大气与园林植物

1、大气与园林植物第1页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二一、空气成分及其生态作用大气组成随着工业的发展与城市的集中，许多工业废气、烟尘排入大气，使空气普遍受到不同程度污染，大气污染已成为现代社会特别关注的问题；在大气组成成分中，与生物关系最密切的是氧气和二氧化碳。第2页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二在标准状态下(0， 1.01325105Pa，干燥)，大气组成：第3页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二1.氧气的生态作用植物进行呼吸作用离不开氧气；动物和植物残体的分解离不开氧气。大气中氧气的来源与消耗，大气层中氧气含量保持不变；

2、大气圈中的臭氧层，臭氧层对地球上的生物有特别重要的意义，它能吸收大量的紫外辐射，保护地球生物免受伤害。第4页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二第5页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二光合作用氧气水汽氢气+氧气 第6页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二O2 + O O3臭氧层Cl-+ O3 ClO + O2地球的保护层，围绕在离地面20-25公里高度的地方，起到吸收太阳紫外线中对生物有害部分的作用。 第7页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二臭氧层的破坏第8页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星

3、期二氟利昂作为氯氟烃物质中的一类，是一种化学性质非常稳定，且极难被分解、不可燃、无毒的物质，被广泛应用于现代生活的各个领域。清洁溶剂、制冷剂、保温材料、喷雾剂、发泡剂等中都使用了氟利昂。氟利昂在使用中被排放到大气后，其稳定性决定它将长时间滞留于此达数十年至100年。由于氟利昂不能在对流层中自然消除，只能缓慢地从对流层流向平流层，在那里被强烈的紫外线照射后分解，分解后产生的原子氯将会破坏臭氧层。 第9页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二2.二氧化碳的生态作用二氧化碳是植物光合作用的主要原料；在近地层，二氧化碳浓度有日变化和年变化；目前大气中的二氧化碳为350lL，在设施园艺

4、中，可以通过增施二氧化碳气肥促进植物的光合作用，提高植物的生产力；(P89)在城市中心，人口聚集，化石燃料消耗多，加上平静无风的条件，氧气消耗过多，二氧化碳大量增加，严重时会发生氧气不足、二氧化碳过多的问题。第10页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二第11页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二氮是构成生命物质(如蛋白质)的最基本成分；植物所需要的氮主要来自土壤中的硝态氮和铵态氮，它们的来源有3种；土壤中的氮素经常不足，在一定范围内，增加土壤中氮素能明显促进植物生长。3.氮气的生态作用第12页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二第13

5、页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二第14页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二二、城市大气污染大气污染(air pollution)是指在空气的正常成分之外，又增加了新的成分，或者原有成分大量增加而对人类健康和动植物生长产生危害。大气污染包括自然污染和人为污染。在城市地区，大气污染程度普遍比郊区严重；大气中污染物浓度随季节发生变化 。 (P90)第15页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二第16页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二第17页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二如果大气污染继续

6、发展，以后只能这样出门 第18页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二1. 污染源类型点源与面源：点源指集中在一点或小范围内向空气排放污染物的污染源，多数工业污染源；面源指在一定面积范围内向空气排放污染物的污染源，居民普遍使用的炉灶，农田等。面源污染分布范围广，数量大，一般较难控制。自然污染源与人为污染源： 大气污染物除小部分来自火山爆发、沙尘暴等自然污染之外，主要来源于人类生产和生活活动引起的人为污染。第19页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二固定源与流动源：固定源指污染物从固定地点排出，固定源排出的污染物主要是煤炭、石油等化石燃料燃烧以及生产过程中排

7、放的废气。流动源主要指汽车、火车、轮船等各种交通工具，它们与工厂相比，虽然排放量小而分散，但数目庞大，活动频繁，排放的污染物总量也是不容忽视的，排放的污染物有一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等。1.污染源类型第20页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二2. 污染物种类大气污染物种类很多，目前引起人们注意的有100多种，概括分为两大类：颗粒状污染物气态污染物第21页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二颗粒状污染物颗粒状污染物是指空气中分散的微小的固态或液态物质，其颗粒直径在 0.005100m。一般可分为烟、雾和粉尘等。由于空气中烟、雾常同时存在且难以区分，

8、故常用“烟雾”一词表示。粉尘包括直径为1100m的固体微粒，主要来自煤炭、石油燃料的燃烧和物质的粉碎过程，粉尘根据粒子大小和沉降速度可再划分为降尘和飘尘（10m）。第22页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二颗粒状污染物的危害颗粒状污染物在空中能散射和吸收阳光，使能见度降低粉尘微粒还是水分凝聚和有毒气体的核心经常形成城市雾，影响人的呼吸，引发加剧支气管和肺部疾病。有些飘尘表面还带有致癌性很强的化合物。第23页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二第24页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二气态污染物直接进入大气的气态污染物（初级污染物）

9、主要有：硫氧化物氮氧化物碳氧化物碳氢化物重金属第25页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二硫氧化物大多数是二氧化硫(SO2)，部分是三氧化硫(S03)。在气体污染物中，二氧化硫是城市中分布很广、影响较大的污染物，主要是燃煤的结果；酸雨(acid rain)：当空气中的二氧化硫以及氮氧化物与水汽结合，形成硫酸和硝酸，以降水形式降落到地面，使雨水pH值小于5.6，就形成酸雨，称为酸沉降。我国许多城市都存在酸沉降，尤以西南地区最为严重。第26页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二我国覆盖四川、贵州、广东、广西、湖南、湖北、江西、浙江、江苏和青岛等省市部分地区，

10、面积达200多万平方公里的酸雨区是世界三大酸雨区之一 第27页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二第28页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二硫氧化物的危害使大片森林死亡，农作物枯萎；抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗与土壤离子结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化；使湖泊、河流酸化，并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中，毒害鱼类；加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程；可能危及人体健康。硫氧化物第29页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二第30页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二第31页，共88页，202

11、2年，5月20日，23点26分，星期二氮氧化物主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(N02)；氮氧化物来源：绝大部分来自工业生产(46)和交通运输(51)，汽车排气是氮氧化物的主要来源。一氧化氮不溶于水，危害不大，但当它转变为二氧化氮时就具有和二氧化硫相似的腐蚀与生理刺激作用。第32页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二第33页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二碳氧化物主要是一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)。CO和CO2都是空气中固有的成分，但自然情况下浓度很小，不形成污染。一氧化碳主要是汽车排放废气所致。吸入人体后可迅速降低血红素与氧气的结合能力，它

12、与红细胞里的血红蛋白的结合能力比氧强近200倍。第34页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二在日常生活中，家庭用火、取暖、洗浴时缺乏预防措施，是导致一氧化碳中毒的主要原因。 第35页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二二氧化碳二氧化碳是温室气体，能吸收地球表面释放的热辐射，减少对外层空间的释放，从而引起全球气温上升，产生温室效应(greenhouse effect)。随着二氧化碳浓度的增加，温室效应会有所加强，从而引起全球变暖，会引起全球气候条件发生巨大变化，给地球生物圈带来巨大影响，所以，从环境保护角度讲，应坚决限制碳排放，控制大气中二氧化碳的增加。第

13、36页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二第37页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二碳氢化物包括多种烃类化合物，主要来源是石油燃料的不完全燃烧和挥发，其中汽车尾气占很大比例。重金属：近年来，随着工业发展，不少有毒重金属进入大气，如铅、镉、铬、锌、钛、钡、砷和汞等，它们都可能引起人体慢性中毒。第38页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二3. 空气污染类型煤炭型空气污染石油型空气污染第39页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二煤炭型空气污染煤炭型空气污染（伦敦型空气污染）：其主要成分为二氧化硫和粉尘，它们主要来自燃煤

14、过程中的废气，我国各大城市的空气污染源基本上属于此类；在冬季，由于燃煤取暖，排放的烟尘量大，加上冬季容易出现逆温，烟尘不容易扩散，因此空气污染最为严重。第40页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二石油型空气污染石油型空气污染（洛杉矶空气污染）：其主要空气污染物为光化学烟雾，污染主要是由石油和石油产品的燃烧及汽车排放的尾气引起的。石油燃料的燃烧和汽车行驶过程中排放的氮氧化物、碳氢化物和一氧化碳等废气物质，在阳光作用下发生一系列化学反应，结果产生醛类、臭氧(03)和过氧化乙酰硝酸酯(PAN)等。由氮氧化物、碳氢化物及其光化学反应的中间产物、最终产物所组成的特殊化合物，称为光化学

15、烟雾，它是一种次级污染物。第41页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二每年从夏季至早秋，洛杉矶城市上空会出现一种弥漫天空的浅蓝色烟雾，使整座城市上空变得浑浊不清。这种烟雾使人眼睛发红，咽喉疼痛，呼吸憋闷、头昏、头痛。1943年以后，烟雾更加肆虐，使远离城市100千米以外的海拔2000米高山上的大片松林因此枯死，柑橘减产。仅19501951年，美国因大气污染造成的损失就达15亿美元。1955年，因呼吸系统衰竭死亡的65岁以上的老人达400多人；1970年，约有75以上的市民患上了红眼病。这就是最早出现的新型大气污染事件-光化学烟雾污染事件。 第42页，共88页，2022年，5

16、月20日，23点26分，星期二洛杉矶在40年代就拥有250万辆汽车，每天大约消耗1100吨汽油，排出1000多吨碳氢（CH）化合物，300多吨氮氧（NOx）化合物，700多吨一氧化碳（CO）。另外，还有炼油厂、供油站等其他石油燃烧排放，这些化合物被排放到洛杉矶上空，不啻制造了一个毒烟雾工厂；加之洛杉矶三面环山的地形，光化学烟雾扩散不开，停滞在城市上空，形成污染。 第43页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二笼罩着曼哈顿的光化学烟雾 第44页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二4.影响城市大气污染的环境因素城市空气污染程度除了取决于污染物排放量之外，还与城

17、市及其周围的气象、地理因素等有密切关系。第45页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二气象因素风和湍流风，输送污染物；稀释和冲淡污染物；湍流运动使流场各部分充分混合，污染物随之得到分散、稀释太阳辐射一般而言，夏季垂直温差较大，冬季较小且容易出现逆温，容易发生大气污染；晴朗的白天垂直温差较大，在阴天或多云的天气条件下或在夜间气温垂直递减率较小，大气污染程度要大一些。第46页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二地理因素地形、地貌、海陆位置、城镇分布等地理因素可以在一定范围内引起空气温度、气压、风向、风速、大气湍流等的变化，因而也对大气污染物的扩散产生间接影响。

18、（P94）第47页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二三、大气污染对园林植物的危害大气中的污染物主要通过气孔进入叶片并溶解在叶汁液中，通过一系列的生物化学反应对植物产生毒害。由于大气污染物主要通过气孔进入叶内，对植物生理代谢活动产生影响，所以植物受害症状一般首先出现在叶片。不同的污染物对植物病害的症状有差异。第48页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二三、大气污染对园林植物的危害大气污染对植物的危害与污染物的浓度和危害时间密切相关。污染物浓度和接触时间的联合作用称为剂量。能引起植物伤害的最低剂量称为临界剂量，或叫伤害阈值。不同污染物危害植物的临界剂量是不

19、同的同一污染物危害不同种类的植物，由于植物敏感程度的不同，临界剂量也不同第49页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二不同污染物对园林植物的危害：二氧化硫氯气以氟化物为主的复合污染光化学烟雾固体颗粒物第50页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二二氧化硫大气中二氧化硫浓度达到0.3l/L时，植物就出现伤害症状；针叶树首先在两年以上的老针叶上出现褐色斑纹或叶色变浅、叶尖变黄，逐渐向叶基部扩散，最后针叶枯黄脱落；生理活动旺盛的叶片吸收二氧化硫多，因此受害严重。第51页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二第52页，共88页，2022年，5月20

20、日，23点26分，星期二第53页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二氯气与氯化氢大气中最高允许浓度为0.03l/L时，否则植物就出现伤害症状；受害症状与二氧化硫相似，但受伤组织间与健康组织间没有明显界限；氯气的毒害症状大多出现在生理活动旺盛的叶片，老叶和新叶很少受害。第54页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二第55页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二氟化物氟化氢为剧毒类的大气污染物；针叶树对氟化物特别敏感，针叶受害从顶端开始，向基部发展，受害组织缺绿，最后变成红棕色；氟化物所致的烟斑多发生在新枝的幼叶上，鸢尾、唐菖蒲、郁金香对氟污

21、染极敏感。第56页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二第57页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二第58页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二光化学烟雾臭氧对植物有危害，主要破坏栅栏组织细胞壁和表皮细胞，植物受毒害后，叶片失绿，叶片出现褐色、红棕色或白色斑点，斑点较细，一般散布整个叶片。第59页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二固体颗粒物固体颗粒物落叶植物叶片时，布满全叶，堵塞气孔，妨碍光合作用、呼吸作用和蒸腾作用，从而危害植物；道路两侧的植物叶面布满尘埃，尘埃中的一些有毒物质还可通过溶解渗透，进入植物体内，产生

22、毒害作用。第60页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二第61页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二四、园林植物对大气污染的抗性与监测作用园林植物的抗性植物在进行正常生长发育的同时能吸收一定量的大气污染物并对其进行解毒，这就是抗性。不同植物种对大气污染物的抗性不同，这与植物叶片的结构、叶细胞生理生化特性有关一般常绿阔叶植物的抗性比落叶阔叶植物强，落叶阔叶植物的抗性比针叶树强。第62页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二第63页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二野外调查：在相似污染条件下，调查不同植物种所受伤害的程度

23、，并据此划出不同抗性等级。定点对比栽培法：在污染源附近栽种若干种植物，经过一段时间的自然熏气后，根据各种植物受害的程度确定抗性强弱。人工熏气法：把试验的植物置于熏气箱内，给熏气箱内通入有害气体，并控制在一定的浓度，经过一段时间后，比较各种植物的受害程度，以确定其抗性的强弱。确定植物抗性的方法第64页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二对植物抗性强弱有不同划分标准，一般采用三级抗性标准：抗性弱(敏感)：不能长时间生活在有害气体污染环境中，受污染时受害后生长难以恢复。抗性中等：能较长时间生活在有害气体环境中，受污染后，生长恢复较慢。抗性强：能较正常地长期生活在有害气体环境中，基

24、本不受伤害或受害轻微。第65页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二在研究环境污染问题时，经常用各种监测手段测定环境中的污染物种类和浓度，一般可以用理化仪器和生物方法。生物方法主要是植物监测，即利用一些对有毒气体特别敏感的植物来监测大气中有毒气体的种类与浓度，这些植物在受到有毒气体危害时会表现出一定的伤害症状，从而可推断出环境污染的范围与污染物的种类和浓度，用来监测环境污染的植物称为监测植物或指示植物。2、园林植物的环境监测作用第66页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二指示植物法通过指示植物对污染物的反应来了解污染现状和变化植物调查法在污染区内调查植物生

25、长、发育及数量和分布状况等，初步查清大气污染与植物之间的相互关系地衣、苔藓监测法地衣苔藓对环境因子的变化非常敏感，用地衣与苔藓来监测大气环境质量非常有效植物监测的方法第67页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二雪松对二氧化硫和氟化氢这两种气体很敏感，当雪松针叶出现发黄、枯焦现象时，说明周围可能有二氧化硫或氟化氢污染。 当氟的浓度在百万分之0.005时菖兰会出现中毒症状，而浓度在百万分之8时才对人有害，所以菖兰被大家公认为很好的警报器 第68页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二矮牵牛、紫花苜蓿是二氧化硫的指示植物第69页，共88页，2022年，5月20日

26、，23点26分，星期二地衣、苔藓指示植物第70页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二五、园林植物对空气的净化作用植物在保持正常生命活动的同时，通过吸收同化、吸附阻滞等形式消纳大量污染物质，从而达到净化空气的目的，植物的这种净化功能主要表现为：降尘吸收有毒气体减少细菌减弱噪声增加空气负离子吸收二氧化碳、放出氧气吸收放射性物质第71页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二降尘园林植物降尘的途径：树木具有降低风速的作用，随着风速的减慢，空气中携带的大粒灰尘也会随之下降；植物叶表面不平，多茸毛，且能分泌黏性油脂及汁液，吸附大量飘尘。影响园林植物降尘的因素植物滞尘量

27、大小与叶片形态结构、叶面粗糙程度、叶片着生角度以及树冠大小、疏密度等因素有关；树木对粉尘的阻滞作用因季节不同而有变化；林带能有效地降低风速，从而使尘埃沉降下来，这种作用与林带的结构有关。第72页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二第73页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二第74页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二吸收有毒气体植物通过吸收有毒气体，降低大气中有毒气体的浓度，避免有毒气体积累到有害的程度，从而达到净化大气的目的。植物吸收有毒气体的能力与叶片年龄、生长季节、大气中有毒气体的浓度、接触污染时间以及其他环境因素如温度、湿度等

28、有关。一般老叶、成熟叶对硫和氯的吸收能力高于嫩叶，在春夏生长季，植物的吸毒能力较大。第75页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二24小时内，一盆吊兰在8至10的房间内可杀死80%的有害物质，吸收86%的甲醛。 在10平方米左右的房间内，一盆龙舌兰可吸收70的苯、50的甲醛和24的三氯乙烯。 第76页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二在24小时照明的条件下，一盆芦荟可以吸收1立方米空气中所含的90的甲醛。 月季能较多地吸收氯化氢、硫化氢、苯酚、乙醚等有害气体 第77页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二减少细菌空气中散布着各种细菌，其

29、中不少是对人体有害的病菌。绿色植物减少细菌数量的途径一方面是由于植物降尘作用，减少细菌载体，从而使大气中细菌数量减少；另一方面植物本身具有杀菌作用，许多植物能分泌出杀菌素，这些由芽、叶和花所分泌的挥发性物质，能杀死细菌、真菌与原生动物。城市中各类地区因人流、车辆多少及绿化状况的不同，空气含菌量有明显影响。各类林地和草地减菌作用有所不同第78页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二减弱噪声一般噪音高过50分贝时，会对人类日常工作生活产生有害影响，在城市地区普遍存在着噪声污染；园林植物具有较明显的减弱噪声作用：一方面是噪声波被树叶向各个方向不规则反射而使声音减弱另一方面是因为噪声波造成树叶枝条微振而使声音消耗。第79页，共88页，2022年，5月20日，23点26分，星期二树木减声作用首先决定于树木枝、叶、干的特性，其次是树木的组合与配置情况。一般在防噪声林带的配置时，应选用常绿灌木结合常绿乔木，总宽度为1015m