济南植物园展览温室环境分析与植物引种适应性研究_刘静.pdf

nullnullnull 农业开发与装备 2026年第2期 科技纵横 济南植物园展览温室环境分析与植物引种适应性研究 刘 静 赵树生 赵 然 孙玉鑫 李建峰 刘英伦 王悦琳 济南市公园发展服务中心 山东济南 250100 摘要 以济南植物园展览温室为对象 系统监测了 其温湿度等环境因子的动态特征 探讨了环境调控 对植物适应性的影响 分析了适应性差异的成因 进而提出了提升引种植物适应性的措施 研究结果 为优化温室环境调控策略 提高植物引种成效提供 了科学依据 有助于推动该展览温室的可持续发 展 并更好地发挥其科普教育 科研展示与景观观 赏价值 关键词 展览温室 环境因子 引种适应性 济南植 物园 0 引言 展览温室是由人工控制 展示生长在不同地域和 气候条件的植物及其生境的室内空间 属于一类较为 特殊的建筑 其外部结构 内部景观和景区气候是展 览温室最为重要的三大要素 1 3 由于引种地区的不 同 温室结构的不同 温室内的环境条件也千差万 别 导致各个不同地区的温室内栽培的植物表现也各 不相同 4 本文以济南植物园展览温室为例 对其关键 环境因子展开监测与分析 探究引种植物的成活率及 生长表现等适应情况 提出温室气候以及引种的优化 调控策略 为亚热带温室植物引种与区域性温室管理 提供科学依据 1 基本概况 1 1 济南植物园展览温室概况 济南植物园展览温室坐落于园内中部区域 于 2023年12月建成 该温室采用钢索结构 屋面覆以三 层浮法玻璃 形成轻质化设计 其整体造型宛如一颗水 珠 巧妙地嵌入沿湖长堤之中 温室并非独立建筑 其 西侧依附于科普场馆主体结构 占地面积2 566 m 2 最 高点达18 15 m 最宽处达93 m 收集并展示热带 亚 热带植物86科198属600余种 1 2 济南植物园展览温室自然环境条件 济南位于山东省中西部 坐标北纬36 01 37 32 东经116 11 117 44 北跨黄河 南依泰山余 脉 属暖温带大陆性季风气候 四季分明 春季干旱 多风 夏季炎热多雨 秋季天高气爽 冬季寒冷干 燥 年降水量在600 700 mm 70 集中于夏季 冬春 少雨 气温年较差大 夏季炎热 7月平均气温可达 27 以上 极端高温可达40 冬季寒冷 1月气 温在 1 左右 极端低温可达 20 以下 光照充 足 年日照时数较长 太阳能资源较丰富 1 3 展览温室室内环境控制系统和控制流程 温室室内环境控制系统是保障植物健康生长的核 心设备 它通过对多项环境因子的精准调控 为植物 生长创造精准可控的人工生态环境 1 3 1 开窗机系统 在温室弧立面玻璃3 m高处 每隔6 m设置2扇通风窗 共44扇 在温室顶部13 m 高处 连续设置29扇通风窗 温室未配备送排风设 备 主要利用人工开合开窗机系统实现自然通风 以 满足植物对生长环境的要求 在春 夏 秋三季 最低气温高于15 时通风窗全部开放 冬季 中午 11 00 13 30开启通风窗 其他时间关闭 遇下雨 大风等特殊天气时及时关闭所有通风窗 1 3 2 遮阳帘系统 温室遮阳帘系统是用于调节光照 强度 控制温室内部温度的关键设备 通过物理遮挡 和材料特性优化光热环境 保障植物健康生长 济南 植物园遮阳帘属内遮阳系统 在温室玻璃内部分段隔 列安装63条遮阳幕布 遮阳幕布为铝箔复合材质 具有 高反射率 遮阳降温等特性 遮阳帘启动时间由管理 人员根据温室内温度情况而定 一般情况下 5 10月 当温室内超过30 时启动遮阳帘 11月 翌年4月收起 遮阳帘 以满足植物对光照的需求 1 3 3 加温系统 加温系统主要利用燃气锅炉加热循 环水 通过散热器向温室提供热量 39组散热器沿温 室外侧玻璃分布 每组散热器间隔1 3 m 6组散热器 分布于西侧墙面 有效地提升冬季温室内温度 加温 系统启动时间由当年室外气温决定 一般供热时间为 11月15日 次年3月15日 如遇突发降温则提前开启或 基金项目 2024年度山东省住房城乡建设科技计划 2024KYKF LSDT077 作者简介 刘静 1983 女 山东淄博人 硕士研究生 高 级农艺师 研究方向 园林景观与园林植物 nullnullnull 农业开发与装备 2026年第2期科技纵横 延后关闭 确保温室内最低气温不低于14 本着节 能环保的原则 在供热时间段内并非24 h开启加温系 统 如室外气温最低温度大于10 室内最低气温大于 14 或中午时间段温室内温度大于26 则会延迟开 启或临时关闭加温系统一段时间 确保资源不浪费 1 3 4 降温系统 温室采用空调机降温系统 沿温室 内路面安装出风口共计64个 平均40 m 2 放置1个 应 对夏季高温天气 降温系统出风口可吹送自然风或冷 风 当温室内温度大于30 时开启自然风吹送 当温 室内温度大于33 时开启冷风吹送 使植物免受高温 灼伤 确保游客参观舒适度 1 3 5 喷雾系统 在温室地面空间和离地2 3 m空 间 按跨度3 5 m间距安装喷雾装置60个 使用6个高 压泵提供稳定高压水流 用以控制室内湿度和温度 喷雾系统同时配备多级过滤净水系统 延长雾化喷头 使用寿命 保护喷雾装置使用时间 在正常工作日 每日10 30开启30 min 周末及节假日上午10 30 下 午1 30各开启一次 在喷雾装置运行时 细小的雾滴 在空气中弥漫 形成一片朦胧的雾气 不仅可以增加 空气湿度 为植物提供一个更加适宜的生长环境 还 可以打造出 迷雾森林 的景观效果 提升温室的观 赏性 2 环境因子测量方法与数据分析 2 1 测量方法 在温室南门口附近 北门口附近 温室中间位置 三个点位布置温湿度记录仪 测试点高度参照国家地 面气象观测规范 高度为1 5 m 2024年1 12月每天记 录一次观测点的最高温度 最低温度 最高湿度 最 低湿度 测试数据主要反映温室种植区内距地面1 5 m 处的空气温度和相对湿度情况 2 2 温度 温室内热带 亚热带植物大部分来自广东 福建 等地 这些植物在北方寒冷的冬季 需要通过人工调 控模拟亚热带地区环境来安全越冬 在加温系统开启 季 11月15日 3月15日 温室内最高温度控制在 25 30 最低温度保持在10 以上 基本满足亚热带 植物的生长的温度需求 在春秋两季 3月15日 5月31日 9月15日 11月15日 济南地区气候适宜 温室内无需开启降温系统和加温 系统 属于低能耗阶段 在低能耗季 温室气候在户 外大环境的作用下比较适宜 自然通风和加湿管理是 自控的重点 在春末秋初 温室内的最高温度可达 32 在供热季前后 如遇极端天气 温室内的最低 温度可至8 5 在夏季 6月1日 9月15日 9 00 15 00会根 据当日室外气温适时启动降温系统 在济南最热的7 8月 温室内1 5 m处最高温度达36 2 最低温度在 17 左右 汤诗杰等研究发现 5 6 7 8月展览温室 内10 m处比2 m处温度平均高3 5 本研究测试高度 处于1 5 m 因此可以推测 济南植物园展览温室10 m 处最高温度可能超40 过高的温度对室内高大的乔 木安全越夏带来了较大的挑战 2 3 空气平均相对湿度 温室的空气平均相对湿度在一年四季均保持在50 以上 其中冬季 12月 翌年3月 因为加温系统及浇 水次数减少的因素 空气湿度最低 在气温较高的夏 季 5 10月 空气湿度最高 超过了75 这与济 南地区自然环境条件下的空气相对湿度的变化规律一 致 虽然温室内的热带 亚热带植物适合温暖湿润的 环境 但是过高的湿度会加重植物病虫害的发生 若 通风不良 也会对植物的根系生产产生不良影响 3 温室引种植物适应性评价 3 1 引种植物适应性评价标准 植物长势佳 可以完成开花 结果等完整周期 病虫害较少 评为好 植物生长良好 一部分可以完 成开花 结果等完整周期 病虫害可控 评为较好 植物正常生长 未见开花 结果 病虫害较多但可 控 评为中 植物长势弱 观赏性不强 病虫害较 重 甚至死亡 评为差 3 2 温室引种植物现状 温室共引种栽植热带 亚热带植物86科198属600余 种植物 包括适应性好的棕榈科23种数 凤梨科78种 数 桑科15种数等 适应性较好的天南星科78种数 睡莲科23种数 天门冬科15种数等 适应性居中的瓶 子草科13种数 茅膏菜科13种数及适应性差的蝎尾蕉 2种数 景天科8种数等等 4 分析与讨论 4 1 引种植物的成活率及表现情况 4 1 1 成活率 整体而言 热带植物引种成活率相对 较高 约为90 能较好适应济南四季变化 但夏季 高温和冬季低温时仍需适当保护 其中 一些对温度 和湿度要求苛刻的植物 在夏季高温高湿且通风不良 的环境下 容易产生非正常落叶甚至死亡的后果 4 1 2 生长表现 温室的大多数主要景观植物的观赏 nullnullnull 农业开发与装备 2026年第2期 科技纵横 特性基本全年保持 不受外界季节变化 春季和秋季 生长旺盛 夏季高温时和冬季低温下部分植物生长减 缓 例如 鸡蛋花在冬季落叶处于休眠状态 春季新 叶萌发 夏季花朵鲜艳 大部分棕榈科植物在春秋季 生长迅速 并开花结实 少数植物如菩提 美丽异木 棉在夏季会出现落叶 部分热带花卉如朱樱花 龙吐 珠 杜鹃等 在冬季花朵鲜艳 花期正常 4 1 3 病虫害情况 夏季高温高湿环境下 病虫害发 生最为频繁 尤其是真菌性病害和虫害 如锈病 白 粉病 蚧壳虫等 对热带和亚热带植物危害较大 冬 季低温干燥时 病虫害相对较少 但室内通风不畅易 导致白粉虱等害虫滋生 春秋季病虫害发生情况相对 稳定 但仍需密切关注 及时防治 4 2 温室环境因子对植物适应性的影响 北方的展览温室 如何提高热带 亚热带植物的 引种成活率以及展现温室内景观植物的观赏特性 是 最重要的工作目标之一 通过研究分析植物引种来源 地的气候条件 调控温室的环境控制系统 模拟适宜 的环境条件 才能更好地表现景观效果 环境因子与植物适应性的关系 温度是影响植物 引种适应性的关键因素之一 冬季低温限制了热带植 物的生长和存活 夏季高温则对部分不耐热植物造成 胁迫 湿度的变化也影响植物生长 干燥的冬季空气 易使植物水分失衡 而夏季高湿环境增加了病虫害风 险 光照强度和时长的季节性变化 影响植物的光合 作用和开花结果 不同植物对光照需求差异较大 光 照不适宜会导致植物生长不良 4 3 植物适应性差异原因分析 4 3 1 环境因素 夏季 温室玻璃幕墙透光率高 升 温迅速 加之下部空气流动性不足 导致热空气在顶 部滞留 温度常超过40 同时 6 8月份平均空气相 对湿度高于80 部分区域土壤相对湿度长期维持在 95 以上 该季节植物异常现象及死亡率显著升高 究其原因 主要在于自然通风系统提供的通风量不 足 难以有效应对室内高温高湿环境 4 3 2 植物品种差异 温室内引种的600余种植物虽 处于同一微气候环境 但其对环境条件 如温度 湿 度 的需求各异 例如 多肉植物偏好干燥环境 而雨 林植物则适应高湿环境 然而 济南温室面积有限 未 能实现环境条件的分区调控 致使环境条件单一化 最 终造成了不同物种间适应性差异显著的结果 4 4 提高植物引种适应性的措施 4 4 1 环境调控优化 夏季增设强制通风设备 减少 雾森使用频率以降低湿度波动 动态调整遮阳网的使 用时段与遮阳率 满足喜阳与耐阴植物差异需求 冬 季采用反光膜增强光照均匀性 优化供暖系统 节能 高效地度过冬季低温期 4 4 2 引种策略调整 加强物种筛选 优先引入原产 地气候与温室匹配度高的物种 选择耐高温高湿 耐 弱光的植物品种 避免盲目追求多样性 优化引种驯 化技术 分阶段适应光照和湿度 如引入初期采用遮 阳网逐步过渡 4 4 3 养护管理强化 建立动态监测系统 实时追踪 环境参数与植物生理指标 加强病虫害监测与综合防 治 如针对高湿环境易发的真菌病害 结合应用生物 物理及化学防治方法 最大程度减少病虫害危害 5 结论 济南植物园展览温室通过精细化环境调控 成功 实现了热带 亚热带植物的迁地保护与展示 本研究 详细分析了展览温室四季环境因子的动态变化及其对 引种植物适应性的影响 证实通过优化环境调控措 施 可有效提升引种植物的适应性及成活率 本研究 认为 温室通风效能是影响温室环境的关键因素 济 南植物园亚热带温室现有的开窗机系统所提供的通风 能力远不能满足实际需求 通风系统升级改造亟待进 行 亟需引入强制对流 如风机系统 以显著增强室 内空气流通 改善环境均匀性 参考文献 1 贺善安 张佐双 顾姻 等 植物园学 M 北京 中国农业出 版社 2005 2 陈进勇 赵世伟 张佐双 热带展览温室的植物收集与管 理 J 中国植物园 2006 9 32 41 3 胡永红 黄卫昌 展览温室与观赏植物 M 北京 中国林业 出版社 2005 4 刘兴剑 南京中山植物园温室植物引种栽培 D 南京 南 京农业大学 2012 5 汤诗杰 顾永华 胡乾军 等 展览温室主要环境因子分析 与引种植物适应性评价 以南京中山植物园大型展览 温室为例 J 中国植物园 2009 12 186 194