园林生态学课件第五章-第七章

第五章大气与园林植物一、空气成分及其生态作用（一般）识记：大气的组成，氧气、二氧化碳、氮的生态作用。理解：酸雨，植物对空气净化作用的机理。二、大气污染与对植物的危害（重点）识记：植物受到大气污染物危害的症状表现。理解：用植物监测环境污染的特点。三、植物对空气的净化作用（重点）识记：植物净化空气的表现。理解：植物净化空气功能的机理。第一节空气成分及其生态作用一、二氧化碳大气中的二氧化碳约7000亿吨，海洋、森林是大气中的二氧化碳的主要调节器增温效应→温室效应→冰山融化、海平面上升。作用：光合作用（增施二氧化碳气肥，提高植物生产力）二、氧气作用：呼吸，分解动植物残体来源：光合作用、大气层的光解作用臭氧的形成：光解作用，雷击产生三、氮气作用：构成生命物质的最基本成分。来源：雷击合成，固氮作用，动植物残体和排泄物的分解第二节大气污染对植物的危害大气污染：在空气的正常成分之外，增加了新的成分，或原有成分大量增加而对人类健康和动植物生长产生危害。自然污染：自然过程本身，如火山爆发、尘暴人为污染：人类生产活动引起，如化石燃料的燃烧。污染物种类分气态污染物和颗粒污染物1.颗粒污染物：颗粒直径在0.005~100μm，可分为烟、雾和粉尘等2.气态污染物A、硫氧化物：SO2、SO3造成酸雨危害B、氮氧化物：NxOyC、碳氢化物：烃类化合物，汽车尾气D、碳氧化物：CO、CO2造成温室效应一、大气污染物进入植物的途径1.通过气孔进入叶片并溶解在叶汁液中，通过一系列的生物化学反应对植物产生危害。2.固体颗粒物落在植物叶片上，堵塞气孔，妨碍光合作用，呼吸作用和蒸腾作用。二、有害气体对植物的危害和机理（一）氟化物的危害和机理氟化物包括氟化氢、四氟化硅、氟气等氟化氢通过气孔进入叶片并溶解在叶汁液中，通过一系列的生物化学反应有机氟化物，对植物产生危害。氟化氢使植物最早受害的是叶尖端和边缘，受害部分呈棕黄色，成带状，逐渐向中间扩展。叶片受害严重会出现枯斑病。针叶树对氟化物十分敏感。有氟化物的地方没有针叶树。（二）二氧化硫的危害和机理1.气孔功能的破坏2.植物细胞受到破坏3.植物的新陈代谢受到干扰，呼吸加快，光合受抑制。4.影响植物的生殖，染色体变异，降低产量等。三、植物受害的环境条件1.日照光照越强越易发生大气污染2.风（输送污染物，稀释和冲淡污染物），下风向植物受害严重。冬季易出现逆温，容易发生大气污染。垂直温差越大，大气污染程度越小。阴天或多云天气，大气污染程度越大。3.大气湿度阴雨条件植物易受害4.地理因素（谷地较平地更易发生大气污染）四、植物监测植物监测：利用一些对有毒气体特别敏感的植物来监测大气中有毒气体的种类与浓度。如地衣和苔藓（一）指示植物发出的污染“信号”1.受污染症状，伤斑。2.生理代谢异常，叶绿素含量减少，降低光合速率，气孔失能。3.植物成分异化，某些成分含量发生变化（二）利用植物进行监测的方法1.利用植物可见症状进行监测：⑴在污染源周围栽种植物在化工工厂附近栽种雪松，雪松遇氟化物或二氧化硫，针叶会焦黄、干枯⑵根据污染源附近的植物群落来测量大气污染程度⑶利用指示植物定点监测指示植物对污染物反应敏感，受污染后的反应症状明显，且干扰症状少，生长发育受损。2.利用地衣进行监测SO2浓度为0.015~0.105mg/m3时，地衣绝迹，3.植物叶片的毒物成分测量环境污染五、植物的抗性植物的抗性：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。抗性强弱：常绿阔叶植物落叶阔叶植物针叶树第三节植物对空气的净化作用1.吸收有毒气体2.吸收二氧化碳，释放氧气3.驱毒和杀菌作用4.减弱噪声5.降尘6.吸收放射性物质7.增加空气负离子第六章土壤因子一、土壤理化性质与园林植物（一般）识记：三类质地土壤及其特点，土壤的颗粒结构，土壤的土层结构，土壤酸碱度，土壤空气，土壤水分，土壤矿物质，菌根，土壤污染。理解：土壤水分的来源与作用，土壤温度的变化规律，土壤矿质元素的种类与作用，土壤有机质的作用。二、土壤生物与园林植物（一般）识记：土壤微生物的种类与作用，土壤动物的种类。理解：植物根系的作用，微生物在土壤中的作用。三、城市土壤特点（重点）识记：城市土壤的一般特点，城市土壤污染物的种类型，。理解：土壤污染的类型。，应用：土壤污染的治理措施。第一节、土壤理化性质与园林植物土壤是陆地生态系统的基础，是具有决定性意义的生命支持系统，其组成部分有矿物质、有机质、土壤水分和土壤空气。具有肥力是土壤最为显著的特性。1．土壤的生态学意义土壤是许多植物的栖息场所。土壤中的动物包括细菌、真菌、放线菌、藻类、原生动物、轮虫、线虫、蚯蚓、软体动物、节肢动物和少数高等动物。土壤是植物进化的过渡环境。土壤中既有空气，又有水分，正好成为植物进化过程中的过渡环境。土壤是植物生长的基质和营养库。土壤提供了植物生活的空间、水分和必需的矿质元素。土壤是污染物转化的重要场地。土壤中大量的微植物和小型动物，对污染物都具有分解能力。2．土壤质地与结构与植物的生态关系土壤是由固体、液体和气体组成的三相系统，其中固体颗粒是组成土壤的物质基础。土粒按直径大小分为粗砂（2.0-0.2mm）、细粒（0.2-0.02mm）、粉砂（0.02-0.002mm）和粘粒（0.002mm以下）。这些大小不同的土粒的组合称为土壤质地。根据土壤质地可把土壤分为沙土、壤土和粘土三大类。沙土的砂粒含量在50%以上，土壤疏松、保水保肥性差、通气透水性强。壤土质地较均匀，粗粉粒含量高，通气透水、保水保肥性能都较好，抗旱能力强，适宜植物生长。粘土的组成颗粒以细粘土为主，质地粘重，保水保肥能力较强，通气透水性差。土壤结构一方面是指固体颗粒的排列方式、孔隙的数量和大小以及团聚体的大小和数量等。最重要的土壤结构是团粒结构（直径0.25-10mm），团粒结构具有水稳定性，由其组成的土壤，能协调土壤中水分、空气和营养物之间的关系，改善土壤的理化性质。另一方面指的是土层的组成结构。土壤质地与结构常常通过影响土壤的物理化学性质来影响植物的活动。3．土壤的物理化学性质（1）土壤温度土壤温度对植物种子的萌发和根系的生长、呼吸及吸收能力，土壤微生物的活动，有机物的分解速率有直接影响，还通过限制养分的转化来影响根系的生长活动。一般来说，低的土温会降低根系的代谢和呼吸强度，抑制根系的生长，减弱其吸收作用；土温过高（如35℃）则促使根系过早成熟，根部木质化加大，从而减少根系的吸收面积。（2）土壤水分土壤水分与盐类组成的土壤溶液参与土壤中物质的转化，促进有机物的分解与合成。土壤的矿质营养必需溶解在水中才能被植物吸收利用。土壤水分太少引起干旱，太多又导致涝害，都对植物的生长不利。土壤水分还影响土壤内无脊椎动物的数量和分布。土质越粗，有效含水量越低。（3）土壤空气土壤空气组成与大气不同，土壤中O2的含量只有10-12%，在不良条件下，可以降至10%以下，这时就可能抑制植物根系的呼吸作用。土壤中CO2浓度则比大气高几十到几百倍，植物光合作用所需的CO2有一半来自土壤。但是，当土壤中CO2含量过高时（如达到10-20%），根系的生长和种子萌发，甚至根系的呼吸和吸收机能就会受阻，会窒息死亡。（4）土壤酸碱度土壤酸碱度与土壤微生物活动、有机质的合成与分解、营养元素的转化与释放、微量元素的有效性、土壤保持养分的能力及植物生长等有密切关系。根据植物对土壤酸碱度的适应范围和要求，可把植物分成酸性土植物（pH6.5）、中性土植物（pH6.5-7.5）和碱性土植物（pH7.5）。土壤酸碱度对土栖动物也有类似影响（5）土壤矿质元素植物生长发育所需（6）土壤有机质腐殖质与非腐殖质有机质是植物营养的重要氮源，活化土壤微生物，改善土壤的理化性质。是土壤肥力的重要指标。第二节土壤生物与植物1土壤微生物生活在土壤中的细菌、真菌、放线菌和藻类、原生动物。细菌最多、作用：微生物残体增加了土壤有机质参与土壤有机物的腐殖化和矿质化作用固氮和共生细菌和真菌等微生物构成腐生食物链的营养级某些细菌、真菌是森林病害的病原2土壤动物3植物根系第三节城市土壤的特点1、土壤污染严重治理措施：排土与客土改良；施用化学改良剂，使重金属变为难溶性的化学物质；生物改良2、土壤坚实度大治理措施：选择抗逆性强的树种；往土壤中掺入碎树枝、腐叶土等多孔性有机物；混入适量碎砖瓦等以改善通气状况。3、堆垫土厚:治理措施:4、土壤贫瘠化严重治理措施:人工施肥或选种具有固氮能力的植物、合理灌溉第七章植物种群一、植物种群的概念及基本特征（重点）识记：植物种群。种群数量。种群密度。生态出生率。生态死亡率。生态密度。理解：植物种群年龄结构的类型。植物种群空间结构的类型。二、种内关系和种间作用。（次重点）识记：密度效应。化感作用。种间竞争的含义与类型。生态位理解：竞争排斥。偏利作用。互利共生。协同进化。应用：化感作用原理在农业生产上的意义。第一节植物种群及其基本特征植物种群的概念种群的概念既抽象，又具体。生长在一定空间中的同种植物个体的组合，可以理解为一个种群，也可以理解为彼此独立的种群。种群是组成群落和生态系统的基本单位。种群生态学的来源：马尔萨斯（Malthus,1798）的“人口论”。人口论的基本观点：一个种群的大小，或者个体数目的多少，不仅取决于本身的生物学特性和繁殖能力，更依赖于其必要的自然资源或生存空间所允许的限度。植物种群的一般特征数量特征：种群具有一定的大小(个体数量或种群密度)，并随时间变动。种群的大小通常与该物种的营养级及其他生态学、生物学特性相关。种群年龄结构：种群内个体的年龄分布状况。种群的年龄结构与出生率死亡率密切相关。空间特征：种群具有一定的分布区，即占据一定空间，1.种群密度（populationdensity）通常以单位面积上的个体树木或种群生物量表示。Crudedensity:单位总空间的个体数；Ecologicaldensity:种群实际占据的空间个体数。迁入（immigration）和迁出(emigration)也是种群变动的两个主要因子，它描述各地方种群之间进行基因交流的生态过程。2、种群的年龄结构种群内个体的年龄分布状况。按从小到大龄级比例绘图，即是年龄金字塔（agePyramid），它表示种群的年龄结构分布（populationagedistribution）。快速成长型缓慢成长型0成长型3、种群的空间格局种群中个体在水平空间的分布方式随机分布（random)集群分布(clumped)均匀分布(a)实际分布(b)大区块的样区，结果呈现是clumped（c）小区块的样区，结果呈现的是random第二节种内关系和种间关系一、种内关系：存在于各个生物种群内部的个体与个体间的关系1、密度效应（种内竞争）：密度增加所引起邻接个体间的相互作用，竞争光、水、营养物质等资源。2、化感作用：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。黑胡桃树对其他植物的抑制作用。影响群落的种类组成、演替二、种间关系1、种间竞争关系具有相似要求的物种，为争夺环境中有限的空间和资源而发生的相互关系，主要发生在营养面积和空间的不足时，是一些植物个体对另一些个体产生不利影响a、竞争排斥原理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有时，另一个种被淘汰，即高斯假说。b、生态位A如果2个种在同一稳定的生物群落中占据了相同的生态位，1个种最终会消灭B在一个稳定的群落中不同种具有各自不同的生态位，能避免种间的直接竞争，从而保证了群落的稳定性。C由多个种组成的森林群落比单一群落能更有效的利用环境资源，长期维持较高的生产力，并有更大的稳定性。生态位狭，种内竞争强度大于种间竞争强度，物种可以共存；生态位宽，相互重叠多，种间竞争强度大于种内竞争强度，物种不能共存。2.种间互助与共生A、偏利共生：一种物种有利而对另一种物种无害的共生关系。地衣、苔藓及很多高等的附生植物附生在树皮上。B、互