園林生態(tài)學(xué)課件第1章-園林植物與環(huán)境

第一章園林植物與環(huán)境

河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院

園藝園林系賈東坡本章教學(xué)目標(biāo)（理論）理論教學(xué)目標(biāo)：1.了解境的概念及其分類。2.生態(tài)因子對園林植物的生態(tài)作用。3.生態(tài)因子對園林植物作用的基本規(guī)律，生態(tài)因子作用的基本原理。本章教學(xué)目標(biāo)（實踐）技能實訓(xùn)目標(biāo)：1.掌握生態(tài)因子對園林植物的重要作用。2.在園林植物生長發(fā)育過程中能正確分析不同時期的主要生態(tài)因子。第一節(jié)環(huán)境的概念及其類型一、生物圈地球環(huán)境主要是以生物圈為中心，包括與之相互作用、緊密聯(lián)系的大氣圈、水圈、巖石圈、土壤圈共5個圈層。（一）生物圈的概念生物圈是指地球表面的全部生物及其居住環(huán)境所組成的總體，它是生活物質(zhì)及其生命活動的產(chǎn)物所集中的圈層。第一節(jié)環(huán)境的概念及其類型（二）生物圈的范圍生物圈為地球上生物的生存提供了基本條件：營養(yǎng)物質(zhì)、陽光、空氣、水以及適宜的溫度和一定的生存空間。根據(jù)生物分布的幅度，生物圈的上限可達(dá)海平面以上10km的高度，下限可達(dá)海平面以下12km的深度，包括大氣圈平流層的下層、整個對流層以及水圈、土壤圈和風(fēng)化殼(巖石圈的表層)。但是，大部分生物都集中在地表以上100米到水下100米的范圍內(nèi)，這里是生物圈的核心。第一節(jié)環(huán)境的概念及其類型

生物圈包括大氣圈底層——巖石圈上(包含土壤)層——水圈層。第一節(jié)環(huán)境的概念及其類型（1）最高：副生物圈帶：離地面10000m處或更高；（2）最低：深海熱裂口：深海10000m處或更深。第一節(jié)環(huán)境的概念及其類型生物圈中的物質(zhì)循環(huán)第一節(jié)環(huán)境的概念及其類型生命科學(xué)研究的層次

第一節(jié)環(huán)境的概念及其類型二、環(huán)境及其類型（一）環(huán)境的定義指某一特定生物體或生物群體以外的空間，以及直接或間接影響該生物體或生物群體生存的一切事物的總和。生態(tài)學(xué)中，環(huán)境是指生物的棲息地。（二）環(huán)境的類型

1）按性質(zhì)分：自然環(huán)境，半自然環(huán)境（經(jīng)人類干涉后的自然環(huán)境），社會環(huán)境。

第一節(jié)環(huán)境的概念及其類型2）按人類對環(huán)境的影響來劃分：可把環(huán)境分為自然環(huán)境，半自然環(huán)境（經(jīng)人類干涉后的自然環(huán)境），人工環(huán)境境。（1）自然環(huán)境自然環(huán)境指生物有機體出現(xiàn)以前就客觀存在的環(huán)境，是直接或間接影響生物生存的一切自然形成的物質(zhì)、能量和現(xiàn)象的總體，主要包括空氣、水、土壤、巖石礦物、太陽輻射等，它對生物體具有根本性影響。第一節(jié)環(huán)境的概念及其類型自然環(huán)境由大到小分可為宇宙環(huán)境、地球環(huán)境、區(qū)域環(huán)境、生境、小環(huán)境和體內(nèi)環(huán)境等。①宇宙環(huán)境宇宙環(huán)境是指包括地球在內(nèi)的整個宇宙空間，也稱為星際環(huán)境。宇宙環(huán)境對地球環(huán)境產(chǎn)生了深刻影響。②地球環(huán)境地球環(huán)境又稱全球環(huán)境，主要是以生物圈為中心，包括與之相互作用、緊密聯(lián)系的大氣圈、水圈、巖石圈、土壤圈共5個圈層。第一節(jié)環(huán)境的概念及其類型③區(qū)域環(huán)境區(qū)域環(huán)境是指在地球的不同區(qū)域，由5大圈層不同的交叉組合所形成的不同環(huán)境。如在地球表面，首先形成了海洋和陸地的區(qū)別。④生境生境又稱棲息地，是生物生活空間和其中全部生態(tài)因素的綜合體。⑤小環(huán)境小環(huán)境又叫微環(huán)境，是指對生物有著直接影響的鄰接環(huán)境。就植物而言，小環(huán)境是接近植物個體表面或個體表面不同部位的環(huán)境。⑥體內(nèi)環(huán)境體內(nèi)環(huán)境是指植物體內(nèi)部的環(huán)境。植物葉片內(nèi)部直接和葉肉細(xì)胞接觸的氣腔、氣室都是體內(nèi)環(huán)境。第一節(jié)環(huán)境的概念及其類型（2）半自然環(huán)境半自然環(huán)境是介于自然環(huán)境與人工環(huán)境之間的類型，是指通過人工調(diào)控管理、使其更好的發(fā)揮作用的自然環(huán)境，包括各種人工草地環(huán)境、人工林地環(huán)境、農(nóng)田環(huán)境、牧場、人為開發(fā)和管理的自然風(fēng)景區(qū)、人工建立的部分園林生態(tài)環(huán)境等。1.1環(huán)境的概念及其類型牧場（半自然環(huán)境）自然環(huán)境（原始森林）第一節(jié)環(huán)境的概念及其類型（3）人工環(huán)境人工環(huán)境是指人類創(chuàng)建并受人類強烈干預(yù)的環(huán)境。廣義上如人工經(jīng)營的農(nóng)場、水庫、林場等均屬人工環(huán)境。狹義上如溫室、大棚及各種無土栽培液、人工照射條件、溫控條件、濕度控制條件等都是人工環(huán)境。這些人工環(huán)境擴(kuò)大了植物的生存范圍，室內(nèi)園林的發(fā)展，正是建立在人工環(huán)境基礎(chǔ)之上。第一節(jié)環(huán)境的概念及其類型

植物組織培養(yǎng)(人工環(huán)境)

（一）生態(tài)因子（EcologicalFactors）指環(huán)境因子中對生物生長、發(fā)育、生殖、行為和分布有直接或間接影響的因子。所有生態(tài)因子構(gòu)成生態(tài)環(huán)境。具體生物個體或群落生活地段上的生態(tài)環(huán)境稱為生境habitat。三生態(tài)因子的分類1.3生態(tài)因子的分類幾種不同的生態(tài)因子三生態(tài)因子的分類（二）生態(tài)因子的分類（1）按性質(zhì)分為氣候因子：溫度、水分、光照、風(fēng)、氣壓和雷電等土壤因子：如土壤結(jié)構(gòu)、土壤成分的理化性質(zhì)及土壤生物等地形因子：如陸地、海洋、海拔高度、山脈的走向與坡度等生物因子：包括動物、植物和微生物之間的各種相互作用人為因子：人類活動對生物和環(huán)境的影響三生態(tài)因子的分類（2）按有無生命特征：生物因子和非生物因子（3）對生物種群數(shù)量變動的作用密度制約因子：食物、天敵等生物因子非密度制約因子：溫度、降水等氣候因子（4)穩(wěn)定性及作用特點穩(wěn)定因子：終年恒定的因子，決定生物的分布，如太陽輻射常數(shù)、地心引力，地磁等變動因子：周期性或非周期性變化的因子，影響生物的數(shù)量周期性變動因子：一年四季變化和潮汐漲落非周期性變動因子：如風(fēng)、降雨、捕食等四、環(huán)境因子的生態(tài)學(xué)分析（一）光的生態(tài)效應(yīng)（1）光照強度對園林植物的影響光照強度通過植物的光合作用來影響植物的生長發(fā)育。光合作用隨著光照強度增加而增加，直至達(dá)到光飽和點時，光合速率為最大值。四、環(huán)境因子的生態(tài)學(xué)分析（2）光照長度對園林植物的影響光照長度對植物生長發(fā)育的影響表現(xiàn)為光周期現(xiàn)象。一天之中，白天和黑夜的相對長度稱為光周期。植物對晝夜長度變化發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象稱為光周期現(xiàn)象。表現(xiàn)在成花誘導(dǎo)上。

在春節(jié)開花的牡丹通過光周期誘導(dǎo)四、環(huán)境因子的生態(tài)學(xué)分析（3）光質(zhì)對園林植物的影響光質(zhì)對園林植物的影響主要表現(xiàn)在不同光譜成分對植物形態(tài)建成和生理生化作用有不同的生態(tài)效應(yīng)。光是太陽的輻射能以電磁波的形式投射到地球的輻射線。太陽輻射光譜中，能被植物葉片吸收、具有生理活性的光，是波長在400-700nm之間的可見光，這也是植物所能利用來進(jìn)行光合作用的主要光譜區(qū)間，稱為光合有效輻射。四、環(huán)境因子的生態(tài)學(xué)分析對植植物有用的是在400-700nm四、環(huán)境因子的生態(tài)學(xué)分析萬物生長靠太陽，如果植物見不到光，就會出現(xiàn)黃花現(xiàn)象。右上圖利用黃花現(xiàn)象生產(chǎn)的韭黃；右下圖在遮光下生長的豆芽四、環(huán)境因子的生態(tài)學(xué)分析（二）溫度因子的生態(tài)效應(yīng)（1）溫度對植物生長發(fā)育的影響溫度通過影響酶的活性及各種代謝過程而影響生長。溫度的變化直接影響著植物的光合作用、呼吸作用、蒸騰作用等生理過程。種子萌發(fā)需要15-20℃四、環(huán)境因子的生態(tài)學(xué)分析（2）溫度與植物分布溫度因子對植物在地球上的分布起決定性作用。木棉樹分布在熱帶或亞熱帶（上圖）馬尾松分布在暖溫帶或寒帶（下圖）

四、環(huán)境因子的生態(tài)學(xué)分析（三）水因子的生態(tài)效應(yīng)（1）水對園林植物生長發(fā)育的影響植物在不同的生長發(fā)育時期對水分的需求不同。在種子萌發(fā)時，種子只有從外界吸收到足夠的水分后，才能使種皮軟化，氧氣更容易透入，使呼吸加強，同時，水分能使原生質(zhì)由凝膠狀態(tài)向溶膠狀態(tài)轉(zhuǎn)變，使生理活性增強，促進(jìn)有機物的分解。種子萌發(fā)、芍藥的生長需要適宜的水分四、環(huán)境因子的生態(tài)學(xué)分析虞美人的花（開花需要大量水分）四、環(huán)境因子的生態(tài)學(xué)分析（2）水分與植物的分布水分對植物的分布有密切關(guān)系。地球上由于水分分布的不均勻，表現(xiàn)出各種各樣的植被類型，從全球角度來說，水分分布以拉丁美洲最多，歐亞次之，非洲最少；我國降雨量的分布是則南多北少，東多西少，植被類型也隨之變化。比如我國東部和南部主要為森林分布區(qū)，而西北部主要為草地和荒漠區(qū)。

我國的亞熱帶森林四、環(huán)境因子的生態(tài)學(xué)分析年降雨量（mm）植被類型0～24.5荒漠24.51～73.5草原73.51～1225森林>1225濕潤森林東北森林和西北的草原（四）大氣因子的生態(tài)效應(yīng)（1）空氣中主要成分對園林植物的生態(tài)作用①二氧化碳首先，二氧化碳的濃度高低直接影響地表溫度。大氣中的二氧化碳與其它溫室氣體通過吸收紅外輻射等可以維持整個大氣層保持在一個恒定的溫度范圍內(nèi)。大氣中的溫室氣體組成了一道無形的玻璃墻，太陽輻射的熱量可進(jìn)入，而地球輻射熱量不能通過，牡丹的光合作用需要二氧化碳四、環(huán)境因子的生態(tài)學(xué)分析②氧氣氧氣是生物呼吸的必需物質(zhì)。植物呼吸時吸收氧氣，釋放二氧化碳，并通過氧氣參與植物體內(nèi)各種物質(zhì)的氧化代謝過程，釋放能量供植物體進(jìn)行正常的生命活動。如果缺氧或無氧，有機質(zhì)不能徹底分解，造成植物物質(zhì)代謝過程所需能量的匱乏，植物生長將受到影響，甚至窒息死亡。四、環(huán)境因子的生態(tài)學(xué)分析③氮氣氮素是植物體的必要元素，占植物體干重的1～3％，氮是植物體內(nèi)許多重要化合物如核酸、蛋白質(zhì)、輔酶、葉綠素、維生素、植物激素等的組成成分。它是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此當(dāng)?shù)夭蛔銜r，植物生長受抑制。右上圖豆科植物刺槐的固氮作用右下圖花生的根瘤

四、環(huán)境因子的生態(tài)學(xué)分析2）空氣的流動對園林植物的影響①風(fēng)對園林植物有利的影響風(fēng)對植物的影響主要表現(xiàn)在生長和繁殖兩個方面。從繁殖方面來看，風(fēng)有助于風(fēng)媒花的傳粉，例如銀杏雄株的花粉可順風(fēng)傳播數(shù)十里以外；云杉等四、環(huán)境因子的生態(tài)學(xué)分析②強風(fēng)對園林植物的影響強風(fēng)對植物不利的影響分為生理和機械損害兩個方面。生理方面主要是上述提到的強風(fēng)致使蒸騰作用過強，尤其是在春夏生長期的旱風(fēng)、干熱風(fēng)等。單向風(fēng)引起的畸形樹四、環(huán)境因子的生態(tài)學(xué)分析5）土壤因子的生態(tài)效應(yīng)（1）土壤質(zhì)地對園林植物的影響（2）土壤理化性質(zhì)對園林植物的影響①土壤結(jié)構(gòu)體在自然界中，土壤固體顆粒在內(nèi)外因素的作用下，相互團(tuán)聚成大小、形態(tài)和性質(zhì)不同的土團(tuán)、土塊、土片等團(tuán)聚體稱為土壤結(jié)構(gòu)，或土壤結(jié)構(gòu)體。常見的土壤結(jié)四、環(huán)境因子的生態(tài)學(xué)分析②土壤溫度③土壤水分土壤水分影響土壤養(yǎng)分的溶解、遷移和吸收。土壤水分與鹽類組成的土壤溶液參與土壤中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，促進(jìn)有機物的分解與合成。土壤的礦質(zhì)營養(yǎng)必需溶解在水中④土壤空氣⑤土壤的pH值土壤酸堿度常用土壤溶液的pH值表示，它是土壤的重要化學(xué)性質(zhì)之一，它與土壤肥力、土壤微生物活動、有機質(zhì)的合成與分解、營養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化與釋放、微量元素的有效性及土壤保持養(yǎng)分的能力等有密切關(guān)系。四環(huán)境因子的生態(tài)學(xué)分析第二節(jié)園林植物與生態(tài)因子一、生態(tài)因子對園林植物作用的基本規(guī)律（1）綜合作用

自然不存在孤立的生態(tài)因子，也不存在單一因子構(gòu)成的生態(tài)環(huán)境。生態(tài)因子間總是互相促進(jìn)、相互制約，任何單一因子的變化必將引起其它因子的變化，如光強——土壤溫度、空氣濕度、水分平衡、氣溫等——植物生長。

（2）主導(dǎo)因子作用生態(tài)環(huán)境中各因子地位不同，一般情況下，其中有一個或幾個因子對其它因子的變化起主導(dǎo)作用，該因子即為主導(dǎo)因子。 主導(dǎo)因子是隨時間、空間變化而變化的。第二節(jié)園林植物與生態(tài)因子一生態(tài)因子對園林植物作用的基本規(guī)律

（一）生態(tài)因子作用的綜合性環(huán)境中各種生態(tài)因子不是孤立存在的，而是彼此聯(lián)系、相互促進(jìn)、相互制約的，任何一個單因子的變化，都可能引起其他因子的變化及其反作用。

（二）生態(tài)因子的非等價性組成生態(tài)環(huán)境的諸多生態(tài)因子雖然都是園林植物生活所必需的，但它們在綜合作用過程中是非等價的，在一定條件下，其中常常會有一個生態(tài)因子起決定性作用，該因子一旦發(fā)生變化，就會引起其它生態(tài)因子的改變，這個起決定性作用的因子稱為主導(dǎo)因子。主導(dǎo)因子的

（三）、生活因子的不可替代性和可補償性

生活因子同等重要，不可或缺，具不可替代性或同等重要性。同時，在一定條件下，某一因子量的不足，可由其它因子的增加或增強而得到補償，仍可獲得相同的生態(tài)效應(yīng)。即為可補償性。

（四）生態(tài)因子作用的階段性

不同年齡階段或發(fā)育階段有不同需求，不同階段同樣生態(tài)因子或期組合的生態(tài)作用不同。（五）直接性與間接性

間接因子通過直接因子體現(xiàn)，如地形因子屬間接因子

第二節(jié)園林植物與生態(tài)因子

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）利比希最小因子定律低于某種生物需要的最小量的任何特定因子，是決定該種生物生存和分布的根本因素。補充：①

該定律只用于穩(wěn)定條件下，即物質(zhì)和能量的輸入輸出處于平衡狀態(tài)；②要考慮到各種因子之間的相互關(guān)系。同一個生態(tài)因子，由于伴隨的其他因子不同，對生物所起的作用也不同。（二）耐受性定律1913年，美國生態(tài)學(xué)家謝爾福德（Shelford）

任何一個生態(tài)因子在數(shù)量上或質(zhì)量上的不足或過多，即當(dāng)其接近或達(dá)到某種生物的耐受限度時會使該種不能生存，甚至滅絕。耐受下限生理緊張帶不能耐受帶最適值適宜范圍生理緊張帶不能耐受帶耐受上限生物對不同生態(tài)因子的耐受范圍不同，不同年齡、季節(jié)、棲息地區(qū)等的同種生物對生態(tài)因子的耐受性也不同。生物在個體發(fā)育的不同階段，對環(huán)境因子的耐受限度是不同的。不同的生物種，對同一生態(tài)因子的耐受性不同。生物對某一生態(tài)因子處于非最適狀態(tài)下時，對其他生態(tài)因子的耐受限度也下降。關(guān)于耐性定律的補充說明在自然界生物并不在某一特定生態(tài)因子最適合的地方生活，而往往在很不適合的地方生活，在這種情況下