生态园林理论及方法

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1、,第1章 生态园林的理论与方法,现代园林建设：首先是生态环境的建设。,3.1 生态园林的相关学科基础 城市生态系统：既有自然的组成要素，又有高度人工化的组成要素。 园林绿地系统：是其中唯一具有自净功能的组成部分。,3.1.1 生态学基础 3.1.1.1 生态学概念 生态学（ecology）：是研究生物与其环境之间相互关系的科学。 生态学的目的：指导人与生物圈（自然、资源与环境）的协调与发展。,3.1.1.2 生态学研究对象 （1）种群 种群：是在一定时空中同种个体的组合，是在特定的时间和特定的空间中生活着的同种个体所组成的群体。,野生牡丹,（2）群落 植物群落：是由一定种类的植物在一定的生境条

2、件下所构成的有机整体。 植被：地球表面全部植物群落的集合。 植物群落是植被的基本单元，也是生物群落的重要组成成分。,（3）生态系统 （4）生物圈 指地球表面有生命的部分。,3.1.3 生态系统的概念 生态系统：是指在特定空间中的所有生物与其环境之间形成的统一体。 功能单位，非分类单位。,湖泊生态系统,3.1.1.4 生态系统的组成成分和结构 （1）生态系统的组成成分 a. 生产者 b. 消费者 c. 还原者,（2）生态系统的结构 一、组成成分及其营养关系； 二、各种生物的空间配置（分布）状态。,3.1.1.5 生态系统的基本特征 （1）生态系统是动态功能系统 生态系统是有生命存在并与外界环境不

3、断进行物质交换和能量传递的特定空间。 生态系统具有有机体的一系列生物学特性：如发育、代谢、繁殖、生长与衰老。 生态系统具有内在的动态变化的能力。,（2）生态系统具有一定的区域特征 生态系统都与特定的空间相联系，包含一定地区和范围的空间概念。 这种空间存在着不同的生态条件，栖息着与之相适应的生物类群。 生命系统与环境系统的相互作用以及生物对环境的长期适应结果，使生态系统的结构和功能反映了一定的地区特性。,（3）生态系统具有自动调节的功能,少量砍伐森林中的树木，森林的结构功能不会破坏。,草原上适量放养牲畜，草原不至于破坏。,生态系统中的生物既有出生也有死亡，既有迁入也有迁出；阳光、温度、水分等无机

4、环境因素也在不断地改变。,生态系统在不断地发展变化着。但对于一个相对成熟的生态系统来说，系统中的各种变化只要不超出一定限度，生态系统的结构与功能就不会发生大的改变。 - 生态系统的稳定性。,（4）生态系统是开放的“自维持系统”,右图是美国建于亚利桑那州图森市以北沙漠中的“生物圈2号”，是一座微型人工生态循环系统,因把地球本身称作生物圈1号而得此名。它由美国前橄榄球运动员 约翰艾伦发起,并与几家财团联手出资,委托空间生物圈风险投资公司承,建, 历时8年,耗资巨大。 1991年9月26日4男4女共8名科研人员首次进驻生物圈2号,1993年6月26日走出 ,停留共计21个月,在各自的研究领域内均积累

5、了丰富的科学数据和实践经验。,来自英国、墨西哥、尼泊尔、南斯拉夫和美国等5国的4男3女共7位实验人员在对首批结果进行评估并改进技术后,于1994年3月6日二次进驻,工作10个月后于1995年1月走出。他们在这期间，对大气、水和废物循环利用及食物生产进行了广泛而系统的科学研究。,“生物圈2号”是世界上最大的闭式人工生态系统。它使人类首次能够在整体水平上研究生态学,从而开辟了了解目前地球生物圈全球范围生态变化过程的新途径。更为重要的是, 它将作为首例永久性生物再生式生保系统的地面模拟装置而有可能应用于人类未来的地外星球定居和宇宙载人探险。,不过实践证明 - 该计划失败了。 事实表明：“生物圈2号”

6、的设想是不现实的。1993年1月，8名科学家进入“生物圈2号”一年多后，由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳又与建“生物圈2号”用的混凝土中的钙反应，生成碳酸钙，导致其中氧气含量从21%降到14%；二氧化碳含量猛增。另一个意外是，“生物圈2号”运行3年后，其中的一氧化氮含量剧增到了79%，足以使人体合成维生素B12的能力减弱，危害大脑健康。,科学家还发现：除了藤本植物比较繁荣外，所有靠花粉传播繁殖的植物都灭绝了，大树也摇摇欲坠；昆虫除了白蚁、蟑螂和蝈蝈外，几乎都死了，人造海洋中生物生存情况略好于陆地；人造沙漠由于没有控制好降雨，变成了草地；“生物圈2号”下层的温度又大大低于预计的

7、数字。1996年，哥伦比亚大学接管了“生物圈2号”。,科学又一次证明：20多亿年间，地球上生物繁衍生息，存优汰劣，留存至今的动物约有数百万种，人类从诞生起，衣、食、住、行以及经济活动，无一不依赖地球，地球上的森林、湖泊、草原、海岸等自然系统，是人类赖以生存的基本环境。目前，人类还无法用人工方法保持地球的活力，没有人知道怎样建造一个脱离地球自然环境，而又能让人类休养生息的生态系统。,3.1.1.6 生态系统的基本功能 （1）生物生产 （2）生态系统中的能量流动,生产者,(植物),呼吸,呼吸,呼吸,呼吸,初级消费者,次级消费者,三级消费者,(肉食动物),分解者(细菌、真菌等）,呼吸,(草食动物),

8、（肉食动物),太阳,美国生态学家林德曼1942年对赛达伯格湖的“能量流动定量分析”,“能量流动定量分析”,能量金字塔 - 根据单位时间内各个营养级所得到的能量数值绘制而成。,一片海域中生态系统统计：,生产者（大叶藻）4800万吨,次级消费者（吃小鱼虾的大鱼）17万吨,三级消费者（吃大鱼的鱼）3万吨,初级消费者（吃大叶藻的小鱼虾）1200万吨,（3）生态系统的物质循环 物质是能量的载体 生态系统的能量流和物质流紧密联系。 （4）生态系统中的信息传递 信息流,自然生态系统及其生态过程：不但是园林绿地系统，同时也是社会经济系统所要学习和模仿的。 掌握好生态学的基本原理与方法，有益于在实践中，在园林绿

9、化建设的各个方面、各个环节自觉地运用。 特别是在污染防治方面：生态系统的净化作用是环境保护、生态平衡的最终依靠。,课后作业,试简述生态园林的“生态学”基础。,3.1.2 景观生态学基础,自然、人文复合景观,人 文 景 观,景观：地方尺度上、具有空间可量测性的异质性空间单元。 （1）景观结构 斑块 廊道 基质,景观的特点（例：科罗拉多大峡谷）,（）景观由不同空间单元镶嵌而成，具有 异质性； 峡谷： 科罗拉多河： 峡谷两壁： 南壁干暖，植物稀少； 北壁气候寒湿，林木苍翠,（）景观具有尺度性； 位于美国西部亚利桑那州西北部的凯巴布高原上，大峡谷全长446公里，平均宽度16公里，最大深度1740米，平

10、均谷深1600米，总面积2724平方公里。,（）景观是生物的栖息地（生存环境）； 在大峡谷中，有75种哺乳动物、50种两栖和爬行动物、25种鱼类和超过300种的鸟类生存。,（）景观具有“结构和功能”的地域相关性； 例如：沙漠大盘羊生活在峡谷深处陡峭的绝壁上； 驯鹿是峡谷内最普遍的一种哺乳动物，并能普遍地从悬崖边缘观察到它们的身影； 体型中等或较小的山猫和山狗生活范围从绝壁边缘到河边无定所 。,（）景观具有生态和文化等多重价值（综合性）。 生态：两栖和爬行动物有种类繁多的蜥蜴、蛇(包括当地特有的大峡谷粉红响尾蛇)、龟类、蛙类、蟾蜍和火蜥蜴。还有成百中不同的鸟类和数不清的昆虫和节肢类动物在此处定居

11、。,文化：a. 印帝安部落 b. 漂流 c. 悬空玻璃桥,悬桥在建造中使用了454吨钢梁，完工后能够承受住72架波音飞机的重量 ； 兴建悬空廊桥是工程技术的一大挑战。为了使它能够承受时速高达160公里的强风，工程人员将94根钢柱打进石灰岩壁作为桥墩，并深入岩壁达14米。 它每年将吸引50万游人前来观光。,景观生态学,属性：新兴的多学科之间交叉的学科 主体：地理学与生态学之间的交叉 对象：整个景观 研究范围：物质流、能量流、信息流、价值流 研究方法：生态系统的原理和系统方法 研究目标： 景观结构和功能、景观动态变化以及相互作用机理 景观的美化格局、优化结构、合理利用和保护,奉贤校区,基质（绿地）

12、- 廊道（道路、河）- 斑块（建筑物）,总平面图,景观三要素？,景观三要素？,（2）景观功能 （3）景观动态 （4）景观规划与管理,3.1.2.2 景观生态规划与设计的研究内容 （1）景观生态学基础研究 （2）景观生态评价 （3）景观生态规划与设计 （4）景观管理,3.1.2.3 景观生态规划与设计的基本原则 （1）整体优化原则 （2）异质性原则 （3）多样性原则 （4）景观个性原则,（5）遗留地保护原则 （6）生态关系协调原则 （7）综合性原则,3.1.2.4 景观生态学的研究热点 （1）重点自然景观 （2）流域系统 （3）文化景观 （4）城市景观,3.1.2.5 我国景观生态学的研究现状

13、与发展趋势 （1）我国景观生态学的研究现状 （2）景观生态学的未来发展趋势,3.2 生态城市与生态园林建设,3.2.1 生态城市建设概述 （1）自然地理层次：城市生态系统保持协调、平衡，实现地尽其能，物尽其用。 （2）社会功能层次：调整城市的结构及功能，改善城市子系统之间的关系，增强城市生态系统的功能。 （3）文化意识层次：培养人的生态意识，变外在控制为内在调节，变自发行为为自觉行为。,生态城市的“生态”包含2层含义： 人与自然环境协调 人与社会环境协调 生态城市 ？ 绿色城市 生态城市：低能耗、高效率、经济持续发展、社会全面进步、人与自然协调。,生态城市建设：是一种渐进有序的系统发育和功能完

14、善过程（生态卫生、生态安全、生态整合、生态文明和生态文化）。 生态城市的提出 - 是基于人类生态文明的觉醒和对传统工业化与工业城市的反思。 城市 区域市,一定地域空间 内的城乡融合,美国生态学家瑞吉斯特（R.Register）曾提出一个十分概括的定义：生态城市 - 追求人类和自然的健康与活力。 中科院王如松等人提出，建设生态城市需要满足3个标准： 人类生态学的满意原则 经济生态学的高效原则 自然生态学的和谐原则。,3.2.2 园林城市与生态园林城市的创建 园林城市 生态园林城市 生态城市 青岛市、南京市、杭州市、威海市、扬州市、苏州市、绍兴市、桂林市、常熟市、昆山市、张家港市等11个城市被确定

15、为“国家生态园林城市”试点城市，建设部将对这些城市研究摸底，取得经验，以推动国家生态园林城市的创建工作。,城市生态环境指标 序号 指 标 标准值 1 综合物种指数 0.5 物种多样性是生物多样性的重要组成部分，是衡量 一个地区生态保护、生态建设与恢复水平的较好指 标。本指标选择代表性的动植物（鸟类、鱼类和植 物）作为衡量城市物种多样性的标准。 2 本地植物指数 0.7 城市建成区内全部植物物种中本地物种所占比例。 3 建成区道路广场用地中透水面积的比重 50% 城市建成区内道路广场用地中，透水性地面（径流系数小于0.60的地面）所占比重。,4 城市热岛效应程度（）2.5 城市热岛效应是城市出现

16、市区气温比周围郊区高的现象。采用城市市区6-8月日最高气温的平均值和对应时期区域腹地（郊区、农村）日最高气温平均值的差值表示。 5 建成区绿化覆盖率（%）45 指在城市建成区的绿化覆盖面积占建成区面积的百分比。绿化覆盖面积是指城市中乔木、灌木、草坪等所有植被的垂直投影面积。,6 建成区人均公共绿地（m2）12 指在城市建成区的公共绿地面积与相应范围城市人口之比。 7 建成区绿地率（%）38 指在城市建成区的园林绿地面积占建成区面积的百分比。,深 圳 深圳拥有清新优美的城市自然环境。全市建成区绿化覆盖率达45、森林覆盖率达47.6、人均公共绿地面积16.01平方米、442个公园总面积达 13,240.40公顷； 深圳先后被国内外权威机构评为国际“花园城市”、联合国环境保护“全球500佳”、“国家卫生城市”、“国家环境保护模范城市”、 “国家生态园林示范城市”、“保护