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经济林要求的生态条件

时间:2022-11-14 百科知识 版权反馈
【摘要】:光能是经济林木生命活动的初始能源。影响经济林生长发育的有两种光,即直射光和漫射光。直射光的强度较高,在一定范围内,直射光的强弱与经济林的光合作用呈正相关,如超过光饱和点,光的效能可能有所降低。根据植物对光照强度需要的不同,可以把经济树木分为阳性树种、阴性树种两大类,介于两类中间的称为中性树种。光照不足直接影响经济林的花芽形成和发育。各种经济林树种、品种的地理分布受温度条件限制。

第二节 经济林要求的生态条件

生态环境又称自然环境,是由各个环境因子(或称生态因子)组合起来的综合体。经济林的生态环境,是指经济林所生存的地点(包括地上与地下两部分)周围空间一切因素的总和,包括气候因子、土壤因子、地形、地貌因子、生物因子等。

一、光照

光是太阳辐射能以电磁波的形式投射到地球表面上的辐射线。光能是经济林木生命活动的初始能源。光对经济林木的生理生态作用,是通过光谱特性、光照强度和光照时间三个因素来实现的。光合作用是地球上一切生命存在、繁荣和发展的根本源泉。光除了光合作用外,还引起若干其他反应,如向光性、耐阴性、短日性,这些反应大大地影响着植物生长发育的进程以及植物的最终外貌。

(一)光质对经济林的影响

影响经济林生长发育的有两种光,即直射光和漫射光。直射光的强度较高,在一定范围内,直射光的强弱与经济林的光合作用呈正相关,如超过光饱和点,光的效能可能有所降低。直射光中的红光、黄光约有37%。光的质量随纬度、海拔、地形的变化而不同。直射光随海拔增高而增强,每升高100米光的强度平均增加4.5%,紫外线强度增加3%~4%。紫外线有抑制经济林生长的作用,所以山地树体矮化,结果早,品质佳,贮藏性好。

漫射光强度较低,含较多红、黄光,达50%~60%,可被树体完全吸收利用,还含有较多的蓝、紫光,也易被叶绿素b吸收利用。漫射光随纬度的增高而加强,随海拔增高而减少。山地20°坡度,南坡漫射光量可超过平地13%,北坡则减少34%。如果大气中有云、雾及水气,则直射光量减少,漫射光量增加,有利于经济林的吸收利用。

(二)光照强度对经济林营养生长的影响

各种植物由于长期所处的环境不同,所受到的光照强度不同,形成各种植物对光照要求的生态习性不同。根据植物对光照强度需要的不同,可以把经济树木分为阳性树种、阴性树种两大类,介于两类中间的称为中性树种。以光饱和点来说,阳性树木的光饱和点是全光照(即全部太阳光照)的100%,而阴性树木则是全光照的10%~50%。阴性树木的叶绿素a和叶绿素b的比值小,即叶绿素b的含量相对较多,所以阴性树种能强烈地利用蓝紫光,而适于在遮阴处生长。

喜光树种在光照强时易形成短枝而使树冠开张、芽体发育饱满、枝条粗壮。光照不足时易徒长,节间变长,枝条细长且直立,生长势强,叶黄,芽体瘦小。不同光照强度下,婆枣的长势、节间长度显著不同:弱光下枝条纤细,节间变长,枯枝数也多;强光下枝条健壮。

光照强度也影响根系的生长,光照不足对根系生长有明显的抑制作用,根的生长速率降低,新根发生量减少,甚至根系停止生长。因根系生长所需的营养物质大部分来自地上部的同化物质。光照不足时地上部同化物质减少,同化产物首先供给地上部使用,然后才运到根系。阴雨季节对根系的生长影响很大,耐阴树种形成了低的光补偿点以适应其环境条件。

在经济树木中除少数树种如山核桃、猕猴桃、穗醋栗、越橘、八角等耐阴外,一般经济树木特别是要求结果的,多为阳性树种,如核桃、薄壳山核桃、文冠果、巴旦杏、板栗、枣子、柿子以及枸杞、杜仲等等。对树种阴阳性的了解在栽培上是很重要的。如林地的选择,需光照的阳性树不能栽培在阴坡,否则生长结果都不良,反之亦然。另外在混交栽培上也要根据树种的阴阳性进行搭配栽培,让阴性树木作为下木,组成双层或多层的人工种植群落。

(三)光照对经济林生殖生长的影响

光照与花芽的形成关系密切。光照不足直接影响经济林的花芽形成和发育。高大树冠的经济林木,其花芽多发生在树冠外围光照充足部位,光照不足的内膛结果量很少。强光条件下,婆枣的枣吊、枣股和果数均多,而在弱光下,产量显著降低。

光对果实品质有明显影响,光影响果实着色、果实内糖、酸、淀粉、脂肪、蛋白质营养成分的积累和果实贮藏品质。在光照条件好的树冠外围,果色较佳,糖和VC含量较高,酸度降低,果实耐贮性增强。

(四)光照时间对经济林的影响

白天和黑夜的长短,在不同地理位置和不同季节有规律的交替出现。长短的昼夜交替对植物开花结实的影响,称为光周期现象。光周期现象不仅与花芽分化、开花有关,还诱导植物的落叶、休眠、地下营养器官的形成,种子萌芽等一系列生长发育过程。按植物开花过程对日照反映的不同,一般可将植物分为三类。

1.长日照植物

每日光照时数要超过12小时才能形成花芽。光照时间越长,则开花越早。它几乎包括温带地区所有夏季开花的经济树木,如核桃、文冠果、巴旦杏、茶子属、越橘属等。

2.短日照植物

每日光照约在12小时以下,对花芽分化有利。在一定范围内,日照时间越短,开花越早。它几乎包括亚热带地区所有春季和秋季开花的经济树木,如油茶、油桐、乌桕等。

3.中间性植物

这类植物的发育对光照长度没有严格的要求,只要其他条件适合,在不同的日照下都能开花,如板栗、柿子等。

若对长日照树木长期保持短日照,或对短日照树木长期保持长日照,则此类经济树木将维持长时期的营养生长状态而不开花。对开花实际有影响的是黑暗期而非有光期。花芽的形成必须有一连续不间断的黑暗期。

我们知道了光周期对经济树木发育的影响,有长日照和短日照的经济树木之分,这对引种、种子调拨是很重要的。在我国南方、北方进行引种时,除要考虑高温、低温条件外,日照的长、短也要考虑。经济树木由南向北推移,往往会出现生育期延长、发育期推迟的现象,所以要考虑引种早熟品种。由北向南推移往往会出现缩短生育期,提早发育,所以就要引种晚熟品种或者引种对光反应不敏感的中间物种。

(五)充分利用光能

一般来说,植物干物质有90%~95%来自光合作用。因此,如何提高光能利用率,是经济林栽培上根本性的问题。

植物光合作用的进行受内外条件许多因素制约,如光照、大气中二氧化碳、温度、水分、矿质元素、个体和群体结构等,可通过栽培技术措施、改善环境条件来提高光能利用率,从而达到增加产量的目的。

1.合理密植,提高经济林单位面积截光率

在栽培上进行合理的密植,调节好林木的群体结构,扩大叶面积指数,增大光合面积,是提高光能利用率的主要措施之一。栽培太稀,林地漏光多,光能利用率低;太密林内不通风,影响二氧化碳的供给,透光差,下层变成消费(寄生)器官。合理密植就是叶面积指数达到最大限度,而又保持林内通风透光良好,发挥群体作用。

2.加强管理,选择和改善对光合作用有利的条件

通过对经济林的土、肥、水的管理,合理防治病虫害,改善通风和CO2供应等,促进和加强光合作用效率。

3.减少无效消耗,提高经济产量

合理矮化密植和整形修剪,缩小树冠内无效光区,降低无效叶比例,协调叶果矛盾,增加对果实同化养分的供应,提高经济产量。另外,通过育种途径,培育优良的株型以利于光合作用的进行,培育高光效新品种。

二、温度

温度是影响经济林分布的主要因素之一。各种经济林树种、品种的地理分布受温度条件限制。温度决定着经济林的自然分布,也对树木的生长发育、生理活动有着重要影响。

(一)经济林要求的温度条件

适宜的温度是经济树木的生存条件之一。根据经济林对年平均温度的要求,大致可以分为三类。

第一类为需要温度较低的树种,要求年均温为2.7℃~7.0℃,属于这类的经济林有辽杏、西伯利亚杏、蒙古杏、山杏、树莓、醋栗、穗醋栗、毛榛、文冠果、笃斯越橘等。

第二类为需温中等的经济林,要求年均温为7.0℃~17.0℃,属于这类的经济林有枣、梅、核桃、柿、苹果、梨、桃、杏、李、石榴、山核桃、银杏、扁桃、榛、阿月浑子、木瓜、无花果沙棘、枸杞、黄连木、花椒等。

第三类为需温较高的经济林,要求年平均温度在18℃以上,属于这类的经济林有柑橘、龙眼、荔枝、杨梅、余甘子、金樱子、厚朴、杜仲等(表3-1)。

表3-1 北方主要经济林树木适宜的年平均温度

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(二)经济林的需热量

经济树木需要在一定的温度以上才能开始生长,引起萌芽的平均温度称为生物学零度(生物学最低温度)。不同的气候带生物学零度是不同的。在温带地区一般5℃为生物学零度,因为大多数经济树木在5℃以上开始生长。在亚热带地区一般以10℃为生物学零度。而在热带一般以18℃~20℃为生物学零度。经济树木要完成其生活周期还需要一定的温度总量,将生物学零度以上的日平均温度累计称为有效积温。有效积温的计算方法是将某一段时间内的平均温度减去生物学零度,再乘以该时期的天数。如式:

K=(X-X0)Y

式中K为有效积温,X为该时期的平均温度,X0为生物学零度,Y为天数。

在气象学上常用日平均≥10℃计算某一地区的积温。年平均温度的高低和积温的多少标志着该地区的热量状况,影响着经济树木的自然分布。亚热带的主要经济树木如油茶、油桐、樟树类、毛竹等要求年平均气温在14℃~15℃以上,中心分布地区是16℃~17℃,≥10℃的年积温5000℃~6000℃。热带经济树木如椰子、油棕则要求年平均气温在24℃以上,≥10℃的年积温8000℃~9000℃。另外,如分布广泛的核桃、板栗、枣、柿、漆树等年平均气温在10℃以上、≥10℃的积温在1600℃以上就能完成其生育期。当然温度因素的限制作用并非绝对不变,人们通过选种、育种、栽培驯化植物是可以逐步向南北方面推移的。如毛竹现已经扩大至河南、陕西、山东、山西、河北、辽宁、内蒙古等温带地区栽培,当然这是有一定前提和条件的,不能盲目引种(表3-2)。

表3-2 经济林萌芽到果实成熟所需的积温

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对于大多数经济树木来说,生长季最适宜温度是17℃~25℃(表3-3)。经济树木的极限温度差异很大,文冠果能忍受-42.4℃,而热带的橡胶胡椒等,在2℃~3℃时就会因温度过低而遭受损害,甚至死亡。经济树木忍受高温的极限程度差异也很大,但大量的经济树木当温度高至45℃便会被灼伤乃至死亡。在一定温度范围内,温度每升高10℃,其生命活动强度增加1~2倍,当超过最适温度,继续上升,则不再增加,以致下降。在正常情况下,温度在10℃以下和40℃以上,同化作用和异化作用积累和消耗的有机物质的差数均小,不能大量积累。而当温度为20℃~30℃时,则差数较大,有利有机物质的积累。

表3-3 不同经济林树种地上部开始生长和生长最适温度

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(三)经济林树种的需冷量

落叶经济林树种自然休眠是适应不良的生态环境,如低温逆境时所表现的一种特性。打破经济林自然休眠所需的有效低温时数称为需冷量。秋冬进入自然休眠后,需要一定低温才能正常通过休眠期。如果冬季温暖,平均气温过高不能满足通过休眠期所需的低温,常导致发芽不良,春季发芽、开花延迟且不整齐,甚至发生严重的落花落芽现象。核桃由于冬季温暖,可导致花芽发育不良,开花延迟,花期延长,落花落果严重,最终影响产量。不同树种通过自然休眠所需低温及其时间的长短不同(表3-4)。

表3-4 不同树种通过自然休眠的需冷量

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需冷量的度量一直备受关注,目前还没有适合各个树种、品种的统一有效的估算方法。常用的方法有两种。

1.冷温小时数(chilling hours,CH或h)

指经历7.2℃以下低温的小时数。在20世纪30~50年代,一般以7.2℃作为计算经济林需冷量的标准,现仍为不少学者所采用。王力荣等(1992)则认为任何0℃以下的低温对打破休眠都无效。一般所说的7.2℃或以下的累积低温是指0℃~ 7.2℃的累积低温,这种方法认为0℃~7.2℃低温效果都一样,但事实并非如此,这种标准未考虑大于7.2℃的温度效应,与自然条件及生物体的多种适应性是不符的。

2.冷温单位(chillingunit,C.U)

对于打破休眠效率最高的最适冷温,1个小时为1个冷温单位;而偏离这一适温,打破休眠效率下降甚至具有副作用的温度,规定其冷温单位小于1或为负值。沈元月等(1997)提出计算红港桃休眠结束的“冷温单位”模型(chilling-unit model),又称“Utal模型”。在过去20多年里,在不同的树种、品种及统计方法上不断得到广泛的支持和发展,其结果更接近实测值。冷温单位法虽比冷温小时数法注意到了有效温度的效应,更符合实际,但不同树种(品种)在冷温单位与冷温对应关系上有差异,如阿利巴特桃的1个C.U的对应温度为4℃,>16℃时出现负值。在暖冬时或低纬度地区这种方法也不适应,说明还可能有其他因素影响休眠,“Utal模型”也需进一步研究和完善。

据高东升等(2001)研究认为,用“Utal模型”估算需冷量,以2.5℃~9.1℃为打破休眠最有效的低温范围,此温度下1小时计1个冷温单位,1.5℃~2.4℃及9.2℃~12.4℃的低温范围只有半效作用,1小时计0.5个冷温单位(0.5c.u),低于1.4℃或12.5℃~15.9℃为无效温度,16℃~18℃低温效应部分解除,该温度范围内1小时相当于-0.5个冷温单位,18℃以上低温效应完全被解除,该温度范围内1小时相当于-1个冷温单位(表3-5)。他用此标准在1996、1998、1999年测得了红荷包、红玉、凯特、金太阳等14个杏品种,花芽需冷量为790~920c.u;叶芽为790~910c.u,花芽的需冷量略高于叶芽。杏不同品种,成熟期早,需冷量低;成熟期晚,需冷量高。

表3-5 温度与冷量单位换算

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研究表明,低温可使芽等器官组织内的pH值增加,脂肪分解酶、淀粉酶、蛋白酶等活性增强,从而使其分解,提高细胞液浓度和渗透压,提高其越冬抗寒力,加大根压,促进萌芽;在低温情况下,芽内生长促进物质(GA、CTK)增加,生长抑制物质(ABA、儿茶素、去氢黄酮素等)减少或消失。并认为,由于生长抑制物质和促进物质对诱导或解除休眠有拮抗作用,因而不同树种是由不同的促进与抑制物质的平衡关系来抑制休眠过程的。

(四)温度对经济林的伤害

1.低温对经济林的伤害

在自然界中温度随着昼夜和季节表现出有规律的变化,这种有规律的变化称为节律性变温。每一种经济树木,由于长期适应的结果,随着温度的节律变化,表现出不同的物候期,即萌芽、展叶、抽枝、开花、结果、落叶休眠等,顺利地完成年生活周期。当节律性变温遭受破坏,如温度突然降低或突然升高,出现非节律性变温,便会阻碍经济树木的生长发育,甚至死亡。经济树木的引种异地栽培,如果环境条件差异过大,骤然改变生态,也会带来损害。

2.极限温度对经济林的危害

温度变化带来的损害,称为极限温度的危害。强大的寒流以及夜间辐射降温引起的低温,能严重阻碍经济树木生长发育,甚至导致植物死亡。温度突然降低比慢慢变冷的危害性要大,长期的低温比短时间的低温也要严重得多(表3-6)。

表3-6 生长期经济林器官低温冻害的临界温度

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高温对植物的有害作用,首先是破坏了光合和呼吸作用的平衡,使呼吸作用大大地超过光合作用,其结果是植物因长期“饥饿”而死亡;高温也能促进蒸腾的加强,破坏水分平衡,导致植物萎蔫、枯死;高温还能使蛋白质凝固(50℃左右)、有害代谢产物积累,使植物中毒。此外,突然高温会使树皮灼伤,甚至开裂,导致病虫害入侵(表3-7)。

表3-7 休眠期经济林忍受低温的能力

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表3-8 生长期经济林忍受高温的能力

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三、土壤

土壤指陆地表面具有肥力的疏松层,是经济树木栽培的基础。他既是供给经济树木生长发育的水、肥、气、热的主要源泉,又是自然界中各种物质和能量转化的场所。土壤质地、类型、土壤pH值及土壤微生物等对经济林生长发育有很大影响。

(一)土壤质地

经济林对土壤适应范围广,最适宜的土壤是土质疏松、孔隙度大、容重较小、土层较厚的沙壤土或轻壤土。这种土壤通气、排水、保水、保肥性良好,根系发达,有利地上部发育,适于栽培桃、李、杏、扁桃、枣、梨等树种;黏重土壤通气性较差,排水不良,影响树木根系生长,通过掺沙、深翻改土、增施有机肥和挖排水沟等措施后,可适于栽培苹果、葡萄、枸杞等树种。

(二)土壤理化性质

1.土壤水分与经济树木生长

水分是土壤的一个组成部分,参与土壤中的物质转化过程,并在土壤形成中起着重要作用。特别是土壤水分作为一个肥力因素,与经济林生产有密切关系。土壤水分受土壤固相颗粒的组成、特性以及排列状况的影响。土壤水分条件是影响植物生长的重要因素,所以改善土壤水分状况是提高经济林生产的重要措施。土壤水分不足对经济树木生长不利;水分过多,使土壤空气流通不畅,氧气缺乏,阻碍根系的呼吸和养分的吸收,根系容易腐烂,种子不能萌芽。

2.土壤空气与经济树木生长

土壤空气对经济树木生长和微生物活动都是不可缺少的。空气是土壤肥力因素之一。由于土壤中生物的呼吸作用和有机物质的分解,不断消耗氧气和放出大量二氧化碳,使土壤空气和大气组成有很大差别。据测定土壤空气中的二氧化碳含量要比大气中高数十倍以至数百倍。种子萌发需要有足够的氧气,缺乏氧气将影响种子内物质的转化和活动,同时在嫌气条件下微生物的分解产物——有机酸也抑制种子萌发。大多数经济树木在通气良好的土壤中,根系长、色浅,根毛多;缺氧时则相反。一般土壤空气中氧气浓度低于9%~10%,根系发育就受影响;≤5%,绝大部分根系停止生长。土壤通气良好时,有机质分解快,利于进行硝化作用,速效氮含量丰富,土壤供氮能力增加。在缺氧时反硝化作用易造成氮的损失,使植物缺氮,生长不良。在缺氧条件下,土壤还原性气体增加,如硫化氢、甲烷等都会对植物起毒害作用。在经济林栽培中的土壤管理上,促使土壤通气性良好,是重要的丰产手段之一。

3.土壤温度与经济树木生长

土壤温度不仅是肥力的重要因素之一,并且是土壤中物质运动与转化的热能来源。土壤温度对经济林根系生长起主导作用,根系开始生长的土温因树种而异。大多数经济林木根系开始生长的土温为1℃~5℃,桃树为7℃,柿、葡萄为11℃~12℃,枣则需15℃以上根系才开始生长。根系生长的最适温度多数在20℃~25℃。土温过高对根系生长有抑制作用,甚至受伤致死。冬季地温降低到一定程度时,根系会遭受冻害。

4.土壤酸碱度及土壤含盐量

土壤pH值不仅影响经济林的生长发育,也影响其分布。土壤pH值影响土壤养分的有效性。植物生长随其体内含钙百分率与pH值的增加而增长。碱性土壤中,钙中和了根系分泌物,妨碍铁溶于土壤溶液中,影响根系对铁的吸收利用,造成树木缺铁失绿(黄化病)。碱性土壤中,钾的有效性通常较好,铁、锰通常是缺乏的,磷和硼因钙的作用也趋向无效。在酸性土壤中,易发生磷、钙、镁等缺乏症,而锰、铁、铝是最有效的,但过剩又往往引起对树的毒害。锌和铜在强酸和强碱性土壤中有效性都降低。就大多数树种来讲,当土壤pH值为6.5时,养分的有效性良好。碱性、微酸性土壤中有利于根系对氨态氮的吸收,而酸性土壤有利于根系对硝态氮的吸收(表3-9)。

表3-9 主要经济林树种对土壤酸碱度的适应范围

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土壤含盐量主要指钠盐和氯化物,其中以碳酸钠危害最大,其他较为普遍的是硫酸钠和氯化钠。

四、水分

经济林树体水分含量约占50%左右。水分不仅参与体内各种生理活动、各种物质的合成和转化,维持细胞的膨压,调节树体温度,还溶解土壤中的各种矿物质,有利于根系的吸收。

(一)经济林对水分的适应能力

1.经济林的抗旱力

经济林对干旱有多种适应的方式,主要有两种。

(1)本身需水较少,具有明显的旱生形态性状,如叶片小、全缘、角质层厚、气孔少而下陷并有较高的渗透压,如石榴、阿月浑子、扁桃、无花果、枣、酸枣、沙棘、枸杞、白刺等。

(2)具有强大的根系,能吸收较多的水分供应地上部,如杏、枣、核桃、柿、板栗等。

经济林按其抗旱力大体可以分为三类。

①抗旱力强的树种有杏、桃、扁桃、枣、酸枣、核桃、石榴、沙棘、柠条、白刺、文冠果。

②抗旱力中等的树种有李、樱桃、柿、梅、板栗。

③抗旱力弱的树种有草莓、香蕉、杨梅。

2.经济林的耐涝性

各种经济林对水涝的反应不同,落叶经济林中以枣、葡萄、杜梨、柿、枸杞最耐涝。最不耐涝的为桃、无花果、杏、李、梅。经济林水淹后,由于氧气减少,抑制根系呼吸作用,叶变色、萎蔫,根系腐烂,树皮发黑,最后全树落叶死亡。

(二)经济林的需水时期

经济林生长期需水量较大,每合成1克干物质,需水100~800克。由于树种、品种、土质、施肥、地形和气候条件的差异需水量变异很大。耐旱树种在自然降水条件下就可正常生长结实,如酸枣、文冠果、山杏、山桃等;而不耐旱的树种如苹果、梨、葡萄等,在生长季干旱条件下需要及时补充水分,才能保证正常生长结实。

经济林在生长期虽然需水很多,但在各个物候期对水分的要求不同。通常落叶经济林木在春季萌芽前树体需要一定的水分才能萌芽,如冬春干旱,常延迟萌芽期或萌芽不整齐,影响新梢生长。花期干旱或水分过多,常引起落花落果,降低坐果率。空气湿度不足,会缩短花期,影响授粉受精。新梢急速生长期需水量较大,为需水临界期,对缺水反应敏感,水分不足,减弱生长或早期停止生长。花芽分化期需水相对较少,如水分过多影响花芽分化。果实发育期需要一定水分,但过多会引起裂果、落果、病害发生并影响产量和品质。秋冬干旱会发生冻害和造成生理干旱而“抽条”。

五、地势

(一)海拔

海拔高度对经济林的生态作用,主要是通过对光、热、水、土等生态因子的影响而起间接、重要的生态作用。经济林适宜在山地、丘陵和缓坡地发展,这些地区光照充足,空气流通,排水良好,病虫害少,温差较大,果实品质好,耐贮藏,树的寿命较长。随海拔的增高直射光多于漫射光,光照强度一般海拔每升高100米,增加4%~5%,紫外光增加3%~4%,气温下降0.4℃~0.6℃。海拔越高,气温越低。雨量的分布随海拔的升高而增加。

(二)坡度

经济林一般以5°~15°的坡地较好,尤以5°~10°的东南坡或西南坡,太阳辐射强、日照好、气温和土温高、气温日较差大、湿度小、土壤蒸发较强而干燥、风速小、霜冻较轻,表现早暖,多呈旱生景观,适于喜光、耐旱、深根、生长势强的树种,如核桃、板栗、仁用杏、扁桃、桃、杏等树种。不同坡度对光照、水分有很大影响,如10°南坡太阳辐射量可为平地的116%,20°坡为130%,30°坡为150%,随坡度增大而太阳辐射量增加。而土壤含水量3°坡为75.22%,5°坡为52.38%,20°坡为34.78%,随坡度增大而下降。由于坡下低洼地冷空气的沉积,坡顶风大而寒冷,坡腰形成逆温层较为温暖,土壤冻结深度较深,5°缓坡冻结层可达20厘米,而15°坡仅为5厘米。一般坡度越大,土层越薄,冲刷作用越强烈,含石量高,保水保土和保肥能力越差。所以在15°~30°山坡地营造经济林时应选用耐旱和根系深的树种,如仁用杏、核桃、板栗等。

(三)坡向

对坡向的适应因树种而异,山核桃要求湿度大和光照不强烈,较为阴湿的环境。据调查北坡山核桃林生长茂密,结果也好。在南坡山核桃自然分布少,即使有少数植株,生长也不好,结果晚,产量低。南坡日照较长,所获得的漫射光多于平地,北坡则少于平地,所以南坡近地面20厘米处的气温,平均值高于北坡0.4℃,80厘米深度的土温可比北坡高4℃~5℃,气温的变化相差可达2.5℃左右。因此南坡适宜配置特别喜光、喜干燥树种,如苹果、梨、桃、李、杏、扁桃、葡萄等,果实含糖量高,着色好,品质优,病虫害少,耐贮藏。但南坡温度变化较大,蒸发量也大,所以易受霜冻、日烧和旱害。北坡适于耐阴喜湿的树种,对于特别喜光、喜干燥的树种表现为树体生长瘦弱或徒长,成花结实较差,易患病害。由于温度低,往往影响枝条成熟,不能及时木质化,降低越冬性而易受冻害或早春“抽条”。如果低山缓坡,坡度较小,则北坡蒸发少温差小,土质肥沃,土层较厚反而有利于经济林木的生长和结果。东坡和西坡对树木生育的影响介于南、北坡之间,但东坡温度上午高,下午低,西坡则相反。东坡土壤湿度高于西坡,因此西坡、西南坡日灼较其他坡向严重,需加注意。

六、风

风对经济树木的作用是多方面的,有其利弊。微风可以促进气体交换,调节环境中的温度、湿度、二氧化碳浓度,帮助风媒经济树木授粉,增强树木的蒸腾。当风速为3米/秒时,蒸腾比无风时增强3倍。但是强风对经济树木的生长是不利的。强风常能降低植物的生长量,实验证明,10米/秒时,树木的直径生长量要比5米/秒的少1/2,要比静风区生长的植物少2/3;强风引起树干摇动使树液流动受阻,有碍树木生长;风还能影响植株形态,使树干弯曲,树冠偏歪。强风增加土壤蒸发,加大树木蒸腾,降低空气湿度(空气相对湿度降低25%以下),土壤干旱,使树木遭受风折等机械损伤。如在开花期遇6~7米/秒大风,影响昆虫授粉,使柱头吹干,擦伤花器,不能正常授粉受精。在果实发育后期强风会擦伤或吹落果实,影响产量。

经济林栽培时,为了消除风的不良影响,应采取一系列综合技术措施,例如选择避风林地,建立防风林,选择抗风力强的种类和品种,确定合理的栽植密度等。

七、污染

(一)空气污染对经济树木的危害

空气污染主要是由于人类燃烧矿物燃料排出的二氧化硫、一氧化碳、臭氧、硫化氢、氟化氢、氯气、铅烟、粉尘、烟毒等物质。飘尘散落在叶面上妨碍光合作用,阻塞气孔,影响呼吸作用的进行。二氧化硫是一种对树木造成危害的无色而具有剧烈窒息性臭味的气体,它进入植物叶子的气孔后,干扰酶的活动,遇水变成亚硫酸并进而形成亚硫酸盐,这对叶肉细胞的毒性是很大的。但植物本身有能力把亚硫酸盐转化为毒性很小的硫酸盐而自行解毒。当二氧化硫的浓度过高,就会破坏叶子的正常生理机能,并破坏叶肉组织,使海绵细胞及栅栏细胞发生质壁分离,然后收缩或崩溃,叶绿素分解,从而使叶片表现出伤斑。当二氧化硫的浓度达0.4毫克/千克时,敏感植物在7小时内就会受害。

氮氧化物是大气中另一类污染物。全世界由于自然界的细菌作用而产生的氮氧化物为5亿吨,人工产生的是每年5000万吨。大气中共有7种氮的氧化物,其中以一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)数量最多,对植物的危害也较大。

氮氧化物可以形成酸雨,它和烃类经过紫外线照射还可以产生光化学烟雾危害植物。氟化氢(HF)比二氧化硫的毒性高1000倍。氟破坏酶和叶绿素,受害症状:叶尖和叶缘呈油渍状,渐向全叶发展,最后干枯脱落。

(二)抗污染经济树木的选择

污染造成的危害和由此带来的环境问题,已经在世界范围内引起广泛的注意。为了保护环境和改善环境,在20世纪60年代出现了以生态学为基础的一门新兴的边缘科学——环境科学。利用植物来净化空气、净化污水、减弱噪音,成为环境保护的重要手段之一。还可以使用植物来监测环境污染。有的植物对污染十分敏感,如某些苔藓植物和地衣,在二氧化硫平均浓度高于1.5毫克/千克,就会造成急性伤害,在0.78~1.5毫克/千克时,可引起慢性损伤。因此,可根据植物所出现的症状和反应的不同,推测出污染程度和污染的种类。

根据国内外的研究,初步筛选出一些抗污染能力强的经济树木。

侧柏对有害气体抗性强,特别对二氧化硫抗性强,它的叶子能吸收二氧化硫,离二氧化硫污染源500米处都能正常生长。据测定,当空气中的二氧化硫浓度为0.002毫克/千克,叶中的二氧化硫含量为0.28%;当空气二氧化硫浓度上升至0.075毫克/千克时,叶中二氧化硫为0.412%。对氯气和氟化氢抗性强,

板栗对二氧化硫和氯气都有抗性,并且有吸氟能力。据测定,在距二氧化硫污染源1400米处采集的叶片中,二氧化硫含量为0.59%,比对照区多0.43%。在污染严重的地方,果实不宜食用。

樟树抗二氧化硫和氟能力强,并能抗臭氧。据测定,在二氧化硫污染地区,1千克干叶可吸硫5.9克,1千克干叶可吸氟2克以上。

柿对氟化氢的抗性较强,对二氧化硫也有一定抗性。

核桃对有害气体抗性不强,但防尘能力强。据北京在成片(112公顷)核桃林中测定,春季能减尘44.7%,冬季可减尘28.4%,如在林下配置灌木,则减尘作用将更显著。

枫杨喜光、耐寒、耐湿性强,在酸性至碱性土壤均可生长。树冠宽阔,枝叶繁茂,生长快,适应性强,抗污染能力强,可用作遮阴树、行道树、林带及城区绿化。

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