低温胁迫对校园植物的影响调查——以云南师范大学为例.pdf
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1、58工作研究农业开发与装备2023年第8 期低温胁迫对校园植物的影响调查以云南师范大学为例窦毅,叶祖梅(云南师范大学,云南昆明650500)摘要:低温天气诱发的低温胁迫是威胁植物生存的因素之一,尤其对于有大量引种源于热带植物的校园。2022年2 月2 2 日,云南省昆明市出现罕见的大范围降雪天气,由此引发的低温胁迫对云南师范大学不同来源、不同生活型的校园植物造成了不同的冻害。建议在将来的校园植物引种种植中在考虑观赏、绿化价值的前提下应多种植本土植物,引种外来植物时应该多选择木本植物,并进行必要的引种试验以降低极端天气诱发的低温胁迫造成的经济损失。关键词:云南师范大学;校园植物;冻害情况;调查分
2、析引言植物在生长发育时期中温度是重要的影响因素。冻害便是0 以下的低温,使作物体内结冰,对作物造成伤害。发生程度轻的局部产生损伤,冻害程度重的可导致植株的死亡。因此,研究植物冻害在一定程度上能够对植物的生长发育、资源合理配置、生物多样性起到重要作用。校园植物的建设不仅美化了校园环境,更为师生提供舒适愉悦的生活学习体验,但由于校园景观的建设不可避免地会引人外来植物,当遭遇极端低温天气时,就会在一定程度上破坏原有的校园植物的资源配置,影响校园植物景观,以校园植物作为植物冻害的研究对象不仅可以总结各类植物越冬的预防措施,还可规避植物受冻带来的景观和经济方面的损失,更能为同类高校在校园植物引种和校园景
3、观建设方面作出建议。我们 2 在2 0 13 年对云南师范大学校园栽培植物的冻害调查,外来种尤其引种于热带的由于本身适应热带气候条件当被引人非热带环境中时更容易受到低温天气的胁迫。而对于不同生活形态的植物,草本植物相对于木本植物可能更易受低温冻害 3 。基于此借助此次的气候事件探究是否在云南师范大学呈贡校区的校园植物中不同来源的植物的受冻程度存在差异外来植物的受冻程度和比例更高?是否草本植物比木本植物更易受低温冻害的影响?本研究采用实地调查法以云南师范大学呈贡校区的50 科,90种常见被子植物进行了冻害情况调查和等级划分。结果表明受冻植物3 7 种占调查总数41%,未受冻植物有53 种占调查总
4、数59%。受冻植物中,级冻害占调查总数3 0%,级冻害占7.8%,级冻害占1.1%,IV级冻害占2.2%。不同产地植物受冻情况有所区别,在受冻植物中包括12 种外来植物,2 5种本地植物。引种植物中受冻等级最严重为IV级的墨西哥鼠尾草Salvialeucantha。本地植物受冻最严重仅为级且受冻率较低。不同生活形态的植物中草本植物受冻情况比木本植物严重。同种植物在不同调查区域内由于生理状态、所处地势、被遮挡状况等的不同,受冻等级也有所差异。草本植物在有乔木,灌木遮挡积雪时受冻情况明显好于裸露状态。调查地概述昆明属于北纬低纬度亚热带高原山地气候,年均温度15.5左右,全年温差较小,干湿季分明。呈
5、贡区位于云南省滇东高原腹地,滇池东岸。东经1024510300,北纬2 442 2 50 0 。查询气象数据发现2 0 16 年昆明市曾出现过极低温-3,自此后几年气温均未出现低于零下情况,到2 0 2 0 2 0 2 2年,连续三年全年最低温都为-1,但2 0 2 0 年、2 0 2 1年两年昆明未出现过降雪,2 0 2 2 年2 月2 2 日最低温为-1,最高温为3,天气为雨夹雪。2调查时间与方法2.1调查时间从2 0 2 2 年3 月1 7 日进行为期一个星期的实地调查,此时受冻害植物并未完全恢复。间隔一个月,于2022年4月1 5日对受冻害植物的恢复情况进行跟踪调查,判断其生存情况,做
6、出冻害恢复评估。2.2调查方法首先把云南师范大学呈贡校区划分为5个样方(东西区以桥为分界,西区为样方1,样方2 从教管学院开始由北向南沿着北湖湖畔经图书馆西侧,南湖沿岸,至学校正门。样方3 包括北湖、南湖、图书馆所含绿植59工作研究农业开发与装备2023年第8 期区域。样方4由北向南包括艺术学院、体育学院、地理学部至能环学院等所含绿植区域。样方5由北向南包括东区体育场、东区宿舍区),然后参照文献 4中的方法确定植物冻害等级表(表1),采用实地调查的方法,观测每个样方内的常见植物受冻情况,统计受冻植物的受冻器官、受冻程度和数量,并拍照记录。期间查阅中国植物志确定调查植物的种名、科名、生活型和原产
7、地。通过Excel对取得的数据进行整理、加工,制作图表展示并进行分析。表1植物冻害等级表冻害等级植物外在特征表现描述0级无明显受冻迹象I级仅少量嫩枝、嫩叶、新枝尖端稍枯萎,春暖复苏级老叶未受冻,嫩枝、嫩叶枯萎,春暖可长出新枝级嫩枝多数受冻,部分老叶受冻菱,春暖可长出新枝IV级地上部分全部枯死,春暖可以从主干基部萌发出新芽V级地上及地下部分全部枯死,来年不能萌发3丝结果与分析3.1受冻害植物的基本调查情况本次冻害研究调查了云南师范大学50 科共9 0 种植物。其中木本为7 1种,草本为19 种。结果显示植物的受冻等级由0 级到IV级,未出现受冻V级的植物,植物受冻害等级占比如图1所示,川级冻害川
8、级冻害IV级冻害1%8%2%1级冻害30%0级冻害59%惠0 级冻害号级冻害童川级冻害戴川级冻害IV级冻害图1各植物受害等级占比3.2不同产地的植物冻害情况经冻害调查统计,9 0 种调查植物中,58 种产地为云南,2 8 种为外来植物,产地不详的有4种。外来种占比3 1.1%,本地种占6 4.4%(图2)。本地植物与外来植物的受冻情况比较如图3 所示,本地植物仅存在I级和级冻害,受冻率分别为3 4.5%和8.6%,未受冻的占56.9%。在此次突发的极低温天气中,部分本地植物的也会受其影响而发生程度较轻的冻害,如菩提树FicusreligiosaL.、滇山茶Camelliareticulata
9、Lindl.沿阶草Ophiopogon bodinieri Levl.,受冻等级达到级。经过后期冻害恢复观察发现,春季到来后,本地树种均能长出新芽、新枝恢复到冻害前的水平。外来受冻植物中I级冻害受冻率为2 5%;级受冻率为7.1%;级为10.7%,未受冻的最多占57.1%。可见大部分外来引种植物如薰衣草Lavandulaangustifolia、荷花玉兰Magnolia grandiflora L.、含笑花Micheliafigo均未受冻。荷花玉兰原产于北美洲东南部,为亚热带树种。含笑花原产于华南南部,该地区为亚热带季风气候。这可能是两种植物适应云南昆明亚热带高原季风气候的原因。但像芭蕉Mus
10、abasjoo Siebold、墨西哥鼠尾草Salvia leucantha Cav.、南美膨菊Sphagneticola trilobata(Li n n a e u s)Pr u s k i 等少数热带引种,受冻程度严重,且受冻率极高。除了嫩叶、嫩枝受冻外,部分老叶萎焉,其中墨西哥鼠尾草和南美膨菊地上部分全部枯死,经过后期追踪调查确定冻害等级达到IV级,由此可知校园内的热带引种无法适应极端低温和降雪天气。综上所述,受此次低温冻害天气影响,本地种植物受冻轻微,外来种植物受冻严重。10090807064.460504031.13020100本地种外来种图2不同产地植物情况占比4034.5353
11、02525201510.78.6107.17.1501级冻害川级冻害川级冻害IV级冻害本地种外来种图3不同产地植物受冻情况60工作研究农业开发与装备2023年第8 期3.3不同生活形态的植物冻害情况根据植物的生活形态,将植物划分为木本与草本。其中调查的木本植物共7 1种,占7 9%,草本植物19种,占2 1%(图4)。草本21%木本79%草本木本图4不同植物生活形态占比4031.629.630201110.57105.201级冻害1级冻害川级冻害IV级冻害草本木本图5不同生活形态植物冻害情况比较调查发现在木本植物中,存在I、级受冻,分别占比2 9.6%、7.0%;受冻的草本植物中出现I、IV级
12、冻害的情况,分别占比3 1.6%、11.0%、5.2%、10.5%。草本与木本植物大多受到I级冻害,木本植物不存在级和IV级冻害。草本植物中受I级冻害且冻害率较高的为醉浆草Oxaliscorniculata,虾衣花Calliaspidia guttata,受级冻害的有芭蕉、墨西哥鼠尾草、南美菊。而木本植物受I级冻害较多,包括小叶女贞Ligustrumquihoui、秋枫BishofiajavanicaBl.、木Osmanthus fragrans(T h u n b.)Lo u r.等。冻害等级最高达级,包括阴香Cinnamomumburmannii(Ne e s&T.Nees)Bl u me
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