(1)降水直接影響樹木的生長
如果溫度條件可以滿足樹木生長的需要,那麼樹木究竟能否生長,以及長成什麼樣子,就要看降水量的多少了。
熱帶、亞熱帶和溫帶的幹旱地區,就是由於水分的極度缺乏以至於不能生長樹木及草類而成為荒漠的。在熱帶地區,如果雨季中雨量較少,例如非洲年降水量500~1000毫米的地區,會形成一種稀樹草原景觀,草原上稀稀拉拉地分布著一些較矮的喬木,一般具有傘狀樹冠,其中最著名的要算是猴麵包樹了。這種樹樹幹粗壯,疏鬆的肉質樹幹內儲存著大量水分。果實常重達數千克,澱粉質果肉可供食用,因此才有“猴麵包”之稱。
30°~40°緯度的大陸西岸,屬地中海氣候。這裏冬季較溫暖,樹木可以照常生長。降水對樹木的影響主要是因為降水和熱量的季節匹配不當。地中海氣候的雨季在冬季,夏季是旱季。這裏的樹木為了度過幹旱的長夏,森林不密,樹木不高,樹葉堅硬呈革質,有的長有許多茸毛,沒有光澤,稱為硬葉常綠林。橄欖是地中海氣候最重要的經濟林木。
海拔較高、範圍較大的山區,其各處的植被景觀相差很大。這主要是由於地形和海拔高度的不同引起降水量巨大差異所造成的。降水量一般隨海拔高度升高而增加。因此在最典型的情況下,可以發生山麓荒漠而高山上有森林的奇景,例如中國天山北坡、祁連山北坡等就有這種情況出現。
迎風坡降水量常比背風坡多得多,因而山區迎背風坡植被景觀也有很大的差異。例如位於熱帶季風區中的柬埔寨西南部,麵迎西南季風的豆蔻山脈西南坡年降水量可以多達3000毫米以上,最多雨的卜哥山甚至可以超過5000毫米,因而西南坡上均為熱帶雨林景觀,樹木分層,林中藤本和攀援植物極多;但是背風東北坡(包括首都金邊地區)由於地形影響,年降水量大為減少,僅有1000~2000毫米,因此林相稀疏,樹種單一,而且到了旱季後期,植物為了自我保護,減少高溫下的大量水分散失,竟然掉光了一身樹葉(樹木不是冬季而是春季落葉),可是它仍然是喬木!在中國西雙版納,可以看到冬春旱季中橡膠林內葉落滿地、枝上樹葉稀疏的情況。當背風坡降水量減少到臨界值以下時,植被景觀也可發生質變。例如中國大興安嶺東坡,麵迎太平洋,年降水量450~500毫米,溫帶森林滿坡;可是背風西坡年降水量減少到250~300毫米,因而草原無際,淹沒牛羊,遂有“天蒼蒼,野茫茫,風吹草低見牛羊”的景觀。世界上甚至也有迎風坡是森林而背風坡為荒漠、半荒漠的極端情況,例如南北美洲的西海岸山脈。
(2)森林是綠色海洋
林區的氣候類似海洋,故有“綠色海洋”之稱。森林,特別是原始森林,成立體結構,高大樹木、低矮灌木、地麵草木、菌類植物共存,對水蒸氣的捕獲能力強,當這些水蒸氣凝結後降水落到地麵上時,就相當於降水。在我國南部地區,林區煙霧繚繞,此種捕水能力不容小覷。由於水比熱容較大,雲霧存在減少了地麵的蒸發,單就雲霧林所捕獲的水分來說,超過了其蒸散量,即增加了降水。植樹造林能夠增加降水,森林吸收深層土壤水分,通過樹木的蒸騰作用把水蒸氣隨大氣運輸出森林之外,其中相當大一部分在林區附近凝結成雨,增加降水。
1.2.4樹木與風
(1)風可影響樹木的外形
一般說來,風並不影響樹木的生存,主要隻影響其外形。隨著風速的增大,如果各種風向機會均等,一般來說也不會對樹形發生重大影響,與靜風環境相比,僅僅是樹冠稍會有不同程度地減小罷了。但是當風向比較單一,即當地隻有一種盛行風向時情況就不同了。樹木麵迎盛行風向的一側由於經常承受較大的風速,水分蒸發大大加速而使新生枝芽生長緩慢甚至枯萎;而背風的一側仍能繼續生長,從而使樹形發生不對稱,氣候學上稱之為風成偏形樹。有些偏形樹很像倒放的掃帚,帚尖指向盛行風吹去的那個方向,成為活的氣候風向標。一般說來,除了盛行風頻率特別高的信風帶和西風帶中的有些地區外,世界上其他地區一般隻有在狹穀或風口處才會有偏形樹存在。
(2)樹木可有效減少風害
防風林是利用森林的防護、綠化、淨化、防風固沙、水土保持、涵養水源等功能,以防禦自然災害、維護基礎設施、保護生產、改善環境和維持生態平衡等為主要目的的森林群落。防風林對於恢複我國“三北”地區的自然生態平衡,減緩風沙和水土流失的嚴重威脅,緩解能源短缺,保障工農業生產和經濟建設等都具有十分重要的作用。
在森林表麵以上,風速一方麵受林冠粗糙起伏的影響有所削弱,另一方麵由於氣流受到壓縮而得到增強,總的效應使森林中比開闊地同樣高度的風速有所增強。氣流越過森林時,在森林上方幾百米的高度上都能出現亂流加強的現象。森林中風速在垂直方向上隨高度變化不大。當森林上方的風速為4米/秒時,秋季長滿葉簇的林中風速比春季未長新葉的林中風速要小0.4~1米/秒;在長滿葉子的林冠層中部風速出現最小值,而在林冠之下的樹幹處風速有所增大。後者在林下無灌木層的疏林中更為明顯。事實上這與有作物的農田中的風速垂直分布是相似的。林中風速的水平分布在森林中由林緣向內,隨著距離的不斷增加,風速逐漸減弱。森林密度的不同,對林內風速減弱的程度是不一樣的。有關專家研究指出,闊葉林中2米高度風速與空曠平地上的風速的比值,在稀疏的森林中,冬季(脫葉)為0.4~0.6,夏季為0.3~0.4,在稠密的森林中,冬季為0.2~0.3,夏季為0.1~0.2。此外,風和日麗的時候,森林與鄰近的空曠地之間易形成弱的局地環流。白天,在林冠高度以上氣流從空曠地流向溫度較高的林冠,地麵上的氣流則從森林流向空曠地。夜間相反。森林麵積越大,這種局地環流越明顯。
1.2.5土壤與樹木
土壤是樹體生長發育所需水分和礦物質營養元素的載體,是固定樹木的介體,樹木通過根係來固定支撐其龐大的樹體。土壤是地殼表層經風化、腐殖化作用而形成的疏鬆部分,是母岩狀況、氣候、地形、生物長期共同作用的結果,其理化特性與樹木的生長發育極為密切,良好的土壤結構能滿足樹體對水、肥、氣、熱的要求。土壤具有潛在的生物生產力,對樹木生長的影響主要表現在土壤厚度、質地、結構、水分、空氣、溫度等物理性質,土壤酸度、營養元素、有機質等化學性質,以及土壤的生物環境。
(1)土壤溫度與樹木
土壤溫度直接影響根係的活動,同時製約著各種鹽類的溶解度、土壤微生物的活動以及有機物的分解和養分轉化等。樹木根係生長與土壤溫度有關,夏季土壤溫度過高時,表土根係會遭遇傷害甚至死亡,故可采取種植草坪、灌木等地被植物或進行土壤覆蓋加以解決。根際土壤溫度與樹體生長有關,其實質是對光合作用與水分平衡的影響。據測定,光合蒸騰率隨土壤溫度上升而降低。當土壤溫度為29℃時開始降低,到36℃時根組織的幹物質明顯下降,葉中鉀和葉綠素的含量顯著減少。當土壤溫度為40℃時,葉片水分含量減少,葉綠素含量嚴重下降,而根中水分含量增加,這是由於高溫導致初生木質部的形成減弱,水的運轉受阻。當冬季土壤溫度低於-3℃時,根係凍害發生,低於-15℃時大根受凍。
土壤的熱量主要來源於太陽輻射能,經土壤表麵吸收傳到深層;土壤的升溫和散熱取決於土壤各層的溫差、土壤導熱率、熱容量和導濕率等。土壤表麵和深層的溫差越大,熱量交換就越多,如沙土升溫快散熱也快。濕土層溫度變化小,升溫和散熱較緩,幹土則相反。因此在水少情況下,熱容量大的黏土白天升溫比沙土慢,夜間散熱也慢;春季黏土比沙土溫度低,但在升溫時比沙土保溫能力強。
(2)土壤養分與樹木
土壤中含有樹木生長所必需的各種養分,雖說樹木可以通過多種渠道獲得生長所需要的營養,但主要是由根係從土壤中吸收。土壤中的營養元素大部分保持在有機碎屑物、腐殖質及不溶性的無機化合物中,它們隻有通過緩慢的風化和腐殖作用,才能成為有效養分而為樹木所吸收。有效養分主要為土壤膠粒所吸附的營養元素和土壤溶液中的鹽類,如陽離子態的NH4+、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cu2+等;而陰離子態的SO2-4、NO-3、Cl-,則主要存在於土壤溶液中。樹木根係通過離子交換方式吸收這些營養元素。
(3)土壤水分與樹木
礦物質營養物質隻能在有水的情況下才能被溶解和利用,所以土壤水分是提高土壤肥力的重要因素,肥水是不可分的。一般樹木的根係適應田間持水量為60%~80%的土壤,通常落葉樹在土壤含水量為5%~12%時葉片凋萎(葡萄5%,桃7%,梨9%,柿12%)。幹旱時土壤溶液濃度增高,根係非但不能正常吸水反而產生外滲現象,所以施肥後強調立即灌水以維持正常的土壤溶液濃度。
(4)土壤通氣與樹木
樹木根係一般在土壤空氣中含氧量不低於15%時生長正常,不低於12%時才發生新根。土壤空氣中二氧化碳增加到37%~55%時,根係停止生長。土壤淹水造成通氣不良,尤其是有機物含量過多或溫度過高時,氧化還原電位顯著下降,使得一些礦物質元素成為還原性物質,抑製根係呼吸,造成根係中毒,影響根係生長。黏重土或土壤下層具有橫生板岩或白幹土,易造成土壤通氣不良。
各種樹木對土壤通氣條件要求不同,可生長在低窪水沼地的越橘、池杉忍耐力最強;可生長在水田地埂上的柑橘、柳、檜、槐等對缺氧反應不敏感;桃、李等對缺氧反應最敏感,水澇時最先死亡。
(5)土壤有害鹽類與樹木
土壤有害鹽類以碳酸鈉、氯化鈉和硫酸鈉為主,其中碳酸鈉危害最大。各種鹽類妨礙樹木生長的極限濃度為:硫酸鈉0.3%,碳酸鹽0.03%,氯化物0.01%。大多數樹木根係分布在2.5~3米的土層內,樹體受害輕者,生長發育受阻,枝葉焦枯,嚴重時整株死亡。
地球上很多地區均有較大麵積的鹽堿地,對發展綠化種植有一定困難。選擇耐鹽樹種,遵循生態平衡的原理,根據植物形體和特性,依照天然群落的結構特征,從木本鹽生植被區、海灘沙生鹽被區、鹽生植被區和沉水植物群落中進行耐鹽漬性樹種選擇,采用引進與鄉土樹種相結合的辦法,根據樹種的高矮、冠形、根係深淺、抗鹽程度、喜光耐陰等不同特性重新組合,構成和諧有序、穩定壯觀且能長期共存的複層混交的立體人工群落,可以取得較為滿意的結果。此外,地形設計是鹽堿地園林樹木栽植的重要措施,其指導原則是挖池堆山、擴大水麵、抬高地形局部。土山堆積需埋設排鹽暗溝,其出口注入水池,經過灌溉和雨水淋洗,可大大降低土壤的含鹽量。再根據樹種的抗鹽性能選擇安排,將抗鹽能力強的樹種栽植在較低處,抗鹽力較弱的樹種則栽植在排鹽良好的土山上或地勢較高處。水體在鹽堿地造園中起著重大作用,它不僅能豐富景觀、增加靈氣,其最大功能還在於排鹽改壤。
1.3樹木是人類最好的朋友
人類離不開樹木,樹木提供給我們日常吃的水果,炒菜用的椰油、橄欖油,治病用的多種中藥,建築材料、家具、學習用品、紙張、人造纖維,等等,樹木用自己身體的各個部分豐富了我們的生活。
樹木是地球水循環中不可缺少的一環,沒有樹木地球表麵將被大麵積的沙漠所覆蓋。“破壞樹木、破壞森林無異於自掘墳墓”。
從我國的四大發明到我們現在的衣食住行,我們的一切生活都離不開樹木。樹木一方麵為我們提供衣食住行的一切必需品,同時還可吸收二氧化碳、釋放氧氣、涵養水源、保持水土、淨化空氣、減輕汙染及噪聲,等等,從而為人類創造了良好的生存環境。樹木與人類的生存和發展息息相關,隨著社會的發展,人們也賦予了樹木豐富的文化內涵。
樹木可以調節氣候、淨化空氣、防風降噪,還能防止水土流失、山體滑坡等自然災害。樹木能降低噪聲,是天然的“消聲器”,30~40米寬的林帶可降低噪聲26~43分貝。
樹木可調節周圍的溫度、濕度,降低風速。一棵大樹的調節作用抵得上5個一般的室內空氣調節器。夏季樹林地比空曠地氣溫低3~5℃,當室內平均氣溫高達35℃時,樹林內平均氣溫也就隻有22℃左右,相差13℃;冬季樹林地比空曠地氣溫高2~4℃。
樹木是氧氣製造工廠。每公頃闊葉林每天可以吸收1噸二氧化碳,釋放出0.73噸氧氣。樹木能吸收二氧化碳,放出氧氣,滿足人的生存需要。若缺少樹木,空氣中二氧化碳含量就會升高,當達到40%時,人就會有頭痛、耳鳴、血壓增高、嘔吐等症狀,影響健康。
樹木是粉塵過濾器。當含塵量大的氣流通過樹林時,隨著風速的降低,空氣中顆粒較大的粉塵會迅速下降。另外,有些樹木的表皮長有絨毛或者能夠分泌出油脂,它們能把粉塵粘在身上,從而使經過樹林的空氣含塵量大大降低。
樹木是殺菌能手。許多樹木在生長過程中會分泌出殺菌素,殺死由粉塵帶來的各種病原菌。據調查,每立方米空氣中的含菌量,百貨大樓中為400萬個,林蔭道上為58萬個,公園裏為100個,而林區隻有55個。林區空氣中的含菌量僅為百貨大樓的1/70000。
樹木能美化環境,使人爽心悅目。據研究,在人的視野中有25%的綠色時,人就會感到心情舒暢,有利於身心健康。
樹木是人類最好的朋友,是生命的象征。樹是具有木質樹幹及樹枝的植物,多為有明顯直立主幹的喬木,植株樹體高大,分枝距離地麵較高,可以形成千姿百態的樹冠。樹的形態多種多樣,但通常情況下可以分為根、莖、葉、花和果等五個主要部分。樹木生存地點周圍空間的一切因素包括氣候因子(光、溫度、水分、空氣、雷電、風、雨和霜雪等)、土壤因子(成土母質、土壤結構、土壤理化性質等),生物因子(動物、植物、微生物等)、地形因子(地形類型、坡度、坡向和海拔等)。這些因子綜合構成了生態環境,其中光照、溫度、空氣、水分、土壤等是植物生存不可缺少的必要條件,它們直接影響著植物的生長發育。