一、园林及其演进•园林在中国国籍根据不同性质成为园、囿、苑、山庄等,但性质和规模不完全一样。•1、园林的含义:在一定的地段范围内,利用并改造天然山水地貌或人为的开辟山水地貌,结合植物的栽植和建筑的布置,从而构成一个供人们游息、观赏和居住的环境。园林四要素:土地、水体、植物和建筑1、土地和水体是园林的地貌基础。天然的需加工、修饰和整理。人工开辟的山水讲究造型。2、植物植物栽培起源于生产的目的,早先的人工栽植以果园、菜畦、药圃为主,以后才有了大量观赏用的树木和花卉。3、建筑包括以及各种房屋、建筑小品(亭、楼、榭、廊、雕塑)以及各种工程设施。不仅在功能上必须满足游人的居住、交通和供应的需要,同时还以特殊的形象成为园林景观比不可少的一部分。园林是人工改造或改进了的自然,它直接反应了人类经济、文化和政治生活的水平。2、园林的风格•世界园林分三大体系:中国园林、欧洲园林和伊斯兰园林(西亚园林)•古典园林意大利和法国为代表的规则式园林英国以植物造景为主的自然式园林风格中国的写意山水式园林风格3、园林的演进•古代园林多数属于统治阶级私有,主要类型为帝王的宫苑,地主、官僚、贵族修建的宅院。春秋(吴王夫差)消夏湾和馆娃宫→秦汉(阿房宫、上林苑)魏晋南北朝园林走向民间,如西晋石崇的金谷园、北魏张伦宅园。还有寺观园林成为居民娱乐的中心。唐宋时期趋于成熟,明清时期造园思想更丰富,出现了皇家园林和私家园林。4、现代园林•不仅局限于宅院、别墅和公园,其内容大大扩展,如居住区、商业区、公共建筑和广场等,不仅作为游赏的场所还用来改善城镇小气候。二、生态学和园林生态学•生态是一种关系,即生物与生物,生物与环境之间的关系。•直至19世纪人们逐步将这种认识和知识上升为理论,生态学登上了学科的舞台。1、生态学的定义•(1)原初定义:是由德国学者海克尔1866年提出的,指出生态学是研究生命有机体与其外部环境之间相互关系的科学。•(2)现代定义:生态学是研究生命系统与环境相互关系的科学。•(1)理论生态学:•研究生态学的基本理论、探索生物与生物、生物与环境间的基本规律,为人类应用生态学理论提供科学依据。•(2)应用生态学:•将生态学规律转化为人类认识世界、改造世界的方法、技术,帮助人类提出治理环境、规划工程、处理生态危机的解决方案。2、生态学的研究对象和生态学分支•研究对象为生物和环境•作为应用学科产生了许多分支如农业生态学、城市生态学、森林生态学、环境生态学等,园林生态学是现代生态学体系中一个年轻而活跃的分支。3、园林生态学•(1)定义•园林生态学:是运用生态学和系统论的原理和方法,把园林生物与其自然和社会环境作为一个整体,研究其中的相互关系、协同演变、调节控制和持续发展规律的科学。2、任务揭示园林生态系统各种内外因素相互关系的规律,探讨最佳园林生态系统或生态园林模式的建立,协调园林的社会效益、经济效益和生态效益,促进园林的可持续发展。三、园林生态学的内容与学习、研究方法•1、研究方法有:野外考察、实验分析、生态模型第一章园林生态系统•一、系统二、生态系统三、园林生态系统四、园林生态系统的结构第一节系统一、系统的概念系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体。构成系统必须具备三个条件:1、有两个或两个以上的组分2、组分之间有密切的联系3、所有的组分以整体方式共同完成一定的功能系统是一个相对的概念,是事物客观存在的形式,可大可小。小到一个分子。一个细胞,大到一个国家,一个城市。如计算机系统、家庭等。•(2)在不同层次中组分间关系的强度不同。•通常层次越低,组分间的层次关系强度越大。如:人际关系,校内-系-班(3)不同层次的系统行为频率也不同•3、系统具有一定的结构系统的结构反映了系统各组分之间的关系。包括种类关系和量比关系。系统的结构有三个方面来决定:一是构成系统的各个组分。二是各组分在系统内的空间和时间上的分布三是各组分之间的联系方式和特点4、系统具有一定的功能•(一)开放系统和封闭系统•(二)机械系统和生命系统•机械系统是指系统中的所有组分都是无生命的成分。也称为物理系统。如电视机。生命系统是指系统中存在生命活动或具有生物组分。由生物和环境两大部分组成。三、系统的类型第二节生态系统一、生态系统的概念二、生态系统的组分三、生态系统的特点四、生态系统的类型一、生态系统的概念生态系统是指在一定的时间和空间范围内,由生物群落与其环境组成的一个整体,该整体具有一定的大小,各组成要素间借助物种流动、能量转移、物质循环、信息传递和价值流通而相互联系、相互依存、相互制约,并形成具有自我组织、自我调节功能的复合体。•在一定空间内生物群落与非生物环境相互作用的统一体。就是生态系统。•即:生态系统=生物群落+无机环境。其核心是生物群落。•由生物组分和非生物组分组成。一般而言,生态系统由生产者、消费者、分解者和非生物环境四个基本要素组成。(一)生态系统的生物组分•1.生产者(初级生产者)生产者是指生态系统中的自养生物,主要指绿色植物,还包括一些光合细菌和自养细菌。二、生态系统的组成•2.消费者(次级生产者)•消费者是以初级生产者的产物为食物营养的大型异养生物,主要指动物。•大型消费者按其食性不同,又可分为草食性动物(马、牛、羊等,也称为一级消费者)•肉食性动物(蛙、虎、豹等,又有二、三、四级消费者之分)•寄生性动物(如蚊、跳蚤、各种寄生虫,取食活体)•腐生性动物(如蜣螂、蚯蚓等,取食残体或排泄物)•杂食性动物(如猪、熊等,兼食动、植物)。3.小型消费者(分解者)小型消费者是指利用动植物残体和其他有机物为食的小型异养生物,主要是指细菌、真菌、放线菌等微生物。(二)无生命的环境组分环境是生态系统物质和能量的来源,包括生命活动的三种基质:大气、水、土壤和岩石,以及参与新陈代谢的光、温、水、二氧化碳、氧气和各种矿质营养元素。••三、生态系统的特点•(1)生态系统中必须有生命存在。•(2)生态系统具有一定地区特点的空间结构。•(3)生态系统具有一定的时间变化特征。•(4)生态系统的代谢活动由三大功能类群参与。•(5)生态系统处于一种复杂的动态平衡之中。•(6)各种生态系统都是程度不同的开放系统。二氧化碳分解者食草动物食肉动物1食肉动物2碎屑消费者亚系统分解者亚系统再循环无机营养物生产者亚系统生态系统结构的一般性模型三、食物链和食物网(一)食物链和食物网的概念植物所固定的能量通过一系列的取食和被取食关系在生态系统中传递,我们把生物之间存在的这种传递关系称为食物链(foodchains)。由于受能量传递效率的限制,食物链的长度不可能太长,一般有4~5个环节构成,最简单的食物链有3个环节构成。如草兔狐狸。在生态系统中,生物成分之间通过能量传递关系存在着一种错综复杂的普遍联系,这种联系象是一个无形的网把所有生物都包括在内,使它们彼此之间都有着某种直接或间接的关系,这就是食物网(foodweb)。一个复杂的食物网是使生态系统保持稳定的重要条件,一般认为,食物网越复杂,生态系统抵抗外力干扰的能力就越强;食物网越简单,生态系统就越容易发生波动和毁灭。(二)食物链的类型在生态系统中都存在着三种主要的食物链,捕食食物链(grazingfoodchain)和碎屑食物链(detritalfoodchain)和寄生食物链。捕食食物链虽然是人们最容易看到的,但它在陆地生态系统和很多水生生态系统中并不是主要的食物链,只在某些水生生态系统中,捕食食物链才会成为能流的主要渠道,在陆地生态系统中,净初级生产量只有很少一部分通向捕食食物链。捕食食物链和碎屑食物链及两类食物链之间的相互关系绿色植物植食动物肉食动物顶位肉食动物腐屑粪便小分解者食微生物者小捕食者大分解者太阳辐射能λ1λ2λ3λ4λrλ11λ22λ33A1D1D2D3D4D11D11D22D33λ22λ33R1R2R3R4A11R11R22R33A2A3A4热(二)食物链的类型在生态系统中都存在着三种主要的食物链,捕食食物链(grazingfoodchain)和碎屑食物链(detritalfoodchain)和寄生食物链。捕食食物链虽然是人们最容易看到的,但它在陆地生态系统和很多水生生态系统中并不是主要的食物链,只在某些水生生态系统中,捕食食物链才会成为能流的主要渠道,在陆地生态系统中,净初级生产量只有很少一部分通向捕食食物链。一般说来,生态系统中的能量在沿着捕食食物链的传递过程中,每从一个环节到另一个环节,能量大约要损失90%,也就是能量转化效率大约只有10%。越是处在食物链顶端的动物,数量越少、生物量越小,能量也越少,而顶位肉食动物数量最少,以致使得不可能再有别的动物以它们为食,因为从它们身上所获取的能量不足以弥补为搜捕它们所消耗的能量。一般说采,能量从太阳开始沿着捕食食物链传递几次以后就所剩无几了,所以食物链一般都很短,通常只由4~5个环节构成,很少有超过6个环节的。在大多数陆地生态系统和浅水生态系统中,生物量的大部分不是被取食,而是死后被微生物所分解,因此能流是以通过碎屑食物链为主。碎屑食物链可能有两个去向,这两个去向就是微生物或大型食碎屑动物,这些生物类群对能量的最终消散所起的作用已经引起了生态学家的重视。由于寄生物的生活史很复杂,所以寄生食物链也很复杂。例如,寄生在哺乳动物和鸟类身上的跳蚤反过来可以被细滴虫(一种寄生原生动物)所寄生。又如,小蜂把卵产在姬蜂或寄生蝇的幼虫体内,而后者又寄生于其他昆虫幼虫体内。在这些寄生食物链内,寄主的体积最大,沿着食物链寄生物的数量越来越多,体积越来越小(同捕食食物链不同)。四、营养级和生态金字塔营养级(trophiclevels)是指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。因此,营养级之间的关系不是指一种生物与另一种生物之间的营养关系,而是指一类生物与处在不同营养层次上另一类生物之间的关系。生产者的绿色植物和所有自养生物都位于食物链的起点,即食物链的第一环节,它们构成了第一个营养级。所有以生产者(主要是绿色植物)为食的动物都属于第二个营养级,即植食动物营养级。第三个营养级包括所有以植食动物为食的肉食动物。以此类推,还可以有第四个营养级(即二级肉食动物营养级)和第五个营养级等。由于食物链的环节数目是受到限制的,所以营养级的数目也不可能很多,一般限于3~5个。营养级的位置越高,归属于这个营养级的生物种类和数量就越少,当少到一定程度的时候,就不可能再维持另一个营养级中生物的生存了。有很多动物,往往难以依据它们的营养关系把它们放在某一个特定的营养级中,因为它们可以同时在几个营养级取食或随着季节的变化而改变食性,但为了分析的方便,生态学家常常依据动物的主要食性决定它们的营养级,因为在进行能流分析的时候,每一种生物都必须置于一个确定的营养级中。生态金字塔(ecologicalpyramids)是指各个营养级之间的数量关系,这种数量关系可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位,采用这些单位所构成的生态金字塔就分别称为生物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔。数量金字塔是以生物的个体数量表示每一营养级。生物量金字塔以生物组织的干重表示每一个营养级中生物的总重量。能量金字塔是利用各营养级所固定的总能量值的多少来构成的生态金字塔。(a)生物量金字塔分解者5(g/m2)二级肉食者1.5(g/m2)一级肉食者11(g/m2)植食者37(g/m2)浮游生物809(g/m2)净生产量8,763(kcal/m2·d)总生产量36,380(kcal/m2·d)细菌3800kcal一级肉食者48kcal植食者596kcal(c)能量金字塔(b)生物量金字塔(倒形)214浮游和底栖动21(g/m2)浮游植物4(g/m2)(d)数量金字塔浮游生物4X1091.1X105生态金字塔的4种类型数量金字塔和生物量金字塔在某些生态系统中可以呈倒金字塔形,但能量金字塔绝不会这样,因为生产者在单位时间单位面积上所固定的能量绝不会少于靠吃它们为生的植食动物所生产的能量;同样,肉食动物所生产的能量是靠吃植食动物获得的,因此依据热力学第二定