最新园林生态学第三章第四章幻灯片.ppt

第一节 城市温度环境一、温度及其变化规律1、热量平衡地面辐射的收入=太阳直接辐射+散射辐射+大气逆辐射地面辐射支出=地面辐射+地面对太阳辐射的反射 在生产实践中，有效积温可作为:预测植物地理分布北界；合理安排作物和预测农时（不同作物的有效积温不同：如马铃薯的有效积温为1000-1600度；玉米为2000-4000度；椰子为5000度以上）。三、三、极端温度对植物的影响极端温度对植物的影响 1. 1.植物对低温的适应植物对低温的适应 低温的危害：低温的危害： 温度低于一定数值，植物便会受害，这个数值称为临界温临界温度度。在临界温度以下，温度越低植物受害越重。低温对植物的伤害可分为寒害和冻害等。 寒害寒害: :是指温度在0以上对喜温植物造成的伤害。植物寒害的主要原因有蛋白质合成受阻、碳水化合物减少和代谢紊乱等。 冻害冻害: :是指0以下的低温使植物体内（细胞内和细胞间）形成冰晶而造成的损害。植物在温度降至冰点以下时，会在细胞间隙形成冰晶，原生质因此而失水破损。极端低温对动物的致死作用主要是体液的冰冻和结晶，使原生质受到机械损伤、蛋白质脱水变性。2 2、植物对高温的危害、植物对高温的危害 温度超过植物适宜温区的上限后就会对植物产生有害影响，温度越高对植物的伤害作用越大。高温对植物的危害：高温对植物的危害：高温可减弱光合作用，增强呼吸作用，使植物的这两个重要过程失调；破坏植物的水分平衡，促使蛋白质凝固、脂类溶解，导致有害代谢产物在体内的积累。常见高温危害有两类：皮烧和根茎灼伤 四、四、 温度与植物的地理分布温度与植物的地理分布1.1.有效总积温：有效总积温：根据植物有效临界温度的天数的日平均温度累计计算。2.2.极端温度（最高、最低温度）极端温度（最高、最低温度）植物：高温限制植物分布的原因主要是破坏植物体内的代谢过程和光合呼吸平衡；并且植物因得不到必要的低温刺激而不能完成发育阶段。低温对植物分布的限制作用更为明显，对植物来说，决定其水平分布北界和垂直分布上限的主要因素就是低温。如：苹果不能在热带栽培，由于高温的限制不能开花结实；可可、椰子只能在热带分布，因为是受低温的限制；垂直分布：长江流域马尾松分布在海拔1000-1200米以下，这个界限的上部为黄山松，是因为在海拔1000-1200米是马尾松的低温界限，而是黄山松的高温界限。积温平均/最冷气温植物种赤道带9000平均气温26 热带植物热带8000最冷气温15热带树种亚热带45008000最冷气温015常绿阔叶林暖温带34004500最冷气温-100落叶阔叶林温带16003400最冷气温-30-10针叶树与落叶阔叶林，草原与荒漠寒温带1600最冷气温 -30落叶松林第三节 园林植物对温度的适应一、园林植物对极端温度的适应1、植物对低温的适应、植物对低温的适应 植物对低温的形态适应：形态适应：表现在芽及叶片常有油脂类物质保护，芽具有鳞片，器官的表面有蜡粉和密毛，树皮有较发达的木栓组织，植株矮小，常呈匍匐、垫状或莲座状； 生理适应生理适应：低温环境的植物减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪和色素来降低植物的冰点，增加抗寒能力。如鹿蹄草通过在叶细胞中大量贮存五碳糖、粘液来降低冰点，可使结冰温度下降到-31度。2.对高温的适应对高温的适应 a a 形态适应：形态适应：有些植物体具有密绒毛或鳞片，能过滤一部分阳光；有些植物体呈白色、银白色，叶片革质发亮，能反射大部分光线；有些植物叶片垂直排列，或高温下叶片折叠，减少吸光面积等。 b b 生理适应：生理适应：降低细胞含水量，增加糖或盐的浓度，有利于减缓代谢速率和增加原生质的抗凝结力；蒸腾作用避免植物体因过热受害。二、昼夜变温与温周期现象二、昼夜变温与温周期现象 由于地表太阳辐射的周期性变化产生温度有规律的昼夜变化,许多植物适应了变温环境,多数植物在变温下比恒温下生长得更好.植物对温度昼夜变化节律的反应为温周期温周期现象现象。 昼夜温差较大有利于植物的生长和产品质量的提高。 也有些植物不少温周期的影响。1. 植物的温周期现象主要表现植物的温周期现象主要表现： （1）种子萌发）种子萌发 大多数植物在变温下发芽较好。如毛冬青在变温20-30度发芽率为70-80%，恒温条件25度发芽率为20-30%（因为降温后，增加了氧气在细胞中的溶解度；温度交替提高细胞膜的透性，促进萌发。）（2）生长期）生长期 植物生长往往要求温度因子有规律的昼夜变化的配合.温度条件番茄茎的日生长量/mm昼夜26.5度23.1昼夜19度19.5白天20度，夜间26.5度19.4白天26.5度，夜间20度26.1-35.0（3）变温与干物质积累）变温与干物质积累 变温对于植物体内物质的转移和积累具有良好的作用变温对于植物体内物质的转移和积累具有良好的作用.昼夜温差越大，植物产量越高，质量越好。因为白天昼夜温差越大，植物产量越高，质量越好。因为白天适当高温有利于光合作用，夜间适当低温使呼吸作用适当高温有利于光合作用，夜间适当低温使呼吸作用减弱，光合产物消耗减少，净积累增多。如燕麦地昼减弱，光合产物消耗减少，净积累增多。如燕麦地昼夜温度都是夜温度都是20度，每日因同化作用而积累的碳水化合度，每日因同化作用而积累的碳水化合物为物为300公斤，因呼吸作用而失去的为公斤，因呼吸作用而失去的为175公斤，纯增公斤，纯增125公斤；若夜温降到公斤；若夜温降到10度，因呼吸作用损失度，因呼吸作用损失132公斤，公斤，纯增纯增168公斤。公斤。 红杉，昼夜温差不大的地方红杉，昼夜温差不大的地方 郁金香：昼夜温差大的地方，荷兰郁金香：昼夜温差大的地方，荷兰三、季节变温与物候现象三、季节变温与物候现象 物候物候是指植物长期适应于一年中温度的节律性变化，形成的与此相适应的发育节律发育节律。例如大多数植物春天发芽，夏季开花，秋天结实，冬季休眠。 物侯学物侯学:研究植物的季节性节律变化与环境季节变化关系的科学. 市区物候期比郊区要早，春天来的早，秋天去的迟 “竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知。竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知。” “黄梅时节家家雨，青草池塘处处蛙。黄梅时节家家雨，青草池塘处处蛙。” “飒飒西风满院栽，蕊寒香冷蝶难来。飒飒西风满院栽，蕊寒香冷蝶难来。” “立冬蚕豆小雪麦，一生一世赶勿着立冬蚕豆小雪麦，一生一世赶勿着” “十月种油，不够老婆搽头十月种油，不够老婆搽头”， 生长期：从叶芽萌动到落叶为止的这段时生长期：从叶芽萌动到落叶为止的这段时期，称为生长期或生长日数。期，称为生长期或生长日数。 生长季：一年中适于树木生长的时期。近生长季：一年中适于树木生长的时期。近于无霜期。于无霜期。第四节、植物对气温的调节作用第四节、植物对气温的调节作用一、植物的热量平衡收入：接收太阳辐射支出：植物体热辐射、蒸腾二、城市植物的降温作用1、树冠遮挡阳光，植物叶片对阳光的反射率高，减少日光直接辐射量所致：树冠大小，枝叶密度、叶片质地2、植物覆盖降低了被覆盖物体的温度，也减少覆盖物体对周围环境的热辐射3、蒸腾消耗大量热量4、大面积园林绿地可形成局部微风：园林面积植物覆盖减少城市热岛效应第四章第四章 水与园林植物水与园林植物一、城市水环境（一般） 了解：水分循环，水体污染与地表降水，干岛效应，水体富营养化，赤潮。 理解：城市水环境的特点，水体污染的类型及产生的原因。 二、水对园林植物的生态作用（次重点） 理解：植物体内水分平衡，水对植物生长发育的影响。 三、园林植物对水分的适应（次重点） 识记：水生植物类型及特点。陆生植物的类型及特点。 四、园林植物对水分的调节作用（重点） 理解：园林植物增加空气湿度的原因，植物净化水体的途径。 应用：园林植物涵养水源、保持水土效益的途径和作用机理。 第一节、城市水环境第一节、城市水环境一、陆地上的水分分布一、陆地上的水分分布1、水分循环：水分大循环和水分小循环，平均年、水分循环：水分大循环和水分小循环，平均年蒸发量和降水量相当，为蒸发量和降水量相当，为1100mm。2、地表降水：降雨、降雪、雾和露水、地表降水：降雨、降雪、雾和露水降水量：夏季降水量：夏季春季春季冬季冬季自西向东，随着距离海洋越远，降水量相应减少。自西向东，随着距离海洋越远，降水量相应减少。迎湿热风的山体一侧，降水量大，背风一侧降水迎湿热风的山体一侧，降水量大，背风一侧降水少。少。城市降水的特点：市区城市降水的特点：市区郊区郊区城市的降水强度和频度高于郊区城市的降水强度和频度高于郊区二、城市水环境1、水污染严重，水质恶化、水污染严重，水质恶化水体富营养化、有毒物质的污染、热污染水体富营养化、有毒物质的污染、热污染2、城市水资源短缺、城市水资源短缺3、城市降雨量高、城市降雨量高市区市区郊区；城市的降水强度和频度高于郊郊区；城市的降水强度和频度高于郊区区4、城市径流量增加、城市径流量增加5、城市的空气湿度低、云雾多、城市的空气湿度低、云雾多一一. .水是植物生存的重要条件：水是植物生存的重要条件：（1 1）水是任何植物体的重要组成部分）水是任何植物体的重要组成部分。各种植物的含水量有很大的不同。植物体的含水量一般为6080%，有些水生植物可达90%以上，而在干旱环境中生长的地衣、卷柏和有些苔藓植物仅含6%左右。 （2 2）水是生命活动的基础）水是生命活动的基础。植物的新陈代谢是以水为介质进行的，植物体内营养物质的运输、废物的排除、激素的传递以及生命赖以存在的各种植物化学过程，都必须在水溶液中才能进行，而所有物质也都必须以溶解状态才能进出细胞。（3 3）水对稳定环境温度有重要意义）水对稳定环境温度有重要意义。水的密度在4时最大，这一特性使任何水体都不会同时冻结，而且结冰过程总是从上到下进行。水的热容量很大，吸热和放热过程缓慢，因此水体温度不象大气温度那样变化剧烈。（4）水是光合作用的原料）水是光合作用的原料（5）水使植物保持一定的状态）水使植物保持一定的状态第二节第二节 水对植物的生态作用水对植物的生态作用二、植物体的水分平衡二、植物体的水分平衡 吸收的水分（根吸收）吸收的水分（根吸收）=消耗的水分（叶蒸腾）消耗的水分（叶蒸腾） 根系吸水的动力：根压、蒸腾拉力根系吸水的动力：根压、蒸腾拉力 水分充足，气孔开张，水分和空气畅通；干旱水分充足，气孔开张，水分和空气畅通；干旱缺水，气孔关闭，减少水分消耗。缺水，气孔关闭，减少水分消耗。 蒸腾量：落叶阔叶树蒸腾量：落叶阔叶树常绿阔叶树常绿阔叶树针叶树针叶树 植物吸水量和蒸腾量：低温植物吸水量和蒸腾量：低温高温区、季节高温区、季节三、水对植物生长发育的影响三、水对植物生长发育的影响 水对植物生长发育的影响：水对植物生长发育的影响： 水分对植物生长有最低、最适和最高最低、最适和最高值3基点。 降水量大，植物生长量大降水量大，植物生长量大四、水分与植物分布四、水分与植物分布干燥度干燥度水分状况水分状况自然植被自然植被0.99湿润湿润森林森林11.49半湿润半湿润森林草原森林草原1.503.99半干旱半干旱草甸、草原、荒漠草草甸、草原、荒漠草原原4.0干旱干旱荒漠荒漠五、旱涝对植物的危害及抗性五、旱涝对植物的危害及抗性 a、旱害对植物的抗性 干旱时，光合作用下降，呼吸作用增强，植物体内的水分重新分配，减少光合作用的有效叶面积，胚胎状态的 组织和器官受害最重，树木的嫩枝、根部的延伸、粗生长及果实的发育受到抑制。 土壤干旱比大气干旱严重 B 涝害对植物的抗性土壤积水或土壤过湿造成植物的伤害为涝害水分过多，土壤空气减少，土壤缺氧。植物根系吸收作用减弱，引起根系窒息死亡。第三节第三节 园林植物对水分的适应园林植物对水分的适应 根据植物对水分的需求量和依赖程度，通常把植物划分为水生植物和陆生植水生植物和陆生植物物。 一、水生植物：是所有生活在水中的植物一、水生植物：是所有生活在水中的植物总称。总称。 水体环境：弱光、缺氧、粘性高、密度水体环境：弱光、缺氧、粘性高、密度大、温度变化平缓，以及能溶解各种无大、温度变化平缓，以及能溶解各种无机盐类。机盐类。水生植物特点：水生植物特点：a.a.发达的通气组织，以保证各器官组织对发达的通气组织，以保证各器官组织对氧的需要氧的需要。根、茎、叶形成连贯的通气组织，以保证植物体各部分对氧气的需要。 如荷花从叶片气孔进入的空气，通过叶柄、茎进入地下茎和根部的气室，形成了一个完整的通气组织。 又如金鱼藻，属于封闭式的通气组织，该系统不与大气直接相通，系统内可以储存由呼吸作用释放的二氧化碳，供光合作用的需要，而光合作用释放的氧气又被呼吸作用所利用。b. 机械组织不发达甚至脱化机械组织不发达甚至脱化 增强植物的弹性和抗扭曲的能力，适应水体流动。c. 水下叶片很薄，且多分裂成带状、线状水下叶片很薄，且多分裂成带状、线状 水生植物的水下叶片很薄，且多分裂成带状、线状，以增加吸收阳光、无机盐和CO2的面积。水生植物类型水生植物类型水生植物根据生长环境水的深浅又可分成：沉水植物：整株植物沉没在水下，根退化或消失沉水植物：整株植物沉没在水下，根退化或消失。花小，花期短，以观叶为主。如金鱼藻、黑藻、眼子菜、苦草、菹草等 。 浮水植物：浮水植物：如浮萍、睡莲。生长在浅水区，叶叶片浮在水面，片浮在水面，形状多为扁平，机械组织不发达。叶表面有气孔叶表面有气孔，分为扎根的浮水植物如睡莲，根系或地下茎固定在泥土里，根部所需要的氧气由叶片的气孔经由外界提供，叶柄会随水的深度而伸长；和不扎根的浮水植物，如浮萍，植物根系并沒有固定于泥土中，而是沉于水中，植物体則飘浮在水面，某些还具有特化的气囊以利于飘浮。 挺水植物：生长在浅水区，挺水植物：生长在浅水区，植株高大，花植株高大，花色艳丽，绝大多数有茎、叶之分；直立挺色艳丽，绝大多数有茎、叶之分；直立挺拔，下部或基部沉于水中，根或地茎扎入拔，下部或基部沉于水中，根或地茎扎入泥中生长发育，上部茎叶挺出水面。泥中生长发育，上部茎叶挺出水面。如荷花、芦苇、千屈菜、菖蒲、黄菖蒲、水葱、再力花、梭鱼草、花叶芦竹、香蒲、泽泻、旱伞草等 。二、陆生植物二、陆生植物 生长在陆地上的植物统称陆生植物陆生植物，对水分的需要量及耐旱程度可分为湿生湿生、中生中生和旱生旱生植物。湿生植物：湿生植物： 不能长时间忍受缺水，抗旱能力差，多生不能长时间忍受缺水，抗旱能力差，多生长在水边或潮湿的环境长在水边或潮湿的环境中。如水稻、秋海棠、水松、水杉，池杉。中生植物：中生植物： 适于生长在水分条件适中的环境中生长在水分条件适中的环境中，形态结构及适应性介于湿生植物与旱生植物之间，种类最多、分布最光和数量最大的陆生植物。油松、月季、茉莉等旱生植物：旱生植物： 生长在干旱环境中，能忍受较长时间的干旱，且能维护水分平衡和正常的生长发育。主要分布在干热草原和荒漠地区。 其对干旱环境的适应表现干旱环境的适应表现在根系发达、叶根系发达、叶面积很小面积很小、发达的贮水组织发达的贮水组织以及高渗透压高渗透压的原生质等。的原生质等。a.a.形态适应：形态适应：（a a）发达的根系：）发达的根系： 如沙漠地区的骆驼刺地面部分只有几公分，而地下部分可深达15米，扩展范围623m2，可更多吸收水分。（b） 叶面积很小 叶片化成刺状、针状或鳞片状，且气孔下叶片化成刺状、针状或鳞片状，且气孔下陷陷。 如仙人掌科：叶片化成刺状仙人掌科：叶片化成刺状（c）发达的储水组织）发达的储水组织 这类植物能够贮备大量水分，适应干旱条件下的生活。 如南美的瓶子树：可储水4吨以上。它的树干两头细中间粗，最粗的地方直径达5米，纺锤树的上端有少数生叶子的枝条。远远看去，这种树又象一个插着枝条的花瓶，因此又叫瓶子树。旱季时，人们常砍棵纺锤树作为饮水的来源。若以每人平均每天饮水6斤计算，砍一棵纺锤树至少可供四口之家饮用半年。b. 生理适应生理适应 原生质渗透压特别高原生质渗透压特别高（P=RTiC,P为细胞液的渗透压；R气体常数；T绝对温度；I系数；C为溶液的重量克分子浓度）。 淡水水生植物的渗透压：2-3PA，中生植物不超过20PA，旱生植物渗透压高达40-60PA，高渗透压使植物根系能够从干旱的土壤吸收水分，同时不发生反渗透现象使植物失水。第四节第四节 植物对水分的调节作用植物对水分的调节作用一、增加空气湿度一、增加空气湿度二、涵养水源、保持水土二、涵养水源、保持水土 A 树冠截流树冠截流 林内雨量=滴落量+茎流量+穿透雨量 林外雨量：在连续降雨的一段时间内，林冠上部或旷地雨量。 树冠截留雨量=林外雨量-林内雨量 影响植被截留量的因素：树种、林冠结构、年龄、密度。 影响茎流的因素：树种形态、树皮粗糙度等。林冠截留不仅是降落在森林内的降雨量减少，还使水质增加养分。B 地表水的吸收和下渗地表水的吸收和下渗 降水向土壤中渗透的过程，称为下渗。 绿地土壤入渗量比裸露地高，绿地土壤结构好，孔隙度大，减少地表径流量并增加了植物可利用水量，防止水土流失。 C 地被物层吸水保土地被物层吸水保土 森林可以显著增加入渗，减少地表径流。 林内死地被物能吸收和拦截大量降水，死地被物能吸收和拦截大量降水， 减少地表径流减少地表径流。 森林土壤疏松、孔隙多、富含有机质和腐殖质，水分容易被吸收和入渗。地表径流受树干、下木、活地被物和死地被物的阻挡，流动缓慢，有利于被土壤吸收和入渗。城市或地被物层少，植物的枯枝落叶多被清除，加上人为对地表的践踏和破坏，减少水分对土壤的入渗，增加地表径流量。三、净化水体三、净化水体吸收水体中的溶解质、具有代谢解毒能力吸收水体中的溶解质、具有代谢解毒能力作业 3分析园林绿地保持水土的作用机理。分析园林绿地保持水土的作用机理。