植物与环境

日期:2017年3月13日 11:08
    一、植物与环境
    植物和环境之间存在着极为密切的关系。一方面,植物必须依赖环境而生存,在其个体发育的全过程中,需要源源不断地从周围环境中获取所必须的物质和能量,不断建造自己的躯体;同时又将其代谢产物排放到环境中去,通过这种关系维持其正常的生命活动和种群的繁衍。另一方面,植物又通过自身的生命活动与影响和改造周围环境,促进环境的演化。环境控制和塑造了植物的生理过程,形态特征和地理分布;植物则在适应环境的同时,改造和影响着环境,形成了一种相互影响,互相制约,共同发展的关系。在不同的光照、热量,水分等环境条件下,植物的群落结构,形态特征,生理过程和地理分布等方面有很大的差异性。正是由于环境条件对植物有着很大的影响,使得许多植物对其生存的环境具有明显的指示性。如芦苇指示了水湿环境,骆驼刺指示了干旱环境,铁芒其指示了酸性土壤环境,碱蓬则指示着盐碱土壤环境。
    二、营造绿色人居中环境是人类美好的愿望和不懈的追求
    人居环境:顾名思义是人类聚居中生活的地方,是与人类生存活动密切相关的空间,它是人类在大自然中整风赖以生存的基地,是人类利用自然、改造自然的主要场所。人居环境与一个国家或地区的土地资源,自然气候条件,人口密度,工业化程度,人均国民收入水平以及人们的道德素质有着密切关系。
    人居环境广义可至太空,中义为城市及农村,狭义可至居住小区乃至住宅,无不与环境发生密切的关系。自有人类便有人居中环境。经历了巢居中、穴居、山居和屋宇居等阶段,直到目前人类仍然在探索合宜的人居环境。园林却不是自有人类就有的。人类初始,居中于自然之中而并未脱离自然。随社会进步,人因兴建城镇与建筑而脱离了自然,却又需求自然的时候就逐渐产生了园林。现代的中国园林概念是要满足人类对自然环境在物质和精神方面的综合要求,将生态、景观、休闲游览和文化内涵融为一体,为人民长远的,根本的利益谋福利。园林学从城市园林扩展到园林城市。
    风景名胜区和大地园林景观,园林是最佳人居环境。园林不仅要为人居中环境创造自然的条件和氛围,于中也渗透以人文;人们不仅从自然环境中得到物质享受,也从寓教于景的环境中陶冶精神,获得身心健康。
    三、城市环境的组成
    城市环境是指影响城市人类活动的各种自然或人工的外部条件,可以说是由自然环境,社会环境和文化环境三个方面组成。
    城市环境由自然环境、社会环境和文化环境组成。
    自然环境由自然因素(环境)人工元素(环境)组成;其中自然环境由水体(江、河、湖、海、运河)、土壤、空气、地形、植物、微生物、动物组成;人工元素(环境)由房屋、道路、管线、土地利用、废气、废渣、噪声组成。
    社会环境由种族或民族聚居区、组成城市社区结构模式、人口分布及动态、服务设施、娱乐设施、社会生活组成。
    文化环境由风景、建筑特色、文物古迹组成。
    对城市环境的保护改造和利用是人类影响城市环境的重要表现形式之一。城市自然环境是构成城市环境的基础,它提供了一定的空间区域,是城市赖以存在的地域条件,水体、地形、植物等自然元素是组成城市景观特征的重要因素,小溪流水,滔滔大江,缓坡丘陵,崇山峻岭等自然环境元素,给城市带来生气和不同特色,对城市自然环境的保护改造和利用,更能造就有利于社会群体开展活动的优美环境。
    城市环境的特点:
    (一)城市气候
    1、城市下垫面:多数是水泥或沥青铺装的街道广场和由疏密相间的高低错落的建筑群形成的屋顶和墙面。
    2、大气成分:二氧化碳的含量,由一般平均含量0.03%(按体积)增加到0.05%-0.07%,局部地区可高达0.2%,有毒气体也大量增加,粉尘有毒的重金属策粒,如铅、锡、铬、砷、汞等以及一些放射性物质都有所增加。
    3、微尘与细菌
    (1)微尘:空气中一切漂浮的和污染空气的微粒凝结核。
    (2)细菌:细菌是凝结的核心。
    (3)城市雾障:由于城市中的微尘、煤烟微粒以及各种有害气体,有许多是吸湿性核或冻结核,以使水汽凝结。逆温层。
    4、城市空气的气体成分:二氧化硫、氟化氢、氯化氢、光化学污染(臭氧、二氧化氮、乙醛、过氧酰基硝酸酯)一氧化碳、二氧化碳等。
    5、城市热岛效应:其温度比周围高0.5 -2摄氏度,湿度、地表辐射少、风速小。
    6、城市风:“狭管效应”使风速增大,建筑物阻挡,摩擦减弱风力、改变风向。
    由于城市下垫面的固定因素和能源集中因雾障而使势量不易扩散等,形成城市气候有以下特点:1、气温较高,2、空气温度低并多雾,3、云多、降雨多,4、形成城市风,5、太阳辐射强度减弱,6、日照持续时间减少。
    (二)城市的水和土壤
    1、城市水系和水体污染
    (1)城市水系:城市水系对城市温度,湿度及土壤均有相当影响。
    (2)水体污染:当污染物进入水体后,其含量超过了自净能力,使水质、物理、化学、生物群落变化,降低使用功能和价值。
    来源:工业废水、生活污水和农业退水。
    2、城市土壤与土壤污染
    (1)城市土壤的特点;由于城市建设和人类的生产、生活活动,改变了原来的类型,使土壤一般缺乏完整的发育层次,除建筑工地外,一般土层薄,且特别板结,心土常混有砖砾沙石,以及金属、玻璃、塑料等物。因市政施工需挖方、填方,造成土壤养分差别。因碾压、夯实,铺装路面以及行人踩踏等,致使土壤坚实度较大,土壤空气少,有机物少,微生物活动减弱,肥力较低。由于城市建设的需要,多数地面为沥青、水泥等密封,故其通气性、渗水性都较差,使雨水渗入不多,而现代化生产与生活需大量用水而使城市地下水呈漏斗形下降;有的造成地面沉降。此外,城市中地下种管道、电缆、电线纵横交错,街道两侧甚至多层建筑密布,改变了土壤结构。城市中高楼林立,地被植物少,日照时数减少,对土壤的温度、湿度都有影响。由于建筑施工造成的建筑垃圾,如果管理上不合理,就坑填平不清理,会给以后绿化造成困难。
    (2)土壤污染;主要的土壤污染物包括以下几类:A、有机物质,氮、磷化肥,C、重金属,D、放射性元素,E、污泥、矿渣、粉煤灰,F、有害的微生物。
    (3)城市土壤与植物生长发育。由于城市土壤坚实,混有大量的砾石砖块,纵横的管道线路以及浅薄的土层,限制了园林植物根系的生长,常改变了园林植物根系分布特性,如深根性树种变了浅根性生长,且根量明显减少降低了树木根系的吸收面积,使树木生长不良,易发生风倒。同时由于城市土壤结构坚实,水、气条件较差,肥力不足,影响植物根系向穴外穿透与生长,造成树林早衰,变为“小老树”,甚至死亡。许多园林树木地下根系发育不均,地上茎干易弯曲不直,高、径生长缓慢,甚至容易表现枯黄、早衰,开花结实 较少等现象。用以栽培划本花卉,表现黄瘦,生长不良,一般应换肥沃客土为宜。
    (三)空气污染:整个城市(尤其是工业城市)或多或少都有污染。但对树木影响较显著的主要集中在有严重污染源的附近区域。
    (四)建筑物:城市中由于建筑物的大量存在,形成特有的城市小气候。
    (五)形成城市环境问题的主要原因:
    1、城市人口迅速膨胀,公共基础设施、特别是涉及环境保护的基础设施薄弱。
    2、城市缺少周密的、有预见性的总体规划,不能适应人口和经济快速增长的冲击。
    3、新建、扩建、改建的重污染项目得不到严格控制,或有关污染防治措施不得力。
    4、由于城市60%左右的企业技术水平相对落后,许多高消耗、高能耗和高污染的老污染源,技术改造未给予高度重视。
    5、投入不足,缺乏健全的公共环境设施建设资金筹集机制,限制了环境设施的建设和正常运转。
    6、设施落后,社会化的污染控制能力较弱。
    此外,在原有燃烧污染问题尚未解决的情况下,以机动车污染为主的新污染源迅速扩展。
    园林绿化是城市建设的一个重要组成部分。园林绿化是城市建设的一个重要组成部分,它与人民生产、工农业生产有着密切关系,鉴于以上原因,必须大搞园林绿化来改善环境,保护环境,抗御自然灾害,维持生态平衡,有利于各种生物的生存、生产、发育、繁衍。
    四、城市植被的生态效应
    城市植被是指城市里的所有生活的植物的总称,包括城市公园、广场、道路、苗圃、企事业单位、以及空闲地所有生长着的林木、灌木、绿篱、花坛、草地、树木以及农作物等。几乎所有的城市植被都不可避免地受到人类的影响,呈现完全不同的自然植被的性质和特性。尽管不同的城市绿地类型因绿化树种、树龄、树冠、结构等不同,其生态环境效应有很大的差别,但城市绿化改善城市局部气候效应是明显和普遍的。城市植被依然通过光合作用将太阳能转换成有机化学能,同时吸收二氧化碳和放出氧,维持植物生长,改善其周围环境的能源,影响环境的温度、水分和小气候,为城市生态系统的物质能量转换提供动力条件。
    (一)城市绿化的降温增湿效应
    城市绿化改善小气候效应最明显的是表现在降温和增湿两方面。综合国内外研究情况,绿化能使局部气温降低3-5摄氏度,最大降低12摄氏度,增加相对湿度3%-12%,最大可增33%。
    (二)城市绿化的碳氧平衡效应
    森林有制氧功能。有研究指出:当绿化覆盖率小于10%时,二氧化碳浓度较高;当绿化覆盖率达30%以上时,二氧化碳呈直线下降;当覆盖率达40%时,空气中的二氧化碳浓度保持到正常的含量320ppm。
    (三)城市绿化、净化和美化的环境效应
    1、城市植被对SO2净化效应
    2、城市植被对有毒有害气体的净化效应
    3、城市植被的滞尘效应
    4、城市植被减弱噪音的效应
    5、城市植被为人类提供美好的生活环境
    五、植物生存的环境条件
    前面第一个内容植物与环境的关系中,我们讲到,植物必须依赖环境而生存,在其个体发育的全过程中,需要源源不断地从周围环境中猎取所必须的物质和能量,不断建造自己的躯体,同时又将其代谢产物排放到环境中去,通过这种关系维持其正常的生命活动和种群的繁衍。
    1、温度对植物生长的作用
    温度因子是植物生存和进行各种生理活动的必要条件。因此,温度的变化对植物的各个生长发育和分布具有极其重要的作用。植物的生长和发育都要求一定的温度范围,而且在这个范围内,各种温度对植物是不同的。我们通常所讲的温度三基点指某一个生长发育过程所需要的最低温度、最适温度和不能超过的最高温度。在最适温度范围内,植物各种生理活动进行旺盛,植物生长发育最好。随着温度的升高或降低,植物的生命活动减弱,生长发育减慢;超过植物所能忍受的最低和最高温度点,植物的生命活动将遭到破坏,引起植物生长不良,甚至死亡。所以说温度与植物的生命活动密切相关,是重要的生态因子之一。
    (1)植物生长的适宜温度
    植物的生长是在一定的温度范围内进行的。不同种类植物生长所要求的范围有时相差很大。在其它条件适宜的情况下,生长在极区的高山植物可在零摄氏度或零摄氏度以下生长,最适温度一般很少超过十摄氏度。大部分原产温带的植物在五摄氏度以上开始生长,最适生长温度在二十五摄氏度至三十五摄氏度,最高生长温度在三十五摄氏度至四十摄氏度。大多数热带和亚热带植物的生长温度范围更加偏高一些,通常最适生长温度在三十至三十五摄氏度最高生长温度为四十五摄氏度,一般在零摄氏度至三十五摄氏度的温度范围内,温度升高,生长加快,生长季延长,温度下降,生长减慢,生长季缩短。其原因是,在一定温度范围内,温度上升,细胞膜透性增强,树木生长时必须的二氧化碳、盐类的吸收增加,同时光合作用增强,蒸腾作用加快,酶的活动加速,促进了细胞的延长和分裂,从而加快了树木的生长速度。
    (2)植物生长的温度三基点
    植物各项生理活动都有一定的温度范围,通常用温度三基点即最低温度、最适温度和最高温度来说明其关系。最低温度是指某一生理过程开始时的温度;最适温度是指该生理过程最旺盛时的温度;最高温度是指某一生理过程停止时的温度。植物的生长也有温度三基点,一般陆生植物在零下五摄氏度至五十五摄氏度能维持生命,但只有在五摄氏度至四十摄氏度才能正常生长,在零摄氏度至三十摄氏度的温度范围内,随温度的增加,生长加快。
    (3)温周期现象
    在自然界,温度随昼夜和季节而发生有规律的变化称节律性变温,生物由于长期适应这种温度的周期性变化,使这种节律性变温成为一些生物生长发育所不可缺少的。生物适应于温度的昼夜变化的现象称为温周期现象。昼夜温差大对植物生长有利,是因为白天温度高有利于植物光合作用,光合作用合成的有机物多,夜间适当低温使呼吸作用减弱,消耗的有机物质减少,使得植物净积累的有机物增多。光合作用净积累的有机物越多,对花芽形成越有利,开花就越多。
    (4)耐寒植物、喜温植物、中庸植物
    由于不同气候带,气温相差大,植物的耐寒力也各不相同,通常以植物耐寒力的大小,将植物分为以下三类:
    一耐寒植物:此类植物有较强的耐寒力,对热量不可求。如牡丹、芍药、落叶松、红松、山杨等。
    二喜温植物:多原产于热带及亚热带,在生长期间要求高温,耐寒性差。如柑橘、榕树、樟树等。
    三中庸植物:多原产于温带较暖处,对热量要求和耐寒性介于耐寒植物和喜温植物之间,可在比较大的温度范围内生长。如松、杨、杜鹃花等。
    (5)生长期积温
    植物在生长发育过程中必须从环境摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育,而且植物的各个发育阶段需要的总热量是一个常数。不同植物对温度的要求不同,积温常用来表示植物对热量要求。植物完成其生命所需的一定温度总量称为积温。通常把植物整个生长期或某一发育阶段内高于一定温度的日平均温度总和称为某植物生长期或某发育阶段的积温。积温分为有效积温和活动积温两种。有效积温指植物开始生长活动的某一阶段时期内的温度总值。生物学零度为某种植物生长活动的下限温度,低于此温度植物则不能生长活动。
    活动积温是以物理零度为基础。则某一阶段内零摄氏度以上的日平均温度总和,即为活动积温。计算时只需将某一时期内的平均温度乘以该时期的天数即得活动积温。
    2、光照对植物生长的作用
    光是太阳的辐射能以电磁波的形式投射到地球的辐射线。对植物起重要作用的主要是可见光部分。红橙光有利于叶绿素的形成及碳水化合物的形成;蓝紫光有利于蛋白质的合成。光是绿色植物制造碳素营养的能源,是植物生存的必须条件,绿色植物通过光合作用,将光能转化为光学能,储存在有机物中,为地球上的生物提供了生命活动的能源,各种植物都要求在一定的光照条件下,才能正常的生长,太阳辐射在地球表面,随时间和空间发生有规律的变化,直接影响着植物的生长和发育。光对植物生长发育的影响主要表现在三个方面:光质、光照强度和光照长度。
    (1)光照强度对植物的影响
    光照强度是指植物体被可见光照明的强度。光照强度通过植物的光合作用,来影响植物的生长发育。光照强度由弱到强,植物的光合作用速度加快,表现在叶子对二氧化碳的吸收量随光照强度增加而按比例提高,但在光照强度达到一定数值后,二氧化碳吸收量趋于最大,光合作用速度开始稳定下来,此时的光照强度称为光饱和点。若光强达到光饱和点后仍继续增加,则光合作用的速度反而减慢。光合作用不断固定二氧化碳,而呼吸作用又不断放出二氧化碳,当光照强度比较弱时,光合作用固定的二氧化碳恰好等于呼吸作用释放的二氧化碳,这时的光照强度称为光补偿点。
    (2)光周期
    在不同的地区,日照长度随季节的更替而产生周期性的变化,这种周期性的变化称为光周期。生活在不同地方的生物,通过进化已适应了日照长短的这种变化称为光周期现象或称为植物的光周期性。植物的光周期反应,主要表现在诱导花芽的形成和开始休眠上,根据植物对日照长短的反应,可将植物分成四类:1、长日照植物。长日照植物在生长过程中,需要发育的某一阶段每天有较长的光照时数,即日照必需大于某一时数(这个时间称为临界光期,通常为14小时)才能形成花芽,日照时间越长,开花时间越早。2、短日照植物。与长日照植物相反,要求光照短于临界光期(通常需14小时以上黑暗)才能开花的植物称为短日照植物。暗期越长,开花越早。3、中日照植物。这类植物要求日照与黑暗各半的日照长度才能开花。4、日照中性植物。对光照时间长短不敏感的,只要温度、湿度等生长条件适宜,就能开花的植物。
    (3)依据植物对光照强度的适应分类
    光补偿点和饱和点的高低因植物种类的不同而不同
    A、喜光植物。适应于强光照地区生活的植物称为喜光植物。如蒲公英、落叶松、杨树、柳树、槐树、马尾松、桦树等。这类植物的光饱和点和补偿点较高,光合速率和呼吸速率也都比较高,它们多生长在旷野、路边和阳坡,其生境没有任何遮荫。
    B、耐荫植物。适应于弱光照地区生活的植物称为耐荫植物。如铁杉、红豆杉、云杉、冷衫、文竹、杜鹃花、人参、三七、黄连等。这类植物的光饱和点和光补偿点都较低,其光合速率和呼吸速率也比较低。与喜光照植物相反,它们在弱光下才能正常生长生育,阴暗湿润、北坡、密林底下都是耐荫植物的“家”。
    C、中生植物。介于上述二类之间的植物,如红松、杉木、水曲柳、侧柏、榕树、香樟等。这类植物在全光照下生长较好,但能忍耐一定程度的庇荫,或是在生长发育期间,随年龄与环境不同,表现出不同程度的偏阳性或偏耐荫的特征,如红松幼苗较耐荫,20年后比较喜光。
    3、土壤对植物生长的影响
    土壤是植物生长发育的基础。植物以其根系固定在土壤中,并通过根系在土壤中吸收水分和营养元素,以保证其正常的生理活动。土壤对植物起支撑作用和供给植物生长发育中对水、肥、气、热的要求,所以土壤的理化性质及肥力状况对植物的生长发育具有重要意义。土壤性状主要由土壤质地和结构、土壤厚度、土壤矿物质、土壤有机质、土壤温度、水分及土壤微生物、土壤酸碱度等因素综合作用决定。
    (1)土壤的性质
    土壤物理性质主要包括土壤质地、土壤结构、土壤水分和空气、土壤温度。
    土壤的质地和结构:不同的土壤质地和结构其水、气、热的状况差异性很大,对植物根系的生长和植物的营养状况产生明显的影响。土壤是由固体、液体和气体组成的三相系统,其中固体颗粒是组成土壤的物质基础,在土壤中,固体的矿物质和有机质与液态的水以及空气,同时存在构成一个有机的能够发挥良好的生态功能的系统。矿物质、有机质、水分和空气,这四种基本成分的比例决定着土壤性状和肥力。土壤矿物质为土壤组成的最基本物质,其含量不同,颗粒大小不同所组成的土壤质地也不同,通常按照矿物质颗粒粒径的大小将土壤分为砂土类、黏土类、壤土类三种。砂土类土壤中含矿粒多、黏粒少,因此土壤松散,土壤黏性小,孔隙多,通气透水性强,但蓄水保肥力差,土温易增易降,昼夜温差大,有机质含量少,因养料水分流失快,肥力不高,容易遭受旱灾。黏土类土壤以黏粒、粉砂为主,黏滞力强,土粒间隙小,通透性差,排水不良,但保水性强,湿时黏,干时硬,含矿质元素和有机物较多,土温昼夜温差小,尤其是早春,土温上升慢,对幼苗生长不利。常与其他土类配合使用;壤土类土粒大小居中,性状介于砂土和黏土之间,砂粒、黏粒、粉粒大致均等,通透性好,保水保肥力强,有机质含量多,土温比较稳定,是较好的质地,适合大部分植物种类的生长。
    土壤结构是指土壤颗粒排列的方式、孔隙的数量和大小以及团聚体的大小和数量等,可分为团粒结构、块状结构、核状结构和片状结构等。其中具有团粒结构的土壤最适宜植物的生长,因为它能协调土壤中水、气、养分的矛盾,改善土壤的理化性质,满足植物对水、肥、气、热的要求。
土壤的化学性质主要包括土地壤酸碱、土壤有机质含量和土壤中的矿物质元素。
    (2)土壤中的水分
    土壤中的水分是土壤的一个组成部分,是植物的主要来源。各种养分也只有溶解在水中才能被植物所吸收并转移到植物各部分。土壤中所进行的许多物质转化过程,也只有在水分存在的条件下才能进行。土壤水分的适量增加有利于各种营养物质的溶解和移动,有利于磷酸盐的水解和有机态磷的矿化,这些都改善植物的营养状况。同时,水分还能调节土壤中的温度,但水分太多或太少都对植物生长不利。同时由于土壤中空气充足而使好气性细菌活动强烈,有机质很快分解消失,使土壤变的干燥瘠薄。
    (3)土壤厚度
    土壤厚度影响着土壤水分,养分的总储量和根系分布的空间范围。因此是决定园林植物种植效果的重要因素之一。土壤的厚度尤其对植物的根系分布的深浅有很大的关系。通常土壤疏松、深厚,植物根系分布也深,且能吸收较多的水分和养分,植物生长良好,抗逆性强。在城市中,人类活动起了主导作用,土层厚度变化要复杂的多。废弃建筑用地土层往往很薄;古老城市土层中多砖石瓦砾,新兴城市土层较厚;街道两旁有各种管道和地下设施,土层更为浅薄。因此,城市中园林植物的种植,首先要了解土层的厚度,选用适生的深根或浅根植物,特别是行道树种植,土层不深时种植深根性树种必然生长不良。
    (4)土壤酸碱度
    土壤酸性或碱性反应的程度,主要决定于土壤溶液中氢离子的浓度,通常以PH值来表示氢离子的浓度。一般植物能够适应的土壤酸碱度的PH值为3.5—9.0之间。南方植物多生长在土壤PH6.5—4.5之间;北方植物生长在土壤PH6.5—8.7之间。土壤酸碱度一般分为以下五级:强酸性,PH<5.0;酸性,PH5.0—6.5;中性,PH6.5—7.5;碱性,PH7.5—8.5;强碱性,PH>8.5。
    (5)土壤PH值对土壤养分有效性的影响
    土壤PH值通过影响矿质盐分的溶解度,而影响养分的有效性。各种营养元素的有效性,都随土壤溶液酸碱性的强弱而不同。一般土壤PH值在6—7的微酸性条件下,养分的有效性最高,最适宜植物的生长。在强酸性土壤中容易引起钾、钙、镁、磷等元素的短缺,使植物生长减慢,老叶失绿,枝叶部分死亡,花的数量减少,甚至不结实,多雨地区还会缺少硼、锌、钼等微量元素。而在强碱性土壤中容易引起铁、硼、铜、锰和锌等的短缺。植物因缺乏这些矿质元素而生长不良或出现病态。
    4、水分对植物的生理作用
    水是植物体的重要组成部分,是植物生命活动的必要条件。因为植物的生命活动在很大程度上决定于体内的水分状况。水是植物体的重要组成部分,原生质的含水量一般在80%以上,大量水分的存在使原生质能维持溶胶状态,以保证代谢活动的旺盛进行,如果水分减少,原生质便由溶胶向凝胶转变,代谢强度随之显著降低。如果原生质失水过多,就会引起植物胶体的破坏,导致细胞的死亡。植物的光合作用也只有在水存在的条件下才能进行。在呼吸作用和有机物的水解反应中也都需要水分子的参与。水是植物体的很好溶剂。水有调节植物体温的功能。
    (1)植物主要通过根系来吸收水分,不断供给叶子的蒸腾。只有当吸水、输导和蒸腾三方面的比例适当时,才能维持良好的水分平衡,水分的动态平衡是植物生长发育的基础。植物体的水分经常处于动态平衡之中,这种动态平衡关系是由植物的水分调节机制(植物的适应性)和环境中各生态因子间相互调节,制约的结果。影响植物体水分平衡的主要因子是土壤、光照、温度、风力、湿度等。在水分不足的地方和季节,植物受到干旱的威胁,因土壤水分较长时间供应不足,而植物继续大量蒸腾,水分平衡破坏而不能恢复,就导致萎蔫甚至枯死。若长时间水分过多,阴雨连绵或低洼涝湿,也会破坏植物体内的水分平衡,导致涝害。
    (2)植物的需水量是指植物在维持正常生理活动的过程中,所吸收和消耗的水分。正常情况下植物根系吸收的水分,主要用于植物的蒸腾作用,用于制造碳水化合物的水分,一般不超过总吸水量的1%左右。常用蒸腾系数或蒸腾效率来表示植物的需水量,蒸腾系数即需水量,是植物形成1克干物质所消耗的水分克数。蒸腾效率是蒸腾系数的倒数,即植物每消耗1千克水分形成干物质的克数。蒸腾系数小,或蒸腾效率大,表示植物对水的利用经济。
根据环境中水的多少和植物对水的适应情况,可以把植物划分为水生和陆生植物两大类:(1)水生植物:沉水植物、浮水植物、挺水植物,(2)陆生植物:旱生植物、湿生植物和中生植物。
    5、空气与植物生长发育的关系
    空气中对植物起主要作用的成分是氧、二氧化碳、氮气。
    (1)氧气与植物生长发育的关系
    植物生长发育的各个时期都需要氧气进行呼吸作用,为植物生命活动提供能量。大气中供植物呼吸的氧气是足够的,但是植物根部的呼吸以及水生植物尤其是沉水植物的呼吸作用,则靠土壤中和水中的氧气含量了。由于土壤含水量过高或土壤结构不良等原因,会影响气体交换,致使二氧化碳大量聚集,而氧气供应不足,使植物根呼吸缺氧,抑制根的伸长以致影响到全株的生长发育,严重时会引起植物中毒死亡。
    (2)二氧化碳与植物生长发育的关系
    二氧化碳在空气中的含量虽很少,但对植物的影响却很大,它是植物进行光合作用合成有机质的原料之一。二氧化碳的含量与光合强度密切相关,在正常光照条件下,光照强度不变,随着二氧化碳浓度的增加,植物的光合作用强度也相应提高。因此在现代栽培技术中,可以对植物进行二氧化碳施肥,用提高植物周围二氧化碳含量的方法促使植物生长加快。二氧化碳浓度的提高,除有增强光合作用的效果外,据试验尚有促进某些雄异花植物的雌花分化率效果,因此可以用于提高植物的果实产量。
    过多的二氧化碳对植物有危害。土壤中的二氧化碳含量要略高于大气,但是一旦土壤中的二氧化碳含量过高,也会导致植物根系窒息或中毒死亡。
    (3)氮气与植物生长发育的关系
    氮气是大气成分中组成最多的气体,也是植物体内不可缺少的成分,但是高等植物却不能直接利用它,仅有少数根瘤菌的植物可以用根瘤菌来固定大气中的游离氮。所以,大部分植物吸收的氮元素来自于土壤中有机质的转化和分解产物。植物体内的氮素含量通常占干重的1.0%—2.0%。氮是构成蛋白质的主要成分,细胞核都含有蛋白质,所有的酶亦都以蛋白质为主体等,因此氮在植物生命活动中占有首要地位,但土壤中的氮素经常不足。当氮素缺乏时,植物生长受抑制,缺氮的植物生长量常有大幅度下降。植物的叶子从老叶开始逐渐向幼叶发展缺绿,甚至叶黄枝死。所以生产上常常施以氮肥进行补充。一般植物对施氮都有积极反应,即使是外表并无缺氮症状的植株。
    6、风对植物生长的影响
    空气流动形成风。风既能直接影响植物,又能影响环境中湿度、温度、大气污染的变化,从而间接影响植物生长发育。各种树木的抗风能力差别很大,一般而言,凡树冠紧密,材质坚韧,根系强大深广的树种,抗风力就强;而树冠庞大,材质柔软或硬脆,根系浅的树种,抗风力就弱。但是同一树种又因繁殖方法、立地条件和配置方式不同而有异。用扦插繁殖的树木,其根系比用播种繁殖的浅,故易倒;在土壤松软而地下水位较高处根系浅,固着不牢亦易倒;孤立树和稀植的树比密植者易受风害,而以密植的抗风力最强。
    风媒花植物靠风繁殖后代,靠风传播种子完成自育过程,风能使异花植物有效杂交,保持杂交优势,杂种优势。
    7、地形地势对植物生长的影响
    地形地势主要指栽植地的海拔高度、坡度、坡向、山脊和山谷等。地形地势通过对所在地区小气候环境条件的影响而间接地影响植物的生长发育过程。同树木由于对各种生态因子的要求不同,因此它们的垂直分布都各有其“生态最适带”。因此山地园林在不同的地形地势条件下,配置植物时,应充分考虑地形地势造成的光、温、水、土等的差异,结合植物的生态特性,合理配置植物,以形成符合自然的植被景观。
    (1)海拔高度
    海拔高度主要影响气温、湿度和光照度。一般海拔由低至高则温度渐低、相对湿度渐高、光照渐强、紫外线含量增加,这些现象以山地地区更为明显,因而会影响树木的生长与分布。山地的土壤随海拔的增高,温度渐低、湿度增加、有机质分解渐缓、淋溶和灰化作用加强,因此PH值渐低。由于各方面因子的变化,对于树木个体而言,生长在高山的树木与生长在低海拔的同种个体相比较,则有植物高度变矮、节间变短、叶的排列变密等等变化。树木的物候期随海拔升高而推迟,生长期结束早,秋叶色艳而丰富,落叶相对提早,而果熟较晚。
    (2)坡向方位
    不同方位山坡的气候因子有很大差异,例如南坡光照强,土温、气温高,土壤较干;而北坡正好相反。所以在自然状态下,往往同一树种垂直分布,南坡高于北坡。在北方,由于降水量少,所以土壤的水分状况对树木生长影响极大,在北坡,由于水分状况相对南坡好,而可生长乔木,植被繁茂,甚至一些阳性树种亦生于阴坡或半阴坡;在南坡由于水分状况差,所以仅能生长一些耐旱的灌木和草本植物。但是在雨量充沛的南方则阳坡的植被就非常繁茂了。此外,不同的坡向对树木冻害、旱害等亦有很大影响。
    (3)地势变化
    坡度的缓急、地势的陡峭起伏等。不但会形成小气候的变化而且对水土的流失与积聚都有影响。因此可直接或间接地影响到植物的生长和分布。坡度通常可分为六级,即平坦地为5度下,缓坡为6度—15度,中坡为16度—35度,急坡为36度—45度,险坡为45度以上。在坡面上水流速度与坡度及坡长成正比,而流速愈快、径流量愈大时,冲刷掉的土壤量也愈大。因此坡度影响地表径流和排水状况,直接改变土壤的厚度和土壤的含水量。一般在斜坡上,土壤肥沃,排水良好,对植物生长有利,而在陡峭的山坡上,土层薄,石砾含量高,植物生长差。山谷的宽窄与深浅以及走向变化也能影响树木的生长状况。
    六、生产实践和栽培管理
    俗话说“三分栽植、七分管理”园林植物养护管理是保证绿化质量和绿化效果的基础,养护管理的内容包括:灌溉与排水(旱、涝)、施肥、自然灾害防治、整形修剪、中耕除草、树体的保护和修补、防治病虫害等。但山西十年九旱,灌溉与施肥则尤为重要,浇水次数除7、8月雨季外,其余月份3、4、5、6、9、10、11每月需要近两次浇水,一年共计13-14次,三年生以内树木、花卉、草坪等,或更多,根据年份天气雨量情况而定,三年生以上树木待树根发达能自吸水分平衡(条件许可),否则也要浇水。施肥的原因与原理,犹如为人们提供粮食一样重要。
    1、植物生长所必需的营养元素
    一切生物必须有适当的生活条件,才能维持其生命活动。植物生长发育需要具备光明、水分、养分、空气、热量(适宜的温度)、以及机械支持(扎根)等条件。就养分而言,犹如为人们提供粮食一样重要。植物缺乏某种养分就生长不好;没有必需的养分更无法生长,以至死亡。经科学家的探索和研究公认,高等植物所必需的营养元素有16种,它们是:碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、硼、锰、铜、锌、钼、氯等。在16种必需营养元素之中,植物需要量较多的元素有碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、和硫,称为大量营养元素。植物需要量较少的元素有铁、硼、锰、铜、锌、钼和氯,称为微量元素。
    2、肥料三要素的概念
    在各种营养元素中,除了碳、氢、氧以外,作物对土壤中的氮、磷、钾三种营养元素的需要量较高,而一般土壤中所含的能为作物利用的这三种元素的数量却都比较少。长期的生产实践证明,植物的生长状况和产量常受这三种营养元素供应状况的影响,并经常需要用肥料的形式补充给土壤,以供植物吸收利用。所以人们就称它们为“肥料三要素”或“氮磷三要素”。
    3、土壤中各种养分是从哪里来的
    土壤养分的来源,大体有六个方面:
    (1)土壤矿质土粒分化所释放的养分。它包括氮素以外的大量元素和微量元素。
    (2)土壤微生物的固氮作用,生物固氮作用。
    (3)有机物质分解释放的养分。
    (4)植(作)物根系对养分的集聚。
    (5)降雨(雪)增加土壤养分。
    (6)施肥。
    七、生态城市——美的旋律
    生态城市是人类发展到一定阶段的产物,是现代文明与人类理性及道德在发达城市听体现。加强城市生态建设,需要在对城市环境质量变异规律的深刻认识的基础上,有计划、有组织地安排城市人类今后相当长的一段时间内活动的强度、广度和浓度的行为。城市生态建设的前提是对生态城市的概念、衡量标准等要有清晰的认识。城市生态调控是与整个环境的生态调节器控紧密联系在一起,应从生态工艺的设计与改造,共生关系的协调,生态意识的提高三方面着手,生态城市并不是一个不可触用的理想意境,而且一个逐步逼近、可望可即的目标。生态城市是高效、和谐的人类生存环境。
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