大氣對(duì)園林植物的生態(tài)效應(yīng)

1、第一節(jié) 大氣的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),一、大氣層結(jié)構(gòu)1.大氣層是指地球表面到高空1100km或1400km范圍內(nèi)的空氣層。在大氣層中，空氣的分布是不均勻的，離地面越高，空氣也越稀薄。可以分為：對(duì)流層、平流層、中間層、 熱 層、逃逸層；,2. 氣溫垂直遞減和氣團(tuán)氣溫垂直遞減：也可以叫做絕熱率，是表征氣體隨高度增加其氣溫的變化程度的物理量。氣團(tuán)：在水平方向上大氣的物理屬性（主要指溫度、濕度和穩(wěn)定度）比較均勻的大塊空氣塊。,二、大氣成分與溫

2、室效應(yīng),1. 太陽(yáng)輻射：太陽(yáng)常數(shù)2. 大氣成分地球大氣是由一些永久氣體、水汽、霧滴、冰晶、固體微粒(如塵埃)等組成，不含水汽和其他雜質(zhì)的大氣稱為干潔大氣。干潔大氣主要由氮(N2)、氧(O2)、氬(Ar)、二氧化碳(C02)組成，這四種氣體占對(duì)流層內(nèi)空氣容積的99．99％。此外，還有極少量的氖(Ne)、氦(He)、氪(Kr)、氙(Xe)、臭氧(O3)、氫(H2)和碳、硫、氮的化合物。,3. 大氣成分的生態(tài)作用（1）氧氣的生態(tài)作用

3、：氧主要來(lái)自植物光合作用，少部分來(lái)自于大氣層的光解作用，即紫外線分解大氣外層的水汽放出氧。氧氣是生物呼吸的必需物質(zhì)。種子萌發(fā)，參與氧化過(guò)程。（2） CO2：主要來(lái)源于煤、化石燃料及生物的呼吸和微生物的分解作用。 CO2是植物光合作用的主要原料。CO2濃度高低直接影響地表溫度。,（3）N2： N主要來(lái)自生物固氮、雷電、火山爆發(fā)、生物分解等自然途徑、及工業(yè)固氮；是構(gòu)成生命物質(zhì)（蛋白質(zhì)）的最基本成分。增施氮素能促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。氮

4、過(guò)多，大量氮沉積在陸地和水生生態(tài)系統(tǒng)中，散失到空氣中。促進(jìn)全球變暖、增加大氣污染、水體富營(yíng)養(yǎng)化、生物多樣性減少。,（4） O3：在高層大氣中，O2吸收了短于0．24μm的紫外線而分解成氧原子，氧原子很活潑與O2結(jié)合成O3。O3主要分布在10～40km的大氣層中。 O3對(duì)紫外線有強(qiáng)烈的吸收作用，使到達(dá)地球表面的紫外線含量大大減少一方面可以使地球表面溫度不致過(guò)高，另一方面也保護(hù)了地球表面的生物免遭強(qiáng)紫外線的殺傷。,4. 大氣成分對(duì)太陽(yáng)輻射

5、的吸收不同大氣成分吸收不同波長(zhǎng)的太陽(yáng)輻射；云對(duì)太陽(yáng)輻射產(chǎn)生反射作用，云越厚則反射率越大；地面反射太陽(yáng)輻射，反射率取決于地表的性質(zhì)和狀態(tài)；不同大氣成分吸收地面的長(zhǎng)波反射，造成“溫室效應(yīng)”。,5. 溫室效應(yīng),第二節(jié) 大氣污染物,一、大氣污染物的來(lái)源1. 人為污染源：燃料燃燒、工業(yè)排放、固體廢棄物焚燒、農(nóng)業(yè)排放；2. 自然污染源：火山爆發(fā)、塵暴、森林和草原火災(zāi)、海浪飛沫。,點(diǎn)源：指集中在一點(diǎn)或小范圍內(nèi)向空氣排放污染物的污染源，如多

6、數(shù)工業(yè)污染源。面源：指在一定面積范圍內(nèi)向空氣排放污染物的污染源，如居民普遍使用的爐灶，郊區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排放空氣污染物的農(nóng)田等。,二、大氣污染物的匯干沉降：氣溶膠及其他酸性物質(zhì)直接沉降到地表的現(xiàn)象，其中的氣態(tài)酸性物質(zhì)可被地表物體吸附或吸收，而硫酸霧、含硫含氮的顆粒狀酸性物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散、慣性碰撞或受重力作用最后降落到地面。 濕沉降：由于云和降水作用，污染物從大氣降落到地表的過(guò)程。化學(xué)反應(yīng)去除：污染物在大氣中通過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成其他氣體或粒

7、子而使原污染物在大氣中消失的過(guò)程。,三、大氣污染物種類,（一）顆粒狀污染物：降塵、飄塵和煙、霧；粉塵顆粒是水分和有毒氣體凝結(jié)的核心，形成城市霧，影響呼吸，引發(fā)加劇支氣管和肺部疾病。飄塵表面帶有致癌性很強(qiáng)的化合物。,（二）主要?dú)鈶B(tài)污染物（1）硫氧化物：主要成分：大多是二氧化硫，部分是三氧化硫。在氣體污染物中，二氧化硫在城市中分布很廣、影響較大。來(lái)源：主在來(lái)自于燃煤。危害：在穩(wěn)定的天氣條件下，二氧化硫聚集在低空，與水生成亞硫酸，

8、當(dāng)它氧化為三氧化硫時(shí)其毒性更大。,（2）氮氧化物：主要成分：一氧化氮和二氧化氮，來(lái)源：城市地區(qū)主要是二氧化氮，絕大部分來(lái)自工業(yè)生產(chǎn)（46）和交通運(yùn)輸（51），汽車排氣是二氧化氮的主要來(lái)源。危害：一氧化氮不溶于水，危害不大，但當(dāng)它轉(zhuǎn)化為二氧化氮時(shí)就具有和二氧化硫相似的腐蝕與生理刺激作用。,（3）碳氧化物：主要成分：CO和CO2在自然情況下濃度很小，在污染地區(qū)濃度可高達(dá)數(shù)倍。來(lái)源：主要是汽車尾氣所致。危害：CO與血紅蛋白結(jié)合能力

9、比氧化強(qiáng)200倍。,（4）碳?xì)浠衔?主要成分：烴類及其衍生物，如烷烴、烯烴和烷基苯； 來(lái)源：厭氧細(xì)菌的發(fā)酵過(guò)程、燃燒和焚燒等； 危害：溫室效應(yīng)、致癌、爆炸等。,（5）含鹵素化合物 主要成分：氯氟烴類、氟化物； 來(lái)源：制冷劑、發(fā)泡劑、清洗劑、礦物加工和煤炭燃燒等；危害：破壞臭氧層、溫室效應(yīng)、腐蝕性。,（6）光化學(xué)氧化劑大氣中除氧以外那些顯示有氧化性質(zhì)的全部污染物。 主要成分：臭氧（O3）、二氧化氮（NO2）、過(guò)氧?；?/p>

10、酸酯（PAN）、過(guò)氧化氫（H2O2）和過(guò)氧自由基； 來(lái)源：汽車尾氣、化石燃料的燃燒等； 危害：在強(qiáng)烈的陽(yáng)光紫外線照射下，吸收太陽(yáng)光所具有的能量，變得不穩(wěn)定起來(lái)，原有的化學(xué)鏈遭到破壞，形成新的污染物質(zhì)。,四、主要污染物的危害,SO2：SO2是大氣污染物中最主要的有害氣體。SO2與大氣中的水氣結(jié)合，轉(zhuǎn)化為硫酸霧，硫酸霧遇冷凝結(jié)，以酸雨的形式降落地面，對(duì)植物造成的危害更大。危害：開始時(shí)葉片微失去膨壓，有暗綠色斑點(diǎn)，然后葉色褪綠、干枯，直

11、至出現(xiàn)壞死斑點(diǎn) 。,2. 氟化氫： 氟化氫被植物葉子吸收以后，由于鹵素的特異活潑性，葉綠素會(huì)受到傷害，光合作用長(zhǎng)時(shí)間地受到抑制，或使某些酶鈍化，失去活性。葉子中若有膠狀物硅酸存在，則由于硅氟結(jié)合，形成難溶性的硅氟化合物，這些化合物都會(huì)積累在受害部位。植物受到氟化物氣體危害時(shí)，出現(xiàn)的癥狀與SO2受害的癥狀相似，葉尖、葉緣出現(xiàn)傷斑，受害組織與正常組織之間常形成明顯界線，未成熟葉片易受損害，枝梢常枯死。,3. 氯氣： 氯氣進(jìn)入植物葉片

12、后很快破壞葉綠素，產(chǎn)生褐色傷斑，嚴(yán)重時(shí)全葉漂白，枯卷甚至脫落。氯氣對(duì)植物的毒性要比SO2大，在同樣濃度下，氯氣對(duì)植物危害程度大約為SO2的3～5倍。不同植物對(duì)氯氣的相對(duì)敏感性是不同的。,4. 光化學(xué)煙霧汽車廢氣中的一氧化氮和烯烴類碳?xì)浠衔锷礁呖蘸?，在?yáng)光（紫外線）的作用下，發(fā)生各種光化學(xué)反應(yīng)，形成臭氧、二氧化氮、醛類和硝酸過(guò)氧化乙酰（PAN）等氣態(tài)的有害物質(zhì)，再與大氣中的粒狀污染物（如硫酸液滴、硝酸液滴等）混合成淺藍(lán)色煙霧狀。由于

13、這種煙霧的污染物主要是光化學(xué)作用形成的，故稱為光化學(xué)煙霧。,光化學(xué)煙霧的危害： 破壞質(zhì)膜 ，破壞葉綠素合成，可使活性氧防御酶系統(tǒng)活性下降，引起傷害 ; PAN: 初期葉背呈銀灰色或古銅色斑點(diǎn)，然后葉背凹陷、變皺、扭曲，呈半透明。更嚴(yán)重時(shí)，葉子兩面都?jí)乃?，開始時(shí)呈水漬狀，干后變成白色或淺褐色的壞死帶.,第三節(jié) 植物對(duì)大氣污染物的凈化作用,一、植物修復(fù)大氣污染物的機(jī)理吸收和吸附：體表附著和葉內(nèi)積累；代謝降解：降解或分解植物轉(zhuǎn)化和固

14、化：轉(zhuǎn)化成其他形態(tài)或同化固定；中和緩沖作用：離子交換,二、凈化作用對(duì)化學(xué)污染物的凈化作用 植物能吸收大氣中的CO2、 NO2、 HF、Cl2 、乙烯、苯和光化學(xué)煙霧，汞、鉛等重金屬蒸汽及大氣飄塵中的重金屬化合物；平衡CO2和O2，增加空氣中的負(fù)離子含量；不同品種植物對(duì)化學(xué)污染物的吸收能力不同。,2.對(duì)物理污染物的凈化作用（1）滯塵效應(yīng)：園林植物對(duì)空氣中的顆粒污染物有吸收、阻滯、過(guò)濾等作用，使空氣中的灰塵含量下限 從而起到凈化

15、空氣的作用影響園林植物滯塵效應(yīng)的因素葉片寬大、平展、硬挺而且不易被風(fēng)抖動(dòng)、葉面粗糙的植物吸滯粉塵的能力較強(qiáng)。植物葉片的刺毛、絨毛和粗糙的樹皮以及樹脂、粘液等是吸滯粉塵的典型特征。葉量大、生長(zhǎng)旺盛的夏季滯塵能力強(qiáng) 植物的滯塵效應(yīng)隨所滯塵量的增加有所下降,成片森林的滯塵效應(yīng)與其防風(fēng)效應(yīng)有關(guān)：——透風(fēng)的稀疏森林允許較多的灰塵進(jìn)入，能被植物較好的吸收，隨著塵源距離加大，滯塵效應(yīng)以比較穩(wěn)定的比率逐漸減少。——而較密森林允許進(jìn)入的灰塵

16、較少，速度較大的風(fēng)可掠過(guò)密林，并將攜帶質(zhì)輕的微塵越過(guò)森林，通過(guò)密林后塵量迅速上升。 因此，滯塵效應(yīng)沒(méi)有稀疏森林明顯。,（2）減噪效應(yīng)一種特殊的空氣污染，被認(rèn)為不需要的，使人厭煩并對(duì)人們生活和生產(chǎn)有妨礙的聲音。影響身心健康如頭痛、耳、多夢(mèng)、失眠、心慌，記憶力衰退等。植物減噪的原理：噪聲遇到重疊葉片，改變直射方向，形成亂反射，僅使一部分透過(guò)枝葉的空隙達(dá)到減弱噪聲噪聲作為一種波在遇到植物的葉片、枝條等時(shí)，會(huì)引起振蕩而消耗一部分能量，

17、從而減弱噪聲。,影響植物減噪的因素：具有重疊排列、大而健壯的堅(jiān)硬葉子的植物減噪效應(yīng)最好分枝和樹冠都低的樹種比分枝和樹冠都高的減噪效應(yīng)好。闊葉樹的樹冠能吸收其上面聲能的26%，反射和散射74%森林能更強(qiáng)烈地吸收和優(yōu)先吸收對(duì)人體危害最大的噪聲。,提高園林植物減噪效應(yīng)的途徑： 適當(dāng)密植，特別是常綠樹的密植能有效地減弱噪聲。 （常綠喬灌木密植）； 人工整枝修剪使枝葉密集形成綠色的墻，其減噪效果較好。（高籬）,3. 對(duì)大氣生物污染的凈

18、化效果（1）減菌效應(yīng) ：一方面，空氣中的塵埃是細(xì)菌等的生活載體，植物的滯塵效應(yīng)可減少空氣中的細(xì)菌總量；另一方面，許多園林植物分泌的殺菌素如酒精、有機(jī)酸和萜類等能有效地殺滅細(xì)菌、真菌和原生動(dòng)物等。 如：香樟、柏樹、桉樹、松樹等。,第四節(jié) 園林植物與大氣污染,一、園林植物對(duì)大氣污染物的凈化對(duì)SO2的吸收作用（1）危害（2）吸收,2. 對(duì)Cl2的吸收作用（1）危害（2）吸收3. 對(duì)氟化物的吸收作用（1）危害（2）吸收,4.對(duì)

19、重金屬的吸收作用（1）危害（2）吸收5.對(duì)光化學(xué)煙霧的吸收作用（1）危害（2）吸收,6. 對(duì)放射線物質(zhì)污染的凈化作用（1）危害（2）吸收,總的來(lái)說(shuō)，園林植物吸收有害氣體途徑：主要表現(xiàn)為通過(guò)吸收大氣中的有害物質(zhì)，再經(jīng)光合作用形成有機(jī)物質(zhì)；經(jīng)氧化還原過(guò)程使其變?yōu)闊o(wú)毒物質(zhì)；經(jīng)根系排出體外；積累于某一器官，最終化害為利，使空氣中的有害氣體濃度降低。,影響植物吸收污染物的因素：植物種類不同對(duì)污染物的吸收能力不同 —

20、—銀杏、國(guó)槐對(duì)硫的同化能力強(qiáng)；桑樹、棗樹吸氟量高。老葉、成熟葉對(duì)硫和氯的吸收能力高于嫩葉，春夏季其吸毒能力較大。大氣中的污染濃度升高，植物體對(duì)其的積累量也會(huì)相應(yīng)增加；低濃度下的慢性污染，植物的持久凈化功效較顯著。結(jié)構(gòu)復(fù)雜的植物群體對(duì)污染物的吸收比單株強(qiáng)得多。,二、植物對(duì)大氣污染物的抗性園林植物的抗性植物在進(jìn)行正常生長(zhǎng)發(fā)育的同時(shí)能吸收一定量的大氣污染物并對(duì)其進(jìn)行解毒，這即是植物的抗性，不同的植物種類其抗性不同，與葉片結(jié)構(gòu)和生理

21、生化特性等有關(guān)。一般，常綠闊葉 > 闊葉植物 > 針葉樹。,2、園林植物的環(huán)境監(jiān)測(cè)作用在研究環(huán)境污染問(wèn)題時(shí),一般用理化儀器和生物方法生物方法：主要是植物監(jiān)測(cè)，即利用一些對(duì)有毒氣體特別敏感的植物來(lái)監(jiān)測(cè)大氣中有毒物質(zhì)，這些植物在受到毒氣危害時(shí)會(huì)表現(xiàn)一定的傷害癥狀，從而推斷出環(huán)境污染的范圍與污染物的種類和濃度。如：紫花苜蓿在SO2濃度為0.3ul/L時(shí)就會(huì)表現(xiàn)出受害癥狀。,植物檢測(cè)法分類：1）指示植物法：通過(guò)指示植物對(duì)污

22、染的反應(yīng)了解污染的現(xiàn)狀和變化。對(duì)大氣污染區(qū)的指示植物生長(zhǎng)發(fā)育情況進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)指示植物受傷害后所表現(xiàn)出的癥狀或?qū)χ参锏纳L(zhǎng)指標(biāo)或生理生化指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，推知大氣污染的種類、強(qiáng)度和污染歷史。,2）植物調(diào)査法：在污染區(qū)內(nèi)調(diào)査植物生長(zhǎng)、發(fā)育及分布狀況等，初歩査清大氣污染與植物之同的相互關(guān)系。主要觀察污染區(qū)內(nèi)現(xiàn)有園林植物可見癥狀。輕度污染區(qū)敏感植物會(huì)表現(xiàn)出癥狀；中度汚染區(qū)敏感植物癥狀明顯，抗性中等植物也可能出現(xiàn)部分癥狀；嚴(yán)重污染區(qū)敏感植

23、物受害嚴(yán)重，甚至死亡絕跡，中等抗性植物有明最癥狀，抗性校強(qiáng)的植物也會(huì)出現(xiàn)部分癥狀。,3）地衣苔蘚檢測(cè)法：地衣、苔蘚對(duì)環(huán)境因子變化非常敏感。而且地衣、苔蘚易于栽植，可將地衣、苔蘚移栽在監(jiān)測(cè)區(qū)域的不同位置或栽種在花盆內(nèi)，置于各檢測(cè)點(diǎn)，觀察其生長(zhǎng)狀況，了解環(huán)境的污染情況和變化。如：大氣中SO2濃度為0.015-0.105mg/m3，一般地衣絕跡；SO2濃度超過(guò)0.017mg/m3，大多數(shù)苔蘚植物不能生存。,第五節(jié) 風(fēng)與園林植物的關(guān)系,一、風(fēng)

24、對(duì)園林植物的生態(tài)作用1、適度的風(fēng)是園林植物生長(zhǎng)發(fā)育的必要因素適度的風(fēng)可以保持園林植物的光合作用和呼吸作用適度的風(fēng)促進(jìn)地面蒸發(fā)和植物蒸騰，降溫，提高植物對(duì)養(yǎng)分、水分的吸收效率。風(fēng)有助于花粉或種子擴(kuò)散風(fēng)能保持植物群落內(nèi)，枝葉間適宜的相對(duì)濕度，抑制病蟲害發(fā)生。,2、風(fēng)對(duì)植物的危害,風(fēng)能傳播一些病原菌等造成植物受害，風(fēng)速過(guò)大會(huì)對(duì)植物形態(tài)、發(fā)育等方面產(chǎn)生不利影響，也會(huì)導(dǎo)致莖葉枯損等。山地或沿海的大風(fēng)，常使樹干向主風(fēng)方向彎曲，形成偏冠

25、、樹木矮化、長(zhǎng)勢(shì)衰弱等。其它環(huán)境因子與強(qiáng)風(fēng)重疊，可對(duì)園林植物造成復(fù)合傷害。沙塵暴對(duì)植物具有嚴(yán)重的破壞作用，造成機(jī)械損傷的同時(shí)，污染物質(zhì)加重其傷害的程度。,二、園林植物對(duì)風(fēng)的影響及適應(yīng)類型,（一）園林植物對(duì)風(fēng)的影響園林植物在冬季能降低風(fēng)速的20%，可減緩冷空氣的侵襲；夏季，園林植物降溫效應(yīng)可使綠地與周圍非綠地之間產(chǎn)生溫度差，可形成有益的峽谷效應(yīng)，獲得良好的通風(fēng)。,1、園林植物防風(fēng)效應(yīng)的群落結(jié)構(gòu),個(gè)體防風(fēng)效果：?jiǎn)棠?gt;灌木>

26、;草本;常綠闊葉>落葉闊葉>針葉樹。群落結(jié)構(gòu)：根據(jù)林帶的透風(fēng)系數(shù)與疏透度分為緊密結(jié)構(gòu)、疏透結(jié)構(gòu)、通風(fēng)結(jié)構(gòu)。,透風(fēng)系數(shù)：林帶背面1m處林帶高度范圍內(nèi)平均風(fēng)速與空曠地相應(yīng)高度范圍內(nèi)平均風(fēng)速之比,疏透度：林帶縱斷面透光空隙的面積與縱斷面積之比的百分?jǐn)?shù)。,總的來(lái)說(shuō)：,防風(fēng)林帶的結(jié)構(gòu)以稀疏結(jié)構(gòu)為最佳 林帶上下均勻，能使大部分氣流穿過(guò)，使氣流的能量大量消耗掉。過(guò)密和過(guò)稀時(shí)，氣流受到阻力小，防風(fēng)效能低。,2、抗風(fēng)園林植物的適

27、應(yīng)類型,樹冠緊密、材質(zhì)堅(jiān)硬、根系發(fā)達(dá)的園林樹木抗風(fēng)能力強(qiáng)。,第六節(jié) 園林植物對(duì)室內(nèi)空氣的凈化,一、我們所處的室內(nèi)環(huán)境1. 室內(nèi)：居室、是人類生存和活動(dòng)的重要場(chǎng)所；包括室內(nèi)私人場(chǎng)所和公共場(chǎng)所；如，辦公室、會(huì)議室、教室、醫(yī)院、賓館、候車室、火車、輪船、飛機(jī)等；,2. 室內(nèi)環(huán)境污染：室內(nèi)存在有害于人體健康的氣體或其他物質(zhì)。室內(nèi)環(huán)境污染已成為繼18世紀(jì)工業(yè)革命帶來(lái)的煤煙污染(第一代污染)和19世紀(jì)石油和汽車工業(yè)發(fā)展帶來(lái)的光化學(xué)煙霧污染(第二

28、次污染)之后的,由20世紀(jì)中葉開始,21世紀(jì)還在繼續(xù)的第三代污染,可見污染之嚴(yán)重。,人類活動(dòng),燃料燃燒,建筑和裝飾材料,室外進(jìn)入,家用電器,室內(nèi)環(huán)境污染的來(lái)源,3. 室內(nèi)空氣污染的危害1）  誘發(fā)癌癥2）  引起中毒性疾病3）  引起不良建筑反應(yīng)綜合癥4）  傳播傳染病5）  誘發(fā)呼吸道感染6）  引起變態(tài)反應(yīng),治理,物理吸附技術(shù),光催化技術(shù),化學(xué)中和技術(shù),,,,