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word文档可自由编辑word文档可自由编辑word文档可自由编辑绪论人类环境意识启蒙著作——《寂静的春天》(蕾切尔·卡尔逊)可持续发展的概念时间尺度——当代人的需要不对后代人满足其需求能力构成危害空间尺度——特定区域的需要不危害和削弱其他区域满足其需求能力园林发展的三个阶段发展阶段发展阶段服务对象涉及范围功能要求造园阶段(传统园林阶段)少数贵族宫苑、庭院、花园休息、娱乐城市绿化阶段广大的城市居民公园和整个城市绿地系统生态、景观、休闲大地景观规划阶段地球上所有的生物大地综合体人类环境系统持续稳定发展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;(庭院设计——小区设计——公园设计——城市/农村规划)园林构成要素的人工化为主(堤岸硬质化)→以植物造园为主,师法自然(生态驳岸);(逸苑与寸草亭对比;红轴的溪流景观)植物材料贫乏、配置科学性不足(模纹花坛、“草坪风”)→开发野生植物资源、模拟自然植物群落的生态过程;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。第一章个体生态学总论(植物与环境)第一节环境一、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)。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、微环境和内环境。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。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一、环境对生物的综合作用综合作用: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。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。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得以而获得类似的生态效应。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。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。如很多地形因子: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。直接因子:光、温、水、气、土壤间接因子:地形、地势、海拔二、环境对生物的制约最小因子定律(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。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)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。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在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。极端环境条件下,植物常采用休眠的适应方式。生物生态适应的类型生物由于趋势同适应和趋异适应而形成的不同适应型:生活型和生态型生活型(Lifeform)——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。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:使植生物对某一环境条件变化的适应改变的过程。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:改善小气候吸收二氧化碳,释放氧气净化空气①减少粉尘污染②降低有毒气体浓度及有毒气体对植物的危害③杀菌作用:空气中散布着各种细菌等微生物,其中不少是对人体有害的病菌。城市植被可以减少空气中的细菌数量,一是由于植物吸滞粉尘,减少细菌载体,从而使大气中细菌数量减少,另外植物本身具有杀菌作用,许多植物能分泌出杀菌素。④指示和检测环境污染:有些植物对大气污染的反映,要远比人敏感的多。植物成为“永不下岗的哨兵”,为保护环境、人类健康服务。减弱噪声涵养水源,保持水土净化水体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。海拔:随着海拔的升高,太阳辐射增强,辐射成分增多。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: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。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。影响植物的开花和品质:有的植物需用在强光下开花,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。植物耐阴的能力,常用耐阴性表示。阳生植物与阴生植物的比较阳生植物阳生植物阴生植物枝叶稀疏,透光性好枝叶茂密,透光度小枝下高长枝下高短阔叶中的落叶,针叶中的针叶多阔叶中的常绿,针叶中的扁平或鳞片状叶多生长快,寿命短生长缓慢,寿命较长耐干旱薄,对不良环境适应能力强需较湿润、肥沃的土壤,对不良环境适应能力弱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。光质的生态作用(略)光周期的生态作用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。--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等。--中间型植物:昼夜长短对该类植物影响不大。(多数)。光周期的生态作用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对植物开花的影响:长日照植物其光期有一临界值(不小于2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、城市中光照特点城市中太阳直辐射减少、散辐射增多。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城市植物群落中的太阳辐射状况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,吸收的少树冠内的太阳辐射状况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。word文档可自由编辑word文档可自由编辑word文档可自由编辑第四节光在园林中的应用一、提高园林植物的光能利用率提高光合能力:光合能力高的园林植物的选用;增大光合面积:合理规划园林大环境;合理的植物配置延长光合时间:常绿阔叶树木的运用二、调整园林植物的生长发育——花期和休眠期引种中的应用:长日照植物北移,生长会延长,树形高大,易受早霜危害。(短日照使其提前休眠,增强越冬能力);长日照植物南移,发育迟缓,有的不开花、结实。短日照植物北移,发育迟缓;南移提前开花。调整花期长日照处理促进园林植物的营养生长调节光照强度促进园林植物的生长发育。——植物幼苗和对光强较敏感的大树第三章温度与园林植物第一节温度的自然变化规律一、热量平衡上午,温度开始上升;到下午1点左右,温度到达最高值;午后,温度开始下降;至日出前后,温度达最低。二、温度的空间变化规律纬度:随纬度增加,温度逐渐降低(0.50C/10)。海拔:随海拔增加,温度逐渐降低(0.5-0.60C/100米)。坡向:南坡>平地>北坡;形成有差异的小气候:南坡相对温暖干燥,北坡相对低温湿润;对应的植被分布类型:南坡——喜温耐旱的植物居多,北坡——耐荫喜湿的植物居多。第二节温度与园林植物的生态关系一、三基点温度对植物的生态作用最低温、最适温和最高温称酶活性的“三基点”温度。植物的生长与温度的关系也服从“三基点”温度。最低温:在该温度以上酶才开始表现活性,并在一定范围内酶的活性与温度呈正相关。最适温:该温度时酶活性最高。最高温:达到该温度时酶失去活性。一般原产低纬度地区的植物,生长温度的三基点温度高,耐热性好,抗寒性差;反之。两者之间有过渡。二、极端温度对植物的生态作用(一)低温直接伤害:包括冷害、冻害和霜害。冷害(又寒害):指零上低温对植物造成的伤害。它是喜温植物向北方引种和扩张分布的主要障碍。多发生在温度相对较高如我国的南方地区。冻害:指冰点以下低温对植物的伤害。北方地区,冻害是低温的主要的伤害形式。霜害:由于霜的出现而使植物受害。初霜(早霜):秋季第一次出现的霜;影响引种南方植物终霜(晚霜):春季最后一次出现的霜;影响引北方植物霜期:初霜——终霜;无霜期:终霜——初霜。无霜期被视为植物生长的重要指标之一。园林植物(特:幼苗)引种易遭受霜害。间接伤害冻举(冻拔):气温下降和升高引起土壤结冰及解冻,导致树木上举,根系裸露或树木倒伏。发生地:寒温带土壤含水量大,土壤质地细。小苗和幼树易。冻裂:昼夜温差导至热胀冷缩产生弦长拉力,使树皮纵向开裂而造成伤害。发生地:昼夜温差大,高纬度地区、薄皮树种。措施:树干包扎,缚草或涂白生理干旱(冻旱):土壤结冰或土温过低,植物根系吸水少或不吸水,而植物蒸腾失水引起植物干枯死亡。发生地:多发生于土壤未解冻的早春,多风城市易发生。措施:迎风面设置挡风设施,幼苗北侧设置土埂(二)植物对低温的生态适应:形态方面:生活在低温中的植物芽和叶片具油脂类物质,芽具鳞片,体表有蜡粉和密毛;极地和高山植物植物矮小并常呈匍匐状或者莲座状等;一些植物的叶片在冬季变为红色有利于吸收更多的热量。生理方面:减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪和色素等物质来降低冰点,增加抗寒能力。极地和高山植物在可见光谱中的吸收带较宽,能吸收更多的红外线。最有效的生理适应就是休眠。(三)高温:高温对植物的伤害间接伤害:破坏光合作用和呼吸作用的平衡:呼吸作用>光合作用,植物饥饿受害;破坏水分平衡:蒸腾作用加强,植物枯死至死亡。高温抑制氮化合物的合成,氨积累过多,有毒物质积累直接伤害:>400C蛋白质变性;>500C生物膜结构破坏等。高温对植物伤害的常见症状皮烧:温度升高特别是温度的快速变化而引起植物组织的局部死亡。发生时间:多冬季,朝南或南坡及有强烈太阳光反射的城市街道。症状:树皮呈斑点状死亡或片状剥落。(细菌入侵)树种:光滑的薄皮树;措施:涂白根茎灼烧:高温表土灼伤幼苗根茎造成伤害。措施:遮荫或喷水降温(四)植物对高温的生态适应:形态适应:有密绒毛和鳞片;植物体呈白色或银白色、叶革质发亮;叶片垂直排列使叶缘向光或高温下叶片折叠;树干和根茎具有木栓层等。生理适应:降低细胞含水量,增加可溶性糖或盐的浓度,减缓代谢速率和增加原生质的抗凝结力;蒸腾降温;有些植物具反射红外线的能力。三、温度节律对植物的影响温周期现象:植物随着昼夜、季节等有规律的温度变化而表现出来的各种反应。表现为日温周期现象和季温周期现象。日温周期现象:一天内温度有规律的昼夜变化而发生有规律性变化的现象。变温能提高种子的萌发率,促进生长、开花和结实。多数植物日温差越大,产量越高,品质也愈好。有些植物的生长很少受温周期的影响。如红杉和恩氏云杉苗木。物候:植物长期适应温度的季节变化形成相应的生长发育节律称为物候。植物的物候现象是同周围环境条件紧密联系的。市区温度一般比郊区温度高,其物候期要早些,故园林植物的萌动、开花期比郊区早,市区植物的生长期要长些,落叶休眠较晚。掌握常见的园林植物的花期、落叶期等。四、温度与植物分布1、影响植物分布的温度因素极端低温、高温是影响植物分布的最重要因素。冬季的极端低温:高纬或高海拔地区限制植物分布的主要因素;直接决定物种水平和垂直分布的上限。夏季的极端高温:低纬或低海拔地区限制植物分布的主要因素。其它:秋初的极端低温,春季的晚霜,夏季温度不足。年平均温度也是影响植物分布的重要因素。某个区域的温度多数集中在某个相对稳定的区域,常接近该区域的平均温度。各区域的平均温度对植物的分布产生重要影响。——(特别是年平温和较典型的月份的平均温)积温是影响植物分布的另一个重要因素积温:植物整个生长发育期或某一发育阶段内,高于某一特定温度以上的热量总量。不同植物要求不同的积温总量。有效积温:特定温度为生物学零度的积温。活动温度:特定温度为物理学零度(0℃)的积温。生物学零度植物生长发育的起点温度。高于这一温度,植物才开始生长发育。——温带地区常以5℃或6℃;亚热带地区以10℃为生物学零度。有效积温:K=N(T-T0)K:有效积温T:当地某个时期内的平均温度TO:生物学零度N:某时期的天数根据物种需要的积温量、再结合各地的温度条件,可判断植物的引种范围。我国园林植物分布分类(略)园林植物随温度变化适应的生态类型喜高温植物:白天:20—220C,晚上:不低于100C。如一品红、仙客来和多数附生兰,;喜低温植物:一般长江流域可露地越冬。月季、桂花、山茶花、杜鹃花等;中温植物:介于两者之间,在广东、广西地区可露地越冬。米兰、荷包花等。第三节城市中的温度变化规律一、热岛效应“热岛效应”:是指城市气温明显高于郊区的现象。城市热岛的形成原因第一,城市下垫面性质特殊,比郊区获得较多的太阳辐射。城市使用的砖石、沥青、混凝土、硅酸盐建筑材料,深色的屋顶等热容量、导热率高,吸收较多的太阳辐射。但其反射率低。狭窄的街道、墙壁之间的多次反射和吸收,导致太阳辐射能增多。第二城市大气的大量污染物覆盖层,吸收和反射长波辐射,减少了热量的散失。第三城市中有较多的人为热量来源,特别是在冬季,高纬度地区燃烧大量化石燃料采暖.第四城市建筑密集,通风不良,不利热量的扩散。第五城市特殊的地面,植物占面积相对较少,不透水面较大。影响城市热岛效应的因素大范围气候:稳定的高压控制下,气压梯度小,微风或无风,无云或少云,有下沉逆温时易产生。城市规模:大城市较为明显,人口密度大、建筑密度大、人为释放热量多的市区易形成高温中心。时间因素热岛强度的日变化中纬度城市在理想状况下,热岛强度很大程度上是一种夜现象,落日后2~3小时(约21时),引时的热岛强度最大。日出后乡村加热比城市快,热岛逐渐减弱,到次日中午13时左右为最低。城市热岛强度的年变化:冬>秋>春>夏(三)城市热岛对生态环境的影响加重城市空气污染城市热岛环流、气流向市区辐合,把城郊工厂的污染物带到城区,污染城区空气。当高空有逆温层时,抑制污染物向上扩散,污染物在城市上空弥漫,严重污染空气。夏季,热岛效应可加强城市气温酷热程度,易产生高温灾害,影响健康舒适。增加了能源的消耗和环境污染,影响环境质量。影响取暖季节的能耗冬季,中高纬度地区城市,热岛效应使城市取暖季节比郊区缩短,节省取暖的能源消耗,可消减城市大气污染。影响城市积雪冬季,高纬度地区城市地热岛效应可减少城市积雪地频率、积雪时间和积雪深度。使城市积雪少于郊区,减少城市建筑物的雪压。影响无霜期和物候期热岛效应会使春天来得早,秋季结束晚,城市无霜期延长,极端低温趋向缓和,有利于树木生长。(四)防治热岛效应的对策消减人为热量的排放消减城市的净辐射量:增大城市反射率,合理规划城市建筑高度和密度,消减大气污染增加城市热量交换和植物光合能量转换等:增加城区水域面积和水设施,提高城市绿地覆盖率。二、城市小环境温度变化(略)第四节园林植物对城市气温的调节作用一、园林植物的遮荫作用(又减光效应)植物的遮荫是要是通过植物的冠层对太阳辐射的反射,使到达地面的热量有所减少。——植物叶片对热效应最明显的红外辐射的反射率可达70%,沥青为4%,鹅卵石为3%。植物群落的复杂程度,植物群落层次越多,所阻挡的太阳辐射也就越多,地面温度下降的越快;对于单株植物来讲,树冠越大,层次越多,遮挡的太阳辐射也越多,遮荫作用越明显。增加群落的层次性或扩大冠层的幅度等途径来实现。对地面、建筑的墙体、屋顶具有遮荫效果(自然能源冷却)。园林植物的增湿效应(凉爽效应)园林植物通过蒸腾作用降低环境温度,同时释放水分,增加空气湿度(8%—25%),使之产生凉爽效应。营造局部小气候大片园林绿地能使城区环境趋于冬暖夏凉,有利于空气流动。园林植物对热岛效应的消除作用——增加园林绿地面积能减少甚至消除热岛效应园林植物的覆盖面积效应解决城市的温度问题不完全取决于园林植物的覆盖面积,但它的大小却是城市环境改善与否的重要限制因子。在良好绿化的基础上,植物覆盖面积对消除城市热岛效应有着重要的意义。第五节温度的调控在园林中的应用引种引种是园林中重要的植物来源,丰富园林植物种类的多样性,改善北方城市冬季缺绿的状态。气候相似性(温、光、水等)是引种成功的关键,而温度是最明显的限制因子。“三级跳”的引种驯化,不能超出其潜在的范围。种子的萌发与休眠易发芽的种子:冷水或温水处理促使其萌发。出苗慢的种子:变温处理加快出苗速度。休眠种子:可经低温沙藏和变温处理打破休眠。温度调控与园林植物开花升温能促使部分园林植物开花——一些多年生花卉在入冬前放入温室培养,一般都能提前开花如月季、茉莉、米兰——正在休眠越冬但花芽已形成的花卉如牡丹、杜鹃,移入温室,逐渐加温,能提前开花。降温,延长休眠期,可推迟园林植物开花的时间——春季开花耐寒的晚花品种,春暖前移入冷室,减少水分,可推迟开花。防寒树木:石灰水加盐或石硫合剂将树干涂白;稻草或草绳包扎树干。绿地率绿化率×绿化覆盖率绿视率绿地率:项目规划建设用地范围内的绿化面积与规划建设用地面积之比。描述的是居住区用地范围内各类绿地的总和与居住区用地的比率(%)。绿地率所指的“居住区用地范围内各类绿地”主要包括公共绿地、宅旁绿地、配套公建所属绿地和道路绿地等。绿地率通常以下限控制:并不是长草的地方都可以算做绿地率,距建筑外墙1.5米和道路边线1米以内的土地和地表覆土达不到3米深度的土地,不管它们上面是否有绿化,都不计入绿地面积。(地下停车场、化粪池、屋顶等上面的绿化都不计算在内)公共绿地内占地面积不大于百分之一的雕塑、水池、亭榭等绿化小品建筑可视为绿地。“绿化率”只是开发商宣传楼盘绿化时用的概念,并没有法律和法规依据。法律法规中明确规定的衡量楼盘绿化状况的国家标准是绿地率。绿化覆盖率:绿化垂直投影面积之和与小区用地的比率。此概念相对而言比较宽泛,大致长草的地方都可以算作绿化,所以绿化覆盖率一般要比绿地率高一些。绿化覆盖率>绿地率地下停车场、化粪池、屋顶等上面的绿化均可计算在内,但是垂直绿化却无法计算。绿视率:指人们眼睛所看到的物体中绿色植物所占的比例,它强调立体的视觉效果,代表城市绿化的更高水准。既包括地下停车场、化粪池、屋顶等上面的绿化,也涵盖了垂直绿化的范围。第四章水分与园林植物第一节水分的分布及其变化规律一、地球上水的数量及其分布(略)二、地球水的循环状况及其平衡地球水的循环状况:包括大循环和小循环地球水分循环的平衡从整个地球的角度来看,平均蒸发量和平均降雨量是相等的,但陆地上降水量大于蒸发量,海洋上却是蒸发量大于降水量,陆地上的径流补偿了海洋的蒸发。在特定的某一区域,降水和蒸发并不一定平衡,而且不平衡的区域居多。三、水的形态水有三种状态,即液态、汽态和固态。与植物生命活动发生直接关系的水包括地表水、土壤水和地下水,它们的来源是大气降水。地表降水主要包括降雨、降雪、雾和露水。高纬度地区降雪是地表水的主要来源,露对荒漠植物的生命活动作用重大。第二节水与植物的生态关系一、水对植物的生态作用水是生物生存的重要条件水是生化反映的溶剂水是生物新陈代谢的直接参与者和光合作用的原料水能调节生物体和环境的温度水还可维持细胞和组织的紧张度,使植物保持一定的状态。水对植物生长发育的影响降水量与植物生长量密切相关,一般降水量大植物的生长量大。在不同的生长发育时期对水分的要求不一样。种子萌发时需充足的水分。生长期因植物而异,有的需求明显,生长与水分供给基本呈正相关,如杨树、杉木等。花果期水分过多,产生不利影响;过少,花果脱落。土壤含水量影响根系的发育,潮湿土壤中,根系生长缓慢;土壤含水量较低时,根系生长速度显著加快。低温季节适当减少水分,增加植物的抗寒性。二、植物对水分适应的生态类型以水为主导因子的植物生态类型(一)水生植物1.水环境的特点弱光、缺氧、温度变化平缓、溶解有各中无机盐类。2.水生植物的生态适应通气组织发达,以保证对氧的需求。具有发达的排水器官。水生植物具有独特的形态:根系退化、株体柔软等。生殖方式多样性:3、水生植物的分类沉水植物:整个植物体沉没在水面以下,与大气完全隔绝。如地毯草、红柳、红蝴蝶等。浮水植物:叶片漂浮在水面上。如王莲。挺水植物:植物的茎叶大部分挺伸在水面以上。红树林景观:具有发达的支柱根、呼吸根或板根。为多种植物。(二).陆生植物1.湿生植物概念:在潮湿环境中生长,不能忍受长时间水分不足、抗旱能力最小的一类陆生植物。根据生境分为:——阳性湿生植物:水稻、灯芯草——阴性湿生植物:海芋、秋海棠2.中生植物特征介于阳生植物与阴生植物之间适应最强,分布最广。3.旱生植物指在干旱环境下生活,能避开、忍受或适应干旱以维持水分平衡和正常发育的植物。短命植物:该类植物常以种子或孢子阶段来远离干旱。避旱植物:该类植物能较好的协调体内的水分平衡,避于干旱对其造成的影响。保水型植物:多数根茎叶等组织可进行储水或减少水分消耗。仙人掌科、景天科、石蒜科等。耗水型植物:能有效地减少蒸腾,能有效地吸收水分。如骆驼刺、狐茅等。耐旱植物:具有忍耐干旱的能力。如苔藓、地衣及某些蕨类植物,可以在空气干燥的条件下,维持长时间而不受伤害,待吸收水分后又恢复生长。第三节植物对极端水分的适应及其抗性一、水分缺乏对植物的影响(一)水分缺乏的种类大气干旱:由于环境中的气温高而相对湿度较小造成的。植物的蒸腾量超过吸水量,发生暂时萎蔫。土壤水分充足,植株不会死亡,但降低植物的生产量。持续时间长,会导致土壤水分的缺乏土壤干旱短期的水分缺乏会导致植物的暂时萎蔫,持续时间长,会发生永久萎蔫,造成植物局部或整株死亡。植物的抗旱性植物的抗旱性:指植物对干旱的适应能力,即植物在水分胁迫下的生存能力和保持正常生长发育的能力。测定延存时间法:完全断绝水分补给后,植物因缺水而使气孔关闭,到植物开始受害为止。缺水时气孔调节灵敏而关闭较早的或储水能力强的植物比较耐旱,延存时间较长。植物抗旱性的分级耐旱力最强的树种:经过5个月以上的干旱和高温,未采取任何抗旱措施而正常生长或稍缓慢的树种:——雪松、木芙蓉、夹竹桃、垂柳、旱柳、火棘。耐旱力较强的树种经过2个月以上的干旱和高温,未加抗旱措施,树木生长缓慢,有黄叶、掉落及枯稍现象。——桂花、丁香、常春藤、八角枫、紫薇、广玉兰、龙柏、耐旱力中等经过2个月以上的干旱高温不死,但有较重的落叶和枯梢现象。——杜鹃、山茶、八仙花、樱花、罗汉松、海棠、灯台树、桢楠、桦木等。耐旱力较弱的树种经过一个月以内的干旱高温期不会死亡,但有严重枯梢现象,生长几乎停止。——三尖杉、柳杉、腊梅、大叶黄杨、珙桐、油茶等。耐旱力最弱的树种旱期一个月左右就会死亡或相对湿度较低、气温达400C以上死亡严重的树种。——银杏、白兰花、棕树、珊瑚树等。二、涝害及植物的抗涝性涝害的种类涝害:水分过多对植物产生的伤害。大气中的水分含量过多:加上高温,植物易徒长。土壤中水分过多:氧气缺乏、根系生长受限、大量养分损失、水污染等。植物的抗涝性耐水力最强的树种:能耐3个月以上深水淹浸。——垂柳、旱柳、落羽杉、紫穗槐、桑树等。耐水力较强的树种:能耐2个月以上深水淹浸。——紫藤、重阳木、栀子、棕榈、悬铃木等。耐水力中等的树种:能耐1~2个月以上深水淹浸。——广玉兰、水杉、迎春、龙柏、侧柏、竹等。耐水力较弱的树种:能耐2~3周水淹浸。罗汉松、南天竹、紫荆、梅、杏、三角枫、金钟花、合欢等。耐水力最弱的树种:不到1周。桂花、玉兰、木兰、腊梅、木芙蓉、柳杉、木槿等。第四节水污染与植物水污染对植物的危害固体污染物:造成水体外观恶化;堵塞土壤毛细管。有机污染物:大量消耗水中的溶解氧——厌氧腐败状态,产生硫化氢、甲烷等。油类污染物:使大气与水面隔绝,破坏正常的充氧条件。有毒污染物:无机化学毒物、有机化学毒物和放射性物质。生物污染物:有害微生物如病原菌、寄生性虫卵等。营养物质污染物:指N、P、K等营养物质——富营养化:大量N、P、K等营养物进入水域,引起不良藻类和其他生物迅速繁殖,水体溶解氧含量下降,水质恶化,生物大量死亡。(水华、赤潮)植物对水污染的净化作用植物将污染物进行体内新陈代谢而利用掉。植物的富集作用:利用凤眼莲净化炼油废水。第五节园林植物对城市水分的调节作用一、园林植物群落中的水分状况进入植物群落内地面的水分比空旷地的少树冠截留:降水过程中,雨水等能以薄膜的形式保留在植物体表面,树皮裂缝等,这部分水再被重新蒸发而返回到大气。群落层次越多,截留总量越多。到达地面的水分要比空旷地少;且水质含较多的养分。植物群落内的空气湿度大植物群落内,枯枝落叶层持水能力较高,土壤含水量较高。植物群落内的枝叶树干等的交叉,对蒸发和蒸腾的水分进行堵截。植物群落对降水的利用率高植物群落多层吸收利用。发育良好的植物群落内的土壤质地和结构好,有吸收和保持水分的功能。二、城市水分状况水污染严重:中国90%以上的城市水污染严重,常见的有水体富营养、有毒物质和热污染三类。选择耐水污染且具有净化水污染的园林植物。水资源短缺:现有城市中有一半的城市有不同程度的缺水,其中100多座城市严重缺水。主要北方(2/3)。北方缺水城市主要是资源短缺型,如北京、天津、大连等;南方缺水主要属于污染短缺型,如上海因黄浦江污染严重。城市降雨量高:城市下垫面粗糙,城市上空大气污染物浓度高,人为热燃烧释放大量的水汽,城市的降雨强度和降雨频率都高于郊区。有“城市雨岛”之称。城市径流量大:城市不透地面多,植物缺乏导致城市径流量高。城市的空气湿度低、云雾多径流量多,城市蒸散量小,故城市空气湿度比郊区小,形成“城市干岛”。大气污染颗粒物质及粗糙的下垫面为城区雾多提供了条件,雾多加重了空气污染,减弱了太阳辐射。三、园林植物对水分的调节作用(一)、增加空气湿度园林树木有较强的遮阳庇荫、降低风速、蒸腾作用。乔灌草结构比单一的配置其降温增湿效果高。(二)、涵养水源,保持水土林冠层、灌木草本层和枯落物层对降水的截留。——绿地内的地表径流显著减弱。地被物层吸水保土绿地土壤良好的渗透性和保水性。(三)、净化水体植物的富集作用植物具有代谢解毒的能力。第六节水分在园林实践中的应用一、实践中的水分调控与管理(一)合理灌溉的含义及原则含义:适时灌溉,适度灌溉。合理灌溉要根据植物本身的生态习性、生长发育阶段、所处的环境条件以及天气等方面来确定。喜湿耐涝:一次多浇;耐旱植物:适当少浇。播种或扦插育苗阶段:多浇勤浇。出苗后:适当少浇。冬季:温室或大棚不采取供暖,灌溉量和次数适当少浇。园林植物:手动喷雾、机械除尘。水分调控与园林植物的花期、花态、花色花期:人为进行干旱处理,调节生长,提早进行花芽分化。如玉兰、丁香、紫荆、垂丝海棠等,(特别对球根类花卉)花态:植物在成熟期湿度过大,会妨碍植物的开花并影响结实。(室内植物中有些喜较大的空气湿度)花色:水分缺乏时,色彩变浓。水分调控与植物的抗性植物在低温季节适当减少水分的吸收,增加植物的抗寒性。在土壤解冻前的早春进生灌溉,可促进土壤中的冰融化,减少生理干旱现象的发生。植物对干旱和水湿的适应,可采用适应性锻炼。第五章大气与园林植物第一节大气的组成及其生态作用一、大气的组成(一)洁净大气(二)大气污染物:有害气体:二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、氟化氢、硫化氢等。颗粒污染物:如灰尘、烟雾、煤尘、金属粉尘等。二、大气主要组成成分的生态作用(略)第二节城市中的大气一、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,如多数工业污染源。面源:指在一定面积范围内向空气排放污染物的污染源,如居民普遍使用的炉灶,郊区农业生产过程中排放空气污染物的农田等。自然污染源与人为污染源:前者指来自火山爆发、尘暴等,少量。人为污染为主要。固定源与流动源:固定源:指污染物从固定地点排出,如钢铁厂、水泥厂等。流动源:主要指各种交通运输工具。与工厂相比,虽然排放量小而分散,但数目庞大、活动频繁,其排放总量也是不容忽视。污染物分类一次污染物:从污染源直接排出的原始物质,进入大气后其性质的状态没发生变化。如:降尘、飘尘、二氧化硫、一氧化碳等二次污染物:一次污染物与大气中原有成分或几种一次污染物间发生化学变化或光化学反应,形成与原污染性质不同的污染物。污染物种类:气态污染物和颗粒状污染物颗粒状污染物:降尘、飘尘和烟、雾颗粒状污染物在空中散射和吸收阳光,使能见度降低,夏季达1/3,冬季达2/3;并使地面的阳光辐射减少,城市接受的阳光辐射平均少于农村15-20%。粉尘颗粒是水分和有毒气体凝结的核心,形成城市雾,影响呼吸,引发加剧支气管和肺部疾病。飘尘表面带有致癌性很强的化合物。主要气态污染物硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、氟化氢第三节大气污染与园林植物一、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,通过系列的生物化学反应对植物产生毒害,故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。大气污染对植物的危害与污染物的浓度和时间密切相关。——不同污染物危害植物的临界剂量不同,同一污染物危害不同种类的植物,其临界剂也不同。二、园林植物的抗性及其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,这即是植物的抗性,不同的植物种类其抗性不同,与叶片结构和生理生化特性等有关。一般,常绿阔叶>阔叶植物>针叶树。在我国对园林植物抗性强弱一般采用三级标准。抗性强、中、弱。园林植物的环境监测作用在研究环境污染问题时,一般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物质,这些植物在受到毒气危害时会表现一定的伤害症状,从而推断出环境污染的范围与污染物的种类和浓度。指示植物法植物调查法:在污染区内观察植物可见症状。地衣、苔藓监测法三、园林植物对大气污染的净化作用城市绿地的碳氧平衡效益滞尘效应滞尘效应的概念园林植物对空气中的颗粒污染物有吸收、阻滞、过滤等作用,使空气中的灰尘含量下限从而起到净化空气的作用。机理第一、园林植被覆盖自然地表,可减少空气中灰尘的出现和移动,有效地杜绝二次扬尘。第二、由于园林植物有降低风速的作用,随着风速的降低,空气中携带的大颗粒灰尘便下降到树木的叶片或地面而产生滞尘效应。第三、植物叶表面如有的植物叶片多茸毛,有的植物叶片分泌粘性的油脂和汁液等,能吸附大量的降尘和飘尘等。第四,植物叶片在光合作用和呼吸作用的过程中通过气孔、皮孔等吸收一部分包含一些重金属的粉尘等。影响园林植物滞尘效应的因素叶片宽大、平展、硬挺而且不易被风抖动、叶面粗糙的植物吸滞粉尘的能力较强。植物叶片的刺毛、绒毛和粗糙的树皮以及树脂、粘液等是吸滞粉尘的典型特征。叶量大、生长旺盛的夏季滞尘能力强植物的滞尘效应随所滞尘量的增加有所下降。成片森林的滞尘效应与其防风效应有关:——透风的稀疏森林允许较多的灰尘进入,能被植物较好的吸收,随着尘源距离加大,滞尘效应以比较稳定的比率逐渐减少。——而较密森林允许进入的灰尘较少,速度较大的风可掠过密林,并将携带质轻的微尘越过森林,通过密林后尘量迅速上升。因此,滞尘效应没有稀疏森林明显。(三)吸收有害气体园林植物吸收有害气体途径以气态的形式在植物本身的气体交换过程中通过叶片上的气孔等进入植物体;以液态的形式进入,即大气中的污染物遇到水分或叶面上的湿气后溶解再以渗透等形式被叶片、枝条等吸收。园林植物净化有害气体途径主要表现为通过吸收大气中的有害物质,再经光合作用形成有机物质;经氧化还原过程使其变为无毒物质;经根系排出体外;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。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。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。减噪效应噪声: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、多梦、失眠、心慌,记忆力衰退等。噪声类型(略)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。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。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)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。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)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;加上园林植物在减少尘埃作用,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。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。第三节风与园林植物的关系一、风对园林植物的生态作用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。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。城市风的特点概念: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。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、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好于宽林带。与风向的交角:一般与主导风向成90°或不低于45°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。(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。第五节温室效应全球气候变暖:是指地球表层大气、土壤、水体及植被温度年际间缓慢上升的现象。温室效应:大部分热能被大气中的气体吸收,尤其是水蒸气、二氧化碳、甲烷和氧化氮。由大气层的气体引起的全球变暖。温室效应的影响:极地的冰会融化,海洋会因热而膨胀,海平面上升,最终导致全球气候的大规模变化。全球气温升高可能会导致气候带北移,使湿润区与干旱区重新配置气候变暖导致的海平面上升将影响到地势较低的沿海城市,部分城市可能要内迁,同时大部分沿海平原将发生盐碱化或沼泽化,不适于生产。全球变暖对生物圈中动植物分布的模式及生物多样性也将产生明显的影响。气候变暖可能会影响到一些脊椎动物的繁殖能力,还会影响到爬行动物的性别比。(爬行动物的性别比是由卵孵化过程中的巢温决定的)全球变暖会引起生物的迁移,这种迁移或者是为寻求适宜的温度,或者是为适应变化的环境,或者是面临灭绝的反应。减少温室气体排放的途径:减缓全球变暖的关键在于控制温室气体的排放和大气中颗粒物的增加:——改进能源结构(开发非化石能源,如水能、核能、太阳能和地热)——提高能源效率应该提倡植树种草,保护和发展森林资源,提高森林覆盖面积。第六章土壤与园林植物第三节城市土壤的特点一、土壤污染概念土壤污染:土壤中的有害物质含量过高,超过了土壤的自净能力时,会导至土壤功能失调,肥力下降,影响植物的生长和发育,或污染物在植物体内积累,通过食物链危害人类健康。土壤污染物种类物理污染:主要由城市建筑与生活垃圾、工业废渣及废农膜等化学污染:无机和有机污染物两类。生物污染:来自于粪水、城市污水、垃圾或不合理轮作的寄生虫和有害微生物。土壤污染的治理排土与客土改良:施用化学改良剂:生物改良:利用某些植物的对重金属的富集能力,对有机污染物等的净化二、土壤坚实度大特点:城市地区由于人流的践踏和车辆的辗压,土壤坚实度明显大于郊区土壤,一般愈靠近地表其坚实度愈大。(20~30cm,可>1m)影响:土壤保水、透水性能差,影响根系水分的供应。土壤氧气减少,微生物减少,有效养分减少,植物长势差。对树木根系的呼吸作用等生理活动产生不利影响;直接导致植物根系减少,使根系的有效吸收面积减小,树木的稳定性减弱。改良措施选择抗逆性强的树种土壤中掺入碎树枝、腐叶土等多孔性有机物或混入适量(占土壤总容积的比例<1/3)的粗沙砾、碎砖瓦改良土壤的通气状况。根系分布范围的地面可通过设置金属架、围栏、种植绿篱或铺设透气砖等措施以防止践踏。三、土壤贫瘠化原因市区内植物的枯枝落叶常作为垃圾而被清除运走。城市渣土所含养分既少且难以被植物吸收封闭路面会严重影响大气与土壤之间的气体交换,不利有机物质的分解改良措施应结合土壤改良进行人工施肥,特别是施入有机肥以增加有机质,改善土壤结构;还可选择具有固氮能力的植物以改善土壤的低氮状况;根据不同植物的需要进行合理灌溉等。第七章植物种群第一节基本概念种群的概念:特定时间,占据一定空间的同种生物的集合群。一定时间内,占据一定空间,具有相似的形态、生理和生态特性,并能相互交配繁殖后代的同一个生物种的一群个体。第二节种群的基本特征一、种群的密度种群密度:反映种群内个体的数量分布状况。粗密度:单位面积或空间内个体的数目或种群生物量。生态密度:指单位栖息空间(最适宜生长的空间)内的个体数或生物量。性比定义:种群中雌雄个体数目的比例对雌雄异株植物而言,性别比直接影响到种群的繁殖力以至数量的变动。如银杏种群中,正常更新需雄性植株与雌性植株保持一定的比例。种群的年龄结构指各个年龄级的个体数在种群中的分布情况。影响出生率和死亡率。种群的年龄结构模型(金字塔)种群的空间格局种群的空间格局一般分为三种类型:均匀型、随机型、集群型1、均匀型:种群的个体等距分布。人工栽培植物种群多见,自然情况下很少有均匀分布型。2、随机型:种群个体在种群领域中各点出现的机会均等。随机分布并不普遍,只有在生境条件对很多种的作用都差不多或某一主导因子呈随机分布时,才会引起种群的随机分布。依靠种子繁殖的植物,在初期散布于新地区时,常呈随机分布。3、集群型:常成群、成块或斑块密集分布,各群的大小、群间距离、群内个体密度等都不相等,但各群常呈随机分布。集群分布是自然界最常见的分布格局。原因:繁殖:下一代在其亲本植物体周围形成相当单纯的群聚种群。(种子或幼体的扩散)环境的差异:同物种对环境要求较一致。种间相互关系:种间间接或直接有利。第三节植物种群的数量动态一、影响种群数量变动的因素出生率:泛指种群增加新个体的能力。常用单位时间内出生的新个体数来表示。最大出生率:生理出生率(理想条件)实际出生率:生态出生率(特定条件)死亡率最低死亡率:生理寿命(最适宜条件)实际死亡率:生态死亡率(特定条件)迁入与迁出生物学意义:防止近亲繁殖,增强种群的生存能力。有利于种群之间进行基因交流。生物入侵对种群的稳定性不利。园林上常通过迁入迁出来改变植物种群密度。种群增长的基本模型(一)指数增长模型在理想环境中,种群增长率不随种群本身密度而变化,这类增长常呈指数增长。理想环境:空间、食物等资源是无限的内禀增长率(r):最适条件下,种群内部潜在的增长能力,即稳定年龄结构的种群所能达到的最大增长。最适条件——最适的温、湿度组合,充足的和高质量的食物、无限的空间,最佳种群密度并排除其他生物的有害影响。环境阻力:内禀增长率与实际增长率的差值。种群在有限的资源条件下,随着种群内个体数量的增多,由不利因素如竞争、疾病等引起的妨碍生物潜能实现的作用力。(二)逻辑斯谛增长模型两假设:种群增长有一个环境条件允许的最大值,称为环境容量(K),当种群增长到K值时,种群就不再增长。环境容纳量:由环境资源所决定的种群限度,即某一环境所能维持的种群数量。随着种群密度上升,种群增长率逐渐按比例降低,即每增加一个个体的影响是1/K。logistic模型的现实意义适度人口概念:一个国家或社会在其所占有的土地上能养育多少人口才比较适中。地球或国家人口的环境容纳量指导生物资源的保护与科学管理最适产量和最大持续产量的确定:由最适密度K/2和环境容纳量K决定。种群的波动种群的数量随时间的变化而上下摆动的情况。一类是非周期性的数量波动,如由于冻害、干旱等引起的数量波动(通常是剧烈的变化);另一类是周期性的波动,包括季节性波动和年波动。生态入侵概念:由于人类有意识或无意识地把某种生物带入适宜于其栖息和繁衍的地区,种群不断扩大,分布区逐步稳定地扩展。生态入侵的途径自然途径:通过自身生长繁殖入侵、通过媒介入侵(自然媒介、生物媒介)人为途径:引入外来种危害:损害了地球上的生物多样性改变生态系统的结构与功能导致整个生态系统的崩溃和生态景观的改变农业病虫害爆发威胁人类健康种群衰亡概念:当种群长久处于生长不利条件下,或在人类过度捕猎、栖息地被破坏的情况下,其种群数量会出现持久性下降。(鲸、熊猫)原因:种群密度过低种群内个体数量过少种群不适应环境新种入侵人类对环境的破坏第四节生态对策指生物经进化而形成的适应环境的对策,可概括说明生物是以何种形态和功能特征来适应环境而完成其生活史。r对策:个体小,寿命短,生长迅速,存活率低,但增殖率(r)高,具有较大的扩散能力,适应于多种栖息环境,种群数量常出现大起大落的突发性波动。k对策:个体较大,寿命长,存活率高,适应于稳定的栖息生境,不具较大扩散能力,但具有较强的竞争能力,种群密度较稳定,常保持在k水平。区别:K-对策:大型兽类和乔木等;通过提高竞争能力而获胜。r-对策:杂草和小型啮齿类;通过提高增殖能力和扩散能力得以生存。第五节种内关系存在于生物种群内部的个体与个体之间的关系(食物、资源、空间)。1、密度效应概念:种群密度的增加所引起的邻接个体之间的相互作用。结果:直接影响种群密度。word文档可自由编辑word文档可自由编辑word文档可自由编辑最后产量衡值法则在一定范围内,当条件相同时,不管种群的密度如何,最后产量基本上是一样的。生物学意义:在稀疏种群中的每一个个体,都很容易获得资源和空间,生长状况良好,生物量大;而在密度高的种群中的个体,由于枝叶相互重叠,根系在土壤中交错,对光、水和营养等竞争激烈,个体生长率降低。植物个体平均重量与种群密度呈负相关。自疏法则“自疏现象”:在高密度下,有些植株发生死亡,即种群开始出现自疏现象(selfthinning)。由于产量恒定,随着种群中单株的增重必然出现密度下降。实践意义:合理控制园林植物的种植密度。2、化感作用(他感作用)一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质,对其他植物产生直接或间接的影响。第六节种间关系种间关系的类型类型名称类型名称效应相互作用特征物种A物种B中性作用00A与B无抑制与促进直接竞争--彼此之间直接抑制间接竞争--资源争夺的间接抑制偏害作用-0A受损,B无损益寄生作用+-A为寄生者,B为寄主捕食作用+-A获益,B受损偏利作用+0A获益,B无损原始协作原始协作++两物种都有利,但非必然互利共生++两物种必然有利两个对同一资源产生竞争的种,不能长期在一起共存,最后要导致一个种占优势,一个种被淘汰——竞争排斥原理。生态位的定义:生物完成其正常生活周期所表现的对特定生态因子的综合适应位置。(生物种在生态系统中的功能和地位。)生态位相近的两个种不能长期共存,如能,则会生态位分化。生态位的分类:基础(潜在)生态位:一种生物当不受其他生物竞争限制时所能占据的最大生态位。现实生态位:在有其他生物限制的情况下,即出现生态位重叠情况时,一种生物所占据的生态位。空闲生态位:环境资源中未被占据的位置。实际应用:如果两个种在同一个稳定的生物群落中占据了完全相同的生态位,一个种最终会被消灭。在一个稳定的群落中不同种具有各自不完全相同的生态位,能避免种间的直接竞争,从而保证了群落的稳定性。群落是由多个相互作用、生态位分化的种群系统组成,这些种群对空间、时间和资源的利用以及相互作用的方式都趋向于互补。———由多个种群组成的森林群落比单一的群落能更有效地利用环境资源,并且有更大的稳定性。应用到引种中:引入大量个体,以取得竞争胜利;引入适合当地“空生态位”的物种。第八章群落生态学第一节植物群落的概念及特征一、植物群落的概念特定空间或特定生境下植物种群有规律的组合。生物群落可简单地分为植物群落、动物群落和微生物群落三大类。二、植物群落的基本特征具有一定的物种组成:物种组成是区别不同植物群落的首要特征。一个植物群落中物种的多少及每一物种的个体的数量,是度量群落多样性的基础。不同物种之间的相互影响取决于两个条件:必须共同适应它们所处的无机环境;它们内部的相互关系必须取得协调、平衡。植物配置中的指导意义:要达到内部和外部环境之间的协调。具有形成群落环境的功能植物群落对其居住环境产生重大影响并形成群落环境,使群落环境与外部环境有所不同。而不同群落其内部环境也有所不同。具有一定的外貌和结构生物群落是生态系统的一个结构单位,它本身除具有一定的物种组成外,还具有其外貌和一系列的结构特点。空间结构上群落具有的成层性;时间上的季相变化;物种之间的营养结构等。一定的动态特征植物群落是生物系统中具有生命的部分,生命的特征是不停地运动,植物群落也是如此。运动形式包括:季节动态、年际动态、演替与演化等。一定的分布范围任何一个植物群落都分布在特定地段或特定生境上,不同植物群落的生境和分布范围不同。无论从全球范围看还是从区域角度讲,不同植物群落都按一定的规律分布。引种或园林设计植物最好选同纬度地带的物种,这样容易成功。具有边界特征在自然条件下,有些群落具有明显的边界,可以清楚地加以区分:——见于环境梯度变化较陡或者环境梯度突然中断的情形,如地势变化较陡的山地的垂直带、断崖上下的植被、陆地环境和水生环境的交界处(如池塘、湖泊、岛屿等)。多数不具有明显边界,而是存在过渡带,处于连续变化中。第二节植物群落的种类组成物种组成是决定群落性质最重要的因素,也是鉴别不同群落类型的基本特征。群落学研究一般都从分析物种组成开始。一、群落成员的组成优势种:对群落的结构和群落环境的形成起主要作用的植物.常是那些个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积较大、生活能力较强的种。各层有各自的优势种建群种:优势层的优势种起着构建群落的作用,一个群落只有优势层中存在建群种。单优种群落:群落中只有一个建群种。如北方森林和草原。共建种群落:具有两个或两个以上同等重要的建群种,如热带森林。优势种的生态影响对群落具有控制性影响:——若去除会导致群落性质和环境的变化——若去非优势种,会发生较小或无变化保护优势种亚优势种:指个体数量与作用都次于优势种,但在决定群落性质和控制群落环境方面仍起着一定作用的植物种。在复层群落中,它通常居于较低的亚层。伴生种:为群落的常见物种,它与优势种相伴存在,但在决定群落性质和控制群落环境方面不起主要作用。偶见种或罕见种:出现频率很低的物种,数量稀少。由人们带入或随着某种条件的改变而侵入群落中,也可能是衰退中的残遗种。二、种类组成的数量特征1、个体数量特征密度:指单位面积或单位空间内的个体数目。乔木、灌木——株数;丛生草本——株丛;根茎植物——地上枝条word文档可自由编辑word文档可自由编辑word文档可自由编辑相对密度:样地内某一物种的密度(个体数)占全部物种密度(个体数)之和的百分比密度比:而样地内某一物种的密度(个体数)与样地内密度最高物种的密度(个体数)比。多度指调查样地上某物种的个体数目,是不同物种个体数目多少的一个相对指标。物种的多度一般应采用直接清点法或记名计数法调查。群落内草本植物(有时包括灌木种类)的调查,多采用目测估计法。盖度投影盖度:植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比。(乔木层的:郁闭度)。乔木层调查方法:树冠投影法、统计法和样线法等。灌木和草本层:常以目测法估计。相对盖度:群落中或样地内某一物种的盖度占所有物种盖度之和的百分比。盖度比:样地内某一物种的盖度与样地内盖度最高物种的对应指标之比。频度频度:即某个物种在调查范围内出现的频率,指包含该种个体的样方占全部样方数的百分比。相对频度:群落中某一物种的频度占所有物种频度之和的百分比。频度比:样地内某一物种的频度与样地内频度最高物种的频度比。高度测量时取其自然高度或绝对高度,藤本植物则测其长度。重量用来衡量种群生物量或现存量多少的指标。可分干重与鲜重。在生态系统的能量流动与物质循环研究中,这一指标特别重要。相对重量和重量比体积生物所占空间大小的度量。在森林经营中,通过体积的计算可以获得木材生产量(称为材积)。2、种的综合数量特征优势度表示一个种在群落中的地位与作用。重要值也是用以表示某个种在群落中的地位和作用的综合数量指标。重要值=相对密度+相对频度+相对优势度第三节生物多样性一、定义生物多样性是生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样化,是生命系统的基本特征。可从遗传多样性、物种多样性、生态系统与景观多样性去描述。遗传多样性:所有生物个体中所包含的各种遗传物质和遗传信息。物种多样性:一个群落中的物种数目、各物种的个体数目及其均匀程度。生态系统多样性:生态系统中生境类型、生物群落和生态过程的丰富度。景观多样性:指与环境和植被动态相联系的景观斑块的空间分布特征。景观异质性高,生物多样性高文化多样性物种多样性有以下几方面的生态学意义:刻划群落结构特征的一个指标。用来比较两个群落的复杂性。作为环境质量评价和比较资源丰富程度的指标。从演替阶段的多样性比较,可以作为演化方向、速度及稳定程度的指标。生物多样性的价值1.直接价值:基本食物、药物资源、工业原料2.间接价值:遗传库、生态平衡、教育价值、科学研究、满足自然爱好生物多样性受到威胁生物多样性丧失的原因(人类活动对生物多样性的胁迫):生境被破坏生境片断化生境的污染与退化引入外来种——生态入侵资源的高度开发利用生物多样性的保护对策加强宣传教育,普及全民生物多样性保护意识生物多样性的持续利用加强自然保护区的建设加强生物多样性保护的政策法规建设控制环境污染群落的稳定性与生物多样性概念群落的稳定性是指群落在一定时间过程中维持物种互相结合及各物种数量关系的能力,以及在受到扰动的情况下恢复到原来平衡状态的能力。包含四个含义:即现状的稳定、时间过程的稳定、抗变动能力和变动后恢复原状的能力。物种多样性是群落稳定性的一个重要尺度当一个群落中有很多物种而且每个种的个体比较均匀地分布时,物种之间就形成了比较复杂的相互关系。这样群落对于环境的变化或来自群落内部种群的波动,由于有一个较强大的反馈系统,从而得到较大的缓冲。从群落能量学分析多样性高的群落,食物链和食物网更加趋于复杂,群落内部的能量流动的途径更多一些,如果某一条途径受到干扰堵塞不通时,就有可能有其他路线予以补偿。总:多样性高的群落相对比较稳定。反之,若物种数目少,各个种的相对丰富度又不均匀,则群落的多样性就较低且稳定性也相对较差。3、一个群落的稳定程度究竟如何,一般可由三个特性去考察:扰动一个群落时所需施加的扰动强度,所需外力越大,表明群落愈稳定;群落从平衡状态的位置上被扰动后产生波动的幅度,波动幅度越小,群落越稳定;群落变动后恢复到原来的平衡状态所需的时间,时间越短越稳定。第四节群落的结构一、群落的结构要素生活型:是生物对外界环境适应所形成的外貌形态。特点:着重从形态外貌上进行区分。同一生活型其形态相似,且适应方式也相似。是种以上的分类单位,同一生活型可能有亲缘关系近的也可能有亲缘关系远的生物种。层片 层片(synusia:均由同一生活型的不同植物所构成。) 常把植物群落中相同生活型和相似生态要求的植物种的组合称为层片。特征:属于同一层片的植物是同一个生活型类别。同一生活型的植物种只有其个体数量相当多而且相互之间存在着一定的联系时才能组成层片。每一个层片在群落中都具有一定的小环境,不同层片小环境相互作用的结果构成了群落环境

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