【正文】 城市生態(tài)學 康 慕 誼 北京 ? ~06 北京師范大學資源與環(huán)境科學學院課程 4 城市 土壤與生物 群落 城市 的 土壤 1 城市化對土壤的影響及城市土壤特點 ? 城市發(fā)展與建設(shè)導致形成廢墟式土壤 這類土壤較利于植物根系伸展，但養(yǎng)分布不均；通氣良好，但土體甚為干燥 ? 城市道路交通使其兩側(cè)土壤性質(zhì)發(fā)生改變 瓦礫、 磚、砂、 混凝土等建筑廢料多 ， pH值高，鉛金屬含量大，緊實度增加 城市道路側(cè)旁土壤中及其上生長的植物體內(nèi)鉛含量 4 城市 土壤與生物 群落 ? 城市化過程常常導致土壤含水量減少和地下水位降低 大 部分降水形成地表徑流而流失，地下水得不到補償 城市地下設(shè)施 (地鐵 /地下停車場等 )施工需要排出地下水 地 表 性 質(zhì)地表徑流占降水量的平均比例 ( %)屋 頂 100水泥、瀝青和接縫處膠結(jié)石子路面 90接縫處未被膠結(jié)的石子路面 80鋪以礦渣的人行道 60未鋪石子的道路、廣場和林蔭道 50運 動 場 25花 園 ( 小 ~ 大 ) 10 ~15公 園 0~5不同地表狀況下形成的地表徑流占降水量的平均比例 4 城市 土壤與生物 群落 2 城市環(huán)境污染對土壤的影響 ? 土壤酸化 : 酸雨影響的結(jié)果 ? 垃圾污染 : 城郊多有發(fā)生 ? 污水灌溉 : 造成土壤潮濕或過潮濕、通氣性變差，營養(yǎng)元素雖豐富但也富集了有害物質(zhì)。特別是由于鎘和鉛的富集，已不再適宜于蔬菜、農(nóng)作物和其他經(jīng)濟作物生長。此外通過放牧常常還對動物造成毒害 4 城市 土壤與生物 群落 綜上述，城市土壤具有較高污染物 (重金屬、有機物等 )含量。 工業(yè)“三廢” 和城市 垃圾、廢物 是引起土壤污染最重要的物質(zhì)來源 污染物質(zhì)通過 ? 人類向水體排放或引工業(yè)污水和生活污水灌溉而進入土壤。此類引起的土壤污染最普遍 ? 進入大氣，以飄塵、降塵的形式淋洗入土壤 ? 廢渣、垃圾等固體廢物堆放，或作為肥料施用而進入土壤 4 城市 土壤與生物 群落 城市 生物群落 1 生境特點 ? 生存空間 狹窄 : 群落在條帶狀或斑塊狀存在 ? 自然光照少 , 人工光照多 : 夜間照明導致 。24h持續(xù)光照 , 一方面有利于植物生長 , 另一方面也對植物生長產(chǎn)生間接不利影響 : 主要體現(xiàn)在植物更易于受到大氣污染和早霜的傷害 , 這一現(xiàn)象被稱為 光污染 4 城市 土壤與生物 群落 ? 小氣候：溫度高、濕度低、風速小 , 造成物候期較郊區(qū)提前 ? 土壤：鹽離子濃、緊實度大、質(zhì)地較粗 ? 生境類型 表面蒸發(fā)蒸騰強烈生境 : 公園綠地 , 綠化良好而寬闊的街道 , 河流湖泊周邊 , 夏季氣溫較低、濕度較高 , 冬季較周圍區(qū)偏冷 , 適合多種生物生存 空曠干燥生境 : 未綠化的寬闊街道和廣場 , 高溫、干旱 , 不適于耐旱性差植物生存 4 城市 土壤與生物 群落 封閉狹窄生境 : 狹窄的街區(qū)、被高大建筑物環(huán)繞的小空地 。 夏季氣溫低 , 風速小 。 冬季暖 , 小氣候條件良好 , 適合許多生物生存 人類活動產(chǎn)生的特殊生境 ： 屋頂 (干旱 , 陽光充足 , 瓦松生長 ) 建筑物外墻 (越老越利于植物生長 ) 路旁 (污染嚴重 , 改變種間競爭關(guān)系 , 地衣 /苔蘚生長受抑 ) 鐵道側(cè) (熱條件好 ,喜城市植物可沿此分布很遠 ) 4 城市 土壤與生物 群落 2 城市植物群落的區(qū)系特征 城市植物 — 通常指僅限于城市地區(qū)出現(xiàn)的植物種類 ,主要包括以下兩類： ? 以建筑群密集地段為最佳生境 ， 在城市以外地帶缺失或即使存在 ， 但只選擇該地帶內(nèi)有限的特殊生境的種類 ， 這類植物通常被稱為喜城市環(huán)境種 (urbanophile plant),如野大麥 (Hordeum murinum), 大蒜芥 (Sisymbrium altissimum)等 4 城市 土壤與生物 群落 ? 生活的最佳生境局限于城市環(huán)境，或者說是受人類活動強烈影響的環(huán)境，即城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)附近 ,在城市以外地方亦可存在 ,這類植物被稱為 城市環(huán)境中立種 (urban neutral plant),如大車前 (Plantago major), 黃花柳 (Salix caprea)等 那些明顯回避城市生境的植物 (多為典型的森林植物 ), 即使他們有時也出現(xiàn)在城市地區(qū) ,但并不能被認為屬于城市植物 ,通常他們被稱為厭城市環(huán)境種 (urbanphob plant) 4 城市 土壤與生物 群落 城市植物區(qū)系的特征 ? 往往 只具有一種或少數(shù)幾種常見植物 , 這一特點在城市行道樹的樹種組成中體現(xiàn)最為明顯 , 如懸鈴木 (Plantanus acerifolia), 國槐(sophora japonica), 槭 (Acer spp.)等 ? 具有較大比例的 世界廣布種和歸化植物(naturalized plant): 有人認為一地的植物區(qū)系中 , 歸化植物種類數(shù)目占總種類數(shù)目的比率 (歸化率 )是表示城市化程度的標志之一 4 城市 土壤與生物 群落 影響城市植被的植物區(qū)系種類組成的因素 ? 首先取決于城市 所處地區(qū)的自然條件 , 如在南方城市中所常見的熱帶植物一般不會出現(xiàn)在北方城市中 , 反之亦然 ? 在很大程度上還受其 本身目的或功能的影響 ，如為了滿足遮擋陽光、美化環(huán)境之目的，常常選擇冠幅大、色彩美的闊葉樹；而為了創(chuàng)造迷人的風景，則常常選擇樹形優(yōu)美的常綠針葉樹種 4 城市 土壤與生物 群落 ? 在不同地區(qū)和不同國家 ,還受其 文化傳統(tǒng)和社會經(jīng)濟 等因素的影響 如我國許多古老城市的古跡周圍常分布著參天古柏或茂林修竹 又如在西方國家 , 低收入階層居住區(qū)的植物群落中 , 常常只能見到散生的、生活力衰退的老齡土生樹 。 或見到以速生樹種為主的人工營造林地。而在高收入階層居住的區(qū)域 ,則?？梢姷阶匀涣值氐娜郝淦? 4 城市 土壤與生物 群落 城市 土地利用 對植物區(qū)系的影響 ? 大規(guī)模建筑群和不透水地面 , 是城市中人類利用土地資源的典型形式。就一般而言 , 這種土地利用形式的強度是從城市中心逐漸向外圍減弱的。與之相應(yīng) , 城市植物區(qū)系中外來成分所占的比例亦從城市中心向城市外圍減少 , 而非外來成分則沿此方向增多。這一現(xiàn)象很類似于古典城市生態(tài)學派的同心圓學說 柏林四個城市分區(qū)中植物區(qū)系組成的變化 建筑群 城市邊緣帶密集 稀疏 內(nèi)邊緣 外邊緣植被覆蓋地面程度 ( %) 32 55 75 95維管植物種數(shù) ( 種 / k m2) 380 424 415 3 57外來種所占比例 ( %) 4 9 .8 4 6 .9 4 3 .4 2 8 .5舊種所占比例 ( %) 1 5 .2 1 4 .1 1 4 .5 1 0 .2新種所占比例 ( % ) 2 3 .7 2 3 .0 2 1 .5 1 5 .6稀有種數(shù) ( 種 /k m2) 17 23 35 584 城市 土壤與生物 群落 城市土地利用對植物區(qū)系的影響 , 還表現(xiàn)在不同地區(qū)的城市 ,雖位于不同大陸不同氣候帶 ,但其植物區(qū)系組成具有一定相似性 。 如德國杜塞爾多夫的植物區(qū)系與北京的相似性為 10%,與智利首都利馬的為 7%。 而在這些城市所處區(qū)域中 ,由氣候和土壤條件所決定的潛在自然植被 , 在種一級水平上則沒有任何相似性 。 Kunick于 1982年對中歐地區(qū)九個城市植物區(qū)系的比較結(jié)果表明 , 在所有被統(tǒng)計的種類當中 , 有 15%的種為這九個城市所共有 。 如果僅僅對這些城市中工業(yè)用地范圍內(nèi)的植物種類進行統(tǒng)計 , 則相似性程度可高達 50% 4 城市 土壤與生物 群落 3 城市環(huán)境下的植物群落 城市植物群落的結(jié)構(gòu)特征 ? 群落結(jié)構(gòu)簡單 : 水平變化多為均勻結(jié)構(gòu) 。 垂直分層多為單層或雙層結(jié)構(gòu)。如草坪、公園綠地、行道樹群落均屬此類 ? 種類組成單純并相似 : 城市植物群落往往是為特定目的如綠化觀賞而營造的 ,而觀賞價值 ,在世界各地人們心