園林生態(tài)學(xué)課件第三章-第四章

第三章溫度與園林植物一、溫度的變化規(guī)律（一般）識記：溫度在空間上的變化規(guī)律。溫度在時間上的變化規(guī)律。二、城市溫度條件（次重點）識記：熱島效應(yīng)。逆溫現(xiàn)象。理解：城市熱島效應(yīng)形成的主要原因。城市小環(huán)境溫度特點。三、溫度對園林植物的生態(tài)作用（重點）識記：積溫，有效積溫。理解：溫度對植物生理活動的影響。溫度對植物生長發(fā)育的影響。應(yīng)用：高、低溫對植物的危害及預(yù)防措施。四、園林植物對溫度的適應(yīng)。（次重點）識記：溫周期現(xiàn)象。物候現(xiàn)象。理解：園林植物對極端溫度的適應(yīng)。五、園林植物對氣溫的調(diào)節(jié)作用。理解：植物的熱量平衡。園林植物的降溫作用。第一節(jié)城市溫度環(huán)境一、溫度及其變化規(guī)律1、熱量平衡地面輻射的收入=太陽直接輻射+散射輻射+大氣逆輻射地面輻射支出=地面輻射+地面對太陽輻射的反射2.地表溫度的變化：*溫度隨緯度的增加而逐漸減弱：緯度每增高1℃，年平均溫度下降0.5-0.7℃*溫度隨海拔的增加而下降：海拔每升高1000米，氣溫下降5.5℃*山的坡向影響溫度：在北半球的溫帶地區(qū)，山的西南坡接受的溫度〉南坡〉北坡。（南坡喜暖耐旱植物，北坡更適宜耐陰喜濕植物）*地形影響溫度：封閉谷地和盆地容易形成逆溫現(xiàn)象，產(chǎn)生悶熱天氣。*四季變化：夏季炎熱，晝長夜短，冬季寒冷而晝短夜長*一天變化：最低值在凌晨日出前，中午1-2點為最高值，晝夜溫差隨隨緯度的增加而逐漸減小二、城市溫度條件（一）熱島效應(yīng)氣溫從城市中心向郊區(qū)農(nóng)村遞減，城市氣溫比周圍郊區(qū)高0.5~2.0℃，秋冬季城市的熱島效應(yīng)較強，夏季較小。原因：1、城市下墊面的反射率比郊區(qū)小2、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，吸收熱量多3、城市大氣中的二氧化碳和空氣污染物含量高，形成覆蓋層，對地面長波輻射有強烈的吸收作用，空氣逆輻射大于郊區(qū)，減少了熱量的散失4、城市內(nèi)各種燃燒過程和人類活動產(chǎn)生的熱量高5、建筑物密集，通風(fēng)不良，城市地面不透水面積較大，地面蒸發(fā)量小，植被少，通過水分蒸騰、蒸發(fā)消耗熱量的作用減少（二）城市小環(huán)境溫度變化氣溫：冬季，樓南側(cè)氣溫最高，北側(cè)最低，東側(cè)與西側(cè)居中，夏季，樓西側(cè)氣溫比南側(cè)略高。地溫：樓南側(cè)凍土期比露天對照減少1倍左右，而北側(cè)凍土期比露天對照略長

第二節(jié)溫度對園林植物的生態(tài)作用

任何植物都是在一定的溫度范圍內(nèi)活動，溫度是對植物影響最為明顯的環(huán)境因素之一。一、溫度對植物生理活動的影響光合作用、蒸騰作用，二氧化碳和氧氣在細(xì)胞內(nèi)的溶解度，根系吸收能力

植物正常的生命活動一般是在相對狹窄的溫度范圍內(nèi)進行，大致在零下幾度到50℃左右之間。溫度對植物的作用可分為最低溫度、最適溫度和最高溫度，即植物的三基點溫度。當(dāng)環(huán)境溫度在最低和最適溫度之間時，植物體內(nèi)的生理生化反應(yīng)會隨著溫度的升高而加快，代謝活動加強，從而加快生長發(fā)育速度；當(dāng)溫度高于最適溫度后，參與生理生化反應(yīng)的酶系統(tǒng)受到影響，代謝活動受阻，勢必影響到植物正常的生長發(fā)育。當(dāng)環(huán)境溫度低于最低溫度或高于最高溫度，植物將受到嚴(yán)重危害，甚至死亡。不同植物的三基點溫度是不一樣的，即使是同一植物不同的發(fā)育階段所能忍受的溫度范圍也有很大差異。2．溫度對植物生長發(fā)育的影響及有效積溫法則

溫度與植物發(fā)育的關(guān)系一方面體現(xiàn)在某些植物需要經(jīng)過一個低溫“春化”階段，才能開花結(jié)果，完成生命周期；另一方面反映在有效積溫法則上。有效積溫法則的主要含義是植物在生長發(fā)育過程中，必須從環(huán)境中攝取一定的熱量才能完成某一階段的發(fā)育，而且植物各個發(fā)育階段所需要的總熱量是一個常數(shù)。用公式表示：K=N·(T-T0)

式中，K為該植物所需的有效積溫（常數(shù)），N為發(fā)育歷期即生長發(fā)育所需時間，T為發(fā)育期間的平均溫度，T0為植物發(fā)育起點溫度（植物零度：植物或變溫動物，其發(fā)育都是從某一溫度開始的，而不是從0度開始，植物開始發(fā)育的溫度為發(fā)育起點溫度）。發(fā)育時間N的倒數(shù)為發(fā)育速率。

K=N·(T-T0)（1）T=T0+K/N(2)T=T0+KV(1/N=V)(3)在生產(chǎn)實踐中，有效積溫可作為:預(yù)測植物地理分布北界；合理安排作物和預(yù)測農(nóng)時（不同作物的有效積溫不同：如馬鈴薯的有效積溫為1000-1600度；玉米為2000-4000度；椰子為5000度以上）。三、極端溫度對植物的影響

1.植物對低溫的適應(yīng)

低溫的危害：

溫度低于一定數(shù)值，植物便會受害，這個數(shù)值稱為臨界溫度。在臨界溫度以下，溫度越低植物受害越重。低溫對植物的傷害可分為寒害和凍害等。

寒害:是指溫度在0℃以上對喜溫植物造成的傷害。植物寒害的主要原因有蛋白質(zhì)合成受阻、碳水化合物減少和代謝紊亂等。凍害:是指0℃以下的低溫使植物體內(nèi)（細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞間）形成冰晶而造成的損害。植物在溫度降至冰點以下時，會在細(xì)胞間隙形成冰晶，原生質(zhì)因此而失水破損。極端低溫對動物的致死作用主要是體液的冰凍和結(jié)晶，使原生質(zhì)受到機械損傷、蛋白質(zhì)脫水變性。2、植物對高溫的危害

溫度超過植物適宜溫區(qū)的上限后就會對植物產(chǎn)生有害影響，溫度越高對植物的傷害作用越大。高溫對植物的危害：高溫可減弱光合作用，增強呼吸作用，使植物的這兩個重要過程失調(diào)；破壞植物的水分平衡，促使蛋白質(zhì)凝固、脂類溶解，導(dǎo)致有害代謝產(chǎn)物在體內(nèi)的積累。常見高溫危害有兩類：皮燒和根莖灼傷

四、溫度與植物的地理分布1.有效總積溫：根據(jù)植物有效臨界溫度的天數(shù)的日平均溫度累計計算。2.極端溫度（最高、最低溫度）植物：高溫限制植物分布的原因主要是破壞植物體內(nèi)的代謝過程和光合呼吸平衡；并且植物因得不到必要的低溫刺激而不能完成發(fā)育階段。低溫對植物分布的限制作用更為明顯，對植物來說，決定其水平分布北界和垂直分布上限的主要因素就是低溫。如：蘋果不能在熱帶栽培，由于高溫的限制不能開花結(jié)實；可可、椰子只能在熱帶分布，因為是受低溫的限制；垂直分布：長江流域馬尾松分布在海拔1000-1200米以下，這個界限的上部為黃山松，是因為在海拔1000-1200米是馬尾松的低溫界限，而是黃山松的高溫界限。積溫平均/最冷氣溫植物種赤道帶9000℃平均氣溫≥26℃熱帶植物熱帶≥8000℃最冷氣溫≥15℃熱帶樹種亞熱帶4500~8000℃最冷氣溫0~15℃常綠闊葉林暖溫帶3400~4500℃最冷氣溫-10~0℃落葉闊葉林溫帶1600~3400℃最冷氣溫-30~-10℃針葉樹與落葉闊葉林，草原與荒漠寒溫帶≤1600℃最冷氣溫≤-30℃落葉松林第三節(jié)園林植物對溫度的適應(yīng)

一、園林植物對極端溫度的適應(yīng)1、植物對低溫的適應(yīng)植物對低溫的形態(tài)適應(yīng)：表現(xiàn)在芽及葉片常有油脂類物質(zhì)保護，芽具有鱗片，器官的表面有蠟粉和密毛，樹皮有較發(fā)達(dá)的木栓組織，植株矮小，常呈匍匐、墊狀或蓮座狀；生理適應(yīng)：低溫環(huán)境的植物減少細(xì)胞中的水分和增加細(xì)胞中的糖類、脂肪和色素來降低植物的冰點，增加抗寒能力。如鹿蹄草通過在葉細(xì)胞中大量貯存五碳糖、粘液來降低冰點，可使結(jié)冰溫度下降到-31度。2.對高溫的適應(yīng)a形態(tài)適應(yīng)：有些植物體具有密絨毛或鱗片，能過濾一部分陽光；有些植物體呈白色、銀白色，葉片革質(zhì)發(fā)亮，能反射大部分光線；有些植物葉片垂直排列，或高溫下葉片折疊，減少吸光面積等。b生理適應(yīng)：降低細(xì)胞含水量，增加糖或鹽的濃度，有利于減緩代謝速率和增加原生質(zhì)的抗凝結(jié)力；蒸騰作用避免植物體因過熱受害。二、晝夜變溫與溫周期現(xiàn)象由于地表太陽輻射的周期性變化產(chǎn)生溫度有規(guī)律的晝夜變化,許多植物適應(yīng)了變溫環(huán)境,多數(shù)植物在變溫下比恒溫下生長得更好.植物對溫度晝夜變化節(jié)律的反應(yīng)為溫周期現(xiàn)象。晝夜溫差較大有利于植物的生長和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。也有些植物不少溫周期的影響。1.植物的溫周期現(xiàn)象主要表現(xiàn)：（1）種子萌發(fā)大多數(shù)植物在變溫下發(fā)芽較好。如毛冬青在變溫20-30度發(fā)芽率為70-80%，恒溫條件25度發(fā)芽率為20-30%（因為降溫后，增加了氧氣在細(xì)胞中的溶解度；溫度交替提高細(xì)胞膜的透性，促進萌發(fā)。）（2）生長期植物生長往往要求溫度因子有規(guī)律的晝夜變化的配合.溫度條件番茄莖的日生長量/mm晝夜26.5度23.1晝夜19度19.5白天20度，夜間26.5度19.4白天26.5度，夜間20度26.1-35.0（3）變溫與干物質(zhì)積累變溫對于植物體內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)移和積累具有良好的作用.晝夜溫差越大，植物產(chǎn)量越高，質(zhì)量越好。因為白天適當(dāng)高溫有利于光合作用，夜間適當(dāng)?shù)蜏厥购粑饔脺p弱，光合產(chǎn)物消耗減少，凈積累增多。如燕麥地晝夜溫度都是20度，每日因同化作用而積累的碳水化合物為300公斤，因呼吸作用而失去的為175公斤，純增125公斤；若夜溫降到10度，因呼吸作用損失132公斤，純增168公斤。紅杉，晝夜溫差不大的地方郁金香：晝夜溫差大的地方，荷蘭三、季節(jié)變溫與物候現(xiàn)象物候是指植物長期適應(yīng)于一年中溫度的節(jié)律性變化，形成的與此相適應(yīng)的發(fā)育節(jié)律。例如大多數(shù)植物春天發(fā)芽，夏季開花，秋天結(jié)實，冬季休眠。物侯學(xué):研究植物的季節(jié)性節(jié)律變化與環(huán)境季節(jié)變化關(guān)系的科學(xué).市區(qū)物候期比郊區(qū)要早，春天來的早，秋天去的遲“竹外桃花三兩枝，春江水暖鴨先知?！薄包S梅時節(jié)家家雨，青草池塘處處蛙?！薄帮S颯西風(fēng)滿院栽，蕊寒香冷蝶難來?！薄傲⒍Q豆小雪麥，一生一世趕勿著”“十月種油，不夠老婆搽頭”，

生長期：從葉芽萌動到落葉為止的這段時期，稱為生長期或生長日數(shù)。生長季：一年中適于樹木生長的時期。近于無霜期。第四節(jié)、植物對氣溫的調(diào)節(jié)作用一、植物的熱量平衡收入：接收太陽輻射支出：植物體熱輻射、蒸騰二、城市植物的降溫作用1、樹冠遮擋陽光，植物葉片對陽光的反射率高，減少日光直接輻射量所致：樹冠大小，枝葉密度、葉片質(zhì)地2、植物覆蓋降低了被覆蓋物體的溫度，也減少覆蓋物體對周圍環(huán)境的熱輻射3、蒸騰消耗大量熱量4、大面積園林綠地可形成局部微風(fēng)：園林面積植物覆蓋減少城市熱島效應(yīng)第四章水與園林植物一、城市水環(huán)境（一般）了解：水分循環(huán)，水體污染與地表降水，干島效應(yīng)，水體富營養(yǎng)化，赤潮。理解：城市水環(huán)境的特點，水體污染的類型及產(chǎn)生的原因。二、水對園林植物的生態(tài)作用（次重點）理解：植物體內(nèi)水分平衡，水對植物生長發(fā)育的影響。三、園林植物對水分的適應(yīng)（次重點）識記：水生植物類型及特點。陸生植物的類型及特點。四、園林植物對水分的調(diào)節(jié)作用（重點）理解：園林植物增加空氣濕度的原因，植物凈化水體的途徑。應(yīng)用：園林植物涵養(yǎng)水源、保持水土效益的途徑和作用機理。第一節(jié)、城市水環(huán)境一、陸地上的水分分布1、水分循環(huán)：水分大循環(huán)和水分小循環(huán)，平均年蒸發(fā)量和降水量相當(dāng)，為1100mm。2、地表降水：降雨、降雪、霧和露水降水量：夏季>春季>冬季自西向東，隨著距離海洋越遠(yuǎn)，降水量相應(yīng)減少。迎濕熱風(fēng)的山體一側(cè)，降水量大，背風(fēng)一側(cè)降水少。城市降水的特點：市區(qū)>郊區(qū)城市的降水強度和頻度高于郊區(qū)二、城市水環(huán)境1、水污染嚴(yán)重，水質(zhì)惡化水體富營養(yǎng)化、有毒物質(zhì)的污染、熱污染2、城市水資源短缺3、城市降雨量高市區(qū)>郊區(qū)；城市的降水強度和頻度高于郊區(qū)4、城市徑流量增加5、城市的空氣濕度低、云霧多一.水是植物生存的重要條件：（1）水是任何植物體的重要組成部分。各種植物的含水量有很大的不同。植物體的含水量一般為60~80%，有些水生植物可達(dá)90%以上，而在干旱環(huán)境中生長的地衣、卷柏和有些苔蘚植物僅含6%左右。

（2）水是生命活動的基礎(chǔ)。植物的新陳代謝是以水為介質(zhì)進行的，植物體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的運輸、廢物的排除、激素的傳遞以及生命賴以存在的各種植物化學(xué)過程，都必須在水溶液中才能進行，而所有物質(zhì)也都必須以溶解狀態(tài)才能進出細(xì)胞。（3）水對穩(wěn)定環(huán)境溫度有重要意義。水的密度在4℃時最大，這一特性使任何水體都不會同時凍結(jié)，而且結(jié)冰過程總是從上到下進行。水的熱容量很大，吸熱和放熱過程緩慢，因此水體溫度不象大氣溫度那樣變化劇烈。（4）水是光合作用的原料（5）水使植物保持一定的狀態(tài)第二節(jié)水對植物的生態(tài)作用二、植物體的水分平衡吸收的水分（根吸收）=消耗的水分（葉蒸騰）根系吸水的動力：根壓、蒸騰拉力水分充足，氣孔開張，水分和空氣暢通；干旱缺水，氣孔關(guān)閉，減少水分消耗。蒸騰量：落葉闊葉樹>常綠闊葉樹>針葉樹植物吸水量和蒸騰量：低溫<高溫區(qū)、季節(jié)三、水對植物生長發(fā)育的影響水對植物生長發(fā)育的影響：水分對植物生長有最低、最適和最高值3基點。降水量大，植物生長量大四、水分與植物分布干燥度水分狀況自然植被≤0.99濕潤森林1~1.49半濕潤森林草原1.50~3.99半干旱草甸、草原、荒漠草原≥4.0干旱荒漠五、旱澇對植物的危害及抗性a、旱害對植物的抗性干旱時，光合作用下降，呼吸作用增強，植物體內(nèi)的水分重新分配，減少光合作用的有效葉面積，胚胎狀態(tài)的組織和器官受害最重，樹木的嫩枝、根部的延伸、粗生長及果實的發(fā)育受到抑制。土壤干旱比大氣干旱嚴(yán)重B澇害對植物的抗性

土壤積水或土壤過濕造成植物的傷害為澇害

水分過多，土壤空氣減少，土壤缺氧。植物根系吸收作用減弱，引起根系窒息死亡。第三節(jié)園林植物對水分的適應(yīng)根據(jù)植物對水分的需求量和依賴程度，通常把植物劃分為水生植物和陸生植物。

一、水生植物：是所有生活在水中的植物總稱。水體環(huán)境：弱光、缺氧、粘性高、密度大、溫度變化平緩，以及能溶解各種無機鹽類。水生植物特點：a.發(fā)達(dá)的通氣組織，以保證各器官組織對氧的需要。根、莖、葉形成連貫的通氣組織，以保證植物體各部分對氧氣的需要。

如荷花從葉片氣孔進入的空氣，通過葉柄、莖進入地下莖和根部的氣室，形成了一個完整的通氣組織。

又如金魚藻，屬于封閉式的通氣組織，該系統(tǒng)不與大氣直接相通，系統(tǒng)內(nèi)可以儲存由呼吸作用釋放的二氧化碳，供光合作用的需要，而光合作用釋放的氧氣又被呼吸作用所利用。b.機械組織不發(fā)達(dá)甚至脫化增強植物的彈性和抗扭曲的能力，適應(yīng)水體流動。c.水下葉片很薄，且多分裂成帶狀、線狀

水生植物的水下葉片很薄，且多分裂成帶狀、線狀，以增加吸收陽光、無機鹽和CO2的面積。水生植物類型水生植物根據(jù)生長環(huán)境水的深淺又可分成：沉水植物：整株植物沉沒在水下，根退化或消失?；ㄐ?，花期短，以觀葉為主。如金魚藻、黑藻、眼子菜、苦草、菹草等

。

浮水植物：如浮萍、睡蓮。生長在淺水區(qū)，葉片浮在水面，形狀多為扁平，機械組織不發(fā)達(dá)。葉表面有氣孔，分為扎根的浮水植物如睡蓮，根系或地下莖固定在泥土里，根部所需要的氧氣由葉片的氣孔經(jīng)由外界提供，葉柄會隨水的深度而伸長；和不扎根的浮水植物，如浮萍，植物根系并沒有固定于泥土中，而是沉于水中，植物體則飄浮在水面，某些還具有特化的氣囊以利于飄浮。挺水植物：生長在淺水區(qū)，植株高大，花色艷麗，絕大多數(shù)有莖、葉之分；直立挺拔，下部或基部沉于水中，根或地莖扎入泥中生長發(fā)育，上部莖葉挺出水面。如荷花、蘆葦、千屈菜、菖蒲、黃菖蒲、水蔥、再力花、梭魚草、花葉蘆竹、香蒲、澤瀉、旱傘草等。二、陸生植物生長在陸地上的植物統(tǒng)稱陸生植物，對水分的需要量及耐旱程度可分為濕生、中生和旱生植物。①濕生植物：

不能長時間忍受缺水，抗旱能力差，多生長在水邊或潮濕的環(huán)境中。如水稻、秋海棠、水松、水杉，池杉。②中生植物：

適于生長在水分條件適中的環(huán)境中，形態(tài)結(jié)構(gòu)及適應(yīng)性介于濕生植物與旱生植物之間，種類最多、分布最光和數(shù)量最大的陸生植物。油松、月季、茉莉等③旱生植物：

生長在干旱環(huán)境中，能忍受較長時間的干旱，且能維護水分平衡和正常的生長發(fā)育。主要分布在干熱草原和荒漠地區(qū)。其對干旱環(huán)境的適應(yīng)表現(xiàn)在根系發(fā)達(dá)、葉面積很小、發(fā)達(dá)的貯水組織以及高滲透壓的原生質(zhì)等。a.形態(tài)適應(yīng)：（a）發(fā)達(dá)的根系：如沙漠地區(qū)的駱駝刺地面部分只有幾公分，而地下部分可深達(dá)15米，擴展范圍623m2，可更多吸收水分。（b）葉面積很小葉片化成刺狀、針狀或鱗片狀，且氣孔下陷。如仙人掌科：葉片化成刺狀（c）發(fā)達(dá)的儲水組織這類植物能夠貯備大量水分，適應(yīng)干旱條件下的生活。如南美的瓶子樹：可儲水4噸以上。它的樹干兩頭細(xì)中間粗，最粗的地方直徑達(dá)5米，紡錘樹的上端有少數(shù)生葉子的枝條。遠(yuǎn)遠(yuǎn)看去，這種樹又象一個插著