溫度與園林植物1課件

第三章溫度與園林植物氣溫與生活海灘：炎熱夏季的好去所沙漠中的房屋冬季流行的飲食：火鍋閩北受凍害的蕃木瓜一、溫度的變化規(guī)律赤道輻射強度最大，溫度最高。高緯度地區(qū)，溫度低。兩極地區(qū)的太陽輻射僅為赤道的40％，溫度最低。如從赤道到北極可劃分出：熱帶、亞熱帶、暖溫帶、溫帶、寒溫帶和寒帶。高海拔地區(qū)，太陽輻射較強，但由于風(fēng)的作用，熱散失快，所以溫度較低。我國東西走向的山系(天山、秦嶺、陰山、南嶺等)對季風(fēng)有特殊的作用，它們在冬季可消弱冷空氣的南侵，夏季又阻礙暖濕氣流的北上。

陸地吸熱和散熱均較快，溫度變化大（年、晝夜）

海洋吸熱和散熱均較慢，溫度變化?。?、晝夜）

（二）溫度的變化1.地球上溫度的變化幅度水溫：海洋，大洋海水-2.5~36℃，潮間帶-2.0~45℃，淡水0~40-45℃陸地：南極最低-89.6℃，沙漠最高60℃，沙漠土壤表面80℃2.時間變化（1）晝夜：海洋水溫晝夜變幅<4℃；大陸氣溫一般約17℃，沙漠40℃，高海拔地區(qū)變化大；土壤表面變幅最大，35~100cm以下無變化。（2）季節(jié)

海洋：赤道變化大；溫帶變化中等，10~15℃；兩極變化小，<=5℃；深層無變化，穩(wěn)定于-0.5~4℃。陸地：熱帶雨林變化幅度?。?4-28℃）相差4℃；溫寒帶變幅較大，如西藏-37~40℃，相差77℃；土壤表面變化最大，一般>100℃，30米以下的土壤無季節(jié)性變化。

熱帶亞熱帶溫帶亞寒帶寒帶氣溫指標(biāo)

氣溫變化

氣候類型

最冷月＞15℃最冷月0-15℃最冷月＜0℃

最熱月～10℃最熱月＜5℃終年高溫冬溫夏熱冬冷夏熱冬寒夏涼終年嚴(yán)冬雨林氣候草原氣候沙漠氣候季風(fēng)氣候季風(fēng)和季風(fēng)性濕潤氣候、地中海氣候季風(fēng)氣候大陸性氣候、海洋性氣候大陸性氣候極地氣候（苔原和冰原）以“溫”定帶（三）逆溫效應(yīng)通常情況下9~10千米以下的低層大氣中，空氣的溫度隨高度增加而逐漸降低，高山頂上的空氣要比高山腳下的冷。氣溫的垂直分布是下層氣溫高，上層氣溫低。有時候，低層空氣也會出現(xiàn)與此相反的情形，即下層氣溫低，上層氣溫高。這種氣溫隨高度遞增的現(xiàn)象在氣象學(xué)上稱為逆溫，出現(xiàn)逆溫的大氣有一定的厚度，這層大氣稱為逆溫層。

A輻射逆溫:晴朗無云或少云的夜間（尤其冬季），地面輻射降溫?？諝馄搅?。當(dāng)暖空氣移動到冷的地面或水面上，會發(fā)生接觸冷卻的作用。B平流逆溫C鋒面逆溫D下沉逆溫鋒面因素產(chǎn)生的逆溫。逆溫形成的因素很多，根據(jù)其成因可分為輻射逆溫、平流逆溫、下沉逆溫和鋒面逆溫等。E.湍流逆溫常見的是輻射逆溫和平流逆溫。例如：輻射逆溫常發(fā)生在晴朗無云或少云的夜間，地面不斷向外放出輻射能量而冷卻，貼近地面的空氣層也隨之降溫。由于愈靠近地面的空氣受到地表的影響愈大，所以離地面愈近降溫愈多，離地面愈遠(yuǎn)降溫愈少。從而形成了自地面向上，氣溫隨高度增加而升高的逆溫現(xiàn)象。這種輻射逆溫的厚度一般在幾十米到幾百米，大陸上常年都可出現(xiàn)，以冬季最強。日出后，地面的溫度漸漸上升，逆溫層也將消失

例：形成沙塵暴的條件主要是干旱、大風(fēng)、較旺盛的上升流，若大氣對流層中出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象，可抑制沙塵暴。讀圖回答：1．若E處的高度為1000米，氣溫為－10℃，要抑制（）沙塵暴的發(fā)生，F(xiàn)地的氣溫至少應(yīng)降到 A．16℃B．－6℃C．4℃ D．－4℃2．右側(cè)是F地某日氣溫變化曲線圖，該地最有可能出現(xiàn)沙塵暴的時段是（）A．①時段 B．②時段 C．③時段 D．④時段DC二、溫度的生態(tài)作用任何生物都是在一定的溫度范圍內(nèi)活動，溫度是對生物影響最為明顯的環(huán)境因素之一。（一）溫度因子的生態(tài)作用

1．溫度對生物生長的影響維持生命的溫度范圍從—5~55℃，但在5~40℃間才能正常生長和具有繁殖能力。變溫對種子萌發(fā)有利。植物種子只有在一定溫度條件下才能萌發(fā)。多數(shù)植物在0~35℃的溫度范圍內(nèi)，溫度上升生長加速春化作用，有些植物，成花前需低溫誘導(dǎo)，通過春化作用植物才能開花。不同植物生長要求的溫度有異，熱帶樹種高于溫帶樹種。

2．溫度對生物發(fā)育的影響及有效積溫法則

溫度與生物發(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為該生物所需的有效積溫（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為生物發(fā)育起點溫度（生物零度：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，生物開始發(fā)育的溫度為發(fā)育起點溫度）。

3溫周期現(xiàn)象（1）溫周期在自然界溫度經(jīng)常呈現(xiàn)規(guī)律性變化：即晝夜變化、季節(jié)變化和非節(jié)律性變化。（2）溫周期現(xiàn)象

植物對溫度晝夜變化和季節(jié)變化的反應(yīng)----稱溫周期現(xiàn)象。日溫周期現(xiàn)象是指植物對晝夜溫差的反應(yīng)。季溫周期現(xiàn)象是指植物對季節(jié)變溫的反應(yīng)。晝夜變溫指一天內(nèi)溫度的晝夜變化，它對植物生長、發(fā)育和產(chǎn)品質(zhì)量影響很大。一定范圍內(nèi)，晝夜溫差較大，對植物生長、品質(zhì)影響良好。在植物適宜的溫度范圍內(nèi)，晝夜溫差愈大，生長量愈大。恒溫的生長量最低。白天適當(dāng)高溫有利于光合作用，夜間適當(dāng)?shù)蜏囟仁购粑饔脺p弱，從而使積累增加。（3）物候季節(jié)明顯地區(qū)，植物適應(yīng)于氣候條件的這種節(jié)律性變化，形成與此相應(yīng)的植物發(fā)育節(jié)律，稱為物候。植物發(fā)芽、生長、現(xiàn)蕾、開花、結(jié)實、果實成熟、落葉休眠等生長、發(fā)育階段的開始和結(jié)束稱為物候期。物候期受緯度、經(jīng)度和海拔高度的影響霍普金斯物候定律----北美洲溫帶，每向北移動緯度1°，或向東移動經(jīng)度5°，或上升124m，植物在春天和初夏的階段發(fā)育（物候期），將各延遲4天；秋天恰好相反，即向北移動1°，或向東移度5°，或向上124m都要提早4天。物候觀測和研究在預(yù)報氣候、農(nóng)時、蟲害、火災(zāi)、經(jīng)濟植物產(chǎn)量和品質(zhì)等方面有很大實踐意義．4非節(jié)律性變溫非節(jié)律性變溫(如早春和晚秋寒流南下，夏季局部地區(qū)溫度突然升高)。春秋兩季寒流侵襲，常使溫度劇降，夏季午間持續(xù)高溫，都會嚴(yán)重危害幼苗、幼樹及外域樹種的生存。三、極端溫度1、七月份世界最熱地方在北緯20~30度的大陸沙漠地區(qū)太陽直射緯度附近——得到太陽輻射多沙漠少云雨，削弱作用少沙漠吸收快，增溫迅速

世界極端氣溫出現(xiàn)的地點及原因

2、南極洲成為世界寒冷中心

緯度高，得到太陽輻射少地面為冰雪覆蓋，發(fā)射大海拔高，大氣保溫作用弱風(fēng)速大，加據(jù)寒冷程度我國一月最低氣溫出現(xiàn)在漠河的原因緯度高，太陽高度角小且白晝短得到太陽輻射少離冬季風(fēng)源地近影響強我國夏季最高氣溫出現(xiàn)在吐魯番盆地的原因為盆地地形，且天氣晴朗，云量少，得到太陽輻射多四、生物對溫度的適應(yīng)低溫的危害

溫度低于一定數(shù)值，生物便會受害，這個數(shù)值稱為臨界溫度。在臨界溫度以下，溫度越低生物受害越重。低溫對生物的傷害可分為寒害和凍害兩種。

（一）生物對低溫度的適應(yīng)

寒害:是指溫度在0℃以上對喜溫生物造成的傷害。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℃以下的低溫使生物體內(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。低溫危害①寒害：又稱冷害，指氣溫降至0℃以上植物所受到的傷害。②凍害：溫度降低到冰點以下，植物組織發(fā)生冰凍而引起的傷害稱凍害。③霜害：由于霜的出現(xiàn)而使植物受害，原理類似凍害。④凍拔：又稱凍舉，氣溫下降，引起土壤結(jié)冰，是間接的低溫危害。冰凍的茶樹受寒害的荔枝

⑤凍裂：多發(fā)生在日夜溫差大的西南坡上的林木。下午太陽直射樹干，入夜氣溫迅速下降，由于干材導(dǎo)熱慢，造成樹干西南側(cè)內(nèi)熱脹、外冷縮的弦向拉力，使樹干縱向開裂。

⑥生理干旱：冬季或早春土壤凍結(jié)時，樹木根系不活動。這時如果氣溫過暖，地上部分進行蒸騰，不斷失水，而根系又不能吸水加以補充，時間長了就會引起枝葉干枯和死亡。

植物對低溫的適應(yīng)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)達的木栓組織，植株矮小，常呈匍匐、墊狀或蓮座狀；北極罌粟花

葎草生理適應(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。行為適應(yīng)：休眠來增加抗寒能力。鹿蹄草動物對低溫的適應(yīng)

形態(tài)結(jié)構(gòu)：

（1）貝格曼（Bergman）規(guī)律：生活在高緯度地區(qū)的恒溫動物，其身體往往比生活在低緯度地區(qū)的同類個體大。因為個體大的動物，其單位體重散熱量相對較少。

（2）阿倫規(guī)律（Allen）：恒溫動物身體的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低溫環(huán)境下有變小變短的趨勢。北極狐赤狐大耳狐北極的北極狐、溫帶的赤狐、熱帶大耳狐（3）在寒冷地區(qū)和寒冷季節(jié)增加毛或羽毛的數(shù)量和質(zhì)量或增加皮下脂肪的厚度，從而提高身體的隔熱性能。 生理適應(yīng)：增加體內(nèi)產(chǎn)熱量來增強御寒能力和保持恒定的體溫；在低溫環(huán)境下減少身體散熱的另一種適應(yīng)為大大降低身體終端部位的溫度，而身體中央的溫暖血液很少流到這些部位（如生活在冰天雪地的北極灰狼，其腳爪可保持在接近冰點的溫度；站立在冰面的鷗，其腳掌的溫度為0-5度，溫度自下而上逐漸升高，到達生有羽毛的脛部為32度，而鷗的體溫38-41度）。

行為適應(yīng)：休眠（抗寒）和遷徙（避寒）動物對低溫的適應(yīng)

高溫的危害 溫度超過生物適宜溫區(qū)的上限后就會對生物產(chǎn)生有害影響，溫度越高對生物的傷害作用越大。（二）生物對高溫的適應(yīng)

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。大多數(shù)高等植物的最高點溫度是35～40℃，只比最適點溫度略高。溫度達到45℃以上，植物就會死亡。高溫危害主要是皮燒和根頸灼傷。①皮燒：強烈的太陽輻射，使樹木形成層和樹皮組織局部死亡。多發(fā)生于樹皮光滑樹種的成年樹木上

②根頸灼傷土表溫度增高，灼傷幼苗根莖。松柏科幼苗當(dāng)土表溫度達40℃就要受害。夏季中午強烈的太陽輻射，常使苗床或采伐跡地土表溫度達45℃以上，而造成這種危害。灼傷使根頸處產(chǎn)生寬幾毫米的縊縮環(huán)帶，因高溫殺死了輸導(dǎo)組織和形成層而致死。植物對高溫的適應(yīng)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。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。高溫對動物的危害：主要是破壞酶的活性，使蛋白質(zhì)凝固變性，造成缺氧、排泄功能失調(diào)和神經(jīng)系統(tǒng)麻痹等。動物對高溫的適應(yīng)：夏眠，穴居，晝伏夜出。（三）溫度與生物的地理分布影響生物地理分布的因素：

有效總積溫，極端溫度（最高、最低溫度）

高溫限制生物分布的原因主要是破壞生物體內(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。低溫對生物分布的限制作用更為明顯，對植物和變溫動物來說，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，又是黃山松的高溫界限。五、園林植物對氣溫的調(diào)節(jié)作用常用行道樹遮蔭降溫效果比較（據(jù)吳翼1963年，單位℃）樹種陽光下溫度樹蔭下溫度溫差銀杏40.235.34.9刺槐40.035.54.5楓楊40.436.04.4懸鈴木40.035.74.3白榆41.337.24.1合歡40.536.63.9加楊39.435.83.6臭椿40.336.83.5小葉楊40.336.83.5構(gòu)樹40.437.03.4楝樹40.236.83.4梧桐41.137.93.2旱柳38.2