大氣對園林植物的生態(tài)效應

1、第一節(jié) 大氣的結構和性質,一、大氣層結構1.大氣層是指地球表面到高空1100km或1400km范圍內的空氣層。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?？梢苑譃椋簩α鲗?、平流層、中間層、 熱 層、逃逸層；,2. 氣溫垂直遞減和氣團氣溫垂直遞減：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：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,1. 太陽輻射：太陽常數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，這四種氣體占對流層內空氣容積的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、：氧主要來自植物光合作用，少部分來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。種子萌發(fā)，參與氧化過程。（2） CO2：主要來源于煤、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；是構成生命物質（蛋白質）的最基本成分。增施氮素能促進植物的生長。氮

4、過多，大量氮沉積在陸地和水生生態(tài)系統中，散失到空氣中。促進全球變暖、增加大氣污染、水體富營養(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結合成O3。O3主要分布在10～40km的大氣層中。 O3對紫外線有強烈的吸收作用，使到達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高，另一方面也保護了地球表面的生物免遭強紫外線的殺傷。,4. 大氣成分對太陽輻射

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

6、數工業(yè)污染源。面源：指在一定面積范圍內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)農業(yè)生產過程中排放空氣污染物的農田等。,二、大氣污染物的匯干沉降：氣溶膠及其他酸性物質直接沉降到地表的現象，其中的氣態(tài)酸性物質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經擴散、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程。化學反應去除：污染物在大氣中通過化學反應生成其他氣體或粒

7、子而使原污染物在大氣中消失的過程。,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的化合物。,（二）主要氣態(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。來源：主在來自于燃煤。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、當它氧化為三氧化硫時其毒性更大。,（2）氮氧化物：主要成分：一氧化氮和二氧化氮，來源：城市地區(qū)主要是二氧化氮，絕大部分來自工業(yè)生產（46）和交通運輸（51），汽車排氣是二氧化氮的主要來源。危害：一氧化氮不溶于水，危害不大，但當它轉化為二氧化氮時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)濃度可高達數倍。來源：主要是汽車尾氣所致。危害：CO與血紅蛋白結合能力

9、比氧化強200倍。,（4）碳氫化合物 主要成分：烴類及其衍生物，如烷烴、烯烴和烷基苯； 來源：厭氧細菌的發(fā)酵過程、燃燒和焚燒等； 危害：溫室效應、致癌、爆炸等。,（5）含鹵素化合物 主要成分：氯氟烴類、氟化物； 來源：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、腐蝕性。,（6）光化學氧化劑大氣中除氧以外那些顯示有氧化性質的全部污染物。 主要成分：臭氧（O3）、二氧化氮（NO2）、過氧?；?/p>

10、酸酯（PAN）、過氧化氫（H2O2）和過氧自由基； 來源：汽車尾氣、化石燃料的燃燒等； 危害：在強烈的陽光紫外線照射下，吸收太陽光所具有的能量，變得不穩(wěn)定起來，原有的化學鏈遭到破壞，形成新的污染物質。,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與大氣中的水氣結合，轉化為硫酸霧，硫酸霧遇冷凝結，以酸雨的形式降落地面，對植物造成的危害更大。危害：開始時葉片微失去膨壓，有暗綠色斑點，然后葉色褪綠、干枯，直

11、至出現壞死斑點 。,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，葉綠素會受到傷害，光合作用長時間地受到抑制，或使某些酶鈍化，失去活性。葉子中若有膠狀物硅酸存在，則由于硅氟結合，形成難溶性的硅氟化合物，這些化合物都會積累在受害部位。植物受到氟化物氣體危害時，出現的癥狀與SO2受害的癥狀相似，葉尖、葉緣出現傷斑，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?？菟馈?3. 氯氣： 氯氣進入植物葉片

12、后很快破壞葉綠素，產生褐色傷斑，嚴重時全葉漂白，枯卷甚至脫落。氯氣對植物的毒性要比SO2大，在同樣濃度下，氯氣對植物危害程度大約為SO2的3～5倍。不同植物對氯氣的相對敏感性是不同的。,4. 光化學煙霧汽車廢氣中的一氧化氮和烯烴類碳氫化合物升到高空后，在陽光（紫外線）的作用下，發(fā)生各種光化學反應，形成臭氧、二氧化氮、醛類和硝酸過氧化乙酰（PAN）等氣態(tài)的有害物質，再與大氣中的粒狀污染物（如硫酸液滴、硝酸液滴等）混合成淺藍色煙霧狀。由于

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

14、化：轉化成其他形態(tài)或同化固定；中和緩沖作用：離子交換,二、凈化作用對化學污染物的凈化作用 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，增加空氣中的負離子含量；不同品種植物對化學污染物的吸收能力不同。,2.對物理污染物的凈化作用（1）滯塵效應：園林植物對空氣中的顆粒污染物有吸收、阻滯、過濾等作用，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的因素葉片寬大、平展、硬挺而且不易被風抖動、葉面粗糙的植物吸滯粉塵的能力較強。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、生長旺盛的夏季滯塵能力強 植物的滯塵效應隨所滯塵量的增加有所下降,成片森林的滯塵效應與其防風效應有關：——透風的稀疏森林允許較多的灰塵進入，能被植物較好的吸收，隨著塵源距離加大，滯塵效應以比較穩(wěn)定的比率逐漸減少?！^密森林允許進入的灰塵

16、較少，速度較大的風可掠過密林，并將攜帶質輕的微塵越過森林，通過密林后塵量迅速上升。 因此，滯塵效應沒有稀疏森林明顯。,（2）減噪效應一種特殊的空氣污染，被認為不需要的，使人厭煩并對人們生活和生產有妨礙的聲音。影響身心健康如頭痛、耳、多夢、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，僅使一部分透過枝葉的空隙達到減弱噪聲噪聲作為一種波在遇到植物的葉片、枝條等時，會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、大而健壯的堅硬葉子的植物減噪效應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%森林能更強烈地吸收和優(yōu)先吸收對人體危害最大的噪聲。,提高園林植物減噪效應的途徑： 適當密植，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. 對大氣生物污染的凈

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

19、重金屬的吸收作用（1）危害（2）吸收5.對光化學煙霧的吸收作用（1）危害（2）吸收,6. 對放射線物質污染的凈化作用（1）危害（2）吸收,總的來說，園林植物吸收有害氣體途徑：主要表現為通過吸收大氣中的有害物質，再經光合作用形成有機物質；經氧化還原過程使其變?yōu)闊o毒物質；經根系排出體外；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：植物種類不同對污染物的吸收能力不同 —

20、—銀杏、國槐對硫的同化能力強；桑樹、棗樹吸氟量高。老葉、成熟葉對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，植物體對其的積累量也會相應增加；低濃度下的慢性污染，植物的持久凈化功效較顯著。結構復雜的植物群體對污染物的吸收比單株強得多。,二、植物對大氣污染物的抗性園林植物的抗性植物在進行正常生長發(fā)育的同時能吸收一定量的大氣污染物并對其進行解毒，這即是植物的抗性，不同的植物種類其抗性不同，與葉片結構和生理

21、生化特性等有關。一般，常綠闊葉 > 闊葉植物 > 針葉樹。,2、園林植物的環(huán)境監(jiān)測作用在研究環(huán)境污染問題時,一般用理化儀器和生物方法生物方法：主要是植物監(jiān)測，即利用一些對有毒氣體特別敏感的植物來監(jiān)測大氣中有毒物質，這些植物在受到毒氣危害時會表現一定的傷害癥狀，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時就會表現出受害癥狀。,植物檢測法分類：1）指示植物法：通過指示植物對污

22、染的反應了解污染的現狀和變化。對大氣污染區(qū)的指示植物生長發(fā)育情況進行調查，根據指示植物受傷害后所表現出的癥狀或對植物的生長指標或生理生化指標進行檢測，推知大氣污染的種類、強度和污染歷史。,2）植物調査法：在污染區(qū)內調査植物生長、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系。主要觀察污染區(qū)內現有園林植物可見癥狀。輕度污染區(qū)敏感植物會表現出癥狀；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部分癥狀；嚴重污染區(qū)敏感植

23、物受害嚴重，甚至死亡絕跡，中等抗性植物有明最癥狀，抗性校強的植物也會出現部分癥狀。,3）地衣苔蘚檢測法：地衣、苔蘚對環(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)測區(qū)域的不同位置或栽種在花盆內，置于各檢測點，觀察其生長狀況，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0.017mg/m3，大多數苔蘚植物不能生存。,第五節(jié) 風與園林植物的關系,一、風

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

25、、樹木矮化、長勢衰弱等。其它環(huán)境因子與強風重疊，可對園林植物造成復合傷害。沙塵暴對植物具有嚴重的破壞作用，造成機械損傷的同時，污染物質加重其傷害的程度。,二、園林植物對風的影響及適應類型,（一）園林植物對風的影響園林植物在冬季能降低風速的20%，可減緩冷空氣的侵襲；夏季，園林植物降溫效應可使綠地與周圍非綠地之間產生溫度差，可形成有益的峽谷效應，獲得良好的通風。,1、園林植物防風效應的群落結構,個體防風效果：喬木>灌木>

26、;草本;常綠闊葉>落葉闊葉>針葉樹。群落結構：根據林帶的透風系數與疏透度分為緊密結構、疏透結構、通風結構。,透風系數：林帶背面1m處林帶高度范圍內平均風速與空曠地相應高度范圍內平均風速之比,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數。,總的來說：,防風林帶的結構以稀疏結構為最佳 林帶上下均勻，能使大部分氣流穿過，使氣流的能量大量消耗掉。過密和過稀時，氣流受到阻力小，防風效能低。,2、抗風園林植物的適

27、應類型,樹冠緊密、材質堅硬、根系發(fā)達的園林樹木抗風能力強。,第六節(jié) 園林植物對室內空氣的凈化,一、我們所處的室內環(huán)境1. 室內：居室、是人類生存和活動的重要場所；包括室內私人場所和公共場所；如，辦公室、會議室、教室、醫(yī)院、賓館、候車室、火車、輪船、飛機等；,2. 室內環(huán)境污染：室內存在有害于人體健康的氣體或其他物質。室內環(huán)境污染已成為繼18世紀工業(yè)革命帶來的煤煙污染(第一代污染)和19世紀石油和汽車工業(yè)發(fā)展帶來的光化學煙霧污染(第二

28、次污染)之后的,由20世紀中葉開始,21世紀還在繼續(xù)的第三代污染,可見污染之嚴重。,人類活動,燃料燃燒,建筑和裝飾材料,室外進入,家用電器,室內環(huán)境污染的來源,3. 室內空氣污染的危害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,治理,物理吸附技術,光催化技術,化學中和技術,,,,