《园林植物与温度》PPT课件.ppt

2 2园林植物与温度 2 2 2温度与园林植物的生态关系 一 园林植物生产常用的温度指标 植物的生活受一定温度范围的影响 我们将影响植物各种生理活动及生长发育的温度称为生物学温度 通常用三个基点温度 即温度三基点 表示 即生物学最低温度 生物学最适温度和生物学最高温度 生物学最低温度是植物生理活动的下限温度 又称为生物学零度 生物学最适温度是植物生理活动过程中最旺盛 最适宜的温度 在这个温度下 植物不仅生长快 而且生长很健壮 不徒长 生物学最高温度是植物生理活动过程中能忍受的最高温度 植物不同发育时期的三基点温度不同原产地不同的植物的三基点温度也不相同 1 生物学温度 三基点温度 作物的每一个生命过程均有三个基点温度 即最适温度 最低温度和最高温度 在最适温度下 作物生长发育迅速而良好 在最低和最高温度下停止生长发育 如果温度继续降低或升高 就发生不同程度的危害直到致死 2 界限温度 界限温度是指对于多数植物使用 能标志某些重要物候现象或种植业生产活动开始 终止或转折点的温度 一般界限温度取日平均温度0 5 10 15 20 这些温度的起止日期和持续天数在林业生产上有重要意义 0 春季 表示土壤解冻 积雪融化 田间作业的开始 秋季 表示土壤冻结和园林绿化作业的停止0 以上持续期为温暖期 以下问寒冷期 在温带地区 春季或秋季日平均气温稳定通过5 的日期 表示大多数林木开始生长或停止生长的界限 5 以上持续期为生长期10 以上持续期为温带树种的活跃生长期15 以上持续期为暖温带树种的活跃生长期20 以上持续期为热带 亚热带树种的活跃生长期 3 积温 积温是指植物完成其生活周期或完成某一生长发育阶段所需的一定温度总量 可分为活动积温和有效积温 活动积温 有效积温 活动积温是指植物生长期或某发育阶段内高于或者等于生物学下限温度的日平均温度的总和 表示为某一时期内等于或高于生物学最低温度的日平均温度与该时期天数的乘积 即 A TN T为当地某一阶段的日平均温度 N为某一阶段的天数 有效积温是某植物生长期或某发育阶段的日平均气温减去生物学下限温度的差之和 即K T T0 N K为有效积温 T0为生物学下限温度 T和N同上 不同植物要求不同的积温总量 如柑橘整个生长发育周期需要大于10 的有效积温4000 5000 紫丁香开花需要有效积温202 根据积温多少可确定某作物在某地能否正常成熟 为引种和品种推广提供了依据 引种时 要考虑引种区的积温条件才能取得成功 此外 还可以为确定各地种植制度提供依据 并可用积温做为指标之一 划出区界 做出区划 此外 在杂交育种 制种工作中 利用积温来推算适宜播种期 以达到父母本花期相遇 二 温度的生态作用 1 温度对植物生理活动的生态作用植物的各种生理活动只能在一定温度范围内才能顺利进行 温度对植物的生理活动的生态作用主要体现在生物学最低温度 最适温度和最高温度三个基点温度上 在最低温度和最适温度范围内 温度升高 生理生化反应加快 温度降低 生理过程减慢 当温度低于或高于植物能忍受的温度范围时 生理活动就停止 甚至死亡 不同树种 不同发育期和不同生理过程以及不同的环境条件对于温度三基点的要求是不同的 1 温度对植物光合作用和呼吸作用的影响植物呼吸作用的最适温度和最高温度均比光合作用的高 在光合作用的最高温度时 树木的光合作用已基本停止 而呼吸作用仍在旺盛进行 此时不仅不能积累有机物质 而且还能消耗已贮藏的有机物质 因此 长期的高温 有时会导致植物因 饥饿 而死亡 2 温度对树木的蒸腾作用的影响第一 温度的变化影响空气湿度 饱和差 从而影响树木的蒸腾作用 第二 温度的变化能直接影响叶片温度和气孔的开闭 并能使角质层蒸腾和气孔蒸腾的比例发生变化 温度越高 角质蒸腾的比例越大 在一定范围内 蒸腾作用随温度的升高而加强 温度升高到一定程度 蒸腾作用达到最强 蒸腾过大而树木吸水没有相应提高时 则产生萎蔫甚至死亡 温带树种的三基点温度 各地树种光合作用的最适温度 2 温度与植物的生长发育 1 温度与植物根系生长温度直接影响地下部分根系的生长及其对水分 矿物质的吸收 因为土壤降低时能增加水分的黏度 从而降低了水分及溶质进入根细胞的速度 并妨碍它们在体内的运转 喜温树种比耐寒树种受低温影响更为显著 但过高的土温能使根系过早成熟并木栓化 减少了吸收的总面积 高温还会破坏根细胞内酶的活性 破坏根的正常代谢过程 从而影响根的吸收能力 土温稍低于气温对植物吸水 吸肥最有利 因为根系生长温度比地上部分生长温度低 除了土壤过分干燥和冻结外 树木根系几乎全年都能生长 所以北方在土壤冻结前 春季土壤解冻后造林 南方冬季造林 都是利用了根系继续生长的这个有利因素 2 温度与种子萌发适宜的温度条件有利于促进酶的活性 加速种子的生理生化反应 从而加速种子发芽生长 不同树种种子发芽的最适温度不同 一般温带树种的种子发芽的最低温度为0 5 最高温度为35 40 最是温度为25 30 有一些温带和寒温带树木的种子和越冬芽 必须经过一段低温时期 才能顺利萌发 有些种皮较厚的种子 可以在期生境中自然萌发 但将种子放在恒定的最适宜温度的培养箱中 种子反而不萌发或萌发率较低 如设定为变温 则种子萌发率提高很多 有些需光萌发的种子受到变温处理后 在黑暗中的也能萌发变温能提高种子的萌发率 主要是由于降温后 可以增加氧在细胞中的溶解率 从而改善了萌发的通气条件以及提高了细胞膜的透性 3 温度与植物生长期和生长量树木在一年中 从树液流动开始到落叶为止的日数 称为树木的生长期 生长期的长短随树种和地区温度条件而异 一般南方树种的生长期都比北方树种的长 特别是湿润的热带 树木全年都能生长 一般树木在0 35 范围内 温度越高 树木生长越快 因为温度上升 酶的活性增强 细胞膜透性增大 树木对生长所必须的水分 CO2 盐类的吸收增多 光合强度提高 从而促进细胞的分裂和伸长 加速了树木的生长 温度四季明显的变化 导致植物四季生长不均等 有的季节生长迅速 有的季节生长缓慢或停止 植物在外部形态和内部生理生化方面也表现明显季节变化 常绿植物和落叶植物的形成 乔木树干的粗生长的强弱不同 木质部细胞大小有别而形成年轮线 都与四季温度变化有密切联系 净初级生产力 NNP 是指生态系统内单位时间单位面积植物的净生产量 总生产量减去呼吸消耗部分 从热带到极地 随着温度的下降 植物生产力逐渐下降 同样 随着海拔的升高 平均温度下降 不同植被带的生产力也下降 4 温度与植物开花结实一般来说 温度越高 树木发育越快 果实成熟越早 多数树种开花结实阶段时的最适温度比生长期最适温度高 此时若遇低温易受严重危害 植物冬季遇到气温偏高 便以延长休眠期来弥补低温的不足 如从寒冷地区引种到南方的植物 由于南方冬季气温偏高 一般休眠期普遍延长 如果冬季气温过高 不能满足完成休眠所需冷量 便不能正常萌芽 出现萌芽不整齐 生长衰弱等现象 经过春化处理的植物 则花诱导加速 成熟 延长春化时间或适当降低春化温度可缩短植物达到开花的天数或提高开花率 对果实及种子品质的影响昼夜温差大对植物的生产和产品品质有良好影响温度对一些植物的花色有影响 3 极端温度对植物的影响 1 极端低温对园林植物的伤害及预防 霜害A 霜害与霜冻概念霜冻是指春秋季节植物生长季节里 由于土壤 植物体表面以及近地面气层的温度骤然降低到0 以下 致使植物受害 甚至死亡的现象 出现霜冻时 如果空气中水汽饱和 植物表面有霜 如果空气中水汽未达饱和 这种霜冻称 黑霜冻 由于霜冻的出现而造成的植物伤害称霜害 是通过破坏原生质膜和使蛋白质失活与变性而造成 B 霜冻的种类按霜冻发生的季节分类 早霜冻 秋季 和晚霜冻 春季 按霜冻形成的原因分类 平流霜冻 大规模强冷空气侵袭而形成的霜冻 辐射霜冻 寒冷 晴朗 无风或微风的夜晚 地面或植物表面辐射冷却而形成的 平流辐射霜冻 混合霜冻 冷空气入侵和夜间辐射冷却共同作用 C 影响霜冻的因素天气条件 地面为冷高压控制 天空中无云或少云 空气湿度小地形地势影响 洼地 盆地 山谷等地形 由于冷空气易于积聚而不易分散 所以霜冻较重 持续时间较长 从山的部位看 山脚霜冻最重 山坡中段最轻 山顶只有轻的平流霜冻 下垫面的影响 干燥而疏松的砂土上 霜冻的发生比在潮湿而仅是的黏土上较为频繁 强度也较大 主要是由于他们的热容量和导热率不同所致 D 霜冻的危害 低温引起的伤害 0 以下的低温可使细胞之间的水分形成冰晶 它们不断地从邻近细胞中夺取水分并冻结 冰晶逐渐增大 使细胞受到机械压缩 同时也导致原生质的胶体物质凝固 使细胞变性和细胞壁破裂 最终导致植物死亡 E 霜冻防御措施 合理的栽培管理技术措施 因地制宜 改良品种 培育抗寒性能强的苗木品种 冬前增施磷钾肥 增强苗木的抗寒能力 营造防护林物理方法 应急措施 熏烟法 灌水法 覆盖法 寒害 冷害 在植物生长季节里 温度降低到植物当时所处生长发育阶段的生物学最低温度以下 高于0 使植物生理活动受到阻碍或植物某些组织受到危害的想象 冻害 指在严寒季节 越冬作物和果树等 因为气温过低 低于0 使根系 茎秆和枝条等被冻坏 以致死亡的现象 冻拔 或冻举 土壤冻结时 因体积膨胀把苗木连同土壤抬起 解冻时土壤下陷 使苗木根系暴露在地面而死亡 像被人拔出来似的 称为冻拔或冻举 冻裂在北方的冬季 树干的南面尤其是西南 白天接受太阳直接辐射 吸收热量多 树干温度高 夜间降温迅速 树干外部冷却收缩快 而由于木材导热慢 树干内部仍保持较高温度 收缩小 结果使树干纵向开裂 这种现象称为树干冻裂 北方称 破肚子 通常幼树多 老树少 阔叶树多 针叶树少 一般用石灰水加盐对树干进行涂白 降低树干昼夜温差 即可减少树干冻裂 生理干旱春季天气回暖 地上部分开始活动 而土壤尚未化冻 林木根系很难从土壤中吸收水分 但地上部分继续蒸腾 持续一定时间 就会造成植株失水干枯甚至死亡 称为生理干旱 2 极端高温对植物的伤害及预防 根茎灼烧又称干灼 是指当幼嫩苗木的根茎部位与高温表土相接触时 苗木根际部的疏导组织和形成层即被灼伤 严重时导致苗木死亡的现象 土表上下2mm之间 树皮灼烧又称皮烧 是由于树木受强烈的太阳辐射 使温度增高而引起枝干形成层和韧皮组织坏死的想象 受害树皮呈现斑点状的死亡 爆皮或片状剥落 轻的伤口给病菌侵入创造条件 重的树叶干枯凋落 也会造成植株的死亡 4 温度与植物的分布 温度影响植物分布主要表现在 第一 植物只能在各自所适应的温度变幅内生活 第二 植物需要一定的温度总量才能完成其正常的生活周期 1 极端温度 高温 低温 常是限制植物分布的最主要条件因为高温会使植物呼吸作用过强 光合作用减弱 代谢平衡失调 以及植物在高温地区缺少必要的低温刺激而不能开花结果 而低温限制主要表现在代谢失调 组织结冰 导致机械组织损伤 例如 由于高温的限制 白桦 云杉在自然条件下不能在华北平原生长 苹果 梨 桃等不能在热带地区栽培 在长江流域和福建等地 黄山松因高温限制 只能分布在海拔1000 1200m以上 在此高度以下 黄山松则由马尾松代替 可见 海拔1000 1200m是黄山松的高温界限 是马尾松的低温界限 而杉木和马尾松的北界分别是秦岭和淮河 樟树的北界是长江北岸 橡胶 可可不适于在亚热带地区栽种 则是受低温的限制 马尾松 黄山松 2 积温表示植物在生长发育过程中对热量的要求 不同植物在整个生长发育过程中要求不同的积温 植物必须积累一定的温度总量才能完成其生活周期 因此 在自然条件下 一般对积温要求高的植物 只能分布在维度较低的地方 如叶子 橡胶 槟榔 咖啡等分布在热带 柑橘 茶 棕榈分布在亚热带 对积温要求低的树种则分布在维度较高的地方 如红松 落叶松 樟子松 桦等 3 年平均温度和最冷 最热月的平均温度值也是影响植物分布的重要因素 如榕树的分布北界和1月份的8 平均温度等温线相吻合 而杉木生长最适宜地区的年平均温度为16 19 榕树 杉木 三 植物对温度的适应 在自然界 温度随昼夜和季节而发生有规律的变化 称为节律性变温 1 植物对温度节律性的适应 1 昼夜变温与温周期植物对温度昼夜规律性变化的反应称为温周期现象 它主要影响植物的种子发芽 生长 产品质量等方面 有些种子在恒温与变温下发芽同样良好 但大多数种子是在交替变温下发芽率更高 更重要的是 在最低温度和最高温度范围内 昼夜温差越大 越有利于营养物质的积累 对提高植物的生长量和品质越有利 温周期对树木的有利作用 是因为白昼适当高温有利于光合作用 夜间适当低温使呼吸作用减弱 从而使净积累增多 在一定温度范围内 昼夜温差值越大 植物的产量越高 2 季节变温与物候 植物对一年四季温度周期性变化的适应是生长的不均匀和阶段性 在温度有利的季节生长发育 在温度不适于生长的季节则放慢或停止生长 提高抗性 植物长期适应于一年中气候条件 主要是温度条件 的季节性变化 形成与此相适应的发育节律 称为物候现象 美国昆虫学家Hopkins从19世纪末起 花了20多年时间研究物候 分析了美国境内生物物候与纬度 经度和海拔高度之间的关系 他指出 在其他因素相同的条件下 北美温带地区 纬度每向北移动1 或经度向东移动5 或海拔上升124m 生物的物候期在春天和夏初各延迟4d 而在秋天物候期则提早4d 2 植物对低温的适应 1 形态结构适应北极和高山植物的芽和叶片常受到油脂类物质保护 芽具鳞片 植物体表面生有蜡粉和密毛 植物矮小并常成匍匐状 垫状或莲座状等 2 生理适应低温环境中的植物 通过以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 降低植物的冰点 增加抗寒能力 3 植物对高温的适应 1 形态结构适应植物生有密绒毛和鳞片 能过滤一部分阳光 呈白色 银白色 叶片发亮 照叶树林 常绿阔叶林 反射一大部分阳光 使植物体免受热伤害 叶片垂直排列使叶缘向光或在高温条件下叶片折叠 减少光的吸收面积 树干和根茎生有很厚的木栓层 具有绝热和保护作用 2 生理适应降低细胞含水量 增加糖或盐的浓度 减缓代谢速率 增加原生质的抗凝结力 通过旺盛的蒸腾作用避免植物体过热受害 具有反射红外线的能力 夏季反射的红外线比冬季多 常绿阔叶林 4 以温度为主导的植物生态类型 1 根据植物对耐寒性和热量的要求划分 耐寒植物 有较强耐寒性 对热量不苛求不耐寒植物 要求生长季有较多的热量 耐寒性较差半耐寒植物 介于二者之间 2 根据花卉对温度高低的要求划分喜高温花卉 白天室温20 22 夜间不低于10 温室越冬喜低温花卉 北方室内种植 越冬温度不低于0 5 即可中温花卉 介于两者之间 3 根据植物对温度的适应范围划分广温植物 能在较宽的温度范围内生活窄温植物 只能生活在较窄的温度范围内 低温窄温植物和高温窄温植物 四 温度环境的调控在园林绿化中的应用 1 温室栽培2 荫棚栽培3 低温贮藏4 花期调整5 防寒越冬6 降温防暑