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植物在生长过程中,如果适当的添加一些科学技术,对于植物的健康成长是有一定的帮助的。下文是我为大家整理的关于植物生长的科学论文,希望能对大家有所帮助。
摘要:在长期的进化过程中,植物通过体内水分平衡即根系吸收水和叶片蒸腾水之间的平衡来适应周围的水环境。不同的水体对于水生植物的影响不尽相同,本文通过水体与水生植物的发展过程,分析了不同水体对水生植物的生长的影响。
关键词:水体;水生植物;水位;波浪;生长;影响
1水体与水生植物
概念
水体指的是液态和固态水体所覆盖的地球空间。水圈中的水上界可达大气对流层顶部,下界至深层地下水的下限。包括大气中的水汽、地表水、土壤水、地下水和生物体内的水。各种水体参加大小水循环,不断交换水量和热量。水圈中大部分水以液态形式储存于海洋、河流、湖泊、水库、沼泽及土壤中;部分水以固态形式存在于极地的广大冰原、冰川、积雪和冻土中;水汽主要存在于大气中。三者常通过热量交换而部分相互转化。
水生植物一般指能在水中生长的植物。水生植物主要分为挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物四大类,有时把一些水缘植物和喜湿植物也划归水生植物。水生植物具有保存生物多样性、净化水质、美化水景和固坡护岸的作用。
水体和水生植被的发展阶段
描述水生植被演替系列多通过植物群落的空间排列顺序(生态系列)来推断时间演替系列。水体沿岸带有沉水植物群落、挺水植物群落和湿生植物群落,它们代表了淡水水生植物群落演替的不同阶段。水生植被的演替以植被优势种的演替为代表。水生境中的原生演替是从藻类开始,路径是:藻类→沉水植被→浮叶植被→挺水植被→湿生植被→陆生植被,最终结局是水生植物和水体消失。逆向演替也称为退化,表现为其演替方向与原生演替相反。演替的结果是植被结构趋于简化,生物多样性下降。
任何水体一经产生就开始了在物理、化学和生物因子等方面的相互作用,早期环境因子起主导作用,到后期生物因子又占主导作用。同一生活型的不同水生植物可能是水体和水生植被不同发展阶段的代表性种类。例如,沉水植物苦草和竹叶眼子菜是水体发展早期的优势种,适宜水位波动大的环境,它们呈稀疏分布,群落生物量低。当水位逐步稳定后,水生植物的优势种可能更替为微齿眼子菜、黑藻和穗花狐尾藻等,水底密闭起来,群落生物量增加。
2水体水位对水生植物的影响
在自然生境中,水位很少保持不变,面对这种动态条件,植物通常会产生形态可塑性以及改变地下生物量和地上生物量的分配方式确保生存。对于整个群落而言,水位变动产生的影响也很显著。
植物形态的改变
以无性繁殖为主的水生植物,尤其是具有较遗传延展性的个体,能够通过改变植物本身的形态来适应水深在时空上较大的变化。如在深水里,蓖齿眼子菜的生活型从原来的毛刷型变为聚合型。这是有利的,能够增强植物的功能。各种生活型植物对于水深的变动呈现不同的形态。挺水植物对水位梯度的形态改变,主要包括生长形态、繁殖和生物量分配模式的改变。形态方面,主要包括叶柄伸长、异型叶的产生,茎长、茎数、茎直径、匍匐茎直径和匍匐茎等级的改变。如芦苇幼苗在淹没状态下其节间距会增长。这种增长有2个可能的机制,由于向周围水体释放的截短而导致乙烯浓度升高的或是由于溶氧减少导致乙烯产生增高的一种协调。在淹没期间,部分淹水植物所有的被淹没的叶子都会衰老,只有末端的叶子会偶尔幸存。繁殖的变化主要包括花期、花序长度、花瓣宽度以及繁殖器官干重等的改变。如芦苇在水位下降后其种子有很高的萌发率。浮叶根生植物改变的形态主要表现在叶和花。如水位上升,浮叶植物荇菜的叶柄迅速伸长,但是支撑叶片的叶柄和茎变得更脆弱。浮叶植物菱有相对发达的根系统,在一定范围内的水位变动下,菱仍能固定在底泥中,而且幼叶能通过叶柄的伸长维持在表面。水位的升高导致花以及芽苞被水淹,无法形成种子,水位降低并不会影响花和果实的产生。沉水植物的也很显著,如苦草在深水中具有较高的株高,叶更长更薄,因为在光强较弱的深水中合成单位干物质需要更多叶面积去获得光资源。而在水较浅时,光强太大会抑制其生长,叶子变成紫红色来调节对所需光资源的摄取。
植物数量的增加
水位对植物产生的另一个显著影响是改变其数量。对于不同生活型的植物而言,水深影响其生物量的机理是不一样的。水深直接地影响挺水植物群落的数量,通过减小光照强度间接地影响沉水植物群落数量。对于同 种植 物,水位的变动能改变地下数量和地上数量的分配比例。挺水植物随着水位的增加,茎重在整株数量中的比例上升,地下部分比例就会降低,分配到根和根状茎的数量降低,在风浪的作用下更容易被连根拔起。
植物物种的多样性
在沿岸带,通常水生植物生物多样性很高,其原因之一是水位波动使得沿岸带一直处于干扰状态。根据中度干扰法则,适度的干扰有利于物种多样性的提高。水位波动引起湿地种子库的再生也是重要原因,而且这种作用与洪涝和干旱发生的频率以及持续时间相关。水位的短期变动和长期变动,特别是水位下降,通过建立和破坏低多样性集群的外来物种入侵,从而影响物种多样性。水位下降是多种植物成功萌发和存活的先决条件,为适应浅水生活的物种建立创造了机会,也能支持新的外来物种的成功入侵。水位下降会阻止优势种控制整个群落,从而增加物种多样性。然而,在高水位条件下,很多湿地植物种的根茎萌发受抑制,降低了物种的多样性;如莱茵河畔在河流低泄量期间,夏季特大洪水会引起水生植物物种多样性减少。可见高水位和低水位对物种多样性的影响是不同的,相对于高水位,低水位的作用更显著而且有利。
3波浪形态的水体对水生植物的影响
江、河、湖岸浪蚀是这些水体顺向演替的自然过程,浪蚀淤积也是影响这些水体寿命的重要因素。在自然界随着水体的演替,岸坡趋缓并沉积土壤,为水生植物的生存繁衍创造了条件,植物的生长减缓了水岸的侵蚀,是演替的阻力,但植物体的腐烂沉积、水中有机质含量的大幅度提高,丰富了水体营养,提高了水体生物量,从这个角度说水生植物对整个水体的演替是有贡献的。
商住区和公共绿地内部的小水系一般来说范围小、禁航、水流缓慢,对岸线冲刷、侵蚀较小,对水生植物的种植生长影响不大。江河湖泊等水体由于风浪、船形波或水流急速冲刷给水生植物的种植、生存带来很大困难。如风浪和船形波将会直接或通过堤岸反射,强烈地直接拍打或摇动植物体,从而使植物叶片破碎、茎被折断,甚至植物体被连根拔起,影响植物的生长甚或导致其死亡。
4沼泽地对水生植物的影响
沼泽是指地表过湿或有薄层常年或季节性积水,土壤水分几达饱和,生长有喜湿性和喜水性沼生植物的地段。由于沼泽地土壤水多、缺氧,故沼生植物有发达的通气组织,有不定根和特殊的繁殖能力。沼泽可生长的水生植物很多,如萱草、泽泻、慈菇、海芋、花菖蒲、千屈菜、梭鱼草、小婆婆纳等。沼泽植被以挺水植物为主,多属于莎草科、禾本科及藓类和少数木本植物。
5结束语
水生植物具有观赏、净化以及生物多样性高的特点。水生植物及其环境是许多鸟类、鱼类和其他动物的栖息地和繁殖场所,在生物多样性保护方面具有重要意义。另一方面,水生植物及其环境又是一种脆弱的生态系统,易受到人类活动的影响。水体与水生植物关系也随着人类的活动影响,变得互动起来,水体的污染问题在水生植物的作用下也得到了很好的解决。
摘 要: 植物生长三维动画已经越来越广泛地应用在各个领域,如城市规划、影视娱乐、 广告 宣传等。对植物生长三维动画的研究内容、演示方式、动画特点进行归纳与概括。从软件技术的角度对植物生长三维动画的表现形式、研究现状、关键技术、制作 方法 、适用对象、优缺点进行研究、分析和比较,对该领域未来的发展趋势进行了展望。为有效推进植物数字可视化建设和提高动画创作效率提供参考。
关键词: 三维技术; 植物; 生长; 动画
0 引言
植物是大自然的重要组成部分,随着计算机三维动画技术的发展,植物生长三维动画被广泛应用于 教育 、科研、遥感、游戏、数字影视等众多领域。
1 植物生长三维动画的生长方式
经过大量的理论和实证研究, 总结 了植物生长三维动画方式,主要有以下几种。
⑴ 破土而出式
植物最初是生长在暗地里的一颗种子,慢慢破土而出,拔节而长,枝繁叶茂,开花结果。这类生长动画便于演示植物动态的生长过程,营造出生命和希望爆发的活力。
⑵ 藤蔓伸展式
不少影视作品和建筑艺术动画中都能看到藤蔓植物慢慢伸展,绝强地依附攀援,增加场景生机和活力的景象。除了绿化的作用,这类动画给人以在逆境中不屈服,顽强展示生命力和活力之意。
⑶ 层叠上升式
层叠上升式比较符合林木类植物的生长规律。植物按照一定的层次从地面节节往上拉升,叶子、花、果等则以粒子形态般急剧增长,就像地面赋予无穷无尽的生命力和活力一样,给人以强烈的视觉冲击和神奇的创意享受。
⑷ 迷幻障眼式
迷幻障眼式是植物生长中比较虚幻、神化的方式,好比变 魔术 ,往往借助于强烈光效、迷幻烟雾等效果来实现,光效、烟雾之后植物出现在面前。
图1 植物生长三维动画方式
2 植物生长三维动画关键技术
植物生长三维动画有许多方法。3ds max、MAYA等三维软件都带有植物模型,粒子系统也能实现植物生长动画效果。但是三维软件自带的植物模型种类较少,粒子系统又难以实现较为真实、自然的生长动画效果。植物插件的出现,能有效解决动画效果和创作效率上的问题,成为三维动画创作的热门工具。下面就几款主要的植物插件进行分析和比较,以助于提高应用者的动画创作效率。
Ivy Generator和Guruware Ivy插件
Ivy Generator是德国康斯坦茨大学开发的一款藤本三维软件,主要用于模拟以攀爬为主的藤本或草本植物的生长。通过对生长参数的调节,可随机生成不同形态的藤本植物模型。其特点是不需要应用复杂的植物生长机理模型,侧重于计算机图形学,迅速生成逼真的植物模型,追求基于视觉效果的真实性[1]。但Ivy Generator不能直接实现植物生长动画,只有将模型输出成OBJ和MLT材质物体,再导入3ds max等三维软件中制作动画效果。该插件的系统耗用较大,不适合表现大规模的植物场景[2]。
Guruware Ivy是Ivy Generator的改进版本。Guruware Ivy使用更方便,功能亦有增强,通过为Age(藤蔓年龄)属性设置关键帧可以轻松实现藤蔓生长、攀爬的动画效果[3]。
XFrog
XFrog是德国Greenworks公司开发的三维植物软件,可实现植物的直观交互建模和生长模拟。XFrog所有的树叶、枝干、花朵等都采用实物扫描,使得模型更加真实,开放的光年系统和层级的表现方式,使其操作性更简便,可控性更强[4]。XFrog在植物生长模拟过程中,通过关键帧动画实现,有两种方法。①起始和结束关键帧为同一关键帧。可以保证模型拥有相同的拓扑结构,生成动画较为平滑。但应尽量减少直接修改植物参数的操作,否则会大大降低动画的真实感。②起始和结束关键帧为不同关键帧。可以把起始关键帧的模型细化,缺点是XFrog插补的部分较多,不如第一种方法的动画效果平滑自然[5]。 GrowFX
GrowFX是俄罗斯Exlevel公司基于3ds max平台开发的一款植物插件,可创建参数化的树木、花草及其他植物模型,自由创建风力和生长动画效果,前提是要有GrowFX调节出来的未塌陷的文件[6]。GrowFX除了可使用官方的植物库资源,还有灵活的自由度。通过植物年龄、生长方向、风效、动画效果等随机参数的调节,快捷得到植物的其他形态。
Vue
Vue是一个专业的CG景观设计工具套组,可以制作出逼真的自然环境,还可以和3ds max等三维软件套用。Vue可以在现有植物库基础上进行再加工和改造,容易产生新的植物形态和物种,根据用户实际需要自由形成植物生长、形态变化等动画效果。Vue操作简便、场景表现逼真。云计算的建模方式、快速的渲染时间等特点,使得它特别适合表现自然空间大场景,主要用于中、远景表现[7-8]。
T-Gen插件
T-Gen是第一个完全整合进SoftImage|XSI的植物生成插件,拥有强大的灵活性和无穷的可能性。可以使用几乎所有XSI工具对其产生的植物模型、材质、层级结构做进一步修改。T-Gen各类参数几乎都可用于设置动画效果,强大的优化工具使其在植物生长动画方面有着快速、高效的优势。
SpeedTree、TreeStorm和Forest Pack Pro
SpeedTree、TreeStorm和Forest Pack Pro都是目前在建筑漫游动画和园林设计中比较常用的植物插件,拥有强大的植物库,模型真实感强,绘制效率高,支持植物动力学,可模拟风吹植物动画效果,分别适宜表现中近景和大片的远景植物[9-10]。但它们没有植物生长动画功能,凭借丰富的软件开发接口可以和3ds max等三维软件结合使用,以实现植物生长动画效果。
3 结束语
植物生长三维动画将缓慢的植物生长过程动态化、形象化展现。本文所介绍的几种植物三维生长动画关键技术,因各自不同的特点和优势,在表现一些大型的自然场景中,往往需要把多种方式相结合。
由于植物结构复杂,表面细节丰富,使其无论在三维建模、动态模拟方面都存在较大难度,以下问题有待进一步深入研究:①当前主要实现单株植物的三维模拟,缺乏对于大规模植物生长动画场景的模拟研究;②植物形态受到光照、风力、温度等自然环境因素影响,对更为复杂、逼真的植物生长交互模拟将是未来的一个重要研究方向。
参考文献:
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king独秀
居住区景观设计研究 廖德梅 司马列东“居住”是人类的基本生活需要,居住区是城市社会组织和居民生活的基本。面对日渐成熟的住宅市场和购房者,市场竞争愈加激烈,随着经济的发展,住宅商品化、市场多元化的刺激以及人们居住消费意识的提高,开发商与居民对居住的要求日益增加,所关注的层面已由单纯的户型平面扩展到住区的整体环境特色和外部空间设计。众多房地产开发商们把握购房者心理,以市场需求为导向,纷纷打出了“景观牌”,大规模拆资修建优美悦目的景观进行产品宣传,以期在市场竞争中占有一席之地,景观渐渐摆脱了以前只作为建筑规划的补充角色,而拥有了自己的地位。住宅建设与景观有共同的目的:建设适宜人类居住的环境。拥有美好的环境,城市才真正人性化并适宜人类居住,城市、建筑、景观一体化已成为必然趋势。在这样的背景下,笔者对居住区景观建设作了一些思考,并希望这些思考对未来居住区景观建设起到积极作用。1 城市居住区景观规划设计程序当前大多数住区设计的一般过程是:居住区规划(控规和详规)一建筑设计一景观设计。对这种过程的一般理解为:1)规划:居住区功能划分、住宅、服务配套(交通)设施、规模和定位;2)建筑设计:建筑功能布置和空间造型;3)景观设计:绿化配置、硬质景观与游憩设施的功能布置和造型设计。在这一秩序中,住区设计的三个阶段往往相互脱离或者联系很少,如果设计者缺乏空间观念或不考虑前一阶段的设计意图,就会出现住宅建筑与户外环境也毫无关联的情况,表现为一些琐碎的景观元素零散分布在房前屋后,虽名称花样翻新,却都大同小异,居住区景观建设应该根据广义建筑学的倡导,协调城市规划、建筑学和景观工作者共同参加,实现三者的互动,改变单向的建筑决定论,做到既根据建筑的要求调整景观,也根据景观的需要改进建筑,并经过从建筑到景观再到建筑的多次反复,实现建筑与景观的和谐共生。2 景观设计要素住区公共景观的设计是通过对各景观构成要素的合理安排来实现的。现代住区的景观设计,不仅讲究绿化的形态,讲究植物质感与色彩的配置,还要讲究植物群落的生态化布局。此外,还包括对整体空间环境的布局、地形处理、硬软质场地的划分、水体设计、活动设施的选择、景观建筑物的营造、照明设计、室外家具与小品设计等,甚至一方地砖,一块缘石的选择和细部处理,都要经过规划设计师和建筑师们的共同参与研究,以求实现整体环境的最优化。3 居住区景观设计原则3.1 体现地方特色,因地制宜的原则景观设计要充分体现地方特征和基地的自然特色。我国幅员辽阔,自然区域和文化地域的特征相去甚远,住区景观设计要把握这些特点,营造出富有地方特色的环境,同时住区景观应充分利用区内的地形地貌特点,塑造出富有创意和个性的景观空间。自然环境是景观绿化的基础,在住区规划中要充分利用当地的自然地貌、山水环境、气候特征,对地势的利用、水系的改造、树木的保留要因势利导,创造具有特色的环境空间。如重庆龙湖“香樟林”小区保留和适当移植了基地中原有的数十棵香樟树,营造了小区优美的绿化环境。景观设计还应当发挥住区周围环境背景的有利因素,或是借景远山,或是引水入区,创造山水化的自然住区。景观设计应与建筑设计有机结合。3.2 明确的功能要求根据居住行为学的原理,住区的公共景观设计具有明确的功能要求,它的重点功能是针对婴幼儿、老年人,因为住区户外环境是他们主要的户外活动空间。根据这一前提来确定空间的大小、铺装的质感、地面的高差等,这成为很好的着手途径。同时住区的景观对所有住户具有心理调适的功能,给予每个人以家园感,促进社区居民的民主和自主精神。居住区的景观兼顾了“动”“静”两大功能,居住需要“动”,这包括运动、健身,所以居住区会出现篮球场、网球场、羽毛球场等场地,比如儿童玩耍、老人跳舞、健身的集散广场都属“动”的部分,而人们休息赏景,下棋等属“静”的部分。在设计时,“动”的区域应安排在远离住宅建筑物的区域,或集中设置,如设置在会所,以免干扰居民的正常休息。3.3 景观设计与建筑设计有机结合才使得整体具有更加真实感人的持久魅力建筑的风格是景观设计风格的基础,景观设计的风格取向必须考虑建筑的特色。如具有巴渝民居特色的住区,建筑具有典型的地方特色和语汇,景观设计应崇尚“自然天成”“依山就势”“随高就低”的艺术效果;如深圳万科房地产开发的深圳“第五园”,第五园的原创现代中式住宅,打造前所未有的现代中式住宅院落,让天井、前庭、后院出现在现代人的生活里面,在整体规划设计上,对中式传统住宅形式进行现代手法的演绎,展现了项目对实现人文自然的现代中式居住观的追求和探索,整个项目给人一种古朴典雅而又不失现代的亲和感。3.4 强化中心、创造层次感和围合感住区公共空间环境设计应着重于强化中心景观;层次感是评价住区环境设计好坏的重要标准,住区景观设计应提供各级私密空间,并且各层次之间应有平缓的过渡。住区中公私动静变化细致,应努力营造一个“围而不闭,疏而不透”的空间氛围。实践表明:同单靠建筑的围合相比,利用景观手法进行围合不但行之有效,而且事半功倍;另一方面,围合感的塑造应与空间性质的不同而细致地变化。一般说来,公共空间(入口广场、休息广场、主题景观、观赏草坪)的设计线条动感且颜色艳丽,强调太阳光的照射、舞台暗示,体现“人看人”(交流渴望)的乐趣。隐秘空间(人户门厅、宅前绿化、联排私院、屋顶露台)的设计则侧重静谧和私密的感受,需强调阴影、构造的细节,采用导热率低的材料以及必要的视线遮避。3.5 人性化的设计原则人性化的设计原则,在外部空间景观设计中,还表现为满足居民的心理需求,为此将外部空间景观环境塑造成具有浓郁居住气息的家园,使居民感到安全、温馨及舒适,产生归属感,被居民所认同。人性化设计原则即想居民之所想,造居民之所需。在设计开始前,应对整个居住区进行朝向和风向分析,以利于组织好居住区的风道。在景观规划阶段需考虑到向阳面和背阳面的处理,人们在冬天需要充足的日照,而在夏天又需要相对的遮阳,还有提供和设置娱乐交流的场所。3.6 生态的设计原则生态设计的思想应自始至终贯穿于环境设计的全过程。生态性原则是根据科学家钱学森提出的“山水城市”的构想,使外部空间景观生态化的一种思维方式。回归自然、亲近自然是人的本性,通过引入自然界的山、水与绿化,模拟出自然风光,使住区景观环境生态化,让人们感受自然生态之美。正如美国景观学者西蒙德所说:“应该把自然(山、峡谷、阳光、水、植物和空气)带进集中计划领域,细心而系统地把建筑置于群山之内、河谷之畔,并于风景之中”。4 结语居住区的建设反映了科技与人文的共同进步,随着城市化的快速发展,也在经历文化导向上的转型,向更加理性、科学、开放、创新的文化主流发展,寻求人性化、高品质、个性化的景观环境已成为居住区发展的追求方向,并从“以人为本”的原则出发,更大程度地考虑到居民对环境的需求,这就更多地表现为居民对住区环境营造和维护的参与性,使设计师和业主形成“互动创作”的方式,更大范围的遵循使用者的需求与情感体现,实现人与环境之间的协调共生。建设更加体现精神特色的美好环境,是居住区景观环境建设未来的发展目标。参考文献:[1] 章祝联.浅谈现代城市与景观建筑[J].山西建筑,2007,33(6):42—43.[2] 张耕民.住宅郊区化及康城的市场定位[J].百年建筑,2002(3):3l一32.[3] 许亚文,鲁坤元,杨 慧.住宅庭院空间设计与环境心理学[J].住宅设计,1999(3):11.
猫熊奶奶
1、论文题目:要求准确、简练、醒目、新颖。2、目录:目录是论文中主要段落的简表。(短篇论文不必列目录)3、提要:是文章主要内容的摘录,要求短、精、完整。字数少可几十字,多不超过三百字为宜。4、关键词或主题词:关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的,是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作机系统标引论文内容特征的词语,便于信息系统汇集,以供读者检索。 每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词,另起一行,排在“提要”的左下方。主题词是经过规范化的词,在确定主题词时,要对论文进行主题,依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。5、论文正文:(1)引言:引言又称前言、序言和导言,用在论文的开头。 引言一般要概括地写出作者意图,说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。〈2)论文正文:正文是论文的主体,正文应包括论点、论据、 论证过程和结论。主体部分包括以下内容:a.提出-论点;b.分析问题-论据和论证;c.解决问题-论证与步骤;d.结论。6、一篇论文的参考文献是将论文在和写作中可参考或引证的主要文献资料,列于论文的末尾。参考文献应另起一页,标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。中文:标题--作者--出版物信息(版地、版者、版期):作者--标题--出版物信息所列参考文献的要求是:(1)所列参考文献应是正式出版物,以便读者考证。(2)所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。
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