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第3章 园林树木的生长环境(扬州大学)


第三章 园林树木的生长环境
第三章 园林树木的生长环境 纲要
第一节 影响树体生长发育的主要环境因子 一、温度 二、光照 三、水分 四、土壤 第二节 影响树体生长发育的其他环境因子 一、地势 二、风 第三节 城市生态环境与树木生长 一、城市气候特点与树木生长 二、城市土壤特点 三、城市水文环境特点 四、城市的环境污染

第三章 园林树木的生长环境 【图片链接】 园林树木的生长环境主要指生长地周围的生态因子,如温度、光照、水分、土壤、空气、生物以及建筑物、铺 装地面、灯光、城市污染等物理环境因素。园林树木的生长环境不同于自然森林中的树木,而是以人为活动集中的 城市地域为主,生长环境具有典型的人为影响。园林树木的生长发育除了受自身的遗传特性影响外,还受制于环境 条件的现状及变化趋势。园林树木多年生、占地空间大的生长特点,决定其与环境条件间的关系错综复杂,影响深 远。一方面,环境因子直接影响树木生长发育的进程和质量;另一方面,园林树木在自身发育过程中不断与周围环 境进行物质交换,如吸收 CO2、放出 O2,吸收无机物质、合成有机物质,进行能量转换等,对环境条件的变化也会 产生各种不同的反应。因此,在进行园林树木栽植与养护时,不仅需了解不同树木所需要的一般环境条件,同时也 应了解城市环境对树木生长可能产生的影响。 第一节 影响树体生长发育的主要环境因子 一、温度 温度是树木的重要生存因子,它决定着树种的自然分布,温度因纬度、海拔高度不同而发生的变化,是不同地 域树种组成差异的主要原因之一。温度又是影响树木生长速度和景观质量的重要因子,对树体的生长、发育以及生 理代谢活动有重要的影响。 树木的所有生理活动和生化反应都与温度有关,温度的变化还会导致其它环境因子,如湿度、空气流动等发生 变化,从而影响树木的生长发育。 (一)基础温度 树木生长发育不但需要有一定的温度范围,还需要有一定的温度总量才能完成其生活周期,树木 生长所需的基础温度主要有年平均温度和生长季积温,树木的生态分布和气候带的划分主要以此为依据。 植物在达到一定温度总量时才能完成其年生长周期,对园林树木来说,在综合外界条件下能使树体萌芽的日平 均温度为生物学零度,即生物学有效温度的起点,一般落叶树种的生物学零度多在 6-10℃,常绿树为 10-15℃。 通常把树木生长季中高于生物学零度的日平均温度总和,即生物学有效温度的累积值,称为生长季积温(又称有效 积温),其总量为全年内具有效温度的日数和有效温度值的乘积。不同树种(品种)在年生长期内,对有效积温的 要求不同,一般落叶树种为 2500-3000℃,而常绿树种多在 4000-4500℃以上。园林树木在生长期中对温度热量的要 求与其原生地的温度条件有关,如原生于北方的落叶树种萌芽、发根都要求较低的温度,生长季的暖温期也较短; 而原生热带、亚热带的常绿树种, 生长季长而炎热,生物学零度值也高。 早春气温对树木萌芽、开花有很大影响,开花期主要受三月气温的支配,一般在大陆性气候带,由于春季温度

突然升高,开花物候期通过较快;而海洋性气候带,春季温度变化小,有效积温热量上升慢,则物候期相对延长。 6 月中旬至 7 月上旬的最低气温与花芽分化有关。温度对果实品质、色泽及成熟期有直接影响,一般情况下,在日 照强度大、温差大的高海拔山地、高原,果实性状比在平原地区表现好,果实含糖量高、色鲜、品质佳。 树体在年发育周期中,自萌芽后转及旺盛生长时要求温度渐高,落叶树种为 10-20℃,常绿树种为 12-16℃。 树体的生理活动对温度反应有其最适点、最低点和最高点,即为温度三基点。最适点树体表现生长、发育正常,温 度过高或过低则树体生理过程受抑或完全停止,并出现异常现象。 (二)温度的时空变化 1、温度的空间变化 1)纬度影响 地球上随着纬度的升高太阳高度角减小,太阳辐射量也减小,年平均温度逐渐降低。纬度每升高 1 度,年平均温度下降 0.5~0.9℃。从赤道到极地划分为热带、亚热带、温带和寒带,不同气候带的树木组成不同, 森林植物景观现象各异,如从高纬度到低纬度,分别为寒温带针叶林、温带针阔叶混交林、暖温带落叶阔叶林、亚 热带常绿阔叶林、热带季雨林和雨林等。在树种分布上,“桔生淮南则为桔,桔生淮北则为枳”,讲的就是温度的 制约关系。此外,杉、樟、含笑等暖温带常绿树种的引种范围,一般也不能到达淮河以北的寒冷地区。 2)地形及海拔高度变化 通常海拔每升高 100m,相当于纬度向北推移 1 度,年平均温度则降低 0.5~0.6℃; 而高山上的昼夜温差更可达 30~50℃。温度还受地形、坡向等地理因素影响,一般情况下,南坡太阳辐射量大, 气温、土温比北坡高,同一树种在南坡的分布上限要比北坡高。如在长江流域与福建地区,马尾松的垂直分布带为 海拔 1000~1200 米以下,在北坡仅到 900 米,而在南坡可分布到 1200 米。 3)海陆分布 表现为气团流动对温度分布的影响。我国的东南沿海,为季风性气候,从东南向西北,大陆性气 候逐渐增强。夏季温暖湿润的热带海洋气团,将热量从东南带向西北;冬季寒冷而干燥的大陆性气团,使寒流从西 北向东南推移,造成同样方向的温度递减。 2、温度的时间变化 温度的时间变化主要指全年的季节性变化与一日中的昼夜变化。 温度的年变化节律主要 表现在四季的变化,温度由低逐渐升高再逐渐降低。张宝堃提出以侯(5 日为一侯)的平均温度来划分四季,即侯 平均温度达到 10~22℃时的为春、秋季,22℃以上为夏季,10℃以下为冬季。我国幅员辽阔,各地的纬度、海拔 高度、海陆位置、大气环流等条件不同,因此四季分配的差别很大。例如:广州的夏季长达六个半月;而位于高纬 度的黑龙江省爱珲县,则冬天长达 240 天。 一日中温度的昼夜变化,最低值出现在近日出时,日出后气温逐渐升高,至 13:00-14:00 达最高值,此后又 逐渐下降。温度的昼夜变化对树木的生长和果实的质量产生影响,如云南的山苍子含柠檬醛高达 60-80%,而浙江 产的只有 35-50%,其主要原因是高原地区温度日交差大,导致生化反应不同而物质积累有异。但是昼夜温差只是 在夜间温度下降到一定范围以内时,才对树木生长有良好作用,如夜晚过于寒冷,则生长反受抑制。 (三)极端温度 1、高温对树体的影响 生长期温度高达 30-35℃时,一般落叶树种的生理过程受到抑制,升高到 50-55℃时 受到严重伤害。常绿树种较耐高温,但达 50℃时也会受到严重伤害。而落叶树种于秋冬温度过高时不能顺利进入 休眠期,影响翌年的正常萌芽生长。高温对树木的危害作用,首先是破坏了光合作用和呼吸作用的平衡,叶片气孔 不闭、蒸腾加剧,使树体 “饥饿”而亡;其次,高温下树体蒸腾作用加强,根系吸收的水分无法弥补蒸腾的消耗, 从而破坏了树体内的水分平衡,叶片失水、萎蔫的结果,使水分的传输减弱,最终导至树木枯死。再有,高温会造 成对树木的直接危害,强烈的辐射灼伤叶片、树皮组织局部死亡,以及因土壤温度升高而造成对树木根颈的灼伤。 不同树种(品种)对高温的忍受能力不同,如叶片小、质厚及气孔较少的树种,对高温的耐受性较高。同一树 体在不同发育阶段对高温的抗性也不同,通常休眠期时为最强,生长、发育初期最弱。树体的不同器官对高温的反 应也各有异,根系的表现最为敏感,大多树木的幼根在 40~45℃的环境中 4 小时就会死亡,夏季表层裸露的土壤 可能达到致树木根系死亡的温度。 树木对高温的忍耐性也表现在生理反应上, 如突然出现的高温会引发树体内热应激蛋白 (heat-shock protein) 的合成,增加植株抗高温的能力;还有些树种在遇到突然发生的高温时,能形成小分子的碳水化合物异戊二烯、并

将其排出体外,异戊二烯的释放能在几分钟内使叶面温度降低 8℃,从而避免伤害发生。如红栎(Quercus rubra) 的叶片,在阳光直射下其表面温度可比气温高 14℃,而不受伤害。 2、 低温对树体的危害 低温伤害,其外因主要决定于降温的强度、持续的时间和发生的时期;内因主要决定 于树木种类(品种)的抗寒能力,此外还与树势等发育状况有关。低温伤害的表现有:(1)冻害,即因受零下低 温侵袭,树体组织发生冰冻而造成的伤害;(2)寒伤,即受 0℃左右低度影响,树体组织虽未冻结成冰但已遭受 的低温伤害;(3)冻旱,又称冷旱,是低温与生理干旱的综合表现;(4)霜害,即秋春季的早、晚霜危害。 低温对树木造成的危害,主要发生在春、秋季和寒冷的冬季,特别是早春温度回升后的突然降温,对树木危害 更严重。不同树木种类的抗寒能力差异很大,如可可、椰子等热带树种在 2-5℃就严重受冻,但起源于北方的落叶 树种则能在-40℃以下低条件温下安全越冬。树木品种间的抗寒能力也不尽相同,如梅花中的“美人梅”品种,能 耐-30℃低温,为北京等地适栽的优良抗寒品种。另外,树体的不同发育阶段其抗寒能力也不相同,通常以休眠阶 段的抗寒性最强,营养生长阶段次之,生殖生长阶段最弱。树体的营养条件对低温的忍耐性有一定关系,如生长季 (特别是晚秋)施用氮肥过多,树体因推迟结束生长,抗冻性会明显减弱;多施磷、钾肥,则有助于增强树体的抗 寒能力。 低温对树木的影响主要表现为感光氧化作用(Photooxidation),即光合作用对因温度变化而产生的生物物理 反应的敏感性,要低于对因之而产生的生物化学反应的敏感性。在低温条件下,叶绿素虽继续吸收太阳辐射,但能 量却不能以有效的速度被转送到正常的电子吸收成分中来避免光阻效应(phtoinhibitation)。对低温具适应性的 树种,其避免感光氧化作用的机理,是增加叶黄素的循环来避免自由基的形成,自由基是有毒的活性分子。树体避 免因低温形成自由基而造成损伤的机理(特别是在高海拔伴有高辐射情况时),可能有以下几种:(1)具有类似 的基因,此与酚的抗氧化剂合成有关。(2)生长在高海拔地区的树木,含有抗坏血酸 (VC)、α—生育酚(VE)、 三酞谷胱甘肽等抗氧化剂,其浓度随海拔高度的上升而增加,在一日中的浓度变化以中午最高、夜间最低。(3) 有些树种对低温的适应性因土壤含水量低而提高,可能与低温以及土壤缺水都可能增加脱落酸(ABA)的水平有关。 3、激烈变温对树体的危害 温度在年生长周期中呈现正常的季节变化和日变化,是在长期的进化过程中为树体 生长发育所适应了的。但由于气象因子的作用,而导致温度的突然升高或降低,对树体生长十分有害。其中,低温 危害要比高温涉及面大、程度也深,严重时甚至导致树体死亡。降温速度愈快、低温持续时间愈长,对树体的危害 愈大;特别是在生长发育关键时期,如寒潮以后的温度急剧回升对树体的危害更重。冻害后的太阳直射,树体组织 细胞间隙内的水分迅速解冻蒸腾,导致细胞原生质破裂失水致死。树体抗冻或适应温度剧变的能力,决定于树种、 品种的遗传特性及其树体的适应状态,在冬季急剧变温的最初几小时内,可观察到氧的吸收下降,抗寒品种比不抗 寒的较能适应,恢复有氧呼吸也快些。 越冬锻炼好的树体, 其组织内部水分含量发生变化,易冰的游离水含量下降、 束缚水含量增加;磷代谢发生重大变化,磷酸脂糖和核苷含量增多;其皮层薄壁细胞中的花青素含量增多

二、光照 光照是树体生命活动中起重大作用的生存因子。光对植物生长发育的影响,主要表现在光照强度、光照持续时 间和光质三方面。在一定的光照强度下,植物才能进行光合作用,积累碳素营养;适宜的光照,使植株生长健壮, 着花多,色艳香浓。提高光能利用率,是园林树木栽培的重要研究内容之一。 (一)太阳辐射和光质 1、太阳辐射与植物吸收光谱 太阳辐射的波长变化在 150-3000nm 的范围内,植物光合作用最佳利用值近于 490nm,高海拔地区丰富的紫外线光为 390nm 左右。太阳辐射强度与太阳高度角有关,在近于直角时强度值最大。 夏季太阳辐射强度与地理纬度(北纬 35°-70°)关系不大,而在冬季则随纬度变高而增强度。我国太阳辐射资 源的地理分布整体上是西部高于东部,辐射量最大的地区——西藏南部为 190 卡/厘米 2/年,四川盆地最低不到 90,华北居中在 130-140 之间,长江中下游为 110-120 范围内。 植物感受光能的主要器官是叶片,并由叶绿素完成重要的光合反应。叶片以吸收可见光和紫外光为主,即同化

太阳光谱 380-760nm 区间的能量,通常称为生理有效辐射或光合有效辐射。叶面可吸收利用的生理辐射光约占总 量的 60-80%,喜光树种吸收的量比喜荫树种的要多些。 生理辐射光主要由叶绿素和类胡萝卜素所吸收,其中以红橙光的吸收利用最多,具有最大的光合活性;蓝、紫 光也能被叶绿素、类胡萝卜素吸收;绿光大部分被绿色叶片所透射或反射,很少被吸收利用。另外,红光能促进叶 绿素的形成, 有利于碳水化合物的合成;蓝光有利于蛋白质的合成, 但蓝紫光促进花青素的形成, 抑制植物的伸长, 而使植株形态矮小。 2、光质 指太阳光谱的组成特点,主要有紫外线、可见光和红外线三部分组成。当太阳辐射通过大气时,不仅 辐射强度减弱且光谱成分也发生变化,随太阳高度升高,紫外线和可见光所占比例随之增大;反之,长波光比例增 加。 紫外光会破坏核酸而造成对植物的伤害,而叶片的表皮细胞能截留大部分紫外光而保护叶肉细胞。高海拔地区 的强紫外光,会破坏细胞分裂和生长素的合成而抑制植株生长,因此在自然界中高山植物一般都具茎杆短矮、叶面 缩小、茎叶富含花青素、花果色艳等特征,这除了与高山日交差温度值大有关外,主要与蓝、紫等短波光以及紫外 光较强等密切相关。 3、直射光与漫射光 作用于树体的光有两种,即直射光和漫射光。通常漫射光随纬度增高而增强、随海拔升高 而减少;而直射光随海拔增高而增强,垂直距离每升高 100m,光照强度平均增加 4.5%,紫外光强度增加 3-4%。 南坡和北坡的漫射光不同,如在坡度为 20°时南坡受光量超过平地面积的 13%,而北坡则减少 34%,山坡地边缘 的树受漫射光最少。在一定限度内直射光的强弱与光合作用成正相关,但超过光饱和点后则光的效能反而降低。漫 射光强底低,但在光谱中短波部分的漫射光比长波部分强得多,所以漫射光中有较多的红、黄光(可达 50-60%) 可被树体完全吸收利用,而直射光中仅有 37%的红、黄光。 在城市环境中,直射光多在向阳面、屋顶及开阔地带,而下光和后光的来源却很丰富,此外尚有夜间人工照明 可利用。除非密集建筑群下,一般来说城市的客观存在光量还是能满足树木生长发育的,只是在种植设计时应更注 意树种、品种的需光特性,适树适栽。 (二)光对树木生长发育的影响 1、光照强度 园林树木需要在一定的光照条件下完成生长发育过程,但不同树种对光照强度的适应范围则有明 显的差别,一般可将其分为三种类型: 1)喜光树种,又称阳性树种 只能在全光照条件下生长,其光饱和点高,不能忍受任何明显的遮荫环境。植株 性状一般为:枝叶稀疏、透光,叶色较淡,生长较快,自然整枝良好;但树体寿命较短。典型的阳性树种有马尾松、 桦木、杨、柳、月季等。 2)耐荫树种,又称阴性树种 能在较弱的光照条件下良好生长,光饱和点低,能耐受遮荫,植株性状一般为: 枝叶浓密、透光度小,叶色较深,生长较慢,自然整枝不良;但树体寿命较长。园林树木中如铁杉、八角金盘、珊 瑚树等即属于此。 3)中性树种 介于上述两类之间,比较喜光、稍能耐阴,光照过强或过弱对其生长均不利,大部分园林树种属 于此类。 不同树种均具有一定的适应光照强度范围, 当树木光合作用系统吸收的辐射能量超过其光合化学反应所利用的 能量水平时, 树木生长就会受到影响甚至出现伤害, 导致光伤害的发生。 喜光树种具有避免受到光伤害的生理机制, 其叶绿体中的类囊体羧化而产生一种酶,使类胡萝卜素转化为玉米素,此过程将辐射能量以热的形式散失,从而避 免光伤害的发生。 树种的需光强度,与其原生地的自然条件有关。如生长在我国南部低纬、多雨地区的热带、亚热带常绿树种, 对光的要求就低于原生于北部高纬度地区的落叶树种。原生在森林边缘空旷地区的树种绝大部分都是喜光树种,如 落叶树中的落叶松、杨树、悬铃木、刺槐、桃、杏、枣等,常绿树种中的椰子、香蕉等。而阴性树种在全日照光强 的 1/10 即能进行正常光合作用,其光补偿点低,仅为太阳光照强度的 1%,如落叶树种的天目琼花、猕猴桃和常 绿树种中的杨梅、柑桔、枇杷、云杉、水青冈等,光照强度过高反而影响其正常生长发育。 2、光照延续时间 光照延续时间因纬度而各不相同,呈周期的变化:纬度越低,最长日和最短日光照延续时间

的差距越小;而随着纬度的增加,日照长短的变化也趋明显。树木对昼夜长短的日变化与季节长短的年变化的反应 称为光周期现象,主要表现在诱导花芽的形成与休眠开始。不同树种在发育上要求不同的日照长度,这是植物在系 统发育过程中适应环境的结果。根据这一特性可将园林树木分为三类: 1)长日照树种 大多生长在高纬地带,树木需要较长时间的日照才能开花,通常需要 14hr 以上的光照延续时 间才能实现由营养生长向生殖生长的转化,花芽才得以分化和发育。如日照长度不足,即在生长期中得不到所需的 长日照条件,则会推迟开花甚至不开花。 2)短日照树种 起源于低纬地带,需较短的日照长度才促进开花,光照延续时间超过一定限度则不开花或延迟 开花,一般需要 14hr 以上的黑暗。如果把低纬地区的短日照树种引种到高纬度地区栽种,因夏季日照长度比原生 地延长,对花芽分化不利,尽管株型高大,枝叶茂盛,花期却延迟或不开花。 3)中日照树种 对光照延续时间反应不甚敏感的树种,如月季,只要温度条件适宜,几乎一年四季都能开花。 进一步的研究证明,对短日照植物的花原基形成起决定作用的不是较短的光期,而是较长的暗期。根据这个认 识,人们用闪光的方法打断黑暗,可以抑制和推迟短日照植物的花期,促进和提早长日照植物开花。 3、树体的受光量 树体的受光类型可分为四种,即上光、前光、下光和后光。前两种光是从树体的上方和侧方 照到树冠上的直射光和部分漫射光,这是树体正常发育的主要光源。下光和后光是照射到平面(如土壤、路面、水 面等)和树后的物体(包括临近的树和建筑物墙体等)所反射出的漫射光,其强度取决于树体周围的环境如栽植密 度、建筑物状况、土壤性质和覆盖状况等。树体对下光和后光的利用虽不如前两种光,但因其能增进树冠下部的生 长,对树体生长起相当大的作用,在栽植及采取管理措施时不应忽视。 树体的受光情况与树体所在的地理状况(海拔、纬度)和季节变化有关。照射在树体上的光,不会被全部利用, 一部分被树体反射出去,一部分透过枝冠落到地面上,一部分落在树体的非光合器官上,因此树体对光的利用率取 决于树冠的大小和叶面积多少。

三、水分 水是植物生存的重要因子,也是植物体构成的主要成分,树体枝叶和根部的水分含量约占 50%以上。树体内 的生理活动都要在水分参与下才能进行,光合作用每生产 0.5kg 光合产物,约蒸腾 150-400kg 水。水通过不同质 态、数量和持续时间的变化对树体起作用,水分过多或不足,都影响树体的正常生长发育,甚至导致树体衰老、死 亡。水的质态可为分固态(雪、冰雹)、液态(降雨、灌水)和气态(大气湿度、雾),各种质态的水对树体起不 同的作用,但其中以液态水最为重要。 (一) 水在树体生理活动中的重要作用 水是树体生命过程不可缺少的物质,细胞间代谢物质的传送、根系吸收的无机营养物质输送以及光合作用合成 的碳水化合物分配,都是以水作为介质进行的。另外,水对细胞壁产生的膨压,得以支持树木维持其结构状态,当 枝叶细胞失去膨压即发生萎蔫并失去生理功能,如果萎蔫时间过长则导致器官或树体最终死亡。一般树木根系正常 生长所需的土壤水分为田间持水量的 60-80%。 树体生长需要足量的水,但水又不同于树体吸收的其它物质,其吸收的水分中大约只有 1%在生物量中被保留 下来,而大量的水分通过蒸腾作用耗失体外。蒸腾作用能降低树体温度,如果没有蒸腾,叶片将迅速上升到致死的 温度;蒸腾的另一个生理作用是同时完成对养分的吸收与输送。蒸腾使树体水分减少而在根内产生水分张力,土壤 中的水分随此张力进入根系。 当土壤干燥时, 土壤与根系的水分张力梯度减小, 根系对水分的吸收急剧下降或停止, 叶片发生萎蔫、气孔关闭、蒸腾停止,此时的土壤水势称为暂时萎蔫点。如果土壤水分补给上升或水分蒸腾速率降 低,树体会恢复原状;但当土壤水分进一步降低时,则达永久萎蔫百分数,树体萎蔫将难以恢复。 (二)树体生长与需水时期 春季萌芽前,为落叶树种的树体需水时期,如冬春干旱则需在初春补足水分,此期水分不足,常延迟萌芽或萌

芽不整齐,影响新梢生长。花期干旱会引起落花落果,降低座果率,为又一树体需水时期。新梢生长期,温度急剧 上升,枝叶生长迅速旺盛,此期需水量最多,对缺水反应最敏感,为需水临界期,供水不足对树体年生长影响巨大。 果实发育的幼果膨大期需充足水分,为又一需水临界期。花芽分化期需水相对较少,如果水分过多则分化减少;在 南方,落叶树种的花芽分化期正值雨季,如雨季推迟,则可促使提早分化。秋梢过长是由后期水分过多造成的,这 种枝条往往组织不充实、越冬性差,易遭低温冻害。 (三)土壤水分与树木生态类型 树种在系统发育中形成了对水分不同要求的生态习性和生态类型,表现为对干旱、水涝的不同适应能力。花果 木抗旱和耐涝的概念,不仅限于树体维持其生命活动,更重要的是能够正常开花结果。 1.旱生类型 即适应在沙漠、干草原、干热山坡等干旱条件下生长的树种,有的具有发达的根系;有的具有良 好的抑制蒸腾作用的结构;有的具有发达的储水结构;有的具有很高的渗透压或发达的输导系统,抗旱能力较强。 树木对干旱的适应形式主要表现在两方面:一是本身需水少,具有小叶、全缘、角质层厚、气孔少而下陷、并有较 高的渗透压等旱生性状,如石榴、扁桃、无花果、沙棘等。麻黄、沙拐枣的叶面缩小或退化以减少蒸腾;夹竹桃的 叶具有复表面,气孔藏在气孔窝的深腔内,腔内还具有细长的毛,都是一种抑制蒸腾的适应能力。仙人掌、景天等 肉质多浆植物,具有发达的贮水薄壁组织,能缓解自身的水分需求矛盾。另是具有强大的根系,能从深层土壤中吸 收较多的水分供给树体生长,如葡萄、杏等;戈壁上的骆驼刺,根深常超过 30 米,能充分利用土壤深层的水分; 抗旱力强的树种,有桃、扁桃、杏、石榴、枣、无花果、核桃、马尾松、黑松、泡桐、紫薇、夹竹桃、白杨、 刺槐、柳、苏铁、箬竹等。抗旱力中等的树种,有苹果、梨、柿、樱桃、李、梅、柑桔、胡桃、茶梅、珊瑚树、栎、 竹类等。 2、湿生类型 生长在潮湿、雨量充沛、水源充足的陆地环境中,有的还能耐受短期的水淹。耐涝树种中,常绿 类有卫矛、棕榈、杨梅、夹竹桃等;落叶类以池杉、落羽杉、水松、柽柳、垂柳、杞柳、龙爪柳、小檗、栾树、六 月雪、枸杞、乌桕、枫杨、白蜡、胡颓子、紫藤、石榴、山楂、皂荚、三角枫、栀子花、木芙蓉、喜树、杜鹃、葡 萄等较耐涝,最不耐涝的是桃、梅、杏等。树体的耐涝性与水中含氧状况关系最大,也与气温有关。据试验,在缺 氧死水中,无花果浸 2 天、桃 3 天、梨 9 天、柿和葡萄 10 天以上,枝叶表现凋萎;而在流水中经 20 天,全未出现 上述现象;高温积水条件下,树体抗涝能力严重下降。耐涝树种的生态适应性表现为,叶面大、光滑无毛、角质层 薄、无蜡层、气孔多而经常张开等。 池杉、枫杨等湿生类型树种,在高湿土壤条件下生长会发生形态变异,如树干基部膨大、产生肥肿皮孔、形成 膝状根、树干上产生不定根等。适于部分或完全沉于水中生长的,称为水生树种,如飘曳的垂柳和著名的红树。 3、中生类型 介于旱生和湿生类型之间的树种,大多数园林树木属之。对水分反应的差异性较大,如油松、侧 柏、酸枣等倾向旱生植物性状,而桑树、旱柳、乌桕等则倾向湿生植物性状。

四、土壤 土壤是树木栽培的基础,树体生长发育所需水分和矿质营养元素的载体。土壤更是固定植物的介体,树木通过 生长在土壤中的根系来固定支撑其庞大的树体。土壤是地壳表层经风化、腐殖化作用而形成的疏松部分,是母岩、 气候、地形、生物和时间长期共同作用的结果,其理化特性与树木的生长发育极为密切,良好的土壤结构能满足树 体对水、肥、气、热的要求。土壤具有潜在的生物生产力,对树木生长的影响主要表现在土壤厚度、质地、结构、 水分、空气、温度等物理性质,土壤酸度、营养元素、有机质等化学性质,以及土壤的生物环境。 (一)土壤温度 土壤温度直接影响根系的活动,同时制约着各种盐类的溶解速度、土壤微生物的活动以及有机质的分解和养分 转化等。树木根系生长与土温有关,夏季土温过高时,表土根系会遭遇伤害甚至死亡,故可采取种植草坪、灌木等 地被植物或进行土壤覆盖加以解决。根际土壤温度与树体生长有关,其实质是对光合作用与水分平衡的影响。据测

定,光合蒸腾率随土温上升而减少,当土温为 29℃开始降低,到 36℃时根组织的干物质明显下降、叶中钾和叶绿 素的含量显著减少;当土温为 40℃时,叶片水分含量减少、叶绿素含量严重下降,而根中水分含量增加,这是由 于高温导致初生木质部的形成减弱、水的运转受阻。当冬季土温低于-3℃时,根系冻害发生,低于-15℃时大根 受冻。 土壤的热量主要来源于太阳辐射能,经土壤表面吸收传到深层;土壤的增温和冷却取决于土壤各层的温差、土 壤导热率、热容量和导湿率等。土壤表面和深层的温差越大,热量交换就越多,如沙土升温快散热也快。湿土层温 度变化小、增温和冷却较缓,干土则相反。因此在水少情况下,热容量大的粘土白天增温比沙土慢,夜间冷却也慢; 春季粘土比沙土冷,但在温度上升时比沙土持暖期长。 (二)土壤养分 土壤中含有树木生长所必须的各种养分,虽说树木可以通过多种渠道获得生长需要的营养,但主要是由根系从 土壤中吸收。土壤的营养元素大部分保持在有机碎屑物、腐殖质及不溶性的无机化合物中,它们只有通过缓慢的风 化和腐殖作用,才能成为有效养分而为树木所吸收。有效养分主要为土壤胶粒所吸附的营养元素和土壤溶液中的盐 类,如阳离子态的 NH4+、K+、Na+、Ca++、 Mg++、 Cu++等;而阴离子态的 SO4—— 、NO3—、Cl—,则主要存在 于土壤溶液中。树木根系通过离子交换方式吸收这些营养元素。 (三)土壤水分 矿质营养物质只能在有水的情况下才被溶解和利用,所以土壤水分是提高土壤肥力的重要因素,肥水是不可分 的。一般树木的根系适应田间持水量 60-80%的土壤水分,通常落叶树在土壤含水量为 5-12%时叶片凋萎(葡萄 5%,桃 7%,梨 9%,柿 12%)。干旱时土壤溶液浓度增高,根系非但不能正常吸水反而产生外渗现象,所以施 肥后强调立即灌水以维持正常的土壤溶液浓度。 (四)土壤通气 树木根系一般在土壤空气中含氧量不低于 15%时生长正常,不低于 12%时才发生新根;土壤空气中二氧化碳 增加到 37-55%时,根系停止生长。土壤淹水造成通气不良,尤其是有机物含量过多或温度过高时,氧化还原电 位显著下降,使得一些矿质元素成为还原性物质,如 Fe 十十十→Fe 十十、SO4--→H2S、CO2→CH4 等,抑制根系 呼吸,造成根系中毒,影响根系生长。粘重土和下层具有横生板岩或白干土时,也造成土壤通气不良。 各种树木对土壤通气条件要求不同,可生长在低洼水沼地的越桔、池杉忍耐力最强;可生长在水田地埂上的柑 桔、柳、桧、槐等对缺氧反应不敏感;桃、李等对缺氧反应最敏感,水涝时最先死亡。 (五)土壤有害盐类 以碳酸钠、氯化钠和硫酸钠为主,其中碳酸钠危害最大。妨碍树木生长的极限浓度是:硫酸钠 0.3%,碳酸盐 0.03%,氯化物 0.01%。大多数树木根系分布在 2.5-3m 土层内,树体受害轻者,生长发育受阻、表现枝叶焦枯, 严重时整株死亡。 抗盐碱园林树木的选择,有:黑松(能抗含盐海风和海雾,是唯一能在盐碱地进行园林绿化的松类观赏树种), 北美圆柏(可在 0.3-0.5%含盐的土壤生长,为代替桧柏等在盐碱地栽培的优良柏类树种);新疆杨(在含盐量 0.3%的盐土上生长良好),柽柳(能在含盐量 0.5%的盐碱地上生长,叶可分泌盐分,有降低土壤含盐量的效能, 为重盐碱地园林绿化骨干树种) 紫穗槐 , (在含盐量 0.4-0.6%的土壤中能正常生长, 为盐碱地绿化的先锋树种) , 胡场(能在含盐量 1%的盐土上茁壮成长,被人们誉之为荒漠土上的“劲松”),沙枣(具根瘤,对风沙、盐碱、 低温、干旱、瘠薄等有抗性,被誉为沙荒、盐碱的“宝树”。对硫酸盐的抗性强,在盐量 1.5%以上时尚能生长; 对氯化物的抗性较弱, 盐量 0.6%以下时才适于生长; 而在硫酸盐氯化物盐土上, 则盐量超过 0.4%就不适于生长) , 沙棘(可在 PH9 的重碱性土以及含盐量达 1.1%的盐碱地上生长),枸杞(特别耐盐碱,为内陆重盐碱地的优良绿 化材料)。 喜生于河谷沙滩、堤岸及沼泽地边缘等湿地的耐盐碱树种,有火炬树(果穗鲜红如点燃的火炬,秋叶红艳),

白蜡树(在含盐量 0.2-0.3%的盐碱地能生长良好,秋叶金黄色),苦楝(一年生苗忍受含盐量 0.6%,在含盐量 0.4%左右的土壤上造林良好),合欢(在轻盐碱土可作为行道树及庭园观赏树),无花果(为轻盐碱土改造的先 锋树种,其果实具较高的经济开发价值),单叶蔓荆(喜生海滨沙滩地及海水经常冲击的地方,是极优良的沿海沙 地固沙树种),白刺(根系发达,能在飞沙地匐匍生长,有改盐防风固沙作用)。 我国很多地区均有较大面积的盐碱地,对发展绿化种植有一定困难。实践证明,选择耐盐树种,遵循生态平衡 的原理,根据植物形体和特性,依照天然群落的结构特征,从木本盐生植被区、海滩沙生盐被区、盐生植被区和沉 水植物群落中进行耐盐渍性树种选择,采用引进与乡土树种相结合的办法,根据树种的高矮、冠形、根系深浅、抗 盐程度、喜光耐荫等不同特性重新组合,构成和谐有序、稳定壮观且能长期共存的复层混交的立体人工群落,可以 取得较为满意的结果。此外,地形设计是盐碱地园林树木栽植的重要措施,其指导原则是挖池堆山、扩大水面、抬 高地形局部,土山堆积需埋设排盐暗沟,其出口注入水池,经过灌溉和雨水淋洗,可大大降低土壤的含盐量。再根 据树种的抗盐性能选择安排,将抗盐能力强的树种栽植在较低处,抗盐力较弱的树种则栽植在排盐良好的土山上或 地势较高处。 水体在盐碱地造园中起着重大作用, 它不仅能丰富景观、增加灵气,其最大功能还是可用于排盐改壤。 第二节 影响树体生长发育的其他环境因子 一、地势 地势(海拔高度、坡度、坡向和小地形)不是树木的生存条件但能显 著地影响小气候,与树体生长发育关系密切,建园、配植以及栽培管理制 度等都要根据地势情况统筹安排。 海拔高度对气候有很大影响,一般来说温度随海拔升高而降低,而雨 量分布在一定范围内是随海拔升高而增加。 由于树木对温、光、水、气等生存因素的不同要求,都具有各自的“生 态最适带”,这种随海拔高度成层分布的现象,称为树木的垂直分布。亚 热带地区的云南,山麓生长龙眼、荔枝和柑桔,但到海拔 500m 以上时就代 之以桃、李、杏和苹果等温带树种,再向上则又以山葡萄和野核桃为主。 在低纬度、平均海拔 4000m 的西藏高原,在 2500m 的湿热温润地带也有柑 桔、香蕉、番木瓜等亚热带树种分布。山地园林应按海拔垂直分布规律来 安排树种、营造园景,以形成符合自然分布的雄伟景观。 树木在高海拔条件下往往表现为寿命长、衰老慢,如寿命短的桃树于 四川本西部海拔 2000m 山地,有的可活 100 年。这是因为生长季随海拔升 高而缩短,生理代谢活动减缓所至(图 3-1)。 坡度对土壤含水量影响很大,坡度越大,土壤冲刷越严重,含水量越 少;同一坡面上,上坡比下坡的土壤含水量小。据观测,连续晴天条件下, 3°坡的表土含水量为 75.22%,5°坡为 52.38%。20°坡为 34.78%。耐 旱和深很的树种,如仁用杏、板栗、核桃、香榧、橄榄和杨梅等,可以栽在坡度较大(15°-30°C)的山坡上。 坡度对土壤冻结深度也有影响,坡度为 5°坡时结冻深度在 20cm 以上,而 15°时则为 5cm。 在同一地理条件下,南向坡(南、东南、西南)日照充足,而北向坡(西、西北、和东北)日照较少;温度的 日变化,以阳坡大于阴坡,一般可相差 2.5℃。由于生态因子的差别,不同坡向表现不同。生长在南坡的树木,物 候早于北坡,但受霜冻、日灼、旱害较严重;北坡的温度低,影响枝条木质化成熟,树体越冬力降低。北方,在东 北坡栽植树木,由于寒流带来的平流辐射霜,易遭霜害;但在华南地区,栽在东北坡的树木,由于水分条件充足, 表现良好。 复杂地形构造下的局部生态条件,对树木栽培有重要意义。因为在大地形所处的纬度气候条件不适于栽培某树 种时,往往某一局部由于特殊环境造成的良好小气候,可使该树种不仅生长正常而且表现良好。如江苏一般不适于 柑桔的经济栽培,但借助太湖水面的大热容量调节保护,可降低冬季北方寒流入侵的强度,保护树体免受冻害,围 湖的东、西洞庭山成为北缘地区的重要柑桔生产基地。

二、风 风可改变环境温度、湿度状况和空气中二氧化碳浓度,从而间接影响树体的生长发育。微风可以促进空气的交 换、增强蒸腾作用,改善光照条件、促进光合作用,消除辐射霜冻,降低地面高温。风有助于风媒花的传粉,例如 银杏雄株的花粉可顺风传播数十里以外;云杉等生长在下部枝条上的雄花花粉,可借助于林内的上升气流落至上部 枝条的雌花上。风又是传播若干树种果实和种子的自然动力。 (一) 风对树木生长的负面影响 1、降低树木的生长量。 试验证明,树木的高生长量在风速 10m.s-1 时比 5 m.s-1 减少 1/2,较静风区少 2/3。 在干旱天气,风可加速蒸腾作用导致树木萎蔫,特别是春夏生长期的旱风、焚风等干燥的风,因加速蒸腾导致树木 失水过多而枯萎。在北方较寒冷地带,冬末春初的风,加强了枝条的蒸腾作用,但此时地温低、根系活动微弱,会 造成细枝顶梢干枯死亡,称为干梢或抽条。我国西北、华北和东北地区的春季常发生旱风,致使空气干燥、新梢枯 萎、花果脱落、叶片变小,呈现生理干旱现象,影响树体器官发育及早期生长。试验观察,大风条件下,无支柱小 树比有支柱者,树高平均减少 24%;长期的单向季风会造成偏于形成旗形树冠,而高山上长期生长在强风生境中 的树木成匍匐状。海边地区的潮风常夹杂大量盐分,使树枝被覆一层盐霜导致嫩枝枯萎,甚至全株死亡。 2、大风(风速超过 10 米/秒)的破坏作用。 大风可使空气相对湿度降低到 25%以下,引起土壤干旱,粘土 由于土壤板结,干旱易龟裂造成断根现象。沙土地,有营养的表土会被吹走,严重时因移沙现象造成明显风蚀,影 响根系正常的生理活动。冬季大风会降低土壤表面温度,增加土层冻结深度,使树体根部受冻加剧。飓风、台风等 则更可造成树木的机械伤害,如当风速超过 10 m.s-1 时往往造成树木折枝;13-16m.s-1 的风速能使树冠表面受到 15-20kg.m-2 的压力,一些浅根性的树种能被连根拔起。我国东南沿海一带,每年夏季(6-10 月)常受台风侵袭, 倒树现象严重,对树体危害很大。 (二)不同树种的抗风性选择 树木的抗风性与树种的生物学特性、形态特征、树体结构有关,凡树冠稀疏、材质坚韧、根系深广的树种抗风 力强,而树冠庞大、材质柔软或硬脆、根系浅窄的树种抗风力弱。但同一树种的不同个体间,抗风力又因繁殖方法、 立地条件和配植方式而异。扦插繁殖的树木,因根系较实生繁殖树浅,相对易受风倒;在土壤松软而地下水位较高 处栽植的树木,亦易受风害;孤立树和稀植树,较之密植者易受风害。 主要园林树种的抗风性能,抗风力强的有马尾松、黑松、圆柏、榉树、胡桃、白榆、乌桕、樱桃、枣树、臭椿、 朴、栗、国槐、梅、樟、麻栎、河柳、台湾相思、木麻黄、柠檬桉、柑桔及竹类等。抗风力中等的有侧柏、龙柏、 杉木、柳杉、檫木、楝树、苦槠、枫杨、银杏、广玉兰、重阳木、榔榆、枫香、凤凰木、桑、梨、柿、桃、杏、花 红、合欢、紫薇、木绣球、长山核桃、旱柳等。抗风力弱、受害较大的有大叶桉、榕树、木棉、雪松、悬铃木、梧 桐、加杨、钻天杨、银白杨、泡桐、垂柳、刺槐、杨梅、枇杷等。 第三节 城市生态环境与树木生长

在自然界中,生物和环境相互联系又相互作用而构成的占有一定空间、具有一定结构和功能的自然整体,称为 生态环境系统。城市特有的生态环境及其对人类自身的影响已日益受到各国政府、生态学家和生物环境保护主义者 们的关注,国际上创立了“城市生态学”的专门研究领域,国内近年来也开始注重这方面的工作,现就有关园林树 木栽培的内容略介如下。 一 、城市气候特点与树木生长 城市地域范围内的气候特点明显不同于周围乡村,主要表现为:平均气温升高,热岛效应明显;风速减小,相 对湿度降低;有云天气增多,雨量增加;太阳辐射降低,晴天减少。(表 3-1)

(一)城市气温特点与热岛效应 世界范围内的有关资料表明城市气温一直在增高,这一现象除了温室效应的可能影响外(温室效应导致每 10 年平均增温 0.30C),主要是城市热岛效应的结果。一个地区(主要指城市)由于人口稠密、工业集中造成中心地 区温度高于周边地区的现象,称为热岛效应。如我国北京的 7 月平均气温,市中心的天安门广场比市郊高 1.6℃; 上海约有 60 平方公里的“热岛”区域,平均气温较城郊高 1℃;美国洛杉矶市区的年平均温度要比郊区农村高 1.5℃。与农村具疏松湿润且多有植物覆盖的下垫面不同,城市下垫面多由砖块、水泥、沥青等铺设而成,热容量 大;疏密相同、高低错落的建筑物,其墙面又增加了辐射热的成分,其密度减低了反射热的扩散,其结果形成了城 市平均温度增高和昼夜温差减少的热岛效应。其成因在于人类对原自然下垫面的改造,改变了地表的热交换及大气 动力学特性,使城市具有一种特殊的水平和垂直的温度结构。从气温的水平分布状况来说,市中心区气温最高,向 城郊逐渐减低,农村的气温最低。如果用闭合等温线表示城市气温的分布,因其形状似小岛,故被称作热岛。 热岛效应用热岛强度来表示,即同一时间内城市和郊区的气温对比的差值。对世界多座大城市的热岛现象研究 表明,热岛强度随时间、不同的土地利用格局、以及不同的天气条件而变化,其日变化规律为,晴稳的天气夜间热 岛强度要比白天大,在傍晚开始热岛强度逐渐增大。另外, 热岛强度具有非周期的变化,影响其大小的主要是风速、 云量及天气形势等,风小、云少最有利于城市热岛的加强。城市热岛强度也有地区性差异,热岛中心一般在商业区

和人口、建筑物密集处,热岛强度的等值线明显绕过公园、绿地或水面。 如,1995 年 7 月 6 日下午 3 时多,广州市区突然乌云密布,狂风大作,随即大雨倾盆,然而市郊却基本无雨, 一派平静。气象专家认为这是由“热岛效应”造成的。广州中心气象台专家说,当日下午 2 时多,原来在三水市南 部至南海市西部一带形成的对流云团以 30 公时/小时的速度向偏东方向移动,3 时半左右进入广州市区后迅速发 展加强,产生强雷雨和 1.5 米/秒的 6 级阵风,持续 2 小时,降雨量 46.1 毫米。雨带移至东北面时即以极快的速 度减弱并消失。 再如,1996 年 7 月 11 日中午,上海西南有一云雨团进入上海西郊便迅速增强,到市区上空时刚好变成一场暴 雨当头砸了下来。24 小时市区最大降水量超过 160mm。然而同时的一些郊县如奉贤、金山却只下了十几毫米。上海 中心气象台领班姚志展指出,大气环流是首先要加以考虑的因素,然而雨带的位置并不能解释一切,城市本身的环 境对雨的大小确实有重大影响。 由于绿化少、 钢筋水泥建筑多等原因, 使市区气温明显高于周郊的所谓“热岛效应” 已是众所周知。“混浊岛”效应则是指由于市区的工矿企业集中,排放出的污染使空气中的尘埃积聚都较严重,而 尘埃等污染物恰恰是云层中的水汽变成降雨所最需要的“凝结核”。此外,由于市区建筑物集中,因而地面状况要 比郊县“粗糙”得多,市区风速就会大力减少,强雨带等天气系统在市区上空停留的时间就比较长,从而使总降水 量增多。 热岛现象对城市其它气象要素产生影响,如降低积雪的频度和时间,延长无霜期,降低相对湿度等,而这些气 候要素的变化影响了城市园林树木的物候,如在德国的汉堡,金钟花的初始花期,城区比郊区早 7 天;在伦敦,市 区公园的花要比郊区早开 2-3 周;在华盛顿,市区的木兰花比郊区早开 2 周。 (二)城市大气湿度特点 城市的大气湿度明显不同于乡村,这主要因为城区大面积的铺装表面使得降水大多以地表径流流失,而仅有的 少量植被使得蒸腾作用大为减小,其特点表现为城市日平均绝对湿度要比郊区低,且在 16:00-17:00 左右达到 低谷,形成“干岛”;而在夜间,城市的绝对湿度反而比郊区高,而形成“湿岛”。由于城市绝对湿度比郊区低, 气温又比郊区高,使得城郊之间相对湿度的差别更为明显。 城市的大气相对湿度与绝对湿度一样具有季节性的变化,一般冬季高、夏季低,但在季风气候带,则表现为夏 季高、冬季低。城市的相对湿度与绝对湿度均随城市的发展而下降,如上海市在近 30-40 年中平均绝对湿度下降 了 0.47 毫巴,相对湿度下降了 2.3%;南京市城内相对湿度比郊区低 3%。 (三)城市辐射特点 总的说来,城市接收的总太阳辐射少于乡村,这是因为大气中的污染物浓度增加,大气透明度降低,致使所接 受的太阳直接辐射明显减少。虽说城市接受的太阳总辐射量减少,但因为城市环境中铺装表面的比例大,导致下垫 面的反射率小而减少了反射辐射,因此即使城市环境的短波辐射减少了 10%左右,但反射率的差异使城市接受的净 辐射却未见减少,实际上与周围农村相比差异并不明显。但城市环境中太阳辐射的波长结构发生的变化较大,集中 表现在短波辐射的衰减程度大,而长波辐射变化不明显,辐射能组成中的紫外辐射部分减少。 城市日照特点表明,日照持续时间减少,且因为建筑物的影响,城市日照水平分布的地区性差异十分明显,使 长日照植物开花推迟。 除了自然光照外,城市环境中还有人工光照,如大型公共性建筑照明、城市雕塑照明、城市街道照明、喷泉照 明等城市夜景照明会延长光照时数,因而可能打破树木正常的生长和休眠,导致树木生长期延长,不利落叶树种过 冬等;另外大面积的玻璃幕墙对光的强反射产生的眩光,也会造成光污染,对树木的生长会产生一定的影响。 (四)城市风 由于城市的热岛效应,市中心空气温度增高、气流上升, 与郊区农村构成气压差, 气流填补的结果形成城市风。 理论情况下,城市风从早晨到中午有规律地逐步增强,但因建筑物对气流运动的阻碍;市中心虽同为高温中心,但 却得不到足够的新鲜空气补充;故合理的道路走向和绿地系统可引导和加强城市风的运行,改善市中心过热状况。 低矮的街道建筑,朝阳面与背荫面之间形成空气小环流;而摩天大厦间,却可因建筑物方位形成极其强劲的“巷道 风”,被誉为“城市一绝”。

城市风速平均要比郊区低 10-20%。例如北京,城区的表面粗糙度为 0.28、郊区仅为 0.18,城区的风速比郊 区平均小 20-30%,在建筑物密集的“前门”甚至可小 40%。这种风速的差异有明显的日变化和季节变化,同时与 盛行风的风速有关。如据吴林对上海的研究,市区与郊区风速的差异在白天 10:00-12:00 和 13:00-15:00 之 间最大,夜间 19:00-21:00 时最小。以 2m.s-1 作为临界风速,当风速大于 2 m.s-1 时,市区风速小于郊区,反 之则大于郊区的风速。另外,城市风速具明显的地区差异性,风在高大建筑物的迎风面会产生强烈的旋窝,而当盛 行风和高大建筑物间的街道走向一致时,会因狭管效应而增加风速 15-30%,如果风向与街道成一定的角度则风 速受阻而减小。 城市的热岛效应会造成特有的城市风系,因热岛中心形成的低压中心而产生上升气流,同时在一定范围内城市 低空比郊区相同高度的空气暖,因此郊区空气向市区流动、风向热岛中心辐合,而热岛中心的上升空气又在一定的 高度上流向郊区,以补充下沉空气的流失,如是形成一个缓慢的热岛环流。

二、城市土壤特点 城市土壤是指城市或城郊地区的一种非农业土壤,为通过回填、混合、压实等城市建设过程中的人为因素,形 成的表面层大于 50cm 的土壤,因此城市土壤不同与自然土壤,是极大程度地改变自然土壤的结构所造成的一种特 殊的土壤类型。 (一)城市土壤的特点 1、土壤结构变化 市政施工常常在改变地形的同时破坏了土壤结构,因此城市土壤的垂直层次不明显,混有大 量灰沙、砖残渣等建筑垃圾。土壤质地的改变,影响土壤中的水分和空气容量,同时影响树木根系的伸展与生长。 由于人流践踏,尤其是市政施工的机械碾压等,造成城市土壤的坚实度高,结果土壤容重增加、孔隙度减少。多数 城市土壤达不到理想的孔隙度,经压实的土壤只有细小的空隙,其孔隙直径甚至小于根系穿透所要求的最小直径, 降低了水分的运动,水分在孔隙中长时间的滞留又影响了空气的逸散。研究表明,如沙土的容重超过 1.75g.m-3、 粘土容重超过 1.55 g.m-3 时,将限制树木根系的穿透,而许多报道资料表明,城市土壤的容重多以超过上述的限 值。 另外,城市铺装表面覆盖下的土壤是一种极端类型,因为这些土壤无法与外界进行正常的气体交换,水分的渗 透与排出也不畅, 通常处于长期的潮湿或干旱状态, 生长在这类土壤环境下的树木, 其根系的生长受到很大的影响。 2、土壤理化性质变化 城市土壤的 pH 值一般高于周围郊区的土壤,这是因为地表铺装物一般采用钙质基础的 材料。城市建筑过程中使用的水泥、石灰及其它砖石材料遗留在土壤中,或因为建筑物表面碱性物质中的钙质经淋 溶进入土壤,导致土壤碱性化增强;另外,北方城市在冬季通常以施钠盐来加速街道积雪的融化,也会直接导致路 侧土壤的 pH 值升高。土壤 pH >8 时往往会引起植株缺铁、叶片黄化,同时干扰土壤微生物的活动,进而影响土壤 有机物质和矿质元素的分解和利用,限制了城市环境中可栽植树种的选择, 城市热岛效应以及建筑物和铺装地面积聚的热量传到土壤中,城市土壤的平均温度比郊区土壤的高,土壤变得 干燥。 (三)城市土壤类型 城市绿地土壤和农田土壤、自然土壤不同,其形成和发育与城市的形成、发展与建设关系密切。由于绿地所处 的区域环境条件不同,形成两类不同的城市绿地土壤类型。 1、城市扰动土 主要指街道绿地、公共绿地和专用绿地的土壤。由于受城市环境的影响,其土体受到大量的人 为扰动,没有自然发育层次,一般含有大量侵入物;土壤表层紧实,透气性差;土壤容重偏大,土体固相偏高,孔 隙度小,这些都直接影响土壤的保水、保肥性。就其养分含量来看,高低相差显著,分布极不均匀。按侵入物的种 类约可分为 3 种: 1)以城市建设垃圾污染物为主 混有砖瓦、水泥块、沥青、石灰等建筑材料,侵入物量少可人工拣出,量大则 无法种植。因土体故有碱性物质的侵入,土壤 pH 值呈碱性,但一般无毒。 2)以生活垃圾污染物为主 在旧城的老居民区中,土体中混有大量的炉灰、煤渣等,有时几乎全部由煤灰堆埋

而成,土壤 pH 值高,呈碱性,一般也无毒。但肥效极低,影响种植。 3)以工业污染物为主 因工业污染源不同,土体的理化性状变化不定,同时还常含有毒物质,情况复杂,故应 调查、化验后方可种植。 2、城市原土(指未扰动的土壤) 位于城郊的公园、苗圃、花圃地以及在城市大规模建设前预留的绿化地段, 或就苗圃地改建的城区大型公园。这类土壤除盐碱土、飞砂地等有严重障碍层的类型外,一般都适绿化植树。

三、城市水文环境特点 首先,城市水分的收入量大于郊区。 除了城市地区的降水一般多于郊区外,一般城市还需要从附近的河流、 湖泊、水库引入大量的水,以满大城市运转所需的大部分生产和生活用水。其次,城市下垫面中道路、广场、建筑 物等所占的比例高,它们不象郊区的土壤疏松而具有很高的持水能力,降雨后地表径流会在短时间内急剧增高并很 快出现峰值,然后径流量迅速降低,因而减少对地下水的补充。另外,城市下垫面的蒸发量比郊区小城市通过植物 蒸腾作用散失的水分也少。城市水文平衡的特点决定了城市土壤常处于干旱状态,园林树木栽植常会受到水分亏缺 的威胁,在树种选择和养护管理时应充分考虑这一因素。 城市水体对城市生态环境、城市的形态及经济发展起着非常重要的作用,我国有相当一部分建在江、河、湖畔 的城市,在河道整治中常常采取硬化河岸和河底的方法,使城市水系失去了自然生态系统的基本特征。两边河岸以 石质材料铺设的硬化措施,由于阻绝了河流与流域土壤间的物质交流,使得树木植被难以在沿河生存,同时也降低 了河流的自净作用,降低其应有的生态作用。 我国大多数城市还面临着水资源短缺的局面,在现有的 600 多个大中城市中,大约有 400 多个城市缺水,有 100 多个城市严重缺水, 尤其是华北和西北地区的城市缺水问题十分严重。 越来越多的城市将地下水作为主要水源, 由于地下水的超量开采而引起的地面沉降、河流干涸,加剧了城市区域生态环境的恶化,加速了土壤沙化、盐渍化 的产生,湿地面积减少、水域面积缩小,使区域生态用水需求量更大,因此城市的水文环境成为影响树木生长、制 约绿地发展的主要因素之一。 四、城市的环境污染 城市,以其独特的存在方式,极大改变着自身及庇邻地区的自然环境和生态系统。城市的新建、改造或扩建, 都将无例外地改变原有的自然地貌。鳞次栉比的各类建筑,纵横交错的大小街道,星罗其布的广场、游乐园,代替 了参天蔽日、广褒覆盖的绿色植物;自然植被的消失,自然生态的失衡,自然环境的恶化,这就是现代城市发展不 当造成的现象。 随着城市建设规模的扩大、工业生产的发展、人口密度的增加,各类能源消耗量超负荷膨胀,三废排放垣超标 准骤增。当其超越城市自净、自治的能力时,就会造成危害该系统正常运行的环境污染问题,人类生存将受到自身 发展带来的威胁, 城市发展将受到自身建设带来的毁坏。 据联合国 1995 年发布的一项报告中称, 目前全球只有 20% 的城市居民呼吸空气达到可接受的标准,而约有 18 亿城市居民呼吸着含有过高二氧化硫、烟尘的空气。造成空气 中含有过高二氧化硫的原因,是由于城市中高大的建筑物、密集的公用设施和纵横交错的街道所形成的特殊的下垫 面,以及人们在日常生产生活中排放出大量的热量、废气、烟尘等污染物共同作用所产生的特殊气候条件。 与园林树木生长有关的城市环境污染主要有大气污染、土壤污染、水体污染。城市环境污染主要受城市性质、 规模、城市产业结构和城市能源结构,以及城市所在地域自然环境状况的影响。一般而言,以非工业职能为主的城 市,如政治、文化和科技、风景旅游、休疗养、纪念地城市等,城市环境污染效应要小于以工业及交通职能为主的 城市。 (一)大气污染 我国城市的大气污染源,主要是工业、交通运输和居民生活需要对各种矿物燃料的燃烧。主要污染物为二氧化 硫(SO2)、氟化氢(HF)、氯(Cl2)、氯化氢(HCl)、光化学污染、臭氧(O3)、氮的氧化物(NOx)、一氧化

碳、乙醛、过氧酰基硝酸酯等。其中以二氧化硫含量最多, 由此造成酸雨危害日趋严重;而氯、氯化氢以及氟与 氟化氢等气体对树体的为害尤甚于二氧化硫。 1、物理效应。 城市上空飘浮着的微尘,以煤尘、烟尘和有毒气体微粒的影响较大。因体积和重量的不等,它 们在空中逗留的时间、 飘浮的距离、沉降的速度也各不相同。在微尘达到一定的厚度和分布高度后, 就会形成雾障, 使得城市上空的大气能见度降低,改变城市的辐射平衡,地面接受的太阳辐射强度减弱(特别是紫外光的减少), 一般情况下仅为原接受太阳辐射能量的 3/5,工业发达城市还要低些。城市日照持续时间也相应减少,如被誉为 “雾都”的伦敦,市中心的日照时数仅为郊区的 82%。特别是冬季,因雾障分布较低,以煤为主要能源材料的城 市天空呈灰黑色;工业区排放大量颗粒物,由此产生更多的凝结核而造成局部地区降雨增多。 粉尘是飘浮在大气中的细微颗粒,也是城市大气污染的主要类型之一,而我国北方一些地区沙漠化严重,城市 常受沙尘暴威胁,粉尘降落沉积在叶表面可以阻塞气孔,妨碍对辐射能量的吸收,影响树体正常的气体交换。 大气中二氧化碳浓度增加导致温室效应引起全球气候变化;逆温层的形成不利于有害气体的扩散,易造成气象 条件的反常(如阴、雨天增多、冬季变暖、降雪不正常等),严重时还会造成生物体的大量中毒、窒息死亡。 2、化学效应 通过燃烧释放到大气中的二氧化硫,与大气中的水汽结合,并随雨水一起降落而形成酸雨(指 pH 值低于 5.6 的降雨)。据浙江省环保局监察,1997 年该省酸雨覆盖面积已达 80%以上,酸雨率达 63.3%,即平 均每下三场雨就有两场是酸雨, 该省某地曾测到过 pH 值为 3.32 的酸雨 (无机酸) 其酸度已接近于醋 , (pH 值为 3) 。 酸雨降落地面使土壤、水体酸化,并能直接伤害树木;氟氯烃化合物破坏臭氧层,使地面紫外线照射量增多等。 3、生物效应 植物对大气的污染有多种反应,主要表现为生长状态异常、出现伤害的症状等,植物的这种指示 作用可以用来评价环境的质量和受污染的程度。同时,在环境污染严重的地段建设绿地,在树种选择上要考虑其应 具有的抗污能力和净化能力。例如许多树木对 SO2 比较敏感,当 SO2 气体进入叶片后遇水形成亚硫酸和亚硫酸离子, 当亚硫酸离子增加到一定量时叶片失绿, 严重的会逐渐枯焦死亡。 二氧化硫主要破坏叶绿素, 叶脉间发生白色烟斑; 叶片气孔扩大,导致病原微生物侵入。二氧化硫的危害程度与温度有关,高温易导致病斑的出现。二氧化硫的为害 临界浓度:3ppml0 分钟,0.3ppml0 小时,0.1ppml 个月,0.01ppm1 年。 搪瓷厂、制铅厂、磷矿石原料厂排放的氟化物对树体危害更重,氯化氢比二氧化硫的毒性高 20 倍。树体受害 后叶尖和叶缘呈油浸状,由黄变褐,逐渐向叶身发展,严重时干枯脱落。大气中的氟化物对树木危害也很大,浓度 为 1ppb 时,延续 15——60 天内可使杏、李、樱桃、葡萄等受害;如浓度达 5ppb,则在 7——10 天内就可使之受 害。氟破坏酶和叶绿素,叶内细胞组织机能被破坏,受害症状首先在叶尖和叶缘显出。氧化烟雾中有 90%是臭氧, 它侵害叶栅组织,使叶片黄化变白,芽的形成和开花过程受到抑制,导致落花落果、早期落叶。 4、抗污染树种选择 对 S02 抗性较强的树种有:山皂角、刺槐、银杏、加杨、臭椿、美国白蜡、小叶白蜡、华 北卫矛、欧洲红豆杉、云杉、茶条槭、榆树、大叶朴、枫杨、梓树、黄檗、银白杨、丁香、构树、泡桐、柿树、蚊 母树、垂柳、旱柳、栾树、杜梨、山桃、君迁子、北京丁香、胡桃、雪柳、黄栌、白玉棠、丁香、构树、泡桐、柿 树、小叶黄杨、广玉兰、香樟等。 对 HF 抗性较强的树种有:国槐、臭椿、泡桐、龙爪柳、悬铃木、胡颓子、白皮松、侧柏、丁香、山楂、紫穗 槐、连翘、金银花、小檗、女贞等。 对 CI2 及 HCL 抗性较强的树种有:木槿、合欢、五叶地锦、黄檗、构树、榆、接骨木、紫荆、槐、紫藤、紫穗 槐等。 对光化学烟雾抗性较强的树种有:柳杉、日本扁柏、日本黑松、樟树、海桐、青冈栎、夹竹桃、海州常山、日 本女贞等。 树体遭受有毒气体的受害程度,因不同发育阶段而异,一般在生长发育最旺盛期树体敏感易受害,秋季生长缓 慢期不敏感,进入休眠后抗性最强。在有毒气体污染的地区,可以选择抗污染适栽树种或在背风地点栽植,以免受 危害。 (二)土壤污染 城市环境中对树木康危害较大而又常常容易被忽视的一个重要方面,是城市的土壤污染。由于有害物质沉淀堆 积,以及病原微生物所造成的土壤污染,当超过土壤自净能力时,引起土壤系统成分、结构和功能的变化,土壤微

生物活力受抑制或破坏,肥力渐降或盐碱化,导致土壤正常功能失调、土壤质量下降,影响树体的正常生长发育。 同时土壤污染物又向环境输出转化,使大气、水体等进一步污染,对生态系统影响非常严重,应该予以重视。 土壤中的重金属离子及某些有毒物质, 如砷、镉、过量的铜和锌等,能直接影响树体生长和发育或在体内积累。 高浓度的铅(800ml·L—1)胁迫,在短时间内足以引起树木叶片的急性生理伤害,其表现是植物细胞内的活性氧反 应加剧,活性氧含量增加,类囊体膜和质膜破坏,叶绿素含量下降,质膜透性加大;“酸雨”使土壤酸化,使氮不 能转化为供树体吸收的硝酸盐或铵盐, 使磷酸盐变成难溶性的沉淀, 使铁转化为不溶性的铁盐, 从而影响植株生长。 碱性粉尘(如:水泥粉尘)能使土壤碱化,使树木的水分和养分吸收变得困难,并引起缺素症。 土壤污染的显著特点是具有持续性,如某些农药在土中自然分解需几十年,故难以采取大规模的消除措施。 (三)水体污染 水是城市的血液,是不可替代的资源,随着城市的发展,对水的需求越来越大。工业化促进了城市化,起动了 城市发展的进程;工业化又带来了水资源的污染,恶化了发展中的城市环境。城市既要解决供水问题,又要解决污 水问题,怎样解决好水的问题是城市得以健康发展的关键。由于现代化工业的迅速发展,城市工业废水和生活污水 的排出量远远超过了河流湖泊所能净化和承纳的程度,引起水体物理、化学性质发生变化,因而造成水体污染。许 多流经城市的河流和湖泊,受污染更为严重。如原有“皇家之水”美称的泰晤士河,18 世纪曾经是世界著名的鲑 鱼产地,但自 19 世纪以来水质迅速恶化,成为世界上污染最严重的城市河流之一,水质恶臭,河中水生生物和水 鸟基本绝迹。 还有明媚秀丽的莱茵河成了“下水道”, 北美著名的五大湖也变成了藏污纳废、 生物绝迹的“死水”。 地下水被污染后就更难净化,美国从已污染的地下水中检测出 100 多种化学物质,其中有 12%是致癌物质,这无疑 是对人类的又一警告。 我国的水体污染主要来自工业废水、城市生活废水的排放,危害最重的是有毒化学废水和重金属离子废水。近 几年,我国企事业单位废水排放总量平均每天都在 1 亿吨以上,其中 80%以上的废水末得到任何处理,或经过一 定处理但仍不符合国家排放标准。由于大量的工业和城市生活污水未经有效处理就直接排人江河,造成 87%左右 的城市河段受到不同程度的污染。 水中有毒物质如果浓度很低,将不会对树木立即产生毒害;但当有毒物质浓度增加,树木将表现受害症状,继 续增加到一定限度时,树木将死亡。污染物能够抑制甚至破坏树木的生理生化活动,如镍、钴等元素能严重妨碍根 系对铁的吸收,铅妨碍根系对磷的吸收,许多重金属离子能破坏酶的活性。


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