第三章 园林树木的生态习性
生态习性:植物在物种形成时对环境的要求 及对环境的适应性。 生态类型:具有相同或相似生态习性的一群 植物,称为一个生态类型。
第一节 植物与环境 植物生活空间的外界条件的总和称为环境,包括地上、地下两部分。构成树木生活环境的因子称为环境因子。 第一节 植物与环境 植物生活空间的外界条件的总和称为环境,包括地上、地下两部分。构成树木生活环境的因子称为环境因子。 环境因子通常有下列5类: 气候因子:包括光、温度、水分、空气等。 土壤因子:包括土壤的有机物质、无机物质及土壤理化性 质和土壤微生物。 地形因子:包括山岳、平原和坡向、坡度等。 生物因子:包括动物、植物和微生物等。 人为因子:包括人对树木资源的利用、发展、保护与破坏 等作用。
在综合环境中包含许多性质不相同的单因子,这些对植物生长发育关系密切,起着直接或间接作用的单因子叫生态因子。 在诸生态因子中,有一些条件是植物生活所必须的,缺少它们,植物就不能生存,我们把这些条件叫生存条件。如O2、CO2、光、温、水、无机盐。 生态因子在对植物起作用时,存在以下几个基本规律: 1.综合作用 2.主导因子 3. 生存条件的不可代替性 4. 生存条件的可调性 5. 生态幅
三、植物与环境的关系: 1.植物生长离不开环境 2.环境对植物起着综合的生态作用 3.植物长期的生存斗争,使植物对环境有一定的要求,也有一定的适应性。 4. 植物可以在一定程度上改造环境。
第二节 园林树木的生态习性 一、气候因子 (一)光照 光质 光照对园林树木的影响主要通过光照强度、光照长度及光质来实现。 第二节 园林树木的生态习性 一、气候因子 (一)光照 光照对园林树木的影响主要通过光照强度、光照长度及光质来实现。 光质 红光和红外线能促进茎的加长生长和促进种子及孢子的萌发,有助于叶绿素的形成,促进CO2的分解与碳水化合物的合成。 蓝紫光和紫外线则抑制茎的伸长和加长生长,引起向光性敏感,促进幼芽形成和细胞分化,促进花青素形成,使花朵艳丽,有助于有机酸和蛋白质的合成。
2. 光照时间 不同地区,不同季节,光照时间不同。 每日的光照时数与黑暗时数的交替对植物开花的影响,称为光周期现象。 根据不同植物对日照时数要求的不同,分为长日照植物,短日照植物和日中性植物。 长日植物 临界日长 短日植物 临界日长 洋茴香 11 菊花 16 金光菊属 10 苍耳 15.5 日照长短对植物的营养生长和休眠也有重要作用,一般长日照促进营养生长,短日照促进休眠。
3. 光照强度 不同地区、不同地形、不同季节、不同时间,光照强度不同。 根据树木对光照强度的要求,可分为三种生态类型: (1) 阳性树种:在全日照下生长良好,在弱光及蔽荫条件下生长不良,甚至死亡。如:落叶松属、松属(2针松)、杨属、柳属、臭椿、刺槐、泡桐、水杉、木棉、椰子、桦木属、泡桐。阳性树多为高大乔木,在群落中居第一层。 (2) 阴性植物:在弱光下生长良好,在强光下生长不良甚至死亡。多生长在阴湿环境中,多为草本植物,如秋海棠、凤梨、铃兰。
(3) 中性树种:在充足的阳光下生长最好,但也有不同程度的耐荫能力。 据其耐荫程度不同又分为: Ⅰ.中性偏阳:榆属、樱花、桃、枫杨、榆叶梅、月季、石榴、黄刺玫、木槿、玫瑰。栽于建筑东、南,或树冠外缘。 Ⅱ.中性稍耐荫:红松、杉木、樟树、槭属、鹅耳枥属、青冈属槐、七叶树、太平花、锦带花、丁香、圆柏、珍珠梅。栽于建筑物东、西墙边或大乔木外缘。 Ⅲ.中性而耐荫性强:冷杉属、红豆杉属、铁杉属、八角属、水青冈属、云杉、矮紫杉、粗榧、罗汉松、金银木、天目琼花、绣线菊、八角金角、常春藤、山茶、杜鹃、构骨、忍冬、紫楠、棣棠。植于建筑物北面或树冠内缘。
(4) 树种耐阴力的判断 生理指标法:光补偿点和光饱和点 形态指标法: 项目 喜光性形态 耐荫性形态 阔叶树 落叶树 常绿树 常绿针叶树 叶呈针状 叶扁平或呈鳞片状而表、背区别明显 树冠 树冠呈伞形,枝叶稀疏、透光 树冠呈圆锥形,枝叶浓密、透光度小 树干 自然整枝良好、枝下高较高 自然整枝不良,枝下高短或近无 树皮 通常较厚 通常较薄 叶 叶小而厚、落叶 叶大而薄,明显叶相嵌 林下天然更新不良,常为单层林 良好,常为复层林 常绿树叶片寿命短 寿命长
树种的喜光性和耐荫性常因生长地区、环境、年龄不同而有所差异。 同一树种在幼苗,幼树阶段耐荫力强; 在低海拔,肥土地耐阴力强; 观花树种及彩叶树种喜光。
(二) 温度 1.温度的时空变化 (1)温度在时间上的变化 a. 温度的年变化: 关于四季的划分有以温度为指标,有以节气为指标。 以温度为指标,:每候(5天)平均温度10— 22℃为春、秋季,22℃以上为夏季, 10℃以下为冬季。 以节气为指标:二十四节气,立春、立夏、 立秋、立冬。
b. 温度的日变化: 一天中最高值出现在14点前后,最低值出现在日出前,最高值与最低值的差,称为日较差。 气温的日较差随纬度的增大而减小;阴天和大风天比晴天和无风天气温日较差小;夏季比冬季气温日较差大,但不如春秋季大;低凹地日较差大于凸起地;湿润的下垫面比干燥的下垫面日较差小。
(2)温度在空间上的变化 a. 纬度: 一般纬度升高1度,年平均气温下降0.5℃。根据不同纬度的高低,从赤道到北极分为热带、亚热带、温带和寒带。 b. 海陆位置: 海洋和靠海的地区气温的年较差小,而内陆气温年较差大。 c. 海拔高度: 海拔高度每上升100m,相当于纬度北移1℃。 山体也是影响温度变化的主要原因之一。我国东南走向的山脉,南坡光照强,土壤气温高,土壤较干,北坡相反。
2. 温度对树木的生态作用 (1)节律性变温对树木的影响 a. 季节性变温对树木的影响 树木这种每年随环境周期变化而出现形态和生理机能的规律性变化,称为树木的年生长周期,也叫物候期。 有效积温:指植物开始生长活动的某一段时期内的温度总值。 S=(T-T0)n 活动积温:某一段时期内的温度总值。 S=Tn
b. 昼夜变温对树木的影响 一般来讲,昼夜温差大,有利于树木的生长发育(发芽、生长、开花,果实品质),但也不是越大越好。 原产于大陆性气候地区的树木:10—15℃ 原产于海洋性气候区的树木:5—10℃ 热带植物能在日变幅很小的条件下生长发育良好。
(2)极端温度对树木的影响 a. 极端低温对树木的影响 树木生长发育对温度的要求有三基点温度,最低、最高、最适温度,超过树木所能忍受的最低、最高界限,我们称它为极端温度。 a. 极端低温对树木的影响 Ⅰ. 寒害:指0℃以上的低温对热带喜温树木造成的伤害,在北方露地少见。
Ⅱ. 冻害:外界温度下降至冰点,使树木体内结冰而受害。 树木受害程度与低温强度、低温持续时间、降温及温度回升的速度均有关,土壤低温会引起生理干旱而死亡(抽干现象)。 不同发育时期,不同部位抗寒能力不同,通过抗寒锻炼可提高抗寒能力。 休眠期>营养生长期>花期 胚珠<心皮<雌蕊以外的花器<果、嫩叶<叶片<茎干(根茎处易受冻) 防冻措施:秋季及时停止施肥、灌溉,促进落叶;灌封冻水与春灌;堆土防冻;卷干(1.5m或至分枝点处);涂白(加石硫合剂)。
Ⅲ. 霜害:当气温降至0℃,空气中过饱和的水汽在树木表面凝结成霜而对树木造成的危害称为霜害。 每年秋季的第一次降霜叫初霜,翌年春季最后一次降霜叫终霜,从终霜到初霜的天数叫无霜期。 如果霜害的时间短,且气温缓慢回升时,许多树木可以复原,反之,则难以复原。 预防霜冻:除选用抗寒力强的树种外,可以采用熏烟、喷灌、覆盖、保暖等措施。
Ⅳ. 冻拔、冻旱、抽条 Ⅴ. 冻裂:毛白杨、核桃、槭树、垂柳等。一般幼树、阔叶树、孤植树、低洼地树比老树、针叶树、群植树、排水良好地树易遭冻裂。
b、极端高温对树木的影响 从生态上来说:高温会使树木局部灼伤,花粉干燥,柱头丧失生活力而不能正常受精等。 不同树种耐高温能力不同,通常根据树种对温度的要求与适应范围可分为4类: 最喜温树种:如橡胶树、椰子、团花等; 喜温树种: 如杉木、马尾松、毛竹、油桐、茶、苦楝、 樟树等; 耐寒树种:如油松、毛白杨、刺槐、侧柏、榆、枣树、胡桃等; 最耐寒树种:如落叶松、樟子松、冷杉属、白桦、蒙古栎等。 同一树种不同物候期耐高温能力也不同,以种子期最强,开花期最弱。
3. 温度与树木的分布 (1)水平分布 气候带 年均温 最冷月均温 最热月均温 ≥10℃积温 生物学零度 生态类型 植被类型 寒温带 (1)水平分布 气候带 年均温 最冷月均温 最热月均温 ≥10℃积温 生物学零度 生态类型 植被类型 寒温带 -2.2~-5.5 -28~-38 16~20 1100~1700 <5 最耐寒树种 针叶林 温带 2~8 -10~-25 21~24 1600~3200 5 耐寒树种 针阔混交 暖温带 9~14 -2~-13.8 24~28 3200~4500 10 中温树种 落叶阔叶类
Ⅰ.黑龙江北、内蒙古----寒温带 Ⅱ.黑龙江、吉林东、辽宁东北----温带 树种有:樟子树、兴安落叶松、冷杉、云杉、山杨、 亚热带 14~22 2.2~13 28~29 4500~8000 15 喜温树种 常绿阔叶林 热带 22~26.5 16~21 26~29 8000~10000 18 喜高温树种 雨林和季雨林 Ⅰ.黑龙江北、内蒙古----寒温带 树种有:樟子树、兴安落叶松、冷杉、云杉、山杨、 蒙古栎、桦木,树木种类不丰富,主要是乔木+地被。 Ⅱ.黑龙江、吉林东、辽宁东北----温带 树种有:红松、紫杉、云杉、山杨、水曲柳、核桃 楸、白桦、五味子(藤)乔+灌+地被。
西中,甘肃中南,河南,山东----暖温带 有黄河,以次生林为主。 Ⅲ.辽宁中、南,河北、山西大部,陕 西中,甘肃中南,河南,山东----暖温带 有黄河,以次生林为主。 树种有:油松、栓皮栎、杨、柳、榆、槐、椿、 槭、杏、枣、梨、苹果、核桃、板栗。 Ⅳ.甘肃、山西、河南南、湖南、湖北、云南、 广东、广西大部、台湾----亚热带 Ⅴ.台湾南、云南南、西藏南、广东、广西南----热带 板根、绞杀、独木成林、棕榈科的等,景观独特。
(2)垂直分布 垂直分布的模式是: 指在山区由于海拔高度的变化而形成不同的植物分布带而言。 热带雨林、季雨林——常绿阔叶林——落叶阔叶林——亚高山针叶林——亚高山灌丛——高山草甸——高山寒荒漠带——冰雪带。
4. 温度因子与园林树种的应用 (1)树种选择 (2)催延花期:牡丹、桂花 (3)引种驯化:南——北 高海拔——低海拔
(三)水分 水分是决定树木生存、影响分布与生长发育的重要条件之一。不同树种对水分的需要与适应性不同。树种对土壤水分的适应性可分为3类: 旱生树种:在干旱的环境中能长期忍受干旱而正常生长发育的树木类型。这类树种的根系通常极为发达,其叶常退化为膜质鞘状或叶面具发达的角质层、蜡质及绒毛,如松柏类、柽柳、木麻黄、夹竹桃、骆驼刺、梭梭树、沙拐枣及相思树等; 2. 湿生树种:需要生长在潮湿环境中,在干旱条件下生长不良,甚至死亡。这类树种的根系短而浅,在长期淹水条件下,树干基部膨大,具有呼吸根,如水椰子、水松、落羽杉、池杉及红树等;
3. 中生树种:介于以上两者之间,绝大多数树木都属此类,这类树种多生于湿润的土壤上,不能忍受过干、过湿的土壤条件。 由于中生树种种类很多,它们对干、湿的忍耐程度不同,又分为: (1)中生耐水湿树种:柳、水杉、紫穗槐、紫藤、丝棉木、乌桕、洋白蜡、桑、棕榈、悬铃木、凌霄、芍药。 (2)中生耐旱树种:槐、椿、枣、板栗、紫藤、紫穗槐、金鸡儿、柳、小檗、桃、石楠、火棘、合欢、葛藤、胡枝子、楝树、君迁子、油松、侧柏、酸枣等。
4. 树种抗旱、耐淹力的特点: (1)深根性树种多耐旱,如松类、臭椿、构树等。浅根性树种多不耐旱,如刺槐、柳杉、杉木。 (2)常绿树不如落叶树耐涝,如海桐、枇杷、桂花、石楠、女贞、大叶黄杨、珊瑚树。 (3)分布区域广大者,抗性也强,如法国梧桐、银杏。 (4)针叶树中,大科大属种耐旱,小科小属种不耐旱。 (5) 阔叶树中,一般耐淹力强的,耐旱力也较强,如紫穗槐、柳、紫藤、夹竹桃、树柳、乌桕、桑、梨等。
(四)空气 不同树种对有害气体反应不一样,有些树种对有害气体抗性小,而另一些树种具有吸收某些有害气体的能力或称抗性强。 抗二氧化硫树种:银杏、侧柏、日本黑松、构、皂英、臭椿、沙枣、榆、旱柳、刺槐、海州常山等。 抗氯化氢树种:合欢、五叶地锦、黄檗、伞花胡颓子、构、榆、接骨木、紫荆、槐、紫藤、紫穗槐、木槿、杠柳等。 抗氟化氢树种:白皮松、侧柏、杜松、构、榆、槐、丝棉木、黄檗、伞花胡颓子、紫荆、紫穗槐、臭椿、泡桐、悬铃木、山楂等。
华北地区抗综合污染树种:构树、椿、榆、皂荚、旱柳、小叶朴、加杨、刺槐、国槐、合欢、栾树、桂香柳、丝棉木、侧柏、圆柏、白皮松、柽柳、紫穗槐、连翘、丁香、紫薇、野蔷薇、地锦、山桃、接骨木、五叶地锦。 长江流域抗综合污染的树种:银杏、悬铃木、楝树、桑、梧桐、女贞、棕榈、樟树、蚊母树、广玉兰、罗汉松、构骨、胡颓子、珊瑚树、大叶黄杨、夹竹桃、海桐、木槿、凤尾兰、石榴、无花果。 华南地区抗综合污染的树种:木麻黄、台湾相思、樱花、石榴、榕树、蒲葵、黄槿、五香梅及棕榈科多种植物。
(五)、风 风 温度、水分 树木的生长发育。 改变 影响 风有利于风媒花的传粉及种子、果实的散播,有利于森林的更新。 风 温度、水分 树木的生长发育。 风有利于风媒花的传粉及种子、果实的散播,有利于森林的更新。 风对树木的不利方面为生理与机械伤害,长时间的旱风会加强蒸腾作用,导致枯萎,大风或台风吹折大枝或主干,削弱树木的高径生长,形成偏冠、偏材。 具强大直根系、材质坚韧的树种如马尾松、木麻黄等的抗风力强;刺槐、泡桐等浅根性树种的抗风力弱。 同一树种其抗风力的大小又因繁殖方法、立地条件和栽植方式不同而有差异。 由于树木有减小风速,削弱风蚀,降低蒸腾等作用,有计划地科学地种植农田防护林带可充分发挥防风固沙、保土、保水、保肥、改良土壤、改善农田小气候、美化环境、保证农业稳产高产的作用。 改变 影响
二、土壤因素 (一)依土壤酸度而分的树木类型 依照中科院南京土壤研究所1978年的标准,我国土壤酸碱度可分为5级: (1)强酸性:PH<5.0; (2)酸性:PH 5.0~6.5; (3)中性:PH 6.5~7.5; (4)碱性:PH 7.5 ~8.5; (5)强碱性:PH>8.5。
不同树木对土壤酸碱度的要求及适应范围不同,依此可将树木分为三类: 1. 酸性土树种:在或轻或重的酸性土上生长良好,而在碱性土及钙质土上生长不良的树种。要求PH<6.5。如:山茶、油茶、马尾松、栀子花、杜鹃、大多数棕榈科植物、红松、印度橡皮树、米兰。 2. 碱性土树种:在或轻或重的碱性土上生长良好的树种,要求PH>7.5。如:柽柳、紫穗槐、沙棘、沙枣、杠柳、梭梭树、胡杨、黄栌、文冠果、丁香、黄刺玫。
3. 中性土树种:稍微酸或碱也能忍受,但在中性土上生长最佳的树种,要求PH6.5~7.5。绝大多树种属中性土树种。 土壤酸碱度不仅影响观赏植物的生长发育,而且还影响观赏植物的花色变化。如八仙花的花色就是由于土壤中的酸碱度决定的。土壤PH值低花色呈现蓝色,如果PH值高,则花朵的颜色呈现粉红色。
(二)依土壤含盐量而分的树木类型 1. 喜盐植物:喜盐植物可以吸收大量可溶性盐类并积聚在体内,细胞的渗透压高达40—100个大气压,对高浓度的盐分已成为生理需要了。如黑果枸杞,乌苏里碱蓬,海蓬子等。 2. 抗盐植物:它们的根细胞膜对盐类的透性很小,所以很少吸收土壤中的盐类。其细胞的高渗透压不是由于体内的盐类而是因为体内含有较多的有机酸、氨基酸和糖类所形成的。如盐地风毛菊等。
3. 耐盐植物:它们从土壤中吸收盐分,但并不在体内积累,而是将多余盐分经茎、叶上的盐腺排出体外,即有泌盐作用。如:柽柳、红树等。 在树木中,较耐盐碱的种类主要有:绒毛白腊、夹竹桃、龙柏、悬铃木、垂柳、龙游柳、丁香、玫瑰、锦带花、榆树、柽柳、紫穗槐、白榆、加杨、小叶杨、桑、旱柳、枸杞、楝树、臭椿、刺槐、皂荚、国槐、杜梨、合欢、枣、杏、复叶槭、钻天杨、胡杨、君迁子、侧柏、黑松、白蜡、乌桕等。
(三)依土壤肥力而分的树木类型 1、耐瘠树种(瘠土树种):有的树种极耐干旱瘠薄的土壤,在造林上常被选为荒山或沙漠造林的先锋树种,如马尾松、樟子松、云南松、侧柏、油松、刺槐、锦鸡儿、木槿、黄栌、构树、牡荆、木麻黄、小叶鼠李、小檗、金老梅、枣、柿、马尾松、酸枣等。
2、喜肥树种:有些树种要求在深厚、湿润的土壤上才能生长良好,如橡胶树、杉木、樟树、毛白杨、梧桐、胡桃、桃、苹果、泡桐等大多数树种。 3、沙生树木:能适应沙漠、半沙漠地带的植物,具有耐干旱贫瘠、耐沙埋、抗日晒、抗寒耐热、易生不定根、不定芽等特点。如胡杨、沙竹、沙柳、骆驼刺、沙冬青等。
三、 地形因素 地形因素包括海拔高度、坡向、坡位、坡度、山脉河流走向及地形起伏等。地形因素对树木分布与生长发育有一定影响。地形的变化直接影响气候、土壤及生物等因素的变化,从而间接地影响树木生长,这种情况在地形复杂的山区尤为明显。 海拔高度对树木分布与生长有直接影响。如以安徽省黄山为例,海拔700m以下分布马尾松,700m以上为黄山松。
坡向影响日照的时间和强度,北坡日照时间短,温度低,湿度较大,一般多生长耐荫湿的树种;南坡日照时间长,温度高,湿度较小,多生长阳性旱生的树种,如华北低山地区油松多分布在阴坡或半阴坡,而阳坡仅生长一些耐干旱的灌木。
四、生物因素 树木和其它动、植物、微生物生长在一起,相互间有着密切的关系,不同种类的动植物、微生物对树木的分布、生长、繁殖发生着有益或有害的影响。
不同树种之间常因对生活条件的要求与适应能力不同而发生相互抑制或促进的作用,即使同一树种组成的单纯林中,不同个体之间及其与杂草、灌木间的关系,也发生着抑制或促进的作用。林业生产中树种混交类型、造林密度、抚育采伐、育苗措施的确定都以树种之间相互作用的理论为基础。
五、创造小环境,满足树木的生态习性 适地适树。如:梅、碧桃喜光,不耐淹,应配置于建筑物南相对高燥的地方,珍珠梅、金银木、绣线菊、棣棠适当耐荫,可进行建筑物北面的配置。 人为创造小环境,以满足树木的生态习性。如常绿阔叶树:石楠、广玉兰向北京引种,宜植于背风向阳处。屋顶花园:选耐旱灌木进行配置。 “水边植松”: (1)先在水边造小地形,再在山上植松。(2)水池边上做隔水层,防渗水。
思考题: 1.几个概念:环境 生态因子 生存条件 生态习性 生态类型 有效积温 活动积温 寒害 冻害 霜害 1.几个概念:环境 生态因子 生存条件 生态习性 生态类型 有效积温 活动积温 寒害 冻害 霜害 2.生态因子在对植物起作用时,存在哪些基本规律? 3.依光照强度、温度、水分、土壤酸碱度、土壤肥力如何对园林树木进行分类? 4.如何判断树种的耐荫力和抗旱性?