园林生态学-城市环境与生态因子

城市环境与生态因子第一节概念与类型第二节城市环境第三节生态因子的作用分析第一节概念与类型环境(environment):指生物个体或群体以外的一切因素的总和环境因子(environmentalfactor):构成环境的各种因素主体——生物体或生物群体——生态学主体——人类——环境科学1.环境的概念2.环境的类型(1)按环境的主体分:

人类环境(人为主体)环境(生物为主体)(2)按环境的性质分:

自然环境、半自然环境、人工环境(3)按环境的范围大小分:

宇宙环境(星际环境)、地球环境、区域环境、微环境(小环境)、内环境

宇宙环境(spaceenvironment):大气层以外的宇宙空间太阳辐射-能量太阳黑子月亮引力-潮汐地球环境(globalenvironment):大气圈(对流层)、水圈、土壤圈、岩石圈、生物圈区域环境(regionalenvironment):某一特定地域空间的自然环境，包括5个圈层的相互配合微环境(micro-environment):区域环境中某一圈层的细微变化而产生的环境差异所形成的小环境内环境(innerenvironment):生物体内组织或细胞间的环境土壤圈地球环境1.城市环境的组成

城市环境(urbanenvironment)：影响城市人类活动的各种自然或人工因素第二节城市环境(1)概念(2)城市环境的组成城市环境城市自然环境城市人工环境物理环境生物环境城市设施社会服务生产对象2.城市环境特征

大面积的人工环境：建筑物、道路等自然环境变化：地貌、土壤、气候、水文、植被、动物等(1)城市环境的高度人工化特征(2)城市环境的空间特征平面形态：城市用地形态，如方形，圆形，星型等。高度上城市高楼的林立等。北京(3)城市环境的地域层次特征包括居住环境（区）、工业环境（区）和商业环境（区）等地域子环境，和建筑空间、道路广场空间、绿地空地空间等特征空间(4)城市环境污染特征城市“热岛”自然土壤的破坏与污染大量的污染物质排放3.城市环境容量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(1)环境容量(environmentalcapacity)(2)城市环境容量(urban

environmentalcapacity)

指一定的时间、空间范围内，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影响因素:

①城市自然环境因素

②城市物质因素③经济技术因素

概念:

城市环境容量的几种常见类型

①大气环境容量

②水环境容量

③土壤环境容量

4.城市环境问题(2)我国城市的环境污染①城市大气环境特点

a.北方城市的污染程度重于南方城市，尤以冬季最为明显

b.大城市大气污染发展趋势有所减缓，中小城市污染恶化趋势甚于大城市

c.总悬浮颗粒物和二氧化硫是中国城市空气中的主要污染物，氮氧化物在南北城市都呈上升趋势钢铁厂红色烟雾水泥厂烟尘城市大气污染洛杉矶的晴天与阴天自于家庭、学校或工作场所燃烧煤炭或未经加工的动物粪便燃料的室内空气污染，每年造成300多万人死亡。在城市空气质量方面，世界卫生组织（WHO）估计，每年全世界因城市地区空气污染造成的死亡人数达86.5万人。发展中国家每天有90%的城市废水没有得到合理化处理。发展中国家遭受新的污染威胁粉煤灰污染困扰西部能源基地

中西部地区燃煤电厂的粉煤灰储灰场大多未经处理，露天堆放。粉煤灰富含重金属，只要风力较大，粉煤灰就会扬起，沉降范围可达10万～15万平方公里，从而污染周围的土地。植物源污染——城市新的污染这种污染主要存在于空气中，属于空气污染的一种。研究表明，植源性污染主要有花粉污染、飞毛飞絮污染和气味污染3类。这些污染可能会引发人类支气管炎、鼻窦炎以及心血管疾病等。北京人群的过敏症发病率为11.2％，其中因花粉导致的过敏占过敏症并发总数的44％。花粉过敏症的高发期集中在每年的4～6月和9～10月，正是空气中花粉浓度相对较高的两个时期。②城市水体污染特点

a.城市地表水污染变化总趋势是污染加剧程度得到抑制，但仍有日趋严重的可能；城市河流的污染程度是北方重于南方

b.城市饮用水水源地一半以上受到不同的程度的污染

c.城市地下水污染中，三氮和硬度指标呈加重趋势

d.各主要水系干流水质虽基本良好，但各自都有一些严重污染的江段2010中国地质调查局的相关专家在国际地下水论坛发言中提到，全国有90%的地下水都遭受了不同程度的污染，其中60%污染严重。2010年北京用水缺口达两三亿立方米，地矿部门寻新水源。(15亿)2010年9月7日，由于一处垃圾掩埋场对水源造成污染，马来西亚水厂遭污染关闭120万人供水短缺‎。2010年7月28日，吉林省吉林市城区内1000多只装有三甲基一氯硅烷的原料桶由上游洪水冲下，造成松花江部分水污染。

③城市固体废弃物问题

a.废渣产生量大。工业废渣量约为城市固体废弃物排放量的3/4，现在许多城市生活垃圾的增长速度大于工业废渣的增长

b.废渣综合利用率低。工业废渣综合利用率增长速度缓慢，城市垃圾无害化处理甚少，仅占排放量的百分之几

c.城市固体废弃物目前基本上都是露天堆放，占用大量土地。有害成分进人大气、水体、土壤中，造成二次环境污染④城市噪声污染城市建设地铁建设地铁建设户外电焊切割的视觉污染住房紧张(香港笼屋)1.生态因子的概念生态因子(ecologicalfactor):指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素生存条件:生态因子中生物生存所不可缺少的环境条件

(生活因子livingfactor)生态环境(ecologicalenvironment):所有生态因子的总和生境(habitat):生物个体或群体生活具体地段上的生态环境

第三节生态因子作用分析

(1)按生态因子的性质分:

气候因子(climaticfactor)

土壤因子(edaphicfactor)

地形因子(topographicfactor)

生物因子(bioticfactor)

人为因子(anthropicfactor)(2)按生态因子的作用方式分:

直接因子(directactingfactor)

间接因子(indirectactingfactor)2.

生态因子的分类环境与生态因子概念及类型(小结)狮子山上的一株马尾松的环境空间存在如下因素:类型温度养分坡向火灾松毛虫赤眼蜂砍伐潮汐环境因子

生态因子

生态环境

→→→→→→→生境生存条件

因子类型气土地人生生人作用方式

直直间直直间直环境主体——生物(马尾松)

环境性质——半自然环境

环境范围——微环境(小环境)(1)综合作用

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。人为砍伐森林→森林生物消失→水土流失→土地退化光照增强→湿度下降→温度变幅增大3.生态因子作用的一般特点(2)非等价性

主导因子(keyfactor):在诸多环境因子中对生物起决定作用的生态因子判别:因子间的关系对生物的作用(3)不可替代性和互补性

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

Eg.光照和CO2Ca和Si(4)阶段性作用

生物在不同生长发育阶段对生态因子的要求不同

Eg.美洲豹幼年捕食者成年领地范围植物种子萌发水分温度成株光照养分(5)直接作用和间接作用直接作用因子：光、温、水、O2、CO2、捕食等间接作用因子：海拔、坡向、坡度、经纬度等直接作用间接作用直接因子：降水、温度间接因子：坡向(5)直接作用和间接作用4.生态因子作用的基本原理Liebig最小因子定律(lawoftheminimum):植物的生长起决于处在最小量状况的营养的量(1)最小因子定律(2)耐受性定律

生物对每一种生态因子都有一个能够耐受的上限和下限，上下限之间就是生物对这种生态因子的耐受范围Shelford耐受性定律(lawoftolerance):生长(生殖)生物对生态因子的耐受曲线

生态幅(ecologicalamplitude)：

物种对环境因子适应范围的大小广生态幅窄(狭)生态幅

影响耐受性范围的因素②生态因子间的相互作用①生态因子的性质生物对不同生态因子的耐性差异较大③物种间的竞争④物种的生长发育阶段与环境条件

繁殖期对环境的耐受性范围比正常活动时窄

休眠期对环境的耐受性范围比正常活动时宽

驯化(acclimation)：自然环境条件或实验条件下生物调整对生态因子耐受范围的过程

⑤驯化驯化作用(acclimatization)

生态型(ecotype)

：

同一种生物的不同个体群长期生长在不同的生态环境条件下，发生趋异适应、遗传分化后形成的形态、生理和生态特性不同的基因型类群TheclonalcactusOpuntiarastrerashowspredominantlysexualreproductioningrasslands(GH)andclonalpropagationinnopaleras(scrublands)(NH).

JournalofEcology.Mandujanoetal.1998.林缘旷地OAFE毛竹林BF适应组合适应类型趋异适应(radiationadaptation)：指一群亲缘关系相近的物种，长期生活在不同的环境中，从而形成不同的适应方式和途径趋同适应(convergentadaptation)：不同种类的物种长期生长在相同或相似的环境中，从而形成相同或相似的适应方式和途径生态因子中限制生物生存和繁殖的关键性因子(