長(zhǎng)春市居住區(qū)綠地植物固碳釋氧能力分析

摘要：本試驗(yàn)采用英國(guó)PP Systems 國(guó)際有限公司生產(chǎn)的TPS-1 便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)，對(duì)長(zhǎng)春市居住區(qū)20種常用綠化樹種固碳釋氧能力進(jìn)行測(cè)定，分析所測(cè)植物的固碳釋氧能力，選出生態(tài)效益最好的園林綠化樹種。試驗(yàn)結(jié)果表明：加楊、山槐、黃檗、水曲柳單位土地面積的固碳釋氧量較大，秋子梨、紫葉李、梓樹單位土地面積的固碳釋氧量較小。

關(guān)鍵詞：居住區(qū);綠地植物;固碳釋氧

基金項(xiàng)目：本文系吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院觀賞園藝學(xué)優(yōu)秀課2010年立項(xiàng)課題（項(xiàng)目編號(hào)：113012010010）;吉林省教育科協(xié)規(guī)劃課題（2012年）：《應(yīng)用型本科院校園林專業(yè)人才培養(yǎng)方案的創(chuàng)新與實(shí)踐》（項(xiàng)目編號(hào)GH12324）。

中圖分類號(hào)： S731.5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI編號(hào)： ? 10.14025/j.cnki.jlny.2016.02.025

居住區(qū)綠地是城市綠地的主要組成部分，擔(dān)負(fù)著保護(hù)和改善城市環(huán)境的責(zé)任，還能綠化美化城市，為城市居民提供一個(gè)舒適休閑的生活空間。而以達(dá)到一定覆蓋率的喬灌木為主要組成的城市居住區(qū)綠地系統(tǒng)是城市生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，它能夠通過光合作用吸收CO2放出O2，從而維持城市的碳氧平衡，減輕或消除城市熱島效應(yīng)，提高城市人居環(huán)境質(zhì)量。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間地點(diǎn)及材料

1.1.1 試驗(yàn)時(shí)間 2013年7月～8月上旬。

1.1.2 試驗(yàn)地點(diǎn) 試驗(yàn)區(qū)選在長(zhǎng)春市凈月經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)某小區(qū)內(nèi)。

1.1.3 試驗(yàn)材料 對(duì)長(zhǎng)春市16個(gè)主要居住區(qū)綠地現(xiàn)有的植物種類進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，整理出長(zhǎng)春市居住區(qū)綠地中主要應(yīng)用植物種類，將20種常用綠地樹種作為試驗(yàn)材料，分別是蒙古櫟（Quecus mongolica）、梓樹（Catalpa ovata）、白樺（Betula platyphylla）、垂柳（Salix babylonica）、水曲柳（Fraxinus and shurica）、黃檗（Cortex Phellodendri）、山槐（Albizia kalkora）、加楊（Populus X canadensis）、核桃楸（Juglans mandshurica）、山杏（Siberian Apricot）、山桃稠李（Padus maackii）、山楂（Crataegus pinnatifida）、紫葉李（Prunus ceraifera）、秋子梨（Pyrus ?ussuriensis）、絲綿木（Euonymus bungeanus）、火炬樹（Rhus typhina Nutt）、擰筋槭（Acer triflorum）、色木槭（Acer mono）、千金榆（Carpinus cordata）、京桃（Prunus persica）。

1.2 測(cè)定方法

1.2.1 樹木單位面積日固碳釋氧量 采用英國(guó)PP Systems 國(guó)際有限公司生產(chǎn)的TPS-1 便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)，通過測(cè)定植物日光合作用速率，計(jì)算出日固定二氧化碳質(zhì)量和日釋放氧氣質(zhì)量。

選擇晴朗、無風(fēng)或微風(fēng)的天氣，在自然光照條件下，從8：00到18：00 每隔2 小時(shí)測(cè)量1次，每次每個(gè)樹種選取3片生長(zhǎng)良好、大小相似的陽面葉片，記錄6個(gè)瞬時(shí)的光合速率值（見圖1）。

P = ■ [（Pi+1+Pi）÷2×（ti+1-ti）×3600÷1000]

P 為測(cè)定日的同化總量， 單位是 mmol/（m2·d）;Pi為初測(cè)時(shí)間點(diǎn)的瞬時(shí)光合作用速率;Pi+1為下一時(shí)間點(diǎn)測(cè)定的瞬時(shí)光合作用速率，兩者的單位都為μmol/（m2·s）;ti為初測(cè)時(shí)間點(diǎn)的瞬時(shí)時(shí)間，ti+1為下一時(shí)間點(diǎn)測(cè)定的時(shí)間;j 為測(cè)試次數(shù)。

日固定CO2的質(zhì)量計(jì)算公式為：WCO2=P×44÷1000

日釋放O2的質(zhì)量計(jì)算公式為：WO2=P×32÷1000

圖 1 ?光合作用日同化量計(jì)算示意圖

1.2.2 樹木單位土地面積的固碳釋氧量 計(jì)算出單株葉面積指數(shù)，進(jìn)而計(jì)算單株植物單位土地面積上的日固碳釋氧量。城市樹木葉面積回歸模型表述為：

Y=exp（-4.3309+0.2942H+0.7312D+5.7217SH-0.0148S+0.1159）

Y 為總的葉面積;D為樹冠直徑;H 為樹冠高度;S=πD（H+D）/2

SH 為樹冠投影系數(shù)

單株植物葉面積指數(shù)（ILA）的計(jì)算公式為：ILA=Y/SH（1/4πD2）

單株單位土地面積上日固碳量 QCO2=ILA×WCO2

日釋氧量QO2=ILA×WO2

2 結(jié)果與分析

2.1 光合速率日變化

光合作用是植物的重要生理過程，它直接影響著植物的生存、生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖等，揭示樹木光合作用的基本生理生態(tài)學(xué)特性和規(guī)律，可為進(jìn)一步進(jìn)行樹種的選擇和城市綠化固碳釋氧能力的研究工作提供科學(xué)依據(jù)。由于影響光合作用的環(huán)境因子（溫度、光照、水分等）在一天中發(fā)生明顯的變化，因此光合作用也呈現(xiàn)出相應(yīng)的變化規(guī)律。

從表1可以看出，植物光合速率第一個(gè)峰值多出現(xiàn)在10：00～12：00之間，第二個(gè)峰值多出現(xiàn)在14：00～16：00之間。中午12：00左右，多數(shù)植物均出現(xiàn)光合午休現(xiàn)象。這是由于在高光強(qiáng)下，水分的過度消耗造成氣孔關(guān)閉、氣孔傳導(dǎo)率下降。

2.2 固碳釋氧能力分析

植物的光合作用是保持大氣中氧氣和二氧化碳平衡十分重要的環(huán)節(jié)。植物通過光合作用發(fā)揮固碳釋氧的功能， 對(duì)改善城市空氣質(zhì)量及實(shí)現(xiàn)城市生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)具有重要意義。同一時(shí)期不同的喬木，其固碳釋氧量是不同的（詳見表2）。其中山槐、加楊、火炬樹固碳釋氧量較大;白樺、秋子梨、擰筋槭固碳釋氧量較小。從表2可以看出，光合速率越大，植物的凈同化量越大，因此單位葉面積的固碳釋氧能力也就越強(qiáng)。

由于不同植株的綠量不同，不能單純認(rèn)為某一樹種單位葉面積的固碳釋氧量高，就認(rèn)定該樹種的生態(tài)效益好，通過單株植物葉面積指數(shù)來計(jì)算單株植物單位土地面積上的日固碳釋氧量，才能真正反映出樹木的生態(tài)效益。計(jì)算結(jié)果見表3。結(jié)果顯示：加楊、山槐、黃檗、水曲柳單位土地面積的固碳釋氧量較大，秋子梨、紫葉李、梓樹單位土地面積的固碳釋氧量較小。

表3 ?樹木單位土地面積的固碳釋氧量

3 結(jié)語

本研究所選擇的20種園林樹種為長(zhǎng)春市居住區(qū)園林綠地中最常用的植物種類，屬于基調(diào)樹種或者骨干樹種。通過20種植物固碳釋氧能力的對(duì)比分析，可以看出，加楊、山槐、京桃等在固碳與釋氧兩方面上都具有很好的表現(xiàn)，能力均大于其他植物。同時(shí)，固碳量高的植物，其釋氧量也相對(duì)高，固碳量低的植物，其釋氧量也相對(duì)較低。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：孫銘，碩士，吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院植物科學(xué)學(xué)院，講師，研究方向：觀賞植物教學(xué)與研究。