园林生态学

第三章园林植物与城市物质环境第一节城市水文、城市水污染与园林植物的生态关系1第二节城市土壤、土壤污染与园林植物的生态关系2第三节城市大气环境与园林植物的生态关系3第三节城市大气环境与园林植物的生态关系1大气圈：指地球表面的大气层。16㎞暖层中间层平流层对流层散逸层1100㎞或1400㎞１第三节城市大气环境与园林植物的生态关系一、大气的组成及其生态作用大气是复杂的混合物，在标准状态下按照体积计算，氮气78.08%氧气20.95%氩0.93%二氧化碳0.032%其他（氢气、臭氧、氦、灰尘、花粉等）标准状态：0℃、101kPa、干燥２二氧化碳：光合作用、保温；３氧气：呼吸作用、土壤氧气；氮气：植物的氮源。二、城市大气污染大气污染：指大气中的烟尘微粒、二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物等有害物质在大气中达到一定浓度和持续一定时间后，破坏了大气原组分的物理、化学性质及其平衡体系，超过大气及生态系统自净能力，使生物和环境受害的大气状况。㈠污染源类型：1、点源与面源点源：指集中在一点或小范围内向空气排放污染物的污染源。面源：指在一定空间范围内向空气排放污染物的污染源。４2、固定源与流动源固定源：指污染物从固定地点排放出。流动源：汽车、火车、轮船等交通工具排放污染。3、自然污染源与人为污染源自然污染源：由于自然现象向环境排放有害物质或造成有害影响的区域。人为污染源：由于人类生产和生活活动向大气输送有害物质的发生源。５㈡大气污染物种类一次污染：从污染源直接排出的原始物质，进入大气中其性质和状态没有发生变化。二次污染：由一次污染与大气中原有成分或几种一次污染物之间发生化学变化或光化学变化反应，形成的新污染物。化学性物质放射性物质生物性物质依污染物性质依污染物形态气态污染颗粒污染依与污染源的关系一次污染二次污染６㈢大气污染类型１、根据污染物的性质２、根据燃料性质和大气污染的组成７还原型大气污染氧化型大气污染煤烟型污染石油型污染混合型污染特殊型污染三、空气污染对园林植物的影响㈠影响城市大气污染的环境因素１、风风对污染物的影响表现在两方面：①输送污染：污染的去向决定于风向，污染源下风向比较严重。②自然稀释作用：一般大于４m/s的风速可以移动并吹散污染空气。湍流有利于对污染大气的稀释。一般，夏季垂直温差大，冬季温差小容易出现逆温，大气污染易发生。晴朗白天垂直温差较大，阴天或多云的天气条件下或在夜间气温垂直递减率小时，大气污染严重。８逆温天气常有大雾2、光照和温度光照强温度高污染物进入植物体多；夜间或阴雨天污染物危害植物较轻。3、降雨和大气湿度降雨可以减轻大气污染，但在大气稳定的阴雨条件下，受污染危害严重。4、地形特殊地形使污染源扩大，局部地区大气污染加重。9㈡园林植物受害机制及症状1、园林植物的受害机制污染物从气孔——叶片——叶肉组织——植物体其他部位影响光合作用、呼吸作用、蒸腾作用，破坏酶活性等；有毒物质在植物体内分解或参与合成，形成新的有害物质，使树木的组织和细胞死亡。2、症状急性危害：污染物高浓度影响，短时间内破坏植物叶片及其他器官；慢性危害：低浓度污染长期影响下，使树木叶片褪绿、变形等；隐蔽危害：低浓度污染影响下，未出现症状，但生理机能受损，生长量下降，品质恶化。１０对植物影响较大的几种毒害：１、二氧化硫进入叶片，改变细胞液的酸碱度，使叶绿素去镁，抑制光合作用，降低有机物质的生产速率，使植株枯萎死亡。破坏细胞功能，抑制整个代谢活动，使叶片失绿。２、氟化氢通过气孔进入叶片，很快溶解在叶肉组织溶液内，转化成有机氟化合物，危害植物；使叶肉组织发生酸性伤害。浓度低时，常在叶尖和叶缘出现褪绿斑，有时在叶脉间出现水渍斑。１１３、臭氧强氧化剂，通过破坏叶片栅栏组织细胞壁和表皮细胞，使气孔关闭，降低叶绿素含量等抑制光合作用；损害质膜，使透性增大，细胞内物质外渗，影响正常生理功能。４、氯气进入叶肉组织，使园林植物原生质膜和细胞壁解体，叶绿体受破坏。出现水渍斑。浓度低时，叶脉间水渍斑变为褐色斑或褪绿斑；浓度高时，叶脉近失绿变黄，叶缘处出现褐色坏死斑。５、大气飘尘和尘降等颗粒物堵塞气孔，减弱光和、呼吸、蒸腾作用；重金属污染物，对植物产生毒害。１２㈢园林植物的抗性定义：指在污染的影响下，能尽量减少受害，或受害后能很快恢复生长，继续保持旺盛活力的特性。抗性强弱取决于植物本身的形态特征和生理生化特性。气孔开关的敏感度：反应敏感的抗性高；气孔形态结构：有腺毛状附属物、叶背多毛等。污染下的代谢能力：抗性强植物，污染下能保持较高的光合作用。抗性，常绿阔叶树﹥落叶阔叶树﹥针叶树１3抗性强抗性中等抗性弱㈣植物的监测作用植物监测：指利用对环境中的有害气体特别敏感的植物的受害症状来检测有害气体的浓度和种类，并指示环境被污染的程度。植物监测的优点：1、经济可靠2、指示植物能够反映环境污染对生态系统的影响强度和综合作用。3、能够早期发现大气污染。4、具有长期、连续监测的特点。5、能够反映一个地区的污染史。１4监测效果的好坏取决于监测植物的选择①当地生长周期短的植物②症状明显，干扰症状少③栽植、繁殖管理容易④有一定观赏和经济价值二氧化硫(SO2）污染指示植物主要有紫花苜蓿、棉株、元麦、大麦、小麦、大豆、芝麻、荞麦、辣椒、菠菜、胡萝卜、烟草、百日菊、麦杆菊、玫瑰、苹果树、雪松、马尾松、白杨、白桦、杜仲、腊梅等。氟化物污染指示植物主要有唐菖蒲、金荞麦、葡萄、玉簪、杏梅、榆树叶、郁金香、山桃树、金丝桃树、慈竹等。１5四、园林植物对空气的净化作用㈠吸收有毒气体1、通过光合和吸收代谢生理过程，使有毒气体被吸收转化为毒性较小的物质；2、通过植物的富集作用富集在植物体内。㈡滞尘作用滞尘效应：园林植物对空气中颗粒污染吸收、阻滞、过滤等，使空气中的灰尘含量下降，净化空气。滞尘效应的机理：覆盖地面使污染不大面积传播；树冠降低风速，使灰尘降落在叶片或地面；叶表多毛，分泌粘性油质，吸附灰尘；生理活动吸收一部分重金属粉尘。１6㈢杀菌作用滞尘作用减少了细菌的载体，使细菌不能在空气存在和传播；植物分泌物杀菌。植物散发出来的挥发性物质——“芬多精”主要是萜烯类有机物，它能杀死细菌、病毒。萜类化合物的生理功效有镇痛、驱虫、抗菌、抗组胺、抗炎、抗风湿、抗肿瘤、促进胆汁分泌、利尿、祛痰、降血压、解毒、镇静、止泻等作用。中南林业科技大学森林旅游研究中心分析测定了100多种树木所放出的精气成份与人体健康的关系，为植物精气的研究和利用奠定了基础。最有生理功效价值的单萜烯含量裸子植物比被子植物高，非萜烯类比被子植物低。据此，提高裸子植物的比例，是有利于居民健康的。桉树、松树、柠檬树、神香草、百里香的香气可以预防小儿感冒；香柠檬、冷杉、云杉、雪松可以减轻小儿呼吸道系统感染；文竹、秋海棠、天竺葵分泌的杀菌素能减少或杀死感冒病菌。柠檬、茴香、桉树、云杉、冷杉、刺柏和石竹，能有效预防水痘和麻疹。冷杉属、臭椿、桦、栎等的挥发物质能杀死白喉、伤寒、痢疾杆菌等。松科、柏科、木兰科等对结核杆菌有抑制作用。丁香花香能使牙痛好转。鸡血藤的挥发物质，可抑制人体交感神经的兴奋，促进副交感神经的作用，使人体放松。台弯扁柏的香气，可使人的血压降低，注意力集中。依兰和薰衣草、檀香木、柠檬、侧柏、莳萝等对人有镇静作用。天竺葵的花香有消除疲劳和安眠的作用。植物的挥发物质对昆虫亦有一定影响，如在柠檬按林中蚊子较少；樟树分泌物能杀死蚊虫，驱除苍蝇。㈣碳氧平衡解决城市碳氧失衡的问题。㈤增加负离子绿化结构与空气清洁度有一定的关系：绿化结构层越多，负离子浓度约高，以乔灌草结合型为最高，单层草被最低，因此我们设计植物景观，应以三层结构为主，做到乔灌草相结合。尽量减少单层草被型结构。空气负离子的分子式是O2-（H2O）n，或OH-(H2O)n。简单的说是指带负电荷的氧离子，无色无味。空气分子在高压或强射线的作用下被电离所产生的自由电子大部分被氧气所获得，因而，常常把空气负离子统称为“负氧离子”。空气负离子能还原来自大气的污染物质，减少过多活性氧对人体的危害；中和带正电的空气飘尘无电荷后沉降，使空气得到净化。负离子不仅能促成人体合成和储存维生素，强化和激活人体的生理活动，因此它又被称为空气维生素,认为它像食物的维生素一样，对人体及其他生物的生命活动有着十分重要的影响，在医学界，负离子被确认是具有杀灭病菌及净化空气的有效手段。负离子与细菌结合后，导致细菌死亡，最终降沉于地面。空气中带负电的微粒使血中含氧量增加，有利于血氧输送、吸收和利用，具有促进人体新陈代谢，提高人体免疫能力，增强人体肌能，调节肌体功能平衡的作用。自然界空气负离子产生有三大机制：1、大气受紫外线，宇宙射线，放射物质，雷雨，风暴，土壤和空气放射线等因素的影响发生电离而被释放出的电子经过地球吸收后再释放出来很快又和空气中的中性分子结合，而成为负离子，或称为阴离子。2、瀑布冲击，细浪推卷暴雨跌失等自然过程中水在重力作用下，高速流动，水分子裂解而产生负离子。负离子最多的地方是瀑布周围。3、森林的树木，叶枝尖端放电及绿色植物光合作用形成的光电效应，使空气电离而产生的负离子。