《园林生态学》教案

教案（首页） 课程名称 园林生态学 课程代码     学 分   课程性质   任课教师   职称   授课对象   教材 和 主要参考资料 ［1］ 冷平生.园林生态学.北京：中国农业出版社，2003 ［2］ 李博.生态学.北京：高等教育出版社，2000 ［3］ 周志翔.园林生态学实验实习指导书.北京：中国农业出版社，2003 教学目的和 教学要求 园林生态学是园林专业的专业基础课，是在学习植物学，花卉学等基础课程后，重点研究城市居民、生物与环境之间相互关系的科学，属于应用生态学的范畴。 通过本课程的学习，要求学生重点掌握生态学的基本原理，掌握城市环境、城市植被和城市生态系统的特点，掌握自然生态现象与过程的观察、分析方法和园林生态学的基本实验研究技术，具备一定的生态观念与环保意识，能运用园林生态学知识为生态园林、园林城市以及生态城市的建设服务。并为进一步学习有关专业课奠定良好的基础。 教学重点和 教学难点 1.重点掌握城市环境特点及生态因子与园林植物间相互作用的方式与机制，掌握基本概念和相互作用的一般规律，了解当前生态环境问题及其与园林生态学研究的关系。 2.重点掌握种群基本特征和种群动态的基本规律，掌握种间、种内相互作用机制及其生态意义，了解种群动态与种间相互作用的应用。 3.重点掌握群落结构、动态与分类的基本概念与一般规律，掌握生物多样性和群落特征时空变化的主要影响因素及我国植被的特点与分布规律，了解群落结构与动态规律的应用。 4.重点掌握生态系统结构、能流、物流的基本特征，掌握城市生态系统特点及城市绿地生态系统在改善城市环境中的作用和机理，了解生态系统平衡的现实意义。 5.重点掌握景观结构的概念模型及城市景观特点，掌握城市生态评价与生态规划的一般原则和内容，了解以及城市的生态恢复与生态管理途径与方法。             教案（章节备课） 2学时 章 节 绪论 教学目的 和 教学要求 了解生态学的含义、研究对象与任务；了解生态学的形成与发展；了解园林生态的基本内容，与园林城市的特点等基本内容。 教　学 重 点 难 点 重点掌握生态学的定义及研究层次，掌握生态学的发展阶段及现代生态学的发展趋势及特点，园林生态学的研究重点，了解城市化与现代园林发展趋势。 教学进程 （含章节 教学内容、学时分配、 教学方法、 辅助手段） 0.1 关于生态学 定义 E.haeckel:生态学是研究有机体和周围环境的科学——广泛 Andrewartha:生态学是研究有机体的分布和多度的科学——种群 кащкаров：生态学是研究生物的形态、生理、行为的适应性的科学 ——生物的生态适应性 E.Odum:生态学是研究生态系统的结构和功能的科学——生态系统 马世骏：生态学是研究生命系统和环境系统相互关系的科学——广泛 研究内容： 环境对有机体的影响；有机体对环境的生态适应和影响；有机体间的关系 发展简史： 1.萌芽期（史前-1869） 《淮南子》 欲知地道，物其树 《诗经》 唯鹊有巢，唯鸠居之 螳螂捕蝉，黄雀在后 Empedocles 植物营养与环境 Aristotle 动植物的生态类型 1735年 Reaumur 昆虫发育与积温 1859年 Saint hilaire 首创Etnology一词 2.诞生和发展期 1869年 Haeckel提出“ecology”的定义——生态学的诞生 1895年 E.Warming《植物分布学》 1898年 Schimper《植物地理学——植物生态学的诞生 1913年 Adams《动物生态学的研究指南》 1927年 Eltom《动物生态学——动物生态学的诞生 3.现代生态学的兴起 生态系统研究的兴起 1964年 IBP 1972年 MAB 量化方法的应用 宏观与微观均有发展 分支学科层出不穷   0.2 园林生态学的定义 园林生态学：是研究园林植物与城市生态环境之间相互关系的科学 既是生态学的分支学科又是园林学的分支学科 0.3 园林生态学的研究内容 城市生态环境对园林植物生长发育、分布的影响 园林植物的环境效应及其在城市生态系统调控中的作用 0.4 园林生态学研究动态 (1)城市园林植物生存条件特点研究 城市不同地段环境因子的差异 城市园林植物生存的地下环境 城市环境污染 (2)城市生态条件的利用与园林植物栽培养护技术研究 利用城市生态条件的多样性丰富园林植物种类 根据城市生态条件特点改进栽培养护技术 (3)城市园林植物群落研究 园林植物群落种类组成、结构 园林植物群落物种多样性 群落稳定性 古树名木的保护与复壮 园林植物种类的选择与群落配置 (4)园林绿地的生态效益与城市绿量研究 不同类型园林绿地的生态效益差异及提高生态效益的途径 园林绿地绿量的调查统计与适宜标准的制定 (5)园林植物生态的基础研究 园林植物的不同遗传类型及其生态适应性 园林植物的抗性生理与抗性育种 园林植物的生态调控技术 0.5 城市园林的发展 （1）中国园林的发展 私家园林 皇家园林 城市绿化 花园城市 园林城市 生态城市 寺庙园林 由注重人文景观转向自然化景观,发展现代园林 由注重园林的美学价值转向园林绿地的生态功能,发展生态园林 由孤立封闭的深院转向城市绿地系统建设，发展大园林 (2)国外城市园林的发展 城市公园运动 (The City Park Movement) 1851年由唐宁(Downing A.J)倡导，纽约市开始规划第一个城市公园, 1858年由Olmated F.L主持 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 , 1875年建造了第一个城市公园----纽约中央公园 带形城市(Linear City) 1882年西班牙工程师Arturo Soria Y Mata提出带形城市理论,主张城市沿一条40米宽的交通干道发展，城市建筑用地总宽约500米,每隔300米设一条20米宽的横向道路,用地两侧为100米宽布局不规则的公园和林地,使城市居民回到自然中去，1884--1904年间在马德里规划建造了第一个带状城市   田园城市(Gardon City) 1898年,由英国的霍华德(Ebnezer Howard)提出田园城市理论,提倡建设城乡结合、环境优美的新型城市 1904年在离伦敦市35英里的建设了第一个田园城市 1919年又在伦敦近郊建成了第二个田园城市 卫星城镇(Satellite Town) 卫星城镇理论是田园城市理论的发展,1922年霍华德的追随者出版了《The Building of Satellite Towns》,莱蒙德.恩文绘制了大伦敦郊区田园城市群布局图。 有机疏散理论(Theory of Organic Decentralization) 由芬兰建筑师E.沙里宁提出,目的是追求交往的效率与生活的安宁,于1918年按有机疏散原则作了大赫尔辛基规划方案 沙里宁的有机疏散理论是针对大城市发展到一定阶段的向外疏散问题而提出的，他在大赫尔辛基规划方案中一改城市的集中布局而使其变为既分散又联系的有机体，绿带网络提供城区间的隔离、交通通道，并为城市提供新鲜空气。 沙里宁的有机疏散理论是针对大城市发展到一定阶段的向外疏散问题而提出的，他在大赫尔辛基规划方案中一改城市的集中布局而使其变为既分散又联系的，花园城市理论和有机疏散理论为城市规划的发展、新城的建设和城市景观生态设计产生了深远的影响。 雷德伯恩体系与绿带城 由建筑师Clarence Stein和规划师Henry Wright按邻里单位理论模式,于1929年在美国新泽西洲规划的雷德伯恩新城,将绿地、住宅、人行步道有机地配置在一起，还将此应用到森纳赛田园城,马里兰、俄亥俄、威斯康星和新泽西的四个绿带城建设。 广亩城市(Broadance City) 由美国建筑师Wright F.L在20世纪30年代(1935)提出的城市分散主义的规划思想,主张将城市分散到广阔的农村去，每公顷土地的居住密度位2.5人左右,每个家庭周围有一英亩土地,生产供自己消费的粮食和蔬菜，早在1932年，赖特就提出“广亩城市”的纲要，即田园风味的城市。东塔里埃辛?约翰逊公司大楼和普赖斯大楼的设计都体现了他的“广亩城市”观念。 绿色城市(Green City) 由现代建筑大师勒.柯布西埃1930年提出,主张城市应该修建成垂直的花园城市,并希望在房屋之间能看到树木、天空和太阳,反对城市居民同自然环境割裂的现象城市和郊区绿地一体化的绿地系统。 作　业 1.简述生态学的发展历史。 2.试分析当代城市存在的主要环境问题和生态城市的内涵。 3.什么是生态园林？试分析发展生态园林的背景。 4.园林生态学的概念和主要研究内容。 5.试述园林生态学的研究进展及与其他学科间的关系。 主要 参考资料 ［1］ 冷平生.园林生态学.北京：中国农业出版社，2003 ［2］ 李博.生态学.北京：高等教育出版社，2000 备注       教案（章节备课） 2学时 章 节 第1章 城市环境与生态因子 教学目的 和 教学要求 了解环境概念和城市环境特征；理解环境与生态因子关系，城市环境容量与环境污染关系；掌握生态因子作用规律。 教　学 重 点 难 点 重点掌握环境与生态因子的概念及类型，掌握生态因子的作用规律及城市环境的特征、环境容量和城市环境问题，了解生态因子作用的一般特点及生物对生态因子的适应方式。难点是环境与生态因子相关概念间的区别。 教学进程 （含章节 教学内容、学时分配、 教学方法、 辅助手段） 1.1 环境概述 1.1.1概念 指某一特定生物体或生物群体以外的空间及直接、间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和 简言之，生物周围一切空间的总和 1.1.2 环境因子 构成环境的各个要素 …… 1.1.3 生态因子 环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有着直接或间接影响的环境要素 1.1.4 大环境与小环境 大环境 区域性环境、地球环境、宇宙环境，往往决定生物的生存和分布 Eg. 热带、寒带、沙漠、海底等 小环境 对生物有直接影响的临近生物体的环境，对生物的影响更为直接 Eg. 建筑物南面、十字路口、根际环境、屋顶等 1.2 生态因子的类型 气候因子 土壤因子 地形因子 生物因子 人为因子 1.3 生态因子与生物作用的规律 1.3.1 综合性 生物是所有生态因子共同作用的结果；而且各个生态因子间往往相互作用相互影响 1.3.2 非等价性 在对生物起作用的所有生态因子中，每个因子的作用大小不同，重要性有大有小，即存在主导因子 主导因子 对生物作用最大的生态因子，它的变化往往使生物的生长发与过程发生改变，同时引起其它因子的变化 1.3.3 阶段性（限定性） 生物在不同生长发育阶段对生态因子的要求不同 主导因子发生变化 对同一生态因子要求的强度、数量有所改变   1.3.4 不可代替性和互补性 质的不可代替性 一个生态因子的缺失不可有其它生态因子来代替 量的可补偿性 数量不足时，可由其它因子调剂和补偿 1.3.5 Liebig 最小因子法则（Law of Minimum） 植物的生长受最缺乏的那种营养元素所限制 如何判断营养元素缺乏? 绝对含量和相对含量 1.3.6 Shelford 耐受性法则（Law of Tolerance） 生物对每一种生态因子都有起耐受范围的上限和下限,上、下限之间就是这种生物对这种生态因子的耐受范围 (1)植物可以根据其对某一生态因子的耐受范围分为广生态幅和窄生态幅植物 (2)生物对生态因子的耐受范围具有可调整性 1.4 城市生态环境概述 1.4.1 城市生态环境的组成与结构 概念： 城市环境 影响城市人类活动的各种自然或人工因素 城市生态 城市居民与其周围环境相互作用所形成的结构和功能的关系 城市生态环境 特定城市区域中,城市居民与城市环境的统一体以及这个统一体中进行物质能量流动的因素 (1) 城市生态环境的组成 A:城市自然环境 物理环境 城市地貌与土壤、城市气候与大气、城市水文水资源、城市污染 生物环境 城市动物、城市植物、城市微生物 B:城市人工环境 城市设施 建筑物、交通设施、管线设施、环境设施 社会服务 劳动力、科教、政法、其他 生产对象 （2）城市生态环境的结构与功能 结构 组成城市生态环境的各部分各要素在空间上的配置和联系 光热水土气生物矿物 自然环境 生活 人类活动 生产 社会经济环境 工业农业交通商贸建筑 通讯科技文教思想道德政法管理 功能 资源再生功能 还原净化功能 满足城市居民特定需要的功能 （3）城市生态环境的特征 A 城市生态环境是在自然环境的基础上按人的意志加工改造的人工环境   B 人是城市生态环境的建造者,也是城市生态环境的组成部分 C 城市生态环境具整体性 D 城市生态环境是开放的 E 城市生态环境具有一定的负荷能力 1.4.2 城市生态环境效应 环境效应 人类活动或自然力作用于环境后所产生的正负效果在环境系统中的响应 城市生态环境效应 城市自然过程和认为活动造成的环境污染和破坏，引起城市生态环境结构和功能的变化,以及生态环境变异 城市生态效应的类型 (1)污染效应 人类活动给城市自然环境所带来的污染作用及效果 (2)地学效应 人类活动对城市自然地理环境所造成的影响 (3)生物效应 环境因素改变而引起的生物学反应及生物系统变异 (4)资源效应 人类活动对城市自然环境中的资源(包括能源、水资源、矿产资源、森林资源等)的消耗作用及其程度 (5)美学效应 城市人工环境所形成的人工景观在美感、视野、艺术及游乐等方面对城市人的心理和行为所产生的潜在作用 1.4.3 城市环境容量 (1)概念 指在自然生态的结构和正常功能不受损害,人类生存环境质量不下降的前提下,某一环境所能容纳的污染物的最大负荷量 (2)环境容量的类型总容量(绝对容量) 某一环境所能容纳的污染物的最大负荷量 以浓度表示：WQ=WS-B 以数量表示：WQ=M(WS-B) 年容量 某一环境在污染物的积累浓度不超过环境标准的情况下，每年所能容纳的污染物的最大负荷量 以浓度表示：WA=K(WS-B) 以数量表示： WA=KM(WS-B) 环境容量I 指环境的自净能力。在该容量限度之内,排放到环境中的污染物通过物质的自然循环，一般不会引起对人类健康和自然生态的危害 环境容量II 指不损害人类健康的环境容量，既包括环境的自净能力,又包括环境保护设施对污染物的处理能力 环境容量III 指人类活动的地域容量,包括环境容量II,人类活动及其强度 （3）城市环境容量 A 城市自然环境容量 指城市这一特定环境区域所能容纳的污染物的最大负荷量 即为保持城市生态环境质量标准所允许的污染物排放量 B 城市人工环境容量指保证城市居民一定的环境质量和生活舒适度的社会经济环境的最大负荷量 C 影响城市环境容量的因素 环境空间的大小 各环境要素的特性 污染物的理化特性 生物体的耐受力 人类的舒适度要求   D 城市环境容量的类型 大气环境容量 指在满足大气环境目标值（即能维持生态平衡及不超过人体健康阈值）的条件下，某区域大气环境所能承纳污染物的最大能力或所能允许排放的污染物总量 水环境容量 指在满足城市居民安全卫生使用城市水资源的前提下，城市区域水环境所能承纳的最大污染物的负荷量 土壤环境容量 指土壤对污染物的承载能力或负荷量 城市园林绿地环境容量 城市人口容量 特定时间和特定城市区域所能持续容纳的、具有一定生态环境质量、社会环境质量和活动强度的城市人口数量 计算公式 P = b S P：人口规模 b：城市用地规模（建成区） S：平均人口密度 或P=b/f f：人均用地面积=人均公共设施面积+人均居住面积+人均绿地面积 或b/B=50% B:城市建成区支持区域面积 或P=W/E W：城市可用水资源容量 E：人均用水量 城市工业容量 指城市自然环境条件、资源能源条件、交通条件、经济科技发展水平等对城市工业发展规模的限制 城市交通容量 指现有或规划道路面积所能容纳的车辆数 城市环境问题的生态学实质 (1) 滥用资源,导致大量的物质和能量以废物的形式输出 (2) 城市各组成成分间缺乏必要的共生关系和物质能量的多层分级利用功能 (3) 城市生产的各部门各行业往往着眼于局部产品,整体行为不协调 (4) 过分依赖外部环境及受经济技术力量、社会生产关系、决策水平的限制,自我调节能力差,多样性低 作　业 1.什么是城市环境，它有什么特点？ 2.城市的环境污染主要表现在哪几个方面？ 3.如何理解环境污染与环境容量的关系？ 4.从园林工作者的角度来看，环境有什么不同的定义或含义？ 5.什么是限制因子？你如何来初步确定哪些生态因子是限制因子？ 6.为什么说“植物的生存取决于综合的环境条件”？ 主要 参考资料 ［1］ 冷平生.园林生态学.北京：中国农业出版社，2003 ［2］ 李博.生态学.北京：高等教育出版社，2000 备注       教案（章节备课） 2学时 章 节 第2章 光与园林植物 教学目的 和 教学要求 了解城市的光环境特点，掌握城市光对园林植物的生态作用，了解园林植物对光因子适应类型的应用。 教　学 重 点 难 点 重点掌握植物对光因子适应的方式、机理与类型，掌握城市光照特点及光照强度与光质的生态作用，了解植物对光因子适应类型的应用。难点是植物对光因子的适应机理。 教学进程 （含章节 教学内容、学时分配、 教学方法、 辅助手段） 2 光与园林植物 2.1 城市光环境 2.2 光对园林植物的影响与植物的适应 2.3 园林植物对光的调节 光的组成成分 ────380────760──── 紫外光 　可见光 红外光 1% 40%～50% 50%～60% 光的变化规律空间变化： 纬度增加 光照强度↓，短波↓，长波光↑，夏季日↑ 海拔增加 光照强度↑，短波↑，长波光↓ 地形 北半球 南坡>北坡 时间变化： 日变化 中午强，早晚弱；中午短波光多，早晚长波光多 年变化 夏季强，冬季弱；夏季短波光多，冬季长波光多 夏季日长>冬季日长 2.1 城市光环境 1.城市总辐射减少 2.紫外线辐射减少 3.日照时间缩短 4.城市内部光照分布不均匀 2.2 光对园林植物的影响与植物的生态适应 2.2.1 光质与园林植物 ?红橙光 植物光合作用吸收量最多(叶绿素吸收),利于碳水化合物的合成——生理有效辐射 ?蓝光 利于植物合成蛋白质(类胡萝卜素吸收) ?紫光 紫外光（短波辐射）抑制植物茎的生长,使植物矮化;促进植物花青素的形成;对动物有杀伤致癌作用 ?绿光 对植物为生理无效光 ?红外光（长波辐射） 增温效应 植物对光谱成分的吸收量：红橙光>蓝紫光>绿光 2.2.2 光照强度与园林植物 （1） 植物在光照强度处于补偿点和饱和点之间时，随光照强度增强,生长加快   光补偿点（CP） 植物光合作用固定的有机物与呼吸消耗相等时的光照强度 光饱和点(SP) 随光照强度的增加,光合作用积累达到最大时的光照强度 （2）开花结实 表 植物在建筑物遮光下的开花状况 植物种类 位置 花期 开花日数 花序数 花朵数 丰花月季 楼南 5.11~12.6 213 62 398 楼北 5.16~11.7 177 10 49 黄刺玫 朝阳 4.16~5.08 22 482 楼北 4.21~5.09 18 39 连翘 楼南 3.18~4.16 29 316 楼北 3.29~4.26 28 132 华北丁香 楼南 4.02~4.26 24 64 楼北 4.08~4.28 20 32 楼南楼北开花差异极显著的植物： 黄刺玫 丰花月季 玫瑰 锦熟黄杨 多花水枸子 玉兰 楸树 ?花朵开放 半支莲、酢酱草在强光下开放，日落后闭合 草茉莉傍晚、牵牛花凌晨开放，日出后闭合 昙花在夜间21点以后开放，0点以后逐渐败谢 （3）形态建成 黄化现象(etiolation 偏冠(deformed crown) 树形(tree form): 强光下：树干粗矮、 尖削度大，树冠庞大、 枝下高小 弱光下：树干细长、 尖削度小，树冠狭窄、 枝下高大、 自然整枝(self-pruning)良好 ? 紫外线比例减少，造成城市 ? 树木枝长叶稀 （4）影响园林植物的落叶休眠 长日照植物人工延长光照时间可使其 推迟落叶休眠； 人工缩短光照时间则使其提前落叶休眠 园林植物对光照强度的生态适应 形成阳性植物、阴性植物、中性植物三大类型 阳性植物：松、桦、杨、柳、槐、丁香、月季、紫薇、扶桑、夹竹桃、苏铁、蔷薇、柑橘、石榴、芭蕉、仙人掌 阴性植物：云杉、冷杉、人参、三七、海桐、莽草、冬青、杜英、文竹、石蒜、秋海棠、仙客来、兰科、天南星科、桃叶珊瑚属、地锦属、大叶桐、爬墙植物 中性植物：槭、樟、榆、樱花   2.2.3 日照长短与园林植物 长日照植物 日照时间超过一定时间才开花，花期常在春末夏初 石竹花 凤仙花 唐菖蒲 光叶榆 天仙子 短日照植物 日照时间短于一定时数才开花，花期常在早春、深秋 一品红 大丽花 苍耳 油茶 牵牛 菊花 （2）影响木本植物的休眠 秋季短日可使植物落叶休眠 春季长日可使植物萌芽 生物对日照长短的生态适应 形成 长日照类型 短日照类型 2.3 园林植物对光的调节 （1）行道树的遮光效应 （2）林内的光照变化 林内光质: 绿光>蓝紫光>红橙光 林内光强: 指数下降 （3）调节和引导视线 （4）阻挡城市眩光 作　业 1.城市地区光照条件有什么特点？ 2.城市光污染类型和特点。 3.试分析不同波长的光对植物的生态意义。 4.树木的耐阴性守哪些环境因素的影响？ 5.比较阳生叶与阴生叶特点。 6.什么是光周期现象？在园林花卉生产中有什么意义？ 主要 参考资料 ［1］ 冷平生.园林生态学.北京：中国农业出版社，2003 ［2］ 李博.生态学.北京：高等教育出版社，2000 备注       教案（章节备课） 3学时 章 节 第3章 温度与园林植物 教学目的 和 教学要求 了解城市的温度环境，掌握温度对园林植物的生态作用以及园林植物如何通过自身调控对温度进行生态适应。 教　学 重 点 难 点 重点掌握植物对温度因子适应的方式、机理与类型，掌握城市温度条件及温度对园林植物的生态作用，了解植物对温度因子适应类型的应用与园林植物的降温作用。难点是植物对极端温度适应的机理。 教学进程 （含章节 教学内容、学时分配、 教学方法、 辅助手段） 3.1 温度与园林植物 温度的变化规律 纬度 上升1o，年均温下降0.5~0.9℃ 海拔 上升100m，年均温下0.5~0.6℃ 3.1.1 极端温度与园林植物 （1）极端温度对园林植物的影响 影响生物的生长发育和代谢 低温 使生物体内结冰,蛋白质变性 使生物代谢缓慢生长发育受阻 冷害 0℃以上低温对喜温生物的危害 冻害 0℃以下低温使生物体内结冰,蛋白质变性 冻裂 白天太阳直射树干，夜晚气温迅速下降，由于木材导热慢造成树干西南侧内热胀外冷缩的玄向拉力，使树干纵向开裂 冻举　土壤结冰时体积膨胀，连同植物一起抬升，气温回升后土壤回落而植物根系外露 生理干旱　冬季或早春土壤结冰，使植物根系不能活动。当气温回升时地上部分开始蒸腾失水，从而使植物失水干枯和死亡 高温 破坏植物的光合呼吸平衡 破坏植物的水分平衡 园林植物 焦叶、根颈灼伤 根颈灼伤 夏季土表温度升高灼伤幼苗柔弱根颈，使根颈处产生宽几厘米的缢缩环带 皮烧 强烈的太阳辐射，使树木形成层和树皮组织局部死亡 影响园林植物的分布 耐寒植物分布存在高温限制 Eg. 云冷杉、白桦、黄山松、梨、苹果、桃 喜温植物的分布存在低温限制 Eg.椰子、橡皮树、热带兰、马尾松、剑麻 （2）园林植物对极端温度的生态适应：防止热量散失（矮化、鳞片、绒毛），降低细胞冰点 植物对高温的适应：反射阳光；减少光吸收面积；降低细胞含水量；增加蒸腾散 形成耐寒型和喜温型的生态类型：耐寒植物，半耐寒植物，喜温植物 3.1.2 节律性变温与园林植物 （1）昼夜变温 形成温周期现象 促进某些种子萌发 促进植物生长 提高产品质量   （2）季节变温 形成物候 物候 植物适应一年中的气候条件的季节性变化，形成与之相应的生长发育规律 Eg.春季─萌芽 秋季─落叶 冬季─休眠 物候期 植物的器官在不同季节中从形态上显示的各种变化现象 Eg. 萌芽、展叶、初花、盛花、末花、果熟、落叶、休眠 物候规律 春季 山上比山下晚 高纬度比低纬度晚 沿海比内陆晚 秋季 反之 人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开 一山有四季，十里不同天 菊花 木芙蓉 园林植物对节律性变温的适应: 形成与之对应的生长发育规律 3.1.3 积温与园林植物 （1）积温影响园林植物的生长发育 （2）影响园林植物的引种范围 引种的气候相似性原则 比较原产地与引种地的极端温度、积温 3.2 城市温度特点与园林植物 3.2.1 城市温度特点 （1）城市热岛效应 城市气温高于四周郊区气温的现象。也称“城市热岛” 城市热岛的时空分布 ?时间变化 a.日变化: 最强：日落后3～5小时，是一种夜间现象 最弱：日出后减弱，午后13时左右最弱 b.年变化： 我国城市热岛效应一般是秋冬季强，春夏季弱 空间分布a.水平方向：热岛中心出现在人口密集、建筑密度大、工商业最集中的城区 b.垂直方向（夏天、晴天） 白天:市区中心与郊区气温垂直分布基本相同 夜间:地面附近热岛强度大，向上逐渐减弱，甚至出现负值（即交叉现象——城市上空气温比郊区低） 不规则变化：城市化程度 城市用地类型 下垫面性质 城市区域气候 城市布局 (2)城市特殊的下垫面贮热量大 (3)城市通风不良，显热交换慢 (4)城市耗热少，潜热交换量小 (5）城市温室效应强 温室效应：大气中CO2等污染物，能透过太阳辐射，强烈的吸收和反射地面的长波辐射，象温室一样把大部分热能截留在大气层中，使近地面温度升高的现象。 （2）城市逆温 逆温：气温随海拔高度增加而增加的现象 （3）城市局部环境的温度变化 铺装地面对周围气温的影响   建筑物不同朝向的温度差异 一年中，夏季 楼南楼北气温差异不明显 其它季节 楼南气温>楼北气温 距楼3M处，两侧气温差2℃左右一天中，楼北比楼南气温变化推迟1.5～2小时 城市不同地段冬季冻土的差异及其影响 ? 建筑物不同朝向的冻土差异 ? 冻土时间: 北侧>南侧 ? 建筑物南侧与空旷地的冻土差异 ? 冻土时间: 空旷地>南侧 地面覆盖对土壤温度的影响 3.2.2 城市温度特点的环境效应及对园林植物的影响 (1) 城市温室效应有利影响 a 使中高纬度城市取暖季节缩短，降低能源消耗，减少大气污染 b 缩短城市冬季积雪、冻土时间，延长植物生长季，花期提早 不利影响a.加重了城市夏季高温酷热程度，造成居民不适、中暑和心脏病b.高温增加了夏季城市空调降温能源消耗，增加环境污染 c.城市夏季过热加重了植物的高温危害：焦叶 皮灼 冻裂 根系死亡 (2) 城市冬季冻土 冬季冻土使早春植物根系无法吸收水分，而地上大风及蒸腾失水，导致植物生理干旱 减轻植物受冬季冻土危害的措施 适地适树a、选树适地或选地适树b、改地适树c、改树适地 抗寒性改良 地面覆膜，控制蒸腾，控制水肥，诱根深扎 3.2.3 园林植物对温度的调节 (1)植物枝叶阻挡到达地面的直接辐射，减缓气温上升速度，降低夏季环境温度 (2)树冠阻挡建筑物墙面的反辐射，降低周围环境温度 (3)植物蒸腾散热，降低周围环境温度 (4)大片绿地形成局部微风，夏季和白天降低周围环境温度，冬季和夜晚增加周围环境温度 (5)绿地面积越大，对周围环境温度调节效果越显著 作　业 1.什么是逆温现象？在什么条件下容易产生逆温现象？ 2.试分析城市热岛效应形成的原因。 3.城市小环境温度有什么特点？在园林植物引种栽培上有什么意义？ 4.什么是有效积温？并分析其生物学意义。 5.试分析植物如何适应极端温度？ 6.试解释温周期现象和Hopkins定律，并分析其意义。 7.试分析园林植物在夏季对温度的调节作用。 主要 参考资料 ［1］ 冷平生.园林生态学.北京：中国农业出版社，2003 ［2］ 李博.生态学.北京：高等教育出版社，2000 备注       教案（章节备课） 2学时 章 节 第4章 水分与园林植物 教学目的 和 教学要求 了解城市水环境概况，掌握园林植物与水分的相互作用及作用机理。 教　学 重 点 难 点 重点掌握植物对水分因子适应的方式、类型与特点，掌握城市水分特点及水分对园林植物的生态作用，了解植物对水分因子适应类型的应用与园林植物对水分的调节作用。难点是植物对水分适应的机理。 教学进程 （含章节 教学内容、学时分配、 教学方法、 辅助手段） 4.1水对园林植物的生态作用 水是生物生存的重要条件； 水是生物体的组成部分； 水是生化反应的溶剂； 水是生物新陈代谢的直接参与者； 水是光合作用的原料； 水能调节温度； 水可维持细胞和组织的紧张度 一般认为年降水量400mm是森林和草原的分界线,但亦受蒸发和补充水源的影响 生长季内的降水能促进植物生长主要促进高生长与茎生长，所以根据年轮宽窄可判断该年度的降水 古树年轮 ── 历史气候 花果期的阴雨连绵对植物有不良作用 夜来风雨声，花落知多少 ── 落花，落果桃花、樱花、梨花 ── 果实成熟期推迟 降雪与植物 瑞雪兆丰年 ─ 保护植物越冬、杀死害虫、补充土壤水分 雪害 ─ 雪压 雪折 雪倒 棕榈 竹、樟 雪松 4.1.2 园林植物对水分条件的生态适应 ---- 生态类型 水生植物 根系不发达细胞渗透压低，失水易萎蔫，维管不发达，具通气组织 沉水植物 植株沉没水下 藻类浮水植物 叶片漂浮在水面，茎疏松多空，根飘浮或伸入水底 睡莲、浮萍、凤眼莲挺水植物 植物体挺出水面，根系浅，茎杆（秆）中空 荷花、蒲、芦苇 陆生植物 湿生植物： 抗旱能力弱，不能长时间忍受缺水,根系不发达,具通气组织(气生根、膝状根等) 池杉、榕树、腐生兰   常见湿生园林植物水松、池杉、大海芋、秋海棠、马蹄莲、龟背竹、赤扬、落羽松、垂柳、枫杨、翠云草、华凤仙、竹节万年青、蒲桃、灯心草、观音莲座 旱生植物（耐旱植物）: 根系发达,地上部分10~20厘米,根深达20~30米 骆驼刺 细胞渗透压高，不易失水,叶片缩小，退化，茎光合作用(仙人掌) 有发达的贮水组织 仙人掌 猴面包树可贮水10吨以上气孔下陷，覆盖有气孔毛 夹竹桃 常见旱生园林植物 文竹、天竺葵、天门冬、旱柳、砂柳、白兰、橡皮树、杜鹃、山茶、锦鸡儿、枣树、骆驼刺、木麻黄、马尾松、侧柏、花棒、肉质仙人掌 中生植物: 既不耐长期干旱又不耐长期淹水常见中生园林植物月季、扶桑、茉莉、棕榈、君子兰及大多数草花、宿根球根花卉 4.3 城市水分环境 水分循环 4.3.1 城市水分特点 1.城市化增加城市降雨量，产生雨岛效应 2.城市水循环过程变化，径流量增加 3.径流污染物载荷量增加，水质恶化 4.城市酸雨频率高 5.地下水位下降，水资源短缺 4.3.2 城市土壤水分特点 (1)城市下垫面性质使径流量增加，植物可利用水分减少 (2)城市地下水的过量开采造成地下水位降低，植物无法吸收利用 (3)城市地下设施和地下工程切断了毛管孔隙 (4)城市土壤杂填物使土壤保水能力下降 山腹土壤剖面的水文学分带 4.3.3 城市空气湿度 (1)城市相对湿度比郊区低 (2)城市绝对湿度白天比郊区低，夜间比郊区高 (3)城市云雾比郊区多 4.4 园林植物对水分的调节 1.增加空气湿度 不同类型绿地空气相对湿度比较 地点 最大湿度 最小湿度 日平均 片林内 91% 85% 88% 广场 77% 66% 71% 草坪 89% 79% 84% 街道 84% 65% 71% 2.涵养水源、保持水土 ?林冠截留降水作用 减弱雨水对地表得冲刷，减少水土流失 利于雨水缓慢下渗，从而起到涵养水源的作用   ?地被物层吸收保水作用 减少地表径流，增加土壤渗透，涵养水源 不同森林类型的枯枝落叶量和贮水量 森林类型 枯枝落叶量 吸收倍数 最大截留雨量 （kt /hm2） (mm) 山地雨林 3.5 2 0.7 热带次生林 5.6 2 1.1 针阔混交林 38.6 2.7 10.4 杉木林 13.9 2.0 2.7 刺槐林 6-8 1.5-1.75 1.5-2.1 落叶松林 13 2-3 3.9 冷杉林 24 2-3 8.6 3. 净化水体污染 （1）水体污染：有毒物质的污染水体富营养化 富营养化(eutrophication)：水体中N、P等营养物质过多，致使水中的浮游植物大量繁殖，由于有机物残体分解和浮游植物呼吸耗氧，导致水体溶氧量减少，鱼虾死亡，湖泊沼泽化 （2）植物净化水体的途径 ?植物的富集作用 植物体对元素的富集浓度是水中浓度的几十　～几千倍 ?植物代谢解毒 氰：与丝氨酸结合→睛丙氨→天冬酰胺→天冬氨酸 作　业 1.简述城市水环境特点。 2.简述水分对植物生长发育的影响。 3.水生植物有哪些类型？其特点是什么？ 4.试分析湿生植物和旱生植物在适应方式上各有哪些特点？ 5.请解释富营养化，并说明植物净化水体的途径。 6.分析城市绿地保持水土的作用机理。 主要 参考资料 ［1］ 冷平生.园林生态学.北京：中国农业出版社，2003 ［2］ 李博.生态学.北京：高等教育出版社，2000 备注