第二章城市环境因子与园林植物的生态关系(第二、三节)

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➢ 减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪和色素等 物质来降低冰点,增加红外线和可见光的吸收带(高山 和极地植物)
行为上的适应:
➢ 休眠
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《园林生态学》
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四、园林植物对温度的适应
1. 园林植物对极端温度的适应
对低温的适应 对高温的适应
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《园林生态学》
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对低温的适应
形态上的适应
➢ 芽和叶片常受到油脂类物质的保护,芽具鳞片,体表具 蜡粉和密毛、植株矮小并常成匍匐状、垫状或莲座状等;
生理上的适应
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根茎灼伤:当土壤表面温度增高到一定程度时,灼伤幼苗 柔弱的茎而造成伤害,特别是病原体易侵入,引发病害。
根茎灼伤多发生在苗圃,可通过遮荫或喷水降温以减轻危 害。
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《园林生态学》
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与极端温度对植物影响程度有关的因素
极端最高、最低温度及持续时间、温度变化的幅度和速度。 降温越快,低温持续时间越长,植物受害越重
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《园林生态学》
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温度三基点
➢ 参与生命活动的各种酶都有其最低、最适和最高温度, 相应形成了生物生长的“三基点”;
➢ 不同生物的三基点不同; ➢ 在一定温度范围内,生物生长的速率与温度成正比。
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温度对植物生长发育的影响
温度影响着植物生长发育的全过程
温度及其变化规律 城市温度条件 温度对园林植物的生态作用 园林植物对温度的适应 园林植物对气温的调节作用 园林实践中温度的调节与利用
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《园林生态学》
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一、温度及其变化规律
热量平衡
➢ 在白天晴朗天气条件下,地面热量平衡(R)公式为:
R (S S' Ea ) [(S S' ) Ee ] R (S S' ) [(S S' ) Ee Ea ] R (S S' )(1 )
➢ 晚霜一般危害春季过早萌芽的植物,所以从北方引入的 树种应种在比较阴凉的地方,抑制早萌动。
辐射降温出现逆温层时,靠近地表的气温最低,故幼苗较易 受霜害。
园林植物常引种到适生地区之外,易遭受霜害。
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2-ຫໍສະໝຸດ Baidu9
冻举(frost heaving) :又称冻拔。气温下降,引起土壤 结冰,冰的体积比水大9%,这使得土壤体积增大,随着 冻土层的不断加厚、膨大,会使树木上举。解冻时,土壤 下陷,树木留于原处,根系裸露地面,严重时倒伏死亡, 像被拔出来似的。
城市的热岛效应是很 明显的,在不同纬度 的城市都普遍存在, 一般城市年均气温比 周围郊区高0.5-2.0℃
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城市热岛效应形成的主要原因有:
➢ 城市下垫面的反射率比郊区小;
➢ 城市下垫面建筑材料的热容量、导热率比郊区下垫面 要大得多;
➢ 城市大气中二氧化碳和空气污染物含量高,空气逆辐 射大;
喜温植物易受寒害,
寒害多发生在我国南方的热带地区
寒害是喜温植物往北引种的主要障碍。
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冻害(freeze injury):是指冰点以下低温使植物体内(细胞 内和细胞间隙)形成冰晶引起的伤害。
冻害形成的原因:一般植物组织结冰时,细胞壁外面的纯 水膜首先结冰,随着温度下降,冰晶进一步扩大,这一方 面使细胞失水,引起细胞原生质浓缩,造成胶体物质的沉 淀,另一方面使压力增加,促使细胞膜变性和细胞壁破裂, 严重时引起植物死亡。
生理干旱多发生于土壤未解冻前的早春。风能大大增加植 物的蒸腾作用,因此,在如北京等一些多风的城市,生理 干旱经常发生。
防护措施:可在树木迎风面用竹席等挡风,或在幼龄植物 北侧设置月牙形土埂以提高地温,缩短冻土期,从而减轻 生理干旱的危害。
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《园林生态学》
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高温危害
高温危害经常发生在无风天气,在城市街区、铺 装地面、沙石地和沙地夏季温度高最易发生。
植物受冻害后,温度急剧回升要比缓慢回升受害更重。
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霜害(frost injury):由于霜的出现而使植物受害称为霜害。
霜害的伤害原理与冻害一样,通过破坏原生质膜和使蛋白质 失活与变性而造成伤害。
霜害可分为早霜与晚霜,
➢ 早霜一般在植物生长尚未结束、未进入休眠状态时发生, 常使从南方引入的植物受害。
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温度与植物分布
地球表面植物种的分布与温度条件有密切的关系
➢ 与年平均温度特别是1月的平均温度相关; ➢ 与积温相关 ➢ 极端温度也是限制生物分布的最重要条件
积温是指植物整个生长发育期或某一发育阶段内,高于一 定温度以上的昼夜温度总和。它既可表示各地的热量条件, 又能说明生物各生长发育阶段和整个生育期所需要的热量。
冻举多发生在寒温带土壤含水量过大、土壤质地较细的立 地条件上。
一般小树比大树受害严重。
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冻裂 (frost crack):是指白天太阳光直接照射到树干,入 夜气温迅速下降,由于木材导热慢,树干两侧温度不一致, 热胀冷缩产生弦向拉力,使树皮纵向开裂而造成伤害。
➢ 温度与坡向有密切的关系。温度高低:西南坡>南坡 >北坡
➢ 封闭谷地和盆地的温度变化(逆温现象)
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温度在时间上的变化
➢ 季节变化
❖我国大部分地区一年中根据气候寒暖、昼夜长短的 节律变化,可分为春、夏、秋、冬四季
➢ 昼夜变化
温度与植物休眠的过程密切相关。低温对休眠的加深或延 长、休眠的解除有重要作用。
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极端温度对植物的影响
植物进行正常生命活动对温度有一定的要求,当温度低于 或高于一定数值(临界温度),植物便会因低温或高温受 害。
低温危害:寒害、冻害、霜害、冻举、冻裂、生理干旱
➢ 植物种子只有在一定温度条件下才能萌发。 ➢ 温度影响着植物的生长期的长短
❖植物在一年中,从树液流动开始到落叶为止的日数 称为生长期。
➢ 一般而言,温度高植物生长发育快,果实成熟得早。 温度是影响植物生产力的主要因素之一
➢ 从热带到极地,随着温度的下降,植物生产力逐渐下 降;同样,随着海拔的升高,年均温下降,不同植被 带的生产力也下降。
植物本身的抵抗能力。
➢ 抗寒能力主要取决于植物体内含物的性质和含量,如植 物体内可溶性碳水化合物、自由氨基酸以及核酸的含量 与抗寒能力成正相关。
➢ 植物在不同发育阶段,其抵抗能力是不同的。 ➢ 从外地引进的园林苗木,一般经过适应性锻炼后,能大
大提高其适应性,增加成活率。
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《园林生态学》
➢ 城市内各种燃烧过程和人类活动产生大量的热量; ➢ 城市中建筑物密集,通风不良,不利于热量的扩散; ➢ 城市水分蒸腾、蒸发消耗热量小。
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热岛效应强度的影响因素
➢ 城市热岛效应是一种中小尺度的气象现象,它受大尺 度天气形势的影响
➢ 因地区而异,它与城市规模、人口密度、建筑密度、 城市布局、附近的自然环境有关。
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《园林生态学》
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第二章 城市环境因子与园林植物 的生态关系
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
光与园林植物的生态关系 温度与园林植物的生态关系 水分与园林植物的生态关系 大气与园林植物的生态关系 土壤因子与园林植物的生态关系
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《园林生态学》
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第二节 温度与园林植物的生态关系
皮烧多发生在冬季,朝南或南坡地域以及有强烈太阳光反 射的城市街道。
树皮光滑的成年树木最易发生皮烧,如水青冈、冷杉。
受害树木的树皮呈现斑点状的死亡或片状剥落,极易发生 病菌侵入,严重者会危害整棵树木。
在生产实践中,可以通过给树干涂白反射掉大部分热辐射 而减轻危害。
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太阳直接辐射S;散射辐射S’;大气逆辐射Ea;地面辐 射Ee;地面对太阳的反射率α;地面有效辐射γ
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温度变化规律
温度在空间上的变化
➢ 温度随纬度增加而降低。一般纬度增高1º(约111km), 年平均温度下降0.5-0.7 ℃
➢ 温度随海拔高度的升高而下降,一般海拔每升高1000m, 气温下降5.5 ℃
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积温可分为有效积温和活动积温,
有效积温的计算方法如下: K = N(T-T0)
式中: K-有效积温;T-当地某时期内的平均温度; TN0--某生时物期生的长天发数育。所需要的最低临界温度(生物学零度);
活动积温的计算方法是把生物学零度换成物理学零度,即:
❖温度的昼夜变化也是很有规律的。一般气温的最低 值出现在凌晨日出前。日出以后,气温上升,在13: 00—14:00达最高值,以后开始持续下降,一直到 日出前为止。
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《园林生态学》
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二、城市温度条件
热岛效应:城市热岛 效应即是城市气候最 明显的特征之一,是 指城市气温高于郊区 气温的现象。
➢ 热岛效应还与季节有关
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《园林生态学》
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城市小环境温度变化
在城市局部地区,由于建筑物和铺装地面的作用,会极大 地改变光、热、水分布,形成特殊的小气候,对温度因子 的影响尤其明显。
➢ 不同性质的下垫面温度的差异:城市街道和建筑物受 热后,其温度远远超过植被覆盖地区
➢ 建筑物对温度的影响:由于建筑物南北向接受到的太 阳辐射相差甚大以及风的影响,南北向的温度存在很 大的差异,在冬季冻土层的深度和范围明显不一样。
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《园林生态学》
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我国热量带划分
以日温≥10℃的积温和低温为主要指标,可以把我国分为 六个热量带:
➢ 赤道带 ➢ 热带 ➢ 亚热带 ➢ 暖温带 ➢ 温带 ➢ 寒温带
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《园林生态学》
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第二节思考题(1)
名词解释: 1.热岛效应 2.积温; 问答题: 1.应用热量平衡原理分析城市的温度条件; 2.简述温度对园林植物的生态作用; 3.什么是有效积温法则?它有什么意义?
K=NT
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《园林生态学》
2-28
有效积温法则及其意义
有效积温法则 植物在生长发育过程中必须从环境摄取一定的热量才能完成 某一发育阶段的发育过程
有效积温法则的意义 ➢根据各植物种需要的积温量,再结合各地的温度条件, 初步可知各植物的引种范围; ➢还可根据各种植物对积温的需要量,推测或预报各发育 阶段到来的时间,以便及时安排生产活动。
高温危害:皮烧(日灼伤)、根茎灼伤
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《园林生态学》
2-16
低温危害
寒害(chilling injury):寒害又称冷害,是指0℃以上低温 对植物造成的伤害。
造成寒害的原因主要是由于在低温条件下ATP(三磷酸腺 苷)减少,酶系统紊乱,活性降低,导致植物的光合、呼 吸、蒸腾作用以及物质吸收、运输、转移等生理活动的活 性降低,彼此之间的协调关系遭到破坏。
冻裂一般多发生在昼夜温差较大的地方。在高纬度地区, 许多薄皮树种如乌桕、核桃、槭树、悬铃木、榆树、七叶 树、橡树类等树干向阳面,越冬时常发生冻裂。
防护措施:对上述种类树种可采用树干包扎、缚草或涂白 等措施进行保护。
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《园林生态学》
2-21
生理干旱(physiological drought):又称冻旱。土壤结冰 时,树木根系吸不到水分,或土温过低根系活动微弱,吸 水很少而地上部分不断蒸腾失水,就会引起枝条甚至整棵 树木干枯死亡。
高温危害的表现:
➢ 高温减弱植物光合作用、增强呼吸作用,破坏植物的 水分平衡,导致蛋白质凝固和有害次生代谢物的积累, 高温严重时会直接灼伤植物叶片、芽、树皮,使植物 枯黄受害。
2020/6/8
《园林生态学》
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皮烧(日灼伤):树木受强烈的太阳辐射,温度升高特别是 温度的快速变化而引起形成层和树皮组织的局部死亡。
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《园林生态学》
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《园林生态学》
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三、温度对园林植物的生态作用
温度对植物生理活动的影响
➢ 植物的生理活动受温度影响最大的是: ❖促进生化反应的酶,特别是促进光合作用和蒸腾作 用的酶; ❖二氧化碳和氧气在植物细胞内的溶解度; ❖蒸腾作用; ❖根系在土壤中吸收水分和矿物质的能力。
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