园林生态学 第五章 园林生态系统构建课件

主讲：戴兴安中南林业科技大学风景园林学院2012.9园林生态学\n第二节园林生态系统构建一构建的基本生态学原理1主导因子原理主导因子作用：众多因子中有一个对生物起决定作用的生态因子为主导因子。通常对主导因子的分析,找出影响园林生态系统稳定的主要因子，通过对它的分析和调控来改善园林生态的状况。\n第二节园林生态系统构建一构建的基本生态学原理2限制性与耐性定律限制因子：限制生物生存和繁殖的关键性因子。任何一种生态因子只要接近或超过生物的耐受范围，它就会成为这种生物的限制因子。限制因子概念的主要价值是使生态学家掌握了一把研究生物与环境复杂关系的钥匙生物的存在与繁殖，要依赖与某中综合环境因子的存在，只要其中一个因子的量或质不足或过多，超过某种生物的耐性限度，则使该物种不能生存，甚至灭绝，称为耐性定律。\n第二节园林生态系统构建一构建的基本生态学原理3能量最低原理和物质循环原则能量是一切生态系统运转的基础，没有能量一切生态系统都会崩溃。园林生态系统中的能量仅仅依靠植物的光合作用是无法正常运转的，因而系统要达到设计者的意图，必须依靠外界能量来支持，而能量的支持需要大量的人力、物力和财力，要以最低的代价达到目的，必须遵循能量最低原理。\n第二节园林生态系统构建一构建的基本生态学原理4生态位与生物互补原理生态位－－有机体在环境中占据的地位；生物互补原理：在环境中如果一个物种消失，则其生态位则被其它物种所占据。在一个稳定的环境中，如果物种能够共存，则物种之间的生态位不同，同时不同种之间对资源的利用不同且互补。\n第二节园林生态系统构建一构建的基本生态学原理5种群密度与物种相互作用种群内部之间个体之间的相互作用（主要是竞争，也有协作）来调节种群密度，动物个体主要是通过竞争食物，而植物个体主要是通过争夺光、生存空间、养分元素等方式来达到种群密度的目的。不同物种之间的相互作用对于系统的稳定性相当重要。一个良好的系统的稳定依赖于不同物种之间的相互作用，如白蚁取食树皮，本身是不能消化木质素，而与白蚁共生的鞭毛虫则可分泌消化木素质的酶液，将木质素消化为糖类，供白蚁利用。\n第二节园林生态系统构建一构建的基本生态学原理6边缘效应与干扰原理在生态系统的边缘地段生物种类往往是比较多的，主要原因是由于边缘地带具有许多独特的生态位，对于一些几种栖息地才能生存的物种在边缘地带能很好的生存下来。干扰如果过强则会引起生态系统的退化，过弱则对于生态系统没有什么影响。因而中等度干扰则可形成大量的边缘生态位，丰富物种群落，增加物种数量。园林中的人为干扰是非常多的，特别是将植物修剪成形中人为干扰的程度则非常强。一年之中往往要修剪多次。我们应用边缘效应与干扰原理，则可一方面达到我们的形态要求，又可增加物种的种类。\n第二节园林生态系统构建一构建的基本生态学原理7生态演替原理生态演替是生态系统时间结构的体现。随着时间的变化，物种组成和个体形态都发生显著的变化，使得原则良好的景观的质量发生明显的变化，其中有些是有益的，而有些是不利的。对于这些变化，我们作为园林设计者必须考虑到这个基本原理，使我们的景观质量越变越好，经得起生态系统时间结构的变化。\n第二节园林生态系统构建一构建的基本生态学原理8生物多样性原则多物种一般情况下有利于群落的稳定，同时整个系统的观赏性也更加多样。但这种生物多样性是以本地物种为前提，如果是外来入侵种，则对整个生态系统的稳定性更加不利，反过来会使系统物种减少，稳定性下降，甚至会引起个生态系统的破坏或崩溃。一个优秀的园林设计，如果能遵循生物多样性原则，则能做到四季有花、群落类型多样、具有不同美观的景观能吸引大量的游人。\n第二节园林生态系统构建一构建的基本生态学原理9食物链与食物网原则食物链与食物网原则主要考虑对当地一些观赏性很强且濒危的物种的保存和合适小生境的营造；在增加群落物种数量和多样性方面也是一个很有效的措施。当然食物链与食物网往往相当复杂，要营造好一个好的网络就必须对不同生物在整个食物网中所起的作用十分了解，才能在营造良好环境的同时才能将增加一些有益的植物和动物种类。\n第二节园林生态系统构建二构建时应遵循的基本原则①生态学原则是指在配置过程中必须符合生态学的基本原理，使地被植物生长更好，更能发挥其效益。②美学原则园林中十分强调给人以美的感受，在植物配置时考虑到统一、均衡、韵律、协调的原则，但同时也必须以使人健康和与环境相协调为前提。③系统学原则对于地被植物的应用必须当作园林生态系统中的一个组成成分来考虑，使得地被植物的应用更加合理、科学。④社会经济技术原则以最小经济投入来获得最大的回报是社会经济技术的总原则。具体包括技术可操作原则、社会可接受原则、无害化原则、最小风险原则、效益原则和可持续发展原则。\n第二节园林生态系统构建三园林植物的生态配置1园林植物配置的定义指运用生态学原理和艺术原理，充分利用植物素材在园林中创造出各种不同空间、艺术效果和适宜人居室外环境的活动。也就是在了解每一种园林植物的生物学特性和生态习性的基础上，模拟自然群落设计出与园林规划设计思想、立意相一致的各种空间，创造不同的氛围。它是融科学与艺术于一体的应用型学科，它既是一门意境营造艺术、视觉造型艺术；同时又是一门应用科学。一方面它创造现实生活的环境,另一方面它又反映意识形态以及表达强烈的情感，满足人们精神方面的需要。\n第二节园林生态系统构建三园林植物的生态配置2园林植物配置的作用①对人的身心调节作用首先，植物有其优美的形态、动人的线条、绚丽的色彩、怡人的芳香、诗画般的风韵，这些本身就是一种景观，同时与其它园林素材协调的结合，创造出的是一种人与自然融为一体的自然景观。久居都市的人们在紧张、快节奏生活之余，迫切需要回归自然、放松身体以及精神上的调节，植物景观则是最有效的解决方法，当人们置身于丰富的植物景观之中，会顿时有“返璞归真”的感觉，曾经有人把树林比作教堂，这是说人们可以在自然的植物景观中释放自我最本质的一面，得到与自然最虔诚的交流，从而达到精神上最崇高的升华。另外，国内外学者对空气负离子的研究表明，有些植物能产生大量负离子，空气中负离子的含量是影响空气质量的重要因素，这点对人的身心健康是非常有益的。\n第二节园林生态系统构建三园林植物的生态配置2园林植物配置的作用②植物可以更加突出、体现园林景观园林素材中建筑、水体、园路一旦建成只能用文字来体现其意境或立意，配上植物则可让其更充实饱满或鲜活起来。如颐和园昆明湖边的知春亭，用了早春展叶的垂柳之后体现了知春的意境，若换一种展叶晚的植物，意境就变了；幽静的水体周围布置深绿色的密林、草坪之后倍感恬静和怡然自得；纪念碑的周围种上整齐的柏类植物就有了肃然起敬的气氛；公园的入口花坛紧簇，就增添了欢快活跃。\n第二节园林生态系统构建三园林植物的生态配置2园林植物配置的作用③植物可以软化硬质景观、丰富景观层次建筑物（构筑物）的基角布置各种合适的植物之后，生硬的建筑棱角顿时被遮挡住，使得建筑物与地面有了一个过渡的空间，让人感觉其不再是一个单调的、突兀的建筑物，而是融入了空间场所。现代最伟大的建筑师奈特曾经倡导“建筑应该是从地底下生长出来的”，要达到这一点，除了建筑师自身对场所精神的领悟外，基础种植是必不可少的。植物的色彩可以调和建筑物的色彩，形体也可以衬托建筑物的形体和体量，特别是在太阳光的照射下，植物的斑驳光影投射在建筑物的墙面上，使得建筑物有了明与暗、虚与实的对比，顿显生动和迷人。\n第二节园林生态系统构建三园林植物的生态配置2园林植物配置的作用④植物景观的实用性乔木有浓荫，在严严夏日给人们提供荫凉。人行道路两旁、居住区、公园、广场等行人所到之处树木和浓荫让夏日室外的人们有舒适的空间，行道树形成的夹景和树木本身又构成景观。藤本植物与花架结合同样给市民提供了可坐的凉爽的休息空间。\n第二节园林生态系统构建三园林植物的生态配置3园林植物对环境的生态适应园林植物对环境的生态适应包括两个方面的含义:一方面园林植物首先要适应生存的环境,才能保证园林植物的生长发育和景观效果的发挥;另一方面,对于特定环境应选择相应的园林植物,即在该环境下进行正常生长发育的园林植物,不管是自然适应还是经过人为辅助设计.\n第二节园林生态系统构建三园林植物的生态配置3园林植物对环境的生态适应①园林植物对环境的适应园林植物的正常生长发育，最主要的生长环境包括太阳辐射、水分、温度、土壤、大气等。这些因子对于园林植物的影响在《园林生态系统的自然环境》中有详细的论述。所有生态因子中存在一个或两个主导因子，考虑园林植物的适应性是有所侧重。但各个因子对植物的影响并不是孤立的，而是相互联系又相互制约的，因而在考虑主导因子的同时，必须兼顾所有生态因子。同时，园林植物对环境的适应性还应考虑生物因素和人为影响。\n第二节园林生态系统构建三园林植物的生态配置3园林植物对环境的生态适应①园林植物对环境的适应在所有植物对环境的适应中乡土植物具有得天独厚的条件。它们是是经过长期进化和自然选择所保留下来的，具有较好的适应性，因而应优先考虑。而且它们不会对当地生态系统造成很大的波动或造成生态灾难。在引进外来物种时，必须经过小范围的栽培实验并确认不存在生态风险时再使用。\n第二节园林生态系统构建三园林植物的生态配置3园林植物对环境的生态适应②环境对植物的选择虽然在局部小气候中我们可以创造出与周围环境不一致的环境来满足植物生长的需求，但是对于大面积和在露天环境下是不合适的，而且运行成本太高，与生态学的思想不相符合。因而在园林植物的配置中应根据环境的不同来选择植物。如在水体边应考虑的是耐水湿的植物；而在城市道路两边的行道树应考虑它们的分枝高度在2米以上、耐干旱、耐瘠薄等；盐碱化土壤则考虑植物的耐盐碱性等。\n第二节园林生态系统构建三园林植物的生态配置3园林植物对环境的生态适应③园林植物与环境适应的相互性园要植物与环境之间的关系是相互的。一方面，植物的选择必须依靠环境，也就是依据环境来选择植物。园林植物对环境的适应能力有一定的范围，而且在环境的压力下，植物的这种适应能力也能不断调整。因为植物的基础生态位总是比现实生态位要宽；而且经过人为的抗性锻炼，可大幅度提高植物的适应性。另一方面，环境也在不断地发生变化。这种变化有些是由于植物引起的。如自然群落中的演替则是植物在生长过程中不断改变环境而引起的植物的不断被替代的过程。当然，如果在人为的影响环境的变化则更加剧烈，也可能朝着好和坏的两个方面发展。\n第二节园林生态系统构建三园林植物的生态配置5园林植物的引种及利用世界园林的发展，除了利用本地的乡土植物以外，很大程度得益于植物的引种和利用，特别是从我国的植物的引种，使得世界园林的发展更加迅速。①引种的基本原则植物安全性原则植物的引种首先应注重生物安全性，由于生态入侵给我国造成的损失在574亿元以上。生态学原理引种植物的原产地和目的地的气候、土壤、水质及其在当地食物链和食物网中的作用基本相似。美学原理注重观赏价值高和具有潜在开发价值的植物生物多样性原理在满足前面几项的条件下，尽可能引进不同种的植物，以丰富当地物种数量，同时在进行植物配置时也有多种选择。\n第二节园林生态系统构建三园林植物的生态配置5园林植物的引种及利用园林植物引种及利用过程中，除了注意上面提到的几点外，具体应用时应与乡土植物配合使用，以增加系统的稳定性，也不利于病虫害的爆发和成灾。同时由于有乡土植物的间隔，即使成灾面积也只会中小片的，便于防治和降低为害。在间种过程中，也能使引进的植物与乡土植物之间逐渐形成一些联系，特别是建立新的食物链和食物网，使引进植物逐渐本土化，使系统逐渐稳定。\n第二节园林生态系统构建四动物种群的引进和利用1园林动物群落的特点种类和数量较少;种群与自然生态系统中相比差异较大;多以一些小型的动物为主,大型动物几乎没有;食性多为植食性和杂食性的动物为主;鸟类种类较少;以动物和植物构成的食物链和食物网关系较简单;受人为影响很大;\n第二节园林生态系统构建四动物种群的引进和利用2园林动物群落的引进和利用基本原则:安全性原则引进首先应注重生物安全性，由于生态入侵给当地物种造成毁灭性的灾害。生态学原理引进动物的原产地和目的地的气候、环境及其在当地食物链和食物网中的作用基本相似。生物多样性原理在满足前面几项的条件下，尽可能引进不同种的植物，以丰富当地物种数量，同时在进行植物配置时也有多种选择。考虑动物的基本食物来源，保证动物能正常取食。\n第二节园林生态系统构建四动物种群的引进和利用2园林动物群落的引进和利用在园林动物群落的引进和利用过程中，可以根据食物链和食物网的关系，引进一些有害动物和昆虫的天敌，一方面增加了生物多样性，另一方面可以利用它们进行生物防治。优先考虑的是原来存在于本地园林生态系统，后来由于各种原因迁移或消失的本地乡土物种。这些物种的恢复和利用不仅使得物种多样性能恢复，同时也标志着环境得到改善，使久居城市中的人们能感受乡间野趣，体味回归大自然的感觉。\n第二节园林生态系统构建五地形的改造和利用园林绿地在建设过程中往往要筑山理水，在这个过程中，为了达到预定的景观效果，往往需要对原有的地形、地貌加以改造。在改造过程中，除了注意成本较低的原则外，在移动的过程中应注意表层肥沃土壤的保存和回填。在园林植物种植前，根据地形和土壤条件种植一些适合的植物，必要时对局部地段的土壤加以改良以适应植物生长的需求。\n第三节园林生态系统的管理一园林生态系统的平衡1概念园林生态系统平衡指园林生态系统在一定时间内结构和功能的相对稳定状态，其物质和能量的输入、输出接近相等，在外来干扰下能通过自我调控(或人为控制)恢复到原初稳定状态；或者说是一定的动植物群落或生态系统发展过程中，各种对立因素(相互排斥的生物种类和非生物条件)通过相互制约、转化、补偿、交换等作用，达到一个相对稳定的平衡阶段。\n第三节园林生态系统的管理一园林生态系统的平衡1概念简单地说，生态平衡就是生物与其环境的相互关系处于一种比较协调和相对稳定的状态。生态系统具有一种内部的自我调控的自我调控的能力，以保持自己的稳定性。这种调控能力有赖于成分的多样性、能量流动多样性及物质循环的多样性。结构简单的生态系统，内部调控能力小，对于剧烈的生态冲击，整个生态系统就会崩溃，因为那里的所有生物都直接或间接的依靠地衣。复杂的生态系统，能在很大程度上克服和消除外来的干扰，保持自身的稳定性，但其内在调控能力也是有限的，如果超出这些限度，调控就不再起作用，系统就会受到改变、伤害，以致破坏，这个界限为生态平衡阈值。\n第三节园林生态系统的管理四园林生态系统服务1概念园林生态系统在建成后在人类的生产生活中所提供的各种服务。这些服务中有些乐于被人们接受的，而有些是不易被人们认识的．\n第三节园林生态系统的管理四园林生态系统服务2服务内容序号生态系统服务生态系统功能举例1气体调节大气化学成分调节CO2/O2平衡、O3防紫外线、SOx水平。2气候调节全球温度、降水及其他由生物媒介的全球及地区性气候调节温室气体调节，影响云形成的DMS产物3干扰调节生态系统对环境波动的容量、衰减和综合反应风暴防止、洪水控制、干旱恢复等生境对主要受植被控制的环境变化的反应4水调节水文流动调节为农业、工业和运输提供用水5水供应水的贮存和保持向集水区、水库和含水层供水\n序号生态系统服务生态系统功能举例6控制侵蚀和保持沉积物生态系统内的土壤保持防止土壤被风、水侵蚀，把淤泥保存在湖泊和湿地中7土壤形成土壤形成过程岩石风化和有机质积累8养分循环养分的贮存、内循环和获取固氮、N、P和其他元素及养分循环9废物处理易流失养分的再获取，过多或外来养分、化合物的去除或降解废物处理，污染控制，解除毒性10传粉有花植物配子的运动提供传粉者以便植物种群繁殖11生物防治生物种群的营养动力学控制关键关键捕食者控制被食者种群,顶级捕食者使植食动物减少12避难所为常居和迁徙种群提供生境育雏地、迁徙动物栖息地、当地收获物的栖息地或越冬场所2服务内容\n序号生态系统服务生态系统功能举例13食物生产总初级生产中可用为食物的部分通过渔、猎、采集和农耕收获的鱼、鸟兽、作物、坚果、水果等。14原材料总初级生产中可用为材料的部分木材、燃料和饲料产品15基因资源独一无二的生物材料和产品的来源医药、材料科学产品、用于农作物抗病和抗虫基因、家养物种(宠物和植物栽培品种)16休闲娱乐提供休闲旅游活动机会生态旅游、钓鱼运动及其他户外游乐活动17文化提供非商业性用途的机会生态系统的美学、艺术、教育、精神及科学价值2服务内容\n第三节园林生态系统的管理四园林生态系统服务3服务的价值评估现在所做的研究还较少，缺乏系统的研究。但是对园林生态系统服务的完成不仅对于人们提高对于园林绿地的重视，同时也可以更好地促进园林的发展，提高人们的环境保护意识。\n第三节园林生态系统的管理五园林生态系统效益评价1园林生态系统的功能特点I园林可持续发展的环境基础园林生态系统以保持自然、生态良性持续发展为基础，使经济发展与人口承载力相协调，是可持续发展的基本条件。城市的发展使环境恶化，直接制约着城市的可持续发展。而园林绿地对于改善城市生态环境却具有多方面的作用，它有利于减少城市自身排放的污染，增强抵御外来生态灾害的能力，也可以减轻对周边地区生态环境的危害，成为可持续发展的保障条件。有利于原有的自然环境部分的合理维护与提高，充分利用人工重建生态系统的系列措施和模拟自然的雷锋林设计手段。\n第三节园林生态系统的管理五园林生态系统效益评价1园林生态系统的功能特点II城市人民生活质量提高的标志城市中的绿地、园林能使居民心旷神怡，获得美的享受；能增进健康、丰富精神生活、提高工作效率。随着生活水平的提高，人民群众对于生活质量提出了更高的要求。不仅要提高物质、文化生活水平，还要不断改善生活和工作环境，这些成为广大群众的共同需求。城市绿地是提高人民生活质量必不可少的条件。生活在绿色环境中，可以使人们产生安宁、祥和的感觉，促进身体健康。绿视率在25%以上时，可以使人的精神舒适，产生良好的生理、心理效应，有利于稳定情绪、消除疲劳，脉博和血压都较稳定，有利于减轻心脏病、高血压、神经衰弱等病。\n第三节园林生态系统的管理五园林生态系统效益评价1园林生态系统的功能特点III保护生物多样性的基地保护生物多样性是人类生存和可持续发展的基础。人类社会文明的发展应归功于地球的生物多样性。城市生物多样性是城市生态系统中生物与生物、生物与生境间、生态环境与人类间的复杂关系的体现。由于工业化的发展、环境的污染和人们对环境资源的过量开发，自然界的物种正以前所未有的速度减少，有一些物种正面临着灭绝的危机。一个物种的灭绝意味着难以计算的遗传基因的消失。园林绿地是物种丰富的地带之一，是植物、动物、微生物集中生存的空间，同时园林绿地也是保护生物多样性的重要部门之一。\n第三节园林生态系统的管理五园林生态系统效益评价1园林生态系统的功能特点IV增加经济效益，发展环保产业搞好绿化植物可以提供工业原料和其它多种林副产品。如香樟、核桃、油橄榄、油茶等种子可以榨油；刺槐、香樟、丁香、玫瑰是香料植物，可以提供香精原料；银杏、柿、枣、楷杷、葡萄、苹果等果子可以供食用及制酒等；白榆、白杨、青桐，芦苇、竹类等可以提供造纸原料；国槐、栾树等可提供染料工业的原料；绝大多数的根、叶、花、果实、种子、树皮可供药用。因此，花树生产和相应的经营企业正在蓬勃兴起，形成了具有一定规模的绿化产业体系，成为环境产业的组成部分之一。\n第三节园林生态系统的管理五园林生态系统效益评价1园林生态系统的功能特点V对城市旅游发展的促进风景名胜、园林绿地是人们出游的目的地。现在旅游资源有许多是大自然赐予的，但是都经过了园林工程的精雕细致，更多的是园林艺术的作品。当今的城市绿地建设是对旅游资源的开发，同时也是对今后旅游资源的积累。园林绿化事业的发展是发展旅游业的有利依托，适应了人民生活水平提高的要求，可以达到促进经济社会发展的“双羸”效应。\n第三节园林生态系统的管理五园林生态系统效益评价1园林生态系统的功能特点VI兼有防灾避灾的功能许多植物有防火功能。如珊瑚树、厚皮香、山茶、罗汉松、蚊母、八角金盘、夹竹桃、海桐、银杏等城市绿化有利于战备，对重要的建筑物、军事设备、保密设施等可以起到隐蔽作用。如桧柏、侧柏、龙柏、雪松、石楠、柳杉、女贞等。绿化植树比较茂密的地段如公园、街道绿地等，还可以减轻因爆炸引起的震地而减少损失，同时也是地震避难的好场所。