林业科学  2008, Vol. 44 Issue (11): 152-160   PDF    
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林瑞芬, 杨东梅, 刘东明, 戴建阅, 邢福武.
Lin Ruifen, Yang Dongmei, Liu Dongming, Dai Jianyue, Xing Fuwu
2008年初广州常见园林植物冷害情况调查及分析
Investigation and Analysis of the Chilling Injury to the Common Garden Plants in Guangzhou, Early of 2008
林业科学, 2008, 44(11): 152-160.
Scientia Silvae Sinicae, 2008, 44(11): 152-160.

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收稿日期:2008-07-24

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林瑞芬
杨东梅
刘东明
戴建阅
邢福武

2008年初广州常见园林植物冷害情况调查及分析
林瑞芬1,2, 杨东梅1,2, 刘东明1, 戴建阅1,2, 邢福武1     
1. 中国科学院华南植物园 广州 510650;
2. 中国科学院研究生院 北京 100039
摘要: 2008年2月底有针对性地对广州市常见园林植物展开冷害情况调查。调查发现,广州市中心城区不少常见的园林植物都受到不同程度的持续低温天气的影响,隶属于60个科,154种,受害等级在Ⅰ-Ⅴ之间。其中,受害程度比较严重的植物主要集中在夹竹桃科、龙舌兰科、露蔸树科、蝎尾蕉科等几个典型热带分布的科,草本植物比木本植物更容易受害。植物的受害程度还与生境、栽培历史、管理方法等因素有关。针对本次冷害园林植物受害的特点与原因,提出关于广州市园林植物引种栽培的几点建议。
关键词:冷害    常见园林植物    广州市    调查    
Investigation and Analysis of the Chilling Injury to the Common Garden Plants in Guangzhou, Early of 2008
Lin Ruifen1,2, Yang Dongmei1,2, Liu Dongming1, Dai Jianyue1,2, Xing Fuwu1     
1. South China Botanical Garden, Chinese Academy of Sciences Guangzhou 510650;
2. Graduate School of Chinese Academy of Sciences Beijing 100039
Abstract: The chilling injury to the common garden plants in Guangzhou city was investigated selectively in late February, 2008. Results showed that a large number of the common garden plants were slightly or severely injured by the cold weather during this winter, belonging to 60 families, 154 species, and the damaged grade ranked from Ⅰ to Ⅴ. It is found that those severely injured species mostly fell into several tropics-distributed families, such as Apocynaceae, Agavaceae, Pandanaceae and Heliconiaceae; Herbs were more vulnerable than wooden plants. The chilling injury degrees of the plants were also related with their habitats, planting time and cultivated management etc.. According to these results, some suggestions about introduction and cultivation of garden plants in Guangzhou city were also proposed in this paper.
Key words: chilling injury    common garden plants    Guangzhou    investigation    

冷害,是指在0℃以上低温, 植物所遭受的伤害(马文月,2004),属于生理性病害。从危害植物生育时期来看, 冷害多发生于生长缓慢或停止生长期;从受害机理来看, 冷害是造成植物生理的机能障碍, 甚至可导致植株死亡;从受害时间过程来看,植物冷害的受害过程一般需要2天以上的持续低温天气;从发生的地区来看,冷害主要发生在热带、亚热带地区(罗晓玲等,2001何飞等,2005Lyons,1973)。

一直以来,广州市区冬季多为暖冬,冬季平均气温一般为12℃以上,本市的植物大多数都未表现显著的冷害症状,因此植物的冷害也未受到很大的关注。但是,2008年1月底至2月中旬,我国南方城市遭受了大范围的降温和雨雪天气, 广州也遇到了持续23天平均气温小于12℃的低温天气,创下了1951年以来持续时间最长的较低温记录,其中平均气温低于5℃的天数达到了10天以上,最低气温降至3℃,且伴随着连续的阴雨天气(孙安健等,1995)。广州市的许多植物,特别是热带性植物都受到冷害的影响,公园园区、街道、公路等市区绿化带不少植物都出现萎蔫、干枯甚至死亡的现象,给广州市的园林绿化带来很大的损失。为此,本文有针对性对地广州市区常见园林植物进行冷害情况调查和分析,旨在为广州市园林植物种类的选择,尤其是亚热带和南亚热带植物物种的引进提供参考(李海玲,2006)。

1 广州市自然概况

广州市地处南亚热带,北回归线穿越其北部,位于112°57′—114°3′ E,22°26′—23°56′ N,属南亚热带典型的海洋季风气候。一年四季温度变化都很小,全年平均气温20~22℃,平均相对湿度77%。市区年降水量为1 982.7 mm。地势为东北高、西南低,北部与东部是山区,中部为丘陵盆地,南部是珠江三角洲平原。

2 调查地点及方法

本次调查选择位于市中心、在植物种类和绿化方面具有典型代表性的天河区、白云区和越秀区3个区,具体为华南植物园(约调查160 hm2)、天河公园(全部调查)、珠江公园(全部调查)、白云山(约调查1 500 hm2)、云台花园(全部调查)和越秀公园(全部调查)6个地点,总共调查面积约1 831 hm2。其中华南植物园共引种和栽培了多达10 000种的植物,是广州市植物物种多样性最丰富的地方;天河公园历史较长,栽培的植物历史也比较悠久,相比之下珠江公园、云台花园由于建园时间短,植物栽培时间短且种类多为外来引进种,而白云山和越秀公园的丘陵山地则代表了广州市的山地丘陵野生园林植物。因此以上6个调查地点的常见园林植物冷害情况能较全面地反映整个广州市的情况。

调查方法主要是实地考察,记录受害植物的种类、生境、受害程度以及具体表现,拍照并采集标本进行室内鉴定。同时为了便于比较分析,笔者在参考相关研究资料的基础上,以综合所调查植物总体受冷害状况的特点为依据,制定了以下冷害分级标准(李海玲,2006崔读昌,1999黄丽群等,2004):

Ⅰ级:轻度受害,仅有部分嫩叶受害或老叶边缘受害;

Ⅱ级:中度受害,嫩叶和顶芽都受害;

Ⅲ级:严重受害,嫩叶、上部枝条及叶都受害;

Ⅳ级:极严重受害,树冠几乎全部受冻,但主枝或茎干部分仍具有生命力,次年仍可恢复生长;

Ⅴ级:地上部分基本死亡,无法恢复生长。

3 结果与分析 3.1 园林植物受害的表现

本次调查发现,不同园林植物受害表现不一样。大多数园林植物主要表现为嫩枝新叶发生变化,包括叶子发黄、泛白失绿、干枯卷曲、焦枯或呈水渍状等不正常的改变,主要是由于低温冷害引细胞膜半透性损伤,导致细胞质外渗的结果(Singh et al., 1988Blum, 1988),如夹竹桃、黄花夹竹桃的嫩叶变褐,焦枯、坏死如被火烧过般;红果仔、莫氏榄仁叶子变色成褐色或者紫红色;但有的植物,如虾衣花,叶子不变黄,只是极易凋落,风吹或轻轻一碰就掉叶,可能是因为受冷害后叶原基的隔离层及其临近细胞的果胶酶和纤维素酶活性增加,导致离层细胞的胞间层或连同细胞壁一起溶解,形成一个自然的断裂面,在风力、人工碰撞等外界机械力的作用下就会加快落叶(崔读昌,1999)。

3.2 调查的科属种受害情况分析

根据调查的结果进行统计(表 1),非野生的园林植物共有133种,19个栽培品种受到冷害,隶属于58科,但是其受害级却不等。

表 1 广州市常见园林植物冷害原产地、症状及等级 Tab.1 Provenances, grades of chilling injury of common garden plants in Guangzhou

首先从科的水平来看,统计受害种数(包括栽培品种)在5种或5种以上的科依次是大戟科(7种,2栽培品种)、龙舌兰科(3种,6栽培品种)、苏木科(9种)、马鞭草科(5种,2栽培品种)、棕榈科(8种)、桑科(4种,2栽培品种)、夹竹桃科(5种)、蝎尾蕉科(5种)、茜草科(4种,1栽培品种)。受害程度比较严重的植物主要集中在夹竹桃科、龙舌兰科、露兜树科、蝎尾蕉科等几个典型热带分布的科,大部分出现叶片大面积枯黄或出现水渍状褐斑,重者叶片全部干枯,少数灌木或草本植物全株倒伏死亡。

其次从种的水平来看,受害等级最高达Ⅴ的有红苋草、金凤花、龙船花类及大花美人蕉,这些植物几乎全部枯死,恢复生长的几率极小;受害等级达Ⅳ级的有红龙草、红桑、扶桑、可爱花、希茉莉、软枝黄蝉、翅荚决明、中国文殊兰、朱蕉、金边万年麻、蝎尾蕉类、猫尾木、印度紫檀、非洲楝、美丽异木棉、酒瓶椰子、加拿利海枣等,大多表现为叶子卷曲干枯至死,或干枯凋落,只剩下茎干或者部分枝条可存活;受害等级为Ⅲ级的有蔓花生、蚌花、合果芋类、天门冬、闭鞘姜、风车草、仙戟变叶木、美蕊花、狗牙花、灰莉、红果仔、红刺露兜、旅人蕉、黄槐、铁刀木、凤凰木、小叶榄仁、假苹婆、董棕等,表现为全部或部分叶子连同部分枝条受害,极大影响其观赏性;受害等级为Ⅱ级的有长春花、三色栉花竹芋、凤尾竹、红背桂、洒金变叶木、鸳鸯茉莉、垂花悬铃花、亚里垂榕、翡翠朱蕉、分叉露兜、垂枝暗罗、水石榕、糖胶树、腊肠树、小叶桉、鱼木、南椰等,主要表现为少数嫩叶、嫩枝或者顶芽受害。

3.3 受害园林植物的原产地分析

大多数受害的园林植物原产热带地区,如印度、巴西、巴拿马、墨西哥、东南亚等,包括红桑、红雀珊瑚、美丽异木棉、小叶榄仁、美蕊花、翅荚决明、双荚决明、金凤花、腊肠树、印度紫檀、软枝黄蝉、鸡蛋花、南美蟛蜞菊、假连翘、美人蕉类、竹芋类、合果芋类、万年麻类、蝎尾蕉类、海枣类、椰子类等。它们的受害等级一般较高。但亦有例外者,如原产巴西的叶子花和原产热带美洲的马缨丹却几乎不受害或不超过Ⅱ级,可能是由于经过长期的驯化,它们已经适应当地的环境,具有较强的抗寒能力。

此外,为了便于比较,也对部分的野生园林植物进行了调查(表 1)。相比之下,属广州本土的园林植物受害程度要轻得多,表现在除了金丝桃科的黄牛木受害等级达Ⅳ级,以及少数的草本植物(如草豆蔻、竹叶草、棕叶芦)、藤本(如鸡矢藤)受害等级达3级外,其他本土园林植物都受害比较轻或无受害症状。这表明本土园林植物经过长期的自然选择而更加适应当地的恶劣环境。

3.4 受害特点及其原因分析

1) 植物的受害程度与其生活周期及生活型有关。通过调查结果的统计发现,草本比木本、1年生植物比多年生植物普遍的更容易受害,且受害的症状也比较严重。在所调查的受冷害植物种中,木本植物有95%以上的受害等级属Ⅰ-Ⅲ级,而草本植物10%以上达Ⅳ,有的甚至达Ⅴ等,为全株死亡;其中1年生植株受害的频率也相对较高。

2) 植物的受害程度与其原产地有关。原产于温带或长期在本地栽植的乡土村种表现出较强的抗寒冷气候的能力,如阴香、樟树、山茶、羊蹄甲类、红花檵木、杜鹃、桂花等基本不受本次持续低温天气的影响。而原产热带或喜温植物,由于要求生长在温暖的环境下,极易遭受冷害,如软枝黄蝉、龙船花类、文殊兰类、金边万年麻、酒瓶椰子等,它们大部分来自典型的热带地区。

3) 同一种植物在不同的生境受害程度不一样,与海拔、坡向、周围的植被等因素有关。如美蕊花,在华南植物园澳洲园附近的植株表现为顶部叶片萎焉,而在较高海拔的白云山主干道旁的植株则表现为几乎全部叶片干枯;又如毛稔,在白云山主干道旁阴坡的植株出现叶片先端干枯的症状,而在阳坡的植株则安然无恙;变叶木在华南植物园南门口路边表现为叶子出现褐斑,而在该园药园旁边的铁刀木保护下的则几乎没受害;调查所见的黄纹万年麻几乎都受害,仅在珠江公园内有一株依然生长良好,可能与其四周被灌木围住得以保护有关。

4) 受害程度与栽植时间长短有关。栽种时间短的植株比栽种时间长的受害程度深,同一植物种类,在天河公园栽培时间较长,而在珠江公园和云台花园的栽培时间较短,故在天河公园的植株的受害程度比后两个公园的轻得多,这在美蕊花、扶桑、朱蕉及非洲楝上表现最明显。另外,在白云山主道旁的灰莉,虽然在同一地点,但新近栽种的植株几乎全部叶片呈黄绿色、萎焉下垂,而旁边已经栽种很久的植株却没有受害,表现良好。

5) 植物的受害程度与管理方法有关(李海玲,2006)。低温天气来临前被修剪过的植株会加重其受害程度。调查中发现白云山南门附近被修剪过的扶桑比云台花园中没修剪过的受害情况严重, 前者枝条上部的叶大部分干枯, 而后者只是部分叶自先端沿边缘干枯;华南植物园中的红果仔,没修剪过的植株只是几乎全部叶片变红,而修剪过的大部分叶片散生黄褐色的斑点,且枝条先端不同程度地干枯。此外,若植株在低温天气来临前加以适当的保护措施,则能减轻受害程度,如调查中发现的金边万年麻在云台花园的温室内生长状况良好,露天的却出现叶片大面积水渍样溃烂的现象。

6) 植物的受害程度还与苗木来源及炼苗地有关。在本次调查发现,同一植物种类(典型的如印度紫檀),原栽植苗木从海南引进的植株比从广州当地的炼苗基地移栽的受害程度严重。可见幼苗的驯化地与环境对园林植物的抗寒性有较大的影响,当地炼苗当地栽植更可以提高其耐寒力。

7) 冷害还与降温幅度和持续天数有关(刘善修等,2000)。虽说3℃的低气温在广州的历史上也曾出现过,但本次广州降温的幅度和持续的天数是几十年来少见的,故不少的园林植物由于不适应这种天气变化而受到生理方面的严重损害,从而造成极大的园林绿化损失。

4 建议

总的来说,在引种栽培园林植物时,应以正确合理地选择树种、因地制宜为原则(张汝,2001)。因为树种不同,其抗寒能力各不相同,具体采取哪些措施,应根据各地的立地条件及树种生物学特性,因地制宜地选用既经济又有效的方法。

1) 适当提高乡土植物在园林绿化植物种类中的比例,最佳比例为75%~80%。目前有关资料表明,广州市的园林植物中60%~70%为外来引进种。从本次的调查结果可得知,受害的园林植物中只有13%属于广州当地的物种,而且受害程度均较轻。可见,在广州市园林绿化建设中,应该大力推广乡土园林植物。

2) 应从与广州气候相近的地区引种。为体现广州市园林物种的多样性和丰富性,可以考虑引种北亚热带及北温带的植物。但是引种前应充分考虑引种地与被引种地气候的相似程度,尤其是纬度、年平均气温、最高温、最低温、光照、年降雨量等限制植物引种的主要生态因子(王毅等,1994)。从气候相近的地区引进的植物能更容易地适应广州当地的气候,应对恶劣天气,减轻受灾程度。

3) 栽种植物时应充分考虑植物的生物学特性与种植地小气候的一致性。因小地形环境的变化可直接影响光照、温度、湿度、风力等气象要素的再分配和冷空气的下滑沉积,所以有时小环境引起的冷害显著大于大环境。一般的规律为:阴坡重于阳坡;迎风坡重于背风坡;南坡西南坡受害最轻,东南坡西坡次之;东坡和西北坡较重,北坡和东北坡受害最重。因此,在阴坡、迎风坡或北坡,适选择耐寒、抗风植物,而不宜栽种阳生、不抗寒的物种(胡卓勇,2001)。

4) 改善栽培管理方法,做好抗寒保护措施。冬季来临前可给易产生冷害的园林植物覆盖干草、草席、塑料薄膜等,在根颈处培土或在主干处捆绑草绳、薄膜,以及采取树干涂白、树冠喷白等措施。还应注意选择适当的种植季节,不应在隆冬到来之际栽植一些弱、小、易产生冷害的植物,也尽量避免秋季修剪,防止园林植物新长的嫩梢受到冷害。

5) 可通过本土培育和炼苗来选择广州市适宜的抗寒品种(黄丽群等,2004)。具体方法包括引种驯化、抗寒锻炼,或采用化学诱导和增加P、K肥等措施来提高植物苗木的抗寒抗冷性。

6) 提高准确预报冷害天气的水平,加强广州、广东甚至珠江三角洲冷害发生及危害规律的研究,做到早预报、早准备,以利于及早做好防寒的措施,降低园林植物的受害程度。

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林瑞芬, 杨东梅, 刘东明, 戴建阅, 邢福武