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1、园林植物环境,绪论,一、园林植物环境1.定义 环境：是指与某一特定主体有关的周围一切事物的总和。园林植物环境：以园林植物为中心，与其有关的周围一切事物的总和。生态学：研究生物与其环境之间相互关系的科学。,2.生态学发展简史（1）生态学的萌芽时期（公元前5世纪16世纪）（2）生态学的诞生和发展时期（1619世纪）（3）生态学的巩固时期（20世纪20世纪60年代）（4）现在生态学发展时期（20世纪60年代至今）,3 研究对象,分子个体种群群落生态系统景观全球,经典生态学研究的内容,近代生态学研究的内容,近代生态学研究的内容,4.环境与生态因子,生态因子的概念：指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和
2、分布有直接或间接影响的环境要素。生态因子与环境因子区别：生态因子必然是环境因子，环境因子不一定是生态因子。,5.生态因子的类型,气候因子：光、温度、降水非生物因子：土壤因子：理化性质 地形因子：海拔高度、坡度、坡向植物因子：寄生、共生生物因子：动物因子：摄食、传粉、践踏人为因子：垦殖、放牧、采伐,二.生态因子作用的基本特征：,（1）园林植物特性与生态环境的统一性(2)生态因子的综合性(3)主导因子作用(4)不可替代性和补偿性（5）生态因子作用的阶段性（6）直接作用和间接作用（7）限制性作用,生态因子的限制性作用,限制因子：生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，其中限制生物生存和繁殖的关
3、键性因子，就是所谓的限制因子。利比希最小因子定律：任何特定因子的存在量低于某种生物的最小需要量，是决定该物种生存或分布的根本因素。谢尔福德耐性定律：生物的存在与繁殖，要依赖于某种综合环境因子的存在，只要其中一项因子的量不足或过多，超过了某种生物的耐性限度，则使物种不能生存，甚至灭绝。,种群数量,数量很低,种群消失,种群消失,数量很低,数量最高,不能耐受区,生理受抑制,生理受抑制,不能耐受区,最适区,环境梯度,高,低,耐受性下限,耐受性上限,生物种的耐受性限度图解,三、城市环境特点,1、气候要素发生了变化2、土壤情况较为复杂3、生物环境发生了巨大变化,四 园林植物环境课程,1、内容2、任务3、与
4、其他学科的关系,研究方法,野外调查室内实验分析模型预测和模拟,第二章园林植物与光,第一节太阳辐射一、太阳辐射：太阳以电磁波的形式不断地向四周空间放射能量，这种传输能量的过程成为太阳辐射。太阳辐射是引起大气物理现象和物理过程变化的基本动力，也是形成一个地方气侯的基本因素。光：可见光：红橙黄绿青蓝紫 不可见光：紫外光、红外光,二、太阳辐射在大气中的减弱1）大气对太阳辐射的吸收2）大气对太阳辐射的散射3)大气对太阳辐射的反射三、到达地面的太阳辐射1)太阳直接辐射：太阳高度角、大气透明度、云量、海拔、纬度2）天空散射辐射：太阳高度角、大气透明度、云量、海拔、纬度,四、地面有效辐射1)地面辐射2）大气辐
5、射地面有效辐射=地面辐射-大气逆辐射五、太阳辐射的变化规律日变化年变化：纬度、海拔、坡度和坡向,第二节 光与园林植物的生长发育,一、光谱成分的生态作用,光合有效辐射与可见光的波长范围大体一致，只有可见光才能在光合作用中被植物所利用并转化为化学能。,（1）不可见光：紫外光：消毒、杀菌，对植物的生长又可逆性抑制红外光：促进茎的生长、种子、孢子的萌发、提高温度。（2）可见光：光合产物：红光促进碳水化合物的合成、蓝光促 进蛋白质的合成色素的形成：红光促进叶绿素的合成、蓝紫光促进花青素的合成 植物的形态建成：蓝紫光、青光抑制植物伸长、红光促进生长,二、光强的生态作用 1光强对光合作用的影响,光补偿点：当
6、光合作用固定的CO2恰与呼吸作用释放的CO2相等时的光强。光饱和点：光合作用中，随着光照强度的加大，净光合速率逐渐减慢，直到光合产物不再增加时的光强。,2光强影响植物的生长及发育,光照不足时植物形态：黄化：节间长，叶子不发达，侧枝不发育，植物体水分含量高，细胞壁很薄，机械组织和维管束分化很差。光照较强时形态：树干较粗，尖削度大，机械组织发达，分枝多，树冠庞大。叶的细胞和气孔通常小而多，细胞壁与角质层厚，叶片硬，叶绿素较少。根系发达，分布较深。,影响发育：光强减弱，同化量减少，花芽的形成减少，导致结实不良或早期死亡。3、光强影响植物的观赏性 向光性,三、日照长度的生态作用,光周期现象：植物对光照
7、昼夜长短的反应。生态作用：影响植物开花影响植物休眠调节植物生长影响花的性别,第三节园林植物对光的生态适应,一、园林植物对光强的适应按照植物喜光性的差别将植物分为：阳性植物、阴性植物、中性植物,喜光树种：只能在全光照条件下正常生长发育，不能忍耐庇荫，林冠下不能完成更新过程。例如：落叶松，白桦。特征：树冠稀疏，自然整枝强烈，林分比较稀疏，透光度大，林内较明亮。生长快，开花结实早，寿命短。,耐荫树种：能忍受庇荫，林冠下可以正常更新。例如：云杉，冷杉。特征：树冠稠密，自然整枝弱，枝下高低，林分密度大，透光度小，林内阴暗。生长较慢，开花结实晚，寿命长。中性树种：介于以上二者之间的树种。鉴别耐荫性的主要依
8、据：林冠下能否完成更新过程和正常生长。,影响树种耐荫性的因素：,年龄：随着年龄增加，耐荫性逐渐减弱气候：气候适宜时，树木耐荫能力较强土壤：湿润肥沃土壤上耐荫性较强,二、园林植物对日照长度的适应,根据植物开花过程对日照长度的反映不同长日照植物：较长日照条件下促进开花的植物，日照短于一定长度则不能开花或推迟开花。通常需要14小时以上的光照才能开花。例如：菠菜、紫菀。短日照植物：较短日照条件下促进开花的植物，日照超过一定长度便不开花或明显推迟开花。一般需要14小时以上的黑暗才能开花。深秋或早春开花的植物多属此类。如牵牛、菊类。中日照植物：花芽形成需要中等日照时间的植物。例如甘蔗。日中性植物：在什么日
9、照条件下都能开花,短日照植物大多数原产地是日照时间短的热带、亚热带。长日照植物大多数原产于夏季日照时间长的温带和寒带。光周期现象是支配植物的地理分布，特别是高纬度地区栽培极限的重要因素。对植物的引种、育种工作有极为重要的意义。,第四节 光因子在园林中的应用,（1）控制花期：长日照处理、短日照处理、颠倒昼夜（2）改变休眠与促进生长（3）引种驯化（4）栽植配置,第三章 园林植物与温度,第一节 温度及其变化规律一、温度在空间上的变化:纬度:随着纬度的增加.温度逐渐降低。高纬地区所接受的太阳辐射量变化较大，使温度的变幅增加；海拔:海拔越高，温度越低大型水体：由东向西，温度变化越来越平缓地形：西南坡南坡
10、平地北坡,二、温度在时间上的变化温度的年较差：即一年内最热月与最冷月平均温度的差值。赤道地区气温年较差最小，随纬度增加其差值逐渐增大，在高纬度地区最大；海洋性气候地区年较差小，而大陆性气候地区则大。温度的日较差：昼夜间最高气温与最低气温的差值。北半球的大陆上最冷月是1月，最热月是7月，海洋上最冷月是2月，最热月是8月。,第二节 温度与植物的生长发育,一、温度对园林植物生长的影响（一）土壤温度与园林植物的生长发育1、对植物水分吸收的影响2、对植物养分吸收的影响3、对植物块根、块茎形成的影响4、对植物生长发育的影响5、影响昆虫的发生、发展（二）空气温度与园林植物的生长发育：日变化和年变化,二、植物
11、的感温性1、生物学温度最高温度、最低温度和最适温度合称温度三基点。2、界限温度3、春化作用温周期现象：植物随着昼夜、季节等有规律的温度变化而表现出来的各种反应。,三、变温的生态作用1、促进种子萌发2、促进生长3、促进开花结实4、影响产品品质5、影响植物的分布:广温植物和窄温植物。,物候：植物在长期适应于一年中温度、水分节律性变化，形成与此相适应的植物发育节律，称之为物候。物候定律：应用：（1）对植物进行保护（2）掌握播种时间（3）药用植物的栽培和采摘影响物候期的因素：经度：影响水热条件，从东南向西北物候推迟；纬度：影响温度，从南向北物候推迟；海拔：海拔升高，气温降低、物候推迟。,四、积温植物的
12、生长发育需要在一定的温度数以上才能开始；而且需要有一定的温度总量，才能完成生活周期，通常把这一温度的总量，成为积温。K=(X-X0)YK该生物所需的有效积温，它是个常数；X当地该时期的平均温度，；X0该生物生长活动所需最低临界温度（生物零度），；Y天数，d。,有效积温法则的应用:1 预测生物发生的世代数；2预测生物地理分布；3制定农业气候区划，合理安排作物；4应用积温预报农时。,第三节 极端温度对植物的生态作用,（一）低温对植物的生态作用与植物的生态适应1低温对植物的伤害（1）直接伤害：冷害：指零度以上的低温对喜温生物的伤害。冷害是喜温生物向北方引种和扩大分布区的主要障碍。冻害：是指冰点以下的
13、低温使生物细胞内和细胞间隙形成冰晶而造成的损害。霜害：由于霜的出现而造成的植物伤害。,（2）间接伤害：冻拔：在纬度高的寒冷地区，当土壤含水量过高时，由于土壤结冻膨胀而升起，连带植物抬起。至春季解冻时，土壤下沉而植物留在原位造成植物根部裸露死亡。冻裂：在寒冷地区的阳坡，或树干的阳面，由于阳光照晒使树干内部的温度与干皮表面的温度相差较大，对这些树种而言，就会形成裂缝。当树液活动后，会有大量伤流出现，久之很容易感染病菌，严重影响树势。生理干旱：由于土壤水分中盐分浓度过高，土壤透气性差或土壤温度过低等因素的影响，使植株无法吸收到所需水分而导致缺水的现象称为生理干旱。,2 植物对低温的适应形态上的适应芽
14、和叶片常受到油脂类物质的保护，芽具鳞片，植物体表面生有蜡粉和密毛，植物矮小并常成匍匐状，垫状或莲座状等，这种形态有利于保持较高的温度，减轻严寒的影响。生理上的适应植物：植物常通过以减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪和色素等物质来降低植物的冰点，增加抗寒能力。行为上的适应 休眠。,（二）、高温对植物的生态作用与植物的生态适应,1高温的影响：根茎灼伤、树皮灼伤高温主要破坏植物的光合作用和呼吸作用的平衡,使呼吸作用超过光合作用，植物因此萎蔫甚至死亡。高温还能促进蒸腾作用,破坏水分平衡，促使蛋白质凝固和导致有害代谢产物的积累，从而对植物造成伤害。,2植物对高温的适应形态:一些植物生有密绒毛和鳞片
15、，能过滤一部分阳光；有些植物体呈白色、银白色、叶片革质发亮，能反射一大部分阳光，使植物体免受热伤害；有些植物叶片垂直排列使叶缘向光或在高温条件下叶片折叠，减少光的吸收面积；还有些植物的树干和根茎生有很厚的木栓层，具有绝热和保护作用。,第四节 温度在园林中的应用,一、植物生长的温度环境的调控合理耕作、地面覆盖、灌溉排水、设置增温、物理化学制剂二、温度环境调控在园林绿化中的应用温室栽培、荫棚栽培、低温贮藏、花期调整、防寒越冬、降温防暑,第四章 园林植物与水分,第一节水及其变化规律水分循环和平衡,一、水的形态气态、液态、固态液态降水：雾：空气中水汽达到饱和就形成了雾。弥补干季降水的不足。露：空气中水
16、汽以液滴形式液化在地面覆盖物体上的液化现象。云：空气上升，温度降低，水汽凝结形成云。雨：成因与云相似。最重要的降雨形式。,固态水：霜：露点温度在0摄氏度以下时，水蒸气则要在地面物体的表面上直接凝结成水冰粒，便是霜。雪：是重要的水源之一；对植物的越冬起保护作用，使其避免低温伤害；还可增加土壤中的氮肥；但也能伤害植物。冰雹：对植物有严重的机械损伤作用。,二、空气湿度1、水汽压:空气中水汽产生的压力。空气中水汽含量越多，水汽压越大。饱和水汽压：空气中水汽达到饱和点时的水汽压。2、绝对湿度：单位体积空气中所含水汽量（g/cm3）相对湿度：空气中实际水汽压e与同温度下饱和水汽压E的百分比，即r=（e/E
17、）*100%变化规律与温度相反,3、饱和差一定温度下饱和水气压与实际水汽压之差。d=E-e4、露点温度：指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。露点与气温的差值可以表示空气中的水汽距离饱和的程度。差值越大，说明空气越干燥。,三、降水的表示方法降水按性质分：连续性降水、阵形降水、间歇性降水、毛毛状降水。1降水量：就是指从天空降落到地面上的液态和固态(经融化后)降水,没有经过蒸发、渗透和流失而在水平面上积聚的深度。它的单位是毫米。2降雨强度:指单位时段内的降雨量。以mm/d或mm/h计。,3降水变率降水变率：就是降水量的变动程度。分降水绝对变率和降水相对变率两种。1）降水绝对变
18、率 降水绝对变率又称降水距平。它是指某地实际降水量与同期多年平均降水量之差。表示某地降水量的变动情况。2）降水相对变率 降水绝对变率与多年平均降水量的百分比,称为降水相对变率。用下式表示:Q=（D/R）100%式中Q为某年的降水相对变率，D为降水绝对变率，R为同时段内几年的平均降水量。一般来说，纬度越高，距海越远，海陆差异越明显的地方，降水相对变率越大。值越大，表示该地发生洪涝灾害的可能性越大。,第二节园林植物对水分的需求和适应,一、植物体水分平衡：收入和支出（一）植物吸水：蒸腾拉力、根压（二）植物失水：吐水 蒸腾作用：气孔蒸腾、角质层蒸腾（三）影响蒸腾作用的外界条件：光、温度、风、大气湿度,
19、二、水对植物的生态作用1促进种子的萌发2促进高生长3影响根系的发育4影响开花结实和产品的品质5繁殖的媒介：苦草、椰子,三、植物对水分的适应（一）水生植物：生长在水中植物的统称。,适应方式有发达的通气组织;机械组织不发达或退化;叶片薄而长,以增加光合和吸收营养物质的面积。,1、沉水植物：整个植物体沉没在水面以下，与大气完全隔离。如2、挺水植物：植物的根固定在水底的泥土中，茎或叶都挺出水面。如荷花、芦苇3、浮水植物：叶片漂浮在水面上的植物。如睡莲，,二、陆生植物形态适应：发达的根系；叶面小；单子叶植物中一些具扇状的运动细胞，可使叶面卷曲；具发达的贮水组织；,湿生植物：不能长时间忍受缺水，抗旱能力差
20、，多生长在水边或潮湿的环境中。阳性湿生植物、阴性湿生植物。如水稻、秋海棠。中生植物：适于生长在水分条件适中的环境中，形态结构及适应性介于湿生植物与旱生植物之间，种类最多，分布最广，数量最大。旱生植物：生长在干旱环境中，能忍受较长时间的干旱，且能维护水分平衡和正常的生长发育。主要分布在干热草原和荒漠地区。,旱生植物：（1）肉质植物：无叶、茎肥厚、贮藏大量水分。气孔小且深陷在组织里。生长迟缓。（2）硬叶旱生植物：叶有多条棱或槽，机械组织发达，气孔深陷槽内，抗萎蔫能力强。（3）薄叶旱生植物：不抗热也不缺水，但蒸腾作用强烈，根发达。,四、水分异常对园林植物的影响及植物的抗性（一）、干旱对植物的影响1、
21、干旱的种类:大气干旱、生理干旱2、干旱的危害（1）使植物消耗增加、生长缓慢（2）导致大量叶片萎蔫、脱落（3）降低产品品质（4）使植物抵抗力下降，容易引起病虫害3、植物对干旱的适应：,(二)、雨涝水分过多对植物的危害称涝害。水分过多的危害并不在于水分，而是由于水分过多引起缺氧，从而产生一系列的危害。如果排除了这些间接的原因，植物即使在水溶液中也能正常生长。水涝缺氧主要限制了有氧呼吸，促进了无氧呼吸，会产生大量无氧呼吸。无氧呼吸还使根系缺乏能量，阻碍矿质的正常吸收。水涝缺氧使土壤中的好气性细菌的正常生长活动受抑，影响矿质供应；相反，使土壤厌气性细菌活跃，使土壤内形成大量有害的还原性物质。植株变黑至
22、死亡。水涝缺氧可降低植物的生长量。受涝的植物生长矮小，叶黄化，根尖变黑，叶柄偏上生长。,第三节 园林植物对城市水分状况的调节一、城市水分的特点1、城市空气湿度比郊区农村低(干岛效应）2、降水强度和频率比郊区农村高（雨岛效应）3、地下水缺乏4、水污染严重二、园林植物对城市水分的调节1、减少地表径流，增加土壤含水量2、增加空气湿度和自然降水（截流和蒸腾）3、形成城市小气候,三、园林植物对水的净化作用1、植物将污染物进行体内新陈代谢而利用掉2、植物的富集作用3、植物将吸收的物质进行转化或转移,第四节 水的调控在园林绿化中的应用一、合理浇灌：生态习性、生长发育阶段、天气、季节、土壤状况二、调整花期、花
23、色、花态三、抗旱锻炼四、灌水防寒,第1章 园林植物与大气,第一节 大气的组成及其生态作用,一、大气组成及其主要成分的生态作用（1）氧气的生态作用1、是植物进化的先决条件2、是植物呼吸的必须物质3、是种子萌发的必备条件4、是自然界氧化过程的参与者5、形成臭氧（2）二氧化碳的生态作用1、二氧化碳浓度的高低直接影响地表温度2、是植物光合作用的主要原料,（3）氮的生态作用氮是构成生命物质的最基本成分。氮气是不能被绝大多数生物直接利用,植物所需要的氮要通过固氮作用将无效的氮转化成能被植物吸收的硝态氮和氨态氮。土壤中的氮素经常不足,当氮素严重亏缺时,植物生长不良,甚至叶黄、枯死,所以在生产上常常施以氮肥进
24、行补充。氮过多也会引起许多不良后果，如促进全球变暖、增加大气污染、水体的富营养化等。,恒定部分：氮气、氧气、稀有气体。来自大气组成的最初，含量几乎不变。可变部分：二氧化碳、水蒸气等。随季节、气象和人类活动等因素变化。不定部分：尘埃、硫及氧化物、氮氧化物等。自然界的灾害引起的，造成污染是短暂的、局部的。煤烟、尘埃、硫氧化物、氮氧化物等。由于人类造成的，是造成大气污染的主要来源。,二、大气的垂直分层由于受重力的作用，大气从地面到高空逐渐稀薄，大气质量主要集中在下部，根据大气的各种物理属性，自下而上把大气层分为:1、对流层对流层是大气中最低的一层，紧贴地面的一层。大气温度随高度的增加而降低。空气具有
25、强烈的垂直运动。对流作用强度随纬度的升高而减弱，即低纬度较强而高纬度较弱。温度和湿度在水平方向上分布不均。大气层质量的75%都集中在 这里，云、雾、雨、雪等主要大气现象都发生在这一层。对流层对人类生产、生活和生态平衡影响最大。大气污染现象也主要发生在这一层。,2、平流层此层气流运动相当平衡，以水平运动为主，故成为平流层。温度随着高度的增加而逐渐升高。该层天气晴好，气流平稳，适于飞行。平流层内臭氧量增 加，在1525km臭氧浓度达到最大值，称为臭氧层。3、中间层离地表5085km这一区域称为大气的中间层。在平流层之上温度随着高度增加而下降，中间 层的温度可降至-100，在该层内又出现比较强的垂直
26、对流作用。,4热层 中间层之上，该层内大气因直接吸收太阳辐射而 得到能量，因此温度随高度而增加，并且日变化和季变化明显，昼夜温差可达几百度，由于 在太阳辐射的作用下，大部分气体分子发生电离，而且有较高密度的带电粒子，是电离层的 主要分布层。电离层能反射无线电波，其变化对全球的无线通讯有重大意义。5散逸层 这是大气圈的最外层。由于大气向上越来越稀薄，地心引力减弱，以致 一个气体质点被碰撞出这一层后，就很难有机会再被上层气体质点撞回来，而进入宇宙空间 了。该层温度也随高度增加而升高。,第二节大气污染对植物的危害 大气污染通常系指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足
27、够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境的现。一、大气污染的形成自然因素：如森林火灾、火山爆发等人为因素：如工业废气、生活燃煤、汽车尾气、核爆炸等，是大气污染的主要来源，尤其是工业生产和交通运输所造成的。污染物进入植物体的途径：气孔和以液体的形式渗透,二、主要大气污染对植物的危害1、二氧化硫：针叶树首先在两年以上的老针叶上出现褐色条斑或叶色变浅,叶尖变黄,逐渐向叶基部扩散,最后针叶枯黄脱落,阔叶树受危害后,叶部出现几种症状,大多数在叶脉间出现褐色斑点或斑块,颜色逐渐加深,最后引起叶脱落。受害部分与健康组织之间的界限明显。一般生理活动旺盛的叶片吸收二氧化硫多,吸收速度快,所以烟斑较重,
28、而新枝与幼叶的伤害相对比老叶轻,发生烟斑较少。,2、氯气黄绿色有刺激性气味的强氧化剂。针叶树受害症状与二氧化硫所致烟斑相似,但受伤组织与健康组织之间常常没有明显的界限,这是与二氧化硫毒害的不同之点。阔叶树受害后,叶面出现褐色斑块,叶缘卷缩。氯气的毒害症状大多出现在生理活动旺盛的叶片,下部枝的老叶和枝顶端的新叶很少受害。,3、氟化物氟化物主要是氟化氢,属剧毒类的大气污染物,它的毒性比二氧化硫大10100 倍。氟化物通过气孔进入叶肉组织后,首先溶解在浸润细胞壁的水分中,小部分被叶肉细胞吸收,大部分则顺着维管束组织运输,在叶尖与叶缘积累。针叶树对氟化物十分敏感,针叶伤害从顶端开始,随着氟化物的积累,
29、逐渐向基部发展,受害组织缺绿,随后变为红棕色。一般在有氟化物污染的地方,很少看到有针叶树生长。阔叶树受害后,首先在叶片尖端和叶缘产生灰褐色烟斑,烟斑逐渐扩大,最后叶脱落。氟化物所致烟斑多发生在新枝的幼叶上,这是与二氧化硫和氯气伤害症状的显著区别。,4光化学烟雾光化学烟雾的主要成分是臭氧。臭氧对植物有危害,主要破坏栅栏组织细胞壁和表皮细胞,植物受毒后,叶片失绿,叶表出现褐色、红棕色或白色斑点,斑点较细,一般散布整个叶片。5固体颗粒物大气污染中的固体颗粒物落在植物叶片上时,布满全叶,堵塞气孔,妨碍光合作用、呼吸作用和蒸腾作用,从而危害植物。,一、植物对大气污染的抗性确定抗性强弱的方法：（1）野外调
30、查（2）定点对比栽培法（3）人工熏气法三级抗性标准：抗性弱、抗性中等、抗性强,第三节 园林植物对城市大气的保护作用,二、植物监测利用对环境中的有毒气体特别敏感的植物的受害症状来监测大气中有毒气体的种类与浓度,并指示环境被污染的程度。用来监测环境污染的植物称为监测植物。优点：1、能早期发现大气污染。如二氧化硫的浓度达一定程度 时,人才能嗅到气味,更高时引起咳嗽和流泪,而一些植物如紫花苜宿在二氧化硫浓度为很低时就会表现出受害症状。,2、能够反映几种污染物的综合作用强度。有些污染物共存时,比各自单独存在时的危害增强,即有增效作用。如二氧化硫与臭氧,二氧化氮与乙醛共存时,对植物的危害增强,而有些污染物
31、共存时,则表现出相互减弱作用,即拮抗作用,如二氧化硫与氨气,这种污染物间的增效与拮抗作用用理化方法不易监测。,3、长期性用多年生的树木作监测植物,能够反映某一地区的污染历史。因为树木寿命长,而许多污染物会沉积在树木的年轮中,通过对年轮中有害物浓度进行分析可推测环境污染的历史状况。4、用植物监测方法简单，成本低廉，适合大面积推广。,缺点：1、植物监测需要积累大量的资料才能达到定量分级的水平，检测速度不及仪器快。2、监测植物容易收到自然因素和本身生长状况的影响。3、植物受污染产生的症状，与植物受病虫害、干旱、肥力不足等原因引起的症状相似，不易区别。,第三节 园林植物对大气的净化作用一、维持碳氧平衡
32、二、吸收有害气体三、滞尘效应四、减菌效应五、减噪效应六、吸收放射性物质七、对室内空气的净化作用,第四节 园林植物的风环境一、风对园林植物的生态作用(一)风对植物生长的影响风对植物的蒸腾作用有极显著的影响。盛行一个方向的强风常使树冠畸形。促进光合和呼吸、蒸发和蒸腾。(二)风对植物繁殖的影响有许多植物靠风授粉,称为风媒植物;有些种子靠风传播到远处,称为风播种子。无风时,风媒植物将不能授粉、风播种子将不能传播它处。(三)风对植物的机械损害风对植物的机械损害是指折断枝干、拔根等,其危害程度主要决定于风速、风的阵发性和树种的抗风性。在强风的作用下,一些浅根性树种常常连根刮倒。受病虫害危害的、生长衰退的、
33、老龄过熟树木,常被强风吹折树干。风倒与风折常给园林树木,特别是一些古树造成很大危害。,二、防风林1.紧密结构（三层林冠）林带枝叶稠密,气流为林带所阻,大部分从林带上越过。越过林带气流能很快到达地面,动能消耗少。在林带背风面,靠近林缘处形成一个有限范围的平静弱风区。防风距离短。2.疏透结构（三层或者2层）林带具有较均匀的透光空隙,大约有50%的气流从林带内部透过。最小弱风区在背风面310 倍树高处,有效防风距离为树高的25 倍左右。3.透风结构（2层或者1层）林带稀疏,强烈透风,透风系数0.6 以上,疏透度也在60%以上。这种林带气流易通过,很少被减弱,仅少量气流从林带上越过,气流动能消耗很少,
34、防风效能不强。防风距离长。,第五章 园林植物与土壤环境,第一节土壤的形成过程土壤是由固相、液相和气相三种物质组成的疏松多孔体。土壤矿物质按重量计，一般占土壤的95%以上，因此，矿物质成为土体的“骨架，也是植物矿物营养的源泉，是影响土壤肥力高低的一个确定性因素。一、岩石的风化过程1、岩石的种类：根据岩石的成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。,2、矿物按成因可分为原生矿物和次生矿物.（1）原生矿物 由地壳深处熔融状态的岩浆冷凝固结而形成的矿物称原生矿物。如石英、长石、云母、辉石、角闪石等。（2）次生矿物 原生矿物经物理、化学风化作用，组成和性质发生化学变化，形成的新矿物称次生矿物。如方解石、高岭石等
35、。,3、岩石的风化作用与成土母质（1）、风化作用地壳表层的岩石在大气圈、生物圈作用下，所引起的破碎和分解，通常称为岩石的风化作用。类型：物理风化：热力、冰劈、风和流水、冰川化学风化：溶解、水化、水解、氧化生物风化：生物的机械破碎、化学分解、人类活动等。,（2）、成土母质裸露的岩石经过风化作用的结果便形成了新的疏松的、粗细不同的风化产物覆盖在地壳表面的堆积体，是形成土壤的母体，称为母质。土壤母质与原来岩石相比，具有很大区别。首先：由岩石坚硬致密状态破碎为粘散多孔的状态，产生了对水分与空气的通透性。其次：岩石彻底分解，形成了粘粒，粘粒之间具有毛管孔隙，产生了蓄水性，增加了表面积，使其具有胶体的性质
36、，如吸附性能出现，可保蓄风化所释放的可溶性盐基物质，为植物所需的矿质养分提供最初来源。因此，岩石风化形成母质，使其初步具备水、气、热和养分等肥力因素。,二、土壤的形成过程1、形成过程的实质：物质的地质大循环、生物小循环2、土壤形成的因素：3、物质组成：有机质,土壤的有机质土壤有机质是指土壤中形成的和外部加入的所有动、植物残体不同分解阶段的各种产物和合成产物的总称。土壤有机质只占土壤质量的1%5%，但对土壤的保肥供肥性、土壤结构的形成和稳定性、土壤物理化学过程及重金属与农药等污染物的降解等生态过程起十分重要的作用。,1、土壤有机质的来源土壤有机质主要来源于高等绿色植物的枯枝、落叶、落果、根系等；
37、其次是土壤中动物、微生物的遗体；及人为施用的有机肥料。2、有机质的类型土壤中的有机质大致可分为两大类：（1）新鲜有机质、有机残余物和简单有机化合物 新鲜有机质指那些仍保持原来形态，没被分解的动物植物及微生物遗体。有机残余物指那些半分解状态的有机物质。简单有机物包括糖类有机残余氨基酸、脂肪等有机化合物。（2）土壤腐殖质 土壤腐殖质是除未分解的动、植物组织和土壤生命体等以外的土壤中有机化合物的总称。,3、土壤有机质的组成（1）碳水化合物 碳水化合物主要有淀粉、纤维素、半纤维素等多糖类物质。（2）含氮化合物 动、植物残体中主要的含氮化合物是蛋白质，少量比较简单的可溶性氨基酸。植物残体中的叶绿素等。（
38、3）单宁、树脂、脂肪、蜡质等 这是一类复杂的有机化合物，除单宁外，其余都不溶于水而溶于有机溶剂如酒精、苯等物质中，在土壤中分解缓慢而不彻底。（4）本质素木质素是植物木质部的主要组成成分，是复杂的有机化合物。（5）灰分元素 植物经燃烧后，残留在灰分中的元素称灰分元素。构成灰分的主要元素为Ca、Mg、K、Na、S、P、S、Fe、AL、Mn，以及微量元素I、Zn、Mo、B等。其中以Si、Ca、K、Al为最多。,4、有机质的转化（1）矿质化过程（分解）A：含碳有机物质的转化 土壤有机质中的碳水化合物如纤维素、半纤维素、淀粉等糖类，在微生物分泌的糖类水解酶的作用下，首先水解为单糖：(C6H10O5)nn
39、H2OnC6H12O6 生成的单糖由于环境条件和微生物种类不同，又可通过不同的途径分解，其最终产物也不同。如果在好气条件下，有好气性微生物分解，最终产物为水和二氧化碳，放出的热量多，称氧化作用。其反应如下：nC6H12O66O2 6CO26H20热量如果在通气不良的条件下，则在嫌气性微生物作用下缓慢分解，并形成一些还原性气体、有机酸，产生的热量少，称发酵作用。其反应为：C6H12O6 CH3CH2CH2COOH2H22CO2热量4H2CO2 CH42H2O,B：含氮有机质的分解 含氮有机物是土壤中氮素的主要贮藏状态，包括蛋白质、氨基酸、腐殖质等。水解作用蛋白质在微生物分泌的蛋白质水解酶作用下，
40、分解成氨基酸的作用称水解作用。氨化作用 分解含氮有机物产生氨的生物学过程称氨化作用。CH2NH2COOHO2 HCOOHCO2NH3CH2NH2COOHH2 CH3COOHNH3CH2NH2COOHH2O CH2(OH)COOHNH3硝化作用 氨态氮被微生物氧化成亚硝酸，并进一步氧化成硝酸的过程，称硝化作用。这一作用可分为两个阶段：第一阶段，氨被亚硝酸细菌氧化成亚硝酸；第二阶段，亚硝酸被硝化细菌氧化成硝酸。其反应如下：2NH23O2 2HNO22H2O热量2HNO2O2 2HNO3热量,水解,反硝化作用硝酸盐在反硝化菌的作用下还原为氮气的过程成为反硝化作用。其反应如下：C：含磷有机物质的转化土
41、壤中的含磷有机物，在多种微生物的作用下，形成磷酸，成为植物能够吸收利用的养料。D：含硫有机物质的转化蛋白质 硫氨基酸 H2S 还原型的无机硫化物被硫化细菌氧化成硫酸的过程，称硫化作用。其反应如下：2H2SO2 2H2O2S2S3O22H2O 2H2SO4 硫化作用产生的硫酸与土壤中的盐基物质作用，形成硫酸盐，硫酸盐是植物可吸收的养分。,C6H12O624KNO3,（2）腐殖化过程（合成）土壤腐殖质的形成是一个复杂的过程，大致可分为两个阶段。第一阶段：有机残体在微生物分解作用下，其中一部分彻底矿化，最终生成CO2、H2O、NH3、H2S等无机化合物。另一部分转化为较简单的有机化合物（多元酚）和含
42、氮化合物（氨基酸、肽等），提供了形成腐殖质的材料。第二阶段：上述土壤腐殖质的组成部分，在微生物的作用下各组成成分缩合成腐殖质。,腐殖质的性质,1.分子量大：890-2550（胡）和675-1450（富）促进团粒结构的形成2.表面积大：2000m2/g3.亲水胶体：保水性强4.含多种功能基团，通过解离，表现离子交换、络合、氧化还原等多种生理活性5.阳离子代换量大，达到5001200cmol（+）/kg，对土壤物理和化学性质都有重要影响,腐殖质的种类和性质 腐殖质本身不是一种单一的化合物，而是由多种化合物形成的聚缩物，其主体为腐殖酸及其盐，占腐殖质的8590，称为腐殖物质。其余为微生物代谢所产生的
43、较简单的化合物，因与腐殖酸紧密结合难以分离，故与腐殖酸合称为腐殖质。腐殖质组分的分离 腐殖酸是腐殖质的主要成分，腐殖质是一类组成和结构都很复杂的天然高分子聚合物，主体是腐殖酸与金属离子相结合的盐类，要想研究腐殖酸，就必须将之从土壤中提取出来，但较为困难，目前常用的方法是：先将土壤中未分解或部分分解的动植物残体分离，然后用不同的溶剂来浸提土壤，根据性质的不同，将腐殖质划分为三个组分：黄白色溶液（富里酸）、褐色沉淀（胡敏酸）、黑色残余物（胡敏素）,腐殖酸它的性质不活泼，不能作为独立的腐殖物质存在，所以一般把土壤腐殖质概括为胡敏酸和富里酸两大类。（一）胡敏酸和富里酸的共同性质 胡敏酸和富里酸同属于高
44、分子有机化合物，是两性胶体，具胶体特性。主要组成元素有：C、H、O、D，还有P、S等。（二）胡敏酸的特性 胡敏酸是土壤中溶于稀碱的棕褐色的天然有机高分子化合物。胡敏酸分子量大，平均可大于25，000，它的官能团的氢离子可以被解离出来与溶液中的阳离子进行交换。因胡敏酸的官能团多，所以它具有较强的交换能力。（三）富里酸的特性 富里酸是土壤中溶于稀碱也溶于稀酸的黄棕色天然有机高分子化合物。富里酸的分子量较胡敏酸小（3 0006 000）。其元素组成和分子结构虽与胡敏酸相似，但含C、H量比胡敏酸少，而H、O的含量比胡敏酸多，这说明富里酸缩合程度较胡敏酸低，酸性较强。,5 土壤有机质的作用,（1）提供植
45、物需要的各种养分：土壤有机质是植物和微生物养分的主要来源（2）增强土壤的保水保肥能力腐殖质疏松多孔，又是亲水胶体，能保持大量的水分。研究表明：腐殖质的吸水率为500-600%，而粘粒的吸水力为50-60%，能大大提高土壤的保水能力。腐殖质属两性胶体，带正、负电荷，故可吸附阴阳离子，又以其电性以负电荷为主，它主要吸附阳离子。养料阳离子如K+、NH4+、Ca2+、Mg2+等，一旦被吸附，可避免随水流失，与其它阳离子可以交换，故不失其对作物的有效性，所以具有保肥性。,（3）促进团粒结构的形成，改善土壤物理性质 腐殖质在土壤中主要以胶膜形式包被在矿质土粒表面，由于它是一种胶体，尤其是Ca2+存在的条件
46、下，腐殖质产生凝聚作用，形成良好的水稳性团粒结构。粘结力强于砂粒，施于砂土后能增加砂土粘结性，可促进团粒结构的形成，另一方面，由于它疏松、多孔、粘结力不如粘粒强，所以被它包被后，而形成散碎的团粒，使土壤变的疏松而不再结成硬块，所以，有机质可使粘土变松，砂土变紧，调节土壤透水、通气性能，提高土壤耕性，适耕期长，耕作质量相应提高。,（4）促进土壤微生物的活动土壤有机质能为微生物生活提供能量和养分，同时又能调节土壤水、气热及酸碱状况。（5）促进生物的生理活性：促进糖的代谢、酶的活性、呼吸作用等促进植物生长。（6）减少农药和重金属污染,6、土壤有机质的调节要想增加土壤中的有机质，一方面要增加有机质的来
47、源，合理安排耕作制度，实施粮、绿轮作，增施各种有机肥料，另一方面则需要了解影响有机质积累和分解的因素，以便对其积累和分解过程起调节作用，使有机质的积累和消耗达到动态平衡。,（1）增加有机质的途径种植绿肥作物绿肥分解快，形成腐殖质也较迅速。绿肥作物可固氮，使用绿肥后所增加的腐殖质量和原腐殖质的量相比，除抵消部分外，腐殖质还可增加。发展畜牧业，增施有机肥料 农业发展为畜牧业提供丰富的饲料，从而促进畜牧业的发展，而畜牧业的发展，还为农业提供大量的有机肥料，促进农业的发展。秸秆还田秸秆直接还田是增加土壤有机质和提高作物产量的一次有效措施。,（2）调节土壤有机质的分解速率 土壤有机质的转化是通过微生物活
48、动来进行的。为了充分发挥有机质的有益作用，就必须调节土壤微生物的活动，使有机质能及时分解，即不能太慢，也不能太快。分解太慢，释放出的养分少，不能满足作物的需要；而分解太快，不但会使土壤有机质产生无益消耗，还会造成养分的流失及作物的猛长。此外，土壤有机质过快的消耗会导致土壤结构的破坏，使土壤的理化性质变劣，耕性恶化。因此采用正确的调节措施，以调节土壤有机质的分解速率是之适应于作物生长发育的需要，成为土壤有机质动态平衡中的另一个重要问题。,通过控制影响微生物活动的因素，来达到调节土壤有机质分解速率的目的。这些因素包括：调节土壤水、气、热状况，控制有机质的转化合理的耕作和轮作调节碳氮比和土壤酸碱度,
49、土壤生物包括动物、微生物、植物根系（一）土壤动物：土壤动物主要参与土壤中的物质转化，特别是通过捕食微生物和利用有机物质促进土壤有机质分解。、蚯蚓 在土壤动物中，蚯蚓的作用最大并特别重要，它能释放许多酶参与有机物质的转化。大量蚯蚓的活动，强烈地翻动和搅拌着凋落物和土壤。、白蚁 仅次于蚯蚓，在白蚁的消化道中含有许多纤维素分解菌，对纤维素的分解具有重要意义。、线虫 线虫又叫线形蠕虫或鳗形蠕虫。几乎所有的土壤中都可以发现，而且数量大的惊人，每平方米达10-100万条。,、原生动物 土壤中的原生动物以鞭毛虫类最多。它以细菌和少数其它微生物为生。、脊椎动物 在土壤中栖居的脊椎动物种类很多，尤其在草原和森林
50、中数量很大。、节肢动物和腹足动物 土壤中的节肢动物和腹足动物包括蚁类、蜈蚣、蜘蛛；蜗牛等及各种昆虫的幼虫。,（二）土壤微生物土壤微生物微小生命有机体的总称，是土壤中最原始的活有机体。它们的作用是：分解有机质，合成腐殖质，转化土壤中难溶性的矿质养分及固氮。包括三种生命形式：原核生物、真核生物和病毒。根据土壤微生物的形态构造和生理活动特点，一般可分为：原核生物：真细菌，分为革兰氏阴性菌（光合细菌、假单胞杆菌、好气固氮菌、兼气厌氧杆菌、球菌、化能自养细菌等）和革兰氏阳性菌（芽孢杆菌、无芽孢杆菌、球菌）。古细菌蓝细菌：能固氮的光能自养菌。放线菌：菌体呈分支丝状，以有机物为碳源。真核微生物：真菌、藻类、
