園林生態(tài)學(xué)課件12-2

1、第二章第二章 城市環(huán)境與生態(tài)因子城市環(huán)境與生態(tài)因子通過學(xué)習(xí)，應(yīng)了解生態(tài)學(xué)理論發(fā)展的四個時期及園林發(fā)展的三個階段，重點理解當(dāng)代城市環(huán)境問題造成的原因，掌握生態(tài)學(xué)、生態(tài)城市等相關(guān)概念和綠色城市的特點。 一、環(huán)境（次重點）和城市環(huán)境（重點） 識記：環(huán)境，自然環(huán)境，人工環(huán)境，環(huán)境的尺度范圍，城市環(huán)境的組成，城市環(huán)境污染的表現(xiàn)。 理解：城市環(huán)境的特征。 二、生態(tài)因子作用分析（一般） 識記：生態(tài)因子的分類。 理解：生態(tài)因子作用的一般特征，限制因子定律，最小因子定律，耐受性定律。 第一節(jié)第一節(jié) 城市環(huán)境城市環(huán)境一、環(huán)境的概念及其類型一、環(huán)境的概念及其類型1.環(huán)境的概念（環(huán)境的概念（environment）環(huán)

2、境指環(huán)境指某一特定某一特定主體以外的主體以外的空間空間，以及直接，以及直接或間接影響該主體或間接影響該主體生存生存的一切事物的總和。的一切事物的總和。生物科學(xué)中，以生物為主體，環(huán)境是生物個生物科學(xué)中，以生物為主體，環(huán)境是生物個體或群體以外的體或群體以外的 一切因素總和。一切因素總和。環(huán)境科學(xué)中，以人為主體，環(huán)境是指圍繞著環(huán)境科學(xué)中，以人為主體，環(huán)境是指圍繞著人群的空間以及各種外部條件或因素。人群的空間以及各種外部條件或因素。2.、環(huán)境的類型、環(huán)境的類型按環(huán)境的主體按環(huán)境的主體：人類環(huán)境：以人為主體；以植物為主體：植物體以外的所有自然條件為環(huán)境。按環(huán)境的性質(zhì)：按環(huán)境的性質(zhì)：自然、半自然、人工環(huán)境

3、按環(huán)境的范圍按環(huán)境的范圍：宇宙環(huán)境宇宙環(huán)境地球環(huán)境地球環(huán)境區(qū)域環(huán)區(qū)域環(huán)境境生境生境植物的小環(huán)境植物的小環(huán)境體內(nèi)環(huán)境體內(nèi)環(huán)境生境（habitat）：具體的植物個體和群體生活地段上的生態(tài)環(huán)境二、城市環(huán)境城市環(huán)境的組成城市環(huán)境是指影響城市人類活動的各種自然的或人工的外部條件的綜合城市自然環(huán)境：地形、土壤、地質(zhì)、水文、氣候、植被、動物、微生物等城市人工環(huán)境：房屋、道路、管線、基礎(chǔ)設(shè)施、不同用途的土地等城市生態(tài)環(huán)境還可分生物環(huán)境和非生物環(huán)境。城市環(huán)境的特征1.城市環(huán)境高度人工化2.城市環(huán)境呈現(xiàn)一定的平面和立面特征3.城市環(huán)境具有一種典型的地域分異：建筑空間、道路廣場空間和綠地空地空間4.城市環(huán)境污染特征

4、：熱島效應(yīng)等城市的環(huán)境問題城市環(huán)境問題：人口膨脹、交通擁擠、住房緊張、能源短缺、供水不足、生物多樣性減少、環(huán)境污染嚴(yán)重等。我國城市的環(huán)境污染：城市大氣污染，城市水體污染，城市固體廢棄物，城市噪聲污染第二節(jié)第二節(jié) 生態(tài)因子作用分析生態(tài)因子作用分析一、生態(tài)因子（一、生態(tài)因子（ecological factors）生態(tài)因子：指環(huán)境中對植物生長、發(fā)育、生殖、行為和分布有直接或間接影響的環(huán)境要素。氣候因子（光、溫度、空氣、濕度）、地形因子、土壤因子、人為因子、生物因子等五大類因子生態(tài)環(huán)境：所有生態(tài)因子構(gòu)成植物的生態(tài)環(huán)境。美國道本邁爾將生態(tài)因子分為七個項目：光、溫度、空氣、火、土壤、水、生物二、二、生態(tài)因

5、子作用的一般特征生態(tài)因子作用的一般特征1綜合作用綜合作用2. 主導(dǎo)因子作用（非等價性）主導(dǎo)因子作用（非等價性）3階段性作用階段性作用4. 不可替代性和補(bǔ)償作用不可替代性和補(bǔ)償作用5. 5. 直接作用與間接作用直接作用與間接作用1綜合作用綜合作用 生態(tài)因子之間相互影響、相互作用、相互制約，任生態(tài)因子之間相互影響、相互作用、相互制約，任何一因子的變化都會在不同程度上引起其它因子的何一因子的變化都會在不同程度上引起其它因子的變化。變化。例如：水體溫度與溶解氧的關(guān)系 溫 度 （ ） 淡 水 （ m l/L ） 海 水 （ m l/L ） 0 10.29 7.97 10 8.02 6.35 15 7.2

6、2 5.79 20 6.57 5.31 30 5.57 4.46 2主導(dǎo)因子作用（非等價性）主導(dǎo)因子作用（非等價性）主導(dǎo)因子：主導(dǎo)因子：在諸多的環(huán)境因子中，有一個對對植物起決定性作用植物起決定性作用的生態(tài)因子。 對植物起作用的諸多因子是非等價的，其中有12個是起主要作用的主導(dǎo)因子。主導(dǎo)因子的改變常會引起其他生態(tài)因子發(fā)生明顯變化或使植物的生長發(fā)育發(fā)生明顯變化，如光周期現(xiàn)象中的日照時間和植物春化階段的低溫因子就是主導(dǎo)因子。3階段性作用階段性作用植物在生長發(fā)育的不同階段往往需要不同的生態(tài)因子或生態(tài)因子的不同強(qiáng)度。例如低溫對冬小麥的春化階段是必不可少的，但在其后的生長階段則是有害的。如大馬哈魚生活在海

7、洋中，生殖季節(jié)回游到淡水河流中產(chǎn)卵。4.不可替代性和補(bǔ)償作用不可替代性和補(bǔ)償作用不可替代性：不可替代性：生態(tài)因子雖非等價，但都不可缺少，一個因子的缺失不能由另一個因子來代替。如種子發(fā)芽試驗： 成熟種子+溫度+無水 成熟種子+溫度+過多水分 成熟種子+恰當(dāng)?shù)臏囟?恰當(dāng)?shù)乃?適當(dāng)?shù)目諝庋a(bǔ)償作用補(bǔ)償作用但某一因子的數(shù)量不足，有時可以由其他因子來補(bǔ)償。但只能是在一定范圍內(nèi)作部分補(bǔ)償。例如光照不足所引起的光合作用的下降可由CO2濃度的增加得到補(bǔ)償。二、生態(tài)因子作用的基本原理二、生態(tài)因子作用的基本原理（一）限制因子：（一）限制因子：植物的生存和繁殖依賴于各種生態(tài)因子的綜合作用，其中限制植物的生存和繁殖的

8、關(guān)鍵性因子。關(guān)鍵性因子。 如氧氣如氧氣 （二）李比希最小因子定律（二）李比希最小因子定律（Liebigs law of minimum） 1840年農(nóng)業(yè)化學(xué)家J. Liebig在研究營養(yǎng)元素與植物生長的關(guān)系時發(fā)現(xiàn)，植物生長并非經(jīng)常受到大量需要的自然界中豐富的營養(yǎng)物質(zhì)如水和CO2的限制，而是受到一些需要量小的微量元素如硼的影響。土壤中的氮：可維持250千克產(chǎn)量鉀：可維持350千克產(chǎn)量磷：可維持500千克產(chǎn)量實際產(chǎn)量為250千克；若氮增加1倍，產(chǎn)量為350千克。因此他提出“植物的生長取決于處在最小量狀況的食物的量”，后人稱之為Liebig最小因子定律。E.P.Odum：補(bǔ)充兩點：一是Liebig定

9、律只能嚴(yán)格地適用于穩(wěn)定狀態(tài)，即能量和物質(zhì)的流入和流出是處于平衡的情況下才適用；二是要考慮因子間的替代作用。（三）三）謝爾福德耐性定律（謝爾福德耐性定律（Shelfords law of tolerance）生態(tài)學(xué)家V. E. Shelford于1913年研究指出，植物的生存需要依賴環(huán)境中的多種條件，而且植物有機(jī)體對環(huán)境因子的耐受性有一個上限和下限，任何因子不足或過多，接近或超過了某種植物的耐受限度，該種植物的生存就會受到影響，甚至滅絕。這就是Shelford耐受定律。植物對每一種生態(tài)因子都有其耐受的上限和下限，上下限之間是植物對這種生態(tài)因子的耐受范圍，可以用鐘形耐受曲線表示。后來的研究對She

10、lford耐受定律也進(jìn)行了補(bǔ)充：（1）植物能夠?qū)σ粋€因子耐受范圍很廣，而對另一因子耐受范圍很窄；（2）對所有因子耐受范圍都很寬的植物，一般分布很廣；（3）在一個因子處在不適狀態(tài)時，對另一個因子的耐受能力可能下降；（4）植物在整個發(fā)育過程中，耐受性不同，繁殖期通常是一個敏感期；（5）植物實際上并不在某一特定環(huán)境因子最適的范圍內(nèi)生活，可能是因為有其他更重要的因子在起作用。從以上可見，固定不變的最適概念只有在單一生態(tài)因子起作用時才能成立，當(dāng)同時由幾個因子作用于一種植物時，這種植物的適合度將隨著幾個因子的不同組合而發(fā)生變化，也就是說，這幾個生態(tài)因子之間是相互作用、相互影響的。（四）生態(tài)幅（四）生態(tài)幅生

11、態(tài)幅：生態(tài)幅：每一個種對環(huán)境因子適應(yīng)范圍的大小。對同一生態(tài)因子不同種類的植物的耐受范圍是不同的。（五）（五）耐性限度的馴化耐性限度的馴化人為馴化改變植物的適宜生存范圍，并形成新的最適點。第二章第二章 光因子光因子了解光的性質(zhì)及變化規(guī)律、光污染的表現(xiàn)，理解光對植物的生態(tài)作用及園林植物對光的生態(tài)適應(yīng)。 一、城市光環(huán)境識記：光的定義，可見光，不可見光。 理解：地表光照變化的規(guī)律，植物群落光照變化的特點，城市光照條件的特點，城市光污染表現(xiàn)及產(chǎn)生的原因。應(yīng)用：光污染防御措施。 二、光對園林植物的生態(tài)作用（次重點） 識記：光補(bǔ)償點，光飽和點。光周期。 理解：光照強(qiáng)度對光合作用的影響。光照強(qiáng)度對植物生長和形

12、態(tài)的作用。光質(zhì)的生態(tài)作用。三、園林植物對光的生態(tài)適應(yīng)（一般） 識記：植物對光照強(qiáng)度的適應(yīng)類型，植物對日照長度的適應(yīng)類型。 第一節(jié)第一節(jié) 城市光環(huán)境城市光環(huán)境 一、光的性質(zhì)一、光的性質(zhì) 可見光區(qū)（0.38-0.76m,分為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫），大于0.76m和小于0.38m的為不可見光 植物的光合作用不能利用光譜中所有波長的光，只是可見光區(qū)（400-760nm），這部分輻射通常稱為光合有效輻射稱為光合有效輻射，約占總輻射的40-50%?？梢姽庵屑t、橙光紅、橙光是被葉綠素吸收最多的成分，其次是藍(lán)、紫藍(lán)、紫光，綠光很少被吸收，因此又稱綠光為生理無效光生理無效光。此外，短波光（藍(lán)紫光、紫外線）

13、有利于蛋白質(zhì)和有機(jī)酸的合成，促進(jìn)花青素的形成，并抑制莖的伸長（在高山上，由于紫外光強(qiáng)，陽生植物大多成蓮座狀，而且花色特別鮮艷）。而長波的紅外光具增熱效應(yīng)。有色薄膜有色薄膜改變光質(zhì)影響作物生長，達(dá)到增產(chǎn)，改善品質(zhì)。實驗研究表明：淺藍(lán)色薄膜育秧與無色薄膜相比，淺藍(lán)色薄膜秧苗根系較粗壯，插后成活快，生長茁壯，葉色濃綠，鮮重和干重都有增加，測定的淀粉、蛋白質(zhì)含量較高，主要因為太陽光通過有色薄膜時，被選擇透過和吸收，這樣薄膜內(nèi)的光質(zhì)因薄膜顏色不同而發(fā)生變化。如淺藍(lán)色薄膜可以大量透過光合作用所需的380-490納米的光（透過率60%以上），因而有利于植物的光合過程和代謝過程。二、光的變化二、光的變化1.1

14、.大氣中光的變化大氣中光的變化光質(zhì)（光譜成分：紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫）隨空間空間發(fā)生變化的一般規(guī)律為：短波光隨緯度增加而減少，隨海拔升高而增加。在時間時間變化上，冬季長波光增多，夏季短波光增多；一天之內(nèi)中午短波光較多，早晚長波光較多。2.2.地表光強(qiáng)的變化：地表光強(qiáng)的變化：*光強(qiáng)隨緯度的增加而逐漸減弱光強(qiáng)隨緯度的增加而逐漸減弱：如在低緯度的熱帶荒漠地區(qū)，年光照強(qiáng)度為200大卡以上；而在高緯度的北極地區(qū)，年光照強(qiáng)度=70大卡*光強(qiáng)隨海拔的增加而增強(qiáng)光強(qiáng)隨海拔的增加而增強(qiáng)：如在海拔1000米可獲得全部入射日光能的70%，而在海拔0米的海平面卻只能獲得50%*山的坡向、坡度影響光照強(qiáng)度山的坡向、

15、坡度影響光照強(qiáng)度：在北半球的溫帶地區(qū)，山的南坡接受的光照強(qiáng)度平地北坡。坡度：隨著緯度的增加，在南坡上獲得最大年光照量的坡度也隨之增大，但在北坡無論什么緯度都是坡度越小光強(qiáng)越大。（南方喜熱作物可移栽到北方的南坡）*四季變化：夏季最大，冬季最小*一天變化：中午最大，早晚最小3.樹冠與植物群落中的光照變化照射在植物葉片上的太陽光有70%左右被葉片吸收吸收，20%左右被葉面反射反射，只有10%的通過葉片透射透射下來。葉片對不同波段的太陽輻射反射、吸收和透射的程度不同。在紅外光區(qū)，葉片反射垂直入射光70%左右。在可見光區(qū)，葉片對紅橙光和藍(lán)紫光的吸收率最高，為80%95%，而反射較少，為3%10%；綠光葉

16、片對綠光吸收較少，反射較多，為10%20%。在紫外光區(qū)，少量的光（3%）被反射，大部分被截留。越稀疏的林冠，光輻射透過率越大。落葉闊葉林冬季可射到50%70%的光，春季只有20%40%，夏季C3CAM 陽性陰性光補(bǔ)償點：耐蔭植物喜光植物光合速率除手光強(qiáng)影響外，還受溫度、葉片的水分供應(yīng)狀況以及二氧化碳濃度、養(yǎng)分供應(yīng)狀況影響。（2 2）光強(qiáng)對植物的生長發(fā)育和形態(tài)建成有重要的作用）光強(qiáng)對植物的生長發(fā)育和形態(tài)建成有重要的作用光影響葉綠素形成。光影響葉綠素形成。光對植物的形態(tài)建成和生殖器官的發(fā)育影響很大。植物的光合器官葉綠素必須在一定光強(qiáng)條件下才能形成，許多其他器官的形成也有賴于一定的光強(qiáng)。在黑暗條件下

17、，植物就會出現(xiàn)“黃化黃化現(xiàn)象現(xiàn)象”。黃化植物表現(xiàn)為莖細(xì)長軟弱，節(jié)間距離拉長，葉片小而不。黃化植物表現(xiàn)為莖細(xì)長軟弱，節(jié)間距離拉長，葉片小而不展開，植株伸長而重量下降。展開，植株伸長而重量下降。在植物完成光周期誘導(dǎo)和花芽開始分化的基礎(chǔ)上，光照時間越長，強(qiáng)度越大，形成的有機(jī)物越有機(jī)物越多，有利于花的發(fā)育。光強(qiáng)還有利于果實的成熟有利于果實的成熟，對果實的品質(zhì)也有良好作用。光強(qiáng)對植物細(xì)胞的增長和分化、體積的增長和重量的增加有重要作用；光還促進(jìn)組織和器官的分化，制約器官的生長發(fā)育速度，使植物各器官和組織保持發(fā)育上的正常比例。 一、園林植物對光強(qiáng)的適應(yīng)不同植物對光強(qiáng)的反應(yīng)是不一樣的，根據(jù)植物對光強(qiáng)適應(yīng)的生態(tài)

18、類型可分為：第三節(jié)第三節(jié) 園林植物對光的生態(tài)適應(yīng)園林植物對光的生態(tài)適應(yīng) 陽性植物對光要求比較迫切，只有在足夠光照條件下才能正常生長，其其光飽和點、光補(bǔ)償點都較高，光合作用的速率和代謝速率都比較高光飽和點、光補(bǔ)償點都較高，光合作用的速率和代謝速率都比較高。如蒲公英、樺樹、櫟。 （1 1）陽性植物）陽性植物（2 2）陰性植物：）陰性植物： 陰性植物對光的需求遠(yuǎn)較陽性植物低，光飽和點和光補(bǔ)償點都較低。其光光飽和點和光補(bǔ)償點都較低。其光合速率和呼吸速率都比較低。合速率和呼吸速率都比較低。如人參、紅豆杉、三七。（3 3）中性植物（耐陰植物）中性植物（耐陰植物）： 中性植物對光照具有較廣的適應(yīng)能力，對光的

19、需要介于上述兩者之間，但最適在完全的光照下生長，也能忍耐適度的蔭蔽或在生育期間需要較輕度的遮蔭。如香樟、五角楓等。陰生葉和陽生葉形態(tài)結(jié)構(gòu)差別陰生葉和陽生葉形態(tài)結(jié)構(gòu)差別形態(tài)結(jié)構(gòu)陽生葉陰生葉葉片厚而小薄而大角質(zhì)層較厚較薄葉肉組織分化柵欄組織較厚或多層海綿組織較豐富葉脈密疏葉綠素較少較多氣孔分布較密較稀陽性樹耐蔭樹樹冠傘型圓錐型枝條下部側(cè)枝早落旺盛葉幕區(qū)稀疏透光濃密不透光葉片形狀葉色淡而厚，主要是陽生葉葉色濃而質(zhì)薄，陰陽生葉壽命短長生長速度快慢適應(yīng)能力強(qiáng)弱開花結(jié)實早遲喜歡生境耐干旱瘠薄濕潤肥沃二二 植物對光周期的適應(yīng)植物對光周期的適應(yīng)1.1.日照長度：日照長度：指白晝的持續(xù)時數(shù)或太陽的可照時數(shù)。2.2.日照長度時空變化：日照長度時空變化：北半球：春分 晝長夜短 秋分（夏至白晝最長） 秋分