城市生态系统的生物环境名师优质课赛课一等奖市公开课获奖课件

第五章

城市生态系统

生物环境

第1页城市生态系统中生物环境重点是指城市中动物植物微生物第2页第一节城市植物城市植物虽少，但在维持城市生态系统平衡方面依然起着主要作用。城市化深刻改变了城市地域环境条件，城市地域植物，不论是种类成份和群落与周围农村空阔地域有差异。第3页一、

城市植物区系

1.城市植物区系

植物区系（flora）是指一定地域范围内全部植物分类单位，包含全部科、属和种数量。或：一个地方全部植物名目第4页城市植物区系是包含城市化地域全部植物，包含他们种属成份，地理成份和历史成份进行分析。城市植物区系联络与地理位置相关与城市化面积、程度、尤其是环境污染相关第5页第6页2.城市植物区系表现城市对植物区系影响主要表现在：（1）乡土植物种类降低。人为活动致使很多乡土植物不能适应城市生境而消失或退出城市。第7页（2）人布植物（anthropochore）增多。人布植物是伴随人类活动而散布植物，诸如农作物和杂草，也包含了人类有意或无意引入，以后逸出野生化了植物，称为归化植物（alien,naturalizedplants）。能够把人布植物百分率（归化率）作为评判城市化程度一个指标。第8页第9页

（3）植物种类增多。比如Sukopp对西柏林研究所得到结论(5-3)。认为因为城市景观多样性增高，含有不一样用途开畅空间、不一样结构居民点存在，为各种植物分布提供了生长地点，而且人布植物种类也开始增多。这些效果使城市植物种类增多。

第10页第11页（4）植物生态习性发生改变。比如在比较了城市植物与乡土植物生态指示值以后，发觉城市植物光照、温度、喜硝（氮肥）、土壤反应和大陆度指示值均较高，温度指示值较小。即城市植物对光照、温度、氮肥、土壤pH值要求较高，对水分要求较低更为耐旱。第12页3.城市植物适应能力分类植物对城市环境适应能力是不一样，Wittig等人（1985）在研究了13个中欧城市植物分布基础上，曾按照植物对城市环境适应能力把植物划分为以下5类。（1）极嫌城市植物（highlyurbanphobplant）：在城市里完全看不见或只有极少例外可在市区见到植物，它们多是一些在贫营养水体、未受污染环境中生长植物。第13页(2)中度嫌城市植物（moderatelyurbanphobPlant）：主要生长在城市内空阔地域或特殊生境（如大公园、大别墅内）植物。(3)中性城市植物(Urbanneutralplant):在城市内和城市外都能分布植物。第14页(4)适生城市植物（moderatlyurbanophilplant）：广泛分布在城市建成区内植物，但在郊区也能够看到。(5)极适生城市植物(highlyurbanophilplant):几乎限于城市建成区内生长植物，在郊区只是偶然见到极少数个体。第15页二、城市植被1.城市植被植被（vegetation）是地面上生长着植物总称，它使地球表面披上一层绿色覆盖。植物在地面上生长并不是孤立、杂乱无章，在普通情况下，总是成群生长，出现在有联络种类组合中，特称之为“植物群落”(plantcommunity)，所以，一地植被又是由许多群落所组成。第16页第17页城市植被包含城市内一切自然生长和人工栽培各种植被类型第18页2.城市植被特点①覆盖率低，这是因为城市地域土地利用结构改变缘故。这是最显著特点。②群落类型也有改变，并多呈孤岛状分布，总特征是自然群落百分比少，人工、半人工群落百分比增加。③出现一些城市中特有群落类型，如耐践踏植物群落、一年生宅旁杂草群落、多年生宅旁高秆杂草群落、草坪群落以及墙面屋顶群落等第19页上海市青浦区城市规划(部分)第20页湖北黄石磁湖经济开发区第21页

3.植被与城市生境类型（1）栽培度：Bornkamm(1988)用栽培度（gradeofhemorobiosis）来表示人类对植被影响程度，并借此确定城市生境类型。第22页温带森林气候中栽培度等级名称栽培影响土地利用基质植被新植物区系％1未栽培未受影响未受影响各种自然植被地段及自然保护区自然状态自然植被02弱栽培低度放牧和少许砍伐森林，多少保留有自然植被粗放林业形成茂密森林以及影响较小盐生草甸、固定沙丘、发展着沼泽几乎没有改变近自然植被＜53半栽培受到传统林业或粗放农业周期性或较轻影响牧场、草场、人工林和大田没有彻底改变而靠近于自然非自然植被5－124β真栽培受到传统农业或集约性林业强烈或连续性影响农田、饲料地、果园已经改变远自然植被13－175α真栽培使用杀虫剂、大量施肥、人工排水工业化农业和园艺工业化农田、园艺场已经改变远自然植被18－226强栽培受到机械和化学原因强烈影响休耕地、宅基地已被强烈改变结构组成非常简单植被237后栽培完全去除了植被建筑物、道路完全改变特殊人工植被－第23页用这种等级能够半定量地确定植被因人为影响而远离自然植被程度。植被栽培度愈高，它们愈不遵照自然演替规律，所以就需要更多能量输入才能维持它们存在。在上述等级系列中，改变最猛烈是5级和6级，到6级时已不打算再栽培任何植物了。

第24页（2）人为活动影响程度依据人为活动对植被影响强度，能够把城市植被分为：①人工栽培群落（artificialplantedunities）②残余自然群落（naturalcommunities）③城市杂草群落(urbanweedcommunities)：是城市化后，不受人意识支配而出现植物群落。第25页都江堰市一个十字路口第26页

三、城市植被作用评价城市环境质量，植被覆盖率是一个主要指标。城市植被作用可归纳为以下：

1.改进气候：夏季降温，冬季温高；增加空气湿度；降低风速；与类型、结构、面积相关。

2.净化空气：光合作用：1个城市居民需要10平方米森林或50平方米草地；吸收污染物，净化空气；第27页3.降低噪声：隔音和吸音，视宽度、高度、形状、种类组成而有差异。如乔灌配合，效果好。4.防灾减灾：茂密森林有防火效果，防地震、森林对暴雨、河流泛滥、滑坡、崖崩有防护效果5.保健卫生：森林浴，净化空气、降低噪声、分泌杀虫物质等6.心理健康：舒适与惬意、创造、想象力、热爱生活7.观赏游憩：环境美组成，多样性美，人格、性格、文化；观赏游玩、纳凉散步、体育锻炼等

第28页四、植物对城市环境指示意义

1.指示环境

植物生长、发育受环境影响，所以能够利用植物生长、发育、分布等改变推测环境情况，即植物指示环境作用。第29页苔藓及地衣种类和数量降低或消失能够指示空气中SO2污染程度第30页第31页2.城市环境分区（1）物候分区：城市中植物物候期差异也可用来进行城市环境分区（2）植物受害情况分区：从质（长势、健康程度、开花现象）和量（叶面积、叶重量、树干直径、树高等）进行区分（3）污染物浓度分区：依据植物体内所含污染物浓度第32页第33页第二节城市动物城市动物是城市生态系统中消费者。城市化过程使自然环境发生深刻改变，不可防止地:1.引发当地野生动物种类和数量发生改变。开阔空间丢失，以及作为食物起源与隐蔽条件植被受到破坏，都是造成城市野生动物种类降低主要原因。人类活动强烈干扰、污染和交通噪声是野生动物消失另一个主要原因。其中对环境改变尤其敏感鸟类，受到影响尤为显著。不过2.一些能忍受环境改变，并能与人伴生（companion）有害动物，变得愈加适应城市生态环境，如家栖鼠（commensalrodents）、蜚蠊（cockroach）等。第34页

城市动物区系(urbanfauna):

是指在城市范围内全部动物种类组成，包含脊椎动物与无脊椎动物。

第35页一、城市小型兽类区系与群落城市小型兽类主要以家栖鼠为主，其它种类还有：鼬（Musteal）、狸（Nyctereutes）、狐（VulpesVulpus）等。城市家栖鼠，包含褐家鼠（Rattusnorvegicus）、小家鼠（Musmusculus）和黄胸鼠（Rattus

flavipectus）等，主要栖息在各类建筑物及仓库等场所。第36页第37页

原来栖息在该地狐、狸、鼬、野兔（Lepus）及农田鼠类等许多小型哺乳动物伴随城市扩大而快速向外退却。如东京狸（Nyctereutesprocyonoides）、鼠及兔分布区改变能适应城市生活环境动物，可在城市中生存繁衍，形成城市动物群落。在野生小型兽类中，唯一能在城市中定居繁衍只有鼠类。第38页

第39页城市中各种动物种群空间分布都展现一定格局（distributionpattern），主要有聚集分布（clumpeddistribution）、均匀分布（uniformdistribution）和随机分布（randomdistribution）等（图5—10）第40页第41页

二、城市鸟类区系与群落

城市鸟类种类组成改变也十分显著。城市化造成环境改变，造成鸟类种类降低和组成改变。

上海地域鸟类（包含亚种）原有335种，占到全国鸟类种数1／3以上，现在市区既见不到黄鹏踪影，黄浦江及苏州河上空鸥群也早已消失（上海市环境保护局，上海市野生动物保护协会，1986）。第42页

对环境改变尤其敏感鸟类，受到城市化影响非常显著城市或地域比较一比较二兰州185种（1960）114种（1984）武汉282种126种（1970）北京（北海及中南海）19种雁鸭类水鸟（1940）0（1960）第43页

栾晓峰等()对上海市农耕区鸟类进行调查，鸟类物种丰富度与荒地面积呈显著正相关，与环境污染程度呈显著负相关，与林地面积、人口密度、水体面积等相关不显著。提醒荒地对鸟类多样性非常主要。第44页第45页20世纪60年代初对兰州市鸟类调查发觉，市郊有鸟类185种，时过，伴随环境发生巨变，鸟类种类降低到114种（陈鉴潮等，1984）。武汉地域原有鸟类282种及亚种，到20世纪70年代常见种类仅存126种，其中繁殖鸟62种，冬候鸟49种，旅鸟15种，这显然与市区内原有自然景观遭受连续性破坏相关（胡鸿兴，1984）。北京城区20世纪30至40年代，曾有4种鹭科（Ardeidae）鸟类在劳感人民文化宫（太庙）内树上筑巢，在北海和中南海也统计到雁形目（Anserifopmes）中雁鸭类有19种栖息生存，但到60年代，上述地域这些鸟类就已绝迹（郑光美，1962）。到80年代，北京城内原来分布较普遍一些大中型鸟类，如斑鸠（Streptopeliaorientalis）三宝鸟（Eurystomusorientalis）、黑卷尾（Dicruruscmacrocercus）、黑枕黄鹏（Orioluschinensis）等也基本绝迹，原来数量较多灰喜鹊（Cyanopicacyana）已急剧降低，而对人工建筑物有着极亲密依赖关系麻雀（Passermontanus）则成为当前北京城市环境中鸟类绝对优势种（魏湘岳等，1989）。第46页日本东京鸟类调查，也发觉鸟类种数逐年在递减，在明治神宫、自然教育园和滨离宫三个调查点观察到，在过去间，鸟类区系起了较大改变，繁殖鸟种类从1951年16种，降低到1971年8种，这种改变与城市环境质量变差及鸟类栖息地变得越来越单纯化相关。依据对东京市区650个点大山雀（Parusmazor）调查资料分析，发觉大山雀出现与植被分布状态相关第47页

第48页

黑枕黄鹂第49页第50页城市鸟类带来一个严重问题：鸟撞

鸟撞（Birdstrike）：鸟类和飞行状态飞行器相撞，造成飞行事故或事故征候总称。第51页

城市机场普通位于城市郊区，鸟类种类和数量比较丰富。机场开阔空间环境，以及人为活动带来相对丰富实物起源吸引了大量鸟类在机场附近活动。频繁飞行将不可防止造成鸟撞事故征候甚至鸟撞事故发生。第52页三、城市有害昆虫区系与群落城市有害昆虫包含：蜚蠊、蝇类、蚊类等。城市有害昆虫种类和组成存在着地域性差异（表5－10）。第53页第54页城市有害昆虫群落组成：在城市间有显著差异，同一城市内动物群落中各物种空间分布也有差异。第55页

第56页城市中蝇类种类组成随季节展现显著波动。南方城市蝇密度普通6月及9月较高，北方城市则以5～6月数量最多。城市蝇类种类组成改变，现有自然条件作用，也受人为影响。第57页

城市蝇类有一定生态分布特点，城市蝇类起源，除了城市居民生活垃圾能孳生外，许多生产单位（包含豆制品加工厂，食品加工厂及喂养场等）都为蝇类生长繁殖提供了极为有利条件。第58页城市各种蝇孳生空间分布与孳生物质相关，蝇对孳生物选择大致可分为五大类。1.人粪类；2.禽畜粪类；3.腐败动物类；4.腐败植物类；5.垃圾类。第59页城市蝇类动物每年出现时间分布与数量高峰，也因各地地理条件及蝇种不一样而各异。

第60页四、城市土壤动物城市化使城市下垫面发生深刻改变，大量建筑物耸立及地面硬化，土壤结构及理化性质均发生改变，致使土壤动物区系及微生物区系等随之发生改变。第61页五、城市户养动物

城市户养动物（domesticanimals）包含人类观赏、“伴侣”以及科学试验动物，有各种观赏鸟、猫、狗、水生动物和供试验用鼠、猴等。在这些户养动物中，城市动物园是提供观赏动物集中地。即：宠物、试验动物、动物园中喂养动物第62页除了城市动物园外，户养动物数量最多是鸟类，其中人工放养鸽甚多。昆明城区每年冬季有数以万计红嘴鸥（Larusridibundus）在空中翩舞，在碧波荡漾湖面上翱翔，成了城市美好生活不可少一部分。在户养动物中，养狗、养猫在西方很多国家城市十分盛行。昆明市当前养狗数量已经超出10万只，给城市市容带来影响，同时影响邻里关系，多数狗没有办理相关要求手续，人与狗矛盾日益突出。从１０月１日起，《昆明市养犬管理条例》将正式实施。该《条例》实施后，３３种烈性犬将不得在昆明市主城区内喂养。第63页

六、城市动物与人关系1．城市动物可作为环境质量评价依据2．城市动物危害引发破坏；传输疾病；

第64页3．人对城市动物影响①人干扰野生动物，控制有害动物数量，保护有益动物生存。②人向城市引入户养动物。③一些外来野生动物进入城市。④这些动物在城市里形成新食物链。第65页第三节城市微生物微生物在城市生态系统中占有极其主要地位，它们既是许多疾病病原，又是能量流动和物质循环不可缺乏步骤。第66页

一、空气中微生物群落空气微生物群落包含细菌、霉菌、放线菌等等。有些细菌、霉菌等能使人、动物、植物致病，很多细菌、霉菌使工农业原料和产品腐败霉烂。空气中无固定微生物丛，微生物不能独立地在空气中生长繁殖。

1．室外空气中微生物室外空气中微生物是由水体、土壤及生物生长活动，并由气流、尘埃、土粒等搬运而进入大气。第67页第68页

2．室内空气中微生物许多在室外空气中存在微生物随气流带入，也存在于室内空气中。但室内空气中微生物主要起源还是人、动物和植物。第69页二、水中微生物群落水中微生物起源是多方面，包含大气、土壤、植物、动物和人。生活于水中微生物种类很多，有细菌、病毒、真菌、藻类以及钩端螺旋体和原生动物等。水中细菌丛组成差异甚大，取决于水中有机物成份