文章编号:1000-0534(2004)03-0297-08
收稿日期:2002-05-08;改回日期:2002-09-10
基金项目:国家自然科学基金重点项目(59836250)资助
作者简介:何云玲(1978)),女,云南人,博士研究生,主要从事生态气候方面的研究.E -mai l:elin1061@https://www.doczj.com/doc/0618586228.html,
联系人:张一平,E -mail:yiping@https://www.doczj.com/doc/0618586228.html,
城市生态环境与绿化植被相互作用研究
何云玲, 张一平
*
(中国科学院西双版纳热带植物园,云南昆明 650223)
摘 要:多年来城市生态环境和城市绿化植被研究一直是国内外学者关注的热点。本文从城市的气候、水文、土壤等环境特征发展变化以及城市绿化植被的生态环境效应等方面,阐述了国内外在该领域的研究动态和取得的成果,并指出了研究的不足和今后应该加强之处,以期为推动和促进我国城市环境与城市生态动态研究提供参考依据。关键词:城市生态环境;城市绿化植被;都市气候中图分类号:P463.3
文献标识码:A
1 引言
城市作为人口和工业高度集中的地方,伴随着城市化进程,城市面积不断扩大,建筑物密度加大,城市效应愈来愈明显。一方面原先植被覆盖的地表面变为不透水的混凝土或沥青覆盖的路面、屋顶面,改变了下垫面的性质,城市热岛强度迅速加强;另一方面,日益恶化的城市环境,造成了大气、水、土壤、噪声等污染,导致了/城市病0日益加剧,如果防治措施跟不上,对城市生态系统的破坏是十分严重的。而且人们随着生活水平的提高,也越来越关心与自身健康息息相关的生存环境。城市的绿化植被作为城市生态系统中的还原组织,已被世界各国的城市发展实践证实其在城市中的价值不可忽视,且受到社会的普遍关注。城市绿化的基本功能就在于调节小区气候,改善城市生态环境
[1]
。对此
国内外学者从不同的角度开展了研究工作,本文就城市生态环境的主要特征和城市绿化植被的特点及生态效应进行系统阐述,以期促进我国城市中二者相互关系研究的迅速发展。
2 城市生态环境研究状况
城市是广泛存在于地理环境中的具有特殊性质的地域,在人类活动的长期影响下,其形成了特殊的城市生态环境[2]。大气、水和土壤的污染、城市热岛效应以及由此而导致的相对湿度的降低等,均
是影响城市植物生态学特征的重要因子[3]。就城市本身而言,由于其土地利用状况和规划布局,也易造成绿化与周围建筑物争夺空间,从而破坏植物结构,影响生长情况[4]。在城市中,无论是从建筑物周围到庭院、街谷,还是就整个城市而言,环境特征都与郊区有着明显的不同,下面分别就城市气候、水文、土壤及其它环境因子特征的变化规律进行阐述。
2.1 城市气候研究
早在19世纪初,由于城市下垫面改变而引起的城市内外的气温差异已引起人们的注意,并开展了城市内外的比较研究。How ard 发现城市内的气
温高于城郊的现象,提出了城市气候中最具有代表性的特征)))城市热岛效应[5]。在20世纪20)50年代,通过移动观测方法,描述了城市气候的平面分布,其中Chandler 的伦敦日最低气温分布图,作为城市热岛的典型例子被广泛引用[5]。20世纪后半叶,由于城市环境污染日益加剧,相关的城市气候的立体构造和数值模拟研究迅速地开展起来。到目前为止,在城市气候特征方面的研究已探讨了城市区域下垫面的改变和人为热、废气等的排放所导致的城市气候要素(温、湿、风、雨、光、热)及尘、雾等的变化,以及由此而引起的城市热岛效应、气候穹隆、逆温现象、雨影、温室效应、酸雨等。热岛现象和大气污染成为城市气候主要的两大特征;同时研究了这些现象给城市居民的生产、生活带来
第23卷 第3期
2004年6月
高 原 气 象
PLATEAU METEOROLOGY
Vol.23 N o.3June,2004
的影响;同时探讨了城市规划与建设如何与气候条件相适应等一系列问题[6]。具体来说,现阶段关于城市气候研究主要集中在以下几个方面。
第一,城市热岛效应。该方面的研究乃是开始最早、成果最多的领域。迄今为止,世界上许多国家都对城市热岛效应的特征作了大量研究[5,7~9],得出了城市热岛效应与城市人口、面积、房屋密度、天穹可见度、太阳辐射强度和风速、云量等有密切关系[10~15];以及伴随城市化进程的继续发展,城市人为热排放量的增多;城市下垫面覆盖材料的特殊性质等因素都会导致城市热岛强度的增加[16~20]。
第二,城市大气立体构造。以Duckworth 等[21]提出城市上空出现郊外气温高于城区的/交叉效应0(Cross-over effect)为代表,开展了大量研究。1976年著名科学家Oke[22]定义了从地表面到建筑物屋顶面附近为城市覆盖层(U rban canopy layer),屋顶面附近到上空自由层为城市边界层(Urban bounder layer)之后,屋顶面附近高度对城市边界层和城市覆盖层的影响及其相互能量交换,以及气温、风速立体分布的研究成为城市气候领域研究的重点[23~27]。由于城市大气的立体分布特征影响和制约着城市大气污染的浓度和时空分布,对污染状况起着关键作用;国内外学者为此进行了一系列城市大气立体构造的实际观测研究(如对大气边界层湍流特征的分析),以及应用流体力学方程、热力学方程、有时兼用辐射方程对城市边界层数学模式的建立作了大量工作,以反映其平均温度场、流场和湍流的特征及变化规律,例如对城市热岛环流的数值研究。研究表明,城市粗糙度和热岛的作用使得城市的湍流能量和垂直湍流交换系数大于郊区;城市热岛环流作为一种中尺度环流,其强度随高度增高而明显减弱;城市温度场分布与城市走向相一致,并存在多中心的现象;城市下风向处的温度要明显高于上风向处,出现/城市热羽0现象[28~32]。
第三,城市的辐射与热量。城市中由于空气污染物多,云雾多,大气透明度小,以及建筑物互相遮挡,导致城市谷地中的日照时数和百分率均小于郊区[7]。Petterson等[33]对城内外太阳辐射特征及差异进行了较详细的对比研究;城市气候研究的著名科学家Oke[34]在总结以往的城市辐射研究时指出:在大城市,当太阳高度角小,空气污染浓度大时,城市的年平均总辐射可比郊区减少30%以上;并且太阳光中的光波波长越短越易被散射和吸收,城市紫外辐射仅为郊外的77%,在污染严重时,竟减弱90%以上。近年张一平等[35,36]在对低纬高原城市昆明的城市气候研究中也探讨了城市大气环境对不同波长辐射的影响,指出城市大气污染对城市不同波长辐射(特别是短波辐射)产生了不可忽视的影响;但是由于城市内外的辐射量在不同天气状况呈现相异的分布规律,晴天虽然城内总辐射和红外辐射小于城外,而在多云天城内的红外辐射量可明显大于城外,再加之城市中热岛效应及城市建筑物间的热力效应,使得城内的气温和大气长波逆辐射一般高于城郊[37]。
第四,城市谷地(urban canyon)小气候特征及其形成机制研究是城市气候中的一个重点[38~41],不同形状的街谷构造对城市区域小气候特征的形成有着重要作用[42,43]。研究表明,城市谷地中存在多个环流,其大气层结全天处于不稳定状态;并且各表面的温度及温度递减率、冷却率、蓄热、放热均具有不同特征[44]。另外,在现代城市中,随着建筑物密度的加大和高层化,建筑物表面积急剧增加,由于各壁面的朝向不同,在太阳辐射的影响下,表面温度有很大差异,影响着建筑物近旁的大气温度,对城市小气候特征的形成和周围环境的热力效应有着不可忽视的作用[45]。特别是屋顶面已占城市总表面积的很大比例,通过屋顶面与相同高度大气以及近旁地面上的辐射和热量平衡各分量的比较研究,表明昼间屋顶面附近的气温高于近旁道路上相同高度的气温,屋顶面是有别于地面的,也是影响城市区域大气的第二热力面[46~49]。
第五,城市的风场特征也极为复杂,城市下垫面具有较大的粗糙度,可以形成更强的热力和机械湍流,加之热岛效应也会引起局地环流。就整体而言,城市的平均风速比同高度的空旷郊区小,但在城市内部,流场的局地差异很大。此外,综合多数学者所观测研究的结果,由于城市空气污染大,所含凝结核多、风速小,又有一定的人为水汽,因此城市的云、雾多于郊区;但市区内大部分为不透水的建筑物和道路面,加之植被覆盖少、气温高,因此相对湿度远比郊区低,这些特征在多个不同的城市气候研究中都有体现[5,7]。
2.2城市水文特征研究
总的来说,城市的形成、扩大主要是对局地降雨及降雨机制产生影响,使城市区域降雨的分配与郊外显著不同,由此带来了城市区域水文特征的改
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变:城市地区的降水量、径流总量、地表径流量及地表径流系数明显大于周围农村地区,但蒸发量、地下径流量及地下径流系数明显小于周围农村地区。
一般认为,城市对城区和下风方向有增加降雨的作用,使得城市区域降雨日数和降雨量增加[50]。伴随城市建设的高速发展,一方面城市中兴建的大量房屋、道路等不透水面积迅速增加,形成连片化;另一方面水渠和下水管道的修建,缩短了汇流时间,增大了径流曲线的峰值,使城市内洪峰出现时间提前,洪峰流量加大,很容易发生水害[51];加之原有的下水管网如果跟不上城市地面上建筑的发展,使排水量更加集中,造成雨水囤积,增加了下水道的压力,容易出现过载,形成附近低洼地区漫水,也会形成水害。另外,大量的人口在生产和生活过程中的需水量增加,减少了地下水的补给,影响了地下水的空间分布;水源地常因水量补充不足形成缺欠,水体环境则因河流水量减少,蒸发加大,净化作用减小[51];随着城市污染物排放量的增加而使水体受污染,水质下降的问题也十分严重,对城市中人类和动植物的生存发展造成了严重威胁。
2.3城市土壤理化特征研究
城市里的土壤是城市化过程中受人类活动影响而形成的一种特殊土壤,伴随城市土地利用方式发生改变,会加剧土壤理化性质、营养元素的分解等的变化[52]。原有的自然剖面已经被破坏,大多数为建筑废土所填充,其中常混杂有生活和生产活动中排放的废弃物,以及较多的砖瓦、石砾、垃圾等非自然的新生体[53]。由于人类践踏或重物积压,土体紧实,团粒结构被破坏,土壤结构差,透水性不良,土壤湿度较小,易被侵蚀。
另外,随着城市范围的不断扩展以及乡镇工业的发展,城市土壤将不断受到污染:城市污水易引起土壤盐渍化、土壤板结现象;城市废气会导致土壤中氮氧化物、碳氢化物等的含量增加;有的地方由于尘埃、垃圾和废水的污染导致了土壤富营养化和碱化,以及含有大量重金属物质,或含有较多的微生物,不仅能吸收CO,而且还能分解乙烯、SO2等[52]。而城市的酸雨会使土壤酸性增加,加速了土壤养分的淋失,特别是Cu、Zn等植物必需元素的淋失,对于受重金属污染的土壤,酸度增加会引起重金属活性提高,从而增加对植物的毒害;城市固体废弃物中的垃圾虽使土壤中植物养分明显增加,但同时也使土壤渣砾化[53],不利于幼苗生长和耕作,使土壤的生产力下降。
2.4其它环境特征研究
随着城市人口的迅猛增长和工业的迅速发展,城市噪音越来越强,妨碍了人们的休息与健康,是当今城市中人类生活面对的一大环境问题;另外,人们在日常生活、生产中产生的废弃物,随着城市人口的增加和生活水平的提高,数量越来越大,成分越来越复杂,不仅对空气、土壤、水体造成污染,同时也是苍蝇、蚊虫、鼠类以及病原菌的孳生地,也成为当今城市中的另一环境问题。围绕如何解决这些问题,已有许多的学者进行了研究[53]。
3城市生态环境与绿化植被的相互关系研究
3.1城市生态环境变化对绿化植被的影响
城市植被概念的提出约有二十多年的历史[2],现已为越来越多的学者所关注。Bastin等[54]、Guan等[55]用景观生态学原理分析了城市植被的构成。结果表明,城市植被的类型和分布是不均匀的;城市植被具有和郊外自然植被不同的特点[56];随着人类活动的增加,城市植被景观类型多样性降低,趋于单一,斑块多样性增大;格局复杂化,结构不稳定性提高,自我组织调节能力削弱[57],所有这一切都是受到了城市这一特殊地域环境的影响。城市是适应人类生存和发展之需建立的,正是受城市内的人类活动影响并产生了特殊的城市环境,从而改变了城市地区植物赖以生存的环境条件,必然会产生植被类型分布、物候、遗传、生理功能等的变化[2],所以城市地区的植物无论是种类成分还是由它们组成的群落都不同于周围农村空旷地区。
首先,从种类分布上看,由于城市景观多样性,存在不同结构的居民点,不同用途的开敞空间;其中许多面积虽小,但环境异质性较大的生态环境,可为不同生态习性的植物提供生长地点[53];加之为绿化而人工引入的各种植物,就总体而言,导致城市植物种类比乡村地区还多,并多为孤岛状分布;但自然群落比例少,人工、半人工群落的比例增加,同时出现一些城市中特有的群落类型,如耐践踏的植物群落、一年生宅旁杂草群落、多年生宅旁高秆杂草群落、草坪群落以及墙面屋顶群落等[53]。
其次,从生活习性上看,城市植物对光照、温度、氮肥、土壤pH值要求较高;对水分要求较低,
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3期何云玲等:城市生态环境与绿化植被相互作用研究
更为耐旱[53]。
第三,从生理反应上看,城市热岛效应,可导致某些植物发芽、开花较早[58]。江源等[3]对城市土地利用下的植物物种资源特征进行了分析,指出城市人类活动不仅对植物种类的分布和植物区系特征的形成具有明显影响,而且典型城市植物种类旱生结构的发育和其平均热指标值的显著提高,是不可忽视的。一年生植物的增多是典型的人类活动驱动下的城市植被生活型谱变化特征;城市土地利用及其对生态环境的影响以及市政管理中除草剂使用等措施,对一些植物种类的生存已构成明显威胁。近年来城市中不断增多的各种建筑设施给绿化工作带来很大困难,建筑物主要影响周围的气象条件,其中最直接的是日照条件,城市密集的建筑物使周围地面日照时数缩短,光照强度减弱,影响了近旁植物的光合作用和正常的开花结实[59]。另外,一些树木长势下降、提前落叶和一些树种(如灯台树、珊瑚木)异常增多,以及城市孤岛状自然植被具有顶级性先锋种的群落这一特征[53],都与城市空气污染、鸟类减少、害虫增加、气候变化等综合影响有关,这些现象可以看作是整个城市生态系统对环境恶化的一种反映。
3.2城市绿化植被的生态环境效应
植物的生长和分布既受城市环境的影响,也多方面作用于城市环境。城市植被作为城市生态环境的重要组成部分,在维持城市生态平衡方面起着重要的作用,它构成城市生态系统中唯一执行自然/纳污吐新0负反馈机制的子系统,是城市生态系统中的还原组织,也是优化环境、保证系统稳定性的必要条件。在现代化城市中的价值受到社会的普遍关注,城市生态学将城市绿化植被所产生的效益概括为生态效益、社会效益和经济效益;而其中最主要和最基本的功能就是改善城市环境[1]。
3.2.1改善城市小气候
城市气候作为城市生态系统的重要组成要素,是维持城市生态系统良性循环的至关重要的因素之一,因此改善城市气候已成为城市建设中的一个重要课题。而世界各国的城市发展实践已经表明,树木花草叶面的遮阳和蒸腾作用能降低气温、调节湿度、吸收太阳辐射,对改善城市小气候有积极作用[60];而且其降温增湿效应是相当明显的[61]。王丹妮等[62]认为庭院绿化除了遮阳、降低室温改变环境温湿平衡外还有降低风速的效应,产生微气流,改变维护结构外表面的对流交换热量,影响建筑和环境的热交换,改善城市热环境。Donkyu Yun[63]综合评价了城市植被和树木的遮荫效应对缓解城市热力环境恶化有重要作用,并运用模型分析了城市植被的表面温度与热岛效应的关系,提出城市植被的面积大小和数量是改善城市热力环境的重要因子。Shashua-Bar等[64]指出,在城市规划设计时,考虑植被对城市气候的影响,也是一个不可缺少的组成部分,并且建立了城市绿化植被与降温关系的经验模式。Sailor[65]认为城市植被在夏天不仅能够降低建筑物旁温度,减少空调等城市能量消耗,而且通过一系列气象学数值模拟量化了植被覆盖率增加对地区性降温的影响,描述了植被对城市气候影响的季节变化,提供了一个简单有用的植被气候效应的指标,而且在研究时考虑了不同纬度的城市,表明城市绿化植被确实对改善城市的热岛效应有重要作用。Tsuyoshi等[66]通过对城市绿化以及其周围区域的各气象要素特征的对比,指出绿化区气温明显低于未绿化的街区,绿化引起的降温在夏季白天和冬季夜晚较大,对影响的距离范围及空气温度、土壤温度、风向风速的变化也作了调查,虽然绿化区域和城市区域的日平均气温差别很小,但绿化区的土壤温度减小很明显。刘梦飞[67]也探讨了城市绿化覆盖率与气温的关系,指出降温率与绿化率成正比。
近年来,随着城市发展,城市中建筑密度加大,建筑表面积已经占了城市总表面积的很大比例,在太阳辐射下,建筑表面向空气散热,特别是屋顶表面,昼间基本上都受太阳照射,具有独特的热力特性,因此对城市气候的影响不可忽视[45]。屋顶质地的构成对城市生态环境的恶化起着很大作用,尤其在夏季高温天气,屋顶大量吸收和释放太阳辐射[68],对环境的整体热效应是加热空气,进行绿化的草坪屋面的整体热效应则是与空气基本达到平衡(昼间加热空气,夜间冷却空气,具有调节空气温度的作用)。草坪屋面通过植物旺盛的生机吸收化解,保持环境的生态热平衡,具有显著的生态热效应。所以开展城市屋面绿化是促进城市热环境生态平衡的一项有效措施,在改善城市气候和增加城市绿化覆盖率方面具有不可忽视的重要作用[69]。近年来已成为众多学者进行城市气候与绿化关系研究的一个新热点[70,71]。
研究还表明:植被对气温、空气湿度、风速等的影响是同时存在,其效应的强度取决于群落类型、结构和面积的大小[53]。
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3.2.2净化空气
绿化植被在城市复合生态系统中通过吸收二氧化碳,放出氧气,具有保持氧气和二氧化碳平衡的特征。Jo等[72]在对城市植被减少大气中二氧化碳浓度方面的研究中,应用计算机模拟量化植被对大气二氧化碳间接的调节作用,在考虑了遮蔽度、土壤水分蒸发蒸腾损失总量、风速减小等影响因素后,发现城市绿化植被确实降低了大气中二氧化碳的浓度。城市绿化植被还具有吸滞粉尘和有害气体[73],减少空气含菌量而起到净化空气的作用[74~76]。管东生等[77]通过分析城市绿地植物的生物量和净生产量,以及绿地系统内硫的含量特征、贮量分布和年吸收量,结果表明,净生产量中的硫量接近城市上空的平均硫贮量,提出如果建城区绿地植物净生产量的硫量主要来自大气,植物的净化作用大约可使大气中的硫每年更新循环一次。因此,城市绿地的净化能力仍有发展潜力。冯建军等[78]经研究指出,绿化模式对大气污染整体净化效果与绿化模式的配置方式密切相关,乔灌草立体结构明显,绿化带宽,则对大气污染的净化效果显著。沈家芬等[79]通过城市道路绿化抗污染模式研究,指出植物种类相同,配置方式基本相似,则种植密度与净化效果密切相关,密度适宜,通风适当的林带,其净化效果最好。
3.2.3其他效应
城市植被可吸收、阻挡、分散声音能量,从而起到减噪目的,以及防火、防震,增加透水面积、减少地表径流,改善水文循环和稳定洪流范围[80],防止水土流失,对暴雨、河流泛滥、滑坡、崖崩等都有一定的防护效果,以及增加土壤有机质作用;还在保护生物多样性方面有重要作用[81]。此外,城市绿化具有美化市容景观、衬托建筑、增加艺术效果的功能,在为市民提供休闲娱乐场所等方面具有不可替代的作用。
3.3城市绿化植被对城市环境的指示性
植物的生长、发育受环境制约,因此可以利用植物生长、发育、分布等变化推测环境状况,即植物指示环境的作用[53]。城市环境一般受到人为污染和干扰,植物本身具有吸收富集及指示污染物的能力,所以研究城市绿化植被对污染物的忍耐性、吸收、累积、指示性也成为众多学者研究的一个重点。如过去所熟知的利用地衣监测二氧化硫及其污染程度,利用早熟禾、矮牵牛监测光化学烟雾及其程度[56];还有利用城市中植物物候期的差异进行城市环境的分区[53]等。Godde等[82]对明斯特城市植物研究表明,喜温植物分布与城市中温度分布是一致的。在自然和人为的因子共同作用下,城市植被的分布格局与城市的同心圈层结构相叠置[53]。不同植物对污染物敏感程度不同,可以根据植物受害情况,判断环境质量;而且植物在生长过程中体内积累的有害物质数量与污染浓度有关,可以据此对环境质量进行分级。潘如圭等[83]、薛皎亮等[84]对城市大气硫污染与植物含硫量之间的关系进行了研究;蒋高明[85]则建立了植物硫含量法监测大气污染数量模型;马跃良等[86]对广州市植物叶片重金属元素含量及其大气污染评价,研究了植物大气环境污染指数,探讨了植物叶片重金属含量与城市环境污染之间的关系。结果表明,植物叶片中Cu, Pb,Cd,Cr元素污染严重,重污染区含量高于清洁对照区,表明用植物污染指数可以综合评价大气环境的质量状况。
4结语
多年以来,城市环境工作者一直致力于对城市气候、水文、土壤等特征、成因、模拟应用等研究,取得了不少成果。城市植被学领域也对城市植被的特点进行了大量研究,充分肯定了城市绿化植被的生态环境效益。随着城市生态学研究的进一步深入,特别是各类专业背景的学者同时进入,由于研究视角不同,总结指导个案研究的理论显得非常迫切。例如对二氧化硫、氮氧化物净化效应的研究者,常常把绿地内和绿地外污染物浓度差异作为绿化的净化效应来阐述,这一结果忽视了局地气象状况、污染物扩散规律、统计学要求的最小样本等影响大气污染物浓度的因子而受到环境科学工作者的质疑[6]。因此需要两方面的研究更进一步地有机结合起来,相互弥补自成体系的不足,对研究方法进行必要的总结、分析和提炼。目前城市植被建设多局限于理论研究上,具体实践刚起步,各学者还有不同理解,并且许多还囿于生物学领域,大多数研究是以植物体本身的分析为基本数据,如何与城市有机结合还有待进一步探讨[74]。同时城市化的环境效应伴随城市的继续发展还需要深入细致的研究,从具体因子分析入手,明晰城市的生态环境与绿化植被相互作用的具体机制,探究具体作用过程和机理;协调二者的关系,迫切需要与诸多学科相结合,可以提高城市生态学解决实际问题的能力,促进现代化生态城市的建设和城市生态系统的可持
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续发展。
城市可被认为是人类活动的顶级阶段,伴随着迅猛发展的城市化,由郊外自然公园经远郊、近郊到城市中心,人类活动的干扰性由弱逐渐加强(图1),自然景观越来越多的被人为景观所替代,所带来的环境污染、气候改变、资源损耗,以及由此引发的一系列人类和动植物生存环境的恶化,使如何发挥城市的积极有益方面,克服其消极不利影响,成为当今城市发展中面临的实际问题,对城市生态
环境的改善与健康发展有着极其重要的作用。
图1 城市区域景观结构变化示意图Fig.1 T he variation of landscape str ucture in city
城市环境的改善除靠工程设施外,最终还得通过发展合适的植被才能达到目的,所以在评价城市的环境质量时,植被覆盖率是其中一个重要的指标。随着城市区域内人们经济收入的增加,生活水平的改善,人们对生活环境要求的提高,增加城市绿化面积的呼声越来越高,而在当前城市植被的一个显著特点就是覆盖率低,配置不合理,人工引入种较多。城市不同于郊区的环境特征提供了植被生存的特殊条件,植物对这种环境变异的反馈效应对绿化树种的选择和城市绿化管理是必要的,而且对合理开发利用城市光能资源,丰富城市绿化植物品种具有重要意义。如此看来城市环境的特征变化,对绿化树种的选择作用及在城市恶劣的环境条件下植物形态上和生理上有何反应、生长发育情况都是今后值得研究的问题。
在城市发展的不同阶段,其环境特征和城市植被生态环境是一交织发展过程,这种发展变化过程与植被生活史不同阶段的特征相结合,形成了城市绿化植被变化的系统动态过程。而且伴随着迅速发展的城市化进程,大量城市建筑物所形成的不同结
构的居民点,不同用途的开敞空间,势必增强了城市生态环境的空间异质性。因此只有将不同城市生态环境时空变化规律及不同植物的反应规律结合起来进行系统的分析,才能全面系统地认识城市生态的长期动态变化过程。参考文献
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Studies on Interaction between Urban Eco -environment
and Urban Afforestation
HE Yun -ling , ZHANG Y-i ping
(X ishuangban na Tr opical Botanical Gar den ,Chinese A cad emy of S ciences,K u nming 650223,China)
Abstract:The g reat attentions have been paid to the studies on the urban eco -environment and urban af -forestation vegetation by investigators from different fields for many years.Based on the discussion about var-i able characteristics of urban climate,w ater and soil environment,as w ell as the ecological effects of urban vege -tation,this paper reviews the advances in this field,and the some points to be reinforced in future study.It is intented that throug h above -mentioned profound and comprehensive discussion w ill offer some valuable references
for promoting the studies on urban environment and ecology in China.
Key words:Urban eco -environment;U rban veg etation cover;Urban clim ate
304 高 原 气 象
23卷
环境生态学复习题 名词解释 1.酸雨：是指雨水中含有一定量的酸性物质（硫酸、硝酸、盐酸等）的自然降水现象。 2.人为环境：人类区别于动物之处不是被动的去适应环境，而是以自己的智慧，劳动去改造环境。这种由于人类的活动干扰环境质量的 变化所形成的环境为人为环境。 3.纬度地带性：由于地理纬度的差异，自然环境具有规律的变异特点。 4.垂直地带性：因太阳辐射和水热状况随着地形高度的不同而不同，生物和气候自山麓至山顶出现垂直地带分布差异的规律性变化。 5.实际出生率：在特定环境条件下种群实际出生率称实际出生率。 6.毒性叠加作用：二种或多种化合物共同作用时的毒性各为化合物单独作用时毒性的总和。 7.环境生态学：就是研究人为干扰下，生态系统内在的变化机理、规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的 科学。 8.最低死亡率：种群在最适环境条件下种群个体都是由于年老而死亡，此时的死亡率为最低死亡率 9.拮抗作用:是各个因子在一起联合作用时，一种因子能抑制或影响另一种因子起作用。 10.种群的性比：即种群的雌雄比例。 11.可持续发展：在不危害后来人满足其需要的前提下，寻求满足我们当代人需要和愿望。 12.生命表：反映种群从出生到死亡的动态关系的表格。 13.净化作用：利用物理、化学和生物的方法消除水、气、土中的污染物，使其符合技术或卫生要求的过程。 14.耐受性定律：即每种生物适应范围都有一个最低点和一个最高点，两者之间的幅度为耐性限度，此即为谢尔福德的耐受性定律。 15.动态生命表：是根据观察种群同时出生的生物之死亡或存活动态过程所获得的数据编制而成的生命表。 16.内禀增长率：在最适条件下种群内部潜在的增长能力。 17.种群的内分布型：组成种群的个体在其生活空间中的位臵状态及分布格局，有均匀型、随机型、集群型。 18.热污染：由于工业生产、交通运输以及人们的生命需要，使能源的消耗量大大增加，从而产生大量的二氧化碳、水蒸汽、热废水，引 起环境增温而影响生态系统结构和功能效应的现象称为热污染。 19.非密度调节：指非生物因子对种群大小的调节。 20.群落外貌：是指生物群落的外部形态或表相而言，种群中生物与生物之间，生物与环境之间相互作用的综合反映。 21.温室效应：存在于大气中的某些痕量物质和存在于对流层中的臭氧具有吸收太阳能在近地表面的长波辐射从而使大气增温的作用。 22.群落演替：指一个群落被另一个群落所取代的过程。 23.初级生产：生产者把太阳能转变为化学能的过程，又称植物性生产。 24.种群生理寿命: 指种群处于最适条件下的平均寿命，而不是某个特殊个体，可能具有的最长寿命。 25.生态位：在生态因子变化范围内，能够被生态元实际潜在占据、利用或适应的部分。 26.生物群落：是指在一定时间内，居住在一定区域或生境内的各种生物种群相互联系、相互影响的有规律的一种结构单元 27.环境污染：是指人类活动使环境要素或其状态发生变化，环境质量恶化，扰乱和破坏了生态系统的稳定性及人类正常生活条件的现象。 28.生态幅：每种生物对一种环境因子都有一个生态上的适应范围的大小，称生态幅。 29.种群生理寿命: 指种群处于最适条件下的平均寿命，而不是某个特殊个体，可能具有的最长寿命。 30.噪声：噪声是由不同振幅和频率组成的无调噪杂声，通常将不需要的声音或影响人们工作或休息的声音也称之为噪声。 31.水体富营养化：是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生 物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。 32.边缘效应：在群落交错区内，单位面积内的生物种类和种群密度较之相邻群落有所增加的现象。 33.原生性自然资源：这类资源是伴随着地球的产生及其运动而形成和存在的。 多项选择题 1、就世界而言，森林资源遭受破坏的主要原因有：（234 ） ①环境污染②工业用材③农业开垦④薪柴⑤温室效应 2、下面哪几本书与环境生态学的发展历史紧密相关。（123 ） ①《寂静的春天》②《人口爆炸》 ③《只有一个地球》④《保卫我们的家园》
环境生态学导论 1、环境生态学定义： 是研究认为干扰下，生态系统内在的变化机制、规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统修复、重建和保育对策的科学，即运用生态学的理论，阐明人与环境间相互作用的机制和效应以及解决环境问题的生态途径的科学。 2、环境生态学的主要任务： 研究生物圈系统与各支持系统在人类活动干扰下的演变过程、相合作用的机制和规律以及变化效应及危害，寻求受损生态系统和环境要素修复或重建的各种生态学措施。 3、生物的协同进化： 一个物种的进化必然会改变作用于其他生物的选择压力，引起其他生物也发生变化，这些变化反过来又会引起相关物种的进一步变化。这种两个相互作用的物种在进化过程中发展的相互适应的共同进化过程即为协同进化。33 4、环境因子： 指生物有机体以外的所有环境要素，是构成环境的基本成分。 （1）依据生物有机体对环境的反应和适应性进行分类，将环境因子分为： 第一性周期因子、次生性周期因子及非周期性因子。 （2）将非周期性因子分为三个层次： 第一层，植物生长所必需的环境因子（例如，温、光、水等）；第二层，不以植被是否存在而发生的对植物有影响的环境因子（例如，风暴、火山爆发、洪涝）；第三层，存在与发生受植被影响，反过来又直接或间接影像植被的环境因子（例如，放牧、火烧地等）。（选择）44 5、生物与环境因子的相互作用（选择题）45
6、长期生活在低温环境中的生物通过自然选择，在形态、生理和行为方面表现出很多明显的适应性；生物对高温环境的适应也表现在形态、生理和行为三个方面。 6、xx（Bergman）规律： 生活在高纬度地区的恒温动物，其身体往往比生活在纬度地区的同类个体大。因为个体大的动物，其单位体重散热量相对较少。 7、xx（Allen）规律： 恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低温环境中有变小变短的趋势，这也是减少散热的一种形态适应，这一适应现象被称为阿伦规律。 8、水生植物根据其生长环境中水的深浅不同，划分为沉水植物、浮水植物和挺水植物。 559、植物对盐碱土的适应： ①聚盐性植物： 通过积累盐分，提高细胞内的渗透压来维持体内水平衡； ②泌盐性植物： 通过茎、叶表面的盐腺来排出体内的过多盐分； ③透盐性植物： 通过体内高浓度的可溶性有机物而提高渗透压。 10、环境因子作用的一般特征： ①环境因子的综合作用： 环境中各种因子不是孤立存在的，而是彼此联系、互相促进、互相制约，任何一个单因子的变化，必将引起其他因子不同程度的变化及其反作用。环境
第一章 1.什么是生态学？近代生态学有哪些特点？ 生态学:是一门多学科的自然学科，研究生命系统与环境系统之间相互作用规律及其机理。 近代生态学的特点： 1）把研究生物有机体与环境间的相互关系扩展到研究生命系统与环境间的相互关系 2）人类是生命系统中最重要的部分，也是许多生态系统的结构成分，生态学不仅要研究动物、植物、微生物和环境间的相互关系，更需要研究人和环境间的相互关系。 3）人类既是一种生物，必然具有生物的一切基本属性。但是人类生活在特殊的社会中，具有不同于一般生物的社会属性。 4）生态学的研究不仅要阐述生物（包括人）与其环境间的一般相互关系，更要揭示它们之间相互作用的基本规律及其机理，生态学不能满足于描述自然，而要用生态学理论去解决人类面临的生存和发展问题。 2.何谓生态系统？在水生生态系统和陆生生态系统中各举一例，并说明其中组成成分之间的关系? 1）生态系统：在任何规模的时空单位内由物理—化学—生物学活动所组成的一个系统。 2）水生生态系统:浮游动物（初级消费者）→草鱼（次级消费者）→鲇鱼（三级消费者）分解者：细菌，真菌。生产者：植物微生物（藻类） 3）陆生生态系统：土拨鼠，兔子，昆虫（初级消费者）→狐，蜘蛛，鹰（次级消费者）分解者：真菌，霉菌，细菌。生产者：庄稼，草 5．假定某块土地上所产的农作物可供100人食用，如果人们吃掉地里的一半农作物，另一半用来养牛，然后吃牛肉，那么这块地可供养多少人？（假设第二性生产效率为10%） 50+50*10%=55人 8.何谓生态演替？举一个原生演替和次生演替的例子。 1）生态演替：生态系统发展常常被称为生态演替。它是指一个群落被另一个群落，或者说一个生态系统被另一个生态系统代替的过程。 2）举例：原生演替：火山造成的大片裸地；流水沉积形成的冲积平原；重力侵蚀的陡岩 次生演替：从以前曾经生长过植物的地方，由于火烧、砍伐、洪水、干旱、局部毁灭了植被而成为裸地的地上开始。 9.何谓种群？它的主要特征有哪些？ 1）种群：也译为居群，人口学上就是人口，它是在一定的空间中、特定的时间内一起生活和繁殖的同种个体的总称。 2）特征：数量特征；空间特征；遗传特征。 第二章 1.何谓城市化？我国城市化的标准是什么？ 1）城市化：人口向城市或城镇地带集中的过程。 2）我国城市化的标准：市的人口一般应该在10万人以上，镇的人口应在2000人以上。市区和近郊区非农业人口50万以上的城市为大城市，20万—50万人口的城市为中等城市，10万—20万人口的城市为小城市。 2.试述城市发展的历史阶段以及各阶段的特点？ 前工业社会手工业生产集中地农产品集散地市政设施简陋生活条件落后规模较小 数量很少城乡分离相对封闭 工业社会机器大工业中心商业贸易中心市政设施完备生活条件改善规模扩张数量猛增城乡对立差距拉大 后工业社会第三产业中心功能多元化市政设施现代化生活条件较优越规模数量稳定 形成大都市连绵区城乡融合差距缩小 信息社会信息流通、管理和服务中心城市信息化、园林化、宜人化超级城市裂解中小城镇崛起城乡一体化
什么叫生态系统？它有哪些基本特征？在一定空间中共同栖居着的所有生物（即生物群落）与其环境之间由于不断地进行物质循环和能量流动过程而形成的统一整体。构成系统至少应具备3个条件：①有许多成分；②各成分间彼此联系、相互作用；③系统具有独立的、特定的功能。 述生态系统的自我反馈调节能力。生态系统是由多样性成分所构成，它们之间呈相互依存、相互制约、错综复杂的连锁关系，使它们具有一定的自我反馈调节的能力。反馈分为正反馈与负反馈。负反馈使系统保持稳定，正反馈使偏离加剧。 为什么生态系统中通过各营养级的能量会逐渐减少？流动中能量逐渐减少，每经过一个营养级都有能量以热的形式散发掉；各级消费者之间能量的利用率不高，在4.5%~17%之间，平均约10%。林德曼的十分之一定律. 和自然生态系统相比，城市生态系统有何特点？1．是人工生态系统。人是这个系统的核心和决定因素。人类是城市生态系统的生产者, 主要消费者，主宰者。2．是容量大、流量大、密度高、运转快、高度开放的生态系统。3．是分解功能不充分的生态系统4．是自我维持力很薄弱的生态系统5．是消费者占优势的生态系统6．是受社会经济多种因素制约的生态系统7．是人类自我驯化的生态系统 简述信息的作用及城市的信息功能。传递知识：发布消息、宣传广播、输出数据等 传递情报；军事、科技、经济情报的掌握往往居有利地位；节省时间，提高效率.；功能：输入分散无序的信息，输出经过加工、集中、有序的信息。 城市生态系统的组成结构与自然生态系统有何不同？城市生态系统是一个以人为中心的，以一定环境条件为背景的，以经济为基础的社会、经济、自然综合体，因而其组成包括自然系统、经济系统和社会系统。不同于自然生态系统。除了自然系统本身外，还有以人类为主体的社会结构和经济结构．空间结构社会结构经济结构营养结构 与郊区相比，城市热量平衡有些什么特点？与郊区相比，城市热量平衡的“收入”中有较多的人为热。而“支出“中的各分量中有如下特点：1.显热交换:大2.潜热交换:小3.城市的贮热量:大4.热平流量:忽略5.光合集能：少 很多城市报导城市降水量多于郊区的主要原因是什么？第一, 城市热岛效应。城市由于有热岛效应, 空气层结不稳定, 有利于产生热力对流, 当城市中水汽充足时(城市中还有一定量的人为水汽和人工管道供应的水分), 容易形成对流云和对流性降水。第二, 城市阻滞效应。城市因有高高低低的建筑物, 其粗糙度比附近郊区平原大。它不仅能引起机械湍流, 而且对移动滞缓的降水系统(如静止锋、静止切变、缓进冷锋等)有阻滞效应,使其移动速度减慢, 在城区滞留时间加长, 因而导致城区的降水强度增大, 降水的时间延长。第三, 城市凝结核效应。城市因生产和生活强度较大, 空气中尘粒及其它微粒比周围地区多, 为形成降水提供了丰富的凝结核。第四，城市内及周边有较大面积水体，为城市提供了充足的水汽。 和郊区相比，城市径流有何特点？城市地表径流系数较大；流速快；径流峰值出现较早；城市径流水多经建筑物、道路及各种堆积物表面流入排水道，一般是难以直接利用的污水。简述城市地面风的总体特点。摩擦使风速减小，但有一临界风速值。城区内因受热不均而产生街道风。城市峡谷效应产生“急流”。建筑物的阻障效应产生涡流。城市风分布不均匀，时大时小，阵性大，风向不定 在对流层中，气温垂直变化的规律是随高度的增加而逐渐降低的。为什么?1.大气直接吸收太阳辐射能造成的增温没有地面辐射造成的增温显著，所以在正常条件下，近地面的温度比上层为高。2.由于低层大气中含有更多的吸收地面辐射能较强的水蒸汽和固体颗粒物。
环境生态学导论 由07环科班委整理 第一章绪论 环境生态学内容结构图 环绪论 生物与环境 境生物圈中的生命系统 生态系统生态学 生生态系统服务 人类对自然生态系统的干扰与生态恢复 态受损生态系统的修复 生态系统管理 学生态环境保护与可持续发展 所谓环境问题，是指人类为其自身的生存和发展，在利用和改造自然界的过程中，对自然环境破坏和污染所产生的危害人类生存的各种负反馈效应。 ?生态破坏：不合理开发和利用资源而对自然环境的破坏以及由此产生的各种生态效应。 ?环境污染：因工农业生产活动和人类生活所排放的废弃物造成的污染。 人类社会的发展与环境问题的产生与演变： ?原始文明（渔猎文明）时期 对自然的开发、支配能力极其有限和生活的漂泊是原始社会的特征。人类把自然视为神秘的主宰，他们无力与各种自然灾害的肆虐和饥饿、疾病及野兽的侵扰、危害抗争，此时人与环境的关系是人类对自然的适应，人类属于“自然界中的人”。 ?农业文明时期 随着农业的发展，农业文明出现了若干个文明中心，城市人口集聚，对粮食、燃料和建材的需求也随之大增。为满足这种需求，不得不砍伐森林，开垦更多的草原，生物的生存环境受到破坏或退化，甚至造成了某些物种的灭绝，许多文明中心也随着环境的破坏和资源的枯竭而走向衰落。这时的人已成为有能力“与自然对抗的人”。此时，社会、经济和人口、资源协调发展的问题已经开始，但还主要是生态破坏问题。这一时期被视为人类对生物圈的第一次重大冲击。 ?人类对生物圈的第二次重大冲击 进入现代工业文明后，小规模的手工业被大规模的机器生产所替代，以畜力、风能、水能为主的能源动力被以化石燃料为能源动力的机械所取代，这使生产力大大提高的同时，对自然资源的开发利用和对环境的影响发生了转折性的变化。 ?第一次产业革命时期（蒸汽机时代） 进入蒸汽机时代，推动了炼铁业、机器制造业和采矿业的迅速发展，使社会生产力得到空前的发展，城市规模迅速扩大，各种资源的需求量剧增，城市生态环境日趋恶化，而非城市区域的环境退化、资源耗竭、景观破坏，工业污染成为新问题，人类社会开始面临生态破坏和环境污染并存的格局，但从全球来看，这时的环境问题还是区域性的。 ?第二次产业革命时期 随着电的使用，尤其是两次世界大战刺激了许多新兴工业和科学技术突飞猛进的发展，使生产过程需要大量的能源、矿物质和各类自然资源，产品的消耗和使用也需要大量的能源作保障。尤其是化学工业的崛起，合成了大量自然界不存在的化学物质，严重破坏了生态系统及至整个生物圈的结构及功能，出现了许多震惊世界的环境公
环境污染与生态破坏处 理办法 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
南昌公路桥梁工程有限公司 巷三公路LM—9项目经理部 环境污染和 生态破坏处理办法 编制： 审核： 批准： 南昌公路桥梁工程有限公司 二0一五年三月
环境污染和生态破坏处理办法 第一章总则 第一条为加强本项目境监督管理，及时依法妥善地处理环境污染与生态破坏事故，根据有关环境保护法律、法规和规章制定本办法。 第二条本办法所称环境污染与生态破坏事故，是指由于违反环境保护法律、法规和规章的行为，以及因意外因素的影响或不可抗拒的自然灾害等原因致使环境受到污染或生态遭到破坏，人体健康受到危害，社会经济与人民财产受到损失，造成不良社会影响的突发性事件。 第三条环境污染与生态破坏事故，根据类型分为水污染事故、海洋污染事故、大气污染事故、噪声与振动危害事故、固体废物污染事故、农药与有毒化学品污染事故、放射性污染事故、生态破坏事故等。 第四条根据环境污染与生态破坏事故的程度分为四级： (一)一般环境污染与生态破坏事故。凡符合下列情形者为一般环境污染与生态破坏事故：由于污染或破坏行为造成直接经济损失在伍千元以上，两万元以下(含两万元)且对环境造成影响的。 (二)较大环境污染与生态破坏事故。凡符合下列情形之一者，为较大环境污染与生态破坏事故： 1、由于污染或破坏行为造成直接经济损失在两万元以上，五万元以下(含五万元)的； 2、人员发生中毒症状； 3、因环境污染引起厂群冲突； 4、对环境造成一定危害。
(三)重大环境污染与生态破坏事故。凡符合下列情形之一者，为重大环境污染与生态破坏事故： 1、由于污染或破坏行为造成直接经济损失在五万元以上十万元以下(含十万元)的； 2、人员发生明显中毒症状、辐射伤害或可能导致伤残后果； 3、人群发生中毒症状； 4、因环境污染使社会安定受到影响； 5、对环境造成较大危害； 6、捕杀、砍伐国家二类、三类保护的野生动植物。 (四)特大环境污染与生态破坏事故。凡符合下列情形之一者，为特大环境污染与生态破坏事故。 1、由于污染或破坏行为造成直接经济损失在十万元以上； 2、人群发生明显中毒症状或辐射伤害； 3、人员中毒死亡； 4、因环境污染使当地经济、社会的正常活动受到严重影响； 5、对环境造成严重危害； 6、捕杀、砍伐国家一类保护的野生动植物。 第五条项目环境保护成立“环境污染与生态破坏事故处理工作领导小组”(以下简称“事故处理领导小组”)对环境污染与生态破坏事故的报告与处理实施统一领导。针对具体的环境污染与生态破坏事故，项目部组成由相应的业务科室牵头的临时“环境污染与生态破坏事故调查处理小组(以下简称“事故调查处理小组”)负责调查处理的具体工作。 第二章管辖
第一章绪论 一、环境生态学的定义及形成与发展 1.定义（掌握） 2.形成与发展 二、环境生态学的研究内容与学科任务 1.研究内容（掌握） 2.学科任务 3.发展趋势 4.研究方法 三、环境生态学与相关学科（了解） 1.生态学 2.环境科学 3.恢复生态学 4.其它相关学科 一、环境生态学的定义及形成与发展 一、环境生态学的定义及形成与发展 环境问题 环境问题 当前世界面临的主要环境问题： 人口问题：人口的激增，生产规模的扩大，废物排放量增加，污染加剧 资源问题：资源的短缺（森林、土地、淡水） 环境污染：温室气体的排放、有害化学品的污染 生态破坏：土地沙漠化、水土流失、盐碱化、森林生态功能衰退等 总之，环境生态学是随着环境问题的产生、人类对环境问题的关注及寻求调节人类与环境之间协调发展的途径而产生的。 《寂静的春天》(美国海洋生物学家蕾切尔·卡逊，20世纪60年代） 它是环境生态学的启蒙之著和学科诞生的标志。 《增长的极限》(20世纪70年代），是环境生态学发展初期阶段的主要象征。 《人类环境宣言》《只有一个地球——对一个小行星的关怀和维护》 （1972年，联合国人类环境会议），它们丰富了环境生态学的理论，促进了它的理论体系的完善和发展。 《环境生态学》教科书（1987年，福尔德曼），它的出版对环境生态学的发展起了积极的推动作用。 二、环境生态学的研究内容与学科任务 1.研究内容 a.人为干扰下生态系统的内在变化机理和规律的研究 b.各类生态系统的功能保护和利用研究
c.生态系统退化机理及修复研究 d.解决环境问题的生态学对策 e.全球性环境问题的研究 2.学科任务 3.发展趋势 4.研究方法 2.学科任务 a.人为干扰的方式及强度 b.退化生态系统的特征判定 c.人为干扰下的生态演替规律 d.受损生态系统恢复和重建技术 e.生态系统服务功能评价 f.生态系统管理 g.生态规划和生态效应预测 3.发展趋势 4.研究方法 3.发展趋势 a.生态系统对人为干扰的反应机制与监测 b.退化生态系统的恢复和重建 c.生态规划、生态安全和生态风险预测 d.环境生物技术和生态工程 e.区域生态环境监测 4.研究方法 4.研究方法 a.宏观研究与微观研究结合 b.野外调查、实验室和长期定位试验结合 c.多学科交叉、综合研究 d.系统分析方法和数学模型的应用 e.新技术的应用（卫星遥感、地理信息系统等） 三、环境生态学与相关学科 1、生态学 环境生态学是生态学学科体系的组成部分，是依据生态学理论和方法研究环境问题而产生的新兴分支学科。因此，在诸多的相关学科中，环境生态学与生态学的联系最为紧密，生态学是环境生态学的理论基础。 三、环境生态学的相关学科 生态学的定义 a.海克尔（Haeckel）（德国动物学家，1866年给出的定义） 生态学一词最早由德国动物学家海克尔提出，他认为生态学是研究生物有机体与其周围环境相互关系的科学，这是对生态学一词最早的一个定义。
第一章 生态学的定义：生态学是研究生物与它所在地关系的一门学科 生态学的研究对象：用“组织层次”或称为“生物学普”来表示生态学的研究对象。每个组织层次和其环境的相互作用组成了其独有的功能系统。 生态学的分支学科：按生物类群分为动物生态学植物和微生物；按环境或栖息地分为陆地生态学淡水和海洋；按理论与人口资源环境等有应用生态学。 生态学的研究方法：1宏观研究与微观研究结合2野外调查实验室和长期定位实验结合3多学科交叉综合研究4系统分析方法和数学模型应用5新技术的应用 种群生态学：研究栖息在同一地域同种生物个体的集合体所具有的特性，包括种群的年龄组成，型比例，数量变动与调节等及其与环境的关系。 群落生态学：研究栖息于同一地域中所有种群集合体的组合特性，他们之间及其与环境之间的相互关系，群落的形成与发展等。 环境生态学：环境科学与生态学之间的交叉学科，是研究认为干扰下，生态系统内在的变化肌理规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统恢复，重建和保护对策的科学，既运用生态学理论，阐明人与环境间相互作用及解决环境问题的生态途径。 环境问题：是指环境中出现的各种不利于人类生存和发展的现象，分为原生环境问题和次生环境问题。 当前人类面临的主要环境问题：人口，资源，环境污染，生态破坏问题。与人类的活动密切相关，人类活动超过了环境的承受能力，对自然生态系统的结构和功能产生了破坏作用，与生存环境不协调。 第二章 环境及其类型：环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响生物体或生物群体生存的一切事物的总和。分为宇宙环境，地球环境区域环境，微环境，内环境。生态因子：对生物生长、发育、生殖、行为和分布等生命活动有直接或间接影响的环境要素。类型：气候因子包括光温度湿度降水风和气压等，土壤因子地形因子生物因子和人为因子主要指人类对生物和环境的各种作用，随着人类生产能力的提高，人类活动对各种生物的影响和对环境的改变的作用越来越大。 生态因子作用的一般特征：综合作用，主导因子作用，直接作用和间接作用，阶段性作用，不可替代性和补偿作用 生态因子作用的规律：1限制因子规律生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，其中限制生物生存和繁殖的关键因子就是限制因子，2liebig最小因子定律生物的生长取决于环境中那些处于最小量状态的营养物质，3shelford耐性定律任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多，就会影响该物种的生存和分布，那些对生态因子具有较大耐受范围的种类，分布较广，为广适性生物，反之为狭适性生物。4生态辐每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围，即有一个生态上的最低点和最高点。在最低点和最高点（或称耐受性的下限和上限）之间的范围称为生态辐。5生物内稳态及耐性限度的调整内稳态是生物控制自身的体内环境使其保持相对稳定，是进化发展过程中形成的一种更进步的机制。具有内稳态的机制的生物借助于内环境的稳定而相对独立于外界条件。内稳态机制大大提高了生物对生态因子的耐受范围。。6指示生物。 生物对环境的适应：生态型，趋异，同种的生物的不同个体群长期生存在不痛的生态环境和人工培育条件下，发生趋异适应，并经自然和人工选择而分化形成生态形态生理特征不痛的基因型类型。生活型，不同种生物经过长期在相同的自然生态和人为培育条件下，发生趋同适应，并经过自然选择和人工选择后形成的，具有类似特征的物种类群，趋同。 光强与生物的适应：阳生植物阴生植物耐阴植物。昼夜交替中日照的长短对生物生长发育的
尚田镇突发环境污染和生态破坏事故 应急处置预案 一、总则 (一)指导思想 以邓小平理论、“三个代表”重要思想和十七大精神为指导，树立全面、协调、可持续的科学发展观，提高政府社会管理水平和应急突发事件能力。坚持以人为本，以保障人民群众生命安全、维护社会稳定和公众环境权益为出发点，以预防和应对突发环境污染事件为着眼点，将环境污染危害降低到最低点，最大限度减少人员伤亡和财产损失，维护社会安全稳定。 （二）编制目的 规范和强化全镇环境污染和生态破坏突发公共事故（以下简称“环境突发事故” ）的应急处置工作，建立健全以环境突发事件的预防、控制、善后工作为重点和防范有力、指挥有序、快速高效、保障及时、协调一致的环境突发事件应急处置体系，保障公众健康和生命财产安全，保护环境，促进社会全面、协调、可持续发展。 （三）编制依据 依据《中华人民共和国突发事件应对法》、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国安全生产法》、《国家突发公共事件总体应急预案》、《国家突发环境事件应急预案》、和《奉化市突发
公共事件总体应急预案》、《尚田镇突发公共事件总体应急预案》及相关的法律、行政法规，制定本预案。 （四）事故分级 根据环境污染与破坏程度不同，分为一般、较大、重大和特大事故。 1、一般事故（IV级）。由于环境突发事故造成直接经济损失在1万元以上、5万元以下（不含5万元）的。 2、较大事故（III级）。凡符合下列情形之一者： （1）因中毒等造成人员轻伤3人以下（不含3人）。 （2）突发事故造成直接经济损失在5万元以上，15万元以下（不含15万元）。 3、重大事故（II）级。凡符合下列情形之一者： （1）因中毒等造成人员3人以下（不含3人）重伤或3人以上10人以下（不含10人）轻伤。 （2）由于突发事故造成直接经济损失15万元以上、50万元以下（不含50万元）。 （3）因环境事故造成部分村庄、河流、水域污染，引起群访事件的。 4、特大事故（I级）。凡符合下列情形之一者： （1）因中毒等造成人员死亡1人以上，或者重伤3人以上，或者轻伤10人以上。 （2）由于突发事故造成直接经济损失50万元以上。
第一章生态学基础 1.1 生态学的发展 1. 生态学的概念 2.生态学的研究对象 研究对象分类 1.2 生态系统(ecosystem ) 生态系统、生物圈、生态系统结构、生态系统功能、群落演替、生态平衡、干扰、稳态机制 1.3 生态学一般规律及实际意义 (1)相互依存与相互制约规律(2)物质循环与再生规律(3)物质输入输出的动态平 衡规律(4)环境资源的有效极限规律 第二章城市化及其生态后果 城市、城市化（概念、特点、标志、利弊、标准）、存在问题、城市化所带来问题、城市污染、城市问题的生态学实质 第三章城市生态系统与城市生态学 3.1 城市生态学(urban ecology)的概念 3.2 城市生态学的发展 3.3 城市生态学的研究对象—城市生态系统 3.3.1 城市生态系统的概念 3.3.2 城市生态系统的特点 （1）城市是人类为主体的生态系统 （2）城市是具有人工化环境的生态系统 （3）城市生态系统是依赖性强、独立性弱的系统 （4）城市是人类自我驯化的生态系统 城市生态系统与其它生态系统的不同点： (1)它是人工生态系统，人是这个系统的核心和决定因素。 (2)它是消费者占优势的生态系统。 (3)它是分解功能不充分的生态系统。 (4)它是自我调节和自我维持能力很薄弱的生态系统。 (5)它是受社会经济多种因素制约的生态系统。 3.3.3 城市生态系统的研究内容 1、城市生态系统的结构 ①城市化对环境的影响；②城市化对生物的影响以及生物的反应；③城市 化对人群的影响 2、城市生态系统的功能 3、城市生态系统的动态 4、城市生态系统的系统生态学研究 5、城市的生态规划、生态建设和生态管理 6、城市生态系统与周围农村生态系统间关系的研究 3.4 城市生态学的研究特点 3.5 城市生态学研究重点 第四章城市生态系统的非生物环境 4.1 城市气候 城市气候的概念
2009年环境生态学（双语）考试主要内容 第一章：Introduction :what is ecology 专业名词解释： Ecology can be defined as the study of relationships between organisms and environment.可以被定义为生态，生物和环境之间的关系的研究。 Ecology is indeed the study of relationships between organisms and the environment.生态确实是生物和环境之间的关系的研究。 Biosphere (生物圈): The portions（部分）of earth that support life, also refers to the global ecosystem（生态系统）. 生物圈(biosphere)地球表层中的全部生物和适于生物生存的范围，它包括岩石圈上层、水圈的全部和大气圈下层。 Ecosystem (生态系统): A biological community plus all of the abiotic factors influencing that community. 生物群落及其地理环境相互作用的自然系统，由无机环境生物的生产者(绿色植物)、消费者(草食动物和肉食动物)以及分解者(腐生微生物)4部分组成。 Nutrient (营养): Chemical substance require for the development, maintenance and reproduction of organisms.生物体的生长，维护和繁殖所需的化学物质。 Epiphytes (附生植物): A plant, such as orchid, that grows on the surface of another plant but is not parasitic. 一个（如兰科）植物，生长在另一种植物的表面，但不寄生。 Ecotone (群落交错带): A spatial transition from one type of ecosystem to another, for instance, the transition from woodland to grassland.从一个生态系统类型变到另一种，例如一个从林地到草原空间的过渡。 简述题： 1)Explaining why the nutrient of soil under tropical rain forest is poor, and where the nutrient stored in tropical rain forest? 解释为何热带雨林下的土壤养分差，热带雨林中的营养存在在哪呢？ 由于热带地区，降水量较大，淋洗能力强，可将营养元素随水淋洗出土体，同时植物不断吸收土壤中的养分，对于木本植物每年残体归还量有限，因此不断的将养分吸收而没有补充，就会导致土壤中的养分含量越来越低，而导致土壤贫瘠。 第2章：Population distribution and abundance 专业名词解释： Biomes are distinguished primarily by their predominant plants and are associated with particular climates. Soil is a complex mixture of living and nonliving material upon which most life depends.
1、什么是海绵城市？ 城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存水“释放”并加以利用。 2、二元水循环 水在社会经济系统的运动过程与水在自然界中的运动过程一样，也具有循环性特点。社会水循环通过取用水、排水与自然水循环相联系，这两个方面相互矛盾，相互依存，相互联系，相互影响，构成了矛盾着的统一体—水循环的整体，即二元水循环系统 3、什么是城市的雨岛效应？ 雨岛效应，，城市中高楼大厦密度不断地增加，尤其一到盛夏，建筑物空调、汽车尾气更加重了热量的超常排放，使城市上空形成热气流，热气流越积越厚，最终导致降水形成。这种效应被称之为“雨岛效应”。 4、城市内涝发生的原因 ①城市化导致不透水面积增加 ②城市化的水文效应，改变了局部气候和下垫面条件，出现“雨岛效应”现象。 ③城市排水基础设施建设不足 ④下凹式立交桥等设施增加 ⑤城市排水设施维护管理不善 5、什么是LID？LID实现的措施。 美国的低影响开发(LID)：采用源头削减、过程控制、末端处理的方法进行渗透、过滤、蓄存和滞留，防治内涝灾害。
①保护和修复城市天然河湖：划定河湖蓝线，立法禁止围填河湖及天然湿地。对已渠化的河道进行生态修复 ②修建生物滞留池：一般修建于流域上游，通过植物、微生物和土壤的化学、生物及物理特性储蓄水量并清除污染物，从而达到水量和水质调控目的。 ③湿滞带：是一种狭长的渠道，对来自于停车场、人行道、街道以及其它不透水性表面的径流进行过滤和入渗，与传统渠道区别的是其表面铺设有植被。 分为湿滞水池、干滞水池、人造湿地 ④植被覆盖：在不透水性建筑的顶层覆盖一层植被，是由植被层、介质层、过滤层以及排水层等构成一个小型的排水系统。 ⑤透水性地面：表面由透水结构铺装，让初期雨水入渗，下部填筑多孔结构材料制成的垫层，垫层具有吸附降解功能，能够消纳初期雨水的污染。 6、核心思想“一片天对一片地”，实现立体多层次多功能分流分滞。 在基本遵循自然产汇流规律的基础上，城市建成后实现“一片天对一片地”，利用城市空间对降雨“化整为零”进行收集和储存。具体“滞、渗、蓄、净、用、排” 立体多层次多功能分流分滞的竖向剖面结构 1.生态屋顶 2.绿化建筑立面 3.生态景观 4.生态道路 5.生态水池 6.生态广场 7.生态公园 8.强渗透地面 9.天然洼地蓄滞 滞：降低雨水汇集速度，延缓峰现时间!既降低排水强度，又缓解了灾害风险。 “渗”，是利用各种路面、屋面、地面、绿地，从源头收集雨水。 蓄: 降低峰值流量，调节时空分布，为雨水利用创造条件 净:是通过一定过滤措施减少雨水污染，改善城市水环境 用：利用雨水资源化，缓解水资源短缺，提高用水效率。 排: 构建安全的城市排水防涝体系，避免内涝等灾害确保城市运行安全 7、建设目标（最根本目标就是：要尽量减少社会水循环对自然水循环的冲击。） ①缓解洪涝灾害：通过保护、恢复和修复天然河湖水域空间，把城市排水系统从“区域快排、末端集中”转变为“源头分散、慢排缓释” ②增加雨水利用：针对洪涝雨水的利害两重性，构建“格局合理、蓄泄兼筹、引排得当、环境优美、综合利用”的城市水系统。 ③降低径流污染：城市初期雨水中轮胎细末、生活垃圾污染、大气降尘、铅/镉重金属等污染严重。宜在表面铺装透水结构，让初期雨水入渗，下部填筑多孔结构材料制成的垫层，让垫层具有吸附降解功能，消纳初期雨水的污染。 8、三大任务 （1）海绵体建设：
环境生态学重点知识点-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
环境生态学知识点 第一讲生物与环境 第一节环境的概念及其类型 一、环境的概念 环境指某一特定生物个体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。 分为自然环境、半自然环境、社会环境 我们通常所说的环境为地球环境，包括：大气圈对流层、水圈、岩石圈、土壤圈、生物圈，又称为地理环境。 二、环境的类型 1. 按环境主体分：以人为主体的人类环境、以生物为主体生物体以外的环境 2. 按环境性质分：自然环境、半自然环境、社会环境 3. 按环境范围大小分：微环境、内环境、区域环境、地球环境、宇宙环境 第二节生物与环境因子的相互作用 一、光因子的生态作用及生物的适应 地球上生物生存和繁衍的最基本的能量源泉——光 （一）光照强度的生态作用与生物的适应 黄化现象是光与形态建成的各种关系中最极端的典型例子，黄化是植物对黑暗环境的特殊适应。 光合作用饱和点是一定范围内，光合作用的效率与光强成正比，但到达一 定强度光合效率不会再增加，若继续增加光强，光合效率 下降，这点谓之饱和点。 光补偿点植物同化器官中，光合作用吸收的二氧化碳与呼吸作用释放的二 氧化碳相等时的光照强度。 按照植物对光照强度的适应程度分为： 阳地植物：适应强光照地区生活。蒲公英、蓟、杨、柳、桦、槐等 阴地植物：适应弱光照地区生活。连线草、铁衫、红豆衫、人参、三七（二）光质的生态作用与生物的适应 光质变化规律空间变化随纬度增加而减少，随海拔升高而增加； 时间变化冬季长波光增多，夏季短波光增多；中午短波光最多，早 晚长波光较多。 生物的适应 植物不同的光质对植物的光合作用，色素形成，向光性，形态建成的诱导等的影响是不同的。例如光合作用的光谱范围只是可见光区。 动物可见光对动物生殖，体色变化，迁徙，毛羽更换，生长及发育等都有影响；紫外光有致死作用，特别是细菌，病毒及微生物，但昆虫 对紫外光有趋光反应。 （三）生物对光周期的适应 光周期现象生物对昼夜周期变化发生各种生理、生态反应的现象。 植物的光周期临界暗期指在昼夜周期中能诱导植物开花所需的最短或最长 的暗期长度。 根据植物对日照长度的反应类型分为：长日照、短日照、长短日照植物
2、光强与植物光合作用率的关系如何？什么是光补偿点和光饱和点？ 答：植物对光强的适应性在一定范围内，光合作用的效率与光强成正比，但是达到一定强度后光和效率不会再增加，倘若继续增加光强，光和效率不仅不会提高，反而下降。此点称之为光饱和点。光合作用吸收的二氧化碳与呼吸作用放出的二氧化碳数量相等时的光强，此点称为光补偿点。 3、阐述水、土壤的生态作用。 答：（1）水因子的生态作用:○1水是生物体的主要组成成分；○2水是良好溶剂，生物体所有代谢活动的介质；○3水有较大的比容，为生物创造稳定的体温和环温。（2）土壤因子的生态作用：○1为陆生植物提供基底，为土壤生物提供栖息场所；○2提供植物生长所需的水、热、肥、矿物质、气-土壤肥力；○3构成土壤生物作用，土壤中生物包括各种菌类、蚯蚓、软体动物、节肢动物等，对土壤有机物分解转化、元素循环有重要作用，改变土壤物化性质，影响生物生长；○4生态系统的许多很重要的生态过程都是在土壤中进行。 4、有效积温法则的内容是什么？在实际生产中有何意义？ 答：有效积温法则：植物在生长发育过程中必须从环境摄取一定的热量才能完成某一发育阶段的发育过程，而且各个发育阶段所需的总热量是一个常数，称总积温或有效积温，因此可用公式表示： K ＝ N?（T-T0）。有效积温法则的意义：预测生物发生的世代数；预测生物地理分布的北界；制定农业气候区划，选择作物种类（山地、平原）；植物保护和防治病虫害；应用积温预报农时，合理安排全年农作物种植。 5、生态因子作用特点是什么？ 答：①综合作用：环境中各因子不是孤立存在的，而是彼此联系、互相促进、互相制约，任何一个单因子的变化，必将引起其他因子不同程度的变化及其反作用。 ②主导因子：在诸多环境因子中往往会有一个或两个因子，在一定条件下，对生物起决定作用，被称为主导因子。主导因子发生变化时会引起其他因子发生变化，或使生物的生长发育发生明显变化。 ③直接作用和间接作用 ④阶段性：生物生长发育不用阶段对环境因子的需求是不同的。 ⑤不可代替性和补偿作用：各种因子都有其存在的必要性，尤其是主导因子，如果缺少便会影响生物的正常生长发育，甚至发生疾病或死亡。从这个角度来说，环境因子具有不可代替性。但许多条件下，在多个生态因子的综合作用过程中，某一因子在量上的不足，可以由其他因子来补偿，并且同样可以获得相似的生态 效应。 6、什么是限制因子？作用规律有哪些? 答：限制因子：在众多生态因子中，必有一种或少数几种因子是限制生物生存和繁殖的关键性因子，这些关键性因子就是限制因子。任何接近或超过某种生物耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因子称限制因子。作用规律：限制因子通常发生在一种生物对某一环境因子的耐受范围很窄，而且这种因子又易于
城市生态学：是以生态学理论为基础，应用生态学的方法研究以人为核心的城市生态系统的结构、功能、动态，以及系统组成成分间和系统与周围生态系统间相互作用的规律，并利用这些规律优化系统结构，调节系统关系，提高物质转化和能量利用效率以及改善环境质量，实现结构合理、功能高效和关系协调的一门综合性学科。 系统工程：是一大类新的工程技术总称，是对系统进行组织管理、解决系统实际问题的工程技术。(是工程学进入系统发展时代以后的一门介于社会科学与自然科学或技术科学之间的综合性学科) 生态平衡：指在一定时间、范围内，生物与环境、生物与生物之间相互适应所维持着的一种协调状态。 稳态结构：指生态系统处于生态平衡时的功能结构。（指生态系统处于生态平衡时的功能结构） 生态旅游：具有保护自然和维系当地人们生活双重负责的旅游活动。包括两个方面的内容1、旅游是一种以自然环境为资源基础的旅游活动；2、生态旅游是具有强烈环境保护意识的一种旅游开发方式。 城市植被：城市里覆盖着的所有生活植物的总和。 城市化：指人口向城镇或城市地带集中的过程，或指人口向城市地区集中和农村地区转变为城市地区的过程。 系统边界：系统存在所涉及的时间和空间界限。 生态系统：指由生境和占据该生境并联结在一起的生命有机体所构成的动态整体。 城市热岛：城市内部气温比周围郊区高的现象。 种群：指在一定时间内占据特定空间的同一物种（或有机体）的集合体。 城市：是非农业人口为居民主体, 以空间与环境利用为基础, 以聚集经济效益为特点, 以人类社会进步为目的的一个集约人口、经济、科学技术和文化的空间地域综合体。 系统：是非农业人口为居民主体, 以空间与环境利用为基础, 以聚集经济效益为特点, 以人类社会进步为目的的一个集约人口、经济、科学技术和文化的空间地域综合体。 生产者：是自养生物。包括绿色植物和一些化能合成细菌(绿色和紫色细菌、蓝藻)。 消费者：异养生物，以其他生物或有机物为食的动物。 分解者：异养生物，主要是细菌真菌，包括某些原生动物及腐食性动物。将复杂的动物有机残体分解为简单的化合物，最终分解成无机物。 最小因子定律：植物的生长量决定于满足程度最低的因子，对于城市生态系统来讲就是系统的稳定性决定于系统内影响程度最大的因子。 固体废弃物：指城市生活垃圾和工业固体废弃物。 生态阈值：生态系统有掌握调节能力，但这个能力是有一定限度的，超过这个界限，调节就不起作用了，这个临界值就是生态阈值。 地质灾害：是地壳动力、地质作用及岩石圈表层在大气圈、水圈、生物圈相互作用和影响之下，使城市生态环境和人类生命财产遭受损失的现象。 城市生态恢复：利用生态恢复的理论方法，对城市发展变化中的环境生态要素进行重新整合，以维持城市生存和发展的城市建设和规划手段。 环境污染：指人类直接或间接地向环境排放超过其自净能力的物质或能量，从而