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园林树木与环境因子
3.2各种植物对生存条件及生态因子变化强度的适应范围是有一定限度的,超出这个限度就会引起死亡,这种适应的范围,叫做生态幅不同的植物以及同一植物不同的生长发育阶段的生态幅,常具有很大差异在园林建设工作中,应了解园林植物与其环境具有相互作用的基本概念,掌握各生态因子对植物的影响规律,并应加以创造性的运用园林树木与温度
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2.1温度因子对于植物的生理活动和生化反应是极端重要的,而作为植物的生态因子而言,温度因子的变化对植物的生长发育和分布具有极其重要的作用季节性变温
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1.1地球上除了南北回归线之间和极圈地区外,根据一年中温度因子的变化,可分为四季四季的划分是根据每五天为一“候”的平均温度为标准凡是每候的平均温度为的属于10~22℃春、秋季,在以上的属夏季,在以下的属于冬季不同地区的四季长短是有差异的,22℃10C其差异的大小受其他因子如地形、海拔、纬度、季风、降水量等因子的综合影响该地区的植物,由于长期适应于这种季节性的变化,就形成一定的生长发育节奏,即物候期Phenophaseo树木的物候现象是比较稳定的形态表现,可以反映过去一个时期内气候和天气的积累因此,通过长期的物候观测,就可掌握物候变动周期,了解植物生长发育的季节变化与气候及其他环境条件的相互关系,为发挥植物的园林功能以及进行合理的栽培管理提供科学依据昼夜变温
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1.2气温在凌晨接近日出时有最低值,在间有最高值一日中的最高4:00〜5:0013:00〜14:00值与最低值之差称为“日较差”或“气温昼夜变幅”植物生长对昼夜温度变化的节律反应称为“温周期现象”Thermoperiodicity昼夜变温影响种子的萌发,主要是由于降温后可增加氧在细胞中的溶解度,从而改善萌发中的通气条件,因为当温度高于时,溶解于细胞液的速度迅速降低;温度的交替变化25℃02还能提高细胞膜的透性,从而促进萌发因此,对某些发芽比较困难的种子,如每天给以昼夜有较大温差的变温处理后,则种子萌发良好,而在恒温条件下发芽反而略差昼夜变温有利于植物的生长,是因为白天适当的高温有利于光合作用,夜间适当的低温使呼吸作用减弱,光合产物消耗减少,有机物质积累增多,从而促进树木的生长如火炬松的育苗试验表明,在昼夜温度不同的组合中,昼夜温差最大的一组生长最好,而在恒温状态下的一组生长最差昼夜变温影响植物的开花结实植物在变温和一定程度的较大温差下,开花较多且较大,果实也较大,品质也较好如生长在云南的山苍子含柠檬酸达而产于浙江的山苍子只60%〜80%,含有生长在温差较小地区的苹果,其果实小,色泽不鲜,品质较差;反之就好35%〜50%一般而言,生长旺盛植物的正常机能,花的开放及抗性发育等在高温差下进行得最正常,恒温反而是不正常的环境植物的温周期特性与植物的遗传性和原产地日温变化的特性有关通常情况下,在日变幅为条件下,原产于大陆性气候地区的植物生长发育最好;而日变幅为条件下,10〜15c5〜10℃原产于海洋性气候区的植物生长发育最好;热带植物能在日变幅很小的条件下生长发育良好突变温度
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1.3植物在生长期中如遇到温度的突然变化,会打乱植物生理进程而造成伤害,严重的会导致死亡温度的突变可分为突然低温和突然高温两种情况突然低温一是指由强大寒潮所引发的突然降温,而使植物受到伤害,一般分为寒害、1冻害、霜害、冻拔、冻裂五种
①寒害一是指喜温植物在零度以上的温度条件下受害或死亡这种在零度以上的低温对树木的伤害称为寒害或冷害例如,轻木的致死低温为热带地区的树种当温度在时,5℃,0〜5℃呼吸代谢作用就会严重受阻主要是由于在低温条件下,减少,酶的系统紊乱,活性降低,ATP导致植物的光合、呼吸、吸收和蒸腾作用以及物质运输、转移等生理活动的活性降低,彼此之间的协调关系被破坏因此,寒害是喜温树种北移的主要障碍,也是喜温植物稳产高产的主要限制因子
②冻害一是指气温降至以下使植物体温亦降至零下,细胞间隙出现结冰现象,严重时0C导致质壁分离,细胞膜或细胞壁破裂,植物就会死亡植物抵抗突然低温伤害的能力,因植物种类和植物所处于的生长环境而不同例如,在同一个气候带内的植物间就有很大的不同,以柑橘类而论,柠檬在受害,甜橙在受害,-3℃-6℃而温州蜜橘及红橘在受害,但金桔在才受害至于生长在不同气候带的不同植物间的抗低-9C温能力就更不同了,例如生长在寒温带的针叶树可耐以下的低温-20℃同一植物的不同生长发育状况,对抵抗低温的能力有很大不同,休眠期最强,营养生长期次之,生殖期抗性最弱止匕外,同一植物的不同器官或组织抗低温的能力亦不相同,胚珠最弱,心皮次之,雌蕊之外的花部又次之,果及嫩枝又次之,叶片再次之,而以茎干的抗性最强但是以具体的茎干部位而言,以根颈,即茎与根交接处的抗寒能力最弱
③霜害一指当气温或地表温度下降到零度,空气中过饱和的水气凝结成白色的冰晶,形成霜而使植物受害平流霜危害以挡风地段比较严重,辐射霜则以低洼地受害较重早霜危害植物往往在其生长尚未结束,并未进入休眠状态时发生的,所以从南方引入的树种易受害晚霜往往危害过早萌芽的树种,所以从北方引入的树种应栽植在比较阴凉的地方,抑制早期萌动如果霜害的时间短,而且气温缓慢回升时,许多植物可以复原;如果霜害的时间长而且气温回升迅速,则受害的叶子反而不易恢复
④冻拔一又叫冻举,是间接低温危害,是由土壤反复快速冻结和融化引起的在纬度高的寒冷地区,当土壤含水量过高时,由于土壤结冻膨胀而升起,连带将植物抬起,至春季解冻时土壤下沉而植物留在原位造成根部裸露死亡冻拔是寒冷地区植物危害之一,多发生在土壤黏重、含水量高、地表温度容易剧变的环境条件下,这种现象多发生于草本植物,尤以小苗为重
⑤冻裂一是在寒冷地区的阳坡或树干的阳面由于白天阳光照晒,入夜气温迅速下降,而树木干材导热慢,造成树干内部与干皮表面形成较大温差,树干西南侧内热胀、外冷缩形成纵向开裂当树液活动后,会有大量伤流出现,久之则易感染病菌,严重影响树势树干易冻裂的树种有毛白杨、山杨、搬、青杨等树种,这类植物一般生长速度较快,材质较为松软突然高温一是指短期的高温植物生活的温度范围有最高点、最低点和最适点当温2度超过最高点后,就会对植物产生严重伤害,甚至死亡高温破坏了光合作用和呼吸作用的平衡,使呼吸作用超过光合作用,植物因长期“饥饿”而死亡过高的温度还能促使蛋白质凝固和有害物质在体内积累,而使植株中毒突然的高温还会使树皮灼伤甚至开裂,导致病虫害的入侵植物不同所能忍受的最高温度也不同,一般而言,热带高等植物有些能忍受的50℃〜60℃高温,而大多数高等植物的最高点是左右,其中被子植物较裸子植物略高,前者后者约50℃50℃,46℃植物分布与温度将椰子、羊蹄甲、荔枝、芒果、桂花、香樟等热带、亚热带树木引种到北方就会导致冻害死亡,把白桦、樟子松、桃、苹果等北方树种引种到亚热带、热带地方,会因高温引起生长不良甚至死亡这是因为温度因子影响了植物的生长发育从而限制了植物的分布范围园林建设中经常要在不同地区应用各种植物,因此应当充分了解和熟悉各地区所分布的植物种类及其对温度的适应性各种植物的遗传特性不同,对某个生态因子的适应能力有很大差异,此种能力称为生态幅有些种类对温度变化幅度的适应能力特别强,因而能在广阔的地域生长、分布,这类植物称为“广温植物”或广布种;相反,适应能力小,只能生活在很狭小温度变化范围的种类称为“狭温植物二除温度变幅影响分布外,植物在生长发育过程中尚需要一定的温度量即热量据此可将植物分为大热量种其中又可按照水分状况分为两类、中热量种、小热量种以及微热量种从温度因子角度判断一种植物能否在某一区域生长,应查看在其生长期中当地无霜期的长短、日平均温度的高低、日平均温度范围时间的长短、当地变温出现的时期以及幅度的大小、当地积温量以及当地最热月和最冷月的月均温度值及极端温度值和此值的持续期长短等资料,才能做出较准确结论园林实践中常需突破植物的自然分布范围,引种外地的奇花异木,要获得成功,不能只考虑到温度因子本身,需全面考虑所有因子的综合影响生长期积温所谓积温是指植物整个生长期内或某一发育阶段内,高于一定温度度数以上的日平均温度总和积温对植物的分布有重要影响,因为植物需要有一定的温度总量才能完成其生活周期一般把积温分为有效积温和活动积温两种有效积温是指植物开始生长活动的某一段时期内的温度总值其计算公式为()S=T—To n式中r为n日期间的日平均温度(C),7o为生物学零度(即某种植物生长的最低温度);〃为生长活动的天数(d);S为有效积温(℃)生物学零度是某种植物生长活动的下限温度,低于此则不能生长活动例如某一树种发育的起始温度为从平均温度达到起,到开始开花共需在这段时间内的平均温度为5℃,5℃30d,15℃,该树种完成开花阶段的有效积温(S)为S=(15-5)x30=30x10=300℃o生物学零度因植物种类、地区而不同,为方便起见,常根据当地大多数植物的萌动物候期及气象资料作概括的规定温带地区生物学零度一般用亚热带地区用热带地区多用5C,10℃,不同树种在整个生长发育过程中要求有不同的积温总量如柑橘需要有的18℃4000〜5000C有效积温才能完成整个生长发育过程,椰子需要以上紫丁香开花需要有效积温5000℃202℃,刺槐则为374℃活动积温则以物理零度为基础计算极为简单,只需将某一时期内的平均温度乘以该时期的天数即得活动积温。