第三章 温度与园林植物

1. 第三章 温度与园林植物 第一节 城市温度环境 第二节 温度对园林植物的生态作用 第三节 园林植物对温度的适应 第四节 园林植物对温度的调节作用

2. 第一节 城市温度条件 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 。（0.5-2.0 ℃ ）

3. 城市热岛温度剖面图

4. （一）城市热岛的形成原因 • 第一，城市下垫面的反射率比郊区小 • 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。

5. 第二，城市下垫面建筑材料的热容量、导热率比郊区森林、草地、农田组成的下垫面要大的多，吸收热量多。第二，城市下垫面建筑材料的热容量、导热率比郊区森林、草地、农田组成的下垫面要大的多，吸收热量多。 • 第三，城市大气中的二氧化碳和空气污染物含量高，形成覆盖层，对地面长波辐射有强烈的吸收作用，空气逆辐射大于郊区，减少了热量的散失。 • 第四，城市内各种燃烧过程和人类活动产生的热量高。 • 第五，城市特殊的地面，植物占面积相对较少，不透水面较大。城市建筑密集，通风不良，不利热量的扩散。

6. （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。

7. 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2~3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。 • 城市热岛强度的季节变化：冬>秋>春>夏

8. 伦敦市最低气温热岛图

9. 广州市热岛图

10. （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。

12. 由于城市热岛环流的出现，城区工厂派出的污染物随上升气流而上升，笼罩在城市上空，并从高空流向郊区，到郊区后下沉。下沉气流又从近地面流向城市中心，并将郊区工厂排出的污染物带入城市，造成二次污染，致使城市的空气污染更加严重。由于城市热岛环流的出现，城区工厂派出的污染物随上升气流而上升，笼罩在城市上空，并从高空流向郊区，到郊区后下沉。下沉气流又从近地面流向城市中心，并将郊区工厂排出的污染物带入城市，造成二次污染，致使城市的空气污染更加严重。

13. 相应措施 为了减轻城市的大气污染，在城市规划时，一定要注意研究城区上升气流到郊区下沉的距离。一方面将污染严重的工业企业布局在下沉距离之外，避免这些工厂派出的污染物从近地面流向城区，另一方面，应将卫星城建在城市热岛环流之外，避免相互污染。除此之外，应当在城市与乡村之间多植树造林，在下沉气流从近地面流向城市中心的过程中削弱污染。

14. 2、夏季，热岛效应可加强城市气温酷热程度，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。

15. 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的频率、积雪时间和积雪深度。使城市积雪少于郊区，减少城市建筑物的雪压。

16. 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。

17. （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。

18. 二、城市小环境温度变化 气温： 冬季，楼南侧气温最高，北侧最低，东侧与西侧居中， 夏季，楼西侧气温比南侧略高。 地温： 楼南侧冻土期比露天对照减少1倍左右，而北侧冻土期比露天对照略长

19. 二、城市小环境温度变化

20. 第二节 温度对园林植物的生态作用 一 、温度对植物生理活动的影响 1、促进生化反应的酶，特别是促进光合作用和蒸腾作用的酶； 2、二氧化碳和氧气在细胞内的溶解度； 3、蒸腾作用； 4、根系吸收能力。

21. 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。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、温度对植物生长发育的影响 温度与植物发育的关系一方面体现在某些植物需要经过一个低温“春化”阶段，才能开花结果，完成生命周期；另一方面反映在有效积温法则上。有效积温法则的主要含义是植物在生长发育过程中，必须从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育，而且植物各个发育阶段所需要的总热量是一个常数。用公式表示： K=N·(T-T0) 式中，K为该植物所需的有效积温（常数），N为发育历期即生长发育所需时间，T为发育期间的平均温度，T0为植物发育起点温度。发育时间N的倒数为发育速率

24. 在生产实践中，有效积温可作为:预测植物地理分布；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）。在生产实践中，有效积温可作为:预测植物地理分布；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）。

25. 三、极端温度对植物生长发育的影响 （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。

26. 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

27. 霜害：由于霜的出现而使植物受害。 • 初霜(早霜)：秋季第一次出现的霜；引种南方植物 • 终霜（晚霜）：春季最后一次出现的霜；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（特别是幼苗）引种易遭受霜害。

28. 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。小苗和幼树易受害。

29. 冻裂：昼夜温差导至热胀冷缩产生弦向拉力，使树皮纵向开裂而造成伤害。冻裂：昼夜温差导至热胀冷缩产生弦向拉力，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

30. 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。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：迎风面设置挡风设施，幼苗北侧设置土埂

31. （二）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类型 • 皮烧（日灼伤）：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（冷杉）；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. 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、对低温的适应 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。

36. 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。

37. 2、植物对高温的生态适应： • 形态适应： • 植物体有密绒毛和鳞片（能阻挡阳光）； • 植物体呈白色或银白色、叶革质发亮（能增强反射）； • 叶片垂直排列使叶缘向光或高温下叶片折叠（减少阳光的接受面积）； • 树干和根茎具有木栓层等（具有绝热和保护的作用）。

38. 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（白杨、刺槐等）。

39. 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光的反射率 可达70%，沥青为4%，鹅卵石为3%。

41. 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;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。

42. 园林植物对地面、建筑的墙体、屋顶具有遮荫效果（自然冷却能源）。园林植物对地面、建筑的墙体、屋顶具有遮荫效果（自然冷却能源）。

43. 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。

44. 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4·39亿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。

45. 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。