5. 大气对园林植物的生态效应

第五章 大气对园林植物的生态效应

一、大气层结构

第一节 大气的结构和性质

1.大气层是指地球表面到高空1100km或1400km范 围内的空气层。在大气层中，空气的分布是不均 匀的，离地面越高，空气也越稀薄。 可以分为：对流层、 平流层、中间层、 热 层、逃逸层；

2. 气温垂直递减和气团

气温垂直递减：也可以叫做绝热率，是表 征气体随高度增加其气温的变化程度的物 理量。 气团：在水平方向上大气的物理属性(主 要指温度、湿度和稳定度)比较均匀的大 块空气块。

二、大气成分与温室效应1. 太阳辐射：太阳常数2. 大气成分 地球大气是由一些永久气体、水汽、雾滴、冰晶、固体 微粒(如尘埃)等组成，不含水汽和其他杂质的大气称为 干洁大气。

干洁大气主要由氮(N2)、氧(O2)、氩(Ar)、二氧化碳 (C02)组成，这四种气体占对流层内空气容积的99.99 %。此外，还有极少量的氖(Ne)、氦(He)、氪(Kr)、氙 (Xe)、臭氧(O3)、氢(H2)和碳、硫、氮的化合物。

3. 大气成分的生态作用

(1)氧气的生态作用 ：氧主要来自植物光合作用， 少部分来自于大气层的光解作用，即紫外线分解大 气外层的水汽放出氧。 氧气是生物呼吸的必需物质。种子萌发，参与氧化 过程。

(2) CO2:主要来源于煤、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浓度高低直接影响地表温度。

(3)N2: N主要来自生物固氮、雷电、火山爆发、 生物分解等自然途径、及工业固氮； 是构成生命物质(蛋白质)的最基本成分。 增施氮素能促进植物的生长。 氮过多，大量氮沉积在陆地和水生生态系统中， 散失到空气中。促进全球变暖、增加大气污染、 水体富营养化、生物多样性减少。

(4) O3:在高层大气中，O2吸收了短于0.24μm的紫外线而分解成氧原子，氧原子 很活泼与O2结合成O3。O3主要分布在10~ 40km的大气层中。 O3对紫外线有强烈的吸收作用，使到达地球 表面的紫外线含量大大减少一方面可以使地球 表面温度不致过高，另一方面也保护了地球表 面的生物免遭强紫外线的杀伤。

4. 大气成分对太阳辐射的吸收 不同大气成分吸收不同波长的太阳辐射； 云对太阳辐射产生反射作用，云越厚则反 射率越大；

地面反射太阳辐射，反射率取决于地表的 性质和状态； 不同大气成分吸收地面的长波反射，造成 “温室效应”。

5. 温室效应

第二节 大气污染物一、大气污染物的来源1. 人为污染源：燃料燃烧、工业排放、固体废弃物 焚烧、农业排放；2. 自然污染源：火山爆发、尘暴、森林和草

原火灾、 海浪飞沫。

点源：指集中在一点或小范围内向空气排放污染 物的污染源，如多数工业污染源。 面源：指在一定面积范围内向空气排放污染物的 污染源，如居民普遍使用的炉灶，郊区农业生产 过程中排放空气污染物的农田等。

二、大气污染物的汇1. 干沉降：气溶胶及其他酸性物质直接沉降到地表 的现象，其中的气态酸性物质可被地表物体吸附 或吸收，而硫酸雾、含硫含氮的颗粒状酸性物质 经扩散、惯性碰撞或受重力作用最后降落到地面。

2. 湿沉降：由于云和降水作用，污染物从大气降落 到地表的过程。3. 化学反应去除：污染物在大气中通过化学反应生 成其他气体或粒子而使原污染物在大气中消失的 过程。

三、大气污染物种类(一)颗粒状污染物：降尘、飘尘和烟、雾；

粉尘颗粒是水分和有毒气体凝结的核心， 形成城市雾，影响呼吸，引发加剧支气管 和肺部疾病。 飘尘表面带有致癌性很强的化合物。

(二)主要气态污染物 (1)硫氧化物：

主要成分： 大多是二氧化硫，部分是三氧化硫。在气体污染物中，二氧化硫在城市中分布很广、 影响较大。

来源：主在来自于燃煤。 危害：在稳定的天气条件下，二氧化硫聚集在低空，与水生成亚硫酸，当它氧化为三氧化硫时其 毒性更大。

(2)氮氧化物：

主要成分：一氧化氮和二氧化氮，

来源：城市地区主要是二氧化氮，绝大部分来自工业生产(46)和交通运输(51),

汽车排气是二氧化氮的主要来源。 危害：一氧化氮不溶于水，危害不大，但

当它转化为二氧化氮时就具有和二氧化硫相似的腐蚀与生理刺激作用。

(3)碳氧化物：

主要成分：CO和CO2在自然情况下浓度 很小，在污染地区浓度可高达数倍。 来源：主要是汽车尾气所致。 危害：CO与血红蛋白结合能力比氧化强 200倍。

(4)碳氢化合物

主要成分：烃类及其衍生物，如烷烃、烯 烃和烷基苯； 来源：厌氧细菌的发酵过程、燃烧和焚烧 等； 危害：温室效应、致癌、爆炸等。

(5)含卤素化合物

主要成分：氯氟烃类、氟化物； 来源：制冷剂、发泡剂、清洗剂、矿 物加工和煤炭燃烧等； 危害：破坏臭氧层、温室效应、腐蚀性。

(6)光化学氧化剂 大气中除氧以外那些显示有氧化性质的全部污染物。

主要成分：臭氧(O3)、二氧化氮(NO2)、 过氧酰基硝酸酯(PAN)、过氧化氢(H2O2) 和过氧自由基； 来源：汽车尾气、化石燃料的燃烧等； 危害：在强烈的阳光紫外线照射下，吸收太阳光 所具有的能量，变得不稳定起来，原有的化学链

遭到破坏，形成新的污染物质。

四、主要污染物的危害1. SO2:SO2是大气污染物中最主要的有害气体。 SO2与大气中的水气结合，转化为硫酸雾，硫 酸雾遇冷凝结，以酸雨的形式降落地面，对植 物造成的危害更大。

危害：开始时叶片微失去膨压，有暗绿色斑 点，然后叶色褪绿、干枯，直至出现坏死斑 点。

2. 氟化氢： 氟化氢被植物叶子吸收以后，由于卤素的特异活 泼性，叶绿素会受到伤害，光合作用长时间地受 到抑制，或使某些酶钝化，失去活性。 叶子中若有胶状物硅酸存在，则由于硅氟结合， 形成难溶性的硅氟化合物，这些化合物都会积累 在受害部位。 植物受到氟化物气体危害时，出现的症状与SO2 受害的症状相似，叶尖、叶缘出现伤斑，受害组 织与正常组织之间常形成明显界线，未成熟叶片 易受损害，枝梢常枯死。

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