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园林植物环境

第二章园林植物与气象要素

本章导读本章主要介绍园林植物生长的光、温度、水分等气象环境因素,以及气象灾害对园林植物的影响,说明气象因素变化规律及与园林植物生长的关系,使读者在园林绿化工作中能更好地利用气象要素,提高气象资源综合利用率。2园林植物与气象要素2.1园林植物与光2.1.1园林植物的光合作用1)光合作用绿色植物吸收太阳能,同化CO2和H2O,制造有机物并释放氧的过程,称为光合作用。光合作用合成的有机物主要是碳水化合物,光合作用将光能转化为化学能,贮存在有机物中。光合作用的其方程式可表示为:2)光合作用的意义光合作用是地球上一切生命存在、繁荣和发展的基础,对整个生物界和人类的生存与发展,以及保护自然界的生态平衡具有重要意义。(1)把无机物变成有机物

地球上几乎所有的有机物质都直接或间接地来源于光合作用。据估计,地球上每年的光合作用约固定1.55×1014kg碳,合成5×1014kg有机物质。这些有机物不仅用以满足植物本身生长发育的需要,同时也为人类和其他动物提供了食物来源,也是某些工业的原料。(2)把日光能转化为化学能

植物在同化无机物质的同时,把太阳能转化成化学能,贮藏在所形成的有机物质中,据估算,植物每年所蓄积的太阳能为7.1×1013kJ,约为全人类所需能量的10倍。有机物质所贮藏的化学能,除了供植物本身和全部异养生物之用外,更重要的是可供给人类活动的能量来源。目前,工农业生产和日常生活所需要的主要能源,如煤炭、天然气、木材等,也都是古代和现代的植物通过光合作用贮存的能量。(3)净化空气

维持大气中O2和CO2的平衡地球上一切生物的呼吸作用以及各种燃烧过程每秒钟要消耗10×106kgO2,并释放出大量的CO2。而绿色植物不断地进行光合作用,吸收二氧化碳并放出O2,使得大气中的CO2和O2基本保持稳定。同时,大气中的部分O2还可以转化为臭氧(O3),在大气上层形成一个臭氧层,吸附太阳光线中对生物有强烈破坏作用的紫外线,使生物在陆地上能够活动和繁殖。2.1.2园林植物的光环境

太阳能是一切生命活动赖以维持的能源。太阳以辐射的形式将太阳能传递到地球表面,给地球带来光和热,并使地球上产生四季和昼夜。光是园林植物所必需的生存条件之一。光对园林植物的影响有两个方面:一是园林植物生殖器官的分化与形成需要一定长度日照条件的诱导;

二是植物光合作用的正常进行必需适当的光照强度和日照时间。不同的光环境下生长发育着不同种类的植物,而不同种类的植物对光环境的要求也不相同。园林植物只有在适宜的光环境下,才能良好地生长发育。生产中只有根据园林植物的生态特性,选择适宜的环境栽植,才能达到良好的园林绿化效果。1)光对园林植物的生态作用(1)光谱成分的生态作用

太阳辐射光谱按其波长可分为紫外线光谱区(波长小于0.38μm)、可见光光谱区(波长为0.38~0.76μm)和红外线光谱区(波长大于0.76μm)。太阳辐射的光谱成分是变化的。光谱成分随空间变化的规律是:短波光随纬度的增加而减少,随海拔高度的增大而增加。随时间变化的规律是:冬季长波光增多,夏季短波光增多;一天之内中午短波光较多,早晚长波光较多。

不同波长的光具有不同的性质,对园林植物的生长发育具有不同的作用。植物叶片对光的吸收是有选择性的,只吸收生理辐射(能被叶绿素吸收的各种波长的太阳辐射)部分。在太阳辐射中,可见光具有最大的生态学意义,它既有热效应,又有光效应,植物利用它进行光合作用并将其转化为化学能,形成有机物质。在可见光中红橙光(波长为0.61~0.72um)和作用活性最大,其次为蓝紫光。植物对绿光(波长为0.51~0.61μm)吸收量最少。(2)光照度的生态作用

光照度是指植物体被可见光照明的强度,单位为米烛光,也称勒克斯(lux)。光照度对植物生长有着重要的作用,主要体现在光合作用强度与光照度之间的密切关系上。在一定范围内,植物的光合作用随着光照度的增强而增强。植物获得净生产量的必要条件是接受一定量的光照。在一定量的光照度以上,植物生产的有机物大于植物自身的呼吸消耗。

光照能促使植物组织的分化,制约着各器官的生长速度和发育比例。强光对植物胚轴的延伸有抑制作用;而在光照充足的情况下则会促进组织的分化和木质部的发育,使苗木幼茎粗壮低矮,节间较短,同时还能促进苗木根系的生长,形成较大的根茎比率。利用强光对植物茎生长的抑制作用,可培育出矮化的、更具观赏价值的园林植物个体。

园林植物(特别是园林树木)由于各方向所受的光照度不同,会使树冠向强光方向生长茂盛,向弱光方向生长不良,形成明显的偏冠现象。光照度对植物的发育也有一定的影响。植物体内的营养积累、花芽的分化和形成与光照度密切相关。光照减少,花芽则随之而减少,营养物质积累也减少,已经形成的花芽,也会由于体内养分供应不足而发育不良或早期死亡。因此,只有保持充足的光照条件,才能保证植物的花芽分化及开花结果。光照度还影响植物开花的颜色。强光的照射有利于植物花青素的形成,使植物花色艳丽。光照的强弱对植物花蕾的开放时间也有很大影响。如半支莲、酢浆草在中午强光下开花,月见草、紫茉莉、晚香玉在傍晚开花,昙花在晚21:00之后的黑暗中开放,牵牛花、大花亚麻则盛开在早晨。

(3)日照长度的生态作用

日照长度(即昼长)是指在不计天气状况,仅考虑大气折射,从日出到日落太阳的可能光照时效,又称为可照时数或可照时间。某一地点实际受太阳照射的时间(称为实照时数)总是短于可照时数。表2.1可照时数简表(各月15日值)单位:小时·分月份纬度00100200300400500600650700112.0811.3611.0410.259.398.336.425.010212.0711.4011.3011.0910.4110.069.108.287.22312.0712.0412.0011.5811.5311.4911.4211.4111.34412.0612.2212.3612.5513.1513.4514.3115.1116.08512.0712.3513.0513.4114.2315.2317.0618.4423.00612.0712.4313.2014.0415.0016.2018.4921.4224.00712.0812.4013.1413.5414.4515.5818.0620.2324.00812.0712.2712.4913.1413.4714.3215.4316.4518.20912.0612.1112.1412.1412.3012.4012.5713.1213.301012.0711.5511.4111.2711.1210.4910.159.509.121112.0711.4111.1210.3910.009.057.366.193.581212.0711.3310.5710.159.228.085.563.500

在不同地区,日照长度随季节的更替而产生周期性的变化,这种周期性变化称为光周期。光周期不仅对植物的开花有影响,而且对植物的营养生长和休眠也有明显的作用。一般来说,延长日照能使植物的节间增长,生长期延长,缩短日照则生长减缓,促进芽的休眠。当然,植物的光周期现象还受环境、温度和水分等外界因子的影响。利用植物对光周期的不同反应,在园林花卉中常通过人工控制光照时数来调整其开花时间。2)园林植物对光的生态适应长期在一定的光照条件下生长的园林植物,在其生理特性及形态结构上表现出一定的遗传适应性,进而就形成了与不同光照条件相适应的生态类型。(1)园林植物对光照度的适应

园林植物对光照的需求和适应是有差异的,有些植物只能在较强的光照条件下才能正常生长发育,而有些植物则能适应比较弱的光照条件,在蔽荫条件下生长。

不同植物对光照度的适应能力不同,特别是对弱光的适应能力有显著的差异。根据植物对光的适应程度差异(即对光照强度的要求),园林植物就分为喜光植物、阴生植物和耐阴植物3类。

园林植物对光的适应性,除了内在的遗传性外,还受其他因素的影响,特别是多年生植物,它随着年龄和环境条件(气候条件和土壤条件)的变化而变化。植物在幼年阶段,特别是1~2年生的小苗是比较能耐阴的,随着年龄增加而耐阴程度减小;同一种植物,生长在分布区内的北方边界比生长在南方边界需要更多的光照以弥补温度的不足;一种植物生长的最小需光量也随海拔的升高而增高,但达到一定高度后,因直射光较强,反而需光量有逐渐减小的趋势,土壤肥力对光照也有一定的补偿作用。在肥沃的土壤上,植物生长旺盛,耐阴能力较大;反之,植物则需要较多的光照,耐阴能力较小。由于植物的耐阴性不是固定不变的,所以对同一种植物的耐阴性,不同的人时常有不同的看法,这在很大程度上是因为观察的对象在年龄和立地条件方面可能有很大的差别。为了适应不同的光照环境,植物的叶有阳生叶与阴生叶之分。在强光条件下发育的叶称为阳生叶,在弱光条件下发育的叫阴生叶。喜光植物多具有阳生叶,且叶片在排列上常常与直射光线形成一定的角度;而阴生植物多具有阴生叶,其叶柄或长或短,叶形或大或小。使叶镶嵌状排列在同一水平面上或叶与入射光线呈垂直形式排列。叶是光合作用的器官,对光有较强的适应性。由于叶长期处于不同光照的环境中.其形态结构上往往产生适应光的变异,这种变异称为叶的适光变态。喜光植物与阴生植物在形态结构、生理特征及其个体发育等个方面有着明显的区别(见表2.2)

表2.2喜光植物与阴生植物的主要区别

项目喜光植物阴生植物叶变态型以阳生叶为主多阴生时,少阳生叶叶色色淡为绿色或淡绿色色浓为暗绿色茎较粗壮,节间较短较细,节间较长单位面积叶绿素含量少多分枝较多较少茎内细胞体积小,细胞壁厚,含水量小体积大,细胞壁薄,含水量大木质部和机械组织发达不发达根系发达不发达耐荫能力弱强土壤条件对土壤条件适应性广要求比较湿润、肥沃的土壤耐干旱能力较耐干旱不耐干旱生长速度较快较慢生长发育成熟早,结实量大,寿命短成熟晚,结实量小,寿命长光补偿点高低光饱和点高低

植物对光照强度的生态适应性在园林植物的育苗及栽培中有着重要的意义。对阴生植物和耐荫性强的植物育苗要注意采用遮阳手段。在园林绿化建没中,要注意根据不同环境的光照条件,合理选择配置适当的植物,使植物与环境相互统一,形成层次分明、错落有致的绿化景现,以提高其绿化美化的效果。(2)园林植物对日照长度的适应

根据对光周期的不同反应,园林植物有长日照植物、短日照植物、中日照植物和日照中性植物4类。这是植物在进化过程中对日照长短的适应性表现,在很大程度上与原产地所处的纬度有关。一般原产热带、亚热带地区的植物多为短日照植物;原产温带、寒带地区的植物多为长日照植物。因此在引种过程中,特别是引种以观花为主的园林植物时,必须考虑它对日照长短的反应。2.1.3光环境的调控在园林绿化中的作用利用光对园林植物的生态效应及园林植物对光生态适应性的不同,适当调整光与园林植物的关系,可以提高园林植物的栽植质量和增强其观赏性,以达到良好的园林绿化效果。1)调整花期

每逢元旦、春节、五一及国庆等节假日,各大城市都要展出多种不时之花,集春、夏、秋、冬各花开放于一时,达到丰富和强化节日气氛的目的。园林工作者可根据植物开花对日照时数的要求不同,采取人为调整光照时间,控制园林花卉植物的花期来满足市场的需求。如菊花、一品红、蟹爪仙人掌等短日照植物,在秋、冬季节日照变短时才能陆续开花。要使这些花提前到国庆开花,就必须进行遮光处理。根据所确定的开花时间,每天只给8~9小时光照,在其他时间完全遮光处理。菊花经遮光处理后,20天即可现蕾,50~60天就可开花;一品红单瓣种在国庆前45~55天进行遮光处理,重瓣种则需在国庆前55~65天进行处理;蟹爪仙人掌在国庆前45天进行处理,都可达到在国庆开花的目的。在短日照季节,对长日照植物进行补充光照,也可促使其提前开花。唐菖蒲、晚香玉、瓜叶菊等长日照植物在秋、冬及早春的短日照条件下不开花;如在温室内用白炽灯或日光灯等人造光源对其进行每天3小时以上的补充光照,让每天的光照时间达到15小时左右,就可达到催花的预期效果。对短日照植物进行长日照处理,能阻止花芽形成,达到推迟花期的目的。如秋菊的正常花期为10月下旬到11月,要使它在1月至2月开花,可选用晚花品种同时采用人工增加照明的办法,傍晚起在距植株顶梢lm以上处使用100w的灯泡照明6小时,使全天光照时间达到14~16小时,处理80天左右即可达到预期目的。

光暗颠倒可改变植物的开花习性。如昙花,本应在夜间开花,从绽蕾到怒放以致凋谢一般只有3~4小时。若在花蕾形成后,白天进行遮光,夜间则用日光灯进行人工照明,经过4~6天处理,昙花就可在上午8:00~10:00开花,至17:00左右凋谢。2)改变休眠与促进生长

日照长度对温带植物的秋季落叶和冬季休眠等特性有一定影响。长日照有利于植物萌动生长,短日照则有利于植物秋季落叶休眠。因此,控制光照时间可以促进植物萌动或调整休眠。如夜间路灯、霓虹灯等灯光照射延长了光照时间,使城市里的园林树木在春天萌动早、展叶早;在秋天落叶晚、休眠晚,即树木生长期有明显的延长。

在园林植物育苗过程中,调节光照条件,可提高苗木的产量和质量。在高温、干旱地区,应对苗木适当遮阳;气候温暖、雨量多的地区,对一些植物,尤其是喜光植物进行全光育苗,能促进其生长。有条件的地方,则通过人工延长光照时间,促进苗木生长,可取得明显的效果。3)引种驯化

在园林植物引种工作中,了解植物光周期的生态类型十分必要。引种时要考虑引种地和原产地日照长度的季节变化,以及该种植物对日照长度的敏感性和反应特性以及对温度等其他环境因子的要求。一般短日照植物由北方向南方引种时,因南方生长季内的光照时间比北方短,气温比北方高,往往出现生长期缩短,发育提前的现象;

短日照植物由南方向北方引种时,由于北方生长季节的日照时数比南方长,气温则比南方低,往往出现营养生长期延长,发育推迟的现象。长日照植物由北方向南方引种时,发育延迟,甚至不能开花,若要使其正常发育,必须满足其对长日照的要求,补充日照时间,才能使之开花结实。长日照植物由南方向北方引种时,则发育提前。4)栽植配置

掌握园林植物的生态类型,在园林植物的栽植与配置中非常重要。只有了解植物是喜光性还是耐荫性种类,才能根据环境的光照特点进行合理种植,做到植物与环境的和谐统一。如在较窄的东西走向的楼群之间,其道路两侧的树木配置不能一味追求对称,南侧树木应选择耐荫种类,北侧树木应选择喜光树种。否则会造成一侧树木生长不良。2.2园林植物与温度

温度是植物生活所必须的重要环境因子,植物的各种生理活动都是在一定温度范围内进行的。园林植物的环境温度主要包括空气温度和土壤温度。空气温度即是空气的冷热程度,简称气温。土壤温度即是植物周围的土壤温度,它是植物的重要生活因子之一,直接影响种子的发芽和根系生长。要搞好园林生产,必须了解和考虑空气和土壤的热状况。2.2.1温度对园林植物的生态作用

温度的变化直接影响植物的生命活动和生理代谢,从而影响植物的生长发育。1)植物的感温性

植物适应环境温度规律性变化所形成的特性,称为植物的感温性。不同种类的植物生长所需的温度范围也很不相同。大部分温带植物在5℃或10℃以下不会有明显的生长,最适温度通常在25~35℃,最高温度35~40℃。大多数热带和亚热带植物的生长温度范围要更高一些(见图2-1)。

植物正常生长还需要日温较高和夜温较低的周期性变化。这是由于较高温有利于植物光合作用的进行,较低温有利于降低呼吸消耗,因而在光线充足的情况下,温差大有利于提高产量。在温室栽培中,应注意夜间降温的有利作用。

温度对园林植物生长发育的影响极大,植物的耐寒性与植物种类、品种有关。在设计与施工过程中宜选择半耐寒性植物为主,在条件许可的情况下适当引进不耐寒植物。不耐寒植物易受冻害、寒害或霜害等,因此在实施过程中应配置在建筑物的南面,作为上木或采取保温措施。而一些耐寒植物易受高温引起日灼,因此配置方法与不耐寒植物相反。2)植物对温度的适应

植物对温度条件的要求,是植物在系统发育过程中对温度条件长期适应的结果。按照植物对温度的要求程度,植物可分为3类:(1)耐寒植物有较强的耐寒性,对热量不苛求。如牡丹、芍药、梅花、蜡梅、落叶松、红松、白桦、山杨等。(2)不耐寒植物要求生长季有较多的热量,耐寒性较差。如柑橘、热带兰科植物、榕树、樟树等许多热带、南亚热带起源的植物。(3)半耐寒植物对热量要求和耐寒性介于两者之间,可在比较大的温度范围内生长。如松、桑、杨、杜鹃花等。3)节律性变温的生态作用

地球上的大部分地区,温度都有昼夜变化和季节变化。这种温度随昼夜和季节而发生有规律性的变化,称为节律性变温。节律性变温对植物的生长发育有很大影响。(1)昼夜变温与温周期现象植物对昼夜温度变化节律的反应,称为温周期现象。它主要影响植物的种子发芽、生长、产品质量等方面。①变温与种子发芽对于某些发芽比较困难的种子,如果给予昼夜较大温差的变温处理后,可以大大提高种子的发芽率。如百部的种子在恒温条件下,浸种14~30天,只有个别种子发芽;而同样是浸种14~30天,在变温19~22℃的条件下,发芽率则为68.5%。②变温与植物生长昼夜变温对植物生长有明显的促进作用。如在昼夜温差12~20℃培育火炬松幼苗,火炬松幼苗生长较好。恒温时生长较差。③变温与开花结实一般白天温度在植物光合作用最适范围内,夜间温度在呼吸作用较弱的限度内,这样的变温越大,光合作用净积累的有机物就会越多,对花芽的形成就越有利,开花也就越多。如金鱼草成花的最适日温是14~16℃,夜温是7~9℃。温差大,也有利于植物的结实,且质量好。④变温与植物产品品质昼夜温差大,有利于提高植物产品的品质。如吐鲁番盆地在葡萄成熟季节,气温高,光照强,昼夜温差常在10℃以上,所以葡萄果实含糖量高达22%以上;而烟台地区受海洋气候影响,昼夜温差小,葡萄果实含糖量在18%左右。(2)四季变温与物候

春、夏、秋、冬,一年四季周而复始。植物适应一年四季温度的变化,形成与之相适应的发育节律,称为物候。例如大多数植物都是春季开始发芽、展叶、生长,夏季开花结果、秋季果实成熟,秋末落叶以休眠状态度过冬季。植物在不同季节里出现发芽、生长、现蕾、开花、结果、果实成熟、落叶休眠等生长发育阶段,称为物候期或物候阶段。植物的物候期与温度密切相关,每一物候期都需要—定的温度指标。

例如小兴安岭天然林内红松的主要物候期如下:—般在4月中旬至下旬,平均气温上升到4.5℃以上,树液开始流动;5月中旬平均气温上升至10.7℃,芽开始膨胀;新枝从5月中旬开始生长,6月上旬至中旬平均气温14~17℃,开始迅速生长;在6月上旬,平均气温为14.8℃花芽显露;6月下旬平均气温18℃开始授粉;9月上旬平均气温14.4℃球果开始成熟。

由于温度随经纬度和海拔而发生变化,所以物候也随之而发生变化。在我国,从广东沿海湛江到北纬26°的福州一带,南北相距5个纬度,桃树开花相差50天,就是相差一个纬度,物候期平均相差10天。洛阳与盐城纬度相当,经度相差8°,初春洛阳迎春花期比盐城早22天,平均每一个经度由西向东物候期延迟1天。物候的差异因地而异,不能机械地套用某种固定公式。城区的温度高,各物候期都与郊区有所区别。4)非节律性变温对植物的生态作用

温度除了节律性变化之外,还经常发生非节律性变温,包括温度的突然降低和突然升高。这种突然出现的极端温度对植物影响非常大。(1)低温对植物的作用

我国在在11月至次年4月经常有寒潮出现,由于大规模冷空气南下,使温度急剧下降,给所经过地区的植物带来严重的伤害,甚至死亡。按植物受害时的温度,一般把低温危害分为冻害和寒害两类。

冻害(霜冻)是指在生长期中,气温降到0℃以下时,造成植物细胞间隙结冰,如果气温回升快,细胞来不及吸水,使植株脱水而死亡的低温天气。寒害是指气温虽然在0℃以上,但低于植物当时生长发育阶段所能忍受的最低温度,引起生理活动障碍,出现嫩枝和叶片萎蔫的低温天气。例如原产于热带和亚热带的喜温花卉,所忍受的最低温度是12℃。当气温降到3~5℃时,就会造成嫩枝和叶片萎蔫。

植物的受害程度除了和最低温度值有关外,还和降温速度、低温持续时间和温度回升速度等有关。一般来说,降温越快、低温持续时间越长、降温后温度回升越快,植物受害就越重。同一种植物的不同发育阶段,抗低温能力不同,即休眠期最强,营养生长期居中,生殖阶段最弱。

植物对低温的适应表现在形态和生理两方面。在形态上,植物的芽和叶片表面有油脂类物质保护、芽上覆有鳞片、器官表面有蜡粉和密毛、树皮具有较发达的木栓组织等,在林地和高山上的植物常矮小,呈匍匐、垫状或莲座状。在生理上,主要是细胞中水分减少,细胞质含量增加,并积累糖类,以提高渗透压:糖类、脂肪和色素物质的增加,降低了细胞质的冰点。植物在低温季节来临时转入休眠,也是一种极有利的适应形式。(2)高温对植物的作用

温度达到植物最适温度范围后,如果再继续上升,对植物可造成危害。首先,高温对植物的危害是破坏代谢平衡,使呼吸作用强烈而持久,造成植物因“饥饿”而死亡。其次,高温还能促进蒸腾作用,破坏水分平衡,使植物萎蔫或干枯。再次,高温还能使叶片过早衰老,减少有效叶面积。另外,过高的温度还能促使蛋白质凝固(50℃左右)和导致有毒代谢产物的积累,从而使植物中毒。

植物对高温从形态方面表现出其适应特性。例如,有些植物体具有密生的茸毛和鳞片,能滤过一部分阳光;白色或银白色的植物体和发亮的叶片能反射大部分光线,使植物体温不会增加得太快;有些植物的叶片垂直排列,以叶缘向光从而减少光照;有些树木的树干、根状茎附近具有很厚的木栓层,可以隔绝高温。2.2.2温度环境的调控在园林绿化中的应用

当环境温度不利于植物生长时,可以通过人为措施,调节和控制温度的变化,进而促进和调节植物生长发育。1)温室栽培

原产于热带、亚热带及暖温带的植物,例如仙客来、君子兰、扶桑、巴西木等,在我国北方地区不能越冬。为保证它们安全过冬,必须移入温室养护。根据不同种植物在越冬时温室温度的要求,植物分为4类:①冬季在1~5℃的室内可过冬的冷室植物,如棕竹、蒲葵等;②最低温度在5~8℃可过冬的低温温室植物,如瓜叶菊、樱草、海棠、紫罗兰等;③最低温度在8~15℃才能过冬的中温温室植物,如仙客来、香石竹、天竺葵等;④最低温度要求≥15℃才能过冬的高温温室植物,如气生兰、变叶木、鸡蛋花、王莲等。此外,露地栽培的花卉植物在冬季利用温室进行促成栽培,可以促进开花并延长花期,也可在温室内进行春种花卉植物的提前播种育苗。2)荫棚栽培在园林花木播种育苗中,耐阴性强的植物种子萌发后,刚出土的幼苗对剧烈变化的温度以及强光照不适应,需搭荫棚进行遮阳处理。仙客来、球根海棠、倒挂金钟在夏季生长不好,原因就是夏季温度太高。不能忍受强光照射的杜鹃、兰花等花卉植物,需置于荫棚下培育。夏季扦插及播种等,也需在荫棚下进行。一些在露地栽培的切花,如果有荫棚保护,也可获得比露地栽培更为良好的效果。3)低温贮藏

园林生产中,低温贮藏主要用于种子贮藏、苗木贮藏和接穗贮藏。如把美人蕉、大丽花、百合、银杏等种子和湿河沙混合堆放在一起,温度保持在1~10℃,既可使种子在贮藏期间不萌发且保持活力,又可提高播种后的发芽率。

北方地区秋天苗木挖起储藏时,可在排水良好的地段挖窖,然后在窖内放一层苗木,铺一层湿沙,最上面覆盖塑膜、草帘等材料,窖温保持在3℃左右,这样既可以使苗木不萌动,又可以保持苗木的生命活力。北方地区秋季采下接穗后,打成捆放入-5~0℃的低温窖中,可使接穗生活力保持8个月左右,确保嫁接成功。4)花期调整

植物的花期也受温度影响。因为温度与植物的休眠密切相关。可以通过对温度的调控打破或促进休眠,让植物的花期提前或延迟。一些春季开花的迎春、梅花、杜鹃、牡丹等木本花卉植物,如果在温室中进行促成栽培,便可提前开花;利用加温方法催花,首先要预定花期,然后再根据花卉植物本身的习性来确定提前加温的时间。将室温增加到20~25℃、湿度增加到80%以上的环境下,牡丹经30~35天可以开花,杜鹃需40~45天开花,龙须海棠仅10~15天就能开花。

需在适当低温条件下开花的桂花等植物,当温度升至17℃以上时,可以抑制花芽的膨大,使花期推迟。为了使春季开花的碧桃、杜鹃花等植物花期推迟,可在春季植株萌发前,将植株移到l~3℃低温下,使其继续休眠,在需要开花前1个月左右才移到温暖处,加强管理便可在短期内开花。5)防寒越冬

冬季的严寒会给树木带来一定的危害。因此,入冬前要做好预防工作。北方的严寒对树木的危害主要有树干冻裂、根颈和根系冻伤等。北方的冬季,树干南面尤其是西南面,白天太阳直接照射,吸收热量多,树干温度高,夜间降温迅速,树干外部冷却收缩快,由于木材导热慢,树干内部仍保持较高温度,收缩小,导致树干纵向开裂,这种现象称为树干冻裂,俗称“破肚子”。

通常幼树发生多,老树少;阔叶树发生多,针叶树少。一般用石灰水加盐或加石硫合剂对树干进行涂白,降低树干昼夜温差,可减少树干冻裂。在树干组织中,根颈生长停止最迟,进入休眠最晚,因此地表突然降温常引起根颈局部受冻,使树皮与形成层变褐、腐烂或脱落。由于根系没有休眠期,在北方冻土较深的地区,每年表层根系都要冻死一些,有些可能大部分冻死。

预防的方法是:①封冻前浇一次透水,称为灌冻水。②在根颈处堆松土40—50cm厚,并拍实。③可以用稻草或草绳包住树干,防止树干冻伤。④对地下部分易冻死的灌木,入冬前在灌木一侧挖沟,将树冠拢起,推入沟内,全株覆盖一层细土,轻轻拍紧,以保护灌木越冬。6)降温防暑

夏季的过高温度也会给一些植物带来危害,尤其是城市里的园林植物受到城市“热岛效应”的影响,受害更为严重。高温危害主要有皮伤和根颈灼伤。树木受到强烈的太阳辐射,温度增高而引起枝干形成层和韧皮组织的局部坏死,这种现象称为皮伤。皮伤多发生在树皮光滑树种的成年树上,例如桃树、云杉等,受害树木的树皮呈现斑点状死亡或片状剥落,给病菌的侵入创造了条件。

预防的方法有:①加强浇灌,保证树木对水分需求。②修剪时多保留阳面枝条,可以减少太阳辐射。③采用涂白的方法减少热量吸收。当土壤表面温度增高到一定程度时,灼伤幼苗柔弱的根颈,给苗木造成危害,这种现象称为根颈灼伤,表现在根茎处形成一个宽几毫米的环状组织坏死带。采取早晚喷灌浇水、地表覆草、局部遮阳等措施可以防止或减轻危害。2.3园林植物与水分

植物的水环境包括空气湿度和土壤含水量。空气湿度是指大气的干湿程度,,它与空气中水汽含量的多少有关系,常用空气的相对湿度来表示。空气中实际水汽压与同温度下饱和水汽压的百分比称为相对湿度(r)。2.3.1水分在植物生活中的作用

水是组成植物体的基本物质之一,是植物赖以生存和生长发育必不可少的生存条件。植物体一切新陈代谢作用都要有水的参与才能进行。1)水是原生质的重要成分

植物生活细胞原生质含水量一般在70%--90%左右。植物细胞必需在水分充足状态下才能成功地进行细胞分裂、细胞伸长和物质代谢等生理活动。当含水量减少时,代谢活动减弱。严重缺水时,将导致原生质结构破坏,植物趋于死亡。2)水是某些代谢过程的原料

水是光合作用的原料,参与碳水化合物的合成。水解反应和呼吸等过程中的许多反应,也需要水分子直接参加。3)水是植物体内代谢过程的介质

外界环境中的无机物和有机物都只能先溶解在水中,才能被植物吸收。植物体内许多生物化学反应都是在水介质中进行的。植物体内的矿质元素和有机物也都是溶解在水中运往各个部分。正是这种体内的液流活动,协调着体内各部分的供求,从而把植物各个部分联系起来,成为一个整体。4)水能使植物保持固有姿态

充足的水分能使细胞和组织保持膨胀状态,使枝叶挺立,便于充分接受阳光和交换气体,进行正常的生理活动。5)水的理化性质有利于植物生命活动

水有很高的比热和汽化热,又有较高的导热性,这些都有利于植物散发热量,保持体温。水能让紫外线和可见光透过,对植物光合作用很重要。

水对植物的重要性除了上述生理作用外,还有重要的生态作用。水分能够改善土壤和地表面空气的湿度,在植物栽培实践中,可利用灌水保温防寒,利用喷水防止霜冻。因此,水与植物的关系包括生理需水和生态需水两个方面。2.3.2园林植物对水分的要求和适应

植物在长期的进化过程中,与其生态环境中的水分状况产生了一定的适应关系。水分的过多或过少,对园林植物的生长发育过程都会产生一定的影响,严重时会使园林植物致死。1)植物体的水分平衡

在根吸收水和叶蒸腾水之间保持适当的平衡是植物正常生活所必需的。要使植物维持良好的水分平衡,必须使吸水、输导和蒸腾三方面的比例适当。

植物体的水分经常处于动态平衡状态,这种动态平衡关系是由植物的水分调节机制(植物的适应性)和环境中各生态因子间相互调节与制约的结果。影响植物体水分平衡的主要因子是土壤、湿度、温度、光照、风力等。在水分不足的地方或季节,植物易受到干旱的威胁。

由于土壤水分长时间供应不足,加之植物蒸腾继续消耗大量的水分,致使水分平衡的破坏超出植物体自身的调节范围而不能恢复,造成萎蔫甚至枯死。但若长时间水分过多,如连续降雨或低洼湿涝,也会使植物体内的水分平衡遭到破坏。2)植物对水分的需要

植物对水分的需要是指植物在正常生长过程中所吸收或消耗的水分。正常情况下,植物从环境中吸收的水分约有99%用于植物的蒸腾作用,只有很少一部分(一般不超过1%)水分用于植物的光合作用。植物的种类、个体的大小、年龄等不同,其需水量也不相同,通常木本植物的需水量大于草本植物。据测定,一株橡树一天消耗的水分可达570kg。

植物的需水量还与温度有一定的关系。一般来说,在低温地区和低温季节,植物的需水量小,生长缓慢;在高温地区和高温季节,植物的需水量大,生产量也大,在这种情况下必须供应充足的水分才能满足植物的需求。植物的需水量还与光照度、大气湿度、土壤含水量等其他生态因子有直接关系,植物的不同发育阶段需水量也不相同。

植物的需水量常用蒸腾量和蒸腾系数来表示。蒸腾量以每克叶片每天蒸腾的水分含量(g)来表示;蒸腾系数以植物产生1g干物质所消耗水分的总量(g)来表示。不同植物对水分的需求不同,现列出一些植物的蒸腾系数供参考(表2-2)表2.3几种植物的蒸腾系数植物种类蒸腾系数植物种类蒸腾系数栎344花旗松173桦317水青冈169松300苏丹草304落叶松260狗尾草285云杉231紫目蓿8443)植物对水的适应

由于长期生活在不同的水环境中,植物会产生固有的生态适应特征。根据水环境的不同以及植物对水环境的适应情况,可以把植物分为水生植物和陆生植物两大类。在园林绿化建设中,要根据园林植物对水的适应情况,选择适宜的水环境进行配置和栽培,同时要加强管理,才能收到良好的绿化美化效果。2.3.3水环境调控在园林绿化中的应用水是植物体的重要组成部分,植物的各种生命活动都离不开水。不同植物的不同生长发育时期需水量不同,都有最高和最低两个基点,并有一个最适的范围。如果高于最高点,则可导致根系缺氧、窒息,甚至烂根死亡;如果低于最低点,则可导致植物萎蔫、枯萎死亡;如果接近两个基点则植物生长不良。因此,掌握园林植物的生态习性及其对水分需要的变化规律,合理调节水分,才能保证园林植物的正常生长。1)合理浇灌

浇灌是满足植物对水分的需要、维持植物体水分平衡的重要措施。在园林绿化管护中,浇灌是极为重要的手段。应根据植物的生态习性、生长发育阶段、天气、季节以及土壤等各方面因素来确定各种园林植物的浇水量。不同生态习性的植物需水量不同,例如:喜湿的蕨类、秋海棠、兰科植物、瓜叶菊等,要多浇水;耐旱的仙人掌等多浆液植物要少浇水。

植物的不同生长发育阶段需水量不同通常播种期需要多浇,出苗后少浇;随着植物的生长开花,浇水量逐渐增加;到结实期,又需要少浇水;休眠期更要少浇。例如,朱顶红种植后只要保持土壤的湿润,便会终止休眠,生出根来,一旦抽出花茎,蒸腾增加,就需少量灌水;当叶片大量生长后,就需水分充足。

在不同季节和天气情况下,植物的需水量不同,干燥的晴天应多浇;阴湿天少浇或不浇。冬季大部分植物处于休眠状态,一般不需浇灌。一些室内植物的浇水,要因室温而异,室内温度高时要多浇,温度低时应少浇;春季天气转暖,浇水量应较冬季为多;夏季天热,蒸发量大,浇水量要增加。

不同土壤上生长的植物,其浇水量也有所差别。一般盐碱土上的植物,要“明水大浇”;沙质土上的植物,因沙土保水力差,应小水勤浇;而较黏重保水力强的土壤的植物,灌水次数和灌水量应当减少。盆栽花卉的浇水原则是见湿见干。判定盆栽基质含水量的多少有敲击瓦盆、水分标尺、湿度传感装置等方法。浇灌方法因植物习性或条件而定,如滴灌、喷灌、喷雾等。2)调整花期

干旱的夏季,充分灌水有利于植物生长发育,促进开花。如干旱条件下,唐菖蒲抽穗期间充分灌水,可使花期提早一周左右。夏季的干旱高温常会迫使一些花木进入夏季休眠,或迫使一些植物加快花芽的分化,花蕾提早成熟。例如在夏季,对玉兰、梅花、丁香、紫荆等花木停止灌水,保持干旱,使之自然落叶,强迫其进入休眠状态,3~5日后再给予良好的水、肥条件,这些花木则能很快解除休眠而恢复生长,并能提早在国庆节期间开花。

如果在秋季落叶后,将春季开花的牡丹先经0~3℃的低温处理20天左右,移入20~25℃的温室,保持室内湿度60%~80%,可促其花芽萌动,根据需要可提前在冬季或早春开花。杜鹃等花木,采用控制温度和不断在枝干上喷雾喷水的方法,也能使其在冬季或春节前后开花。3)抗旱锻炼

园林植物本身具有一定的抗旱潜力。抗旱能力较强的植物,其叶面积较小,甚至能在干旱季节落叶,可表现出旱生植物的特性。许多中生性园林植物,在短期干旱的影响下,能表现出不同程度的抗旱特性。因此,可以在园林植物苗期逐渐减少土壤水分供给,使其经受一定时间的适度缺水锻炼,促使其根系生长,叶绿素含量增多,光合作用能力增强,干物质积累加快。经过锻炼的植物,即使在发育后期遇到干旱,其抗旱能力仍较强。4)灌水防寒

水的热容量大于干燥的土壤和空气的热容量。灌水后土壤含水量提高,有两方面的意义:一方面,土壤的导热能力提高,土壤深层的热容易上升,从而提高了表土和近地表空气的温度;另一方面,土壤的热容量提高,增强了土壤的保温能力。

在园林植物种子的萌芽阶段进行抗旱锻炼,往往效果更好。一般先浸种催芽,然后使萌动的种子风干2d后播种。浸种催芽有时还能使植物出现叶脉变密,表皮细胞及气孔变小,气孔增多,根系发达等旱生形态结构。

此外,灌水后土壤水蒸发进入大气,使近地层中的水汽含量增多,夜间降温时,水汽凝结成水滴,同时放出潜热,从而缓冲了温度下降的幅度。据测定,灌水后可使近地层增温2~3℃。因此,在园林花木栽培中,南方冬季寒冷时进行冬灌能减少或预防冻害;北方在深秋灌冻水,可以提高植物的抗寒能力,而早春灌水则有保温增温的效果。2.3.4提高水分利用率的途径1)水分利用率及有效利用率

植物蒸腾消耗单位重量的水分所制造的干物质重量,称为水分利用率或蒸腾效率,其倒数称蒸腾系数。水分利用率可用下式表示:

式中:水分利用率;单位土地面积上获得的干物质重量(kg);单位土地面积上植物消耗于蒸腾作用的总水量(kg)。显然,愈大,表示蒸散一定的水量获得的干物质愈多,用水愈经济,水分有效利用率愈高;反之,有效利用率低。我国干旱、半干旱、季节性干旱的地域辽阔,提高水分利用率是极为重要的。2)提高水分利用率的途径

我国是一个水资源较为贫乏的国家,节约用水,提高水分的有效利用率十分重要。在农林业生产上常用的提高水分利用率的措施有灌溉、种植方式、屏障、覆盖、染色、作物及品种配置等。灌溉以滴灌、喷灌、暗灌、沟灌都比漫灌节水,灌溉时间以水分临界期效益最高。在种植方式方面,认为在土壤水分充足时,适当密植与缩小行距水分利用率较高。

而在土壤缺水时,窄行距用水最经济,宽行距加大了乱流交换,耗水较多。至于行向,研究表明东西行向水分利用率最低,原因是偏西风机会多,植物体内风速加大,导致更多的水分损失。在大风情况下,防护林带、风障等可明显提高水分有效利用率。

再者用地膜、麦草等覆盖以及地表染色可明显抑制土壤水分蒸发,保持土壤水分,特别是山地果树等根部的覆膜、覆草等措施,对减少山地水土流失,保持土壤水分,增加水分利用率,提高果品的产量、品质有着极为重要的意义。此外,合理施肥、应用抗蒸腾化学剂、搞好水利基本建设等对提高水分有效利用率也非常重要。2.4园林植物与空气

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。在地球表面12km范围以内的空气层,其重量约占空气总重量的95%左右。在这一层,气温上冷下热,产生活跃的空气对流,因此称为对流层。风、云、雨、雾、雪、雷电等天气现象都在对流层中产生的。

园林植物正常的生命活动离不开空气,大气中的氧气和二氧化碳是动、植物维持生命活动所必需的。空气中的二氧化碳是园林植物进行光合作用、制造有机物质不可缺少的原料。近年来,由于大气中二氧化碳的浓度在不断地变化,对植物的生长和发育产生了重要的影响。2.4.1大气组成及其生态意义1)大气的成分

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)等组成的,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。

所以干洁大气是由多种气体混合而成的(见表2.3)。有些气体如CO2和O3虽然含量极微,但它们的存在和变化对气候以至地球上的生命会有很大影响,因而应引起重视;还有一些气体,如N的氧化物、CO、SO2、甲烷等含量极微小,但由于人类的活动,在局部地区浓度会较高,给人类造成了一定的危害。表2.4干洁空气的主要成分(对流层内)气体容积百分比/﹪质量百分比/﹪氮(N2)78.08475.52氧(O2)20.94823.15氩(Ar)0.9341.28二氧化碳(CO2)0.0330.052)水汽及其生态作用

大气中的水汽是由江、湖、河、海等水体的蒸发,植物的蒸腾及湿土的蒸发而来的。组成大气的各种气体成分中,以水汽含量的变化幅度为最大。在对流层中,水汽的含量随着高度的升高而迅速减少。水汽具有相变,即大气中存在的气态水汽、液态雾和固态冰晶之间可以相互转换。水汽的存在能够阻挡地面长波辐射向宇宙太空散逸,因而对地面有保暖作用;水汽的相变,不仅伴随着能量的吸收和释放,也是大气中云、雾、雨、雪,雷鸣电闪的基础,所以水汽是天气变化的重要角色。3)O2及其生态作用

大气中的O2主要来源于植物的光合作用,少量的O2则来源于大气层中的光解作用,即在紫外线照射下,大气中的水分子分解成O2和H2。植物在光合作用过程中吸收CO2释放O2,但植物自身的呼吸作用也会消耗少量的O2。大量的O2用于大气平衡和包括人类在内的其他所有生物的呼吸消耗。

大气中供植物呼吸的O2是足够的。但在土壤中,因土壤含水量过高或土壤结构不良等原因,往往会导致植物根系缺氧,严重时会引起植物中毒死亡。如城市街道旁的土壤往往过于板结,土壤O2供应不足,从而影响了行道树根系的生长。因此,改善土壤的结构和水分,保证土壤良好的通气性,才能使植物根呼吸正常。4)CO2及其生态作用

CO2来源于石油、煤炭等化石燃料的燃烧、动植物与土壤微生物的呼吸作用以及死亡生物的腐败和森林燃烧等。大气中的CO2含量有日变化和季节变化,一般来说白天比夜间、夏季比冬季浓度小。随着工业化进程的推进和世界人口的增长,全球大气中的CO2含量在逐年增长。

大气中的CO2是绿色植物进行光合作用不可缺少的原料。在正常光照条件下,光照度不变,随着CO2浓度增加,植物的光合作用强度也相应提高。因此根据这一原理,可以对植物进行CO2施肥,来提高植物周围CO2的浓度促使植物生长。

CO2对太阳辐射吸收很少,而对地面热辐射有强烈的吸收作用,同时CO2本身对周围大气和地面放射出长波辐射,而产生“温室效应”。全球CO2浓度的增加,可能会导致大气底层和地面的平均温度上升,使气候变暖,将直接影响到人类的生活。正常大气中的CO2浓度约为0.033%,由大气及生物调节维持在稳定平衡状态。土壤中的CO2含量略高于大气,但是土壤中的CO2含量过高,也会导致植物根系窒息或中毒死亡。5)N2及其生态作用

N2是大气组成中最多的气体,同时N元素也是生物体结构组成及生命活动不可缺少的成分。但是,N元素一般不能被植物直接吸收和利用,仅有少数有根瘤菌的植物可以用根瘤菌来固定大气中的游离N。所以,大部分植物所吸收的N元素来自土壤中有机质的转化和分解产物。虽然活性N在植物的生命活动中有着极重要的作用,然而土壤中的氮素往往供应不足。氮素缺乏时,植物生长不良,甚至叶黄枝枯,所以生产上常常施用氮肥来进行补充。在一定范围内增加土壤氮素,能明显促进植物的生长。6)O3及其生态作用

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。由于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。

臭氧层是地球生命的保护罩。因为过多过强的紫外线不但能杀死部分细菌,也能杀死植物细胞,抑制植物生长,也会使人皮肤癌变。地球上一旦失去臭氧层的保护,生物将无法生存。因此O3浓度的变化会对气候变化和地球上的生命带来巨大影响。现已知晓,大气中的氮氧化物和氯能分解O3。超音速飞机的飞行、核爆炸,均可使大气中氮氧化物的浓度增加,而作为冷冻剂的氟里昂,在高空受到紫外线照射时,也可以分解出氯原子。2.4.2大气污染对园林植物的危害

大气污染的形成主要来源于人类生活,工业生产,交通运输等向大气排放的有害物质。大气污染破坏地球生态系统,直接危害人们的健康,同时严重影响到园林植物。1)大气污染物的种类及危害方式

大气污染物的种类很多,其中影响较大的污染物质有粉尘、SO2、氟化物、氯化物、O3、氮氧化物等。大气污染物主要通过气孔进入叶片内,对植物生理代谢活动产生影响,所以植物受害症状一般先在叶片上出现。

植物遭受污染后根据其表现的症状可分为急性危害、慢性危害、隐蔽性危害三种。急性危害是指由于植物接触了浓度大大超过其忍受能力的有害气体,在短时间内(几小时、几十分钟甚至更短)造成的危害,表现为叶片最初呈灰绿色,之后转变为暗绿色的油浸或水渍斑,叶片变软,坏死组织呈现白色、黄色、红色或暗棕色,最后脱水、枯萎、脱落,甚至整株死亡,它多发生在化工厂、工矿等排放高浓度污染物厂区附近。

慢性危害是植物长时期与低浓度的污染物接触,使叶片轻度褪绿,发生缺绿症状,叶片变小甚至畸形,生长发育不良等症状。隐蔽性危害是植物接触浓度较低的大气污染物,呼吸作用、光合作用降低而生理活动受到一定程度影响,但未表现出明显症状,导致植物品质下降,又称它为无症状危害。2)主要污染物的危害(1)SO2

硫是植物必需的矿质元素之一,植物所需要的硫90%来自大气中,因此一定浓度的SO2对植物是有利的。但如果大气中的SO2浓度达到0.05—10mg/kg就可能危害植物,给植物造成伤害。

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。

同一种植物,生长旺盛的叶子受害最重,老叶和未展开的幼叶受害较轻。不同植物对SO2的敏感性也不相同,一般草本植物比木本植物敏感,木本植物中针叶树比阔叶树敏感,阔叶树中落叶的比常绿的敏感。SO2对花卉的伤害症状表现为外部形态上产生许多暗绿色或褐色斑点,开始出现在叶脉的两侧,严重时叶脉退成黄褐色或白色直至干枯。(2)氟化物氟化物包括FH、氟化硅、氟硅酸和氟化钙微粒等,是一类对植物毒性很强的大气污染物,比SO2毒性大10—100倍,其中以FH为主要污染物。植物受害后典型症状是叶尖、叶缘先出现伤斑,然后向内扩散,渐渐变成浅黄白色,最后出现褐色伤斑,受害的叶组织与健康组织之间常形成一条明显的红色或深褐色的界线。植株表现为矮化、早期落叶、落花和不结实等现象。园林植物中唐菖蒲是对FH最敏感的植物,另外,玉簪、杜鹃、鸢尾、郁金香、金钱草、雪松等对其也较敏感。(3)Cl2Cl2是一种有强烈窒息臭味的、黄绿色的有毒气体,它对植物的毒害比SO2大,在相同浓度下,Cl2对植物危害程度大约是SO2的3—5倍。受Cl2毒害最典型的症状是叶脉间出现不规则的白色或浅褐色坏死伤斑,有的出现在叶片边缘,严重时整个叶片褪成白色、枯卷甚至脱落。对Cl2较敏感的园林植物主要有天竺葵、四季海棠、茉莉、吊钟海棠、樟子松、水杉、赤杨等等。(4)O3O3是光化学烟雾中的主要成分,有很强的氧化能力,它降低叶绿体活性,影响植物的光合作用。成熟叶片的叶背出现点刻状褐色斑点或连片呈蜡质状,伤斑分布于全叶各部分,严重时斑点透过叶片,叶片黄化,甚至褪成白色。对O3较敏感的植物有三叶草、北美五叶松等植物。O3能使敏感的松属树种针叶顶端严重灼伤,受侵害严重的针叶上可形成粉红色的斑带,随即出现向叶尖扩展的桔红色坏死区,约1—2周到达针叶顶端。(5)氮氧化物

氮氧化物污染物主要包括NO、NO2和硝酸雾,NO2是最主要的危害物。受害植物叶片在叶脉间或叶缘出现形状不规则的水渍斑,逐渐坏死,而后干燥变成白色、黄色或褐色斑点,严重时伤害斑可扩展到整个叶片。在弱光下NO2对植物的危害程度加重,阴天的伤害是晴天的一倍。NO2的毒性较其它的污染物弱,一般引起慢性危害抑制植物生长。

除了以上几种重要的空气污染物外,还有一些气体如氨气、乙烯、氯化氢、烟尘等,当这些污染物的浓度积累到一定程度时,就会对植物造成一定的危害。2.4.3风

风是空气的水平流动,它是园林植物的一个环境因子。风对植物有多方面的作用,既能直接影响植物,又能影响温度、湿度、大气污染物等环境因素而间接影响植物的生长发育;同时园林植物群落对风因子又有调节的作用。1)风的概念

空气的水平流动称为风。用风向和风速表示风的特征。风向是指风吹来的方向,陆地上常用16个方位表示,如东风,即指风由东向西吹。风速是单位时间内空气水平移动的距离,单位为米/秒(m/s)。气象上常用风力的大小来表示风力的强弱,通常风力分成13个等级。2)风的类型(1)季风

季风是指以一年为周期,盛行风向随季节的变化而发生改变的风。季风的形成原因主要是由于海陆之间的热力差异而引起的。冬季,大陆温度比海洋低,大陆上气压比海洋上气压高,风从大陆吹向海洋,称为冬季风;夏季,海洋温度比大陆低,海洋上气压比大陆气压高,风从海洋吹向大陆,称为夏季风。

我国背靠欧亚大陆,东临太平洋,南濒印度洋,海陆之间的热力差异显著,因此,季风现象十分明显。冬季风来自寒冷的内陆,常吹干寒的西北风或东北风,天气晴朗干冷;夏季风来自温热的海洋,常吹湿热的东南风或西南风,常多云雨天气。冬季风在我国活动时间比夏季风长,且冬季风的势力较强。(2)地方性风与地方特点有关的局部地区的风称为地方性风。它的影响范围较小,主要的地方性风有海陆风、山谷风、焚风等。①海陆风在海陆之间形成,以一天为周期,随昼夜交替而改变风向的风,称海陆风。白天风从海洋吹向陆地,称为海风;夜晚风由陆地吹向海洋,称为陆风。海陆之间的热力差异是形成海陆风的原因。海风的影响比陆风大,吹海风时,能把海上水汽带到陆上,使陆上空气湿度增大,形成雾或低云,有时产生降水。同时降低沿岸各地的气温,使夏季不至于十分炎热(图2.3)。图2.3海陆风示意图②山谷风在山区,以一天为周期,随昼夜交替而转换风向的风,称为山谷风。白天,风从山谷吹向山坡称为谷风;夜间,风从山坡吹向山谷,称为山风。山谷风的昼夜交替影响山地气候,白天谷风把水汽带到山顶,山上湿度加大,易形成云雨,对山地植物的生长极为有利。冬季,谷底冷空气易聚集,发生霜冻及低温危害,对越冬树木的生长造成威胁(图2.4)。图2.4山谷风示意图③焚风焚风是在山的背风坡,由于空气的下沉运动,使空气温度升高、湿度降低而形成的又干又热的风。在我国,有很多地区都会出现焚风现象,在山地的背风坡,任何时间、任何季节焚风都有可能出现。焚风温度高可促使初春积雪融化,有利于灌溉和植物的生长;秋天的焚风有利于植物果实成熟。但强大持久的焚风会造成干旱及高温危害,影响植物的生长(图2.5)。图2.5焚风示意图3)风对园林植物的影响(1)风对植物光合作用的影响风能输送CO2,随着风速的增加,不断为植物的生长提供CO2。适当的通风可使植物冠层附近的CO2浓度保持或接近正常水平,保证光合作用的正常进行。保持合理的植物群体结构,有利于通风以增加CO2浓度,提高光能利用效率,从而有利于植物的生长发育。(2)风对植物蒸腾作用的影响风加强地面和空气的热量交换,增加土壤蒸发和植物蒸腾。在高温情况下,风能降低植物叶片的温度,而使植物叶片免于灼伤。由于蒸腾作用加强,促进了根系吸收,使根系不断地从土壤中获取养分以满足植物正常生长的需要。风还能输送热量和水汽,使植株周围的温度、湿度不断地得到调节,从而避免出现过高过低的温度以及过大的湿度,利于植物的生长发育。(3)风能传播植物的花粉和种子很多树种如松树、云杉、柳树等都是靠风力来传播花粉和种子的,风还可以帮助植物散播芳香气味,招引昆虫为花卉传播花粉。(4)风对植物的危害风可以传播病原体,造成病害蔓延;风直接影响着害虫的地理分布。例如真菌病害可以靠风力传播病菌孢子。风对害虫的扩散和迁移的影响很大,很多害虫能借风力传播到很远的地方,如蚜虫可借风力迁移1220—1440km的距离,造成害虫的大范围蔓延危害。

风速过大可以对植物造成危害。风速过大浅根树种会被连根拔起,强风会引起植物倒伏,吹断树木,使植物的叶片受到机械损伤,花卉的花朵会被吹落而影响其观赏价值。另外植物的枝叶受损伤后,易被病菌侵入而引起病害。大风还可吹走表土,使植株根系暴露在外。大风会给植物的生长带来严重的危害,我们应采取一些措施来防御风害。比如营造防风林、设置风障、选育优良的抗风品种、运用科学合理的栽培管理技术等方法来抵御风害。

2.5园林植物引种与气象变化

我国地域辽阔,地形地势复杂,因此气候表现为多样化,温度、湿度、降水等气象因素各地变化较大,造成南北物种的差异。人们可以通过引种来丰富各地园林植物的种类,但气象要素的变化直接决定引种的园林植物能否成活或正常生长。2.5.1天气与气候1)天气

天气是指一定地区短时间内各种气象要素(温度、湿度、光照、风等)和天气现象(干湿、冷暖、阴晴、雨雪等)的综合表现。天气的变化表现为周期性变化和非周期性变化。周期性变化比较有规律,而非周期性变化规律较难掌握。2)气候

气候是一个地区多年综合的大气状况,它既包括多年经常出现的天气状况,也包括某些特殊年份偶然出现的极端天气特征。如干旱、洪涝等。描述一个地区的气候时常用各种气象要素的各种统计量来表示。

天气与气候既有联系,但又有很大区别。天气是气候的基础,气候是天气的综合。天气是短时间内的气象要素和天气现象综合表现的大气物理状况,具有瞬息万变的特性,而气候是长期的天气状况,在时间尺度上是一年以上的比较长的大气过程,而且具有一定的稳定性。

我国幅员辽阔,纬度跨度大,地形、地势极为复杂,又由于距海远近不同,受海陆分布及季风环流的影响,使我国具有从赤道气候到冷温带气候之间的多种气候,各气候带具有不同的气候特征。即使同一气候带,由于大气环流、地理环境、海陆分布等因素的影响,也会表现出不同的气候类型。使得我国气候表现为错综复杂的多样化。1)东北地区

东北地区表现为寒温带、温带湿润和半湿润气候区,其中寒温带只包括大兴安岭北部地区。它是我国纬度最高、气候最寒冷的地区,也是我国最偏东的地区,位置显著地向海洋突出,受地理位置的影响,夏季受东南季风的影响,给东北带来较多的雨量和较长的降水季节;冬季由于气温较低,蒸发微弱,虽然降水量不十分丰富,但空气湿度仍较高,比邻近的华北地区湿润得多,使东北地区在气候上具有冷湿的特点,主要的气候特征是具有寒冷而漫长的冬季,温暖、湿润而短促的夏季,其中冬季长达6—7个月,嫩江以北无夏天。大部分地区的年降水量为400—700mm,东部降水集中在5—9月,西部则集中有6—8月。气温年较差大,冬季盛行西北风,夏季盛行东南风,春季风速最大。对植物危害最大的主要是冷、寒害等低温灾害和干旱,特别是春旱尤为严重。2)华北地区

华北地区属于暖温带半湿润气候区,本区处于中纬度地带,环流的季节性明显,表现出暖温带大陆性季风气候的特征。冬季寒冷干燥,夏季炎热多雨,具有夏湿冬春干旱的特征。夏季气温较高,温暖期较长,同时雨热同季,利于喜温树种的生长;冬季较长,大约5个月,气温较低,喜凉植物可以越冬。气温的日较差、年较差都很大。以春旱较为突出,春季降水量只占年降水量的10—15%,降水在年内分配高度集中且多暴雨,降水强度和降水变率大,春季干旱和夏季洪涝是影响植物正常生长的重要因素。3)华中地区

华中地区属于湿润的亚热带季风气候区,冬温夏热,四季分明,降水丰沛,季节分配均匀是其主要的气候特点。冬季长1—4个月,夏季长4个月以上,平均年降水量为800—1600mm。降水以夏雨为最多,春雨次之,冬雨最少,是全国春雨最为丰沛的地区,梅雨也是华中地区降水的重要组成部分,它的降水量大约为6、7两月降水总量的70%。因此梅雨的长短,降水量的大小对本地区旱涝影响极大。东部秋季多台风,受台风影响较重。4)华南地区

华南地区为南亚热带、热带季风气候区,主要的气候特征是热量丰富,夏长冬暖,冬季低温多阴雨,夏季晴朗少雨,多台风。四季交替不明显,冬季长2—3个月,夏季长5个月,福安—韶关以南无冬季。雨量丰沛,降水强度大,大部分地区70—80%的降水量集中在5—10月份。台风频繁,受台风影响的时间最长,常导致华南水灾,对植物生长及人们的生活威胁很大。但也有有利的一面,台风季节正值华南仲夏,植物生长旺盛,台风带来丰沛的降雨,给植物提供了充足的水分。5)西南地区

西南属于亚热带高原盆地气候区,由于地形复杂,气候差别较大。低洼盆地冬温夏热,年较差大;而高原区域则冬暖夏凉,年较差小。总的来说,春秋季气温低,表现出一定的大陆性气候,大部分地区年平均降水量1000mm,分布规律是东部多于西部,年降水量分配不均,多数地区雨季集中在5—10月,占全年降水量的80%以上,天气温凉,潮湿,具有夏雨冬干、秋湿春旱的特点。本区的春旱、春秋季的低温对植物生长产生不良影响。6)西北地区

西北地区为典型的温带荒漠气候区,光照长,热量资源丰富,气温变化大,干燥少雨,多风沙天气是本区主要的气候特点,与我国同纬度其它地区相比,气温偏高,降水稀少,相对湿度小,是我国最干旱的区域,在夏季高温、多风的情况下,常出现干热风,春季风力较大,所形成的风沙及沙暴天气危害着植物的生长。但由于光照资源丰富,对植物生长发育有促进作用,可以人为创造条件充分利用这一优势资源。7)内蒙古地区

内蒙古地区属于温带干旱、半干旱气候区,其气候特征表现为冬季寒冷而漫长,夏季温暖而短促,春、秋季升、降温急骤,降水少且变率大,分配不均匀,日照充足,多风沙。此地区水热资源相互制约,严重的干旱及冬夏季节的风沙限制了植物的生长,另外冬春季节的雪灾影响树木及草地植被返青。

我国气候的多种多样,使各地区植物类群的分布也具有复杂多样性,我们应研究植物与气候条件之间的相互关系及其变化规律,充分利用气候资源,根据各地气候特点选择适生的植物品种,尽量避开不利的气候条件,最大限度地发挥气候资源的优势。8)青藏高原地区青藏高原地区由于处于地势高耸的特殊自然环境条件下,气候从寒带经暖温带、温带、亚热带过渡到热带,气候差异较大,其特点是光照充足,辐射量大,气温年变化小、日变化大;干湿季节分明,降水分布悬殊。干季多大风是本区的主要气候特征,干旱和大风限制本区植物的生长。

2.5.3引种与气候的关系1)引种的概念及意义

把植物引入其自然分布区以外的地区种植,在新的生态环境条件下进行正常的生长繁育,称为引种。引种是经济有效地丰富本地园林绿化植物种类的一种方法,与在本地重新开始创造新品种相比,具有培育的时间短、见效快、病虫害危害轻、培育方法简单、不降低原有的观赏价值和经济价值等优点。

园林植物如刺槐、唐昌蒲、仙客来、茉莉花、落羽杉、雪松、万寿菊、桉树、落叶松等都是由国外引进的品种。我们应积极开展园林植物的引种驯化工作,为我国的园林绿化、美化工作做出贡献。(1)温度是保证植物正常生长发育的重要因子,引种时主要考虑平均温度、极限温度(包括最高最低温度)及持续时间、季节交替等。①平均温度在植物引种工作中,首先应考虑原产地与引种地的年平均温度,若年平均温度相差大,引种就很难成功。温度因子与经度的变化不明显,因此如纬度相同,海拔相近,从东向西或从西向东引种较易获得成功。②极限温度及持续时间有的植物引种从两地的平均温度上来看是可能成功的,但极限温度(最高、最低温度)却成了限制因子。如1977年的严寒,使广西南宁市胸径超过30cm的非洲桃花心木全部冻死。

另外,持续的低温也会对引种造成影响。如蓝桉有一定的抗寒能力,可忍受-7.3℃的短暂低温,但不能忍受持续的低温。云南省陆良县引种蓝桉,1975年12月持续低温达5天,最低气温达到-5.4℃,大面积蓝桉遭受了严重的冻害。高温对园林植物的危害不如低温显著,但高温加干旱会加重对植物的危害,华中华东地区的红杉生长不良就与高温有关。③季节交替季节交替时的气候特点也是影响引种成败的因子之一。如中纬度地区的树种,冬季通常具有较长的休眠期,这是对该地区初春气温反复变化的一种特殊适应性,它不会因气温暂时转暖而萌动。而高纬度地区的树种,由于原产地没有气温反复变化的特点,不具备气温变化的适应性,把它引种到中纬度地区,初春气候不稳定转暖,经常会引起冬眠的中断而开始萌动,一旦寒流袭来就会造成冻害。;(2)光照不同地区的引种,要注意引入的植物品种对光照的要求是否与当地生长期的光照相适应。北半球高纬度的北方属于长日照地区,此地区的植物属于长日照植物,低纬度的南方属于短日照地区,此地区的植物属于短日照植物。南方的品种北引时,由于生长季内日照时间变长,将使植物的生育期延长,影响开花结实。若引种的树木在秋季来临时,还处于

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