1、课业2.2 温度因子的调查与分析学习目标 学习了解土壤温度和气温的变化规律，熟记常用的温度指标；理解温度因子的生态效应，森林对温度因子的影响；学会气温和土温测定的方法，分析林内温度的变化规律，掌握极端温度变化的危害及预防措施。 太阳辐射是光的来源，也是热量的来源。热量是植物生命活动过程中不可缺少的重要生活条件。它不仅关系着植物的各种生理活动与生长发育，而且每一种植物的地理分市，也受到温度的限制。多数植物正常生长所需要的温度，是处于0一50这个范围内，超过这一温度范围，生命活功将受到抑制。1.地球表面的温度变化 地球表面温度的时间变化，主要指温度的日变化和年变化，这种变化是由地球的自传和公转引起
2、的。地球表面的温度变化没有月球变化那么剧烈1.1气温的变化气温的变化1.1.1温度的空间变化 各地的温度条件随所处的纬度、海拔高度、地形和海陆分布等条件的不同而有很大变化。 (1)纬度 (2)海拔高度 (3)地形 (4)坡向 (5)谷地和盆地 新疆以天山为分界线，分为天山的北部（北疆）和南部（南疆）。由于天山能阻挡冷空气南侵，天山成为气候分界线，北疆属中温带，南疆属暖温带。年平均气温南疆平原10 13 ，北疆平原低于10 。极端最高气温吐鲁番曾达489 ，极端最低气温富蕴县境可可托海曾达515 。日平均大于10 的年累积气温，南疆平原4000 以上，北疆平原大多不到3500 。 新疆天山森林植
3、被分布 天山南北两坡植被的垂直带谱大致相似（都包括荒漠-半荒漠-山地草原-针叶林-高山草甸-积雪冰川），山下是荒漠，山上出现草地，草地之上出现森林。这说明山地的气温随地势升高而下降，山到一定高度，空气中的水汽就会凝结，形成降水，以致荒漠消失，代之以草原和森林。森林以上空气中水汽减少，降水也就少了，于是形成高山草甸。但阴坡与阳坡的植被繁茂程度却有很大区别。阴坡植被要比阳坡茂盛，表现在阴坡森林面积远远大于阳坡，林地上下的草地面积 是阴坡大于阳坡。而荒漠面积恰恰相反，阳坡大于阴坡。这是因为这里热量非常丰富，阴坡的热量也能满足植物生长的需要，而阳坡阳光更强，热量比阴坡更多，水汽在高温条件下不易凝结，所
4、以阴坡降水多于阳坡。1.1.2温度的时间变化(1)季节变化 新疆气候季节变化表现为冬冷夏热。冬季，由于西伯利亚寒流入侵，使新疆各地尤其是北疆，冬季温度普遍偏低。由于天山的隔开，寒潮较难进入南疆，南疆的气候比北疆温暖一点，但还是会处于零下温度。新疆的大部分地区夏季气温偏高，南疆高于北疆，以吐鲁番为例，最热月（7月）平均气温为四十度，极端最高气温曾达四十九点六度，居全国之冠。(2)昼夜变化 气温日变化中，最低值出现在将近日出的时候，最高值出现在1314时。一天中气温最高值与最低值之差称为气温日较差。气温日较差随着纬度和海拔高度的增加而减小。此外，晴天的气温日较差大于阴天。 新疆气温日较差大，一般是
5、白昼气 温升高快，夜里气温下降大。许多 地方最大的气温日较差在2025之 间，“早穿皮袄午穿纱”这句民谣 形象地描绘了新疆奇妙的气温变化 现 象。 1.2土壤温度的变化土壤温度的变化1.2.1土壤的年变化规律 7月平均温度最高，1月平均温度最低。土温年较差随着纬度的增加而增大，随着土壤深度的增加而减小。 1.2.2土温的日变化规律 最高值在13时左右，最低值在将近日出之时。土温日较差随着纬度的增加而增大，随着海拔高度的升高而减小，晴天大于阴天。2. 温度与树木2.1常用的温度指标常用的温度指标2.1.1生物学零度：植物开始正常生长发育的起点温度（最低临界温度）。2.1.2三基点温度：植物在其整
6、个生命活动过程中所需要的温度称作生物学温度，可用三个温度指标来表示。最适温度：生物生长发育或生理活动得以正常进行的温度范围。最低温度和最高温度：植物生长发育和生理活动的低温和高温限度，一般-555。合称为三基点温度。2.1.3积温：植物完成某一生长发育阶段和整个生育期所需要的温度总和。分有效积温和活动积温。 每种植物都有其生长的下限温度。当温度高于下限温度时，它才能生长发育。这个对植物生长发育起有效作用的高出的温度值，称作有效温度。植物在某个或整个生育期内的有效温度总和，称作有效积温。 活动积温：植物完成某一生长发育阶段和整个生育期所需要的高于物理 学零度的温度总和。2.2温度对树木的生态作用
7、温度对树木的生态作用2.2.1温度对树木生理活动的影响2.2.2温度对树木的生长发育的影响2.2.3温度节律与树木的生长发育 树木对温度的日变化和季节变化比较敏感，而且只有在已适应的昼夜和季节温度变化的条件下，才能正常生长。2.2.3.1温周期温周期反应温周期反应：温度的昼夜变化节律叫温周期，树木对温周期变化的反应2.2.3.2季节变温与物候2.3树木对温度的要求树种对温度条件的要求，是树木在系统发育过程中，对温度条件长期适应的结果。按照树种对温度的要求程度，可把树种分为3类：（1）耐寒树种：有较强的耐寒性，对热量不苛求，如落叶松、红松、樟子松、白桦、山杨、云杉、冷杉等。（2）喜温树种（或不耐
8、寒树种）：要求生长季节有较多的热量，耐寒性较差，如椰子、榕树、柑橘、杉木等许多热带、亚热带起源的树木。（3）半耐寒树种：对热量要求和耐寒性介于二者之间，可在比较大的温度范围内生长，如松、桑、杨、柳、核桃楸、栎类、刺槐等。 温度是限制树木分布的重要因素，但并非唯一因素。其他如光照、水分、土壤等也都能限制树种的分布。因此，在具体分析树种分布时，除注意温度条件外，还必须全面考虑各生态因子的综合影响。3. 森林对温度的影响3.1林内温度条件3.1.1植物体温度 植物体温度直接或间接来自太阳辐射。 植物体属于变温类型，通常接近于气温。植物体温度低于气温时，吸收太阳辐射能提升温度，高于气温时，通过蒸腾和对
9、光的反射来降低温度。3.1.2森林群落温度 群落内的温度变化特点是温差变小，由于林冠的阻挡，群落只能获得较少的太阳能辐射，加之林内空气湿度较大，因此，为提高林内温度更需要较多的热量。3.2森林对温度的影响3.2.1森林对土壤温度的影响 在林内，由于有林冠和枯枝落叶层的存在，阻挡了土壤对热量的吸收与扩散，所以夏季和白天，林内的土温低于林外；而在冬季和夜间，林内的土温高于林外。林内土温的日较差和年较差都比林外小，年平均土温低于林外。此外，林内和林外的土温变化都随深度的增加而减小，但林内土温有显著变化的土层深度比林外的浅。3.2.2森林对气温的影响 森林对温度的影响，不仅对林业生产有利，同时，对农牧
10、业也有很大的促进作用。特别是草原和森林草原地区，防护林带能使地表的气温和土温变幅减小，生长季延长。通过抚育间伐或修枝可以减小林分密度，稀疏林冠，使光线适当透人林地，有利于提高林内气温和土温，促进幼苗、幼树的生长，又可以促进微生物的活动，加速枯枝落叶的分解，提高土壤肥力，从而提高森林生产力。4.极端温度对林木的危害 树木的正常生命活动都是在一定温度条件下进行的，当温度低于或高于一定界限时，树木便会受害，这种使树木开始受害的低温或高温称为临界温度。温度超过临界值越多，树木受危害越严重。温度突然发生较大变化时，树木易受危害。4.1低温伤害4.1.1寒害(或冷害) 在树木生长季节里，温度降低到树木当时
11、所处生长发育阶段的生物学最低温度以下(高于OC)，使树木生理活动受到阻碍或树木某些组织受到危害的现象，称为寒害或冷害。4.1.2冻害 冰点以下的低温使树木体内的液态水形成冰晶引起的伤害。4.1.3霜害4.1.3.1概念 霜冻是指在树木生长季节，地面、植株表面和近地面气层的温度突然下降到0以下，致使树木遭受冻害或死亡的现象。4.1.3.2分类 霜有早霜和晚霜。 秋季树木还没有进入休眠，突然低温，出现霜冻，会使树木受害，尤其是对夏播出土的幼苗危害更大，这时出现的霜冻是早霜；春季幼苗已出土，树木已经开始发芽开花，突遇寒流易遭受冻害，这时出现的霜冻是晚霜。4.1.3.3霜冻的危害 霜冻对树木的危害并非
12、霜的本身，而是低温所引起的伤害。一般来说，O以下的低温可使细胞之间的水分形成冰晶，它们不断地从邻近细胞中夺取水分并冻结，冰晶逐渐增大，使细胞受到机械压缩，同时也导致原生质的胶体物质凝固，使细胞变性和细胞壁破裂，最终导致植物死亡。 4.1.3.4霜冻防御措施 预防霜冻的措施大致可以分为两类：一类是改进栽培管理技术，增强树木抗寒性；另一类是霜冻来临前夕，用直接加热或减少辐射冷却作用的方法，提高林木附近地面层的空气温度，防御霜冻危害。（1）改良品种，培育抗寒性能强的苗木品种，可减轻霜冻危害。（2）合理的栽培管理技术措施 因地制宜，对不同品种的苗木要尽量做到合理布局。 冬前增施磷、钾肥，增强苗木抗寒能
13、力。 营造防护林。（3）物理方法(应急措施) 熏烟法、灌水法、喷水法、覆盖法、保温法。 4.1.4冻举（冻拔） 土壤冻结时因体积膨胀把苗木连同土壤抬起，解冻时土壤下陷，使苗木根系暴露在地面而死亡，像被人拔出来似的，称为冻拔或冻举。4.1.6冻裂 白天太阳光直接照射到树干，入夜气温迅速下降，由于木材导热慢，树干两侧温度不一致，热胀冷缩产生横向拉力，使树皮纵向开裂造成伤害，北方称“破肚子。4.1.7生理干旱（冻旱） 土壤结冰时树木根系吸不到水分，或土壤温度过低根系活动微弱，吸水很少而地上部分不断蒸腾失水，引起枝条甚至整棵树木失水干枯死亡。4.2高温伤害4.2.1皮烧（日灼伤） 由于树木受强烈的 太阳辐射，使温度增高而引起枝干形成层 和韧皮组织的局部坏死，这种现象称为日 灼或皮伤。 预防的办法：注意造林树种的选择和混交搭配。 4.2.2根茎灼伤 当土壤表面温度增高到一定程度时，幼嫩苗木根颈部的形成层和输导组织被灼伤，呈环状坏死而倒伏，这种现象称为根颈倒伏或根颈灼伤。尤其在少雨缺水地区的苗木常遭受根颈倒伏而枯死。
