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生态学学习重点

园林生态学EcologyofLandscapePlant

生态学的发展简史

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Sainthilaire首创Etnology一词

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

现代生态学的兴起

生态系统研究的兴起

1964年IBP

1972年MAB

特点：

量化方法的应用

宏观与微观均有发展

分支学科层出不穷

生态学的分支学科：

按生物组织水平划分

个体生态学种群生态学群落生态学

生态系统生态学景观生态学全球生态学

按生物类群划分

动物生态学植物生态学

微生物生态学昆虫生态学

人类生态学鱼类生态学

茶树生态学

按栖息环境划分：

水生生态学陆生生态学湿地生态学

按交叉学科划分

数学生态学化学生态学物理生态学

生理生态学进化生态学行为生态学

生态遗传学生态经济学环境生态学

农业生态学城市生态学园林生态学

0.2关于园林生态学

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

经典研究内容：

城市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

目前主要研究集中在以下7个方面

（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

（6）生态园林建设

地方特色的营造

园林植物群落的自然性和仿自然

功能和人性化设计

（7）生态城市与生态规划

园林与城市规划的融合

最大限度地实现园林绿地在改善城市环境上的作用

人居环境与生活质量的保证

0.4城市园林的发展及其与生态学的关系

古典园林强调美，麻雀虽小五脏俱全

私家园林

皇家园林

寺庙园林

50年代建国后强调城市绿化

80年代开始强调花园城市建设，强调城市要美化，大量花灌木的应用开始于这个时候

90年代大肆建设国家园林城市

00年后，转而建设生态城市

国家关于园林城市、生态城市的主要评选标准见下面——

1992—2007年历年国家园林城市名单125个城市（区）

　　第一批（1992年）：

北京、合肥、珠海3个城市

　　第二批（1994年）：

杭州、深圳2个城市

　　第三批（1996年）：

马鞍山、威海、中山3个城市

　　第四批（1997年）：

大连、南京、厦门、南宁4个城市

　　第五批（1999年）：

青岛、濮阳、十堰、佛山、三明、秦皇岛、烟台、上海浦东区（国家园林城区）8个城市（区）

　　第六批（2001年）：

江门市、惠州市、茂名市、肇庆市、海口市、三亚市、襄樊市、石河子市葫芦岛市常熟市、长春市、上海市闵行区（国家园林城区）12个城市

　　第七批（2003年）：

上海市、宁波市、福州市、唐山市、吉林市、无锡市、扬州市、苏州市、绍兴市、桂林市、绵阳市、荣成市、张家港市、昆山市、富阳市、开平市、都江堰市17个城市

　　第八批（2005年）：

　　1、嘉兴市（浙江省）　2、泉州市（福建省）　3、武汉市（湖北省）　4、湛江市（广东省）　5、库尔勒市（新疆维吾尔自治区）　6、徐州市（江苏省）　7、安宁市（云南省）　8、乐山市（四川省）　9、吴江市（江苏省）　10、长治市（山西省）　11、遵义市（贵州省）　12、郑州市（河南省）　13、伊春市（黑龙江省）　14、宝鸡市（陕西省）　15、许昌市（河南省）　16、宜昌市（湖北省）　17、包头市（内蒙古自治区）　18、淄博市（山东省）　19、廊坊市（河北省）　20、镇江市（江苏省）　21、宜兴市（江苏省）　22、安庆市（安徽省）　23、岳阳市（湖南省）　24、寿光市（山东省）　25、邯郸市（河北省）　26、南阳市（河南省）　27、日照市（山东省）　28、新泰市（山东省）　29、胶南市（山东省）　30、漳州市（福建省）　31、晋城市（山西省）　　第九批（2007年）：

　　石家庄市、迁安市、调兵山市、四平市、松原市、常州市、南通市、江阴市、衢州市、义乌市、淮南市、铜陵市、永安市、南昌市、新余市、莱芜市、胶州市、乳山市、文登市、新乡市、济源市、舞钢市、登封市、黄石市、株洲市、广州市、东莞市、潮州市、贵阳市、银川市、克拉玛依市、昌吉市、奎屯市、天津市塘沽区、重庆市南岸区、重庆市渝北区37个城市（区）

　　第十批（2008年）：

　　辽宁沈阳湖南长沙、吉林敦化、江苏淮安、浙江上虞、江西赣州、湖北宜都、四川南充、青海西宁

国家生态园林城市

序号

指标

标准值

1

综合物种指数

≥0.5

2

本地植物指数

≥0.7

3

建成区新建、改造的人行道路、城市广场用地中透水面积的比重

≥70%

4

城市热岛效应程度（℃）

大型城市≤3.0

中型城市≤2.5

小型城市≤2.0

5

建成区绿化覆盖率（%）

人口

地域

100万以上

50—100

万

50万

以下

秦岭淮河以南

41

43

45

秦岭淮河以北

39

41

43

6

建成区人均公共绿地（平方米）

秦岭淮河以南

10.5

11

12

秦岭淮河以北

10

10.5

11.5

7

建成区绿地率（%）

秦岭淮河以南

34

36

38

秦岭淮河以北

32

34

37

序号

指标

标准

8

空气污染指数小于等于100的天数/年

空气污染指数大于100的天数/年

≥300

≤？

9

城市水环境功能区水质达标率（%）

100

10

城市管网水水质年综合合格率（%）

100

11

区域环境噪声平均值（dB（A））

≤55

12

公众对城市生态园林环境的满意度（%）

≥90

序号

指标

标准

13

城市道路完好率（%）

≥95

14

自来水普及率（%）

100，实现24小时供水

15

城市污水处理率（%）

≥70

16

北方城市再生水利用率（%）

南方城市节约用水量/城市用水总量

≥20

分地域考核

17

生活垃圾无害化处理率（%）

≥90

18

主干道平峰期平均车速（取消）

考核目的？

（限制砍树扩路）

城市道路改扩建不削减原有道路绿化

≥40km/h

总体上

由注重人文景观转向自然景观,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

1851年由唐宁（DowningA.J）倡导，纽约市开始规划第一个城市公园,

1858年由OlmatedF.L主持设计,

1875年建造了第一个城市公园----纽约中央公园

带形城市（LinearCity）

1882年西班牙工程师ArturoSoriaYMata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（GardonCity）

1898年,由英国的霍华德（EbnezerHoward）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（SatelliteTown）

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《TheBuildingofSatelliteTowns》,莱蒙德.恩文绘制了大伦敦郊区田园城市群布局图

雷德伯恩体系与绿带城

由建筑师ClarenceStein和规划师HenryWright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（BroadanceCity）

由美国建筑师WrightF.L在20世纪30年代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

绿色城市（GreenCity）

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

总体上——

国外城市园林始终强调自然与人居环境的改善

第一部分城市环境与园林植物

包括书上1-6章

第1章城市环境与生态因子

1.1概念

环境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

环境因子构成环境的各个要素

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

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

大环境往往决定生物的生存和分布

区域性环境、地球环境、宇宙环境

如：

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

1.2生态因子与生物作用的规律

1.2.1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

如：

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

1.2.2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

1.2.3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由其它生态因子来代替

量的可补偿性

当一个生态因子数量不足时，可由其它因子调剂和补偿

Eg.光照和CO2

1.2.4阶段性

有些生态因子是直接影响生物的生长发育，有些生态因子本身不会影响生物生长，但是可以通过影响其他生态因子来间接起作用

1.2.5直接作用于间接作用

有些生态因子是直接影响生物的生长发育，有些生态因子本身不会影响生物生长，但是可以通过影响其他生态因子来间接起作用

直接因子间接因子

1.2.6Liebig最小因子法则（LawofMinimum）

植物的生长受最缺乏的那种营养元素所限制

1.2.7Shelford耐受性法则

（LawofTolerance）

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

广生态幅，狭生态幅

生物对生态因子的耐受范围具有可调整性

如：

人工驯化、休眠

1.2.8限制因子（Limitingfactors）

生态因子中，使生物生长发育受到限制、甚至死亡的因子

1.3城市环境

1.3.1城市环境的组成

1.3.2城市环境效应

1.3.3城市环境容量

1.3.4城市环境问题

1.3.1城市环境的组成

城市环境影响城市人类活动的各种自然或人工因素

城市环境的组成

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

1.3.2城市环境效应

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

城市环境效应城市自然过程和人为活动造成的环境污染和破坏，引起城市环境结构和功能的变化，以及环境变异

城市环境效应的类型

污染效应：

城市人类活动给城市自然环境所带来的污染作用及其效果

地学效应：

城市人类活动对城市自然环境所造成的影响

生物效应：

城市人类活动给城市中除了人之外的生物的生命活动所带来的影响

资源效应：

城市人类活动对自然环境中的资源的消耗及其程度

美学效应：

城市人类构筑的各种人工环境和自然环境的综合作用结果

1.3.3城市环境容量

（1）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

（2）环境容量的类型

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）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

（4）城市环境容量的类型

城市自然环境容量

大气环境容量

水环境容量

土壤环境容量

城市园林绿地环境容量

A

C=.k.d

a

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=bS

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

交通容量指现有或规划道路面积所能容纳的车辆数

1.3.4城市环境问题

（1）城市人口爆炸

（2）交通拥挤，居住环境恶劣

城市人口集中，人多车多,交通拥挤，交通事故频繁

城市建筑稠密，用地紊乱,缺乏空地阳光绿地和新鲜空气，使城市居住环境恶劣

（4）水资源短缺，城市供水紧张

（5）城市环境污染严重

城市三废排放，造成环境恶化，直接影响动植物生长、建筑物寿命、人类的健康与生命

第2章光与园林植物

2.1光对园林植物的影响与植物的生态适应

2.2园林植物对光的调节

2.3城市光环境及其对园林植物的影响

水是生命之源，但是光是地球上所有生物的能量来源，植物利用光能进行光合作用，所有的动物和微生物都直接或间接以植物为食

先介绍光的性质

（1）光的组成成分

宇宙空间中太阳光谱波长范围基本是从0到无穷大，但是主要波长范围在0.15-4μm，这部分波长能量占99.5%。

波长小于0.29μm的紫外光被臭氧层吸收，因此到达地表之后，太阳光谱变为0.29-3μm，其中0.38-0.74μm是被植物色素吸收具有生理活性的波段——光合有效辐射

────380────760────

紫外光　　　可见光　　红外光

1%40%～50%50%～60%

（2）光的变化规律

空间变化：

纬度增加：

光照强度↓，短波↓，长波光↑，夏季日长↑

海拔增加：

光照强度↑，短波↑，长波光↓

地形：

北半球南坡>北坡北半球反之

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

图1不同纬度地区的日长赤道和北极圈以内地区有极昼和极夜现象

图2我国北端齐齐哈尔最长日16小时，最短日7.7小时；海口最长日13.2小时，最短日10.45小时

2.1光对园林植物的影响与植物的生态适应

2.1.1光质与园林植物

•红橙光植物光合作用吸收最多（叶绿素吸收）,利于碳水化合物的合成

•蓝紫光利于植物合成蛋白质（类胡萝卜素吸收）

•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，多被植物叶片透射和反射

•红外光（长波辐射）增温效应

植物对不同光谱成分的吸收量：

红橙光>蓝紫光>绿光

图山顶植物的矮化——紫外线强，除此之外，还有风大、土壤贫瘠、温度低有关

图高山和高原植物花色鲜艳——紫外线促进花青素的合成

图山顶植物叶色较深，常呈紫色、紫红色——温度低、紫外线强

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

C4植物比C3植物饱和点及补偿点高

阳性植物比阴性植物饱和点及补偿点高

阳生叶比阴生叶饱和点及补偿点高

（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5.11~12.621362398

楼北5.16~11.71771049

黄刺玫朝阳4.16~5.0822482

楼北4.21~5.091839

连翘楼南3.18~4.1629316

楼北3.29~4.2628132

华北丁香楼南4.02~4.262464

楼北4.08~4.282032

楼南楼北开花差异极显着的植物：

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

（deformedcrown）

树形（treeform）:

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

强光照会引起植物叶片死亡和光休克

图不同光强下的植物——八角金盘、鸡爪槭、樱花孤立木、林木

注意观察校园不同光照强度下的八角金盘和鸡爪槭，哪种光照强度不适合它们生长？

（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

图路灯下的悬铃木落叶推迟

2.1.2．2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

图阳性植物与阴性植物

2.1.3日照长短与园林植物

（1）影响一年生植物开花

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

日中性植物：

开花不受日照时间长短影响的植物月季蒲公英扶桑黄瓜番茄四季豆辣椒

中日照植物：

日照长短12小时左右才开花的植物甘蔗

（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

形成

长日照类型

短日照类型

应用：

花期调控人工促进休眠

2.2园林植物对光的调节

（1）行道树的遮光效应

表细叶榕可遮阴94%

（2）林内的光照变化

林内光质:

图示

绿光>蓝紫光>红橙光

林内光强:

指数下降

（3）调节和引导视线

不同色彩对视觉舒适度的影响——绿色具有最佳的视觉舒适度，绿视率>25%

（4）阻挡城市眩光——街道、建筑、铺装等反射和折射的光

2.3城市光环境

2.3.1城市总辐射减少，喜光植物易缺光

表城市总辐射减少幅度为14%-36%

2.3.2紫外线辐射减少，城市植物往往枝长叶稀，病虫害蔓延

表柏林紫外线减少幅度在20%以上

2.3.3日照时间缩短，长日照植物开花受影响

表上海城区晴天天数减少，阴雨天增加

2.3.4城市内部光照分布不均匀，对园林植物种类有要求

街道朝向、楼南楼北

2.3.5城市光污染，使园林植物不知季节已变换

第三章城市温度、土壤与园林植物

3.1温度对园林植物的影响及其生态适应

3.2城市温度特点与园林植物

3.3园林植物对温度的调节作用

温度的变化规律

空间变化

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℃

北半球南坡>北坡

时间变化：

季节变化——冬季最冷、夏季最热、春秋适中

昼夜变化——昼高夜低

3.1温度对园林植物的影响及其生态适应

温度对园林植物的一般作用：

三基点温度：

最高温、最低温、最适温

温度越高，植物生长越快，温度越低，植物休眠期越长

3.1.1极端温度与园林植物

（1）影响生物的生长发育和代谢

极端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（寒害Chillinginjury）0℃以上低温对喜温生物的危害

冻害（Freezeinjury）0℃以下低温使生物体内结冰,蛋白质变性

霜害（Frostinjury）由于霜的出现使植物出现的冻害

冻裂（Frostcrack）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（Frostheaving）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（Physiologicaldrought）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

极端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、皮烧

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

（2）影响园林植物的分布

耐寒植物分布