第三章-溫度與園林植物

第三章溫度與園林植物第一節(jié)溫度的自然變化規(guī)律第二節(jié)城市中的溫度變化規(guī)律第三節(jié)溫度與園林植物的生態(tài)關(guān)系第四節(jié)園林植物對(duì)城市氣溫的調(diào)節(jié)作用第五節(jié)溫度的調(diào)控在園林中的應(yīng)用1第一節(jié)溫度的自然變化規(guī)律一、土壤溫度土壤的熱量主要來(lái)自太陽(yáng)，其溫度也隨太陽(yáng)輻射的變化而變化。１土壤溫度的日變化規(guī)律一天中，有一個(gè)最高溫度和一個(gè)最低溫度，最高溫度在１３：００左右，最低溫度在日出前。土壤溫度日較差：一天中最高土溫與最低土溫的差值。其大小受緯度、天氣、海拔、土壤結(jié)構(gòu)、土壤顏色、地被物，土層深度等影響。2２土壤溫度的年變化規(guī)律一年中，月平均最高溫度在７月，月平均最低溫度在１月。溫度年較差：一年中最熱月份的平均溫度與最冷月份的平均溫度之差。其影響因子同上。土溫日較差和年較差都土層深度的增加而減小，最高（低）溫度值出現(xiàn)的時(shí)間也滯后。3二、空氣溫度１空氣熱量的傳遞方式輻射、對(duì)流、亂流、平流、蒸發(fā)、凝結(jié)等。２空氣溫度的變化規(guī)律１）氣溫的日變化：一天中氣溫有一個(gè)最高值，一個(gè)最低值，最高值夏季出現(xiàn)在１４：００-１５：００,冬季出現(xiàn)在１３：００-１４：００,最低溫度出現(xiàn)在日出前后。氣溫日較差：一天中最高溫度與最低溫度的差值。其大小隨緯度、海拔和天氣而變化。4２）氣溫的年變化規(guī)律一年中陸地最熱月與最冷月氣溫分別出現(xiàn)在７月和１月，海洋上分別出現(xiàn)在８月和２月。氣溫年較差：其大小隨緯度、海拔和距海洋的遠(yuǎn)近而變。３）氣溫的非周期性變化5３植物體的溫度植物是變溫生物，地上部分與氣溫接近，地下部分與土溫接近，并始終保持一致。只是其變化要比氣溫變化滯后，部分器官的溫度有時(shí)與環(huán)境溫度不完全一致。如葉的溫度白天高出十多度，芽的溫度白天高夜間低、花、果實(shí)等。6三、溫度的空間變化規(guī)律緯度：隨緯度增加,溫度逐漸降低(0.50C/10)。海拔：隨海拔增加,溫度逐漸降低(0.5－0.60C/100米)。坡向：南坡、平地、北坡的溫度依次遞減；形成有差異的小氣候：南坡相對(duì)溫暖干燥，北坡相對(duì)低溫濕潤(rùn)；對(duì)應(yīng)的植被分布類型：南坡多以喜溫耐旱的植物居多，北坡則以耐蔭喜濕的植物居多。7第二節(jié)城市中的溫度變化規(guī)律一、熱島效應(yīng)：是指城市氣溫明顯高于郊區(qū)的氣溫現(xiàn)象。城市熱島溫度剖面圖8（一）城市熱島的形成原因

第一，城市下墊面性質(zhì)特殊，比郊區(qū)獲得較多的太陽(yáng)輻射。城市使用的磚石、瀝青、混凝土、硅酸鹽建筑材料，深色的屋頂?shù)葻崛萘?、?dǎo)熱率高，吸收較多的太陽(yáng)輻射。但其反射率低。狹窄的街道、墻壁之間的多次反射和吸收，導(dǎo)致太陽(yáng)輻射能增多。9第二城市大氣的大量污染物覆蓋層，吸收和反射長(zhǎng)波輻射，減少了熱量的散失。第三

城市中有較多的人為熱量來(lái)源，特別是在冬季，高緯度地區(qū)燃燒大量化石燃料采暖.第四城市建筑密集，通風(fēng)不良，不利熱量的擴(kuò)散。第五城市特殊的地面，植物占面積相對(duì)較少，不透水面較大。

10（二）影響城市熱島效應(yīng)的因素1、大范圍氣候：穩(wěn)定的高壓控制下，氣壓梯度小，微風(fēng)或無(wú)風(fēng)，無(wú)云或少云，有下沉逆溫時(shí)易產(chǎn)生。2、城市規(guī)模：大城市較為明顯，人口密度大、建筑密度大、人為釋放熱量多的市區(qū)易形成高溫中心。3、時(shí)間因素?zé)釐u強(qiáng)度的日變化中緯度城市在理想狀況下，熱島強(qiáng)度很大程度上是一種夜現(xiàn)象，落日后2~3小時(shí)（約21時(shí)），此時(shí)的熱島強(qiáng)度最大。日出后鄉(xiāng)村加熱比城市快，熱島逐漸減弱，到次日中午13時(shí)左右為最低。城市熱島強(qiáng)度的年變化：冬>秋>春>夏11（三）城市熱島對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響1、加重城市空氣污染城市熱島環(huán)流、氣流向市區(qū)輻合，把城郊工廠的污染物帶到城區(qū)，污染城區(qū)空氣。當(dāng)高空有逆溫層時(shí)，抑制污染物向上擴(kuò)散，污染物在城市上空彌漫，嚴(yán)重污染空氣。2、夏季，熱島效應(yīng)可加強(qiáng)城市氣溫酷熱程度，易產(chǎn)生高溫災(zāi)害，影響健康舒適。增加了能源的消耗和環(huán)境污染，影響環(huán)境質(zhì)量。123、影響取暖季節(jié)的能耗冬季，中高緯度地區(qū)城市，熱島效應(yīng)使城市取暖季節(jié)比郊區(qū)縮短，節(jié)省取暖的能源消耗，可消減城市大氣污染。4、影響城市積雪冬季，高緯度地區(qū)城市的熱島效應(yīng)可減少城市積雪頻率、積雪時(shí)間和積雪深度。使城市積雪少于郊區(qū)，減少城市建筑物的雪壓。5、影響無(wú)霜期和物候期熱島效應(yīng)會(huì)使春天來(lái)得早，秋季結(jié)束晚，城市無(wú)霜期延長(zhǎng)，極端低溫趨向緩和，有利于樹木生長(zhǎng)。13（四）防治熱島效應(yīng)的對(duì)策消減人為熱量的排放消減城市的凈輻射量：增大城市反射率，合理規(guī)劃城市建筑高度和密度，消減大氣污染增加城市熱量交換和植物光合能量轉(zhuǎn)換等：增加城區(qū)水域面積和水設(shè)施，提高城市綠地覆蓋率。14二、城市小環(huán)境溫度變化15第三節(jié)溫度與園林植物的生態(tài)關(guān)系一、溫度對(duì)園林植物生長(zhǎng)的影響１土壤溫度與園林植物生長(zhǎng)發(fā)育１）影響植物對(duì)水分的吸收２）影響植物對(duì)養(yǎng)分的吸收３）影響植物塊根、塊莖的形成４）影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育５）影響地下昆蟲和微生物的發(fā)生、發(fā)展

16２空氣溫度與園林植物生長(zhǎng)發(fā)育１）氣溫日變化與植物生長(zhǎng)發(fā)育：氣溫日較差大的利于植物生長(zhǎng)、發(fā)育，在高緯度地區(qū)，較低溫度條件下，日較差大有利于種子萌發(fā)，在較高溫度條件下日較差小有利于種子萌發(fā)。2）氣溫年變化與植物生長(zhǎng)發(fā)育：高溫對(duì)喜涼植物生長(zhǎng)不利，對(duì)喜溫植物有利。非周期性變溫對(duì)植物易產(chǎn)生危害。17二、植物的感溫性感溫性：植物對(duì)溫度變化的敏感性。１生物學(xué)溫度：影響植物各種生理活動(dòng)及生長(zhǎng)發(fā)育的溫度。常用三個(gè)基點(diǎn)溫度表示：生物學(xué)最低溫、最適溫和最高溫稱酶活性的“三基點(diǎn)”溫度。植物的生長(zhǎng)與溫度的關(guān)系也服從“三基點(diǎn)”溫度。最低溫：在該溫度以上酶才開始表現(xiàn)活性，并在一定范圍內(nèi)酶的活性與溫度呈正相關(guān)。（植物開始生長(zhǎng)的下限溫度）最適溫：該溫度時(shí)酶活性最高。（植物生長(zhǎng)最旺盛最適宜的溫度）最高溫：達(dá)到該溫度時(shí)酶失去活性。（植物能忍受的上限溫度）18一般原產(chǎn)低緯度地區(qū)的植物，生長(zhǎng)溫度的三基點(diǎn)溫度高，耐熱性好，抗寒性差；反之。兩者之間有過(guò)渡。19２界限溫度具有普遍意義，標(biāo)志某些物候現(xiàn)象或農(nóng)事活動(dòng)開始、終止或轉(zhuǎn)折點(diǎn)的幾個(gè)日平均溫度。常見的有：０℃、５℃、１０℃、１５℃、２０℃203春化作用某些植物經(jīng)過(guò)低溫的刺激和誘導(dǎo)才能形成花芽、促進(jìn)開花的現(xiàn)象。21三、積溫對(duì)植物的生態(tài)意義及植物對(duì)溫度的適應(yīng)積溫：植物整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育期或某一發(fā)育階段內(nèi)，高于某一特定溫度的日平均溫度的總和。不同植物要求不同的積溫。有效積溫：特定溫度為生物學(xué)零度的積溫?；顒?dòng)溫度：特定溫度為物理學(xué)零度（0℃）的積溫。生物學(xué)零度：植物生長(zhǎng)發(fā)育的起點(diǎn)溫度。高于這一溫度，植物才開始生長(zhǎng)發(fā)育。溫帶地區(qū)常以5℃；亞熱帶地區(qū)以10℃為生物學(xué)零度。22有效積溫：K=N（T-T0）

K：有效積溫

T：當(dāng)?shù)啬硞€(gè)時(shí)期內(nèi)的平均溫度

TO：生物學(xué)零度

N：某時(shí)期的天數(shù)

根據(jù)物種需要的積溫量、再結(jié)合各地的溫度條件，可判斷植物的引種范圍?；顒?dòng)積溫：T=Nt23四、節(jié)律性變溫生態(tài)作用溫周期：溫度隨晝夜和季節(jié)而發(fā)生的有規(guī)律的變化。溫周期現(xiàn)象：植物隨著晝夜、季節(jié)等有規(guī)律的溫度變化而表現(xiàn)出來(lái)的各種節(jié)律性反應(yīng)。表現(xiàn)為日溫周期現(xiàn)象和季溫周期現(xiàn)象。241、日溫周期現(xiàn)象：植物隨一天內(nèi)溫度有規(guī)律的晝夜變化而發(fā)生有規(guī)律性變化的現(xiàn)象。變溫能提高種子的萌發(fā)率，促進(jìn)生長(zhǎng)、開花和結(jié)實(shí)。

多數(shù)植物日溫差越大，產(chǎn)量越高，品質(zhì)也愈好。有些植物的生長(zhǎng)很少受溫周期的影響。如紅杉和恩氏云杉苗木。

252、季節(jié)變溫與物候：。物候：植物長(zhǎng)期適應(yīng)溫度的季節(jié)變化形成相應(yīng)的生長(zhǎng)發(fā)育節(jié)律稱為物候植物的物候現(xiàn)象是同周圍環(huán)境條件緊密聯(lián)系的。市區(qū)溫度一般比郊區(qū)溫度高，其物候期要早些，故園林植物的萌動(dòng)、開花期比郊區(qū)早，市區(qū)植物的生長(zhǎng)期要長(zhǎng)些，落葉休眠較晚。26二、極端溫度對(duì)植物的生態(tài)作用極端溫度：無(wú)規(guī)律地突然出現(xiàn)的高溫或低溫（一）低溫1、直接傷害：包括冷害、凍害和霜害。冷害(又寒害)：指零上低溫對(duì)植物造成的傷害。它是喜溫植物向北方引種和擴(kuò)張分布的主要障礙多發(fā)生在溫度相對(duì)較高如我國(guó)的南方地區(qū)。凍害：指冰點(diǎn)以下低溫對(duì)植物的傷害。北方地區(qū)，凍害是低溫的主要的傷害形式27霜害：由于霜的出現(xiàn)而使植物受害。初霜：秋季第一次出現(xiàn)的霜；引種南方植物終霜：春季最后一次出現(xiàn)的霜；引北方植物霜期：初霜——終霜；無(wú)霜期：終霜——初霜。無(wú)霜期被視為植物生長(zhǎng)的重要指標(biāo)之一。282、間接傷害凍舉（凍拔）：氣溫下降和升高引起土壤結(jié)冰及解凍，導(dǎo)致樹木上舉，根系裸露或樹木倒伏。

發(fā)生地：寒溫帶土壤含水量大，土壤質(zhì)地細(xì)。小苗和幼樹易。凍裂：晝夜溫差導(dǎo)至熱脹冷縮產(chǎn)生弦長(zhǎng)拉力，使樹皮縱向開裂而造成傷害。發(fā)生地：晝夜溫差大，高緯度地區(qū)、薄皮樹種。措施：樹干包扎，縛草或涂白29生理干旱（凍旱）：土壤結(jié)冰或土溫過(guò)低，植物根系吸水少或不吸水，而植物蒸騰失水引起植物干枯死亡。發(fā)生地：多發(fā)生于土壤未解凍的早春，多風(fēng)城市易發(fā)生。措施：迎風(fēng)面設(shè)置擋風(fēng)設(shè)施，幼苗北側(cè)設(shè)置土埂30（二）植物對(duì)低溫的生態(tài)適應(yīng)：1、形態(tài)方面：生活在低溫中的植物芽和葉片具油脂類物質(zhì)，芽具鱗片，體表有蠟粉和密毛;極地和高山植物植物矮小并常呈匍匐狀或者蓮座狀等;一些植物的葉片在冬季變?yōu)榧t色有利于吸收更多的熱量。2、生理方面：減少細(xì)胞中的水分和增加細(xì)胞中的糖類、脂肪和色素等物質(zhì)來(lái)降低冰點(diǎn)，增加抗寒能力。極地和高山植物在可見光譜中的吸收帶較寬，能吸收更多的紅外線。最有效的生理適應(yīng)就是休眠。31（三）高溫：1、高溫對(duì)植物的傷害間接傷害：破壞光合作用和呼吸作用的平衡：呼吸作用>光合作用，植物饑餓受害；破壞水分平衡：蒸騰作用加強(qiáng)，植物枯死至死亡。高溫抑制氮化合物的合成，氨積累過(guò)多，有毒物質(zhì)積累直接傷害：

>400C蛋白質(zhì)變性；>500C生物膜結(jié)構(gòu)破壞等。322、高溫對(duì)植物傷害的常見癥狀皮燒：溫度升高特別是溫度的快速變化而引起植物組織的局部死亡。發(fā)生時(shí)間：多冬季，朝南或南坡及有強(qiáng)烈太陽(yáng)光反射的城市街道。癥狀：樹皮呈斑點(diǎn)狀死亡或片狀剝落。（細(xì)菌入侵）樹種：光滑的薄皮樹；措施：涂白根莖灼燒：高溫表土灼傷幼苗根莖造成傷害。

措施：遮蔭或噴水降溫33(四)植物對(duì)高溫的生態(tài)適應(yīng)：形態(tài)適應(yīng)：有密絨毛和鱗片；植物體呈白色或銀白色、葉革質(zhì)發(fā)亮；葉片垂直排列使葉緣向光或高溫下葉片折疊；樹干和根莖具有木栓層等。生理適應(yīng)：降低細(xì)胞含水量，增加可溶性糖或鹽的濃度，減緩代謝速率和增加原生質(zhì)的抗凝結(jié)力；蒸騰降溫；有些植物具反射紅外線的能力。34四、溫度與植物分布1、影響植物分布的溫度因素極端低溫、高溫是影響植物分布的最重要因素。冬季的極端低溫：高緯或高海拔地區(qū)限制植物分布的主要因素；直接決定物種水平和垂直分布的上限。夏季的極端高溫：低緯或低海拔地區(qū)限制植物分布的主要因素。其它：秋初的極端低溫，春季的晚霜，夏季溫度不足。35年平均溫度也是影響植物分布的重要因素。某個(gè)區(qū)域的溫度多數(shù)集中在某個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域，常接近該區(qū)域的平均溫度。各區(qū)域的平均溫度對(duì)植物的分布產(chǎn)生重要影響。——（特別是年平溫和較典型的月份的平均溫）362、我國(guó)園林植物分布分類以低溫和積溫為主要指標(biāo)分為六個(gè)熱量帶：熱量帶類型積溫最冷月平均氣溫赤道帶：90000C>260C熱帶：≥80000C≥160C亞熱帶：4500~80000C0~160C暖溫帶：3400~45000C-8~00C溫帶：1600~34000C-28~-80C寒帶：<16000C<-280C熱帶植物熱帶雨林常綠闊葉林落葉闊葉林針葉與落葉闊混交落葉松林373、園林植物隨溫度變化適應(yīng)的生態(tài)類型喜高溫植物：白天：20—220C，晚上：不低于100C。如一品紅、仙客來(lái)和多數(shù)附生蘭，；喜低溫植物：一般長(zhǎng)江流域可露地越冬。月季、桂花、山茶花、杜鵑花等；中溫植物：介于兩者之間，在廣東、廣西地區(qū)可露地越冬。米蘭、荷包花等。38第四節(jié)園林植物對(duì)城市氣溫的調(diào)節(jié)作用一、城市氣溫的特點(diǎn)：P3439一、園林植物的遮蔭作用(又減光效應(yīng))植物的遮蔭主要是通過(guò)植物的冠層對(duì)太陽(yáng)輻射的反射，使到達(dá)地面的熱量有所減少?！参锶~片對(duì)熱效應(yīng)最明顯的紅外輻射的反射率可