第三章温度与园林植物

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1、1,第三章 温度与园林植物,第一节 温度的自然变化规律 第二节 城市中的温度变化规律 第三节 温度与园林植物的生态关系 第四节 园林植物对城市气温的调节作用 第五节 温度的调控在园林中的应用,2,第一节 温度的自然变化规律,一、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,3,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

2、辐射，R值开始下降，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,4,二、温度的空间变化规律,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)。 坡向：南坡、平地、北坡的温度依次递减； 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。,5,三、温度的时间变化： （1）年变化规律：一年中最热月与最冷月气温分别出现在？ 气温的年较差：？ 随纬度、海拔？ 四季的分布？ （2

3、）日变化规律：一天中最高值出现在？最低值出现在？,6,第二节 城市中的温度变化规律,一、热岛效应,“热岛效应”：是指城市气温明显高于郊区的气温现象 。,7,伦敦市最低气温热岛图,8,城市热岛温度剖面图,9,（一）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。,10,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

4、大量化石燃料采暖. 第四 城市建筑密集，通风不良，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。,11,广州市热岛图,12,（二）影响城市热岛效应的因素,1、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。 2、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。,13,3、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。 城市热岛强度的年变化：冬

5、秋春夏,14,（三）城市热岛对生态环境的影响,1、加重城市空气污染 城市热岛环流、气流向市区辐合，把城郊工厂的污染物带到城区，污染城区空气。当高空有逆温层时，抑制污染物向上扩散，污染物在城市上空弥漫，严重污染空气。,15,城市热岛环流模式,16,2、夏季，热岛效应可加强城市气温酷热程度，,易产生高温灾害，影响健康舒适。增加了能源的消耗和环境污染，影响环境质量。,17,3、影响取暖季节的能耗 冬季，中高纬度地区城市，热岛效应使城市取暖季节比郊区缩短，节省取暖的能源消耗，可消减城市大气污染。,4、影响城市积雪 冬季，高纬度地区城市地热岛效应可减少城市积雪地频率、积雪时间和积雪深度。使城市积雪少于郊

6、区，减少城市建筑物的雪压。,18,5、影响无霜期和物候期 热岛效应会使春天来得早，秋季结束晚，城市无霜期延长，极端低温趋向缓和，有利于树木生长。,19,（四）防治热岛效应的对策,消减人为热量的排放 消减城市的净辐射量：增大城市反射率，合理规划城市建筑高度和密度，消减大气污染 增加城市热量交换和植物光合能量转换等：增加城区水域面积和水设施，提高城市绿地覆盖率。,20,二、城市小环境温度变化,21,第三节 温度与园林植物的生态关系,一、三基点温度对植物的生态作用 最低温、最适温和最高温称酶活性的“三基点”温度。植物的生长与温度的关系也服从“三基点”温度。 最低温：在该温度以上酶才开始表现活性，并在

7、一定范围内酶的活性与温度呈正相关。 最适温：该温度时酶活性最高。 最高温：达到该温度时酶失去活性。,22,一般原产低纬度地区的植物，生长温度的三基点温度高，耐热性好，抗寒性差；反之。两者之间有过渡。,23,二、极端温度对植物的生态作用,（一）低温 1、直接伤害：包括冷害、冻害和霜害。 冷害(又寒害)：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。,24,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,25,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

8、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。,26,2、间接伤害,冻举（冻拔）：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。,27,冻裂：昼夜温差导至热胀冷缩产生弦长拉力，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,28,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

9、置挡风设施，幼苗北侧设置土埂,29,（二）植物对低温的生态适应：,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; 极地和高山植物植物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。,30,2、生理方面：,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。 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。 最有效的生理适应就是休眠。,31,（三）高温：,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； 破坏水分平衡：蒸腾作用加强，植物枯死

10、至死亡。 高温抑制氮化合物的合成，氨积累过多，有毒物质积累,32,直接伤害： 400C蛋白质变性； 500C生物膜结构破坏等。,33,2、高温对植物伤害的常见症状,皮烧：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,34,根茎灼烧：高温表土灼伤幼苗根茎造成伤害。 措施：遮荫或喷水降温,35,(四)植物对高温的生态适应：,形态适应： 有密绒毛和鳞片； 植物体呈白色或银白色、叶革质发亮； 叶片垂直排列使叶缘向光或高温下叶片折叠； 树干和根茎具有木栓层

11、等。,36,生理适应：,降低细胞含水量，增加可溶性糖或盐的浓度，减缓代谢速率和增加原生质的抗凝结力； 蒸腾降温； 有些植物具反射红外线的能力。,37,三、温度节律对植物的影响,温周期现象：植物随着昼夜、季节等有规律的温度变化而表现出来的各种反应。 表现为日温周期现象和季温周期现象。,38,1、日温周期现象：一天内温度有规律的昼夜变化而发生有规律性变化的现象。,变温能提高种子的萌发率，促进生长、开花和结实。 多数植物日温差越大，产量越高，品质也愈好。 有些植物的生长很少受温周期的影响。如红杉和恩氏云杉苗木。,39,2、物候：植物长期适应温度的季节变化形成相应的生长发育节律称为物候。,植物的物候现

12、象是同周围环境条件紧密联系的。市区温度一般比郊区温度高，其物候期要早些，故园林植物的萌动、开花期比郊区早，市区植物的生长期要长些，落叶休眠较晚。 掌握常见的园林植物的花期、落叶期等。,40,四、温度与植物分布,1、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：高纬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。,41,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

13、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）,42,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。 活动温度：特定温度为物理学零度（0 ）的积温。,43,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。,44,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

14、的温度条件，可判断植物的引种范围。,45,2、我国园林植物分布分类,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,46,3、园林植物随温度变化适应的生态类型,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

15、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。,47,第四节 园林植物对城市气温的调节作用,一、园林植物的遮荫作用(又减光效应) 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%。,48,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。,49,

16、对地面、建筑的墙体、屋顶具有遮荫效果（自然能源冷却）。,50,二、园林植物的增湿效应（凉爽效应）,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（8%25%)，使之产生凉爽效应。,三、营造局部小气候,大片园林绿地能使城区环境趋于冬暖夏凉，有利于空气流动。,51,四、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台空调机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，改善了人居环境。,52,五、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