第五章大氣與園林植物

1、第五章大氣與園林植物地球表面大氣圈，能維持地球穩(wěn)定的溫度，減弱紫外線對生物的傷害。下部16km對流層中的水汽、粉塵等在熱量的作用下，形成風(fēng)、雨、霜、雪、露、霧和冰雹等，調(diào)節(jié)地球環(huán)境的水熱平衡，影響生物的生長發(fā)育。工業(yè)化發(fā)展造成城市大氣污染，危害人類和所有生物的生命活動，而園林植物具有凈化城市空氣的重要作用。第一節(jié)城市大氣環(huán)境一、 空氣成分及其生態(tài)作用1.氧氣的生態(tài)作用動植物進行呼吸作用時，吸收氧氣，沒有氧氣動植物不能生存；在有氧條件下完成礦質(zhì)養(yǎng)分循環(huán)。空氣中的氧氣足以滿足植物的需求；當(dāng)土壤通氣性能較差時，土壤中的氧氣得不到補充，植物根系呼吸消耗O2，積累很多CO2，根系會發(fā)生無氧中毒，生長受阻

2、、腐爛、枯死。動植物殘體微生物有機物無機物（植物養(yǎng)分）無機物植物有機物 （動植物養(yǎng)分）大氣高空層中的臭氧層能吸收大量的紫外輻射，保護地球生物免受傷害，沒有臭氧層的保護作用，地球上的生物將不能生存下去。UVB 280320nm UVA 320400nm2.CO2的生態(tài)作用CO2是植物光合作用的主要原料，光合作用將CO2和H2O合成碳水化合物，構(gòu)成各種復(fù)雜的有機物質(zhì)。在植物干重中，碳45%，氧42%，氫6.5%，氮1.5%，灰分元素5。其中所有碳和部分氧皆來自CO2，所以CO2對植物具有最重要的生態(tài)意義。如：大気中CO2占0.0353%，大多數(shù)C3植物光和作用的最適CO2為0.1%，當(dāng)CO2為0.

3、06%時，植物生長量可提高1/3左右。所以設(shè)施園藝中，常増施二氧化碳?xì)夥?，提高植物的生產(chǎn)力。碳循環(huán)CO2濃度隨著光合作用的強弱而變化日變化：中午光合作用最強CO2濃度最低，晚上呼吸作用不斷放出CO2，CO2濃度高，日出前CO2濃度最高。年變化：夏季植物生長旺盛CO2濃度最低，冬季植物生長緩慢CO2濃度最高，春秋季CO2濃度居中。3.氮的生態(tài)作用氮是構(gòu)成生命物質(zhì)（蛋白質(zhì)、核酸等）的最基本成分。植物所需要的氮主要來自土壤中的硝態(tài)氮和銨態(tài)氮。雷電將大氣中的氮氣合成為硝態(tài)氮和銨態(tài)氮，隨降水進人土壤；固氮微生物可固定空氣中的氮氣為植物利用；此動植物殘體和排泄物的分解也補充了土壤中大量的氮素。土壤中的氮素

4、經(jīng)常不足，當(dāng)?shù)貒?yán)重虧缺時，植物生長不良，甚至葉黃枯死，所以在生產(chǎn)上常施氮肥進行補充。缺氮株小下葉黃，缺氮葉自下而上變黃二、城市大氣污染大氣污染：在空氣的正常成分之外，增加了新成分，或原有成分大量增加，而對人類健康和動植物生長產(chǎn)生危害。大氣污染可分為：自然污染、人力污染。大氣污染物種類很多，目前引起人們注意的約有100多種。隨著工業(yè)發(fā)展，有毒重金屬進入大氣，如鉛、鎘、鉻、鋅、鈦、鋇、砷和汞等。SO2主要是燃燒煤炭以及燃燒石油產(chǎn)生的。NO2主要是工業(yè)生產(chǎn)和汽車等交通工具產(chǎn)生的?？諝庵械腟O2和NO2與水汽結(jié)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形成酸雨。全球許多地方發(fā)生

5、酸雨使森林大面積的死亡，酸雨除對植物、水體、土壤造成危害外，酸雨還有很大的腐蝕作用，腐蝕油漆、金屬以及各類紡織品，大理石和石灰石也容易受二氧化硫和硫酸的侵蝕，許多歷史古跡、藝術(shù)品和建筑物因大氣污染而受到損壞。城市空氣污染程度除取決于污染物排放量之外，還與城市及其周圍的氣象、地理因素等有密切關(guān)系。谷地晝夜間空氣環(huán)流示意圖海濱地區(qū)功能分區(qū)布局海濱地區(qū)功能分區(qū)布局第二節(jié)大氣污染與園林植物一、大氣污染對園林植物的危害大氣中的污染物主要通過氣孔進入葉片并溶解在葉片細(xì)胞中，通過一系列的生物化學(xué)反應(yīng)對植物產(chǎn)生毒害。如：二氧化硫從氣孔擴散至葉肉組織，進入細(xì)胞后和水反應(yīng)，形成亞硫酸和亞硫酸根離子，從而對葉肉組織

6、造成破壞，使葉片水分減少，葉綠素a/b值變小，糖類和氨基酸減少，葉片失綠，嚴(yán)重時葉片逐漸枯焦，慢慢死亡。二氧化硫濃度0.3L/L時植物受傷害。氯氣及氯化氫毒性較大，空氣中的最高允許濃度為0.03L/L。氟化氫屬劇毒類的大氣污染物，它的毒性比二氧化硫大10100倍。大氣污染中的固體顆粒物落在植物葉片上時，堵塞氣孔，妨礙光合作用、呼吸作用和蒸騰作用，危害植物。二、園林植物的抗性植物的抗性：植物在一定程度的大氣污染環(huán)境中仍能進行正常生長發(fā)育。不同植物種對大氣污染物的抗性不同，這與植物葉片的結(jié)構(gòu)、葉細(xì)胞生理生化特性有關(guān)。一般常綠闊葉植物的抗性比落葉闊葉植物強，落葉闊葉植物的抗性比針葉樹強。有三種方法確

7、定植物對大氣污染物的抗性：1）野外調(diào)査法：在野外調(diào)査不同植物受傷害的程度，劃出不同抗性等級。2）定點對比栽培法：在污染源附近栽種植物，根據(jù)植物受害的程度確定抗性強弱。3）人工熏氣法：把試驗的植物置于熏氣箱內(nèi)，給熏氣箱內(nèi)通入有害氣體，并控制在一定的濃度，據(jù)植物的受害程度，確定其抗性強弱。植物抗性分為三級：1）抗性強的植物，長期在一定濃度有害氣體杯境中也基本不受傷害或受害輕微；在高濃度有害氣體襲擊后，葉片受害輕或者受害后恢復(fù)較快。2）抗性中等的植物，能較長時間生活在一定濃度的有害氣體環(huán)境中，植株表現(xiàn)慢性傷害癥狀（節(jié)間縮短、小枝叢生、葉片縮小、生長量下降等），受污染后恢復(fù)較慢。3）抗性弱的植物，不能

8、長時間生活在一定濃度的有害氣體污染環(huán)境中，受污染時，生長點干枯，葉片傷害癥狀明顯，全株葉片受害普遍，長勢衰弱；受害后生長難以恢復(fù)。常見園林植物抗性三、園林植物的環(huán)境監(jiān)測作用在研究環(huán)境污染問題時，經(jīng)常用理化儀器和生物方法測定環(huán)境中的污染物種類和濃度。生物方法主要是植物監(jiān)測，利用一些對有毒氣體特別敏感的植物來檢測大氣中有毒氣體的種類與濃度。監(jiān)測植物（指示植物）：用來監(jiān)測環(huán)境污染的植物。植物監(jiān)測法：指示植物法、植物調(diào)查法、地衣和苔蘚監(jiān)測法。1）指示植物法：通過指示植物對污染的反應(yīng)了解污染的現(xiàn)狀和變化。一般對大氣污染區(qū)的指示植物生長發(fā)育情況進行調(diào)查，根據(jù)指示植物受傷害后所表現(xiàn)出的癥狀或?qū)χ参锏纳L指標(biāo)

9、或生理生化指標(biāo)進行檢測，推知大氣污染的種類、強度和污染歷史。2）植物調(diào)査法：在污染區(qū)內(nèi)調(diào)査植物生長、發(fā)育及分布狀況等，初歩査清大氣污染與植物之同的相互關(guān)系。主要觀察污染區(qū)內(nèi)現(xiàn)有園林植物可見癥狀。輕度污染區(qū)敏感植物會表現(xiàn)出癥狀；中度汚染區(qū)敏感植物癥狀明顯，抗性中等植物也可能出現(xiàn)部分癥狀；嚴(yán)重污染區(qū)敏感植物受害嚴(yán)重，甚至死亡絕跡，中等抗性植物有明最癥狀，抗性校強的植物也會出現(xiàn)部分癥狀。3）地衣苔蘚檢測法：地衣、苔蘚對環(huán)境因子變化非常敏感。而且地衣、苔蘚易于栽植，可將地衣、苔蘚移栽在監(jiān)測區(qū)域的不同位置或栽種在花盆內(nèi)，置于各檢測點，觀察其生長狀況，了解環(huán)境的污染情況和變化。如：大氣中SO2濃度為0.0

10、15-0.105mg/m3，一般地衣絕跡；SO2濃度超過0.017mg/m3，大多數(shù)苔蘚植物不能生存。如：對云南一隣肥廠的氟污染進行調(diào)查發(fā)現(xiàn)隨著污染加重，地衣的屬數(shù)、種數(shù)減少，地衣分布高度和原植體大小減少。第三節(jié)園林植物對空氣的凈化作用植物在進行正常生命活動同時，吸收同化、吸附阻滯等形式消納大量的污染物質(zhì)，從而達到凈化空氣的目的，植物對空氣的凈化功能主要表現(xiàn)為降塵、吸收有毒氣體和放射性物質(zhì)、減弱噪聲、減少細(xì)菌、增加空氣負(fù)離子、吸收二氧化碳、放出氧氣等。一、降塵園林植物能減少粉塵污染樹木有降低風(fēng)速的作用、植物葉表面不平，多茸毛、樹干凹凸不平、分泌粘性油脂及汁液，吸附大量飄塵。如：1ha松林每年滯

11、留灰塵36.4t植物滯塵量與樹冠大小、葉片疏密度、葉片形態(tài)結(jié)構(gòu)、葉面粗糙程度等有關(guān)。一般葉片寛大、平展、硬挺不易抖動，葉面粗糙的植物能吸滯大量的粉塵。同一樹種樹木吸滯粉塵能力與葉量成正相關(guān)關(guān)系，夏季葉量最多，吸塵力最強；冬季葉量少，甚至落葉吸塵力弱。例1：居住區(qū)墻面立體綠化，室內(nèi)空氣含塵量減少22。二、吸收有毒氣體所有植物都能吸收一定量的有毒氣體而不受害。植物通過吸收有毒氣體，降低大氣中有毒氣體的濃度，從而達到凈化大氣的目的。如：在正常情況下樹木中硫的含量為干重0.1一0.3%，當(dāng)空氣存在二氧化硫污染時，樹體中硫含量提高5一10倍。氟、氟化物是毒性較大污染物，在正常清況下樹木中的氟含量為0.5

12、一25mg/cm3，在氟污染區(qū)，樹木葉片含氟量提高幾百倍至幾千倍。植物吸收有毒氣體的能力：植物種類不同吸毒能力有差異，還與葉齡、生長季節(jié)、有毒氣體的濃度、接觸污染時間、以及環(huán)境溫度、濕度等有關(guān)。植物凈化有毒氣體的能力與植物對有毒物積累量呈正相關(guān)，還與植物的同化、轉(zhuǎn)移毒氣的能力相關(guān)。植物從污染區(qū)移至非污染區(qū)后，植物體內(nèi)有毒物含量下降愈快，植物同化轉(zhuǎn)移有毒氣體的能力愈強。三、減少細(xì)菌空氣中散布著各種細(xì)菌，城市大氣中存在桿菌37種，球菌26種，絲狀菌20種，芽生菌7種等，其中有不少是對人體有害的病菌。綠色植物可以減少空氣中的細(xì)菌數(shù)量，一是植物有降塵作用，減少細(xì)菌載體，使大氣中細(xì)菌數(shù)量減少；二是植物本

13、身具有殺菌作用，許多植物能分泌出殺菌素，殺死細(xì)菌、真菌。園林樹木分泌殺菌素的類別：1）廣譜類如側(cè)柏，柏木，圓柏等，1公頃松柏林每天能造出30公斤殺菌素等；“森林醫(yī)院”。2）芳香類如桉樹、肉桂、檸檬、茉莉、丁香、金銀花等樹木體內(nèi)含有芳香油而具有殺菌力。3）選擇類如稠李葉搗碎物530秒，最多35分鐘可殺死蒼蠅，檸檬桉林中蚊子較少；夜香樹具有驅(qū)蟲作用。景天科植物的汁液能消滅流行性感冒一類的病毒，檜柏可以殺死白喉、傷寒、痢疾等病原菌。四、減弱噪聲閥聲壓（0dB）正常人剛能聽到的聲音、痛閥聲壓（120dB）使人耳產(chǎn)生疼痛感、一般聲壓超過50dB會對人類日常工作生活產(chǎn)生有害影響。當(dāng)聲壓超過70db時會使人

14、產(chǎn)生頭暈、頭痛、神經(jīng)衰弱、消化不良、高血壓等病征。噪聲是一種特殊的空氣污染，它能影響人的睡眠和休息，損傷聽覺，嚴(yán)重時引發(fā)多種疾病。我國城市居民區(qū)多處于60一85dB中等噪聲環(huán)境中。世界衛(wèi)生組織1993 年公布噪聲標(biāo)準(zhǔn)，要求生活區(qū)戶外白天的連續(xù)噪聲級不超過55dB，夜間不超過45dB，室內(nèi)開窗條件下不高于30dB。我國居民文教區(qū)超標(biāo)的城市達98%，交通干線道路兩側(cè)區(qū)域超標(biāo)的城市為71。園林植物能明顯的降低噪音，因為一方面聲波投射到枝葉上被不規(guī)則反射而使聲能減弱，另一方面聲波造成枝葉微微振動而使聲能消耗，從而減弱噪音。樹冠外緣凹凸程度、樹葉的軟硬、形狀、大小、厚薄、葉面光滑程度、都與減弱噪聲效果有

15、關(guān)。聲音的共振頻率與樹枝的高度正相關(guān)，較低樹枝在300HZ處、上部樹枝在1O00HZ處最易激發(fā)共振，成片樹林的寬度越寬減噪效果越強。一般在防噪聲林帯的配置時，應(yīng)選用常綠灌木結(jié)合常綠喬木，總寬度10-15m，灌木綠籬寬度與高度不低于lm，樹木帶中心的高度大于10m，株間距以不影響樹木生長成熟后樹冠的展開為度，若不設(shè)常綠灌木綠籬，則應(yīng)配置小喬木，使枝葉盡量靠近地面，以形成整體的綠墻。五、增加空氣負(fù)離子空氣分子或原子在受外界包括自然的或人為的因素作用下，形成空氣正、負(fù)離子。陸地上平均負(fù)離子濃度為650個/cm3，但是分布不均勻。城市居室為40一50個/cm3，街道綠化地帯為100一200個/cm3

16、，曠野郊區(qū)為700一1000個/cm3 ，森林地區(qū)可達10000個/cm3以上。太陽光照射到植物枝葉上會發(fā)生光電效應(yīng)，促進空氣發(fā)生電離，加上園林綠地有減少塵挨作用，使林區(qū)和綠地空氣中負(fù)離子濃度大大提高?？諝庳?fù)離子的作用：空氣負(fù)離子具有降塵作用，負(fù)離子與污染物相互作用使之聚集、沉降，或作為催化劑在化學(xué)過程中改變痕量氣體的毒性，使空氣得到很好的凈化?？諝庳?fù)離子具有抑菌、除菌作用，空氣離子對多種細(xì)菌、病毒生長有抑制作用?？諝庳?fù)離子還能與空氣中的有機物起氧化作用，清除其產(chǎn)生的異味，具有除臭作用?？諝庳?fù)離子還能調(diào)節(jié)人體的生理功能，增強機體抵抗力，特別是對“不良建筑物綜合癥”或空調(diào)病有較強的預(yù)防和緩解作用

17、。六、吸收CO2，釋放O2CO2是光合作用的原料，但當(dāng)濃度很高時，還會直接危及人類健康。當(dāng)空氣中的濃度達0.05時，人的呼吸會感到不適，達到0.200.60時，對人體有害。植物通過光合作用吸收CO2、排出O2，又通過呼吸作用吸收O2、放出CO2。植物在正常生長發(fā)育過程中，通過光合作用吸收的CO2是呼吸放出CO2的20倍，因此，植物有利于減少空氣中CO2，增加O2含量。七、吸收放射性物質(zhì)植物不但可以阻隔放射性物質(zhì)和輻射的傳播，而且可以起過濾和吸收作用。在有輻射污染的廠礦或帶有放射性污染的科研基地周圍設(shè)置一定結(jié)構(gòu)的綠化防護林帶，選擇一些抗輻射性強的樹種，可以減少放射性污染。落葉闊葉樹比常綠針葉樹吸

18、收放射性物質(zhì)的性能強。第四節(jié)風(fēng)與園林植物一、城市的風(fēng)城市具有較大粗糙度的下墊面，摩擦系數(shù)增大，使城市風(fēng)速一般比郊區(qū)農(nóng)村降低2030%。在城市內(nèi)部，局部差異很大，有些地方風(fēng)速極小，另一些地方風(fēng)速很大。原因在于當(dāng)風(fēng)吹過鱗次櫛比的建筑物時，因阻礙摩擦產(chǎn)生不同的升降氣流、渦流和繞流等，致使風(fēng)的局部變化更為復(fù)雜；其次街道的走向、寬度及綠化情況，建筑物的高度及布局，使不同地點所獲的太陽輻射有明顯差異，在局部地區(qū)形成熱力環(huán)流，導(dǎo)致城市內(nèi)部產(chǎn)生不同的風(fēng)向和風(fēng)速。例：房屋布局不同引起風(fēng)速的變化二、風(fēng)對園林植物的生態(tài)作用風(fēng)對植物的生態(tài)作用是多方面的，它既能直接影響植物（如風(fēng)媒、風(fēng)折等），又能影響環(huán)境中溫度、濕度、大氣污染的變化，從而間接影響植物生長發(fā)育。1.風(fēng)對植物繁殖的影響：風(fēng)可影響風(fēng)媒植物的繁殖，有些種子靠風(fēng)傳播到遠(yuǎn)處，稱為風(fēng)播種子。無風(fēng)時風(fēng)媒植物不能授粉，風(fēng)播種子不能傳播它處。2.風(fēng)對植物生長的影響：風(fēng)對植物的蒸騰作用有極顯著的影響，風(fēng)速O.23m/s時