城市生态学-康慕谊.ppt

城市生态学城市生态学康康 慕慕 谊谊北京北京 2002.0206北京师范大学资源与环境科学学院课程北京师范大学资源与环境科学学院课程4 城市城市土壤与生物土壤与生物群落群落 城市城市的的土壤土壤1 城市化对土壤的影响及城市土壤特点城市化对土壤的影响及城市土壤特点l城市发展与建设导致形成废墟式土壤城市发展与建设导致形成废墟式土壤 这类土壤较利于植物根系伸展，但养分布不这类土壤较利于植物根系伸展，但养分布不均；通气良好，但土体甚为干燥均；通气良好，但土体甚为干燥l城市道路交通使其两侧土壤性质发生改变城市道路交通使其两侧土壤性质发生改变瓦砾、瓦砾、砖、砂、砖、砂、混凝土等建筑废料多混凝土等建筑废料多，pH值值高，铅金属含量大，紧实度增加高，铅金属含量大，紧实度增加城市道路侧旁土壤中及其上生长的植物体内铅含量城市道路侧旁土壤中及其上生长的植物体内铅含量4 城市城市土壤与生物土壤与生物群落群落l城市化过程常常导致土壤含水量减少和地下城市化过程常常导致土壤含水量减少和地下水位降低水位降低 大大部分降水形成地表径流而流失，地下水得部分降水形成地表径流而流失，地下水得不到补偿不到补偿 城市地下设施城市地下设施(地铁地铁/地下停车场等地下停车场等)施工需施工需要排出地下水要排出地下水不同地表状况下形成的地表径流占降水量的平均比例不同地表状况下形成的地表径流占降水量的平均比例4 城市城市土壤与生物土壤与生物群落群落2 城市环境污染对土壤的影响城市环境污染对土壤的影响l土壤酸化土壤酸化: 酸雨影响的结果酸雨影响的结果l垃圾污染垃圾污染: 城郊多有发生城郊多有发生l污水灌溉污水灌溉: 造成土壤潮湿或过潮湿、通气性造成土壤潮湿或过潮湿、通气性变差，营养元素虽丰富但也富集了有害物质。

变差，营养元素虽丰富但也富集了有害物质特别是由于镉和铅的富集，已不再适宜于蔬特别是由于镉和铅的富集，已不再适宜于蔬菜、农作物和其他经济作物生长此外通过菜、农作物和其他经济作物生长此外通过放牧常常还对动物造成毒害放牧常常还对动物造成毒害4 城市城市土壤与生物土壤与生物群落群落 综上述，城市土壤具有较高污染物综上述，城市土壤具有较高污染物(重金属、重金属、有机物等有机物等)含量工业工业“三废三废”和城市和城市垃圾、垃圾、废物废物是引起土壤污染最重要的物质来源是引起土壤污染最重要的物质来源 污染物质通过污染物质通过l人类向水体排放或引工业污水和生活污水灌人类向水体排放或引工业污水和生活污水灌溉而进入土壤此类引起的土壤污染最普遍溉而进入土壤此类引起的土壤污染最普遍l进入大气，以飘尘、降尘的形式淋洗入土壤进入大气，以飘尘、降尘的形式淋洗入土壤l废渣、垃圾等固体废物堆放，或作为肥料施废渣、垃圾等固体废物堆放，或作为肥料施用而进入土壤用而进入土壤4 城市城市土壤与生物土壤与生物群落群落4.2 城市城市生物群落生物群落1 生境特点生境特点l生存空间生存空间狭窄狭窄: 群落在条带状或斑块状存在群落在条带状或斑块状存在l自自然然光光照照少少, 人人工工光光照照多多: 夜夜间间照照明明导导致致。

24h持持续续光光照照, 一一方方面面有有利利于于植植物物生生长长, 另另一一方方面面也也对对植植物物生生长长产产生生间间接接不不利利影影响响: 主主要要体体现现在在植植物物更更易易于于受受到到大大气气污污染染和和早早霜霜的的伤伤害害, 这一现象被称为这一现象被称为光污染光污染4 城市城市土壤与生物土壤与生物群落群落l小气候：温度高、湿度低、风速小小气候：温度高、湿度低、风速小, 造成物造成物候期较郊区提前候期较郊区提前l土壤：盐离子浓、紧实度大、质地较粗土壤：盐离子浓、紧实度大、质地较粗l 生境类型生境类型 表面蒸发蒸腾强烈生境表面蒸发蒸腾强烈生境: 公园绿地公园绿地, 绿化良好绿化良好而宽阔的街道而宽阔的街道, 河流湖泊周边河流湖泊周边, 夏季气温较低、夏季气温较低、湿度较高湿度较高, 冬季较周围区偏冷冬季较周围区偏冷, 适合多种生物适合多种生物生存生存 空旷干燥生境空旷干燥生境: 未绿化的宽阔街道和广场未绿化的宽阔街道和广场, 高高温、干旱温、干旱, 不适于耐旱性差植物生存不适于耐旱性差植物生存 4 城市城市土壤与生物土壤与生物群落群落 封闭狭窄生境封闭狭窄生境: 狭窄的街区、被高大建筑物环狭窄的街区、被高大建筑物环绕的小空地绕的小空地; 夏季气温低夏季气温低, 风速小风速小; 冬季暖冬季暖, 小小气候条件良好气候条件良好, 适合许多生物生存适合许多生物生存 人类活动产生的特殊生境人类活动产生的特殊生境： 屋顶屋顶 (干旱干旱, 阳光充足阳光充足, 瓦松生长瓦松生长) 建筑物外墙建筑物外墙 (越老越利于植物生长越老越利于植物生长) 路旁路旁 (污染严重污染严重, 改变种间竞争关系改变种间竞争关系, 地衣地衣/苔苔藓生长受抑藓生长受抑) 铁道侧铁道侧 (热条件好热条件好,喜城市植物可沿此分布很喜城市植物可沿此分布很远远)4 城市城市土壤与生物土壤与生物群落群落2 城市植物群落的区系特征城市植物群落的区系特征城市植物城市植物通常指仅限于城市地区出现的植物通常指仅限于城市地区出现的植物种类种类, ,主要包括以下两类：主要包括以下两类：l以以建建筑筑群群密密集集地地段段为为最最佳佳生生境境，在在城城市市以以外外地地带带缺缺失失或或即即使使存存在在，但但只只选选择择该该地地带带内内有有限限的的特特殊殊生生境境的的种种类类，这这类类植植物物通通常常被被称称为为喜喜城城市市环环境境种种( (urbanophile urbanophile plantplant),),如如野野大大麦麦( (Hordeum Hordeum murinummurinum), ), 大大蒜蒜芥芥( (Sisymbrium Sisymbrium altissimumaltissimum) )等等4 城市城市土壤与生物土壤与生物群落群落l生活的最佳生境局限于城市环境，或者说是生活的最佳生境局限于城市环境，或者说是受人类活动强烈影响的环境，即城市或乡镇受人类活动强烈影响的环境，即城市或乡镇附近附近, ,在城市以外地方亦可存在在城市以外地方亦可存在, ,这类植物被这类植物被称为称为城市环境中立种城市环境中立种( (urban neutral urban neutral plantplant),),如大车前如大车前( (Plantago majorPlantago major), ), 黄花柳黄花柳( (Salix capreaSalix caprea) )等等 那些明显回避城市生境的植物那些明显回避城市生境的植物( (多为典型的森多为典型的森林植物林植物), ), 即使他们有时也出现在城市地区即使他们有时也出现在城市地区, ,但但并不能被认为属于城市植物并不能被认为属于城市植物, ,通常他们被称为通常他们被称为厌城市环境种厌城市环境种( (urbanphob planturbanphob plant) )4 城市城市土壤与生物土壤与生物群落群落城市植物区系的特征城市植物区系的特征l往往往往只具有一种或少数几种常见植物只具有一种或少数几种常见植物, 这一这一特点在城市行道树的树种组成中体现最为明特点在城市行道树的树种组成中体现最为明显显, 如悬铃木如悬铃木(Plantanus acerifoliaPlantanus acerifolia), 国国槐槐(sophora japonicasophora japonica), 槭槭(Acer Acer spp.spp.)等等l具有较大比例的具有较大比例的世界广布种和归化植物世界广布种和归化植物(naturalized plantnaturalized plant): 有人认为一地的植物有人认为一地的植物区系中区系中, 归化植物种类数目占总种类数目的归化植物种类数目占总种类数目的比率比率(归化率归化率)是表示城市化程度的标志之一是表示城市化程度的标志之一4 城市城市土壤与生物土壤与生物群落群落影响城市植被的植物区系种类组成的因素影响城市植被的植物区系种类组成的因素l首先取决于城市首先取决于城市所处地区的自然条件所处地区的自然条件, 如在如在南方城市中所常见的热带植物一般不会出现南方城市中所常见的热带植物一般不会出现在北方城市中在北方城市中, 反之亦然反之亦然l在很大程度上还受其在很大程度上还受其本身目的或功能的影响本身目的或功能的影响，如为了满足遮挡阳光、美化环境之目的，常如为了满足遮挡阳光、美化环境之目的，常常选择冠幅大、色彩美的阔叶树；而为了创常选择冠幅大、色彩美的阔叶树；而为了创造迷人的风景，则常常选择树形优美的常绿造迷人的风景，则常常选择树形优美的常绿针叶树种针叶树种4 城市城市土壤与生物土壤与生物群落群落l在不同地区和不同国家在不同地区和不同国家, ,还受其还受其文化传统和文化传统和社会经济社会经济等因素的影响等因素的影响 如我国许多古老城市的古迹周围常分布着参如我国许多古老城市的古迹周围常分布着参天古柏或茂林修竹天古柏或茂林修竹 又如在西方国家又如在西方国家, , 低收入阶层居住区的植物低收入阶层居住区的植物群落中群落中, , 常常只能见到散生的、生活力衰退常常只能见到散生的、生活力衰退的老龄土生树的老龄土生树; ; 或见到以速生树种为主的人或见到以速生树种为主的人工营造林地。

而在高收入阶层居住的区域工营造林地而在高收入阶层居住的区域, ,则常可见到自然林地的群落片段则常可见到自然林地的群落片段4 城市城市土壤与生物土壤与生物群落群落城市城市土地利用土地利用对植物区系的影响对植物区系的影响l大规模建筑群和不透水地面大规模建筑群和不透水地面, , 是城市中人类是城市中人类利用土地资源的典型形式就一般而言利用土地资源的典型形式就一般而言, , 这这种土地利用形式的强度是从城市中心逐渐向种土地利用形式的强度是从城市中心逐渐向外围减弱的与之相应外围减弱的与之相应, , 城市植物区系中外城市植物区系中外来成分所占的比例亦从城市中心向城市外围来成分所占的比例亦从城市中心向城市外围减少减少, , 而非外来成分则沿此方向增多这一而非外来成分则沿此方向增多这一现象很类似于古典城市生态学派的同心圆学现象很类似于古典城市生态学派的同心圆学说说柏林四个城市分区中植物区系组成的变化4 城市城市土壤与生物土壤与生物群落群落城城市市土土地地利利用用对对植植物物区区系系的的影影响响, 还还表表现现在在不不同同地地区区的的城城市市,虽虽位位于于不不同同大大陆陆不不同同气气候候带带,但但其其植植物物区区系系组组成成具具有有一一定定相相似似性性。

如如德德国国杜杜塞塞尔尔多多夫夫的的植植物物区区系系与与北北京京的的相相似似性性为为10%,与与智智利利首首都都利利马马的的为为7%而而在在这这些些城城市市所所处处区区域域中中,由由气气候候和和土土壤壤条条件件所所决决定定的的潜潜在在自自然然植植被被, 在在种种一一级级水水平平上上则则没没有有任任何何相相似似性性Kunick于于1982年年对对中中欧欧地地区区九九个个城城市市植植物物区区系系的的比比较较结结果果表表明明, 在在所所有有被被统统计计的的种种类类当当中中, 有有15%的的种种为为这这九九个个城城市市所所共共有有如如果果仅仅仅仅对对这这些些城城市市中中工工业业用用地地范范围围内内的的植植物种类进行统计物种类进行统计, 则相似性程度可高达则相似性程度可高达50%4 城市城市土壤与生物土壤与生物群落群落3 城市环境下的植物群落城市环境下的植物群落城市植物群落的结构特征城市植物群落的结构特征l群落结构简单群落结构简单: : 水平变化多为均匀结构水平变化多为均匀结构; ; 垂垂直分层多为单层或双层结构如草坪、公园直分层多为单层或双层结构如草坪、公园绿地、行道树群落均属此类绿地、行道树群落均属此类l种类组成单纯并相似种类组成单纯并相似: : 城市植物群落往往是城市植物群落往往是为特定目的如绿化观赏而营造的为特定目的如绿化观赏而营造的,。