第五节 其他环境因素
一、地势
地势是指地面形状、高低变化的程度。地势对枸杞树的影响是通过海拔高度、坡度、坡向等,影响光、温、水、热在地面的分配,进而影响枸杞树的生长发育,其中以海拔高度对枸杞树的影响最为明显。
(一)海拔高度
海拔高度对气温呈现有规律的影响。随海拔高度的升高,气温有规律地降低。相同纬度时,海拔高度每升高100m,平均气温降低0.5℃~1.0℃。气温递减的速率,因气候条件和季节而异,在气候干燥的山地变化更有规律。傅抱璞(1983)报道,在潮湿的四川山地,1月平均气温和最低气温在1200 m以下,由于云量的影响而变化不大,其递减率为(0℃~0.2℃)/100m。1200m以上,则递减率分别增加为0.56℃/ 100 m和0.67℃/100m。7月的递减率,一般为(0.40℃~0.50℃)100m。
图3-8 海拔高度与生长季节的关系(引自Hams)
受温度变化的影响,无霜期随海拔的升高而缩短。山地作物的物候期随地势升高而推迟,而生长结束期随海拔升高而提早(图3-8)。
海拔高度对光照有明显影响。傅抱璞(1983)证明,在秦岭太白山,随海拔升高,太阳直达辐射和总辐射都增大,散射辐射则减少(表3-15)。太阳的实际日照时数由于云雾影响而实际变化较为复杂。在山下部,低的山谷或盆地,由于云雾较多,实际日照时数较少;在山的上部,云雾较少的坡向,实际日照时数较多。
海拔高度的变化,影响降水量与相对湿度的变化。就降水量而论,如山东泰山在海拔160.5 m时年降水量为859.1mm,而升高到1541m时,则为1040.7 mm,降水量随海拔高度升高而增多。而在温暖条件下,海拔降低降水量反而增多,当经过山脉的气团非常潮湿而又不稳定时,最大降水量常在山麓。
表3-15 晴天辐射各分量随海拔高度的变化
(二)坡度
坡度影响太阳辐射的接受量、水分的再分配及土壤的水热状况,因而对枸杞树的生长结果有明显的影响。
坡度影响土层的厚度。通常表土层厚度与坡度反相关。坡度愈大,含石量越多,土壤含水分与养分愈少。我国的黄土高原,坡度对黄土的厚薄影响不大,但对土壤水分的差异仍有明显的影响。曲泽洲等(1988)证明,在连续晴天时,坡度为3°,表土含水量为75.22%;坡度为5°,表土含水量为52.38%;坡度为20°,表土含水量为34.78%。同一面坡上,坡的上段比下段的土壤含水量低。坡度不同,土壤冻结的深度也有差异,坡度为5°时,冻结深度在20 cm以上;坡度为15°时,冻结深度则为5 cm。
(三)坡向
坡向不同接收的太阳辐射量也不同,光、热、水条件有明显的差异。在同一坡度的不同坡向接收的太阳辐射强度有明显的差别。除平地外,在北半球总的趋势是南向坡接收的太阳辐射最大,北向坡接收的太阳辐射最小,东坡与西坡介于两者之间。坡向对日照与气温的影响,在同样的地理条件下,南坡日照充足,气温较高,土壤增温也快;而北坡则相反。西坡与东坡得到的太阳辐射相等。但实际上,上午太阳照东坡时,大量的辐射热消耗于蒸发,或因云雾较多,太阳辐射被吸收或散射损失较多;当下午太阳辐射照到西坡时,太阳辐射用于蒸发大大减少,或因云雾较少,地面得到的直达辐射较多,因而西坡日照较强,温度较高,树体遭受日灼热较多。
由于不同坡向的生态条件存在差异,树体的生长结果或灾害表现也有明显差异。同一种树体在南坡比在北坡生长季开始得早,结束得晚,物候进展较快。生长在南坡的树体树势健壮,产量较高,果实成熟较早,着色好,含糖量高,含酸较少,但易遭受干旱,早开花,易受晚霜危害。生长在北坡的树体,由于温度低,日照少,枝梢成熟不良,越冬力较低。
(四)坡形
坡形是指斜坡切面的形态,具有凹、凸及阶形坡等不同类型。不同坡形的坡面,由于耕作和水力搬运的结果,土壤的厚度和肥力不同,出现了不同的地形肥力。阶形坡的平坦或缓斜部分,其地形肥力较高,直坡的下部1/2部分,凹坡偏下的2/3部分,宽顶凸坡偏上2/3部分的地形肥力也较高。
在长坡的中部如果出现凹地或槽谷,则当冬春夜间冷空气下沉时,使树易遭受晚霜危害或遭受寒害。
二、风害
(一)大风对枸杞树生长的影响
风害主要由台风、雷雨大风(飓风)和龙卷风等所造成。大风对枸杞树生长的影响主要有以下几方面。
1.机械损伤
大风指瞬时风速达到或超过17m/s或8级风,可使枸杞树倒伏、折干、断枝、破叶、落叶、落果和降低果实品质等。
2.生理危害
大风可加速水分蒸腾,造成叶片气孔关闭,光合强度降低,进而导致旱害。造成树势衰弱,代谢机能紊乱。
沙地枸杞园大风可以造成移沙埋干、露根和撕破叶片,影响花期传粉媒介活动,柱头粘沙或干枯,降低坐果率。
(二)枸杞园防护林的作用
防护林对改善枸杞园生态条件,减少风、沙、旱的危害,保证枸杞树正常生长发育和丰产优质有明显的作用。
1.降低风速、减少风害
微风可补充树冠周围的二氧化碳含量,有利于光合作用,适度促进叶面蒸腾和根系吸收,减少辐射的威胁。大风则会造成断枝毁树或撕叶落果的严重后果。另外,在多沙地区枸杞园和故河道流沙地区,可在枸杞树行间,用作物秸秆作防风固沙屏障,起到降低风速、固定流沙的作用。据调查,距离枸杞园10m沿西北方向15m的乔灌混合林带比无林地带可降低风速30%~40%,空气湿度增加10%~20%,枸杞嫩芽受害率降低60%~70%。
2.调节温度、提高湿度
防护林对改善枸杞园小气候环境、调节温度、提高湿度有明显的作用。有防护林的枸杞园全年的相对湿度均高于无防护林的枸杞园,在干旱地区或灌溉成本高的地区,具有显著的生态效益与经济效益。
3.保持水土、防止风蚀
山地及丘陵枸杞园营造防护林,可以涵养水源,保持水土,防止冲刷。防护林落下大量枝叶,分解腐烂后,既可增加枸杞园有机质含量,又可保护地面免遭雨水冲刷及地面径流侵蚀。据测定,1 kg枯枝落叶可以吸收2~5 kg降水。饱和后,多余的水分渗入土中,变成地下水,大大减少了地面径流。在10°斜坡上,有枯枝落叶层覆盖的地表,其径流量仅为裸地的1/3。在25°斜坡上,枯枝落叶层内的水流速度仅为裸地的1/40,因而起到保护水土,防止冲刷的作用。
4.有利于蜜蜂活动,在枸杞开花期能提高授粉受精效果
蜜蜂是枸杞重要的传粉媒介,其出现的数量、活动能力及飞翔距离与风速的大小关系密切。赵锡如(1981)观察发现,春季风速小于0.5 m/s时,蜜蜂出现数量多,飞翔距离远。风速达到1.5m/s时,蜜蜂出现的数量少,飞翔距离近。风速达到2.4 m/s时,枸杞园里基本无蜜蜂活动。有防护林的枸杞园,在花期,即使风速大于3m/s,由于降低了园内风速,蜜蜂出现数量明显增加,授粉情况比对照明显改善。
三、环境污染
在生物环境中,一切能导致环境异常而影响生物活动的因素,都属于环境污染范畴。伴随现代化工业的迅速发展,生物生活的环境受到愈来愈严重的污染威胁,同时也给人类自身带来很多不良的影响。消除公害,保护环境,已成为世界各国公认和关注的涉及人类生存的重大问题。
枸杞作为防病治病和保健的特殊商品,其产品的安全性是第一位的。影响枸杞产品安全性因素主要是枸杞生产园区环境是否有污染。环境污染主要包括大气污染、土壤污染、水质污染和农药污染四个方面。
(一)大气污染
大气污染物质共有28种,主要有二氧化硫、氟化氢、氯气、臭氧、二氧化氮、一氧化碳和碳氢化合物等,这些污染物对枸杞会造成危害,主要表现为叶片叶绿素遭到破坏,生理代谢受到影响,严重时叶片枯死,甚至整株死亡。对人的危害主要是枸杞被污染后,大量的有毒有害物质在枸杞嫩梢、叶片、果实中积累,人食用后会对身体产生危害。
表3-16 空气中各项污染物的浓度限值
大气污染物质入侵植物体内的主要途径是气孔,尤其在白天气孔开张度大时,更易受害。控制污染源是消除大气污染的根本措施。
(二)土壤污染
土壤污染是指土壤中积累有毒和有害物质超过土壤自净能力,危害植物生长发育,或将有毒有害物质残留在农产品中,危害人身体健康。土壤污染主要是由于大气污染和水质污染所致。由于污染物来源不同,成分比较复杂,可直接危害枸杞树的生长发育。无机污染物主要包括汞、铜、镉、锌、铅、砷、硒等重金属元素;铯、锶等放射性元素和氟、酸、碱等物质。有机物主要包括有机农药以及酚、氢化物、石油、3,4-苯炳醌、有机洗涤剂和有害微生物。
防止土壤污染的措施主要有:控制和消除工业污染物向茨园排放;加强污水灌溉区的检测和管理,净化后方可使用;合理施用化肥和农药。
表3-17 土壤中各项污染物的含量限值
(三)水质污染
工业排放未加治理的废水、废渣,农田大量施用化肥和农药,都会使地表和地下水源受到污染,用这些被污染的水灌溉枸杞会造成以下危害。
直接危害:引起枸杞生长发育受阻,产量、质量下降,或者产品由于受到污染本身不能食用。
间接危害:由于污水中含有很多溶于水的有毒有害物质,这些有毒有害物质被枸杞根系吸收进入树体中,严重影响枸杞正常的生理代谢和生长发育,造成减产或者使产品内的毒物大量积累,然后通过食物链转移到人体,对人体造成危害。
防止水污染的措施主要有:对各种废水和污水应进行生化处理和物理化学处理,使水质达到国家排放标准。对含有铬、汞、铅等重金属的工业废水,应采取有效措施和方法进行处理,使之达到国家规定的安全含量标准,方可用于灌溉。城市污水通常是指含有大量家庭污水、商业污水和少量的工业废水的混合污水,这些污水中含有大量致病细菌及病毒。因此,必须强调使用经过处理的污水灌溉,以防致病和中毒。在水库、河流上游及水体附近种植林木,可以吸收水中污染,减少水中细菌含量。
表3-18 农田灌溉水中各项污染物的浓度限值
(四)农药污染
农药污染概况 1980年全世界农药产量约为400万吨。尽管各国大力提倡减少农药使用,但在农业生产中使用农药量还在不断上升。农药残毒,致癌等已成为全人类关心的重大环境问题。这些农药主要包括杀虫剂、杀菌剂、除草剂等。
农药对环境污染主要通过大气污染、水质污染和土壤污染三种途径被枸杞树吸收并积累于体内,人是食物链中的最后消费者,并因此高度富集有毒物质而受害最重。
农药残留是指植物和动物体内或体表残留农药化合物及其衍生物的数量。残留数量多少标志着污染程度。农药残留量与农药种类、喷洒时间、用药量、用药方式和植物种类有关。
减少农药污染的措施主要有:采用低量或超低量喷洒农药方法,用药少,药效高,可减少污染;合理交替使用农药种类和加入吸附或载体(如工业废渣),既可提高药效,延长残效,又可减少污染;严格控制剧毒农药及有机磷、有机氯农药的使用范围;推广生物防治和植物性农药防治病虫害方法。
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