第二章城市环境因子与园林植物的生态关系

2020/1/19《园林生态学》2-1课前提问名词解释：生态幅；趋同适应；简述生态因子作用的一般特征植物的生态型；Shelford耐性定律Liebig最小因子定律；2020/1/19《园林生态学》2-2第二章城市环境因子与园林植物的生态关系第一节光与园林植物的生态关系第二节温度与园林植物的生态关系第三节水分与园林植物的生态关系第四节大气与园林植物的生态关系第五节土壤因子与园林植物的生态关系2020/1/19《园林生态学》2-3第一节光与园林植物的生态关系光的性质与变化城市的光照条件与光污染光对园林植物的生态作用园林植物对光的生态适应园林实践中光的调节和利用2020/1/19《园林生态学》2-4光的性质光是太阳的辐射能以电磁波的形式投射到地球表面上的辐射。主要波长范围在0.15~4.0μm之间(占总能量的99.5%)。太阳辐射光谱：太阳辐射能按波长顺序排列称为太阳辐射光谱。在全部太阳辐射中，红外光区占50~60%，紫外光部分占1%，可见光部分39~49%。太阳辐射通过大气层到达地面的波段主要为0.29~3μm。辐射种类光谱区(μm)红外光0.76可见光红光0.63~0.76橙光0.6~0.63黄光0.58~0.6绿光0.49~0.58青光0.48~0.49蓝光0.44~0.48紫光0.38~0.44紫外光0.29~0.380.292020/1/19《园林生态学》2-5光合有效辐射(photosyntheticallyactiveradiation,PAR)：到达地面的太阳辐射中能被植物色素吸收具有生理活性的波段（0.38~0.74μm），与可见光波段基本相符。不同波段的太阳辐射对植物具有不同的作用：可见光中对植物生理活动具有最大活性的是红橙光，其次是蓝紫光，对绿光吸收量最少。0.29~0.38um波长的紫外光能抑制茎的延伸，促进花青素的形成，0.29波长的紫外光对生物有很强的杀伤作用长波中的红外光不能引发植物的生化反应，但具有增热效应。光的性质2020/1/19《园林生态学》2-62020/1/19《园林生态学》2-7光的变化太阳光通过大气层后，由于被反射、散射和被气体、水蒸气、尘埃微粒所吸收，其强度和光谱组成都发生了显著减弱和变化光照强度的单位：J/(cm2•min)、（w/m2）或lx；太阳常数：8.12J/(cm2•min)大气中光的变化2020/1/19《园林生态学》2-8光的变化地表的光照变化光照强度随纬度的增加而减弱；光照强度随海拔的升高而增强；坡向、坡度也影响光照强度和日照时数；时间变化上，光照强度一年中夏季最大，冬季最弱，一天中以中午最大，早晚最弱；日照长短（昼长）的季节变化和纬度差异。2020/1/19《园林生态学》2-9四季的形成2020/1/19《园林生态学》2-102020/1/19《园林生态学》2-11光的变化树冠中的光照变化植物叶片对太阳辐射的吸收、反射和透射叶片吸收、反射和透射光的能力还因叶片的厚薄、构造和绿色的深浅以及叶表面的性状不同而异。太阳辐射波段不同，叶片对其反射、吸收和透射的程度不同。从树冠表面到树冠内部光强度逐步递减，树冠内叶片接受的光照强度取决于叶片所处位置以及与入射光的角度2020/1/19《园林生态学》2-122020/1/19《园林生态学》2-13光的变化植物群落中的光照变化在植物群落内，由于植物对光的吸收、反射和透射作用，所以群落内的光照强度、光质和日照时间都会发生变化，而且这些变化随植物种类、群落结构以及时间和季节而不同。越稀疏的林冠，光辐射透过率也越大随季节的更替，植物群落的叶量变化引起透入群落内光照强度的变化。群落内光合有效辐射(PAR)比群落外少得多。2020/1/19《园林生态学》2-14植物群落中的光照变化2020/1/19《园林生态学》2-15城市光照条件城市的晴天日数、日照时数则一般比郊区少（因低云量、雾、阴天日数都比郊区多）空气中悬浮颗粒物较多建筑物的摩擦阻碍效应到达地面的太阳直接辐射减少，散射增多城市地区云雾增多，空气污染严重→大气混浊度增加2020/1/19《园林生态学》2-16城市光照条件城市局部地区太阳辐射的分布很不均匀（城市建筑物的高低、方向、大小以及街道宽窄和方向不同）东西向街道北侧接受的太阳辐射远比南侧多，而南北向的街道两侧接受的光照与遮光状况基本相同街道狭窄指数（即建筑物高度H与街道宽度D之比N=H／D）对街道光照条件有很大影响，建筑物愈高，街道愈窄，街道狭窄指数愈高，街道所接受到的太阳辐射愈弱。2020/1/19《园林生态学》2-17SNEW东西向街道南北向街道SN冬至春分夏至0.4H0.9H2.2H2020/1/19《园林生态学》2-18光污染光污染(lightpollution)是指环境中光辐射超过各种生物正常生命活动所能承受的指数，从而影响人类和其他生物正常生存和发展的现象。光污染是我国城市地区呈上升趋势的一种环境污染，近些年开始受到重视。光污染一般可以分为人造白昼污染、白亮污染和彩光污染三种。2020/1/19《园林生态学》2-19人造白昼污染随着人类社会的进步和照明科技的发展，城市夜景照明等室外照明也得到了很大的发展，但同时也加大了夜空的亮度，产生了被称做人造白昼的现象，由此带来的对人和生物的危害称为人造白昼污染。影响天文观测影响人体正常的生物钟，并通过扰乱人体正常的激素产生量来影响人体健康对生物圈内的其他生物也会造成潜在的和长期的影响。影响昆虫在夜间的正常繁殖过程影响鸟类定向影响植物体正常的光周期反应2020/1/19《园林生态学》2-20白亮污染白亮污染主要由强烈人工光和玻璃幕墙反射光、聚焦光产生。汽车前灯的强光会使对面来车的司机头晕目眩，易造成交通事故。应加强城市地区绿化特别是立体绿化，利用大自然的绿色植物砌墙，建设“生态墙”，从而减少和改善白亮污染，保护视觉健康。2020/1/19《园林生态学》2-21彩光污染主要的彩光污染源：各种黑光灯、荧光灯、霓虹灯、灯箱广告等。彩光污染不仅有损人的生理功能，还会影响心理健康；黑光灯所产生的紫外线强度大大高于太阳光中的紫外线，且对人体有害影响持续时间长。闪烁彩光灯常损伤人的视觉功能，并使人的体温、血压升高，心跳、呼吸加快。荧光灯可降低人体钙的吸收能力，使人神经衰弱，引发多种身心疾病。日光灯缺乏红光波段，且光谱不连贯，不符合人们的生理要求，对人的健康也有害。2020/1/19《园林生态学》2-22光对园林植物的生态作用光照强度的生态作用光质的生态作用日照长短的生态作用2020/1/19《园林生态学》2-23光照强度的生态作用光强对光合作用(photosynthesis)的影响各种植物对光照强度都有一定的适应范围分析植物光合作用与光照强度的关系时，必须从植物生长的综合条件入手不同类型植物光合作用对光照强度的要求不一样C4植物＞C3植物＞阴生植物和苔藓植物不同类型植物的光补偿点和光饱和点差异很大阳性树种＞阴性树种2020/1/19《园林生态学》2-24光合作用率光合作用率光强度光强度净生产力光合作用呼吸作用ABABACP光补偿点CPCPabspsp光饱和点B光饱和点：当光照强度达到一定水平后，光合产物不再增加或增加得很少，该处的光强度即为光饱和点。光补偿点：光合作用强度和呼吸作用强度相当的光强度为光补偿点。植物的光饱和点和光补偿点示意图(仿Emberlin,1983)sp光照强度的生态作用2020/1/19《园林生态学》2-252020/1/19《园林生态学》2-262020/1/19《园林生态学》2-27光照强度的生态作用光强对植物的生长和形态的作用光是影响叶绿素形成的主要因素。一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，但能合成胡萝卜素，导致叶片发黄，称为黄化现象。光照强度与植物茎、叶的生长及形态结构有密切关系充足光照茎节间短，茎变粗；光能促进植物组织分化，在充足光照下有利于形成良好的木质部；充足光照能促进根系生长，形成较大的根茎比；光照能影响树冠的形状；一般在全光照或光照充足的环境下生长的叶片属于阳生叶，而在弱光条件下生长的叶片属于阴生叶。2020/1/19《园林生态学》2-28阳生叶和阴生叶在形态、结构和生理上的差别阳生叶阴生叶叶片厚而小薄而大叶面积/体积比小大角质层较厚较薄叶肉组织分化栅栏组织较厚多层海绵组织较丰富叶脉密疏气孔分布较密，但开放时间短较稀但经常开放叶绿素较少较多生理上蒸腾、呼吸、光补偿点和饱和点均较高蒸腾、呼吸、光补偿点和饱和点均较低叶的适光变态：由于叶片所在的生境光照强度不同，其形态结构与生理特性产生适应光的变异，称为叶片的适光变态。强光下发育阳生叶，弱光下发育阴生叶。2020/1/19《园林生态学》2-29光质的生态作用红外光促进植物茎的延长生长，有利于种子和孢子的萌发，提高植物体的温度紫外辐射能对植物生长形成可逆性抑制；能促进色素的产生可见光（光合有效辐射）中不同光质对植物的光合作用、色素形成、向光性、形态建成的诱导等影响是不同的。2020/1/19《园林生态学》2-30光合速率：红、橙光被叶绿素吸收最多，具有最大的光合活性；蓝紫光也能被叶绿素和类胡萝卜素吸收色素和花色：红光促进叶绿素形成；蓝、紫光和青光能促进花青素等色素的形成光合产物：红光有利于碳水化合物的合成；蓝光有利于蛋白质的合成形态建成：红光影响植物开花、促进茎的伸长和种子萌发；蓝、紫光和青光一般能抑制植物的伸长光质的生态作用2020/1/19《园林生态学》2-31诱发植物的光周期现象光周期现象(photoperiodism)：植物的生长发育对日照长度规律性变化的反应，称为植物的光周期现象。光周期对植物的生态作用①光周期影响植物开花②光周期对植物休眠和生长的影响：一般短日照促进植物休眠，而长日照打破或抑制植物休眠。③光周期对植物其它方面的影响：如植物的分布日照长短的生态作用2020/1/19《园林生态学》2-32课前提问名词解释：光合有效辐射；简答城市光照条件的特点光饱和点与光补偿点；植物的光周期现象光对园林植物的生态作用一般表现在哪几个方面2020/1/19《园林生态学》2-33园林植物对光的生态适应1.园林植物对光照强度的适应根据植物对光照强度的要求，可以把植物分为三大生态类型：阳性植物(heliophytes)：喜光而不能忍受荫蔽的植物，在弱光条件下生长发育不良，对树木而言，在林冠下不能完成更新。光补偿点较高，光合速率和呼吸速率也较高。阴性植物(sciophytes)：具有较强的耐阴能力，在气候较干旱的环境下，常不能忍受过强光照的植物，林冠下可以正常更新。光补偿点较低；光合速率和呼吸速率都较低耐阴性植物(shadeplant)：对光照具有较广泛的适应能力，对光的需要介于前两类植物之间。在充足光照下生长最好，但也能忍耐适当的蔽荫。其耐阴的程度因树种而异。2020/1/19《园林生态学》2-34耐荫性(shaderesistance)：植物耐阴的能力，一般称为耐阴性。耐阴性强的植物在弱光下能正常生长发育。影响树种耐荫性的因素：年龄：随着年龄的增加，耐阴性逐渐减弱；气候：在气候适宜的条件下，如温暖湿润地区，树木耐阴能力比较强，而在干旱瘠薄和寒冷条件下，则趋向喜光；土壤：同一树种，生长在湿润肥沃土壤上的耐阴性较强，而生长在干旱瘠薄土壤上的耐阴性较差。一般而言，一切对树种生长的生态条件的改善，都有利于树种耐阴性的增强。2020/1/19《园林生态学》2-35阳性树种与阴性树种的差别：阳性树种的寿命一般较耐阴树种短，但生长速度较快，而耐阴树种生长较慢，成熟较慢，开花结实也相对较迟；从适应生境条件上看，阳性树一般耐干旱瘠薄的土壤，对不良环境的适应能力较强，耐阴树则需要比较湿润、肥沃的土壤条件，对不良环境的适应性较差。2020/1/19《园林生态学》2-36园林植物对光的生态