城市綠化樹木的日灼傷害探究范文

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過高的太陽輻射會對樹木造成非生物脅迫，產生日灼傷害。本文綜合學者的觀點，將日灼傷害定義為由于強烈太陽輻射直接產生或引起的其他環境條件導致的植物組織溫度升高、失水、灼傷甚至植株死亡的現象。按照日灼產生部位的不同，傷害可以分為枝干日灼傷害和葉片日灼傷害兩類。枝干日灼傷害主要表現為枝干組織的失水、灼傷和死亡，在冬夏季節均有發生。葉片日灼傷害則主要表現為葉片邊緣、葉柄部分或中間部分組織死亡，在形態上表現為灼傷部位枯黃、卷曲，葉片日灼主要發生在樹冠的外圍[1]，并且只發生在夏季。隨著太陽輻射的不斷加劇以及全球氣候的持續增溫[2]，日灼傷害在夏冬兩季逐漸成為制約城市景觀效果、影響后期養護管理的樹木傷害之一。因此，克服和解決樹木的日灼傷害成為當前迫切研究的問題。目前，國內外在研究和探討日灼傷害方面的報道多集中在夏季果樹的果實日灼方面[3－7]，有關樹木日灼傷害的研究少見。目前國內已報道過的受枝干日灼傷害的樹種有:苦楝(Meliaazedarach)、垂柳(Salixbabylonica)、欒樹(Koelreuteriapaniculata)，廣玉蘭(Magnoliagran￣diflora)、紫玉蘭(M􀆰liliflora)、白玉蘭(M􀆰denudata)，馬褂木(Liriodendronchinense)[1]，杜英(Elaeocarpusdecipiens)[8]、毛泡桐(Paulowniatomentosa)[9]、加楊(Populus×canadensis)[10]等ꎻ已報道過的受葉片日灼傷害的樹種有:雞爪槭(Acerpalmatum)[11]，紅楓(A􀆰palmatum‘Atro￣purpureum’)、五角楓(A􀆰mono)，七葉樹(Aesculuschinensis)、東京櫻花(Cerasusyedoensis)、枇杷(Eriobotryajaponica)[1]、銀杏(Ginkgobi￣loba)[12]等。開展樹木的日灼傷害研究不僅可為樹木的日灼提供合理防治策略，還可為氣候變化特別是輻射加劇、濕度變小、溫度過高影響下樹木的選擇和配置提供依據。

1城市樹木日灼傷害的影響因子

對于樹木本身而言，其種類[13]、樹齡[14]、樹勢、樹皮厚度[14]等都與日灼有關。至于環境因子與日灼傷害之間的關系，目前還未有定論，不同類型日灼傷害的主導環境因子也有所差異。歸納文獻中關于環境因子與日灼傷害的相關資料，從中可知環境因子中的高光、高溫、干旱都與樹種日灼傷害的發生有著直接或間接、單個或疊加的關系。其中高溫與高光對于日灼傷害起主導作用，一定條件的土壤干旱和空氣高濕能夠加劇傷害的發生。栽植環境主要代表樹種的立地條件。銀杏栽植在綠地中與栽植在道路上所產生的日灼傷害是不同的。柏油路面和硬質鋪裝能夠強烈反射太陽光，導致地表空氣溫度升高，加劇銀杏樹冠外緣葉片的日灼程度ꎻ但是綠地中栽植的銀杏則較少發現日灼焦葉的現象[15]。

2城市樹木日灼傷害的指標體系

日灼傷害的程度主要由形態指標表示，而生理指標揭示傷害發生的機理。

2.1形態指標不同程度日灼傷害的樹木在葉片焦葉面積和枝干灼傷面積等形態指標的變化方面不盡相同。可借助形態指標判定植物遭受日灼傷害的程度。以形態指標為基礎的傷害分級與傷害指數，可用于樹木的日灼傷害統計。目前傷害的分級方法有文字描述法和標準圖解法兩種。文字描述法使用文字描述植物受傷害的程度，將每一個描述類別分別歸納為定量化的數字、指數、級別或百分率。標準圖解法則是用圖片或照片表示植株的不同受害程度，能非常直觀地反映受害級別。而傷害指數＝(∑傷害級數×相應株數)/(最高傷害級數×總株數)，其表現受害程度。張金環等[1]在夏季高溫對植物傷害的調查過程中使用文字描述法對常見植物的葉片日灼傷害及枝干日灼傷害情況進行分級。統計得到紅楓、銀杏、七葉樹等樹種葉片易受日灼傷害，日灼的株數占到總數70％以上，灼傷嚴重的占到30％以上。木蘭科植物廣玉蘭、白玉蘭、馬褂木等枝干易受日灼傷害。文字描述法簡單易操作，能直接通過實地調研等方法記錄數據，統計分析后得到不同區域或環境條件下日灼傷害的差異性。

2.2生理指標

2.21溫度指標除了形態上的指標外，Hartig[23]等人早在1892年就發現樹木枝干日灼來源于形成層過熱。因此在國外形成層溫度很早就被用作監測枝干日灼傷害的直接生理指標。使用水銀溫度計測試形成層溫度，會對樹木的枝干造成較大的創口，從而損傷形成層、影響被試樹木活力[24]。后來Har￣vey[25]首先提出利用熱電偶測量形成層溫度，取得了很好的效果。Huberman[26]在Harvey的研究基礎上，對所選森林中的林木主干設置25％，50％，75％遮光3個實驗梯度，并且用全光照作為對照組，于7月和11月分別測試不同方位、不同高度的形成層溫度，得到形成層溫度與枝干日灼傷害的相關性。通常情況下形成層的溫度在南方、西南方向溫度最高，日灼傷害也最為明顯。鄭曉輝[27]在揭示庫爾勒香梨枝干冬季日灼傷害的過程中通過動態監測香梨休眠初期至次年活動期間樹干陽面、陰面形成層溫度及相應的太陽輻射、空氣濕度等氣象因子，分析越冬期間形成層溫度變化特征及各個氣象因子與形成層溫度的關系，發現樹干陽面的溫度日較差大于陰面，日灼傷害顯著，并且太陽輻射是形成層溫度變化的根本原因。

2.22葉綠素熒光指標日灼作為逆境脅迫的一種，既能直接造成樹木的光合損傷，又能影響植物體內光合電子的傳遞和暗反應的發生。葉綠素熒光動力學作為一種新興的逆境脅迫研究方法，可以快速、靈敏、無損傷探測逆境對植物光合作用的影響。許多研究表明，逆境脅迫的輕重與葉綠素熒光的參數值被抑制的程度之間存在著正相關，可作為植物抗逆的指標[28]，揭示了參數變化與逆境傷害間的關系。已有的研究中，通常使用部分葉綠素熒光參數指標的大小或變化來揭示綠化樹種日灼抗性的差異。一些日灼抗性較好的樹種保持較高的原初光能轉換效率，吸收的能力較多地用于光化學反應的耗散過程。葉片實際光化學效率及電子傳遞速率的差異也與日灼抗性之間存在密切對應關系，較高的光化學效率及電子傳遞速率對應著較高的抵抗日灼傷害的能力[11]。

2.23抗氧化酶指標植物的抗性以及對環境的適應與過氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)等抗氧化酶的含量密切相關[29]。逆境脅迫下抗氧化酶的響應依逆境脅迫類型與植物種類的不同而有所差異，現有的研究主要有水分脅迫、鹽脅迫、熱脅迫等逆境脅迫下各個抗氧化酶的響應[36]。在庫爾勒香梨(Pyrussinki￣angensis)枝干冬季日灼傷害研究中，分析日灼傷害所引起的形成層溫度變化對形成層過氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)活性的影響，結果對比枝干日灼出現的時間以及各個指標隨時間變化的差異發現，POD、CAT的活性達到了極顯著差異。兩者在香梨枝干形成層中活性變化的大小反映香梨樹木受損害的程度，二月份枝干日灼傷害最為嚴重，對應POD和CAT酶的活性也達到峰值，因此POD和CAT也可以表征冬季枝干日灼傷害[27]。

3城市樹木日灼傷害的防治對策

現有樹木日灼傷害的防治措施主要基于樹種、環境和栽植養護3個方面。1)在樹種的選擇和配置上，多選用耐日灼傷害的樹種。很多植物對生長環境的變化有一定的適應能力，因此，可以對植株(尤其是幼苗階段)有意識進行適應性鍛煉，以提高苗木對不利環境的抗性[30]。在做設計與植物配置時，應按照“適地適樹”的原則，根據樹種的生態習性，將它配置在合適的生長環境中，如朝西方向有高大建筑物、山體，或有其他大喬木能有效擋住西照陽光的區塊[30]。2)環境的控制主要在于通風條件的改善和降溫，盡量改善局部小環境以減少物理傷害[21]ꎻ同時注重上層的遮蔭和下部鋪裝的選擇。3)在栽植養護上，樹木日灼傷害的防治主要表現為栽植朝向的選擇[8]，修剪時西南方向枝條的適當保留，冬夏季枝干的涂白與卷干包扎防護以及及時灌溉等[31]ꎻ同時，水分是限制樹木生長的主要因素。樹木的日灼傷害常常伴隨著干旱脅迫，日灼和干旱的共同作用對植物的傷害會極顯著地高于單純的日灼和干旱的傷害。在夏季高溫高日照環境中，保持土壤中的水分充足，使植物保有較強的吸水能力和蒸騰作用以降低葉面溫度，從而降低日灼對植物的傷害。

4展望

樹種的日灼傷害已有相關的評價指標和書中篩選等階段性成果，但是在評價綠化樹種的日灼傷害時，應把形態、生理及生態等多方面的指標結合起來，構建完整的評價指標體系才能得到更加全面的結果。同時，對同一樹種的不同品種進行日灼傷害鑒定時，單純地利用其中一些形態、生理指標來區分樹種應對日灼傷害的能力往往具有偏差，因為這些品種存在種源和遺傳差異，可通過基因的研究來揭示日灼傷害的不同，這樣才能在城市樹木日灼傷害和抗性的研究中有所突破。城市綠化樹種通常種植在開放的空間環境中，相比于森林中的樹木，受到的環境干擾更大。由于受到道路等立地鋪裝及環境建筑的反射作用，更容易引起枝干、葉片的溫度波動[20]。下層鋪裝的地面輻射反射增加了日灼傷害的程度。同樣是太陽輻射和地面輻射的雙重作用和累加效應，下層鋪裝為草地或硬質鋪裝，對于同種樹種造成的日灼傷害是不同的。現有的研究只籠統地肯定了林冠上層與下層鋪裝對于日灼傷害具有一定的影響，缺少具體的試驗及數據支持。因此，從上層建筑物及冠層遮蓋、下層不同鋪裝反射太陽輻射的角度出發，實施定量化的試驗測定，建立城市綠化樹種日灼傷害與兩者的相關性，指導規劃設計中的植物配置與栽植中的生境選擇，能夠將規劃設計與后期養護相結合，群落配置搭配可以提升葉、干的潮度和蔭度，用規劃的手法預防日灼是解決日灼傷害的基礎，這讓城市樹木的日灼傷害研究更具現實意義。今后對城市綠化樹種的日灼傷害研究應從3個方面著手。1)在日灼傷害指標的選取上，應從樹種的日灼傷害機理上進行深入分析和探討，而不是停留在單一指標的觀測上。2)運用日灼傷害指標進行樹種日灼傷害評價時，要結合多項指標進行綜合評價，使日灼傷害的評價更具科學性。3)結合每種樹種的生長特性以及當地季節氣候特點，在規劃前期對樹種進行科學的測評，綜合考慮樹種的上層環境與下層鋪裝，合理配置是減緩樹種日灼傷害、保證景觀效果的重要途徑。

作者：張德順；章麗耀；胡立輝；劉鳴；李科科 單位：同濟大學