下的感觉差异很大。这种温度感觉的差异不仅仅是35C的气温差,而主要由太阳辐射温度决定，茂密的树冠能挡住50%90%的太阳辐射热。,绿化的遮荫避晒作用,5.3城市园林绿地及绿化,2）调节湿度空气湿度过高,易使人厌倦疲乏,过低则感干热烦躁。一般认为最舒适的相对湿度为40%60%。绿化植物能大量蒸腾水分,可以提高空气湿度。一般森林的湿度比城市高36%,公园比城市其他地区高27%。即使是在树木蒸腾量较少的冬季,因为绿地中的风速较小,气流交换较弱,土壤和树木蒸发水分不易扩散,所以绿地的相对湿度也比非绿化区高10%20%。,5.3城市园林绿地及绿化,3）通风防风大片林地的存在,可以造成绿地与其周围地区的温度差异,进而造成区域性的微风和气体环流。绿地中的凉空气不断向城市建筑密集地区流动,从而调节气温,输入新鲜空气，改善通风条件。带状绿地的作用与其设计密切相关。如带状开敞绿地,若与夏季主导风向平行,则具有良好的通风效应。若绿化林带与冬季主导风向垂直,则具有良好的防风效应,既可降低风速,又可减少风沙,改造局地气候。,绿化林带减小风力,5.3城市园林绿地及绿化,3.降低城市噪声树木能降低噪声,是因为声波投射到树叶、树枝上后被反射到各个方向,造成树叶微振而使声能消耗减弱。减轻噪声效果最好的树种是那些枝叶茂密,叶片较肥厚并具有较长叶柄的乔木和灌木。这些特征的结合,有助于叶片的摆动和振动。粗大的树枝和树干也能够使声波发生偏转和折射。就平均情况而言,30m宽的林带可减弱频率为1000Hz的声波68dB(A)。,绿化带隔绝和吸收噪音,绿化减噪效果示意,5.3城市园林绿地及绿化,一般地说,城市街道上的散生树木无显著的减噪作用;分枝低的乔木比分枝高的乔木减低噪声的效果大;叶茂植疏的树群,因能产生复杂的声散射,其减噪作用非常显著;以乔、灌、草构成的致密防护带,其消音效果更好为达到理想的消音效果,林带应该种植在靠近噪声源,而不是靠近接收者的位置处;林带的长度应该大约为从噪声源到接收者之间距离的两倍;如果林带位于道路两侧,林带在道路两侧的延伸长度应该相等。,5.3城市园林绿地及绿化,在有可能时,应选择适当高度的树种,其枝叶要繁茂,并均匀地分布在枝下高较小的整个树干上;当乔木很高时,应在其下配置灌木、高草或其他松软的地面覆盖层;乔木和灌木应种植得尽量紧密,以利形成一个连续的、密集的障碍体。此外,长年具有噪声污染的地段应尽可能栽用常绿树种或展叶期长的落叶树种。,5.3城市园林绿地及绿化,5.3.2城市园林绿地的其他效用美化环境及科学教育:增添了生动的画面，减少了生硬化和直线化游憩娱乐和健康疗养生物物质生产导引街道走向和边界,维系交通