長春市居住區綠地植物固碳釋氧能力分析

摘要：本試驗采用英國PP Systems 國際有限公司生產的TPS-1 便攜式光合作用測定系統，對長春市居住區20種常用綠化樹種固碳釋氧能力進行測定，分析所測植物的固碳釋氧能力，選出生態效益最好的園林綠化樹種。試驗結果表明：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。

關鍵詞：居住區;綠地植物;固碳釋氧

基金項目：本文系吉林農業科技學院觀賞園藝學優秀課2010年立項課題（項目編號：113012010010）;吉林省教育科協規劃課題（2012年）：《應用型本科院校園林專業人才培養方案的創新與實踐》（項目編號GH12324）。

中圖分類號： S731.5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI編號： ? 10.14025/j.cnki.jlny.2016.02.025

居住區綠地是城市綠地的主要組成部分，擔負著保護和改善城市環境的責任，還能綠化美化城市，為城市居民提供一個舒適休閑的生活空間。而以達到一定覆蓋率的喬灌木為主要組成的城市居住區綠地系統是城市生態環境的重要組成部分，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，提高城市人居環境質量。

1 材料與方法

1.1 試驗時間地點及材料

1.1.1 試驗時間 2013年7月～8月上旬。

1.1.2 試驗地點 試驗區選在長春市凈月經濟開發區某小區內。

1.1.3 試驗材料 對長春市16個主要居住區綠地現有的植物種類進行實地調查，整理出長春市居住區綠地中主要應用植物種類，將20種常用綠地樹種作為試驗材料，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 測定方法

1.2.1 樹木單位面積日固碳釋氧量 采用英國PP Systems 國際有限公司生產的TPS-1 便攜式光合作用測定系統，通過測定植物日光合作用速率，計算出日固定二氧化碳質量和日釋放氧氣質量。

選擇晴朗、無風或微風的天氣，在自然光照條件下，從8：00到18：00 每隔2 小時測量1次，每次每個樹種選取3片生長良好、大小相似的陽面葉片，記錄6個瞬時的光合速率值（見圖1）。

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

P 為測定日的同化總量， 單位是 mmol/（m2·d）;Pi為初測時間點的瞬時光合作用速率;Pi+1為下一時間點測定的瞬時光合作用速率，兩者的單位都為μmol/（m2·s）;ti為初測時間點的瞬時時間，ti+1為下一時間點測定的時間;j 為測試次數。

日固定CO2的質量計算公式為：WCO2=P×44÷1000

日釋放O2的質量計算公式為：WO2=P×32÷1000

圖 1 ?光合作用日同化量計算示意圖

1.2.2 樹木單位土地面積的固碳釋氧量 計算出單株葉面積指數，進而計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

單株植物葉面積指數（ILA）的計算公式為：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、發育和繁殖等，揭示樹木光合作用的基本生理生態學特性和規律，可為進一步進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依據。由于影響光合作用的環境因子（溫度、光照、水分等）在一天中發生明顯的變化，因此光合作用也呈現出相應的變化規律。

從表1可以看出，植物光合速率第一個峰值多出現在10：00～12：00之間，第二個峰值多出現在14：00～16：00之間。中午12：00左右，多數植物均出現光合午休現象。這是由于在高光強下，水分的過度消耗造成氣孔關閉、氣孔傳導率下降。

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節。植物通過光合作用發揮固碳釋氧的功能， 對改善城市空氣質量及實現城市生態系統良性循環具有重要意義。同一時期不同的喬木，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。

由于不同植株的綠量不同，不能單純認為某一樹種單位葉面積的固碳釋氧量高，就認定該樹種的生態效益好，通過單株植物葉面積指數來計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效益。計算結果見表3。結果顯示：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 結語

本研究所選擇的20種園林樹種為長春市居住區園林綠地中最常用的植物種類，屬于基調樹種或者骨干樹種。通過20種植物固碳釋氧能力的對比分析，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，能力均大于其他植物。同時，固碳量高的植物，其釋氧量也相對高，固碳量低的植物，其釋氧量也相對較低。

參考文獻

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[3]丁金華.居住區綠地模式生態優化之探析[C].四川建筑科學研究，2009，35（06）：278-280.

作者簡介：孫銘，碩士，吉林農業科技學院植物科學學院，講師，研究方向：觀賞植物教學與研究。