园林植物与温度.ppt

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1、第3单元 园林植物与温度的生态关系,3.1 温度及其变化规律 3.2 温度对园林植物的生态作用 3.3 园林植物对温度的生态适应 3.4 园林植物对城市气温的调节作用 3.5 温度的调控在园林中的应用,3.1 温度及其变化规律,一、温度和热量平衡,S:太阳直辐射S：散辐射Ea：大气逆辐射Ee：地面辐射a：地面反射率r：地面有效辐射,R=(S+S)(1-a)r,夜晚：为S和S为 0，R为负值，地面失去热量，温度下降。白天：有阳光照射，R开始逐渐增大，当地表接受的辐射能大于地表有效辐射时，R为正值，温度开始上升；到下午1点左右，温度到达最高值，此后，地面有效辐射超过地表获得的太阳辐射，R值开始下降

2、，至0，停止增温；日落后，地面继续进行有效辐射，加速降温，至日出前后，达最低。,R=(S+S+Ea)(S+S)a+Ee,二、温度的变化规律,（一）空间变化纬度：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 0.6 0C/100米)。大型水体：调节温度，使周围地区温差变小。地理方位和地形：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。,（1）山体效应焚风现象,间接因子：坡向,（1）山体效应焚风现象,（2）地形影响逆温现象,逆温：气温随海拔高度增加而增加的现象,（3）坡向影

3、响 太阳辐射量不均匀南坡、平地、北坡的温度依次递减；,温度的变化,（二）时间变化 昼夜：早上日出后开始升温，1314点左右达到最高值，然后逐步下降，第二天日出前降到最低值。昼夜温差夏季大于冬季；低纬度大于高纬度。随纬度增高减小，随海拔升高而增加。,温度变化,季节：海洋：赤道变化大；温带变化中等，1015；两极变化小，5；深层无变化，稳定于-0.54。陆地：温度年较差受纬度的影响显著，一般赤道地区的年较差最小，随着纬度的增加，年较差呈递增趋势。大型水体：调节温度，使周围地区温差变小。,第3单元 园林植物与温度的生态关系,3.1 温度及其变化规律 3.2 温度对园林植物的生态作用 3.3 园林植物

4、对温度的生态适应 3.4 园林植物对城市气温的调节作用 3.5 温度的调控在园林中的应用,一、节律性变温对园林植物的生态作用,1.昼夜变温与温周期现象 节律性变温：温度随季节和昼夜发生有规律的变化。温周期现象：生物适应温度的昼夜变化的现象。温周期对植物的影响：1 促进种子萌发变温处理难发芽种子 2 促进生长 3 变温对园林植物开花结实的影响 表现在春化作用上 春化作用：植物生长发育的某一阶段，需要经过一定时期的低温刺激，才能促使其开花的现象。4 提高产品的品质,2、季节变温与物候,1）概念季节变温：气候冷暖随季节的变化物候：指动植物或非生物受气候和外界环境因素的影响而出现的季节变化现象。（如植

5、物的发芽、开花、结实，动物的冬眠、始鸣、繁殖、候鸟的迁徙等。非生物现象如初霜、始雪、初冰、解冻等）,2）物候期与气候的关系 植物的物候期基本与当地的气候节律相符。在一个地区一种植物的物候期是相对固定的。,3）影响物候期的因素：纬度纬度每增加1(111)，年平均温度下降0.50.9，(春天和初夏的物候期推迟4天/1)海拔海拔每上升100M，年平均温度下降0.50.6，(春天和初夏的物候期推迟24天/100M)经度大陆性气候越强，气温越高，物候期越早（1.1 1.5天/1）年份物候期受年份间气候变化的影响,霍普金斯()定律在北美温带地区，纬度北移1、或经度移动1、或海拔上升124M(400英尺)，

6、植物的物候期在春天和初夏延迟4天，而在秋季提早4天。,二、非节律性变温对园林植物的生态作用,（一）极端低温1、直接伤害：包括冷害、冻害和霜害。冷害(又称寒害)：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。,冻害：指冰点以下低温对植物的伤害。,北方地区，冻害是低温的主要的伤害形式,乌心菜冻害,苹果低温冻害,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。,2、间接伤害

7、,冻拔（冻举）：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向拉力，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,（二）、极端高温对园林植物的生态作用,1、高温对植物的伤害间接伤害：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

8、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，氨积累过多和有毒物质积累。,直接伤害：400C蛋白质凝固变性，有害代谢产物积累；500C生物膜结构破坏等。,2、高温对植物伤害的常见症状,皮烧（树皮灼烧）：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,2、高温对植物伤害的常见症状,干灼（根茎灼伤）：高温表土灼伤幼苗根茎造成伤害。发生时间：多春末秋初，北方雨季之前。症状：形成环状“卡脖”伤害。措施：遮荫或喷水降温,三、温度对植物分布的影响

9、,1.温度的三基点最低温度、最适温度、最高温度最低温度 某一生理过程开始时的温度最适温度 该生理过程最旺盛时的温度最高温度 某一生理过程停止时的温度不同植物生长的温度三基点不同 同一植物的温度三基点还随器官和生育期而异,2、影响植物分布的温度因素,极端低温、高温是影响植物分布的最重要因素。冬季的极端低温：高维度或高海拔地区限制植物分布的主要因素；直接决定物种水平和垂直分布的上限。夏季的极端高温：低纬度或低海拔地区限制植物分布的主要因素。其它：秋初的极端低温，春季的晚霜，夏季温度不足。,年平均温度也是影响植物分布的重要因素。,某个区域的温度多数集中在某个相对稳定的区域，常接近该区域的平均温度。各

10、区域的平均温度对植物的分布产生重要影响。（特别是年平温和较典型的月份的平均温）,积温是影响植物分布的另一个重要因素,积温：植物整个生长发育期或某一发育阶段内，高于某一特定温度以上的热量总量。不同植物要求不同的积温总量。有效积温：特定温度为生物学零度的积温。活动积温：特定温度为物理学零度（0）的积温。,生物学零度,植物生长发育的起点温度。高于这一温度，植物才开始生长发育。温带地区常以5或6；亚热带地区以10 为生物学零度。,有效积温：K=N（T-T0）,K：有效积温 T：当地某个时期内的平均温度 TO：生物学零度 N：某时期的天数,根据物种需要的积温量、再结合各地的温度条件，可判断植物的引种范围

11、。,3.我国园林植物分布,以低温和积温为主要指标分为六个热量带：热量带类型 积 温 最冷月平均气温赤道带：90000C 260C热带：80000C 160C亚热带：4500 80000C 0160C暖温带：3400 45000C-8 00C温带：1600 34000C-28-80C寒带：16000C-280C,热带植物,热带雨林,常绿阔叶林,落叶阔叶林,针叶与落叶阔混交,落叶松林,第3单元 园林植物与温度的生态关系,3.1 温度及其变化规律 3.2 温度对园林植物的生态作用 3.3 园林植物对温度的生态适应 3.4 园林植物对城市气温的调节作用 3.5 温度的调控在园林中的应用,不同的植物由于

12、原产地的气候不同，对温度的要求不同喜高温植物、喜低温植物、中温园林植物。,喜高温植物：白天：20220C，晚上：不低于100C。如一品红、仙客来和多数附生兰；喜低温植物：一般长江流域可露地越冬。月季、桂花、山茶花、杜鹃花等；中温植物：介于两者之间，在广东、广西地区可露地越冬。米兰、荷包花等。,一、园林植物随温度变化适应的生态类型,植物对温度的适应性有很大的区别。,二、园林植物对非节律性变温的生态适应,1、形态方面：生活在低温中的植物芽和叶片具油脂类物质，芽具鳞片，体表有蜡粉和密毛;极地和高山植物植株矮小并常呈匍匐状或者莲座状等;一些植物的叶片在冬季变为红色有利于吸收更多的热量。,（一）极端低温

13、,2、生理方面：,原生质特性改变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，增加抗寒能力。吸收更多的红外线极地和高山植物在可见光谱中的吸收带较宽，能吸收更多的红外线。及时转入休眠最有效的生理适应就是休眠。,3.影响园林植物低温伤害的内外因素,影响植物低温伤害的外界因素 低温状况：极端低温值、低温持续时间、温度的变化速度、土壤低温。外界环境条件：日照长短、光照强度、土壤含水量、土壤营养。,4.提高园林植物抗寒性的途径,抗寒锻炼。喷施化学物质，提高细胞液的浓度。加强栽培管理。,(二)极端高温,形态适应：有密绒毛和鳞片-反光；植物体呈白色或银白色、叶革质发亮-反光；叶片垂直排列使

14、叶缘向光或高温下叶片折叠-减少光吸收面积；树干和根茎具有木栓层等-隔热。,生理适应：,降低细胞含水量，增加可溶性糖或盐的浓度，以减缓代谢速率和增加原生质的抗凝结力；蒸腾作用旺盛-增加散热；有些植物具反射红外线的能力-避免增温。,3.提高园林植物抗高温能力的途径,高温煅炼,第3单元 园林植物与温度的生态关系,3.1 温度及其变化规律 3.2 温度对园林植物的生态作用 3.3 园林植物对温度的生态适应 3.4 园林植物对城市气温的调节作用 3.5 温度的调控在园林中的应用,城市中的热量平衡,城市下垫面对太阳辐射的反射小而地表的辐射大。城市接受太阳辐射的表面积大。人为活动增加了热量来源。通过蒸腾或蒸

15、发消耗热量的水分少。污染物对地面长波辐射的吸收和反射能力强。,一.城市“热岛”效应,（一）热岛效应的概念城市气温高于四周郊区气温的现象。也称“城市热岛”,城市热岛温度剖面图,（二）城市热岛的形成原因,第一，城市下垫面性质特殊，比郊区获得较多的太阳辐射。城市使用的砖石、沥青、混凝土、硅酸盐建筑材料，深色的屋顶等热容量、导热率高，吸收较多的太阳辐射。但其反射率低。狭窄的街道、墙壁之间的多次反射和吸收，导致太阳辐射能增多。,第二 城市大气的大量污染物覆盖层，吸收和反射长波辐射，减少了热量的散失。,第三 城市中有较多的人为热量来源，特别是在冬季，高纬度地区燃烧大量化石燃料采暖.第四 城市建筑密集，通风

16、不良，不利热量的扩散。第五 城市特殊的地面，植物占面积相对较少，不透水面较大。结论：城市地区的热量比乡村多。,广州市热岛图,（三）影响城市热岛效应的因素,1、城市规模：大城市较为明显，人口密度大、建筑密度大、人为释放热量多的市区易形成高温中心。2、大范围气候：稳定的高压控制下，气压梯度小，微风或无风，无云或少云，有下沉逆温时易产生。,3、时间因素,热岛强度的日变化 中纬度城市在理想状况下，热岛强度很大程度上是一种夜现象，落日后23小时（约21时），此时的热岛强度最大。日出后乡村加热比城市快，热岛逐渐减弱，到次日中午13时左右为最低。热岛强度的周变化：工作日周末城市热岛强度的年变化：冬秋春夏,1

17、、园林植物的遮荫作用(又称减光效应)植物的遮荫是要是通过植物的冠层对太阳辐射的反射，使到达地面的热量有所减少。植物叶片对热效应最明显的红外辐射的反射率可达70%，沥青为4%，鹅卵石为3%。,二、园林植物对城市气温的调节作用,植物群落的复杂程度，植物群落层次越多，所阻挡的太阳辐射也就越多，地面温度下降的越快;,对于单株植物来讲，树冠越大，层次越多，遮挡的太阳辐射也越多，遮荫作用越明显。增加群落的层次性或扩大冠层的幅度等途径来实现。,2、园林植物的蒸腾降温效应（增湿效应）,园林植物通过蒸腾作用降低环境温度，同时释放水分，增加空气湿度（18%25%)，使之产生凉爽效应。,3、改善城市小气候,大片园林

18、绿地能使城区环境趋于冬暖夏凉，有利于空气流动。,4、园林植物的覆盖面积效应,解决城市的温度问题不完全取决于园林植物的覆盖面积，但它的大小却是城市环境改善与否的重要限制因子。在良好绿化的基础上，植物覆盖面积对消除城市热岛效应有着重要的意义：覆盖率越高，气温越低。植物降温效应：夜间白天。,5、园林植物对热岛效应的消除作用,增加园林绿地面积能减少甚至消除热岛效应有人统计，lhm2的绿地，在夏季(典型的天气条件下)，从环境中吸收的热量，相当于189台空调全天工作的制冷效果。如北京市建成区的绿地，每年通过蒸腾作用释放439亿t水分，吸收107396亿J的热量，这在很大程度上缓解了城市的热岛效应，改善了人

19、居环境。,夏季绿地内气温低于绿地外气温，可有效降低日均温和最高温。草坪的降温效果()时间 草坪 广场 街道 07：00 29.3 30.5 31.3 13：30 32.5 34.5 35 17：00 31.3 32.3 33.5 日均温 31 32.4 33.3,墙面绿化对室内温度的影响(OC),地点 7月13日 7月15日 7月16日 最高 最低 日平均 最高 最低 日平均 最高 最低 日平均绿化房间 33.0 30.0 31.0 34.0 31.0 32.8 34.0 30.5 32.0无绿化房间 34.0 30.0 32.0 35.0 32.0 33.5 34.5 31.0 32.8温差

20、 1.0 0 1.0 1.0 1.0 0.7 0.5 0.5 0.8,屋顶绿化的降温效果(OC),时间 8月10日 8月14日 屋顶绿化 对照 降温量 屋顶绿化 对照 降温量7:00 29.0 29.4 0.4 29.0 29.8 0.89:00 29.0 29.8 0.8 29.8 30.0 0.211:00 29.6 30.0 0.4 30.2 31.0 0.813:00 30.0 31.4 1.4 30.4 32.0 1.614:00 30.0 32.0 2.0 30.6 32.2 1.615:00 30.2 32.0 1.8 30.6 32.4 1.816:00 30.2 32.2 2

21、.0 30.6 32.4 1.8,第3单元 园林植物与温度的生态关系,3.1 温度及其变化规律 3.2 温度对园林植物的生态作用 3.3 园林植物对温度的生态适应 3.4 园林植物对城市气温的调节作用 3.5 温度的调控在园林中的应用,一、温度调控与引种 引种是园林中重要的植物来源，丰富园林植物种类的多样性，改善北方城市冬季缺绿的状态。气候相似性（温、光、水等）是引种成功的关键，而温度是最明显的限制因子。“三级跳”的引种驯化，不能超出其潜在的范围。,二、种子的萌发与休眠,易发芽的种子：冷水或温水处理促使其萌发。如，万寿菊，羽叶茑萝。出苗慢的种子：变温处理加快出苗速度。如，珊瑚豆、君子兰。休眠种

22、子：可经低温沙藏和变温处理打破休眠。如，桃、杏、月季、杜鹃。,三、温度调控与园林植物开花,升温能促使部分园林植物开花一些多年生花卉在入冬前放入温室培养，一般都能提前开花，如月季、茉莉、米兰、非洲菊、大丽花、美人蕉、象牙红、文殊兰。正在休眠越冬但花芽已形成的花卉，如牡丹、杜鹃，移入温室，逐渐加温，能提前开花。降温，延长休眠期，可推迟园林植物开花的时间春季开花耐寒的晚花品种，春暖前移入冷室，减少水分，可推迟开花，如蝴蝶兰、芍药。,四、贮藏,低温贮藏花卉保鲜保持种子的萌发力和提高发芽率保持苗木活力,五、防寒,树木：石灰水加盐或石硫合剂将树干涂白；稻草或草绳包扎树干。,六、防暑,室外：于空气流通处设荫棚，上面遮荫，地面喷水；温室内：利用水墙，蒸发降温。,何谓热岛效应？其形成原因是什么？解释温室效应、春化作用和有效积温？温周期现象及其对植物生长的影响？物候的影响因素及其变化规律？植物低温危害和高温危害各有哪些表现？植物对低温和高温适应的方式各有哪些？简述城市热岛的利弊？试述园林植物调节环境温度的机理？,第三章 温度与园林植物 思考题,