A60-园林生态学-第三章

第三章生态因子的生态作用及生物的适应一、光的生态作用及生物的适应二、温度的生态作用与生物的适应三、水的生态作用与生物的适应四、土壤对生物的生态作用与生物的适应五、大气对生物的生态作用与生物的适应第一节光的生态作用及生物的适应

光是一个十分复杂而重要的生态因子，通过以下三个方面对生物产生影响，即光强、光质和光照时间。地球自转时，赤道附近照射的时间长（日周期）地球公转时，夏天北半球照射的时间长；冬天南半球照射的时间长（季节周期）低纬度地区有较为恒定的热量，高纬度比低纬度地区接受的能量更少23°27'夏至NSWENWES23°27'冬至一、太阳辐射的变化规律1、太阳辐射的周期性变化52、太阳辐射在穿越大气层过程中的变化3、地表处的太阳辐射情况太阳辐射到达地球表面，一部分被地表反射，另一部分被地表吸收。温室效应

:地表介质对太阳辐射的吸收因介质不同而有所差异，但最终会导致地表升温，地表升温后，又将向外辐射一部分热量，而此时被辐射的部分其波长峰值在l0μm处(红外辐射)，大气对该长波辐射几乎是不传播的，从而造成大气升温，产生类似温室的保温效应，这种现象就是常说的“温室效应(greenhouseeffect)”。

9地球温室效应形成南极大峡谷冰块全部融化的南极东部冰川地区露出了迷宫一样的巨大峡谷。长达45公里的这个迷宫大峡谷是因为1200万年至1400万年前形成的地下冰川全部融化后形成的

二、光强的生态作用与生物的适应1、光照强度对生物的生长发育和形态建成的作用光照强度对植物细胞的增长和分化、体积的增长和重量的增加有重要影响；光还促进组织和器官的分化，制约着器官的生长发育速度，使植物各器官和组织保持发育上的正常比例。11（1）种子发芽：有的种子需要在光照条件下才能发芽，如桦树；有的需在遮荫的条件下才能发芽，如百合科的植物。2）茎干、根系的生长促进苗木根系生长，有较大的根茎比光对植物胚轴的延伸有抑制作用促进组织的分化、木质部的发育形成使植株矮化更具观赏价值的个体（3）花芽的形成（C/N）比学说；开花的颜色；花蕾开放时间（花时钟）有趣的花时钟2点：蛇床花开；5点：牵牛花开；6点：野蔷薇花、龙葵花开；7点：蒲公英、芍药花开；8点：芍药、睡莲开；10点：半支莲开；12点：太阳花开；15点：万寿菊开；17点：草茉莉开；18点：烟草花开；20点：月亮花开；21点：昙花开；丝瓜花18点-19点。13（4）、太阳辐射强度对植物形态的影响：树冠的形成：光照较强时：树冠较大、树干较粗、分枝多、尖削度大、机械组织发达、根系发达分布较深黄化现象：节间长，叶子不发达、侧枝不发育、植物体水分含量高、细胞壁薄阳生叶、阴生叶2、植物对光照强度的适应类型光照强度与植物的光合作用光补偿点：当光合作用固定的CO2恰与呼吸作用释放的CO2相等时的光强。光补偿点以上，光合速率与光强成正比，随光照强度的增加而增加。开始较快，后逐渐变慢。光饱和点：光合作用中，随着光照强度的加大，净光合速率逐渐减慢，直到光合产物不再增加时的光强。阳性植物：在全光照或强光下生长发育良好，在庇荫或弱光下生长发育不良的植物。一般需光量为全日照的70%以上，在自然植物群落中，大多为上层乔木。如木棉、橡皮树、银杏、紫薇、木麻黄、椰子、杨柳、棕榈及多数一、二年生草本植物。阴性植物：在较弱的光照条件下比强度下生长良好，一般需光度为全日照的5-20%，不能忍耐过强光照。在自然植物群落中常处于中、下层，或生长在潮湿背阴处，如红豆杉、肉桂、珠兰、中华常春藤、三七、人参、黄连、吉祥草、宽叶麦冬、蕨类、一叶兰、兰花、文竹等。耐荫植物；一般在充足光照下生长最好，但亦有不同程度的耐荫能力，需光度在阳性和阴性植物之间，大多数植物属于此类，如罗汉松、竹柏、栾树、君迁子、桔梗、白芨、棣棠、珍珠梅、杜鹃、山茶、八仙花、七叶树、五角枫等。光照不足引起徒长大花蕙兰光照过强引起叶黄苏铁盆景3、园林植物耐荫性在植物配置与造景中的应用植物的耐荫性：是指其忍耐庇荫的能力，即在林冠庇荫下，能否完成更新和正常生长的能力。鉴别耐荫性的主要依据：林冠下能否完成更新过程和正常生长。在植物配置与造景时，对温度、水分、土壤因子都可以通过适地适树以及加强管理、换土等措施来满足和控制，而植物的耐荫性，只有通过对各种树种及草本植物耐荫幅度的了解，才能在顺应自然的基础上，科学地配植，组成既美观又稳定的人工群落。根据经验来判断植物的耐荫性是目前在植物造景中的主要依据，但是极不准确。194、喜光植物与阴性植物在形态结构、生理特性、个体发育等方面有明显区别项目

喜光植物

阴生植物

叶变态型叶色茎根系树冠以阳生叶为主色淡为绿色或淡绿色较粗壮，节间较短发达稀疏、自然整枝强烈、透光度大多阴生叶少阳生叶色浓为暗绿色较细，节间较长不发达枝叶稠密、树冠透光度小、自然整枝弱20项目

喜光植物

阴生植物耐荫能力土壤条件耐干旱能力生长速度生长发育光饱和点、光补偿点弱对土壤条件适应性广较耐干旱较快成熟早、结实量大，寿命短高强要求比较湿润肥沃的土壤不耐干旱较慢成熟晚、结实量小，寿命长低根据研究：1、杜鹃在进行配置与造景时，宜植于林缘、孤立树的树冠正投影边缘或上层乔木枝下高较高、枝叶稀疏、密度不大的地方；2、垂丝海棠配植于桂花丛中、香樟树下及建筑物北面均开花茂盛。光的性质：波长150－4000nm,分紫外光、可见光和红外光三类，波长在380－760nm之间的光为可见光。绿色植物的光合作用有效范围是380－700nm之间。紫外线可见光红外线400630100025004000

波长(nm)能量强度二、光质的生态作用与生物的适应

1、光质的生态作用

光的波段光色

吸收特性

生理生态效应＞1000nm远红

组织中的水吸收

热效应1000－720nm远红

植物稍有吸收

促进种子萌芽，刺激植物延伸720－610nm红光

被叶绿素强烈吸收

对光合作用和光周期有强烈影响610－510nm黄橙

叶绿素吸收稍有下降

对植物的光合作用和形态

建成的影响稍有下降510－400nm蓝光

被叶绿素和胡萝卜素强烈吸收

能强烈影响光合

作用，并抑制植物生长，使之形成矮粗形体400－315nm绿蓝

被叶绿体与原生质吸收

对光合作用稍有影响，对

植物没有特殊效应315－280nm紫光

被原生质吸收

强烈影响植物形态建成，影响生

理过程，刺激某些生物合成。＜280nm紫外

被原生质吸收

大的剂量能使植物致死2、对植物形态及发育的作用：一般短波长的光如蓝紫光、紫外线能抑制植物的伸长生长，而使植物形成矮粗的形态，并且引起植物的向光敏感性、促进花青素等植物色素的形成长波长的光如红光、红外线有促进植物伸长生长的作用，红橙光有利于叶绿素的形成，促进种子萌发。波长660nm的红光和波长730nm的远红光能影响长日照植物和短日照植物的开花。3、光质与植物产品品质：不同波长的太阳辐射，可形成不同的光合产物。蓝紫光能促进合成较多的蛋白质，红光则有利于淀粉的合成。

高山茶经常处于短波光成分较多的环境，纤维素含量少，茶素和蛋白质含量高，易生产名茶三、植物对光周期的适应光周期现象：植物和动物对昼夜长短日变化和年变化的反应。植物光周期的反应主要是诱导花芽的形成和开始休眠；动物光周期的反应主要是调整代谢活动和进入繁殖期。1、光周期对植物开花的影响 根据植物开花所需要的日照长度，可区分为长日照植物、短日照植物和中日照植物。①长日照植物：较长日照条件下促进开花的植物，日照短于一定长度则不能开花或推迟开花。通常需要14小时以上的光照才能开花。例如：菠菜、紫菀。②短日照植物：较短日照条件下促进开花的植物，日照超过一定长度便不开花或明显推迟开花。一般需要14小时以上的黑暗才能开花。深秋或早春开花的植物多属此类。如牵牛、菊类。③中日照植物：花芽形成需要中等日照时间的植物。例如甘蔗。④还有一类植物，在什么日照条件下都能开花，称为日中性植物，如黄瓜等2、光周期对植物休眠的影响一般短日照促进植物休眠，而长日照打破或抑制植物休眠。长日照诱导是解除植物休眠的常用方法之一，只要不是处在深休眠阶段，利用长日照诱导并配合适宜的温度便可解除植物的休眠。当然，对于夏休眠的植物应用短日照诱导以解除。例：如泡桐浸种后给予1000lx光照10min就能诱发30%种子萌发，8h光照萌发率达80%。有些则需经7～10d，每天5～10h的光周期诱导才能萌发，如团花、八宝树、榕树等。藜、莴苣、云杉、水浮莲的某些品种，种子吸胀后照光也可解除休眠。如刺槐、桦树、落叶松幼苗在短日照下经10～14d即停止生长，进入休眠。短日照和高温可以诱发水生植物，如水车前、和狸藻属的冬季休眠芽的形成。短日照也促进大花捕虫槿芽的休眠。而铃兰、洋葱则相反，长日照诱发其休眠。3、光周期对植物其它方面的影响（1）光周期对植物的地理分布有较大影响。光周期现象是支配着野生植物或栽培植物的地理分布，特别是高纬度地区栽培极限的重要因素。短日照植物大多数原产地是日照时间短的热带、亚热带；长日照植物大多数原产于温带和寒带，在生长发育旺盛的夏季，一昼夜中光照时间长。如果把长日照植物栽培在热带，由于光照不足，就不会开花。同样，短日照植物栽培在温带和寒带也会因光照时间过长而不开花。（2）影响植物的生长发育，如短日照植物置于长日照条件下，长得高大；长日植物置于短日照条件下，节间缩短。（3）影响植物花色性别的分化，如苎麻在温州生长雌雄同株，在14h的长日照下仅形成雄花，在8h短日下形成雌花。（4）影响植物地下贮藏器官的形成和发育，如短日植物菊芋，长日条件下形成的地下茎，但并不加粗，而在短日条件下形成肥大的茎。温度处理促成开花光照处理推迟开花药剂处理延长花期栽培技术调整花期花期控制预期目的措施

四、城市中太阳辐射与园林植物的关系1、城市中太阳辐射的特点（1）城市中太阳辐射直射辐射减少，散射辐射增多。城市太阳总辐射较乡村少污染物浓度大直接辐射少散射辐射多总辐射少城市下垫面反射率相对于郊区小冬季更是如此.反射率小意味着吸收率高总体说,城市地面吸收的太阳辐射与乡村差别不大（2）城市太阳辐射的不均匀性。（3）城市充分的太阳辐射时间减少城市日照总时数和日照百分率小于乡村城市中由于空气污染物多，云雾多(热岛效应所引起的对流云经常出现)，大气透明度小，以及建筑物互相遮挡，因此日照时数和日照百分率均小于郊区.（4）城市内部日照地区差异明显.

除了受纬度、季节、云量和空气污染程度等因素影响外，还为建筑物遮阴所致,主要取决于街道走向,及建筑群高度与街道宽度之比:H/D

北墙冬半年完全荫蔽,夏半年一天两次日照,但时间不长;南墙每天一次,但随太阳赤纬增加而减少2、城市中太阳辐射对园林植物的影响城市中太阳辐射不均匀性，造成了树木的偏冠现象。偏冠会给树木整形修剪带来困难，影响树木功能作用的发挥。城市太阳辐射的减少和日照不足常造成一些喜光树种萌动期和开花期推迟，开花减少，落叶期提前，枝长叶稀，严重时树木无花无果，整株枯死。城市人为光照影响部分植物的物候期。植物群落内的光照具有强度减弱、光质改变、分布不均、季节变更等特点，组成群落的各种植物能适应群落内的太阳辐射情况，在不同的时间完成自己的生命周期，保持群落的健康性和稳定性。理想的植物群落是层次较多，而每层都相对松散，太阳辐射被逐层吸收，这样对太阳辐射的利用率高。3、城市中太阳辐射对园林植物群落的影响第二节温度因子对园林生物的生态作用及生物对温度的适应一、温度因子的时空变化规律气象学上把表示空气冷热程度的物理量称之为空气温度，简称气温。一般生活中所说的气温，是指气象观测所用的百叶箱中离地面1.5米高处的温度。这个温度基本上反映了观测地点(当地)的气温。国际上标准的气温度量单位是摄氏度--℃。世界气温的分布规律赤道及其附近地区气温最高，由赤道向两极，气温逐渐降低。年平均气温高于20℃

的地区主要分布在南北回归线之间，低于-10℃

的地区主要分布在南北极圈以内。同纬度地区，夏季陆地气温高，海洋气温低，冬季相反。气温随海拔的升高而降低，每上升100米，气温降低约0.6℃

。温度的空间变化规律纬度：随纬度增加,温度逐渐降低(0.50C/10)。海拔：随海拔增加,温度逐渐降低(0.5－0.60C/100米)。坡向：南坡、平地、北坡的温度依次递减；形成有差异的小气候：南坡相对温暖干燥，北坡相对低温湿润；对应的植被分布类型：南坡多以喜温耐旱的植物居多，北坡则以耐荫喜湿的植物居多。二、温度因子的生态作用1、温度与生物生长

三基点温度：最适温度、低温限度和高温限度。最低温：在该温度以上酶才开始表现活性，并在一定范围内酶的活性与温度呈正相关。最适温：该温度时酶活性最高。最高温：达到该温度时酶失去活性。 在一定温度范围内，生物的生长速率与温度成正比。如年轮的形成。2、温度与生物发育 有效积温 有效积温法则：植物在生长发育过程中，必须从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育，而且植物各个发育阶段所需要的总热量是一个常数。称总积温或有效积温，因此可用公式：N•T＝K表示，考虑到生物开始发育的温度，又可写成：N(T－C)＝K,T＝C＋K／N，其中，N为发育历期，即生长发育所需时间，T为发育期间的平均温度，C是发育起点温度，又称生物学零度，K是总积温（常数）。有效积温法则的意义根据各地的温度条件，初步估计某一些区能栽种或引种哪些植物；根据各树种对积温的需要量推测植物的发育节律。预测生物地理分布的北界；预测害虫来年的发生历程。三、生物对极端温度的适应1、低温对植物的危害 温度低于一定数值，生物便会受害，这个数值称为临界温度。（1）直接伤害：包括冷害、冻害和霜害。冷害(又寒害)：指零上低温对植物造成的伤害。它是喜温植物向北方引种和扩张分布的主要障碍多发生在温度相对较高如我国的南方地区。植物寒害的主要原因有蛋白质合成受阻、碳水化合物减少和代谢紊乱等。

低温冷害冻害:是指0℃以下的低温使生物体内（细胞内和细胞间）形成冰晶而造成的损害。植物在温度降至冰点以下时，会在细胞间隙形成冰晶，原生质因此而失水破损。北方地区，冻害是低温的主要的伤害形式霜害：由于霜的出现而使植物受害。初霜：秋季第一次出现的霜；引种南方植物终霜：春季最后一次出现的霜；引北方植物霜期：初霜——终霜；无霜期：终霜——初霜。无霜期被视为植物生长的重要指标之一。园林植物（特：幼苗）引种易遭受霜害。98年秋哈尔滨的寒流来得早而突然，并伴有雨夹雪。当时大部分树木没形成脱落层，就被冻在树上。当年哈尔滨-40℃的低温，使引进的水蜡，侧柏，油松等受害。

99年春季有大量的银中杨，柳树死亡，发生了烂皮病。原因是春季气温变化大，3月份又出现短时高温，芽开始萌动，但又突然低温，持续时间长，是寒害、植物生理干旱和病害而导致树木大量死亡。（2）、间接伤害冻举（冻拔）：气温下降和升高引起土壤结冰及解冻，导致树木上举，根系裸露或树木倒伏。

发生地：寒温带土壤含水量大，土壤质地细。小苗和幼树易。冻裂：昼夜温差导至热胀冷缩产生弦长拉力，使树皮纵向开裂而造成伤害。发生地：昼夜温差大，高纬度地区、薄皮树种。措施：树干包扎，缚草或涂白生理干旱（冻旱）：土壤结冰或土温过低，植物根系吸水少或不吸水，而植物蒸腾失水引起植物干枯死亡。发生地：多发生于土壤未解冻的早春，多风城市易发生。措施：迎风面设置挡风设施，幼苗北侧设置土埂2、植物对低温的适应 形态适应：表现在芽及叶片常有油脂类物质保护，芽具有鳞片，器官的表面有蜡粉和密毛，树皮有较发达的木栓组织，植株矮小，常呈匍匐、垫状或莲座状； 生理适应：低温环境的植物减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪和色素来降低植物的冰点，增加抗寒能力。如鹿蹄草通过在叶细胞中大量贮存五碳糖、粘液来降低冰点，可使结冰温度下降到-31℃。 行为适应：通过休眠来增加抗寒能力。冬小麦低温锻炼前后质膜的变化A．锻炼前的细胞，水在通过细胞质时可能发生结冰B．锻炼后的细胞，水通过质膜内陷形成的排水渠，直接排出到细胞外北极狐赤狐大耳狐阿伦规律3、高温的危害 温度超过生物适宜温区的上限后就会对生物产生有害影响，温度越高对生物的伤害作用越大。

(1)高温对植物的危害：间接伤害：破坏光合作用和呼吸作用的平衡：呼吸作用>光合作用，植物饥饿受害；破坏水分平衡：蒸腾作用加强，植物枯死至死亡。高温抑制氮化合物的合成，氨积累过多，有毒物质积累直接伤害：

>400C蛋白质变性；>500C生物膜结构破坏等。（2）、高温对植物伤害的常见症状皮烧：温度升高特别是温度的快速变化而引起植物组织的局部死亡。发生时间：多冬季，朝南或南坡及有强烈太阳光反射的城市街道。症状：树皮呈斑点状死亡或片状剥落。（细菌入侵）树种：光滑的薄皮树；措施：涂白根茎灼烧：高温表土灼伤幼苗根茎造成伤害。

措施：遮荫或喷水降温高温日灼（4）植物对高温的适应形态适应：有些植物体具有密绒毛或鳞片，能过滤一部分阳光；有些植物体呈白色、银白色，叶片革质发亮，能反射大部分光线；有些植物叶片垂直排列，或高温下叶片折叠，减少吸光面积等。生理适应：降低细胞含水量，增加糖或盐的浓度，有利于减缓代谢速率和增加原生质的抗凝结力；旺盛的蒸腾作用避免植物体因过热受害。四、温度与植物的地理分布1、广温植物与窄温植物不少陆生维管束植物能在较宽的温度范围内生活，即能适应较大的温度变幅，这类植物称为广温植物．如松、桦、栎等能在-5~55℃温度范围内生活。还有一类植物只能生活在很窄的温度范围内，不能适应温度的较大变化，称为窄温植物。（低温窄温植物、高温窄温植物）2、影响生物地理分布的因素：（1）高温限制生物分布的原因主要是破坏生物体内的代谢过程和光合呼吸平衡；并且植物因得不到必要的低温刺激而不能完成发育阶段。（2）低温对生物分布的限制作用更为明显，对植物和变温动物来说，决定其水平分布北界和垂直分布上限的主要因素就是低温。 如：苹果不能在热带栽培，由于高温的限制不能开花结实；可可、椰子只能在热带分布，因为是受低温的限制；垂直分布：长江流域马尾松分布在海拔1000-1200米以下，这个界限的上部为黄山松，是因为在海拔1000-1200米是马尾松的低温界限，又是黄山松的高温界限。（3）采用积温（统一按照日温≥10℃的持续期内日平均温度的总和为标准）和低温为主要指标将我国分为六个热量带，每个不同的热量带内分布着不同的植物类型。

如凤凰木原产热带非洲，在当地生长十分旺盛，花期先于叶开放，引至海南岛南部，花期明显缩短，有花叶同放现象，引至广州，大多变成先叶后花，花的数量明显减少，甚至只有叶片不开花，大大影响了景观效果。植物随着昼夜、季节等有规律的温度变化而表现出来的各种反应称为温周期现象。1、日温周期现象（1）种子萌发期：大多数植物在变温下发芽较好，但有些植物的种子在恒温下与变温下发芽同样良好。（2）生长期：植物生长往往要求温度因子有规律的昼夜变化的配合。（3）植物的开花结实与变温有关。变温利于植物开花结实。（4）变温与干物质积累：白天适当高温有利于光合作用，夜间适当低温使呼吸作用减弱，光合产物消耗减少，净积累增多。五、变温对植物的生态作用2、季温周期与物候节律物候：是指生物长期适应于一年中温度的节律性变化，形成的与此相适应的发育节律。例如大多数植物春天发芽，夏季开花，秋天结实，冬季休眠。由于同一时期南北各地区温度不同，因此植物景观差异很大。

我国主要城市四季长短及开始期

城市名称

春始

日数夏始日数秋始日数冬始日数福州10.1820505.11160广州11.0117004.20195昆明01.3131512.1250重庆02.158005.0614509.288012.1760汉口03.176005.1613509.286011.27110上海03.277506.1010509.236011.22125北京04.015505.2610509.084510.23165沈阳04.215506.157508.295010.18185乌鲁木齐04.265006.156508.195510.13195

春季：南北温差大，当北方气温还较低时，南方已春暖花开。夏季：南北温差小，如槐树在杭州于7月20日始花，北京则于8月3日开花，两地相差13天。秋季：北方气温先凉。当南方还烈日炎炎，而北方却已秋高气爽了，那些需要冷凉气温才能于秋季开花的树木及花卉，则比南方开得早。如据1963年的物候记载，菊花在北京于9月28日开花，贵阳则于10月底始花，南北相差1个月。此外，秋叶变色也是由北向南延迟。如桑叶在呼和浩特于9月25日变黄，北京则于10月15日变黄，两地相差20天。

3、休眠休眠：生物的潜伏、蛰伏或不活动状态，是抵御不利环境的一种有效的生理机制。1、城市中的热量平衡城市特殊的地表能吸收和储存大量的太阳能，因此城市的热量比郊区和乡村多。2、城市热岛效应一般把城市气温高于四周郊区气温的现象称为“城市热岛效应（urbanheatislandeffect）”，有时也统称为“城市热岛”。六、城市中温度的变化规律产生城市热岛效应的原因：城市的下垫面的反射率较小；高层建筑物增加了接受太阳辐射的表面积；人为活动；植被占据面积较小，不透水面积较大；大量的污染物的存在。城市的地表性质以及空间结构是所有城市产生热岛效应所共有的，但城市中的人为热则不具普遍性。日本东京1916~1965年年平均气温的变化美国两座城市冬季热岛强度

Tu-r(℃)的周变化城市规模与城乡气温(夜晚)差别的关系3、园林植物对城市气温的调节作用植物群落内的温度变化可概括为：“冬暖夏凉，白天凉爽，晚上温暖”，温度总体上变化较为平缓等特点。园林植物的遮荫作用园林植物的凉爽效应园林植物群落对营造局部小气候的作用园林植物对热岛效应的消除作用园林植物的覆盖面积效应第三节水因子对园林生物的生态作用及生物的适应88一、水分的分布及其变化规律1、地球上水的数量及其分布70%30%89水有三种状态，即液态、汽态和固态。与植物生命活动发生直接关系的水包括地表水、土壤水和地下水，它们的来源是大气降水。地表降水主要包括降雨、降雪、雾和露水。高纬度地区降雪是地表水的主要来源，露对荒漠植物的生命活动作用重大。2、水的形态90二、水对植物的生态作用1、水是生物生存的重要条件水是生化反应的溶剂水是生物新陈代谢的直接参与者和光合作用的原料水能调节生物体和环境的温度水还可维持细胞和组织的紧张度，使植物保持一定的状态。生物的水分获得与损失途径(自M.C.Molles,Jr,1999)2、水对植物生长发育的影响水分对植物生长有最低、最适和最高值3基点。种子萌发需要较多的水分：增强生理活性。植物高生长对水分的需求：早春时节的水分供应；生长季节水分供应是否充足。水分对根系发育的影响：土壤水分植物的开花结实对水分的需求，并最终影响到植物产品品质：不同发育时期对水分的需求细腰瓜96三、植物对水分缺乏的适应及其抗性1、水分缺乏的种类

（1）大气干旱：由于环境中的气温高而相对湿度较小造成的。植物的蒸腾量超过吸水量，发生暂时萎蔫。土壤水分充足，植株不会死亡，但降低植物的生产量。持续时间长，会导致土壤水分的缺乏97（2）、土壤干旱短期的水分缺乏会导致植物的暂时萎蔫，持续时间长，会发生永久萎蔫，造成植物局部或整株死亡。非洲菊失水萎蔫失水导致叶边干枯叶边干枯大丽花大丽花毛杜鹃干旱缺水100（二）植物的抗旱性植物的抗旱性：指植物对干旱的适应能力，即植物在水分胁迫下的生存能力和保持正常生长发育的能力。测定延存时间法：完全断绝水分补给后，植物因缺水而使气孔关闭，到植物开始受害为止。缺水时气孔调节灵敏而关闭较早的或储水能力强的植物比较耐旱，延存时间较长。101（三）植物抗旱性的分级1、耐旱力最强的树种：经过5个月以上的干旱和高温，未采取任何抗旱措施而正常生长或稍缓慢的树种：——雪松、木芙蓉、夹竹桃、垂柳、旱柳、火棘。1022、耐旱力较强的树种经过2个月以上的干旱和高温，未加抗旱措施，树木生长缓慢，有黄叶、掉落及枯稍现象。——桂花、丁香、常春藤、八角枫、紫薇、广玉兰、龙柏、1033、耐旱力中等经过2个月以上的干旱高温不死，但有较重的落叶和枯梢现象。——杜鹃、山茶、八仙花、樱花、罗汉松、海棠、灯台树、桢楠、桦木等。1044、耐旱力较弱的树种经过一个月以内的干旱高温期不会死亡，但有严重枯梢现象，生长几乎停止。——三尖杉、柳杉、腊梅、大叶黄杨、珙桐、油茶等。1055、耐旱力最弱的树种旱期一个月左右就会死亡或相对湿度较低、气温达400C以上死亡严重的树种。——银杏、白兰花、棕树、珊瑚树等。106四、涝害及植物的抗涝性（一）涝害的种类涝害：水分过多对植物产生的伤害。大气中的水分含量过多：加上高温，植物易徒长。土壤中水分过多：氧气缺乏、根系生长受限、大量养分损失、水污染等。根系腐烂假鳞茎皱缩大花蕙兰108（二）植物的抗涝性1、耐水力最强的树种：能耐3个月以上深水淹浸。——垂柳、旱柳、落羽杉、紫穗槐、桑树等。2、耐水力较强的树种：能耐2个月以上深水淹浸。——紫藤、重阳木、栀子、棕榈、悬铃木等。3、耐水力中等的树种：能耐1~2个月以上深水淹浸。——广玉兰、水杉、迎春、龙柏、侧柏、竹等。1094、耐水力较弱的树种：能耐2~3周水淹浸。罗汉松、南天竹、紫荆、梅、杏、三角枫、金钟花、合欢等。5、耐水力最弱的树种：不到1周。桂花、玉兰、木兰、腊梅、木芙蓉、柳杉、木槿等。五、水对植物数量和分布的影响降水状况：由于地理纬度、海陆位置、海拔高度不同所造成。降水通过降水量、降水时间和降水强度三个方面来影响生物。对植被的分布有影响：我国从东南到西北可分为3个等雨量区，因而植被类型也分为3个区：湿润森林区、干旱草原区和荒漠区。植被的经度地带性规律：

温带荒漠温带草原温带落叶阔叶林热带雨林亚热带常绿硬叶林寒带苔原山麓山顶非洲乞力马扎罗山垂直自然带六、生物对水因子的适应植物对水的适应根据栖息地，通常把植物划分为水生植物和陆生植物。

植物水生植物陆生植物沉水植物浮水植物挺水植物湿生植物中生植物旱生植物阴性湿生植物阳性湿生植物以水为主导因子的植物生态类型短命植物避旱植物耐旱植物（一）、水生植物：是所有生活在水中的植物总称。

水体环境：弱光、缺氧、粘性高、密度大、温度变化平缓，以及能溶解各种无机盐类。 适应方式有发达的通气组织;机械组织不发达或退化;叶片薄而长,以增加光合和吸收营养物质的面积。

根据生长环境水的深浅水生植物可分成：1、沉水植物：整株植物沉没在水下，根退化或消失。如金鱼藻、黑藻。2、浮水植物：生长在浅水区，叶片浮在水面，形状多为扁平，机械组织不发达。叶表面有气孔，分为扎根的浮水植物如睡莲和不扎根的浮水植物，如浮萍。3、挺水植物：生长在浅水区，植物体大部分挺出水面，根系固定在水底土壤，将其茎叶的一部份或大部份伸出水面。如荷花、芦苇。120大漂（PistiastratiotesLinn.）121浮萍（LemnaminorLinn.）122凤眼莲

（Eichhorniacrassipes(Mart.)Solms）123红睡莲（NymphaearubraRoxb.））

124王莲植物名科别特性适宜水深（m）菱菱科一年生浮叶水生草本3.0-5.0莲睡莲科多年生水生草本0.5-1.5睡莲睡莲科多年生水生草本0.25-0.35萍蓬睡莲科多年生浮水草本浅水凤眼莲雨久花科多年生水生草本0.3-1.0慈姑泽泻科宿根水生草本0.10-0.15水芋天南星科多年生草本0.15以下蒲草香蒲科多年生宿根草本0.3-1.0水葱莎草科多年生挺水草本沼泽或浅水莼菜睡莲科多年生宿根草本0.3-1.0水芹伞形科多年生沼泽草本0.3-1.0表2-2-1常见园林水生植物（二）陆生植物对水因子的适应生长在陆地上的植物统称陆生植物，按照对水分的需要量及耐旱程度其生态类型可分为湿生、中生和旱生植物。1、湿生植物多半生长在水分比较丰富的地方，不能忍受较长时间的水分不足，抗旱能力最小的陆生植物。（1）阴性湿生植物是典型的湿生植物，主要分布在阴湿的森林下层。（2）阳性湿生植物生长在阳光充沛、土壤水分经常饱和的环境中，最典型的代表植物有水稻、灯芯草、半边莲、毛莨等。2、中生植物生长在水分条件适中的陆地上。中生植物的种类最多，分布最广，数量最大。（1）有的种类生活在接近湿生的环境中，称湿生中生植物，如椰子、水榕、杨树、柳树等。（2）有的生活在接近旱生的环境中，称旱生中生植物，如洋槐、马尾松和各种桉树。（3）处于二者之间的称真中生植物、如樟树、荔枝、桂圆等。3.旱生植物指在干旱环境下生活，能避开、忍受或适应干旱以维持水分平衡和正常发育的植物。1、短命植物：该类植物常以种子或孢子阶段来远离干旱。2、避旱植物：该类植物能较好的协调体内的水分平衡，避开干旱对其造成的影响。132（1）保水型植物：多数根茎叶等组织可进行储水或减少水分消耗。仙人掌科、景天科、石蒜科等。（2）耗水型植物：能有效地减少蒸腾，能有效地吸收水分。如骆驼刺、狐茅等。1353、耐旱植物：具有忍耐干旱的能力。如苔藓、地衣及某些蕨类植物，可以在空气干燥的条件下，维持长时间而不受伤害，待吸收水分后又恢复生长。4、空气湿度与植物景观

这些植物的生存与较高的空气湿度相关。这些自然景观可以在相对空气湿度不低于80%的条件下模拟，即可人为创造湿生景观，还可应用耐瘠薄的植物制作山水盆景或微缩景观。七、水污染对植物的危害1、水污染种类（一）固体污染物（二）有机污染物（三）油类污染物（四）有毒污染物（五）生物污染物（六）营养物质污染物云南滇池这是2000年6月25日，几只企鹅在南非罗本岛海岸上清理满身的油污。一艘载有1400吨原油的轮船在罗本岛附近海域沉没，造成海水污染并危及栖息在这里的5700多对企鹅。这是2006年4月2日，在印度尼西亚首都雅加达，一名男子乘船经过一条浮满垃圾的运河。这是2002年9月22日，在孟加拉国首都达卡以南25公里的阿卜杜拉布尔村，两名妇女在砍柴回家的路上经过两棵枯树。由于受到严重污染，这个孟加拉国昔日著名的绿色度假村庄已是一片颓败景象。这是2000年8月7日，孟加拉国首都达卡的一些市民在布里冈加河中洗澡。据有关官员和环保人士说，布里冈加河受到工业废水的严重污染。2.植物对水污染的净化作用（一）植物将污染物进行体内新陈代谢而利用掉：植物对有些污染物质可进行吸收利用，即使一些容易引起植物中毒的重金属元素，在低浓度下植物也可进行吸收利用，但浓度过高就会造成植物的伤害。（二）植物的富集作用（enrichment）：即植物将吸收的物质存储在植物体内。（三）植物将其吸收的物质进行转化或转移：有些污染物质进入植物体后，可以被植物体分解掉或转化为毒性小的成分，该类型的植物在净化水体中的作用将会越来越重要。例：污水湿地处理技术污水湿地处理技术是将污水有控制地投配到土壤经常处于水饱和状态，生长有芦苇、香蒲等沼生植物的土地上，污水在沿着一定方向流动的过程中，在植物和土壤（还包括其中的微生物等生物）的联合作用下得到净化的一种污水土地处理系统。湿地处理技术分为自然湿地处理技术和人工湿地处理技术两类。人工湿地指用人工筑成水池或沟槽，底面铺设防渗漏隔水层，充填一定深度的基质层，种植水生植物，利用基质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用使污水得到净化。人工湿地生态系统构成基质：提供植物与微生物生长，并对污染物起过滤、吸收作用的填充材料。植物：高等维管束植物。微生物、微型生物：植物根系周围的区系微生物、基质表面生物膜及周边的微生物。

表面流人工湿地为自由水面湿地。废水在湿地中形成一层地表流，以较慢的流速水平流动，与自然湿地极为相似。

污水直接暴露在大气中，易导致污水中的细菌等污染物散播到大气中而造成二次污染，同时负荷小，处理效果差，运行受气候影响较大，在寒冷地区污水易结冰而影响处理效果，故一般不采用。垂直流人工湿地污水从湿地表面纵向流向填料床底部，床体处于不饱和状态。O2可通过大气扩散和植物传输进入湿地系统。

该系统硝化能力较高，可用于处理氨氮含量较高的污水，但其处理有机物能力欠佳，控制复杂，夏季易滋生蚊蝇，建造要求高，故使用较少。水平潜流人工湿地为地下水流湿地。废水通过布水管道以水平渗透或垂直渗透形式通过填料，在水床最低位运行，床体表面种植处理性能好、成活率高的水生植物(芦苇)，净化后的水体经集水管道收集排放。床底铺防渗膜，可防止污染地下水。BOD、COD等有机物和重金属的去除率高，受气候影响小，夏季无臭味、无蚊虫滋生，在寒冷地区也可以正常运行。在该系统中，废水水平地通过介质流动，在与介质表面和植物根区表面进行接触时，被微生物降解和物理或化学过程所净化；至于挺水植物的直接吸收和分解污染物的作用，则是第二位的，它主要是提供了微生物栖息场所。维管束植物向根茎周围充氧，同时又有均匀水流，衰减风速，抑制底泥卷起和避免光照，防治藻类生长等多种作用，依靠整个湿地生态系统综合发挥净化功效。奥林匹克公园北部森林公园湿地城市用水面临两个严峻的问题：水源缺乏和水污染严重．要合理利用水资源，解决城市缺水与园林绿化的矛盾．同时，在选择园林绿化类型时也要考虑水污染状况，尽可能选择一些耐水污染，并具有净化水污染的植物．（四）城市水分状况第四节土壤因子对园林生物的生态作用及生物的适应2023/11/18153

什么是土壤？

地球的岩石圈表面能生长植物的疏松表层。土壤是植物生长的基质，能为植物提供矿质营养和水分，因而是很重要的生态因子综合体。一、土壤因子的生态学意义是陆生生物生活的基质，提供生物生活所必须的矿物质元素和水分。是生态系统中物质与能量交换的重要场所是生态系统中生物部分和无机环境部分相互作用的产物。二、土壤的分层和性质土壤从上到下通常分为A、B、C、D四层：A层（淋溶层）：

厚度在10厘米左右，含有丰富的有机物和腐殖质；B层（淀积层）：由上层土淋滤出来的有机物、盐类、以及粘土颗粒组成；C层（母质层）：风化的成土母岩组成。D层（原始层）：为未风化的基岩。

三、土壤组成矿物质占38％以上有机质仅12％以下矿物质—占固体重量的95%以上有机质—占固体重量的5%以下体积比重量比被土壤溶液、土壤空气充满固相液相气相孔隙占50%左右四、土壤物理、化学性质对园林生物的影响1、土壤质地与结构对生物的影响 土壤是由固体、液体和气体组成的三相系统，其中固体颗粒是组成土壤的物质基础。土粒按直径大小分为粗砂（2.0-0.2mm）、细粒（0.2-0.02mm）、粉砂（0.02-0.002mm）和粘粒（0.002mm以下）。这些大小不同的土粒的组合称为土壤质地。 根据土壤质地可把土壤分为砂土、壤土和粘土三大类。

土壤质地砂质土壤质土粘质土

泛指与砂土性状相近的一类土壤，物理粘粒含量<15%。主要分布在西北地区，如新疆、甘肃、宁夏、内蒙、青海的山前平原以及各地河流两岸、滨海平原一带。（1）、砂质土类砂质土的性状：①通透性好②保蓄性差③潜在养分含量少，养分转化快④土温变幅大⑤耕性好⑥无有毒物质存在⑦苗木易早衰苗圃育苗时可掺沙。物理粘粒含量>45%，质地细(粘重)，包括粘土以及和类似粘土性质的重壤土和部分中壤土。

⑵粘质土类①通透性差②保蓄性强③养分含量丰富，转化速度慢④土温变幅小⑤耕性差⑥有毒物质多⑦发大苗不发小苗因此，在该类土壤上应选择耐通透性差的植物，如枫杨。粘土粘土的其他用法砂粘比例6：4

主要分布于黄土高原、华北平原、松辽平原、长江中下游平原、珠江三角洲、河间平原以及河流两岸间冲积平原。⑶壤质土类①大小孔隙比例分配较合理②保水保肥③养分含量充足，有机质转化速度快④水肥气热以及扎根条件协调⑤耕性好⑥发大苗又发小苗大多数植物生长良好的土壤沙性土壤性土黏性土2、土壤结构的类型及其特性在内外因素的综合作用下，土粒相互团聚成大小，形状和性质不同的团聚体，称为土壤结构。

1．块状结构

2．核状结构

3.柱状结构

4．片状结构

5.团粒结构

3、土壤的其它物理性质对生物的影响土壤水分：适度，过少干旱，过多涝害土壤空气来自大气，但土壤空气成分与大气有所不同。土壤空气的含氧量一般只有10%-12%，二氧化碳的含量约为0.1%。土壤温度：影响植物根系的发育及其对养分和水分的吸收。园林植物种子的萌发需要一定的土壤温度。土壤温度影响各种矿物的风化、矿物质的溶解、养分的离子扩散、土壤微生物的活动等，从而影响土壤中养分的释放及其有效性，进而影响园林植物的生长和发育。4、土壤化学性质对园林植物的生态作用土壤酸碱度：我国土壤酸碱度一般分为5级：pH<5.0为强酸性，5.0～6.5为酸性，6.5～7.5为中性，7.5～8.5为碱性，pH>8.5为强碱性土壤。过碱性和酸性不利于植物生长，酸性还不利于细菌生长。土壤有机质：土壤有机质包括非腐殖质和腐殖质两大类。是植物生长所需的氮源和碳源土壤无机元素：植物生长的13种重要元素来源（7种大量元素：氮、磷、钾、硫、钙、镁、铁；6种微量元素：锰、锌、铜、钼、硼、氯）缺磷植物生长受抑制，植株矮化，叶片变成深绿色，灰暗无光泽，具有紫色素，最后枯死脱落。病状一般先从老叶上出现。生荒土或土壤粘重板结易发生缺磷症。植株矮小，叶小枝少凤仙花植株矮小，叶少脱落一品红缺钙植株根系生长受抑，嫩芽枯死，嫩叶扭曲，叶缘叶尖白化，提早落叶。顶梢坏死或新叶卷曲百日菊菊花香石竹紫罗兰仙客来栀子缺铁症上部叶黄化、尖端变褐坏死百日菊缺铁中下叶脉间变紫色万寿菊缺镁五、植物对土壤因子的适应1、根据植物对土壤酸碱度的适应范围和要求分为，酸性土植物（pH<6.5），如水藓、石松、茶树、油茶等、中性土植物（pH6.5-7.5），栽培植物多为中性土植物和碱性土植物（pH>7.5）如大多数草原和荒漠植物就是属于碱性土植物。根据植物对土壤中矿质盐类（如钙盐）的反应分为钙质土植物、嫌钙植物。根据植物对风沙基质的关系，可将沙生植物划分抗风蚀沙埋、耐沙割、抗日灼、耐干旱等一系列生态类型。沙质盐碱土植物柽柳2、耐瘠植物与不耐瘠植物耐瘠植物是指对土壤中的养分要求不严格，或能在土壤养分含量低的情况下正常生长的植物。例如：丁香、合欢、月季、荷兰菊等不耐瘠植物是指对土壤中的养分要求严格，营养稍有缺乏就能影响其正常生长发育的植物。例如：红松、云杉、白蜡、榆树、夹竹桃、玉兰等。3、盐碱土植物能在盐碱土里生长，具有一系列适应盐碱生境的形态和生理特性的植物。盐土：含可溶性盐(氯化钠、硫酸钠盐等)1%以上，pH中性，土壤结构未被破坏碱土：含弱酸强碱盐(碳酸盐类)较多，pH在8.5以上，土壤结构被破坏盐碱土对植物的危害引起植物的生理干旱伤害植物组织引起细胞中毒影响植物的正常营养在高浓度盐类作用下气孔不能关闭盐碱土植物对环境的适应形态植物矮小、干硬、叶不发达、蒸腾面小、气孔下陷、表皮有厚外皮、灰白绒毛结构细胞间隙小、栅栏组织发