苏德荣 勾玉莹 陈思佳

摘要：城市绿地植物绿量是定量评价绿地植物生态功能的重要参考指标，但针对高尔夫球场草坪绿量的研究报道较少。高尔夫球场除具备运动功能外，也是一块面积较大的城市绿地，其中，草坪面积占很大比例。通过分析表明，城市绿地的绿量可用即时绿量和时段绿量来测算，并以高尔夫球场草坪为例，提出了草坪即时绿量与年度绿量计算模型。实地观测结果表明，模型计算的草坪绿量与实际观测结果比较一致。

关键词：草坪绿量；即时绿量；时段绿量；高尔夫球场

中图分类号：G 849.3；X 171 文献标识码：A 文章编号：1009-5500（2013）05-0061-05

收稿日期：2013-08-22； 修回日期：2013-10-09

基金项目：奥林高尔夫教育与研究基金（AL2011011）资助

作者简介：苏德荣（1959-），男，甘肃永靖人，教授，主要从事草地生态水文研究。

E-mail：suderong@163.com

高尔夫球场除去运动功能外，另一个重要目的就是改善生态，保护环境，为人们提供游憩、娱乐、休闲的场所。高尔夫球场就其功能来说是一个运动的场地，但从场地的组成及其属性分析就是一块城市绿地，其中不仅有草坪，也有乔灌地被，山塘水系。高尔夫球场草坪同城市绿地一样发挥着与其规模、属性相应的生态功能[1]。近年人们对城市绿地的生态功能及其评价方法研究较多，这对于科学认识城市绿地的生态功能，保障城市绿地生态功能的发挥具有十分重要的作用[2]。但是，一个占地面积60 hm²的高尔夫球场，人们只关注的是高尔夫球运动，或者只注意到高尔夫球场占用了多少土地，草坪养护使用了多少水，对于高尔夫球场的绿色空间发挥的生态功能研究较少。本文以高尔夫球场草坪为研究对象，在分析城市绿地不同绿量概念的基础上，提出了高尔夫球场草坪绿量的概念及计算模型，并在北京叠泉高尔夫球场从2011年4～11月进行实地观测，以测算高尔夫球场草坪的总绿量。

1 绿地植物绿量的研究概况

绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，在城市生态系统中发挥着固碳释氧、保持水土等生态功能。为了评价城市绿地的生态功能，20世纪90年代提出了绿化量或绿色量值的概念[3]，即绿地植物绿量。作为评价城市绿化数量的指标之一，绿量的概念目前有两种不同的认识[4]。一是以植物茎叶所占据的空间体积为依据的三维绿量，单位为m³，或单位面积三维绿量，m³/m²。三维绿量相对于常规的绿化覆盖率等平面评价指标，能更好地反映城市绿地空间结构特征，更全面地体现城市绿地的环境效益和生态功能[5]。三维绿量对于指导城市绿地规划设计和植物配置也具有重要意义。二是绿量的表达就是叶面积量或叶面积指数[6]。因为绿地植物固碳释氧等生态效益的大小主要是由植物截获太阳光能的数量而决定，绿色植物的叶面积决定了光能转换效率和数量，这与绿地植物生态效益的多少直接相关。陈自新等[7]对北京市典型绿化形式提出以叶面积总量来衡量植被的绿量，并利用实测数据，建立园林树木植株个体绿量模型用以估算绿地的绿量。以植物叶面积总量为依据的绿量，单位为m²。如果以单位面积上的叶面积来计算，就是叶面积指数。以叶面积量为依据的绿量可称为二维绿量，相对于三维绿量的概念，二维绿量比较注重绿色植物发挥生态效益的本质，因为从植物的生理代谢来看，光合作用、呼吸作用、水分代谢、物质代谢、能量代谢等过程大都是通过叶片进行的，叶片的多少及其生长状况直接影响植物的新陈代谢，绿地植物的生长状况。而三维绿量更注重植物绿色部分的空间分布。

城市绿地植物绿量的定量研究是进行以绿量为参数的绿地生态功能评价和生态效益计算的基础。三维绿量的计测方法多是从绿地植物的三维结构出发来研究绿量的大小[8]，目前三维绿量计测大多以乔灌木为主，采用遥感影像信息、GIS等手段计算森林或树木的三维绿量[9-11]。陈自新等[12]以叶面积观测的二维绿量，测算了北京城市园林常用园林植物的叶面积指数，其中，草坪草的叶面积指数为，草地早熟禾8.74，野牛草6.45，结缕草10.24。郑锋先等[13]对青岛市多种园林绿地的绿量进行了调查，结果表明，青岛市常见乔木的叶面积指数为2.02～4.94，灌木植物的叶面积指数为1.34～3.06，草本植物的叶面积指数为3.68～6.43，其中，草坪草的叶面积指数为，草地早熟禾3.68，多年生黑麦草4.87，高羊茅6.43，并建议城市绿地尽量选择叶面积指数较高的物种，完善绿地植物群落层次结构，以提高绿量水平，最大程度地发挥园林绿地的生态效益。

从前人的研究结果可以看出，同为草坪植物但反映单位面积绿量的叶面积指数变化很大。其原因在于对草坪绿量观测计量的前提条件表述不够清晰，对草坪需要定期修剪的管理实践缺乏考虑，从而缺少比较草坪绿量大小的基础。同时，前人的研究较少注意草坪绿量的时间动态性，因为不同季节草坪草的生长量变化很大，因此，不同时期草坪的绿量也不应相同。所以，提出了即时绿量（Instant green quantity）与时段绿量（Period green quantity）的概念，并结合高尔夫球场草坪，提出了计算高尔夫球场草坪即时绿量、时段绿量或年绿量的数学模型。

2 草坪绿量及计算模型

高尔夫球场或城市绿地中的草坪，都是选用多年生禾草经人工建植而成，并需要定期修剪养护。草坪的特点是草坪草植株相对细小，草种相对单一，群落比较致密，需经常修剪以保持草坪的均匀整齐。修剪是草坪养护管理的重要措施之一，草坪每次的修剪量原则上不超过草长的1/3。草坪修剪高度虽然比较低矮，但草坪草地上部分的枝叶密度很高，因此，草坪不仅常年覆盖地面，具有很好的保持水土、防止扬尘、美化环境等生态功能，而且具有重要的固碳释氧功能和效益。以草坪绿量为基础的评价草坪固碳释氧等生态功能的方法具有直观简便的特点。

无论是考虑植物绿色部分所占空间大小的三维绿量，还是着重从叶片所发挥的生态功能出发用叶面积反映植物绿量，绿量的计量应当是一定时间的绿色空间体积或叶面积，因为植物绿色部分的数量是随生长季节变化的。在观测时刻所得到的绿地植物的绿量可称为即时绿量，其值随着植物生长季节和养护管理措施而变化，比如，草坪的即时绿量不仅受到草坪草生长季节的影响，而且受到修剪的人为调控，修剪前后的草坪绿量，无论是用三维绿量还是用叶面积绿量来计量，都会出现突变。因此，即时绿量客观反映了植物绿量随时间变化的特点，即时绿量就是绿量的时间密度，不同生长季具有不同的密度值。由于定期的修剪，草坪的即时绿量随着时间波动。在一个时段内即时绿量的总和或积分称为时段绿量，若时段为年，即为年绿量（Annual green quantity）。时段绿量或年绿量反映了植物在一定时段内持续发挥生态功能的基础——绿色物质的总量，这是评价绿地植物生态功能和效益的基础。年绿量具有年际变化的特征。

因此，草坪的即时绿量就是观测当天草坪绿色部分的空间体积即三维绿量，或草坪草的总叶面积即二维绿量，或草坪地上绿色部分的生物量，可分别用单位面积上每天的体积、叶面积或生物量来表示，若用三维绿量表示即m³/（m²·d）；用叶面积表示：m²/（m²·d）；用生物量表示kg/（m²·d）。绿量的3种表示方法，即三维空间体积、叶面积和生物量之间存在相关性，可以进行互相换算。图1为定期修剪的草坪绿量变化过程示意图。根据即时绿量的概念，图中折线每点的纵坐标值就是单位面积上草坪的即时绿量，也称当日的绿量，或绿量时间密度。而折线与横坐标及时段所包围的面积就是单位面积草坪的时段绿量。

根据图1，单位面积上草坪在观测当日的即时绿量，或绿量时间密度函数为g（t），假定草坪生长高度随时间的变化为线性关系，则单位面积上草坪的即时

图1 草坪绿量概念模型示意图

Fig.1 Concept model for turf green quantity

式中：a，b分别为草坪生长高度随时间变化关系的截距和斜率；t为时间（d）；T为草坪两次修剪之间的生长延续时段；G为时段绿量。

从（2）式可以看出，草坪两次修剪之间的时段绿量由两部分组成，即修剪留茬高度组成的相对固定的绿量，即图1中留茬高度与修剪后延续生长时段之间的面积aT和图1中修剪后延续生长时段形成的三角形的面积12bT²，这部分可视为草坪变动的绿量。

在一定时段内如果草坪修剪了m次，则时段绿量就是：

如果每次的修剪高度保持不变，则时段绿量为

m为修剪次数。如果一年内修剪了n次，则把每次修剪后生长延续时段的长度累加就是草坪的年绿量，即

草坪年绿量仍然分为两部分，修剪高度以内相对固定的绿量和修剪后生长变化的绿量。

3 试验方法

3.1 场地概况

观测场地位于北京叠泉高尔夫球场，地处北京市朝阳区。球场27洞，占地面积155 hm²，其中，草坪面积73 hm²，占球场总面积的47.1%。草坪草主要是草地早熟禾（Poa pretensis），只有果岭草坪为匍匐翦股颖（Agrostis stolonifera），果岭草坪面积仅占草坪面积的2.9%。除草坪外，球场内还有林地、水域以及部分硬化道路，其中，林地面积62 hm²，占球场总面积的40%，水域面积12 hm²，占球场总面积7.7%，道路及建筑面积占球场总面积的5.2%。

3.2 观测方法

为了观测果岭草坪的生物量，采取剪草机滚刀定位取样方法，滚刀式剪草机（JohnDeer 220B）旋转10圈为一个观测小区，小区面积为剪草机滚刀幅宽乘以滚刀旋转10圈的剪草长度，即0.56 m×2.96=1.66 m²。剪草机启动运行2.96 m后停车，取出集草斗的草屑，放入塑封袋中待测。

球道草坪生物量数据：选取样方草屑鲜重的1/10作为样本，称重后进行烘干。果岭草坪生物量数据：果岭草屑中取1/3称重。72 ℃烘干，连续烘干12 h。以1 h间隔两次烘干称重，重量不改变时则烘干结束。

草坪叶面积数据：1）在塑料布上剪取一个2 cm²的空缺；2）将塑料布覆盖在取样点上用剪子沿空缺边纵向剪断草皮，横向齐地面剪掉叶片；3）将剪下的叶片收集在小塑封袋中，共收集5个样本点；4）将收集到的叶片尽量紧凑有序地粘在透明胶带上，粘好后铺在坐标纸上扫描。根据需要，压上玻璃板以保证叶片平整；5）将叶面积图片资料放到Photoshop中处理，选中扫描的叶片，并计算其面积。

4 结果与分析

4.1 草坪绿量的动态变化及时段绿量

草坪即时绿量与修剪高度和修剪次数有关（图2），草坪分别在5月5、10、19和22日进行修剪，留茬高度为5月19日之前15 mm，之后为20 mm。5月5日修剪后的即时绿量为0.015 m³/m²，到5月10日修剪前，即时绿量为0.017 5 m³/m²，增加了0.002 5 m³/m²。可以看出修剪间隔越长，草坪增加的高度就

图2 草地早熟禾草坪即时绿量随修剪高度的变化

Fig.2 Change of instant green quantity with mowing

height of Kentucky bluegrass turf

越大，即时绿量也越大。

草坪绿量模型假定草坪修剪后的生长高度随时间的变化为线性，可以得出时段绿量计算模型的参数b=0.831 4，即图中拟合直线的斜率（图3）。以修剪高度1.5 cm和2.0 cm按相应的时段天数用时段绿量计算模型（5）式计算，得到不同时间的累计时段绿量（图4）。从年初草坪返青到年末枯黄，草坪的时段绿量是随着时间的延续逐渐累加，图中截止任意时刻之前的绿量就是时段总绿量，图中从草坪返青到10月中旬球道草坪的总绿量为9.812 m³/m²。这一结果与陈自新等[12]给出的北京地区草地早熟禾草坪绿量8.74较接近。

图3 草地早熟禾草坪修剪后的生长高度

随时间的变化关系

Fig.3 Dynamic change of growing height of Kentucky

bluegrass turf after mowing

图4 草地早熟禾草坪单位面积时段

绿量与时间的关系

Fig.4 Dynamic change of period green quantity of

Kentucky bluegrass turf in unit area

4.2 草坪绿量与叶面积指数的关系

草地早熟禾草坪不同修剪高度的叶面积指数（LAI）与修剪高度成线性关系（图5）。草坪绿量的计量单位为m³/m²，实际上就是草坪绿色部分的高度即草坪高度。因此，草坪修剪高度与LAI的关系也就是草坪绿量与LAI的关系。应用试验得到LAI=1.302 5 h-1.093，当修剪高度为5 cm时，草坪的LAI为5.42，而陈自新[12]和郑锋先等[13]的研究结果分别是8.74和3.68，这相当于7.6 cm和3.7 cm的草坪草高度。由此说明，草坪绿量与修剪高度紧密相关，草坪的定期修剪使绿量大小存在波动，但时段总绿量总是增加的。

图5 草地早熟禾草坪叶面积指数与

修剪高度的关系

Fig.5 Relationship between leaf area index（LAI） and

mowing height of Kentucky bluegrass turf

4.3 草坪地上生物量与叶面积指数的关系

草坪草的特点是密植低矮，其地上枝叶部分的生物量也可以反映草坪的绿量，这与乔、灌木及其他植物有较大的区别，而且草坪地上部分的生物量容易测得。草坪LAI越大，地上生物量就越多，而草坪LAI越大，草坪的绿量就越大，因此，可以利用图6中草坪地上生物量与LAI的关系，用草坪地上生物量直接表示草坪绿量的大小。

图6 草地早熟禾草坪地上生物量与

叶面积指数的关系

Fig.6 Relationship between leaf area index（LAI） and

aboveground biomass（dry matter） of Kentucky bluegrass turf

5 结论

植物生长是一个动态过程，因此，反映植物绿色空间大小的绿量也应当是随植物生长变化。草坪作为城市绿地，其地上绿色空间的大小不仅取决于生长季节，也与草坪必须进行的养护修剪有关。即时绿量就是在一定观测时刻草坪或其他植物所具有的绿色体量，而时段绿量或年绿量就是一定时期或一年内植物绿色部分呈现的总体量。即时绿量只反映了当时植物绿色部分的体量，随着生长季节的变化，不同时期即时绿量的观测结果不同，时段绿量就是一定时段累积的绿量，表示绿色植物或草坪持续发挥生态环境功能的多少。

高尔夫球场草坪需要定期修剪养护，草坪的这一特点与其他植物不同并影响草坪绿量的测算。草坪即时绿量、时段绿量及年绿量计算模型，可以用于根据草坪的修剪高度来计算草坪不同的绿量。同时，草坪绿量与叶面积指数及草坪地上生物量之间可以相互换算，这三者间的关系实际就是草坪单位面积绿色体量与单位面积叶面积总量以及单位面积地上生物量之间的关系。

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Study on calculation model of green quantity

for turf of golf course

SU De-rong，GOU Yu-ying，CHEN Si-jia

（Turfgrass Institute of Beijing Forestry University，Beijing 100083，China）

Abstract：The green quantity of turf plants is an important index for quantitative evaluation，however，the report is rare in terms of golf course.The turf accounts for a large proportion of golf course and functions as urban green land in cities as well.The green quantity could be measured with instant quantity and period quantity.And the golf course turf was used as the example to establish the model to estimate the green quantity.The result indicated that the estimated values was fitted to the measured ones.

Key words： turf green quantity；instant green quantity；period green quantity；golf course