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植物與環境

日期:2017年3月13日 11:08

    一、植物與環境
    植物和環境之間存在著極為密切的關系。一方面,植物必須依賴環境而生存,在其個體發育的全過程中,需要源源不斷地從周圍環境中獲取所必須的物質和能量,不斷建造自己的軀體;同時又將其代謝產物排放到環境中去,通過這種關系維持其正常的生命活動和種群的繁衍。另一方面,植物又通過自身的生命活動與影響和改造周圍環境,促進環境的演化。環境控制和塑造了植物的生理過程,形態特征和地理分布;植物則在適應環境的同時,改造和影響著環境,形成了一種相互影響,互相制約,共同發展的關系。在不同的光照、熱量,水分等環境條件下,植物的群落結構,形態特征,生理過程和地理分布等方面有很大的差異性。正是由于環境條件對植物有著很大的影響,使得許多植物對其生存的環境具有明顯的指示性。如蘆葦指示了水濕環境,駱駝刺指示了干旱環境,鐵芒其指示了酸性土壤環境,堿蓬則指示著鹽堿土壤環境。
    二、營造綠色人居中環境是人類美好的愿望和不懈的追求
    人居環境:顧名思義是人類聚居中生活的地方,是與人類生存活動密切相關的空間,它是人類在大自然中整風賴以生存的基地,是人類利用自然、改造自然的主要場所。人居環境與一個國家或地區的土地資源,自然氣候條件,人口密度,工業化程度,人均國民收入水平以及人們的道德素質有著密切關系。
    人居環境廣義可至太空,中義為城市及農村,狹義可至居住小區乃至住宅,無不與環境發生密切的關系。自有人類便有人居中環境。經歷了巢居中、穴居、山居和屋宇居等階段,直到目前人類仍然在探索合宜的人居環境。園林卻不是自有人類就有的。人類初始,居中于自然之中而并未脫離自然。隨社會進步,人因興建城鎮與建筑而脫離了自然,卻又需求自然的時候就逐漸產生了園林。現代的中國園林概念是要滿足人類對自然環境在物質和精神方面的綜合要求,將生態、景觀、休閑游覽和文化內涵融為一體,為人民長遠的,根本的利益謀福利。園林學從城市園林擴展到園林城市。
    風景名勝區和大地園林景觀,園林是最佳人居環境。園林不僅要為人居中環境創造自然的條件和氛圍,于中也滲透以人文;人們不僅從自然環境中得到物質享受,也從寓教于景的環境中陶冶精神,獲得身心健康。
    三、城市環境的組成
    城市環境是指影響城市人類活動的各種自然或人工的外部條件,可以說是由自然環境,社會環境和文化環境三個方面組成。
    城市環境由自然環境、社會環境和文化環境組成。
    自然環境由自然因素(環境)人工元素(環境)組成;其中自然環境由水體(江、河、湖、海、運河)、土壤、空氣、地形、植物、微生物、動物組成;人工元素(環境)由房屋、道路、管線、土地利用、廢氣、廢渣、噪聲組成。
    社會環境由種族或民族聚居區、組成城市社區結構模式、人口分布及動態、服務設施、娛樂設施、社會生活組成。
    文化環境由風景、建筑特色、文物古跡組成。
    對城市環境的保護改造和利用是人類影響城市環境的重要表現形式之一。城市自然環境是構成城市環境的基礎,它提供了一定的空間區域,是城市賴以存在的地域條件,水體、地形、植物等自然元素是組成城市景觀特征的重要因素,小溪流水,滔滔大江,緩坡丘陵,崇山峻嶺等自然環境元素,給城市帶來生氣和不同特色,對城市自然環境的保護改造和利用,更能造就有利于社會群體開展活動的優美環境。
    城市環境的特點:
    (一)城市氣候
    1、城市下墊面:多數是水泥或瀝青鋪裝的街道廣場和由疏密相間的高低錯落的建筑群形成的屋頂和墻面。
    2、大氣成分:二氧化碳的含量,由一般平均含量0.03%(按體積)增加到0.05%-0.07%,局部地區可高達0.2%,有毒氣體也大量增加,粉塵有毒的重金屬策粒,如鉛、錫、鉻、砷、汞等以及一些放射性物質都有所增加。
    3、微塵與細菌
    (1)微塵:空氣中一切漂浮的和污染空氣的微粒凝結核。
    (2)細菌:細菌是凝結的核心。
    (3)城市霧障:由于城市中的微塵、煤煙微粒以及各種有害氣體,有許多是吸濕性核或凍結核,以使水汽凝結。逆溫層。
    4、城市空氣的氣體成分:二氧化硫、氟化氫、氯化氫、光化學污染(臭氧、二氧化氮、乙醛、過氧酰基硝酸酯)一氧化碳、二氧化碳等。
    5、城市熱島效應:其溫度比周圍高0.5 -2攝氏度,濕度、地表輻射少、風速小。
    6、城市風:“狹管效應”使風速增大,建筑物阻擋,摩擦減弱風力、改變風向。
    由于城市下墊面的固定因素和能源集中因霧障而使勢量不易擴散等,形成城市氣候有以下特點:1、氣溫較高,2、空氣溫度低并多霧,3、云多、降雨多,4、形成城市風,5、太陽輻射強度減弱,6、日照持續時間減少。
    (二)城市的水和土壤
    1、城市水系和水體污染
    (1)城市水系:城市水系對城市溫度,濕度及土壤均有相當影響。
    (2)水體污染:當污染物進入水體后,其含量超過了自凈能力,使水質、物理、化學、生物群落變化,降低使用功能和價值。
    來源:工業廢水、生活污水和農業退水。
    2、城市土壤與土壤污染
    (1)城市土壤的特點;由于城市建設和人類的生產、生活活動,改變了原來的類型,使土壤一般缺乏完整的發育層次,除建筑工地外,一般土層薄,且特別板結,心土常混有磚礫沙石,以及金屬、玻璃、塑料等物。因市政施工需挖方、填方,造成土壤養分差別。因碾壓、夯實,鋪裝路面以及行人踩踏等,致使土壤堅實度較大,土壤空氣少,有機物少,微生物活動減弱,肥力較低。由于城市建設的需要,多數地面為瀝青、水泥等密封,故其通氣性、滲水性都較差,使雨水滲入不多,而現代化生產與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,城市中地下種管道、電纜、電線縱橫交錯,街道兩側甚至多層建筑密布,改變了土壤結構。城市中高樓林立,地被植物少,日照時數減少,對土壤的溫度、濕度都有影響。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,會給以后綠化造成困難。
    (2)土壤污染;主要的土壤污染物包括以下幾類:A、有機物質,氮、磷化肥,C、重金屬,D、放射性元素,E、污泥、礦渣、粉煤灰,F、有害的微生物。
    (3)城市土壤與植物生長發育。由于城市土壤堅實,混有大量的礫石磚塊,縱橫的管道線路以及淺薄的土層,限制了園林植物根系的生長,常改變了園林植物根系分布特性,如深根性樹種變了淺根性生長,且根量明顯減少降低了樹木根系的吸收面積,使樹木生長不良,易發生風倒。同時由于城市土壤結構堅實,水、氣條件較差,肥力不足,影響植物根系向穴外穿透與生長,造成樹林早衰,變為“小老樹”,甚至死亡。許多園林樹木地下根系發育不均,地上莖干易彎曲不直,高、徑生長緩慢,甚至容易表現枯黃、早衰,開花結實 較少等現象。用以栽培劃本花卉,表現黃瘦,生長不良,一般應換肥沃客土為宜。
    (三)空氣污染:整個城市(尤其是工業城市)或多或少都有污染。但對樹木影響較顯著的主要集中在有嚴重污染源的附近區域。
    (四)建筑物:城市中由于建筑物的大量存在,形成特有的城市小氣候。
    (五)形成城市環境問題的主要原因:
    1、城市人口迅速膨脹,公共基礎設施、特別是涉及環境保護的基礎設施薄弱。
    2、城市缺少周密的、有預見性的總體規劃,不能適應人口和經濟快速增長的沖擊。
    3、新建、擴建、改建的重污染項目得不到嚴格控制,或有關污染防治措施不得力。
    4、由于城市60%左右的企業技術水平相對落后,許多高消耗、高能耗和高污染的老污染源,技術改造未給予高度重視。
    5、投入不足,缺乏健全的公共環境設施建設資金籌集機制,限制了環境設施的建設和正常運轉。
    6、設施落后,社會化的污染控制能力較弱。
    此外,在原有燃燒污染問題尚未解決的情況下,以機動車污染為主的新污染源迅速擴展。
    園林綠化是城市建設的一個重要組成部分。園林綠化是城市建設的一個重要組成部分,它與人民生產、工農業生產有著密切關系,鑒于以上原因,必須大搞園林綠化來改善環境,保護環境,抗御自然災害,維持生態平衡,有利于各種生物的生存、生產、發育、繁衍。
    四、城市植被的生態效應
    城市植被是指城市里的所有生活的植物的總稱,包括城市公園、廣場、道路、苗圃、企事業單位、以及空閑地所有生長著的林木、灌木、綠籬、花壇、草地、樹木以及農作物等。幾乎所有的城市植被都不可避免地受到人類的影響,呈現完全不同的自然植被的性質和特性。盡管不同的城市綠地類型因綠化樹種、樹齡、樹冠、結構等不同,其生態環境效應有很大的差別,但城市綠化改善城市局部氣候效應是明顯和普遍的。城市植被依然通過光合作用將太陽能轉換成有機化學能,同時吸收二氧化碳和放出氧,維持植物生長,改善其周圍環境的能源,影響環境的溫度、水分和小氣候,為城市生態系統的物質能量轉換提供動力條件。
    (一)城市綠化的降溫增濕效應
    城市綠化改善小氣候效應最明顯的是表現在降溫和增濕兩方面。綜合國內外研究情況,綠化能使局部氣溫降低3-5攝氏度,最大降低12攝氏度,增加相對濕度3%-12%,最大可增33%。
    (二)城市綠化的碳氧平衡效應
    森林有制氧功能。有研究指出:當綠化覆蓋率小于10%時,二氧化碳濃度較高;當綠化覆蓋率達30%以上時,二氧化碳呈直線下降;當覆蓋率達40%時,空氣中的二氧化碳濃度保持到正常的含量320ppm。
    (三)城市綠化、凈化和美化的環境效應
    1、城市植被對SO2凈化效應
    2、城市植被對有毒有害氣體的凈化效應
    3、城市植被的滯塵效應
    4、城市植被減弱噪音的效應
    5、城市植被為人類提供美好的生活環境
    五、植物生存的環境條件
    前面第一個內容植物與環境的關系中,我們講到,植物必須依賴環境而生存,在其個體發育的全過程中,需要源源不斷地從周圍環境中獵取所必須的物質和能量,不斷建造自己的軀體,同時又將其代謝產物排放到環境中去,通過這種關系維持其正常的生命活動和種群的繁衍。
    1、溫度對植物生長的作用
    溫度因子是植物生存和進行各種生理活動的必要條件。因此,溫度的變化對植物的各個生長發育和分布具有極其重要的作用。植物的生長和發育都要求一定的溫度范圍,而且在這個范圍內,各種溫度對植物是不同的。我們通常所講的溫度三基點指某一個生長發育過程所需要的最低溫度、最適溫度和不能超過的最高溫度。在最適溫度范圍內,植物各種生理活動進行旺盛,植物生長發育最好。隨著溫度的升高或降低,植物的生命活動減弱,生長發育減慢;超過植物所能忍受的最低和最高溫度點,植物的生命活動將遭到破壞,引起植物生長不良,甚至死亡。所以說溫度與植物的生命活動密切相關,是重要的生態因子之一。
    (1)植物生長的適宜溫度
    植物的生長是在一定的溫度范圍內進行的。不同種類植物生長所要求的范圍有時相差很大。在其它條件適宜的情況下,生長在極區的高山植物可在零攝氏度或零攝氏度以下生長,最適溫度一般很少超過十攝氏度。大部分原產溫帶的植物在五攝氏度以上開始生長,最適生長溫度在二十五攝氏度至三十五攝氏度,最高生長溫度在三十五攝氏度至四十攝氏度。大多數熱帶和亞熱帶植物的生長溫度范圍更加偏高一些,通常最適生長溫度在三十至三十五攝氏度最高生長溫度為四十五攝氏度,一般在零攝氏度至三十五攝氏度的溫度范圍內,溫度升高,生長加快,生長季延長,溫度下降,生長減慢,生長季縮短。其原因是,在一定溫度范圍內,溫度上升,細胞膜透性增強,樹木生長時必須的二氧化碳、鹽類的吸收增加,同時光合作用增強,蒸騰作用加快,酶的活動加速,促進了細胞的延長和分裂,從而加快了樹木的生長速度。
    (2)植物生長的溫度三基點
    植物各項生理活動都有一定的溫度范圍,通常用溫度三基點即最低溫度、最適溫度和最高溫度來說明其關系。最低溫度是指某一生理過程開始時的溫度;最適溫度是指該生理過程最旺盛時的溫度;最高溫度是指某一生理過程停止時的溫度。植物的生長也有溫度三基點,一般陸生植物在零下五攝氏度至五十五攝氏度能維持生命,但只有在五攝氏度至四十攝氏度才能正常生長,在零攝氏度至三十攝氏度的溫度范圍內,隨溫度的增加,生長加快。
    (3)溫周期現象
    在自然界,溫度隨晝夜和季節而發生有規律的變化稱節律性變溫,生物由于長期適應這種溫度的周期性變化,使這種節律性變溫成為一些生物生長發育所不可缺少的。生物適應于溫度的晝夜變化的現象稱為溫周期現象。晝夜溫差大對植物生長有利,是因為白天溫度高有利于植物光合作用,光合作用合成的有機物多,夜間適當低溫使呼吸作用減弱,消耗的有機物質減少,使得植物凈積累的有機物增多。光合作用凈積累的有機物越多,對花芽形成越有利,開花就越多。
    (4)耐寒植物、喜溫植物、中庸植物
    由于不同氣候帶,氣溫相差大,植物的耐寒力也各不相同,通常以植物耐寒力的大小,將植物分為以下三類:
    一耐寒植物:此類植物有較強的耐寒力,對熱量不可求。如牡丹、芍藥、落葉松、紅松、山楊等。
    二喜溫植物:多原產于熱帶及亞熱帶,在生長期間要求高溫,耐寒性差。如柑橘、榕樹、樟樹等。
    三中庸植物:多原產于溫帶較暖處,對熱量要求和耐寒性介于耐寒植物和喜溫植物之間,可在比較大的溫度范圍內生長。如松、楊、杜鵑花等。
    (5)生長期積溫
    植物在生長發育過程中必須從環境攝取一定的熱量才能完成某一階段的發育,而且植物的各個發育階段需要的總熱量是一個常數。不同植物對溫度的要求不同,積溫常用來表示植物對熱量要求。植物完成其生命所需的一定溫度總量稱為積溫。通常把植物整個生長期或某一發育階段內高于一定溫度的日平均溫度總和稱為某植物生長期或某發育階段的積溫。積溫分為有效積溫和活動積溫兩種。有效積溫指植物開始生長活動的某一階段時期內的溫度總值。生物學零度為某種植物生長活動的下限溫度,低于此溫度植物則不能生長活動。
    活動積溫是以物理零度為基礎。則某一階段內零攝氏度以上的日平均溫度總和,即為活動積溫。計算時只需將某一時期內的平均溫度乘以該時期的天數即得活動積溫。
    2、光照對植物生長的作用
    光是太陽的輻射能以電磁波的形式投射到地球的輻射線。對植物起重要作用的主要是可見光部分。紅橙光有利于葉綠素的形成及碳水化合物的形成;藍紫光有利于蛋白質的合成。光是綠色植物制造碳素營養的能源,是植物生存的必須條件,綠色植物通過光合作用,將光能轉化為光學能,儲存在有機物中,為地球上的生物提供了生命活動的能源,各種植物都要求在一定的光照條件下,才能正常的生長,太陽輻射在地球表面,隨時間和空間發生有規律的變化,直接影響著植物的生長和發育。光對植物生長發育的影響主要表現在三個方面:光質、光照強度和光照長度。
    (1)光照強度對植物的影響
    光照強度是指植物體被可見光照明的強度。光照強度通過植物的光合作用,來影響植物的生長發育。光照強度由弱到強,植物的光合作用速度加快,表現在葉子對二氧化碳的吸收量隨光照強度增加而按比例提高,但在光照強度達到一定數值后,二氧化碳吸收量趨于最大,光合作用速度開始穩定下來,此時的光照強度稱為光飽和點。若光強達到光飽和點后仍繼續增加,則光合作用的速度反而減慢。光合作用不斷固定二氧化碳,而呼吸作用又不斷放出二氧化碳,當光照強度比較弱時,光合作用固定的二氧化碳恰好等于呼吸作用釋放的二氧化碳,這時的光照強度稱為光補償點。
    (2)光周期
    在不同的地區,日照長度隨季節的更替而產生周期性的變化,這種周期性的變化稱為光周期。生活在不同地方的生物,通過進化已適應了日照長短的這種變化稱為光周期現象或稱為植物的光周期性。植物的光周期反應,主要表現在誘導花芽的形成和開始休眠上,根據植物對日照長短的反應,可將植物分成四類:1、長日照植物。長日照植物在生長過程中,需要發育的某一階段每天有較長的光照時數,即日照必需大于某一時數(這個時間稱為臨界光期,通常為14小時)才能形成花芽,日照時間越長,開花時間越早。2、短日照植物。與長日照植物相反,要求光照短于臨界光期(通常需14小時以上黑暗)才能開花的植物稱為短日照植物。暗期越長,開花越早。3、中日照植物。這類植物要求日照與黑暗各半的日照長度才能開花。4、日照中性植物。對光照時間長短不敏感的,只要溫度、濕度等生長條件適宜,就能開花的植物。
    (3)依據植物對光照強度的適應分類
    光補償點和飽和點的高低因植物種類的不同而不同
    A、喜光植物。適應于強光照地區生活的植物稱為喜光植物。如蒲公英、落葉松、楊樹、柳樹、槐樹、馬尾松、樺樹等。這類植物的光飽和點和補償點較高,光合速率和呼吸速率也都比較高,它們多生長在曠野、路邊和陽坡,其生境沒有任何遮蔭。
    B、耐蔭植物。適應于弱光照地區生活的植物稱為耐蔭植物。如鐵杉、紅豆杉、云杉、冷衫、文竹、杜鵑花、人參、三七、黃連等。這類植物的光飽和點和光補償點都較低,其光合速率和呼吸速率也比較低。與喜光照植物相反,它們在弱光下才能正常生長生育,陰暗濕潤、北坡、密林底下都是耐蔭植物的“家”。
    C、中生植物。介于上述二類之間的植物,如紅松、杉木、水曲柳、側柏、榕樹、香樟等。這類植物在全光照下生長較好,但能忍耐一定程度的庇蔭,或是在生長發育期間,隨年齡與環境不同,表現出不同程度的偏陽性或偏耐蔭的特征,如紅松幼苗較耐蔭,20年后比較喜光。
    3、土壤對植物生長的影響
    土壤是植物生長發育的基礎。植物以其根系固定在土壤中,并通過根系在土壤中吸收水分和營養元素,以保證其正常的生理活動。土壤對植物起支撐作用和供給植物生長發育中對水、肥、氣、熱的要求,所以土壤的理化性質及肥力狀況對植物的生長發育具有重要意義。土壤性狀主要由土壤質地和結構、土壤厚度、土壤礦物質、土壤有機質、土壤溫度、水分及土壤微生物、土壤酸堿度等因素綜合作用決定。
    (1)土壤的性質
    土壤物理性質主要包括土壤質地、土壤結構、土壤水分和空氣、土壤溫度。
    土壤的質地和結構:不同的土壤質地和結構其水、氣、熱的狀況差異性很大,對植物根系的生長和植物的營養狀況產生明顯的影響。土壤是由固體、液體和氣體組成的三相系統,其中固體顆粒是組成土壤的物質基礎,在土壤中,固體的礦物質和有機質與液態的水以及空氣,同時存在構成一個有機的能夠發揮良好的生態功能的系統。礦物質、有機質、水分和空氣,這四種基本成分的比例決定著土壤性狀和肥力。土壤礦物質為土壤組成的最基本物質,其含量不同,顆粒大小不同所組成的土壤質地也不同,通常按照礦物質顆粒粒徑的大小將土壤分為砂土類、黏土類、壤土類三種。砂土類土壤中含礦粒多、黏粒少,因此土壤松散,土壤黏性小,孔隙多,通氣透水性強,但蓄水保肥力差,土溫易增易降,晝夜溫差大,有機質含量少,因養料水分流失快,肥力不高,容易遭受旱災。黏土類土壤以黏粒、粉砂為主,黏滯力強,土粒間隙小,通透性差,排水不良,但保水性強,濕時黏,干時硬,含礦質元素和有機物較多,土溫晝夜溫差小,尤其是早春,土溫上升慢,對幼苗生長不利。常與其他土類配合使用;壤土類土粒大小居中,性狀介于砂土和黏土之間,砂粒、黏粒、粉粒大致均等,通透性好,保水保肥力強,有機質含量多,土溫比較穩定,是較好的質地,適合大部分植物種類的生長。
    土壤結構是指土壤顆粒排列的方式、孔隙的數量和大小以及團聚體的大小和數量等,可分為團粒結構、塊狀結構、核狀結構和片狀結構等。其中具有團粒結構的土壤最適宜植物的生長,因為它能協調土壤中水、氣、養分的矛盾,改善土壤的理化性質,滿足植物對水、肥、氣、熱的要求。
土壤的化學性質主要包括土地壤酸堿、土壤有機質含量和土壤中的礦物質元素。
    (2)土壤中的水分
    土壤中的水分是土壤的一個組成部分,是植物的主要來源。各種養分也只有溶解在水中才能被植物所吸收并轉移到植物各部分。土壤中所進行的許多物質轉化過程,也只有在水分存在的條件下才能進行。土壤水分的適量增加有利于各種營養物質的溶解和移動,有利于磷酸鹽的水解和有機態磷的礦化,這些都改善植物的營養狀況。同時,水分還能調節土壤中的溫度,但水分太多或太少都對植物生長不利。同時由于土壤中空氣充足而使好氣性細菌活動強烈,有機質很快分解消失,使土壤變的干燥瘠薄。
    (3)土壤厚度
    土壤厚度影響著土壤水分,養分的總儲量和根系分布的空間范圍。因此是決定園林植物種植效果的重要因素之一。土壤的厚度尤其對植物的根系分布的深淺有很大的關系。通常土壤疏松、深厚,植物根系分布也深,且能吸收較多的水分和養分,植物生長良好,抗逆性強。在城市中,人類活動起了主導作用,土層厚度變化要復雜的多。廢棄建筑用地土層往往很薄;古老城市土層中多磚石瓦礫,新興城市土層較厚;街道兩旁有各種管道和地下設施,土層更為淺薄。因此,城市中園林植物的種植,首先要了解土層的厚度,選用適生的深根或淺根植物,特別是行道樹種植,土層不深時種植深根性樹種必然生長不良。
    (4)土壤酸堿度
    土壤酸性或堿性反應的程度,主要決定于土壤溶液中氫離子的濃度,通常以PH值來表示氫離子的濃度。一般植物能夠適應的土壤酸堿度的PH值為3.5—9.0之間。南方植物多生長在土壤PH6.5—4.5之間;北方植物生長在土壤PH6.5—8.7之間。土壤酸堿度一般分為以下五級:強酸性,PH<5.0;酸性,PH5.0—6.5;中性,PH6.5—7.5;堿性,PH7.5—8.5;強堿性,PH>8.5。
    (5)土壤PH值對土壤養分有效性的影響
    土壤PH值通過影響礦質鹽分的溶解度,而影響養分的有效性。各種營養元素的有效性,都隨土壤溶液酸堿性的強弱而不同。一般土壤PH值在6—7的微酸性條件下,養分的有效性最高,最適宜植物的生長。在強酸性土壤中容易引起鉀、鈣、鎂、磷等元素的短缺,使植物生長減慢,老葉失綠,枝葉部分死亡,花的數量減少,甚至不結實,多雨地區還會缺少硼、鋅、鉬等微量元素。而在強堿性土壤中容易引起鐵、硼、銅、錳和鋅等的短缺。植物因缺乏這些礦質元素而生長不良或出現病態。
    4、水分對植物的生理作用
    水是植物體的重要組成部分,是植物生命活動的必要條件。因為植物的生命活動在很大程度上決定于體內的水分狀況。水是植物體的重要組成部分,原生質的含水量一般在80%以上,大量水分的存在使原生質能維持溶膠狀態,以保證代謝活動的旺盛進行,如果水分減少,原生質便由溶膠向凝膠轉變,代謝強度隨之顯著降低。如果原生質失水過多,就會引起植物膠體的破壞,導致細胞的死亡。植物的光合作用也只有在水存在的條件下才能進行。在呼吸作用和有機物的水解反應中也都需要水分子的參與。水是植物體的很好溶劑。水有調節植物體溫的功能。
    (1)植物主要通過根系來吸收水分,不斷供給葉子的蒸騰。只有當吸水、輸導和蒸騰三方面的比例適當時,才能維持良好的水分平衡,水分的動態平衡是植物生長發育的基礎。植物體的水分經常處于動態平衡之中,這種動態平衡關系是由植物的水分調節機制(植物的適應性)和環境中各生態因子間相互調節,制約的結果。影響植物體水分平衡的主要因子是土壤、光照、溫度、風力、濕度等。在水分不足的地方和季節,植物受到干旱的威脅,因土壤水分較長時間供應不足,而植物繼續大量蒸騰,水分平衡破壞而不能恢復,就導致萎蔫甚至枯死。若長時間水分過多,陰雨連綿或低洼澇濕,也會破壞植物體內的水分平衡,導致澇害。
    (2)植物的需水量是指植物在維持正常生理活動的過程中,所吸收和消耗的水分。正常情況下植物根系吸收的水分,主要用于植物的蒸騰作用,用于制造碳水化合物的水分,一般不超過總吸水量的1%左右。常用蒸騰系數或蒸騰效率來表示植物的需水量,蒸騰系數即需水量,是植物形成1克干物質所消耗的水分克數。蒸騰效率是蒸騰系數的倒數,即植物每消耗1千克水分形成干物質的克數。蒸騰系數小,或蒸騰效率大,表示植物對水的利用經濟。
根據環境中水的多少和植物對水的適應情況,可以把植物劃分為水生和陸生植物兩大類:(1)水生植物:沉水植物、浮水植物、挺水植物,(2)陸生植物:旱生植物、濕生植物和中生植物。
    5、空氣與植物生長發育的關系
    空氣中對植物起主要作用的成分是氧、二氧化碳、氮氣。
    (1)氧氣與植物生長發育的關系
    植物生長發育的各個時期都需要氧氣進行呼吸作用,為植物生命活動提供能量。大氣中供植物呼吸的氧氣是足夠的,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,則靠土壤中和水中的氧氣含量了。由于土壤含水量過高或土壤結構不良等原因,會影響氣體交換,致使二氧化碳大量聚集,而氧氣供應不足,使植物根呼吸缺氧,抑制根的伸長以致影響到全株的生長發育,嚴重時會引起植物中毒死亡。
    (2)二氧化碳與植物生長發育的關系
    二氧化碳在空氣中的含量雖很少,但對植物的影響卻很大,它是植物進行光合作用合成有機質的原料之一。二氧化碳的含量與光合強度密切相關,在正常光照條件下,光照強度不變,隨著二氧化碳濃度的增加,植物的光合作用強度也相應提高。因此在現代栽培技術中,可以對植物進行二氧化碳施肥,用提高植物周圍二氧化碳含量的方法促使植物生長加快。二氧化碳濃度的提高,除有增強光合作用的效果外,據試驗尚有促進某些雄異花植物的雌花分化率效果,因此可以用于提高植物的果實產量。
    過多的二氧化碳對植物有危害。土壤中的二氧化碳含量要略高于大氣,但是一旦土壤中的二氧化碳含量過高,也會導致植物根系窒息或中毒死亡。
    (3)氮氣與植物生長發育的關系
    氮氣是大氣成分中組成最多的氣體,也是植物體內不可缺少的成分,但是高等植物卻不能直接利用它,僅有少數根瘤菌的植物可以用根瘤菌來固定大氣中的游離氮。所以,大部分植物吸收的氮元素來自于土壤中有機質的轉化和分解產物。植物體內的氮素含量通常占干重的1.0%—2.0%。氮是構成蛋白質的主要成分,細胞核都含有蛋白質,所有的酶亦都以蛋白質為主體等,因此氮在植物生命活動中占有首要地位,但土壤中的氮素經常不足。當氮素缺乏時,植物生長受抑制,缺氮的植物生長量常有大幅度下降。植物的葉子從老葉開始逐漸向幼葉發展缺綠,甚至葉黃枝死。所以生產上常常施以氮肥進行補充。一般植物對施氮都有積極反應,即使是外表并無缺氮癥狀的植株。
    6、風對植物生長的影響
    空氣流動形成風。風既能直接影響植物,又能影響環境中濕度、溫度、大氣污染的變化,從而間接影響植物生長發育。各種樹木的抗風能力差別很大,一般而言,凡樹冠緊密,材質堅韌,根系強大深廣的樹種,抗風力就強;而樹冠龐大,材質柔軟或硬脆,根系淺的樹種,抗風力就弱。但是同一樹種又因繁殖方法、立地條件和配置方式不同而有異。用扦插繁殖的樹木,其根系比用播種繁殖的淺,故易倒;在土壤松軟而地下水位較高處根系淺,固著不牢亦易倒;孤立樹和稀植的樹比密植者易受風害,而以密植的抗風力最強。
    風媒花植物靠風繁殖后代,靠風傳播種子完成自育過程,風能使異花植物有效雜交,保持雜交優勢,雜種優勢。
    7、地形地勢對植物生長的影響
    地形地勢主要指栽植地的海拔高度、坡度、坡向、山脊和山谷等。地形地勢通過對所在地區小氣候環境條件的影響而間接地影響植物的生長發育過程。同樹木由于對各種生態因子的要求不同,因此它們的垂直分布都各有其“生態最適帶”。因此山地園林在不同的地形地勢條件下,配置植物時,應充分考慮地形地勢造成的光、溫、水、土等的差異,結合植物的生態特性,合理配置植物,以形成符合自然的植被景觀。
    (1)海拔高度
    海拔高度主要影響氣溫、濕度和光照度。一般海拔由低至高則溫度漸低、相對濕度漸高、光照漸強、紫外線含量增加,這些現象以山地地區更為明顯,因而會影響樹木的生長與分布。山地的土壤隨海拔的增高,溫度漸低、濕度增加、有機質分解漸緩、淋溶和灰化作用加強,因此PH值漸低。由于各方面因子的變化,對于樹木個體而言,生長在高山的樹木與生長在低海拔的同種個體相比較,則有植物高度變矮、節間變短、葉的排列變密等等變化。樹木的物候期隨海拔升高而推遲,生長期結束早,秋葉色艷而豐富,落葉相對提早,而果熟較晚。
    (2)坡向方位
    不同方位山坡的氣候因子有很大差異,例如南坡光照強,土溫、氣溫高,土壤較干;而北坡正好相反。所以在自然狀態下,往往同一樹種垂直分布,南坡高于北坡。在北方,由于降水量少,所以土壤的水分狀況對樹木生長影響極大,在北坡,由于水分狀況相對南坡好,而可生長喬木,植被繁茂,甚至一些陽性樹種亦生于陰坡或半陰坡;在南坡由于水分狀況差,所以僅能生長一些耐旱的灌木和草本植物。但是在雨量充沛的南方則陽坡的植被就非常繁茂了。此外,不同的坡向對樹木凍害、旱害等亦有很大影響。
    (3)地勢變化
    坡度的緩急、地勢的陡峭起伏等。不但會形成小氣候的變化而且對水土的流失與積聚都有影響。因此可直接或間接地影響到植物的生長和分布。坡度通常可分為六級,即平坦地為5度下,緩坡為6度—15度,中坡為16度—35度,急坡為36度—45度,險坡為45度以上。在坡面上水流速度與坡度及坡長成正比,而流速愈快、徑流量愈大時,沖刷掉的土壤量也愈大。因此坡度影響地表徑流和排水狀況,直接改變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,對植物生長有利,而在陡峭的山坡上,土層薄,石礫含量高,植物生長差。山谷的寬窄與深淺以及走向變化也能影響樹木的生長狀況。
    六、生產實踐和栽培管理
    俗話說“三分栽植、七分管理”園林植物養護管理是保證綠化質量和綠化效果的基礎,養護管理的內容包括:灌溉與排水(旱、澇)、施肥、自然災害防治、整形修剪、中耕除草、樹體的保護和修補、防治病蟲害等。但山西十年九旱,灌溉與施肥則尤為重要,澆水次數除7、8月雨季外,其余月份3、4、5、6、9、10、11每月需要近兩次澆水,一年共計13-14次,三年生以內樹木、花卉、草坪等,或更多,根據年份天氣雨量情況而定,三年生以上樹木待樹根發達能自吸水分平衡(條件許可),否則也要澆水。施肥的原因與原理,猶如為人們提供糧食一樣重要。
    1、植物生長所必需的營養元素
    一切生物必須有適當的生活條件,才能維持其生命活動。植物生長發育需要具備光明、水分、養分、空氣、熱量(適宜的溫度)、以及機械支持(扎根)等條件。就養分而言,猶如為人們提供糧食一樣重要。植物缺乏某種養分就生長不好;沒有必需的養分更無法生長,以至死亡。經科學家的探索和研究公認,高等植物所必需的營養元素有16種,它們是:碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、硼、錳、銅、鋅、鉬、氯等。在16種必需營養元素之中,植物需要量較多的元素有碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、和硫,稱為大量營養元素。植物需要量較少的元素有鐵、硼、錳、銅、鋅、鉬和氯,稱為微量元素。
    2、肥料三要素的概念
    在各種營養元素中,除了碳、氫、氧以外,作物對土壤中的氮、磷、鉀三種營養元素的需要量較高,而一般土壤中所含的能為作物利用的這三種元素的數量卻都比較少。長期的生產實踐證明,植物的生長狀況和產量常受這三種營養元素供應狀況的影響,并經常需要用肥料的形式補充給土壤,以供植物吸收利用。所以人們就稱它們為“肥料三要素”或“氮磷三要素”。
    3、土壤中各種養分是從哪里來的
    土壤養分的來源,大體有六個方面:
    (1)土壤礦質土粒分化所釋放的養分。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)有機物質分解釋放的養分。
    (4)植(作)物根系對養分的集聚。
    (5)降雨(雪)增加土壤養分。
    (6)施肥。
    七、生態城市——美的旋律
    生態城市是人類發展到一定階段的產物,是現代文明與人類理性及道德在發達城市聽體現。加強城市生態建設,需要在對城市環境質量變異規律的深刻認識的基礎上,有計劃、有組織地安排城市人類今后相當長的一段時間內活動的強度、廣度和濃度的行為。城市生態建設的前提是對生態城市的概念、衡量標準等要有清晰的認識。城市生態調控是與整個環境的生態調節器控緊密聯系在一起,應從生態工藝的設計與改造,共生關系的協調,生態意識的提高三方面著手,生態城市并不是一個不可觸用的理想意境,而且一個逐步逼近、可望可即的目標。生態城市是高效、和諧的人類生存環境。

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