第三章_温度与园林植物

1、1第三章 温度与园林植物第一节第一节 温度的自然变化规律温度的自然变化规律第二节第二节 城市中的温度变化规律城市中的温度变化规律第三节第三节 温度与园林植物的生态关系温度与园林植物的生态关系第四节第四节 园林植物对城市气温的调节作用园林植物对城市气温的调节作用第五节第五节 温度的调控在园林中的应用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、土壤温度土壤的热量主要来自太阳，其温度也随太阳辐射的变化而变化。土壤温度的日变化规律一天中，有一个最高温度和一个最低温度，最高温度在：左右，最低温度在日出前。土壤温度日较差：一天中最高土温与最低土温的差值。其大小受纬度、天气、海拔、土壤结构、土壤

2、颜色、地被物，土层深度等影响。3n土壤温度的年变化规律n一年中，月平均最高温度在月，月平均最低温度在月。n温度年较差：一年中最热月份的平均温度与最冷月份的平均温度之差。n其影响因子同上。n土温日较差和年较差都土层深度的增加而减小，最高（低）温度值出现的时间也滞后。4二、空气温度n空气热量的传递方式n辐射、对流、乱流、平流、蒸发、凝结等。n空气温度的变化规律n）气温的日变化：一天中气温有一个最高值，一个最低值，最高值夏季出现在：-：,冬季出现在：-：,最低温度出现在日出前后。n气温日较差：一天中最高温度与最低温度的差值。n其大小随纬度、海拔和天气而变化。5n）气温的年变化规律n一年中陆地最热月与

3、最冷月气温分别出现在月和月，海洋上分别出现在月和月。n气温年较差：n其大小随纬度、海拔和距海洋的远近而变。n）气温的非周期性变化6植物体的温度n植物是变温生物，地上部分与气温接近，地下部分与土温接近，并始终保持一致。只是其变化要比气温变化滞后，部分器官的温度有时与环境温度不完全一致。如叶的温度白天高出十多度，芽的温度白天高夜间低、花、果实等。7三、温度的空间变化规律q纬度：纬度：随纬度增加随纬度增加, ,温度逐渐降低温度逐渐降低(0.5(0.50 0C/1C/10 0) )。q海拔：海拔：随海拔增加随海拔增加, ,温度逐渐降低温度逐渐降低(0.5(0.5 0.6 0.6 0 0C/100C/1

4、00米米) )。q坡向：坡向：南坡、平地、北坡的温度依次递减；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；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。居多，北坡则以耐荫喜湿的植物居多。 8第二节第二节 城市中的温度变化规律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是指城市气温明显高于郊区的气温现象 。城市热岛温度剖面图9（一）城市热岛的形成原因（一）城市热岛的形成原因 第一，城市下垫面

5、性质特殊，比郊区获得较多第一，城市下垫面性质特殊，比郊区获得较多的太阳辐射。的太阳辐射。q城市使用的砖石、沥青、混凝土、硅酸盐建筑城市使用的砖石、沥青、混凝土、硅酸盐建筑材料，深色的屋顶等材料，深色的屋顶等热容量、导热率高热容量、导热率高，吸收，吸收较多的太阳辐射。但其反射率低。较多的太阳辐射。但其反射率低。q狭窄的街道、墙壁之间的多次反射和吸收，导狭窄的街道、墙壁之间的多次反射和吸收，导致太阳辐射能增多。致太阳辐射能增多。10第二第二 城市大气的大量污染物覆盖层，吸收和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。反射长波辐射，减少了热量的散失。第三第三 城市中有较多的人

6、为热量来源，特别是在冬城市中有较多的人为热量来源，特别是在冬季，高纬度地区燃烧大量化石燃料采暖季，高纬度地区燃烧大量化石燃料采暖. .第四第四 城市建筑密集，通风不良，不利热量的扩散。城市建筑密集，通风不良，不利热量的扩散。第五第五 城市特殊的地面，植物占面积相对较少，不城市特殊的地面，植物占面积相对较少，不透水面较大。透水面较大。 11（二）影响城市热岛效应的因素1 1、大范围气候、大范围气候：稳定的高压控制下，气压梯度小，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。微风或无风，无云或少云，有下沉逆温时易产生。2 2、城市规模、城市规模：大城市较为明显，人口密度

7、大、建筑大城市较为明显，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。密度大、人为释放热量多的市区易形成高温中心。3 3、时间因素、时间因素热岛强度的日变化热岛强度的日变化 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，落日后是一种夜现象，落日后2 23 3小时（约小时（约2121时），此时的时），此时的热岛强度最大。日出后乡村加热比城市快，热岛逐热岛强度最大。日出后乡村加热比城市快，热岛逐渐减弱，到次日中午渐减弱，到次日中午1313时左右为最低。时左右为最低。城市热岛强度的年变化：城市热岛强度的年变化：冬冬 秋秋 春春 夏夏1

8、2（三）城市热岛对生态环境的影响（三）城市热岛对生态环境的影响1 1、加重城市空气污染、加重城市空气污染 城市热岛环流、气流城市热岛环流、气流向市区辐合，把城郊工厂的污染物带到城区，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，严重污物向上扩散，污染物在城市上空弥漫，严重污染空气。染空气。2 2、夏季，热岛效应可加强城市气温酷热程度，、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，影响环境质量消耗

9、和环境污染，影响环境质量。133、影响取暖季节的能耗 冬季，中高纬度冬季，中高纬度地区城市，热岛效应使城市取暖季节比郊区缩短，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节省取暖的能源消耗，可消减城市大气污染。 冬季，高纬度地区城市的冬季，高纬度地区城市的热岛效应可减少城市积雪频率、积雪时间和积热岛效应可减少城市积雪频率、积雪时间和积雪深度。使城市积雪少于郊区，减少城市建筑雪深度。使城市积雪少于郊区，减少城市建筑物的雪压。物的雪压。5、影响无霜期和物候期 热岛效应会使春天来热岛效应会使春天来得早，秋季结束晚，城市无霜期延长，极端低得早，秋季结束晚，城市无霜

10、期延长，极端低温趋向缓和，有利于树木生长。温趋向缓和，有利于树木生长。14（四）防治热岛效应的对策（四）防治热岛效应的对策消减人为热量的排放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。城区水域面积和水设施，提高城市绿地覆盖率。15二、城市小环境温度变化16第三节第三节 温度与园林植物的生态关系温度与园林植物的生态关系一、温度对园林植物生长的影响一

11、、温度对园林植物生长的影响土壤温度与园林植物生长发育土壤温度与园林植物生长发育）影响植物对水分的吸收）影响植物对水分的吸收）影响植物对养分的吸收）影响植物对养分的吸收）影响植物块根、块茎的形成）影响植物块根、块茎的形成）影响植物的生长发育）影响植物的生长发育）影响地下昆虫和微生物的发生、发展）影响地下昆虫和微生物的发生、发展17n空气温度与园林植物生长发育n）气温日变化与植物生长发育：气温日较差大的利于植物生长、发育，在高纬度地区，较低温度条件下，日较差大有利于种子萌发，在较高温度条件下日较差小有利于种子萌发。n2）气温年变化与植物生长发育：高温对喜凉植物生长不利，对喜温植物有利。非周期性变温

12、对植物易产生危害。18二、植物的感温性n感温性：植物对温度变化的敏感性。感温性：植物对温度变化的敏感性。n生物学温度：影响植物各种生理活动及生长发生物学温度：影响植物各种生理活动及生长发育的温度。常用三个基点温度表示：育的温度。常用三个基点温度表示： n生物学最低温、最适温和最高温称酶活性的生物学最低温、最适温和最高温称酶活性的“三三基点基点”温度。植物的生长与温度的关系也服从温度。植物的生长与温度的关系也服从“三基点三基点”温度。温度。n最低温：最低温：在该温度以上酶才开始表现活性，并在在该温度以上酶才开始表现活性，并在一定范围内酶的活性与温度呈正相关。（植物开一定范围内酶的活性与温度呈正相

13、关。（植物开始生长的下限温度）始生长的下限温度）n最适温：最适温：该温度时酶活性最高。（植物生长最旺该温度时酶活性最高。（植物生长最旺盛最适宜的温度）盛最适宜的温度）n最高温：最高温：达到该温度时酶失去活性。（植物能忍达到该温度时酶失去活性。（植物能忍受的上限温度）受的上限温度）19v一般原产低纬度地区的植物，生长温度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；的三基点温度高，耐热性好，抗寒性差；反之。两者之间有过渡。反之。两者之间有过渡。20界限温度具有普遍意义，标志某些物候现象或农事活动开始、终止或转折点的几个日平均温度。常见的有： 、 、 、 、213春化作用n

14、某些植物经过低温的刺激和诱导才能形成花芽、促进开花的现象。22三、积温对植物的生态意义及植物对温度的适应三、积温对植物的生态意义及植物对温度的适应积温：积温：植物整个生长发育期或某一发育阶段内，高植物整个生长发育期或某一发育阶段内，高于某一特定温度的日平均温度的总和。不同植物要于某一特定温度的日平均温度的总和。不同植物要求不同的积温。求不同的积温。有效积温：有效积温：特定温度为生物学零度的积温。特定温度为生物学零度的积温。活动温度：活动温度：特定温度为物理学零度（特定温度为物理学零度（0 0 ）的积温。）的积温。 生物学零度：植物生长发育的起点温度。高于这一生物学零度：植物生长发育的起点温度。

15、高于这一温度，植物才开始生长发育。温度，植物才开始生长发育。 温带地区常以温带地区常以5 5 ；亚热带地区以；亚热带地区以10 10 为生物学为生物学零度。零度。23有效积温： K=N（T-T0 ） K K：有效积温有效积温 T T：当地某个时期内的平均温度当地某个时期内的平均温度 T TO O：生物学零度生物学零度 N N：某时期的天数某时期的天数 根据物种需要的积温量、再结合各地的温度根据物种需要的积温量、再结合各地的温度条件，可判断植物的引种范围。条件，可判断植物的引种范围。活动积温：活动积温：T=NtT=Nt24四、节律性变温生态作用四、节律性变温生态作用q温周期：温度随昼夜和季节而发

16、生的有规温周期：温度随昼夜和季节而发生的有规律的变化。律的变化。q温周期现象：温周期现象：植物随着昼夜、季节等有规律的植物随着昼夜、季节等有规律的温度变化而表现出来的各种节律性反应。温度变化而表现出来的各种节律性反应。表现为日温周期现象和季温周期现象。表现为日温周期现象和季温周期现象。251 1、日温周期现象：、日温周期现象：植物随植物随一天内温度有规律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。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、开花和结变温能提高种子的萌发率，促进生长、开花和结实。实。 多数植物日温差越大，产量越高，品质也愈好。多数植物日温差越大，

17、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。恩氏云杉苗木。 262 2、季节变温与物候：、季节变温与物候：。物候：植物长期适应温度的季节变化形成物候：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相应的生长发育节律称为物候植物的物候现象是同周围环境条件紧密联植物的物候现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，落比郊区早，市区植物的生长期要长些，落叶休

18、眠较晚。叶休眠较晚。27二、极端温度对植物的生态作用极端温度：无规律地突然出现的高温或低温极端温度：无规律地突然出现的高温或低温（一）低温（一）低温1 1、直接伤害：、直接伤害：包括冷害、冻害和霜害。包括冷害、冻害和霜害。q冷害冷害( (又寒害又寒害) )：指零上低温对植物造成的伤害。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。多发生在温度相对较高如我国的南方地区。冻害：冻害：指冰点以下低温对植物的伤害。指冰点以下低温对植物的伤害。n北方地区，冻害是低温的主要的伤害形式北方地区，冻害是低温

19、的主要的伤害形式28霜害：由于霜的出现而使植物受害。霜害：由于霜的出现而使植物受害。初霜：初霜：秋季第一次出现的霜；引种南方秋季第一次出现的霜；引种南方植物植物终霜：终霜：春季最后一次出现的霜；引北方春季最后一次出现的霜；引北方植物植物霜期：霜期：初霜初霜终霜终霜；无霜期：无霜期：终霜终霜初霜。无霜期被视为初霜。无霜期被视为植物生长的重要指标之一。植物生长的重要指标之一。292 2、间接伤害、间接伤害冻裂：冻裂：昼夜温差导至热胀冷缩产生弦长拉力，使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。树皮纵向开裂而造成伤害。发生地：发生地：昼夜温差大，高纬度地区、薄皮树种。昼夜温差大，高

20、纬度地区、薄皮树种。措施：措施：树干包扎，缚草或涂白树干包扎，缚草或涂白30生理干旱（冻旱）：生理干旱（冻旱）：土壤结冰或土温过低，植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根系吸水少或不吸水，而植物蒸腾失水引起植物干枯死亡。物干枯死亡。q发生地：发生地：多发生于土壤未解冻的早春，多风多发生于土壤未解冻的早春，多风城市易发生。城市易发生。q措施：措施：迎风面设置挡风设施，幼苗北侧设置迎风面设置挡风设施，幼苗北侧设置土埂土埂31（二）植物对低温的生态适应：（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，生活在低温中的植物芽和叶

21、片具油脂类物质，芽具鳞片，体表有蜡粉和密毛体表有蜡粉和密毛; ;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。一些植物的叶片在冬季变为红色有利于吸收更多的热量。 2 2、生理方面：、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。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。多的红外线。最有效的生理适应就是休眠。最有

22、效的生理适应就是休眠。32（三）高温：（三）高温：1 1、高温对植物的伤害、高温对植物的伤害q间接伤害：间接伤害：破坏光合作用和呼吸作用的平衡：呼吸作用破坏光合作用和呼吸作用的平衡：呼吸作用 光合作用，光合作用，植物饥饿受害；植物饥饿受害；破坏水分平衡：蒸腾作用加强，植物枯死至死亡。破坏水分平衡：蒸腾作用加强，植物枯死至死亡。高温抑制氮化合物的合成，氨积累过多，有毒物质积高温抑制氮化合物的合成，氨积累过多，有毒物质积累累直接伤害：直接伤害：40400 0C C蛋白质变性；蛋白质变性； 50500 0C C生物膜结构破坏等。生物膜结构破坏等。332 2、高温对植物伤害的常见症状、高温对植物伤害的

23、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。组织的局部死亡。q发生时间：发生时间：多冬季，朝南或南坡及有强烈太阳光反多冬季，朝南或南坡及有强烈太阳光反射的城市街道。射的城市街道。q症状：症状：树皮呈斑点状死亡或片状剥落。（细菌入侵）树皮呈斑点状死亡或片状剥落。（细菌入侵）q树种：树种：光滑的薄皮树；光滑的薄皮树；措施：措施：涂白涂白 q根茎灼烧：高温表土灼伤幼苗根茎造成伤害。高温表土灼伤幼苗根茎造成伤害。措施：措施：遮荫或喷水降温遮荫或喷水降温34( (四四) )植物对高温的生态适应：植物对高温的生态适应：q形态适应：形态适应：有密

24、绒毛和鳞片；有密绒毛和鳞片；植物体呈白色或银白色、叶革质发亮；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；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等。树干和根茎具有木栓层等。生理适应：生理适应：降低细胞含水量，增加可溶性糖或盐的浓度，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；减缓代谢速率和增加原生质的抗凝结力；蒸腾降温；蒸腾降温；有些植物具反射红外线的能力。有些植物具反射红外线的能力。35四、温度与植物分布1 1、影响植物分布的温度因素、影响植物分布的温度因素q极端低温、高温是影响植物分布的最重极端低温、高温是

25、影响植物分布的最重要因素要因素。冬季的极端低温：高纬或高海拔地区限制植物冬季的极端低温：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分布的主要因素；直接决定物种水平和垂直分布的上限。布的上限。夏季的极端高温：低纬或低海拔地区限制植物夏季的极端高温：低纬或低海拔地区限制植物分布的主要因素。分布的主要因素。其它：秋初的极端低温，春季的晚霜，夏季温其它：秋初的极端低温，春季的晚霜，夏季温度不足。度不足。36q年平均温度也是影响植物分布的重要因素。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

26、平均温度。域，常接近该区域的平均温度。各区域的平均温度对植物的分布产生重要影响。各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）（特别是年平温和较典型的月份的平均温）372 2、我国园林植物分布分类、我国园林植物分布分类n以低温和积温为主要指标分为六个热量带：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n赤道带：赤道带： 90000C 260Cn热带：热带： 80000C 160Cn亚热带：亚热带： 4500 80000C 0160Cn暖温带：暖温带： 3400 45000C -8 00Cn温带：温带： 1600 34000C -2

27、8 - 80Cn寒带：寒带： 16000C -280C热带植物热带植物热带雨林热带雨林常绿阔叶林常绿阔叶林落叶阔叶林落叶阔叶林针叶与落叶阔混交针叶与落叶阔混交落叶松林落叶松林383 3、园林植物随温度变化适应的生态类型、园林植物随温度变化适应的生态类型喜高温植物：白天：白天：202220220 0C C，晚上：不低于，晚上：不低于10100 0C C。如一品红、仙客来和多数附生兰，；。如一品红、仙客来和多数附生兰，；喜低温植物：一般长江流域可露地越冬。月季、一般长江流域可露地越冬。月季、桂花、山茶花、杜鹃花等；桂花、山茶花、杜鹃花等；中温植物：介于两者之间，在广东、广西地区介于两者之间，在广东、广西地区可露地越冬。米兰、荷包花等。可露地越冬。米兰、荷包花等。39第四节第四节 园林植物对城市气温的调节作用园林植物对城市气温的调节作用n一、城市气温的特点：P3440一、园林植物的遮荫作用(又减光效应)植物的遮荫主要是通过植物的冠层对太阳辐射的反射，使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。到达地面的热量有所减少。植物叶片对热效应最植物叶片对热效应最明显的红外辐射的反射率明显的红外辐射的反射率可达可达70%70%，沥青为，沥青为4%4%，鹅卵，鹅卵石为石为3%3%。植物群落的复杂程度，植