第三节　城市光照特点对园林树种生长的影响

一、城市光照特点

光污染是指环境中光辐射超过各种生物正常生命活动所能承受的指数，从而影响人类和其他生物正常生存和发展的现象。光污染是我国城市地区呈上升趋势的一种环境污染，近些年开始受到重视。光污染一般可以分为人造白昼污染、白亮污染和彩光污染三种。

（一）白亮污染

白亮污染主要由强烈人工光和玻璃幕墙反射光、聚焦光产生，如常见的眩光污染就属此类。建筑物上的玻璃幕墙反射的太阳光或汽车前灯强光突然照在高速行驶的汽车内，会使司机在刹那间头晕目眩，看不清路面情况，分不清红绿灯信号，辨不清前方来车，容易发生交通事故，因此在高速公路分车带上必须有1米多高的绿篱或挡光板。茶色玻璃中含有放射性金属元素钴，它将太阳光反射到人体上，时间较长容易使人受放射性污染，从而破坏人体的造血功能，引发疾病。因此，在城市地区和交通干线两侧，建筑玻璃幕墙应该慎重处理，根据周围环境确定好适宜的方向、角度和面积大小等。

为了减少白亮污染，可加强城市地区绿化特别是立体绿化，利用大自然的绿色植物砌墙，建设“生态墙”，从而减少和改善白亮污染，保护视觉健康。

（二）人造白昼污染

随着人类社会的进步和照明科技的发展，城市夜景照明等室外照明也得到了很大的发展，但同时也加大了夜空的亮度，产生了被称为人造白昼的现象，此带来的对人和生物的危害称为人造白昼污染。它形成的原因主要是地面产生的人工光在尘埃、水蒸气或其他悬浮粒子的反射或散射作用下进入大气层，导致城市上空发亮。

人造白昼的人工光会影响人体正常的生物钟；并通过扰乱人体正常的激素产生量来影响人体健康。如褪黑素主要在夜间由大脑分泌，它有调节人体生物钟和抑制雌激素分泌的作用，夜晚亮光的照射会减少人体内褪黑素的分泌，从而导致人体雌性激素以及与雌性激素有关的疾病的增加。人造白昼的人工光对生物圈内的其他生物也会造成潜在的和长期的影响。人造白昼影响昆虫在夜间的正常繁殖过程，许多依靠昆虫授粉的植物也将受到不同程度的影响。直射向天空的光线可能使鸟类迷失方向，而以星星为指南的候鸟可能因为人造白昼而失去目标。

植物体的生长发育常受到每日光照长短的控制，人造白昼会影响植物正常的光周期反应。

（三）彩光污染

各种黑光灯、荧光灯、霓虹灯、灯箱广告等是主要的彩光污染源。研究表明，彩光污染不仅有损人的生理功能，还会影响心理健康。黑光灯所产生的紫外线强度大大高于太阳光中的紫外线，且对人体有害影响持续时间长。紫外线能伤害眼角膜，过度照射紫外线还可能损害人体的免疫系统，导致多种皮肤病。长期在黑光灯照射下生活，可诱发流鼻血、脱牙、白内障，甚至导致白血病和其他癌变。闪烁彩光灯常损伤人的视觉功能，并使人的体温、血压升高，心跳、呼吸加快。

荧光灯可降低人体钙的吸收能力，使人神经衰弱、性欲减退、月经不调等。研究还证实，蓝光和绿光在夜间对人体危害尤为严重。日光灯缺乏红光波段，且光谱不连贯，不符合人们的生理要求，对人的健康也有害。英国剑桥大学博士威尔士的研究表明，日光灯是引起人偏头疼的主要原因。

城市管理者要立足生态环境的协调统一，对广告牌和霓虹灯加以控制和科学管理，注意减少大功率强光源，并加强园林绿化工作，多植树、栽花、种草和增加水面，以改善城市光环境。

二、城市光照特点对园林树木的影响

由于城市建筑密度大、建筑物外墙表面玻璃装修以及城市的亮化工程等因素，严重干扰了园林植物原有的光照环境。主要表现在：一是由于城市高楼林立、街道狭窄导致光照度分布不均匀，造成在同一街道和建筑物两侧的树木生长不对称，同时出现单个树木的偏冠现象；二是由于过多的建筑物表面的大面积玻璃装修，增强了光照度，使园林树木受到高温危害。在北方地区长日照的城市，夏季园林植物中经常出现日灼病，致使树木叶片或新梢枯死或全树死亡；三是城市的过度亮化严重干扰了树木的正常代谢。由于城市的夜间照明促使园林植物在夜间的代谢增加，植物的营养消耗增加，积累减少，最终导致城市树木生长不良。

园林树木需要在一定的光照条件下完成生长发育过程，但不同树种对光照强度的适应范围则有明显的差别，一般可将其分为阳性树种、阴性树种和中性树种三种类型。阳性树种为喜光树种，只能在全光照条件下生长，其光饱和点高，不能忍受明显的遮阴环境。植株表现为枝叶稀疏、透光，叶色较淡，生长较快，自然整枝良好，但树体寿命较短。典型的阳性树种有马尾松、桦木、杨、柳、月季等，在遮阴条件下，树叶会发生黄化现象，出现落叶和自然整枝，最后导致树木生长衰弱或死亡。阴性树种为耐阴树种，能在较弱的光照条件下生长良好，光饱和点低，能耐受遮阴，植株枝叶浓密、透光度小，叶色较深，生长较慢，自然整枝不良，但树体寿命较长。园林树木中有铁杉、八角金盘、珊瑚树等，在强光照下易发生叶片灼伤现象，影响光合作用和正常生长。中性树种介于上述两类之间，比较喜光，稍能耐阴，光照过强或过弱对其生长均不利，大部分园林树种属于此类。

不同树种均具有一定的适应光照强度范围，当树木光合作用系统吸收的辐射能量超过其光合化学反应所利用的能量水平时，树木生长就会受到影响甚至出现伤害，导致光伤害的发生。喜光树种具有避免受到光伤害的生理机制，其叶绿体中的类囊体羧化而产生一种酶，使类胡萝卜素转化为玉米素，此过程将辐射能量以热的形式散失，从而避免光伤害的发生。

树种的需光强度与其原生地的自然条件有关。生长在我国南部低纬度多雨地区的热带、亚热带常绿树种，对光的要求就低于原生于北部高纬度地区的落叶树种。原生在森林边缘空旷地区的树种，绝大部分都是喜光树种，如落叶树种中的落叶松、杨树、悬铃木、刺槐、桃、杏等，常绿树种中的椰子、霸王棕等。而阴性树种在全日照光强的10%即能进行正常光合作用，其光补偿点低，仅为太阳光照强度的1%，如落叶树种中的天目琼花、欧洲荚蒾和常绿树种中的杨梅、柑橘、枇杷、云杉等，光照强度过高反而影响其正常生长发育。

光照延续时间因纬度不同而各不相同。纬度越低，最长日和最短日光照延续时间的差距越小；而随着纬度的增加，日照长短的变化也趋明显。树木对昼夜长短的日变化与季节长短的年变化的反应称为光周期现象，主要表现在诱导花芽的形成与休眠开始。不同树种在发育上要求不同的日照长度，这是植物在系统发育过程中适应环境的结果。根据这一特性可将园林树木分为长日照树种、短日照树种和中日照树种三类。

（1）长日照树种　此类树种大多生长在高纬度地带，树木需要较长时间的日照才能开花，通常需要14小时以上的光照延续时间，才能实现由营养生长向生殖生长的转化，花芽才得以分化和发育。如果日照长度不足，即在生长期中得不到所需的长日照条件，则会推迟开花甚至不开花。

（2）短日照树种　此类树种起源于低纬度地带，需较短的日照长度才促进开花，光照延续时间超过一定限度则不开花或延迟开花，一般需要14小时以上的黑暗。如果把低纬度地区的短日照树种引种到高纬度地区栽种，因夏季日照长度比原生地延长，对花芽分化不利，尽管株型高大、枝叶茂盛，花期却延迟或不开花。对短日照植物的花原基形成起决定作用的不是较短的光期，而是较长的暗期。人们用闪光的方法打断黑暗，可以抑制和推迟短日照植物的花期，促进和提早长日照植物开花。

（3）中日照树种　此类树种对光照延续时间反应不甚敏感，如月季，只要温度条件适宜，几乎一年四季都能开花。

树体的受光类型可分为上光、前光、下光和后光。前两种光是从树体的上方和侧方照到树冠上的直射光和部分漫射光，这是树体正常发育的主要光源。下光和后光是照射到平面（如土壤、路面、水面等）和树后的物体（包括邻近的树和建筑物墙体等）所反射出的漫射光，其强度取决于树体周围的环境，如栽植密度、建筑物状况、土壤性质和覆盖状况等。树体对下光和后光的利用虽不如前两种光，但因其能增进树冠下部的生长，对树体生长起相当大的作用，在栽植管理时不应忽视。树体的受光情况与树体所在的地理状况和季节变化有关，照射在树体上的光不会被全部利用，一部分被树体反射出去，一部分透过枝冠落到地面上，一部分落在树体的非光合器官上。因此，树体对光的利用率取决于树冠的大小和叶面积多少。