模块二园林植物的温度环境

模块二园林植物的温度环境一、温度及其规律1.土壤温度的变化•（1）土壤温度的日变化•一天中（24h）土壤温度随时间的连续变化称为土壤温度的日变化。•变化规律：两头低，中间高，最高温出现在13：00左右，最低温出现在日出前。•随土层深度增加，土温日最高最低值出现的时间向后推移，深度10cm，时间落后2.5~3.5h。•土温日较差：一天中最高温-最低温。•土层深度，日较差。•日温恒定层：土壤温度日变化消失的土层。大约在1m以下，不同地方不一样。•影响日较差大小的因素（参阅教材42）（2）土壤温度的年变化•一年中，每天的温度不一样，各月的平均温度也不一样。•中、高纬地区，土壤表面的月平均最高温出现在7~8月，最低温出现在1~2月。•年较差：月均最高温-月均最低温（参阅教材42）2.空气温度的变化•（1）空气温度的日变化•一天中气温随时间的连续变化称气温的日变化。•变化特点：与地温相似。最高温出现在14：00左右，比土壤最高温出现时间推后约1h左右。最低温出现在日出前。•气温日较差：一天中气温最高值-气温最低值。•气温日较差小于地面温度的日较差。•影响气温日较差大小的因素（参阅教材43）（2）空气温度的年变化•北半球大陆：最热月7月，最冷月1月。•影响年较差大小的因素（参阅教材44）（3）气温的非周期变化（无规律的变化）•由冷暖空气运动引起。•一个地方气温的变化是周期性变化和非周期性变化共同作用的结果。总趋势上，气温的日变化和年变化的周期性变化还是主要的。（4）空气温度的垂直分布•地球大气的垂直分层•地球大气上界在2000~3000km的高度上•a.对流层（低纬度地区为17~18km，中纬度地区为10~12km，高纬度地区为8~9km）•该层集中了3/4的空气和几乎全部水汽及微尘杂质，是发生天气变化的重要层次。其特征：•随高度增加，气温下降，平均每上升100m高度，气温下降0.65℃。高山上常年积雪，就是因为高空气温低的缘故。（4）空气温度的垂直分布•空气具有强烈的对流运动，主要天气现象如云、雾、雨、雪、雷、电等出现在该层。•温、湿度等主要气象要素水平分布不均匀，常形成大规模空气的水平运动，从而引起各地天气的变化。•b.平流层（自对流层顶到55km高度）•气流稳定，空气稀薄，水汽和杂质极少，天气晴好，适宜飞机飞行。（4）空气温度的垂直分布•c.中间层（自平流层顶到85km高度）•气温随高度的增加而迅速下降，可至-83℃以下。•d.热层（自中间层顶到800km高度）•空气稀薄，可电离，具有导电性，能够反射无线电波，可远距离无线通讯。温度随高度增加而迅速升高，可达2000℃。•e.外层（自热层顶到2000~3000km高度）•空气极其稀薄，温度很高。（4）空气温度的垂直分布•前已所及，对流层中，气温随高度增加而降低，高度100m，气温0.65℃。•逆温：特殊情况下，对流层中也会出现气温随高度的增加增加的现象，称为逆温。•产生原因：夜间地面的强烈辐射，或高层有暖空气流入。•①辐射逆温：由于地面强烈辐射冷却而形成的逆温。晴朗无风的夜间常出现。（4）空气温度的垂直分布•①辐射逆温：•秋冬季节出现多。•在盆地、山谷和洼地因冷空气沿斜坡流入，常使辐射逆温加强，故这些地方最低处的农作物在低温季节容易出现受冻现象。•辐射逆温的厚度一般为200~300m，有时可达400m以上。（4）空气温度的垂直分布•②平流逆温：•暖空气平流到冷的下垫面上而形成的逆温。•如：冬季海岸上的暖空气团流到冷的大陆上，或秋季空气由低纬度地区流到高纬度地区。•平流逆温在一天中的任何时候都有可能出现。夜间地面降温可使平流逆温加强。•暖带：因存在逆温，山区（山谷、洼地、斜坡）气温最高值并不出现在底部，而是出现在山地中部的某一高度上，该高度称为暖带。暖带是宝贵的气候资源。二、温度对园林植物的生态作用•（一）园林植物生长常用的温度指标•1.生物学三基点温度•最高温度•最适温度•最低温度•不同植物的三基点温度不同。•原产温带的植物，三基点温度较低，分别为5℃、25~30℃和35~40℃。2.界限温度•界限温度：具有普遍意义、能标志某些重要物候现象的开始、终止或转折点的日平均温度称为界限温度。•物候：指植物在一年的生长中，随着气候的季节性变化而发生萌芽、抽枝、展叶、开花、结果及落叶、休眠等规律性变化的现象，称之为物候或物候现象；与之相适应的树木器官的动态时期称为生物气候学时期，简称为物候期。2.界限温度•一般取日平均温度0℃、5℃、10℃、15℃、20℃这几个温度为界限温度。这些温度的起止时期和持续天数在生产实践上有重要意义。•①0℃表示土壤冻结或解冻，0℃以上持续日数为温暖期，0℃以下持续日数为寒冷期。在春季表示积雪融化，田间作业的开始，在秋季表示土壤冻结的开始和田间作业的停止。2.界限温度•②5℃表示大多数植物开始生长或停止生长的温度。所以将日平均气温5℃以上的持续时期称为生长期。•③10℃以上的持续期为温带树种的活跃生长期。•④15℃以上的持续期为暖温带树种的活跃生长期。•⑤20℃以上的持续期为热带、亚热带树种的活跃生长期。3.积温•积温：植物在某一生长发育阶段或整个生长期内逐日平均气温的总和。分活动积温和有效积温。•积温表示植物在生长期内对热量的总要求。•生物学零度（下限温度）：生物开始生长发育的最低温度。温带地区为5℃或6℃，亚热带地区为10℃。•活动温度：高于或等于生物学下限温度的日平均温度。•活动积温：植物某一生长发育期或全部生长季中高于或等于生物学零度的日平均温度的总和。3.积温•有效温度：活动温度-生物学零度。•有效积温：植物生长发育期内有效温度的总和。•有效积温更能表征植物生长发育实际需要的热量。•紫丁香开花需有效积202℃，刺槐为374℃。•积温用途广范。（二）温度的变化对园林植物的生态作用•1.季节性变温对园林植物的影响•不同地区四季长短有异，长期生长在该地区的植物对该地的季节性变化诞生了一定的适应性，形成了特定的生长发育节奏，即物候期。•园林建设中，需依季节变温配置园林植物，营造四季宜人的园林景观。•迎春、桃花、丁香——春季景观•紫微、合欢、花石榴——夏季景观•银杏、红枫、桂花——秋季景观•忍冬、腊梅、南天竹——冬季景观。2.昼夜变温对园林植物的影响•温周期：植物对昼夜变温的适应性。•在一定范围内，昼夜温差大有利于植物的生长发育，提高产量和品质。（典型例证：日照时间长，昼夜温差大，西瓜和甜瓜甜）•低夜温有利于根的生长和细胞分裂素的合成。•昼夜变温有利于种子的发芽。•原产于大陆性气候区的植物在温周期日变幅为10~15℃条件下生长发育最好。3.非节律性变温对园林植物的影响•非节律性变温指温度的猛升猛降。即极端低温和极端高温。对植物生长有不良影响。•（1）极端低温•临界低温：能使植物受到低温伤害的温度。•低温对植物的伤害分如下几种。•①寒害•零度以上的低温对喜热植物造成的低温伤害。最低气温10℃左右即可造成低温伤害。如椰子树。3.非节律性变温对园林植物的影响•②霜冻：气温突然降到0℃以下，使植物遭受冻害或死亡的现象。发生霜冻时，空气中过饱和的水汽直接在地面凝结成霜。•黑霜：气温降到0℃以下，植物受到冻害，但空气中的水汽含量少，地面没有形成明显的霜，这种现象称为黑霜。•霜冻有晚霜冻和早霜冻。•霜冻的严重程度与霜冻持续时间及温度回升的快慢有关。3.非节律性变温对园林植物的影响•③冻害：0℃以下的低温造成的伤害。常使细胞内结冰，发生质壁分离现象。•冻害分霜冻害和寒冻害。•寒冻害发生在植物休眠期。冻害程度与降温速度、降温强度、低温持续时间有关。•防冻措施：灌封冻水、用稻草或草绳包裹树干。3.非节律性变温对园林植物的影响•④冻拔（冻举）：高纬度寒冷区，土壤含水量太高时，土壤冻结时因体积膨胀把苗木连同土壤抬起，春季土壤解冻时土壤下陷而植物根系留在原位，使根系悬空裸露死亡的现象。以草本小苗为重。•⑤冻裂：寒冷地区的冬季，树干阳面在夜间纵向开裂的现象。•原因：白天阳光照射温度高，夜间树皮外面急剧降温，体积收缩，树干内部温度仍高，收缩小，压力差大而引起。•防止措施：树干涂白。3.非节律性变温对园林植物的影响•⑥生理干旱：春天气温回暖，树木地上部开始活动，而土壤尚未解冻，树木根系很难从土壤中吸水，而地上部继续蒸腾散失水分，造成枝干失水干枯甚至死亡，这种现象称生理干旱。•（2）极端高温•临界高温：引起植物高温伤害的温度。•高温减弱光合作用，加强呼吸作用，大量贮藏营养被消耗。•高温加强水分蒸腾，蛋白质凝固，并在体内积累有害物质。3.非节律性变温对园林植物的影响•（2）极端高温•①萎蔫：•②日灼（皮烧）：常在干旱条件下产生，是干旱失水和高温伤害的综合危害。•③根颈灼伤：土壤表面温度过高而使细嫩苗木根颈部被灼伤的现象。•灌水、地面覆盖、遮阴等可预防。（三）温度对树种分布的影响•极端温度（高温、低温）和积温是影响植物分布的两个重要温度条件。•窄温植物：分低温窄温植物和高温窄温植物•广温植物：松、桦、栎（-5~55℃）为广布种。•大热量种•中热量种•小热量种据积温•微热量种（四）植物对温度的生态适应类型•耐寒植物：忍耐-15℃左右低温。在北方能露地越冬。石竹、萱草、迎春、丁香、紫藤•喜温植物：不能忍耐0℃以下温度。如热带植物及柑橘等。•半耐寒植物：介于上述二者之间，可在比较大的温度范围内生长。如松、桑、椴、杨、柳、栎类等。三、园林植物对城市气温的调节作用•1.城市“热岛效应”•指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。•形成原因：阅读49页•对人类的影响：•夏季，产生酷热，使人烦躁、中暑，引发一系列疫病。高温加快光化学反应速度，产生O3，加剧大气污染，危害人体健康。2.园林植物对城市气温的调节作用•①园林植物吸收太阳辐射。•②蒸腾作用降低了环境中的空气温度。•③光合作用吸收了大量的CO2,削弱温室效应。1hm2绿地每天吸收1.8tCO2。•④滞留空气中的粉尘，抑制大气升温。1hm2绿地每年滞留粉尘2.2t，降低环境大气含尘量50%左右。温室效应•温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应，就是太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃，使地球变成了一个大暖房。大气中的二氧化碳浓度增加，阻止地球热量的散失，使地球发生可感觉到的气温升高，这就是有名的“温室效应”。