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二 溫度與園林植物 第一節(jié)城市溫度環(huán)境 一 溫度及其變化規(guī)律 一 熱量平衡 太陽(yáng)輻射是地球表面的主要熱源 地面因吸收太陽(yáng)輻射而增溫 同時(shí)又不斷放出輻射 即地面輻射 地面輻射是近地面層大氣的主要熱源 大氣通過(guò)接受地面輻射而增溫 同時(shí)又向外輻射 其中射向地面的那部分輻射稱為大氣逆輻射 它也是地面熱量的一個(gè)來(lái)源 地面輻射與大氣逆輻射中被地面所吸收部分之差 稱為地面有效輻射 二 溫度變化規(guī)律 1 溫度在空間上的變化地球表面上各地的溫度條件隨所處的緯度 海拔高度 地形和海陸分布等條件的不同而有很大變化 隨著緯度增高 太陽(yáng)高度角減小 太陽(yáng)輻射量隨之減小 溫度也逐漸降低 隨著海拔升高 雖然太陽(yáng)輻射增強(qiáng) 但由于大氣層變薄 大氣密度下降 保溫作用差 因此溫度下降 北半球南坡接受的太陽(yáng)輻射最多 空氣和土壤溫度都比北坡高 當(dāng)土壤溫度一般西南坡比南坡更高 這是因?yàn)槲髂掀抡舭l(fā)耗熱較少 熱量多于土壤 空氣增溫 所以南坡多生長(zhǎng)陽(yáng)性喜暖耐寒植物 北坡更是與耐陰喜濕植物 封閉谷底和盆地 逆溫現(xiàn)象 2 溫度在時(shí)間上的變化 春季氣候溫暖 晝夜長(zhǎng)短相差不大 夏季炎熱 晝長(zhǎng)夜短 秋季和春季相似 冬季則寒冷而晝短夜長(zhǎng) 溫度隨晝夜變化 一般氣溫的最低值出現(xiàn)在凌晨日出前 日出以后 氣溫上升 在13 00 14 00達(dá)最高值 以后開始持續(xù)下降 一直到日出前為止 二 城市溫度條件 一 熱島效應(yīng) 城市熱島效應(yīng)是城市氣候最明顯的特征之一 它是指城市氣溫高于郊區(qū)氣溫的現(xiàn)象 城市熱島效應(yīng)形成的主要原因 城市下墊面的反射率比郊區(qū)小 城市下墊面建筑材料的熱容量 導(dǎo)熱率比郊區(qū)森林 草地 農(nóng)田組成的下墊面要大的多 城市大氣中二氧化碳和空氣污染物含量較高 形成覆蓋層 對(duì)地面長(zhǎng)波輻射有強(qiáng)烈的吸收作用 空氣逆輻射也大于郊區(qū) 減少了熱量的散失 城市內(nèi)各種燃燒過(guò)程和人類活動(dòng)產(chǎn)生的熱量可能接近甚至超過(guò)太陽(yáng)輻射的熱量 城市中建筑物密集 通風(fēng)不良 不利于熱量的擴(kuò)散 加上城市地面不透水面積較大 排水系統(tǒng)發(fā)達(dá) 地面蒸發(fā)量小 同時(shí)植被較少 使得通過(guò)水分蒸騰 蒸發(fā)消耗熱量的作用大大減少 二 城市小環(huán)境的溫度變化 城市局部地區(qū) 由于建筑物和鋪裝地面的作用 會(huì)極大地改變光 熱 水分布 形成特殊的小氣候 對(duì)溫度因子的影響尤其明顯 第二節(jié)溫度對(duì)園林植物的生態(tài)作用 一 溫度對(duì)植物生理活動(dòng)的影響 促進(jìn)生化反應(yīng)的酶 特別是促進(jìn)光合作用和蒸騰作用的酶 二氧化碳和氧氣在植物細(xì)胞內(nèi)的溶解度 蒸騰作用 根系在土壤中吸收水分和礦物質(zhì)的能力 溫度對(duì)蒸騰作用有兩方面的影響 一 溫度會(huì)改變空氣中蒸汽壓差 從而影響植物的蒸騰 二 溫度能直接影響葉面溫度和氣孔開關(guān) 并使角質(zhì)層蒸騰和氣孔蒸騰的比率發(fā)生變化 溫度愈高 角質(zhì)層蒸騰所占比例也愈大 二 溫度對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響 溫度對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響從種子發(fā)芽開始 植物種子只有在一定溫度條件下才能發(fā)芽萌發(fā) 植物在一年中 從樹液流動(dòng)開始到落葉為止的日期稱為生長(zhǎng)期 溫度是影響植物生產(chǎn)力的主要因素之一 低溫與休眠過(guò)程密切相關(guān) 三 極端溫度對(duì)植物的影響 植物進(jìn)行正常生命活動(dòng)對(duì)溫度有一定的要求 當(dāng)溫度低于或高于一定數(shù)值 植物便會(huì)因低溫或高溫受害 這個(gè)數(shù)值即為臨界溫度 一 低溫危害 1 寒害寒害又稱冷害 是指0 以上的低溫對(duì)植物造成的上海 喜溫植物易受寒害 寒害是喜溫植物往北引種的主要障礙 2 凍害凍害是指冰點(diǎn)一下低溫使植物體內(nèi) 細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞間隙 形成冰晶引起的傷害 3 霜害由于霜的出現(xiàn)而使植物受害稱為霜害 可分為早霜和晚霜 4 凍舉凍舉又稱凍拔 氣溫下降引起土壤結(jié)冰 冰的體積比水大 這使得土壤體積增大 隨著凍土層的不斷加厚 膨大 會(huì)使樹木上舉 解凍時(shí) 土壤下陷 樹木留在原處 根系裸露地面 嚴(yán)重時(shí)倒伏死亡 像被拔出來(lái)似的 一般小樹比大樹受害嚴(yán)重 6 生理干旱生理干旱又稱凍旱 土壤結(jié)冰時(shí) 樹木根系吸不到水分 或土溫過(guò)低根系活動(dòng)微弱 吸水很少而地上部分不斷蒸騰失水 就會(huì)引起枝條甚至整棵樹木干枯死亡 多發(fā)生于土壤未解凍前的早春 5 凍裂凍裂是指白天太陽(yáng)光直接照射到樹干 入夜氣溫迅速下降 由于木材導(dǎo)熱慢 樹干兩側(cè)溫度不一致 熱脹冷縮產(chǎn)生弦向拉力 使樹皮縱向開裂而造成的傷害 多發(fā)生在晝夜溫差較大的地方 二 高溫危害 1 皮燒樹木受強(qiáng)烈的太陽(yáng)輻射 溫度升高特別是溫度的快速變化而引起的形成層和樹皮組織的局部死亡 多發(fā)生在冬季 朝南或南坡地域以及有強(qiáng)烈太陽(yáng)光反射的城市街道 可以通過(guò)對(duì)樹干涂白反射掉大部分的熱輻射而減輕危害 高溫減弱植物光合作用 增強(qiáng)呼吸作用 破壞植物的水分平衡 導(dǎo)致蛋白質(zhì)凝固和有害次生代謝物的積累 高溫嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接灼傷植物葉片 芽 樹皮 使植物枯黃受害 2 根莖灼傷當(dāng)土壤表面溫度增高到一定程度時(shí) 灼傷幼苗柔弱的莖而造成傷害 特別是病原體易侵入 引發(fā)病害 多發(fā)生在苗圃 可通過(guò)遮陰或噴水降溫以減輕危害 極端溫度對(duì)植物的影響一方面取決于極端最高 最低溫度及持續(xù)時(shí)間 溫度變化的幅度和速度 降溫越快 低溫持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng) 植物受害越嚴(yán)重 另一方面取決于植物本身的抵抗能力 四 溫度與植物分布 積溫是指植物整個(gè)省長(zhǎng)發(fā)育期或某一發(fā)育階段內(nèi) 高于一定溫度以上的晝夜溫度總和 每種植物都有其生長(zhǎng)的下限溫度 當(dāng)溫度高于下限溫度時(shí) 它才能生長(zhǎng)發(fā)育 這個(gè)對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育起有效作用的高出的溫度值 稱作有效溫度 植物在某個(gè)或整個(gè)生育期內(nèi)的有效溫度總和 稱作有效積溫 第三節(jié)園林植物對(duì)溫度的適應(yīng) 一 園林植物對(duì)極端溫度的適應(yīng) 1 對(duì)低溫的適應(yīng)長(zhǎng)期生活在低溫環(huán)境中的植物通過(guò)自然選擇 在生理 形態(tài)方面表現(xiàn)出適應(yīng)特征 在形態(tài)方面 極低和高山植物的芽和葉片常受到油脂類物質(zhì)的保護(hù) 芽具有鱗片 植物體表面生有蠟粉和密毛 植物矮小并常呈匍匐狀 墊狀或蓮座狀 這種形態(tài)有利于保持較高的溫度 減少嚴(yán)寒的影響 在生理方面 通過(guò)減少細(xì)胞中的水分 增加細(xì)胞中的糖類 脂肪和色素類物質(zhì)來(lái)降低植物的冰點(diǎn) 增強(qiáng)抗寒能力 此外 極低和高山植物在可見(jiàn)光譜中的吸收帶較寬 能吸收更多的紅外線 2 對(duì)高溫的適應(yīng) 在形態(tài)方面 植物生有密茸毛和鱗片 能阻擋一部分陽(yáng)光 植物體呈白色 銀白色 葉片革質(zhì)發(fā)亮 能反射一部分陽(yáng)光 有些植物葉片角度發(fā)生變化或在高溫條件下葉片折疊 減少對(duì)陽(yáng)光的接受面積 一些樹木的樹干和根莖有厚的木栓層 具有絕熱和保護(hù)作用 在生理方面 主要是降低細(xì)胞含水量 增加糖和鹽的濃度 以減緩代謝速度和增加原生質(zhì)的抗凝結(jié)力 其次是通過(guò)旺盛的蒸騰作用消耗熱量以避免植物體因過(guò)熱受害 二 晝夜變溫與溫周期現(xiàn)象 植物對(duì)溫度晝夜變節(jié)律的反應(yīng)稱為溫周期現(xiàn)象 如有些種子在晝夜溫差較大的條件下才能萌發(fā) 在一定溫度范圍內(nèi) 晝夜溫差較大更有利于植物的生長(zhǎng)和產(chǎn)品質(zhì)量的提高 溫周期對(duì)植物生長(zhǎng)的有利作用 是由于生長(zhǎng)期中白天很少出現(xiàn)極端的 不利于林木生長(zhǎng)的溫度 白天適當(dāng)高溫有利于光合作用 夜間適當(dāng)?shù)蜏販p弱呼吸作用 使光合產(chǎn)物消耗減少 凈積累相應(yīng)增多 三 季節(jié)變溫與物候現(xiàn)象 地球表面的大部分地區(qū)都有季節(jié)變化 在中緯度低海拔地區(qū)變化最為明顯 植物長(zhǎng)期適應(yīng)于一年中氣候條件 主要是溫度條件 的季節(jié)性變化 形成與此相適應(yīng)的發(fā)育節(jié)律 稱為物候現(xiàn)象 如大多數(shù)植物在春季開始發(fā)芽生長(zhǎng) 繼之出現(xiàn)花蕾 夏秋季溫度較高時(shí)開花 結(jié)實(shí)和果實(shí)成熟 秋末低溫條件下落葉 進(jìn)入休眠 植物的器官 如芽 葉 花 果 受當(dāng)?shù)貧夂虻挠绊?從形態(tài)上所顯示的各種變化稱為物候期或物候相 一般樹木的物候觀察記載包括下列項(xiàng)目 萌動(dòng)前 休眠中 的狀態(tài) 芽的膨脹 萌發(fā) 最盛和完結(jié)時(shí)期 展葉開始和最盛時(shí)期 花芽出現(xiàn) 膨大 開花 盛花及終花日期 傳粉時(shí)間 側(cè)枝和頂枝的延長(zhǎng)生長(zhǎng) 形成層的開始活動(dòng)和終止日期 果實(shí)增大過(guò)程 果實(shí)膨大 始熟 正熟 過(guò)熟日期 果實(shí)或種子脫落日期 始落 盛落 終落 樹葉變色 落葉日期 始落 盛落 終落 冬芽的形成過(guò)程 在冬眠期中 冬芽 對(duì)低溫的反應(yīng) 如凍害 第四節(jié)園林植物對(duì)氣溫的調(diào)節(jié)作用 一 植物的熱量平衡 植物通過(guò)一系列調(diào)節(jié)機(jī)制以及其他適應(yīng)性能的交互作用 植物和環(huán)境之間保持著一定的熱量平衡 從而使植物體保持適當(dāng)?shù)臏囟?當(dāng)氣溫低時(shí) 可使葉溫高于氣溫 當(dāng)氣溫高時(shí) 可是葉溫低于氣溫 二 園林植物的降溫作用 阻擋太陽(yáng)的熱輻射 通過(guò)蒸騰作用消耗大量熱量 大面積的園林綠地還可以形成局部微風(fēng)