2013年黑龙江省继续教育园林专业初级作业.doc

1、 光周期对植物生长发育的生态学作用主要体现在哪些方面？答：（1）光周期对植物开花的影响Garner和Allard于1920年最早提出光周期现象，他们认为日照长度对于植物从营养生长期到花原基形成这段时问的长短，往往有着决定性的影响。事实上，对于植物开花的光周期现象，对诱发花原基形成起决定作用的是暗期的长短，因为有试验证明，用短暂暗期打断光期，并不影响光周期诱导的结果，闪光试验进一步证明了暗期的重要性：在暗期给予短暂的光照(用闪光打断)，即使光期总长度短于其临界日长，短日照植物也不开花，引起临界暗期的间断致使花芽分化受到抑制；而同样情况却可以促进长日照植物开花。由此可见，在光周期诱导中暗期比光期更重要。但光期过短也会影响花芽分化，如短日照植物在日照短于2h时就不开花。而有事实证明在连续光照条件下，长日照植物不但开花，而且可以提前开花。光周期现象是通过光敏色素的转化导致叶内形成某种开花激素的结果。光敏色素在植物体内有两种形态，一种是具有生物学活性形式的。用PFR表示，另一种是惰性形式，用PR表示。 这两种光敏色素在不断的相互转化着，二者量的差别直接影响着植物的开花与否。植物开花要有一定的PFRPR比值，短日照植物需要低比值才能开花，当昼长时，PFR增多。短日照植物开花受到抑制；当秋季到来夜渐长时，PFR渐少，促进短日照植物花的形成。因此，在秋季用短光照中断长时间的黑夜，可将惰性形式的光敏色素重新转变为活性形式，从而抑制短日照植物的开花。实践中根据该原理可有效地控制植物的花期，以满足人们在不同季节对植物开花观赏的需求。生产实践中对植物进行光周期诱导要视不同植物分别对待，有的诱导时间可能很短，一到几次不太强的闪光就能完成；有的可能需要较长时间才能完成。研究表明，波长在640-660rim的红光对中断黑夜所起的诱导作用最有效，用它进行光间断处理，明显抑制短日照植物的花芽形成，而促进长日照植物的花芽形成。（2）光周期对植物休眠的影响一般短日照促进植物休眠，而长日照打破或抑制植物休眠。北方深秋落叶多与短日照诱导有关，使植物停止生长，进入休眠，有效地适应冬季即将到来的低温影响。如果在植物自然休眠期到来前进行短日照诱导，可促进植物及早休眠，但不同植物所需的诱导时间有所不同，如美国鹅掌楸每天8h的短日照诱导，10d就能进入休眠，而对锦带每天12h的短日照诱导，2周后方可休眠，落叶松、刺槐、柳、槭等对短日照也有类似的反应。同样，如果在自然休眠前进行长日照诱导，则植物可保持生长状态而不进入休眠。 有些植物对短日照反应比较迟钝，如苹果、李、月桂等；还有的树木只有在长日照下才能引起休眠，如夏休眠的常绿植物和原产于夏季干旱地区的多年生草本花卉(水仙、百合、仙客来、郁金香)，都是夏季的长日照促其休眠。 长日照诱导是解除植物休眠的常用方法之一，只要不是处在深休眠阶段，利用长日照诱导并配合适宜的温度便可解除植物的休眠。当然，对于夏休眠的植物应用短日照诱导以解除。 植物的休眠与光敏色素有关。休眠芽的形成受暗期中断的影响，红光促进生长而抑制休眠，远红光则抵消红光的效应，抑制生长而促进休眠。（3）光周期对植物其它方面的影响光周期影响植物的生长；对植物花色性别也有影响；对有些植物的地下贮藏器官的形成和发育有影响。光周期对植物的地理分布有较大影响。短日照植物大多数原产地是日照时间短的热带、亚热带；长日照植物大多数原产于温带和寒带，在生长发育旺盛的夏季，一昼夜中光照时间长。如果把长日照植物栽培在热带，由于光照不足，就不会开花。同样，短日照植物栽培在温带和寒带也会因光照时间过长而不开花。这对植物的引种、育种工作有极为重要的意义。光周期现象是支配着野生植物或栽培植物的地理分布，特别是高纬度地区栽培极限的重要因素。短日照植物大多原产热带或亚热带，原产地的日照时间短；长日照植物大多原产温带和寒带，在生长发育旺盛的夏季，一昼夜的受光时间长。如果把长日照植物栽培在热带，由于日照时间不足，不会开花。在北半球，短日照植物一般栽培在南方。在南方，秋季气温不很低，仍然能进行营养生长，尽管在晚秋日照时间很晚时开花，也不会遇到低温这种不利条件。但在北方，到了短日性季节就很容易受到低温危害。也就是说短日性植物的栽培区域，与其说是受到日照长短限制，不如说受到温度的限制，因此需栽培在南方。与此相反，长日性植物可栽培在北方，夏季白昼特别长，因此开花早，在结实收获时不会受到低温的影响。2、城市中太阳辐射的特征是什么？答：（1）城市中太阳辐射直射辐射减少，散射辐射增多。（2）城市太阳辐射的不均匀性。（3）城市充分的太阳辐射时间减少。3、什么是热岛效应？热岛效应带来的后果有哪些？答：城市热岛（urban heat island）是城市化气候效应的主要特征之一。一般把城市气温高于四周郊区气温的现象称为“城市热岛效应（urban heat island effect）”，有时也统称为“城市热岛”。热岛效应带来的后果：城市热岛使城区冬季缩短，霜雪减少，有时甚至发生郊外降雪而城内降雨的情况（如上海1996年1月1718日）。城市热岛虽使城区冬季中取暖能耗减少。但城市热岛造成中、低纬度城市的夏季高温，不仅使人的工作效率下降，而且中暑和死亡人数增加。4、植物对低温危害的形态适应可表现在哪些方面？答：园林植物对低温的生态适应主要表现在形态适应和生理适应两方面。从形态上讲，园林植物在不同的发育阶段会形成不同的外部形态构造以适应低温。如孢粉和种子的形态有利于抵御低温；有的植物的芽、叶具有油脂类保护物质，如芽上有鳞片，叶上有蜡粉或密生绒毛，树皮上有木栓层等，这些都有利于减缓低温环境对植物的伤害；另外有些植物，特别是高山植被，植株矮小，成匍匐状或呈莲座状，上述形态都可以大大增强其抗冻性。从生理上讲，园林植物对低温的适应主要表现在植物体内细胞中水分特别是自由水的减少，这有助于植物抗冻性的提高；植物还可通过提高溶质和胶体的浓度来抵御低温的伤害，如通过积累糖类等增加细胞质含量，以提高渗透压；糖类、脂肪和色素物质的增加，降低了冰点，可防止原生质凝固，也使植物具有较强的耐冻性（如鹿蹄草（Pirola）就是通过在叶细胞中大量贮存五碳糖、粘液等物质可使冰点下降到-31）；有些极地和高山植物的吸收光谱较其它植物宽，能吸收更多的红外辐射（如虎尾草（Saxifraga）等植物的叶片在冬季是由于叶绿素破坏和其它色素增加而变为红色），有利于热量的积累，防止冻害；但在极端低温时，植物最有效的生理适应就是进人休眠，否则只能是受到伤害乃至死亡。5、园林植物对城市气温的调节作用。答：（1）园林植物的遮荫作用俗话说，“大树底下好乘凉”，在有植物遮荫的区域，其温度一般要较没有遮荫的区域温度低。夏季，绿化状况好的绿地中的气温比没有绿化地区的气温要低35，（据北京有单位测定，居住区绿地与非绿地气温差异为4.8）较建筑物下甚至低约10。植物的遮荫主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（植物叶片对太阳辐射的反射率约为10一20，对热效应最明显的红外辐射的反射率可高达70），而城市的铺地材料如沥青的反射率仅为4，鹅卵石的反射率为3，因此通过植物的遮荫，会产生明显的降温效果。植物遮荫作用的大小取决于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。因此，要想取得较好的遮荫作用，可通过增加群落的层次性，或扩大冠层的幅度等途径来实现。园林植物的遮荫作用不单纯指对地面的遮荫，对建筑物的墙体、屋顶等也具有遮荫效果。据日本学者调查，在夏季，虽然建筑物的材质不同，但墙体温度都可达50，如此高温必然使其向室内传递，造成室内温度上升，而用藤蔓植物进行墙体、屋顶绿化，其墙体表面温度最高不超过35，从而证明墙体、屋顶园林植物的遮荫作用。为此，他们还作了一个比较经典的实验来证明之：建造两栋结构完全相同的实验住宅，在夏季，其中一栋在向阳南窗面用葫芦、牵牛花、丝瓜、紫蔓等进行配置，使其形成竹帘状，而另一栋不采取任何措施，在该条件下使两栋内的空调开放，并始终保持在28，最后通过二者的电力消耗进行比较，结果表明配置植物帘的那一栋比没有配置的那一栋节省电力达2142（平均为30），有人形象的称之为自然能源冷却（passive cooling）。该法最初在欧美产生，日本广为应用，我国也有类似的研究，如杭州植物所对杭州丝绸厂用爬山虎绿化的墙体与没有绿化的墙体的温度进行了比较，如图3-9所示。种植攀援植物的建筑物与不种植的相比，表面温度要低514，室内温度要低2-4（2）园林植物的凉爽效应绿地中的园林植物能通过蒸腾作用，吸收环境中的大量热量，降低环境温度，同时释放水分，增加空气湿度（18-25），使之产生凉爽效应，对于夏季高温干燥的地区，园林植物的这种作用就显得特别重要。据测定，在干燥的季节里，每平方米树木的叶片面积，每天能向空气中散发约6kg的水分。水分的蒸发消耗大量的热量，这样就使植物分布区的温度下降，湿度增加，有效地提高空气中的相对湿度。上海市对不同的园林绿地的降温增湿效果进行调查，结果5F，保守值也将在-3.5F而根据过去1万年的经验其上升的速度可能会更快。气候模型显示21世纪地球温度将上升35F，大气升温的后果将导致海平面上升10-25cm。上述变化随纬度升高而加快，陆地比海洋变化快，同时从黑夜到白天的温度变化有所减小。温度还表现为明显的季节变化。一般来讲，一年可根据气候寒暖、昼夜长短的节律性变化分为春、夏、秋、冬四季，但四季的划分在有些地区并不明显，甚至在某些地区并没有四季的概念。我国地处亚热带和温带，四季分明，一般春季气候温暖，昼夜长短相差不大；夏季炎热，昼长夜短；秋季与春季相似；冬季寒冷干燥，昼短夜长。但由于空间变化等原因，有些地区的季节性变化差异较大。温度年较差（annual temperature difference）即一年内最热月与最冷月平均温度的差值是衡量温度季节变化的指标。温度年较差受纬度的影响显著，一般赤道地区的年较差最小，随着纬度的增加，年较差呈递增趋势。另外，大型水体对温度的年较差有较大影响，靠近大型水体的区域温度变化平缓，年较差较小，而远离大型水体的大陆则温度变化起伏大，年较差偏大。温度随昼夜的变化发生有规律的变化。日出后，温度开始升高，在13-14时左右达最高值，之后下降，直到第二天日出前降到最低值。通常用气温日较差（daily temperature difference）即每天的最高气温与最低气温的差值来衡量温度的昼夜变化。气温日较差也受纬度的影响，但与季节变化相反，它随纬度的增加逐渐减小；夏半年气温的日较差比冬半年要大；同时，其它因素如地形等也影响气温的日较差。森林里的相对湿度比城市里可高达38，公园里的相对湿度比其它地区可高达27。这样，在干燥的季节里使人倍感滋润，利于健康。（3） 园林植物群落对营造局部小气候的作用城市夏天，由于各种建筑物的吸热作用，使得气温较高，热空气上升，空气密度变小；而绿地内，特别是结构比较复杂的植物群落或片林，由于树冠反射和吸收等作用，使内部气温较低，冷空气因密度较大而下降，因此，建筑物群和城市的植物群落之间会形成气流交换，建筑物中的热空气吹向群落，群落中的冷空气吹向建筑物，从而形成一股微风，形成建筑物内的小气候。冬季，城市中的植物群落由于保温作用以及热量散失较慢等特点，也会与建筑物间形成气流交换，不过这次从植物群落中吹向建筑物的是暖风，冬季绿地的温度要比没有绿化地面高出1左右，冬季有林区比无林区的气温要高出24，因此，森林不仅稳定气温和减轻气温变幅，可以减轻类似日灼和霜冻等危害，还能影响周围地区的气温条件，使之形成局部小气候，从而改善该区域的环境质量。（4） 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，l hm2的绿地，在夏季（典型的天气条件下），可以从环境中吸收81.8MJ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107 396亿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。（5）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。园林植物的降温效果非常显著，而绿地面积的大小更直接影响着降温效果，在良好绿化的基础上，植物覆盖面积对消除城市热岛效应有着重要的意义。刘梦飞等人对植物覆盖率与降温效果进行了研究和分析，发现绿化覆盖率与气温之间具有负相关关系，即覆盖率越高，气温越低。据此推算，北京市的绿化覆盖率达到50时，北京市的城市热岛效应基本可以消除。50的绿化覆盖率与国外的研究结果基本一致，因此，如果有可能，应该增加城市中的绿化面积，特别在新建城市或城市的新规划区要尽量达到这个指标。6、简述变温对园林植物种子萌发的影响。答：种子发芽，需要一定的温度，因为种子内部营养物质的分解与转化，都要在一定的温度范围内进行。温度过低或过高造成种子伤害，甚至致死，大部分种子萌发的适温是15-22C。一般来讲，播种时，土壤的温度最好保持相对稳定，变化幅度不易太大，但一些仙人掌类植物则适宜用大温差育苗。种子的温度处理可以促使种子早发芽，出苗整齐。由于各种园林植物种子大小、种皮的厚薄、本身的性状不同，应采用不同的处理方法区别对待。冷温水处理比较容易发芽的种子，可加快出苗速度。比较容易发芽的种子，可直接进行播种，但如果用冷水、温水处理，则会促进种子的萌发。如万寿菊、羽叶茑萝、一些仙人掌类种子，可用冷水（030）浸种1224h，温水（3040）浸种612h，以缩短种子膨胀时间，加快出苗速度。变温处理出苗比较缓慢的种子，可加快出苗速度，提高苗木的整齐度。珊瑚豆文竹、君子兰、金银花等，在播种前应进行催芽。催芽前先用温水浸种，待种子膨胀后，平摊在纱布上，然后盖上湿纱布，放人恒温箱内，保持2530的温度，每天用温水连同纱布冲洗1次，待种子萌动后立即播种。休眠种子可经过低温沙藏和变温处理打破休眠，促进种子及早发芽，如桃、杏、荷花、月季、杜鹃、白玉兰等。具体方法是，把种子分层埋入湿润的素沙里，然后放在0-7环境下，层积时问因种类而异，一般在六个月左右。如杜鹃、榆叶梅需3040d海棠需5060d,桃、李、梅等需7090d，腊梅、白玉兰需3个月以上，红松等则在六个月以上。7、简述土壤温度对植物生长的生态作用。答：土壤温度对植物种子的萌发和根系的生长、呼吸及吸收能力有直接影响，还通过限制养分的转化来影响根系的生长活动。一般来说，低的土温会降低根系的代谢和呼吸强度，抑制根系的生长，减弱其吸收作用；土温过高则促使根系过早成熟，根部木质化加大，从而减少根系的吸收面积。 园林植物种子的萌发需要一定的土壤温度。土壤温度还会从各方面直接或间接的影响园林植物的生长和发育，如土温过低造成的冻举等。8、植物监测有哪些优点？答：工业革命以来，环境污染日益严重，及时有效地进行环境污染监测，既能了解污染状况，又能采取有效措施控制污染。通常的监测方法有仪器监测和生物监测。生物监测中，植物监测应用广泛。植物监测(plant monitoring)是指利用对环境中的有害气体特别敏感的植物的受害症状来检测有害气体的浓度和种类，并指示环境被污染的程度。该类植物称为监测植物(monitoring plant)或指示植物(indicator plant)。应用植物监测环境污染，具有以下优点： （1）植物监测方法简单，使用方便，成本低廉，适合大面积推广。 （2）植物受不同有害气体污染出现不同的症状，因此植物监测能客观反映大气污染类型和各污染物的复合效应，可以测得环境污染物的毒性强度和总毒性，并以此作为确定污染承受能力和制定环境标准的参考依据。污染物的复合效应对植物的伤害随不同种类污染物的混合而不同，有些污染物共同出现比单独出现对植物的危害程度大，称之为增效作用(synergism)，如二氧化硫与臭氧、氧化氮与乙醛共存时，对植物的危害会加强；相反，有些污染物混合时，会相互削弱，减轻对植物的危害，称之为拮抗作用(antagonism)，如二氧化硫与氨。仪器检测一般不宜检测出污染物混合后的复合效应。 （3）植物监测具有长期、连续监测的特点。在植物的生长周期内，可以连续不断地监测环境污染状况，而且，植物监测还可监测污染物在环境中的迁移、蓄积、转化等运动变化过程，为污染后的治理等提供理论依据。 （4）长期的植物监测可记录该地区的污染历史和污染造成的累积受害等情况。例如，大气污染在树木的年轮上有所体现，通过树木年轮可推算历史上某时期污染的程度以及污染对植物的伤害状况等，这是仪器监测无法替代的。 当然，植物监测也存在一些问题：首先，植物监测需要积累大量的试验资料，才能达到定量分级的水平，而且不能用准确的数据表示污染物的浓度，监测速度也不及仪器来得快；再者，植物监测易受到外界自然因素和植物本身生长状况的影响，如气温、光照、土壤肥力等影响植物对污染物的敏感反应；第三，植物受污染产生的症状，与植物受病虫害、干旱、农药危害以及肥力不足等原因引起的症状相似，往往不易区别。 植物监测效果的好坏，主要取决于监测植物的选择。选择的标准很多，但在不同地区选择污染监测植物时，首先要选取适于当地生长和生长周期较短，以及具有一定观赏价值的植物。通常采用的指示植物。同时，要对植物的生长、受害等状况进行分级，作为判断标准。9、园林植物种群有哪些特点？答：植物种群的特点（1）种群生长环境受到人为影响很大，很少有自然的生长环境这主要是由于在植物景观营造时，往往环境是人为构建的，即使是建成以后也受到人为的影响，如人工的修剪、施肥等。植物的选择也往往带有很大的主观性，选择的都是观赏性较强的植物种类（2）种群的分布主要受到人为的影响，特别是规划设计者的影响由于园林植物在应用过程中注重观赏性，而观赏性较近的植物种类较多，设计时选择宽间较大，因而植物的应用受到设计者个人的水平及知识背景的影响很大。也正因为这样，同样地段不同设计者使用的植物种类相差较大，设计植物和群落景观千变万化。这种变化一方面是由于设计者对植物种类的选择所造成的，同时也是园林艺术在园林设计中的体现。（3）种群的应用受气候的影响较大由于植物的耐寒性、耐热性不一样，所以植物种群的应用范围大大受到限制。如抗寒性较差的植物不能在北京等地应用，抗热性较差的植物又不能在广州应用。这种原因造成了植物景观的差异，特别是南北植物景观的差异程度较大，比如在北京常绿灌木种类很少，而南方如长沙常绿灌木则较多，如红槛木、小叶女贞、杜鹃小叶栀子、月季等，这些植物大部分都具有很好的观赏性，且应用的范围较广。（4） 种群的种类较少，而且有一定的局限性观赏性较强且在园林中应用的种类相对较少，主要原因有以下几方面：第一，受到种类的限制，观赏性较强、无污染、抗性强且易管理、适应当地气候的种类并不多；第二，受到植物本身生理生态习性的限制，有些种类观赏性很强，但不能适应城市环境，如珙桐不能在长沙应用，主要原因就是其不能适应长沙夏季的高温；第三，受到种苗的限制，有些种类观赏性和适应性都很强，但受到种苗数量的限制，暂时在园林中应用很少。（5）园林植物种群的观赏性较强，景观效果较好在园林设计中，强调四季均有景可赏，这要求园林植物种群的季相变化要明显，或者不同季节有不同种群可观赏。秋季是园林中观景的一个重要方面，如金黄色叶色的银杏是最典型的观赏秋景的群落。 (6)种群中较大的个体数一般较少，分布较分散植物在园林的应用过程中，大乔木的应用一般很少集中、大量地应用，往往是少量分散地应用，以营造不同的观赏景观。同时，分散的栽植植物可以营造出自然和富有情趣的景观效果，这与自然界中较大密度的情况不同。10、园林植物群落有哪些特点？答：（1）群落中不同个体高度不一致，而且高低错落致。即使群落轮廓线高低没有什么变化，貌。因而在群落景观设计过程中会追求个体高度的也会通过建筑或其景观来调整植物群落的外貌。（2）种类组成相对较少，且与自然群落的种类相差较大自然情况下，群落中的种类是在外部物种入侵及物种之间相互竞争的情况下保存下来，由于森林生态位的丰富，种类也相当丰富。而且种类在不断地替换与被替换中进行，群落演替十分活跃。而园林植物群落由于是人工设计并栽植的，而且会一直维持这样的景观，因而其种类组成相对较少，与自然群落的种类组成差别较大，但是园林植物群落的景观也随着植物的不断生长而在不断地发展变化。（3）群落季相变化明显为了追求景观效果，园林植物景观设计过程中十分重视群落的季相变化，常见的是植物群落的春景和秋景的变化。因而季相变化明显的植物在园林中广泛应用，如早春嫩叶的蓝果树，秋季变黄的银杏，秋季变红的枫香、黄栌等，在园林中都广泛应用。在部分园林设计中更是应用了春岛、夏岛、秋岛、冬岛以强化群落的季相变化。（4）种群之间影响更明显在自然情况下，群落中物种都是在协同进化中存在的，因而不同物种间的联杀较紧密。然而，在园林植物群落中，由于在设计过程中对每一物种的生理生态习性不是特别