果树环境学

果树环境学复习提纲绪论一、几个重要的概念1.环境[Environment;surroundings;circumstance;ambience]：环境是相对于某一事物来说的，是指围绕着某一事物(通常称其为主体)并对该事物会产生某些影响的所有外界事物(通常称其为客体)的总和。2.环境学（Environics；Environmentology；Environtology；Environmentalstudies）：研究人类生存的环境质量及其保护与改善的科学。3.生态：生态一词有多种含义，一般指生物的生活状态。指生物在一定的自然环境下生存和发展的状态，也指生物的生理特性和生活习性。4.生态学（Ecology）是研究生物之间及其与周围环境之间关系的科学。二、果树环境学的含义和内容1.果树环境学（Fruitenvironmentalstudies）亦称果树生态学（Fruitecology）是研究果树之间及其与周围环境之间相互关系的科学。2.研究内容果树环境学是研究果树群体内以及果树群体与环境的生态关系。——包括果树的起源、分布和生态区划，�——野生果树群落生态系统的结构与功能，即这类生态系统的结构类型、能量转化、物质循环和生态平衡，�——各环境因素，包括光、温、水分、大气、土壤、地形、污染、生物等与果树的相互关系与调控途径。三、环境条件四、生态因子分布特征1.生态因子分类：根据生态因子的性质，可将生态因子归纳为：�气候因子如光、温、湿度、降水量和大气运动等因子�土壤因子主要指土壤物理、化学性质、营养状况等�地形因子指地表特征因子，如地形起伏、海拔、山脉、坡度、坡向、高度等地貌特征;生物因子指同种或异种生物之间的相互关系�如种群结构、密度、竞争、捕食、共生、寄生等。人为因子，即指人类活动对生物和环境的影响五、生态因子作用的基本定律1.Liebig最小因子定律在植物生长所必需的元素中，供给量最少（与需要量相差最大）的元素决定着植物的生长发育及产量。这一概念被称为Liebig最小因子定律。2.限制因子及界定生物（植物）的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，其中限制植物生存和繁殖的关键性因子就是限制因子。限制因子的界定决定于生物的生物特性如山茶和茶树属等喜酸性园艺植物，若栽种到钙质土壤中，由于pH值过高，常生长不良甚至死亡，土壤的pH值就是限制因子。如果一种生物对其一生态因子的忍受范围很宽，那么这种因子就不可能成为限制因子；相反，如果某种生物对其一生态因子的耐受范围很窄，那么这种因子就很可能是一种限制因子。决定于生态因子的稳定性例如，氧气对陆地生物（园艺植物）来说，数量多、含量稳定而且容易得到，因此一般不会成为限制因子。但是氧气在水体中的含量是有限的，而且经常发生波动，因此常常成为水生园艺植物的限制因子。因为各种生态因子对生物（园艺植物）来说并非同等重要，限制因子一旦找到了，就意味着找到了影响生物（园艺植物）生存和发展的关键性因子，为科学地解决园艺生产的主要矛盾提供了理论依据。3.最适量定律任何生态因子对生物（园艺植物）的生理过程影响，在一定的条件下都有最大、最适和最小三个基点。只有最适量才对生物（园艺植物）产生最佳效果，即最适量定律。超过最大、最小量则对植物带来危害。六、生物对环境因子的适应1.生态适应（ecologicaladaptation）：为了适应不利环境或环境的变化，生物（园艺植物）从形态、生理、生化等方面作出有利于生存的调整改变。2.类别：在研究生物（园艺植物）与环境之间的生态关系时，常常把生物（园艺植物）对环境条件的适应分为趋同适应和趋异适应。趋同适应（convergentadaptation）：不同种类的生物（园艺植物），生存在相同或相似的环境条件下，常形成相同或相似的适应方式和途径，称为趋同适应。趋同适应的结果使不同生物（园艺植物）在形态、内部生理和发育上表现出相似性。趋异适应（radiationadaptation）：指一群亲缘关系相近的有机体，由于分布地区的隔离，长期生活在不同环境条件下，形成了不同的适应方式和途径。3.生态型同种生物（园艺植物）的不同个体或群体，长期生存在不同的自然生态条件或人为培育条件下，发生趋异适应，并经自然选择而分化形成的生态、形态和生理特性不同的基因型类群，称为生态型（ecotype）。4.生活型不同种的园艺植物，由于长期生存在相同的自然生态条件和人为培育条件下，发生趋同适应，并经自然选择和人工选择而形成的，具有类似的形态、生理和生态特性的物种类群称为生活型（lifeform）。5.生态位从生物来看，生物在环境中占据的特定位置，即生态位（niche）即生物完成其正常生活周期所表现的对特定生态因子的综合适应位置。第一章光与果树第一节太阳辐射的基本性质及其变化1.太阳辐射光谱(solarspectrum)：太阳辐射能按其波长顺序排列2.日照时数的时空变化规律夏天北半球照射的时间长；冬天南半球照射的时间长（季节周期）；赤道附近照射的时间始终为12小时（日周期）低纬度地区有较为恒定的热量，高纬度比低纬度地区接受的能量更少3.太阳常数(solarconstant）：在地球大气层上界垂直于太阳光的平面上所接受的太阳辐射强度为(1367土7)W/m2。4.大气上界与地表面上的太阳辐射有何差异，为什么？在地球大气层上界的太阳辐射中，可见光约占44%，红外辐射约占47%，紫外辐射约占9%。太阳辐射穿过大气层到达地球表面的过程中，被大气吸收14%，被大气散射和云层、地面反射43%，直达和散射到地面的约占太阳总辐射能量的47%。*地球表面接受的太阳辐射主要是0.29-28μm，其中可见光约占38%-49%，红外线50%-60%，紫外线1%-2%。吸收、散射和反射具有选择性5.影响到达地面太阳辐射的因子纬度不同纬度主要通过影响其太阳高度角的大小影响太阳辐射。太阳高度角是太阳辐射线与地平面之间的夹角。太阳高度角越小，穿过大气层的距离越远，被大气层所吸收、反射、散射的太阳辐射量越多，到达地表的就越少;相反，太阳高度角越大，则到达地表的太阳辐射量就越多。太阳高度角随纬度增高而减小，故以赤道附近太阳辐射量最大，但因赤道地区常多云雨，故实际常在南、北纬20°附近地区。海拔随海拔增高，大气柱越短，大气稀薄，所含水汽、尘粒越少，太阳直接辐射越强，散射辐射越弱，地面接受的总辐射越强。坡向和坡度坡向，在北半球相同太阳辐射量的照射下，单位面积的太阳辐射量为南坡平地北坡。坡度对太阳辐射量的影响主要决定于太阳辐射线与该地面之间的角度，即受地理位置、季节与坡度大小的综合影响。在北半球，坡度在20°~50°，太阳辐射量南坡北坡，坡度越大越显著。因北纬23.5°以北地区，太阳总是从南面入射。坡向和坡度主要是对太阳直接辐射的影响，对散射辐射影响很小，故阴天时影响不大。天气气候条件第二节群体中的光状况1.影响叶片光反射、吸收和透射的因素叶片的生物学特性：叶片的反射率、透射率和吸收率，因果树种类、年龄、色彩、结构、水分含量而变化。大多数植物的叶片当阳光自腹面照射时，可见光的吸收率80%，反射率、透射率之和约20%。叶片吸收的太阳辐射能中，约1%用于光合作用，94%用于蒸腾损失，而5%在散热中损失。光质：在可见光光谱段，叶片对红、橙光和蓝、紫光的吸收率最高，达80%-95%，反射率仅3%-10%;绿色叶片对绿光的吸收少，反射率约10%~20%，透过最多，故树冠下的阴影呈现绿光最多。在红外线光谱段，垂直入射的光约70%被叶片反射。在紫外线光谱段，大部分紫外线被截留，只有3%左右被反射植被状态：一般陆地表面反射率为入射辐射的3%~40%，其中，森林9%~18%，草原约25%，沙漠30%-60%，城市14%-18%。以海洋面反射率最小，入射角60°时仅2%-3%;但若入射角小到15°以下时，则反射率大于50%。辐射方式——直接辐射和散射辐射第三节光强与果树1.光强(intensityofillumination)即光照强度，，太阳辐射通量密度，光辐射通量密度，等是指单位面积上的光通量大小，单位为Ix，W·m-2，μmol·m-2·s-1。2.果树各种果树的光饱和点和补偿点的差异性果树叶片的光饱和点一般为全日照的1/3~1/2，如苹果为8600~40000lx，温州蜜柑35000~40000lx，葡萄10000~30000lx，草莓25000~44000xl，桃、板栗、柿和元花果为400001x，菠萝可达50000lx以上。果树的光补偿点因种类、叶片位置、叶龄，以及大气成分和温度而不同。苹果光补偿点为1200lx，甜橙和柠檬1000~2000lx，温州蜜柑1000~3000lx，葡萄300~3000lx，草莓700lx，桃、板栗、柿和无花果1000~3000lx3.光斑与断续光“生态作用特征植物群体内的光照包括两部分.一种是穿过叶片间隙的直射光。呈“光斑”;另一种是透过叶片以后的透射光和部分散射光，呈“阴影”。这两部分光，其光照强度、光谱成分和光合作用的效应不同，对光合作用起主要作用的是“光斑”。苹果叶片的光合作用可以在5~l0s内对辐射的重要变化发生反应。低光强与高光强的交替周期在1.0s以内者，可以达到连续光强下净光合率的85%~90%。在树冠内部的叶片，由于风引起“光斑”交替时，仍然能有效地进行光合作用。在中等风力条件下，光斑寿命不到1s，其光合速率只比连续光下稍低。在风的作用下，叶片不断摆动，形成时间间隔很短的光暗交替，称之“闪光”。在自然条件下，群体中短周期的闪光，比连续光照对光合作用更为有效。因为光合作用过程中，既发生光反应，也有暗反应。在连续高光强下，暗反应是光合过程的限制因子。4.光强与营养生长大多数果树喜光。果树中耐阴性较强的温州蜜柑，若人为对叶片及整株树进行不同程度的遮光，叶片的同化量会相应显著降低。但在干燥地区的夏季，稍微遮光又使同化量提高，表明其耐阴性。光强和叶温过高，水分过低，不利树体的正常生长。当光照充足时，果树易形成密集短枝，削弱顶芽枝向上生长，增强侧生长点生长，树体表现开张;光照不足时，枝条加长和加粗生长明显，表现出体积增加而重量不增加，干物质重量甚至降低的“徒长”现象;对果树进行遮光试验表明，不论哪种果树，遮光后其树体干物质重量都下降，其中以柿和无花果下降最轻，其次为柑橘、葡萄、栗、桃和梨，苹果下降最多。光照过弱，叶片无法生存，在树冠内形成无叶区——空膛。据研究，叶片生长最低相对光照，苹果(梨)为20，柑橘为7%，桃为30%。5.光强与生殖生长光照强度与果树花芽分化有密切关系光照不足，影响花芽分化和形成。据研究，果树结果部位所需最低相对光照，苹果(梨)为30%，柑橘为23%，桃为43%。光照不足，可花朵变小，花期延迟，开花不良，或不能开花，特别是阳性植物类型。光照不足，果树结果不良，坐果率降低，果实发育中途停止，造成落果。第四节光质与果树的生态关系1.光质生理生态作用体现在：不同光质对植物的光合作用、形态建成、色素形成、向光性等有着不同的生态生理作用。2.蓝光的生理生态作用被叶绿素a、b和胡萝卜素、叶黄素、光敏色素、隐花色素等吸收。但蓝光降低叶绿素b含量，提高叶绿素a/b，最有利叶绿素a增加。蓝光对叶片厚度、叶面积和氮、磷含量增长有利，可提高叶内可溶性蛋白质含量和根的总氮含量。蓝光使叶片具有较低的PSⅡ活性和较高的PSⅠ活性。纯蓝光下不利于叶绿素合成。蓝光有矮化作用，可拥制茎的伸长，增加顶端分生组织分化的腋芽数量，但不能解除顶端优势，具有阳性植物的特点;蓝光有利于茎叶生长和分生侧枝，提高叶片氨基酸总量和含糖量，促进花芽分化和提早开花。蓝光可促进花青苷的形成而利于红色生成。3.红光的生理生态作用降低细胞中IAA氧化酶活性，有利于增加IAA含量，促进新梢、幼苗等的营养生长，促进细胞生长和愈伤组织生长。红光强烈抑制PAL（苯丙氨酸解氨酶）活性和黄酣合成，不利于花青昔合成。红光触发细胞DNA中潜伏基因转录，通过降低植物体内GA含量而减少节间长度，使叶片变薄