第四章 水与园林植物

第四章水与园林植物一教学目的与任务：1了解城市水环境特点2了解水对植物的生态作用3明确园林植物对水分的适应方式4掌握园林植物对水分的调节作用二重点难点内容：1城市水环境2富营养化现象第一节城市水环境一陆地上水的分布地球上水的总量约13.86亿立方千米，其中咸水占97.47%，淡水占2.53%。淡水的1%存在与地表（河流、湖泊、水库等)，土壤和地下，它们来自于大气降水；水分大循环—海洋水蒸发进入大气，再凝结成降水沿地表或地下流入海洋,全球范围内循环。水分小循环—陆地或水面蒸发进入大气，再凝结成降水返回到地面或水面。由大气凝降到陆地的水，大约2/3经过蒸腾和蒸发作用又进入大气，余下1/3是径流部分。经过测算，全球动态平衡的循环水量为496万亿m3，多年平均降水量为971mm。全球海洋上蒸发量为1172mm，降水量为1062mm，蒸发量超过降水量110mm。全球陆地多年平均降水量为750mm，蒸发量为480mm，蒸发量小于降水量，因此产生了270mm的径流，其中的68％为地表径流。地表降水－雨、雪、霜、雾、露、雹等①地球表面降水分布不均－②降水量存在季节差异－二城市水环境特点1污染重、水质恶化－2城市水资源短缺－3城市降水偏多－4城市径流量增加－5城市湿度低、云雾多－1水污染严重，水质恶化水体污染：进入水体的污染物超过了水体的自净能力，导致水的组成和性质发生变化，从而使生物的生存条件恶化，人类的生活和健康受到影响。（我国97%的城市地下水受到污染；60%的城市地下水严重污染。）城市工业污水、生活污水、服务业污水多；污水处理水平低，很多污水直接排入水体。另外，地表水污染会导致地下水质恶化，使地下水的硬度、矿化度、硝酸盐含量增加。水体富营养化：人类活动使水体中的植物营养元素过多，引起水中浮游生物（主要是藻类）过度繁殖，导致水质恶化，从而危害水生生物的现象水体污染的类型水体富营养化：工业废水，农业灌溉，居民生活废水，服务业生活污水有毒物质污染：有机物，无机物，病原生物，重金属等热污染：热电厂冷却水，工厂冷却水，洗涤业污水思考：水体富营养化的原因分析，有何危害？水体富营养化的原因农业污染：农业生产中化肥污染，大约有一半的氮肥经雨水的冲洗而进入水体；粪便污染：城市居民生活产生的粪便污水生活污染：日常生活产生的洗涤污水，含磷洗涤剂污染2城市水资源短缺－我国人均淡水量仅2400-2500m3，为世界平均的1/4，列世界第88位，属于水资源亏缺国家，且分布极为不均。城市水资源是指能满足城市生产和居民生活的淡水资源。我国666个城市中有一多半缺水，其中西安为最重。北京、太原、沈阳、石家庄等大城市缺水严重。某些沿海城市甚至由于地下水的过度开采，导致地面沉降、海水内侵，土地盐渍化加重。3城市降雨量偏高城市区域建筑物密度大，提高了城市下垫面的粗糙度，一些高层建筑严重阻碍了流过城市的气流，在小区域产生涡流，形成气团堆积现象。城市上空的大气污染物浓度高（有害气体、固体颗粒物、可吸入漂浮物等），堆积的气流容易在丰富的凝结核作用下形成降水。因此，城市区域的降水强度、降水频率要高于郊区。4城市径流量增加城市区域植被受破坏严重，自然土壤地面少，降水渗入地下的部分少，蒸发量减少。街道、广场、建筑物等铺有不透水的混凝土和沥青材料，排水系统管网化，近2/3的雨水流入下水道，形成地表径流。而郊区地表有良好的透水性和孔隙度，雨水容易渗入地下，补充地下水和被土壤所储纳，只有少部分形成地表径流，从而增加了土壤涵养水。5城市空气干燥、云雾多－城市建筑物和路面不透水降水形成地表径流进入地下排水系统雨后路面干燥迅速城市植被覆盖率低水蒸散量较少城市空气湿度较低表现为干燥，形成“干岛效应”。城市多雾的原因：大气污染颗粒物，为雾的形成提供了丰富的凝结核。建筑物群增加了城市下垫面的粗糙度，为雾的形成提供了合适的风速条件。湿度过高时，很容易与悬浮的烟尘形成“雾障”。第二节：水对园林植物的生态作用一水是生物生存的必要条件：生物体含水量很高，不同部位和组织含水量不同水是生化作用的溶剂，所有的代谢活动离不开水环境；水是新陈代谢的参与者和光合作用的原料；水能调节生物体和环境的温度；水还能维持细胞和组织的紧张度使植物保持一定的状态。二植物体内的水分平衡：水势--相同海拔和温度下与纯自由水的化学势之差。一般情况下水势为0，其他情况下水势小于0。因植物体相对含水量低于100%，故其水势总小于0。三水对植物生长发育的影响：降水量与植物生长量关系密切，一般呈正相关。树木的年轮变化，就是反映了不同季节降水量和吸水量的变化。降水量是陆地生态系统净初级生产力的决定因素。在干燥气候环境中，净初级生产力随年降水量的增加几乎呈直线上升，在湿润气候中，净生产力的增加幅度较小.植物在不同阶段对水分的需求量差异很大。降雪的生态作用。（积极方面和消极方面）四水分与植物分布：降水在地球上是不均匀的，但有规律性。一般可根据降水量分为：潮湿赤道带热带荒漠带中纬荒漠带湿润亚热带中纬带极地带亚极地带水分条件与温度条件是决定植物分布的最重要生态因子。森林、草地、荒漠植被的分布主要取决于降水条件。干燥度（K）反映了某地的水分状况。第三节：园林植物对水分条件的适应不同地区水资源的供应差异很大，植物长期适应不同的水分条件，在形态和生理上就发生变异，形成了不同的水生态类型，它们对水因子的要求各不相同。一水生植物：（生活于水环境中的植物）水环境特点：弱光、缺氧、密度大、粘性高、变温慢、溶解性强水生植物特点：通气组织发达；机械组织退化；叶片异化增加表面积以提高吸收能力；细胞渗透调节能力强，以保证体内水分平衡。水生植物：生活于水环境的植物水生植物类型沉水植物—植株沉没水下（金鱼藻等）浮水植物—叶片漂浮水面（浮萍，王莲等）挺水植物—大部分挺出水面（荷花，芦苇等）陆生植物：（湿生植物、中生植物、旱生植物）陆生植物湿生植物－hydrophytes喜欢生活于潮湿环境，抗旱能力最弱（水杉、枫杨、垂柳、马蹄莲、龟背竹等）中生植物－mesophytes生活于水分适中的环境，包括多数园林树木和陆生花卉。（月季、茉莉）旱生植物－xerophytes能长期生活于干旱环境中,多分布于干热草原和荒漠区。第四节：园林植物对水分的调节作用一增加空气湿度：通过遮阳庇荫、降低风速、蒸腾作用来增加空气湿度。植物的吸水，有99%通过叶面蒸腾消耗掉，1hm2阔叶林每天蒸腾掉2500T水，比同面积裸露地面蒸发量高20倍，相当于同面积水面的蒸发量。园林树木的广大叶面积，能遮挡太阳辐射热，并能阻挡水蒸气的迅速扩散。二涵养水源、保持水土1林冠截留—林冠截留降水，能减弱雨水对地表的冲刷，减少水土流失。林冠截留量＝林外雨量－林内雨量林内雨量＝滴落量＋径流量＋穿透雨量林外雨量＝林冠上部或空旷地的雨量2地被物层吸水保土—枯枝落叶等植物组织构成的地被覆盖层平铺在土壤表面，结构疏松，通气良好，表面粗糙，能吸收和拦截地表水。这也是提倡秸秆还田的原因之一。裸露土壤易被侵蚀，导致土壤流失。3地表水的吸收和下渗—绿地土壤入渗量高于裸露土壤，是因为绿地的结构好，孔隙度大；绿地还能减少地表径流，增加植物可利用水量，有利于防止水流失。4对融雪的调节作用—由于植被覆盖，绿地内的温度变化要比绿地之外小，冬春季节融雪时较林外晚一些，而且融雪速度慢，时间长；同时绿地内的土壤冻结要比绿地外浅，这有利于融雪水的渗透和土壤吸收，减少了地表径流。三净化水体：1植物的富集作用－吸收水中的溶解物质（如芦苇能吸收酚等20余种化合物）水葫芦能吸收金、银、铅、汞等重金属物质2植物的代谢解毒作用（自净作用）－氰化物能被某些植物吸收，逐步转变成为天冬酰胺，最后形成无毒的天冬氨酸。植物的自净作用，可以应用于城市污水处理。1简述城市水环境特点。2什么是水体富营养化？3植物净化水体有何途径？4分析城市绿地保持水土的作用。课外训练