河南省郑州市公园绿地常见植物固碳释氧能力分析

2018-02-06郭晖

江苏农业科学 2017年15期

郭晖

摘要：重点研究河南省郑州市公园绿地常见的20种阔叶落叶乔灌木的固碳释氧能力。采用LI-COR（LI-6400XT）便携式光合作用测量系统对郑州城市公园绿地20种植物净光合速率进行测定。结果表明：20种供试树木中光合速率、单位叶面积固碳释氧量为灌木高于乔木，而植物整株固碳释氧量为乔木高于灌木，20种植物整株固碳量从高到低依次是栾树、悬铃木、银杏、国槐、合欢、乌桕、紫薇、白玉兰、白蜡树、元宝枫、刺槐、红瑞木、连翘、紫丁香、垂柳、山梅花、西府海棠、忍冬、紫叶李、碧桃，释氧量从高到低依次是栾树、悬铃木、银杏、国槐、合欢、乌桕、紫薇、元宝枫、刺槐、白玉兰、白蜡树、红瑞木、紫丁香、连翘、垂柳、山梅花、西府海棠、忍冬、紫叶李、碧桃。

关键词：郑州市；公园绿地；园林植物；固碳释氧

中图分类号：S718.43文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2017）15-0103-03

城市绿化作为城市环境重要的组成部分，对城市系统的稳定性起着不可估量的作用，城市园林的生态功能与居民的生活息息相关[1-3]。植物通过光合作用进行二氧化碳固定、氧气释放、水分蒸发等生理活动，起到增加空气含氧量、降低环境温度的作用，进而改善了局部空气质量、提高了人体舒适度，这种生态功能是其他人工手段不可替代的[4-7]。面对目前城市用地紧张、绿化用地不断缩小的窘境，合理利用植物自身特性，发挥其最大生态功能就显得尤为重要。因此，研究城市园林树木的固碳释氧效应，是构建城市生态园林的基本方法与手段[8]。本试验通过对河南省郑州市园林绿化中常见的20种落叶木本植物的光合速率、冠幅面积及叶面积指数进行研究，分析其单位叶面积、整株固碳释氧能力，以期为豫北地区城市生态园林的建设提供依据。

1材料与方法

1.1园林植物的选择

笔者所在课题组在广泛而深入调查的基础上，选择生长健壮、病害较少的、在郑州市区园林绿化中常用的刺槐、合欢、悬铃木、元宝枫、碧桃等20种落叶木本植物作为研究对象，具体信息详见表1。

1.2植物光合速率和叶面积指数的测定方法

采用美国LI-COR（LI-6400XT）便携式光合作用测量系统，于2016年7月底至9月初在郑州市紫荆山公园园内选择晴朗、无风或微风的天气，在自然光照条件下，从08：00—18：00 每隔2 h测量1次，每种植物均选择3株作为代表个体，在每株上选择3张向阳且叶面完整、长势较好的功能叶进行测定，每张叶片记录3个瞬时光合速率值，然后分别取其平均值[9-11]。

叶面积指数利用CI-110型植物冠层分析仪进行测定，每种植物依然选择3株具有代表性的个体，每个植物个体分别测定2个不同方向的叶面积指数，然后取其平均值[12]。

1.3植株冠幅大小计算

分别利用圆形、椭圆形面积公式估算植物冠幅面积[13]：

2结果与分析

2.1试验植物叶面积指数、冠幅面积和日平均光合速率

由表2可知，本试验选取的20种园林落叶植物中叶面积指数大致分布在1.54～4.68之間，其中13种乔木、7种灌木的叶面积指数平均值分别为2.43、1.98，灌木树种与乔木相比偏低，两者平均相差0.45；20种园林植物的冠幅面积在344～110.98 m2之间，其中13种乔木、7种灌木的平均冠幅面积分别为31.08、6.17 m2，可见乔木的冠幅远远大于灌木。

本试验所选20种园林植物的日平均光合速率分布范围为1.76～12.98 μmol/（m2·s），其中忍冬、乌桕、紫薇3种植物最高，位列前3；悬铃木、银杏和垂柳最低，排在后3位；供试植物中乔木、灌木的平均日光合速率均值分别为7.50、797 μmol/（m2·s），灌木略高于乔木0.47 μmol/（m2·s）。

本研究采用SPSS软件中的t检验，如果P<0.05，表明上述不同类型园林植物的叶面积指数、日平均光合速率和冠幅面积有显著差异。

2.2植物固碳能力分析

通过测定园林植物光合作用的净同化量，计算出20种常用园林植物单位叶面积和整株日固碳、释氧量。从表3可以看出，20种园林植物中，单位叶面积、整株固碳量均存在差异，单位叶面积固碳量最高的是紫薇，最低的是碧桃，单位叶面积固碳量变化范围在2.55～20.56 g/（m2·d）之间，其中乔木、灌木单位叶面积固碳量均值分别为5.23、10.28 g/（m2·d），乔木远远低于灌木，低5.05 g/（m2·d）；园林植物整株固碳量分布范围为31.51～1 192.67 g/d，从大到小排列顺序依次为栾树、悬铃木、银杏、国槐、合欢、乌桕、紫薇、白玉兰、白蜡树、元宝枫、刺槐、红瑞木、连翘、紫丁香、垂柳、山梅花、西府海棠、忍冬、紫叶李、碧桃，其中乔木、灌木平均整株固碳量分别为326.96、122.26 g/d，乔木明显高于灌木，高204.7 g/d。

2.3植物释氧能力分析

由表4可知，20种园林植物的单位叶面积释氧量范围为 1.42～14.68 g/（m2·d），平均为4.46 g/（m2·d），紫薇最高，为14.68 g/（m2·d），垂柳最低，为1.42 g/（m2·d）；供试植物中7种灌木、13种乔木单位叶面积释氧量平均值分别为 5.41、3.94 g/（m2·d），灌木比乔木高1.47 g/（m2·d）；20种植物整株释氧量变化范围在 26.57～899.96 g/d 之间，从高到低排列依次为栾树、悬铃木、银杏、国槐、合欢、乌桕、紫薇、元宝枫、刺槐、白玉兰、白蜡树、红瑞木、紫丁香、连翘、垂柳、山梅花、西府海棠、忍冬、紫叶李、碧桃，乔木、灌木整株释氧量平均分别为251.35、69.78 g/d，乔木明显高于灌木，比灌木高 181.57 g/d，约为灌木的4倍。经t检验，不同类型园林植物单位面积、整株释氧量均无显著差异。endprint

3结论与讨论

本研究是对郑州市公园绿地常用植物固碳释氧能力的测定、研究，在树种的选择上具有一定的典型性，主要选择了应用频率较高，长势与景观效果较好的落叶乔灌木树种。但是由于选择树种的环境条件、测试时间和年份不同，导致不同树种的单位面积固碳释氧能力与前人研究结果有些差异，这与陆贵巧等学者研究结果一致，他们也认为一般树种单位面积日固碳释氧能力夏季表现最高，春季较低[15]。叶面积指数是衡量单株植物固碳释氧能力的极为重要的指标，同一树种的单位面积固碳释氧能力与整株植物的固碳释氧能力也存在不同。这不但与单位叶面积有关，还与树种的生长地点（接受光照的多少）、生活型、总叶面积、叶片结构等有關。在测试的20种落叶植物中，由于乔木进行光合作用时间长，又是上层树种，从总叶面积方面考虑，乔木同样也占有优势，因此在整株固碳释氧量能力方面，乔木明显强于灌木，这与郭杨等研究结果一致[16]。因此对于树种的选择，应以落叶乔木作为上层树种，小乔木作为中层树种，灌木作为中下层树种，这样可以充分利用光能，提高单位面积的固碳释氧能力。

本研究仅对郑州市区公园绿地阔叶落叶乔木、灌木进行测定，而没有对园林建设常用的常绿、地被植物进行测定，下一步重点考虑将这三者一起进行对比研究，从而提出更加合理的植物种植模式，为郑州市城市公园绿化树种的选择提供一定的理论依据。

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