昆明市2013—2014年冬春季园林植物低温冻害研究
2015-09-16郑进烜卢珍红杨忠兴赵金发徐吉洪
郑进烜,卢珍红,杨忠兴,赵金发,徐吉洪
(1.云南省林业调查规划院,云南 昆明 650051; 2.云南省野生动植物资源监测中心,云南 昆明 650051; 3.云南省农业科学院花卉研究所,云南 昆明 650205)
昆明市2013—2014年冬春季园林植物低温冻害研究
郑进烜1,2,卢珍红3,杨忠兴1,2,赵金发1,徐吉洪1,2
(1.云南省林业调查规划院,云南 昆明 650051; 2.云南省野生动植物资源监测中心,云南 昆明 650051; 3.云南省农业科学院花卉研究所,云南 昆明 650205)
采用实地调查法,对2013—2014年冬春季昆明出现的极端低温和持续低温天气导致的园林植物受冻状况进行调查分析。结果表明,受冻害园林植物总计63科107属133种,划分了受冻害等级,统计了不同受害等级的植物数量,对产生冻害的原因进行分析,提出园林植物防冻害及保护建议。
园林植物;低温冻害;昆明市
冻害是指在0 ℃以下时,植物出现的低温或死亡现象[1-2]。云南省昆明市位于云贵高原中部,气候温暖适宜,四季如春,以“春城”之名而著称于国内外,是世界上罕见的气候地区之一。在2013年冬季—2014年春季由于受西伯利亚冷气团的影响,导致出现4次降雪,最低温度达到0 ℃以下,持续低湿和极端低温致使滇中地区植物严重遭受冻害,给城市园林景观和花木生产造成巨大的损失。通过对昆明市主要公园、小区、高校科研院(所)和道路的园林植物受冻害状况进行调查,全面总结不同园林植物抗冻害能力,系统分析冻害严重程度的各种成因,提出适宜的园林绿化植物物种和抗冻害的具体措施,以期为昆明市的园林绿化提供参考,促进生态文明和美丽春城的建设。
1 昆明市2013—2014年冬春季气候特征
1.1 气候概况
根据云南省气象中心资料显示:昆明在2013年12月16日, 2014年1月13日、1月20日、2月18日出现4次降雪天气。其中:2013年12月16日大雪,降雪后出现持续低温6 d,17、18日最低温度达到-3 ℃,19、20日最低温度-2 ℃,21、22日最低温度0 ℃,且早晚出现严重的冰冻现象;2014年1月13日雨夹雪,降雪后出现持续低温3 d,最低温度达到1 ℃;1月20日雨夹雪,降雪前后出现持续低温4 d,降雪后最低温度达到-1 ℃;2月18日雨夹雪,降雪前后出现持续低温5 d,降雪后最低温度达到0 ℃。昆明市常年的气温和自2008年以来的气温相比较可以看出,2013年12月—2014年2月多次遭遇冷空气袭击,气温较常年偏低至特低,且出现罕见的降雪,持续低温时间长(表1)。
表1 昆明市常年和2008—2014年的1月、2月、12月气温情况
1.2 气候特点
1.2.1 降雪次数多、持续低温 昆明市在连续15 a的暖冬之后,于2013—2014年冬春季出现4次降雪天气,且12月中旬的降雨范围较大,降温明显、持续时间较长、温度变化幅度大、最低气温天数多,且在2014年1月7 d内连续2次寒潮出现降雪天气,与昆明长期“四季如春”的气候特点不符。
1.2.2 初冬干暖、隆冬寒冷 2013年11月—12月上旬,云南省气温与同期比较显得略高或偏高,整体表现为初冬干暖,许多植物仍正常生长,部分植物抽发新芽和嫩稍。到了中旬由于受到冷空气和西南气流水汽输送的影响,云南省大部分地区出现明显的降雪和降雨天气,之后由于高空冷平流和地面晴空辐射的影响,大部分地区出现了强霜冻空气,持续低温且最低温度达-3 ℃,加之12月中、下旬和2014年1月、2月的3次雨夹雪天气,呈现隆冬寒冷的天气特征。
1.2.3 温差大 昆明气候素有早晚温差大的特点,2013年12月和2014年1月、2月的4次降雪中均体现温差大的特点。如2013年12月17日的最高温度10 ℃,最低温度-3 ℃;2014年1月14日的最高温度14 ℃,最低温度1 ℃;1月21日的最高温度15 ℃,最低温度0 ℃;2月19日的最高温度11 ℃,最低温度0 ℃。
2 调查方法与冻害分级标准
2.1 调查对象
对昆明市呈贡区、五华区、盘龙区、官渡区和西山区主要公园、小区、高校科研院所和道路周边种植的园林绿化植物进行低温冻害调查(表2)。
2.2 调查方法
采用实地调查法,对昆明市园林植物进行低温冻害调查,记录植物种类、冻害状况及生长特征。第1次调查(2013年12月28—30日),目测受害植物的种类、程度和症状;第2次调查(2014年3月10—13日),调查园林植物的种类和统计受害植物的种类、程度和症状;第3次调查(2014年5月1—3日),调查统计受害植物春后的萌芽和恢复情况。
参考《云南植物志》植物学名,结合文献查阅、检索途径对昆明市绿化植物物种的学名修正和补充。
2.3 冻害分级标准
采用《植物耐寒性及防寒技术》[3]中植物冻害分级标准对昆明市园林植物耐寒力进行综合评定,详见表3。
表2 昆明市园林植物低温冻害调查主要对象
表3 冻害分级标准[3]
3 结果与分析
3.1 园林植物受冻害状况
调查结果表明,昆明市园林植物总计100科213属303种。其中,乔木53科103属157种,灌木52科86属105种,草本18科22属25种,藤本12科15属16种。调查的园林植物中未受冻害170种,占总种数的52.59%;受冻害133种,占44.41%。详见表4。
受冻害的园林植物中,按受冻害程度分:Ⅰ级30种,占受冻害总数的22.39%;Ⅱ级38种,占受冻害总数的28.36%;Ⅲ级26种,占受冻害总数的19.40%;Ⅳ级34种,占受冻害总数的26.12%;Ⅴ级5种,占受冻害总数的3.73%。按生活型分:乔木59种,占受冻害总数的44.78%;灌木48种,占受冻害总数的35.82%;草本19种,占受冻害总数的14.18%;藤本7种,占受冻害总数的5.22%。
表4 昆明市低温冻害园林植物物种及防冻措施
表4(续)
表4(续)
表4(续)
*:防冻措施:1为树干防护;2为苗木覆草;3为地膜拱棚;4为根部培土;5为套袋防寒;6为加强水肥管理;7为适量施用磷、钾肥;8为化学防冻。
3.2 园林植物抗冻害分析
3.2.1 持续低温是园林植物冻害发生的直接原因 2013—2014年冬春季4次降雪形成的极端低温和持续低温是造成133种园林植物遭受冻害的直接原因。由于0 ℃以下低温使植物细胞间隙的水分结冰形成冰晶,细胞受冰晶的挤压引起损伤,冰晶在扩大过程中不断地吸收细胞内的水分,使原生质失水凝结失去活力,而冰晶的不断扩大又会加重其对细胞的机械损伤,原生质失水更加严重,最终致使整个细胞的内溶物遭到严重的破坏[2,4],引起喜热喜温植物受冻甚至死亡。
3.2.2 植物本身耐寒性决定发生冻害与否 不同原产地的植物耐寒性不同,植物受冻害与否与其原产地息息相关。如原产于南美洲的三角梅和热带的桑科榕属植物,越冬温度相对较高,一般不低于5 ℃。2013—2014年冬春季4次的最低温度均低于其安全越冬温度,三角梅受冻严重,枝条全部死亡,基部可再发芽;桑科榕属植物大部分受到不同程度的冻害,其中以高山榕、垂叶榕、小叶榕等受冻害最为严重。原产于昆明的89种乡土树种均未受冻害,占未受冻害物种总数的52.35%,如滇朴、滇润楠具有极强的耐寒性;原产于亚热带的香樟因叶内含有丰富的樟叶油,冰点高,表现出较强的耐寒性,在此次寒潮中未受冻害。
3.2.3 植物生物学特性决定冻害的发生和程度 不同的植物生物学物性表现出不同的抗冻寒能力。调查发现,冬季落叶植物因树枝光滑等不易积雪或积水,具有较强的抗冻寒能力,如银杏、滇朴、黄连木;常绿植物在极端天气枝叶易积雪和积水,使叶片形成厚厚的冰凌,使叶片和植株长时间受低温影响,出现叶片和枝干冻坏,抗冻寒能力相对较弱,如小叶六道木。角质层厚的植物受冻害轻,如木兰科的山玉兰。枝条休眠深的植物抗冻害能力强,如黄檀。
3.2.4 植物年龄、栽(移)植时间长短和生长状况决定冻害程度 同一园林植物树种,树龄较大、载(移)时间长、生长状况较好的植株,抵抗冻害能力较强,受冻害程度较轻。如小叶榕、刺桐、马蹄荷等,树龄大且载(移)植时间长的受冻程度会降低1~2个级别,仅出现叶片、秋梢枯死现象,最为严重的可通过截枝留下主干即可重新抽枝生长;而树龄小、载(移)植时间短、生长较弱的植株受冻后整个植物出现枯萎死亡。
3.2.5 小气候环境直接影响园林植物受冻害程度 植株所处小气候环境直接影响植物受冻害程度。调查结果表明,在昆明市中心、市区主干道和人员密集区域的园林植物,由于受城市热岛效应影响,形成独特的小气候,在一定程度上有效缓解了植物受冻害程度,如桑科榕属植物在二环路内发生的冻害较轻,几乎不影响正常生长;而在二环路以外,因地势空旷,平均气温比市中心低,发生冻害严重。另外,同种植物种植在迎风口和没有遮挡物区域的植株比在背风口的植物受冻害严重[5]。
3.2.6 施行防冻措施能够降低园林植物冻害等级 冬季前对园林植物施行有效的防冻措施能够有效降低冻害等级。调查发现,生境相同的同一物种采取遮荫网、基部涂石灰、基部包稻草和深度浇水的植株受冻害等级较低。如实力群城小区部分垂叶榕进入冬季前采用遮荫网进行包裹,其受冻等级远低于没有采取任何防冻措施的植株。
4 结论与建议
从受冻害的133种园林植物分析,可以看出极端低温和持续低温是造成冻害的直接原因;园林植物受冻害与否、受冻害程度与植物本身的耐寒性、生物学特性、年龄、栽(移)植时间长短、生境和是否施行防冻措施具有直接的关系。因此,昆明市选择园林植物物种时以“栽植乡土树种为主、外来树种为辅”原则为指导,充分考虑植物的生物学特性,合理选择阔叶树种和针叶树种,科学配置常绿树种和落叶树种的比例,为目的物种营造最适宜的生境。
根据受冻害的133种园林植物的冻害特征,针对性提出具体抗冻害措施(表4)。抗冻措施主要有:①树干防护:树干包裹和涂白;②苗木覆草:在进入冬季时用干稻草覆盖幼苗,次春撤除,提高地温;③地膜拱棚:根据绿化带的大小搭建与绿化带同宽的半圆形拱,覆塑料薄膜或遮阳网;④根部培土:土壤封冻前,在植物根部用黄土或菌根土培土5~10 cm厚,春季解冻后,再将这些土移走;⑤套袋防寒:阔叶乔木,可采用套袋或捆绑稻草把的形式防寒;⑥加强水肥管理;⑦适量施用磷、钾肥:让植株及早停止生长,增加植物营养物质的积累,提高植物木质化程度;⑧化学防冻:应用植物化学防冻剂,提高抗冻性。针对受冻害Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级的65个物种今后园林绿化中尽量少用或不用,对已栽植的物种入冬要实施防冻措施,并对已受冻害的物种要在冻害发生后7 d内制定恢复具体措施并施行。采用加强水肥的管理措施促进受冻植物恢复输导系统,缓和缺水现象,促进休眠芽萌发和叶片迅速增大;对受冻害树体要晚剪和轻剪,给枝条一定的恢复时期;对明显冻害枯死部分及时剪除,将石灰或黄泥涂抹切口处,用塑料薄膜进行包裹以利切口愈合;对根颈受冻的植物要及时桥接或根寄接;树皮受冻后成块脱离木质部的要用钉子钉住或进行桥接补救[6]。
[1]潘瑞炽,董愚得.植物生理学[M].北京:中国农业出版社,1995.
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[4]刘祖祺,张石城.植物逆境生理学[M].北京:中国农业出版社,1994.
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[6]胡艳敏,周文,李辉,等.园林绿化树木低温冻害的防治措施[J].现代园艺,2013(1):161-162.
Study on Landscape Plants Low Temperature Freezing in Winter-Spring 2013—2014 of Kunming City
ZHENG Jin-xuan1,2,LU Zhen-hong3,YANY Zhong-xing1,2,ZHAO Jin-fa1,XU Ji-hong1,2
(1.ForestInventoryandPlanningInstituteofYunnanProvince,Kunming650051,Yunnan,China; 2.WildlifeandplantResourcesMonitoringCenterofYunnanProvince,Kunming650051,Yunnan,China; 3.FlowerResearchInstitute,YunnanAcademyofAgriculturalSciences,Kunming650205,Yunnan,China)
By the winter-spring 2013—2014,extreme low temperature and low temperature weather in Kunming,lead to some landscape plants serious freeze.By the investigation of major parks and roads in Kunming city,including 63 families,107 genera,133 species of the landscape plants of freezing,and divided level statistics of the number in different plants victimization levels base on the freezing,analyzed the cause in frost damage and freeze proof protection recommendations for garden plants.
landscape plants;low temperature freezing;Kunming city of Yunnan province
2014-06-14;
2014-07-10
郑进烜(1981—),男,福建大田人,云南省林业调查规划院工程师,硕士,从事生物多样性保护、自然保护区和竹类研究工作。E-mail:zjx3410@163.com。
卢珍红(1982—),女,福建永定人,云南省农业科学院助理研究员,硕士,从事花卉栽培与生理研究工作。E-mail:lzh9836@163.com。
10.13428/j.cnki.fjlk.2015.02.032
S761.3;S68
A
1002-7351(2015)02-0142-08