佳木斯綠地常見灌木綠色量及葉面積指數(shù)的研究

姚金汝 穆丹 梁英輝 王雪芹 徐佳慧 宋亞東 鞏顯姝

摘 要：該研究對佳木斯綠地常見灌木的綠色量及葉面積指數(shù)進行了測定，結果表明，綠色量與6種灌木的冠高、冠幅呈極顯著正相關；通過冠幅、冠高、葉面積等參數(shù)的測算，擬合出6種灌木的最佳綠色量測算模型；通過擬合出的綠色量回歸方程，對相同條件下不同樹種的葉面積指數(shù)大小進行比較，在6種灌木中，遼東水蠟的葉面積指數(shù)最大，黃刺玫的最小。

關鍵詞：佳木斯市；灌木；綠色量；葉面積指數(shù)

中圖分類號 S731.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）09-0104-04

Green Biomass and Leaf Area Index of Common Shrubs in Jiamusi City

Yao Jinru et al.

（Jiamusi University，Jiamusi 154007，China）

Abstract：The study on green biomass and leaf area index of common landscape shrubs in Jiamusi green space showed that the green biomass was positively correlated with the crown height and crown width of 6 shrubs.Through the calculation of parameters such as crown width，crown height，and leaf area，the best green amount measurement model for six kinds of shrubs was fitted.By fitting the regression equation of green biomass，the leaf area index of different tree species under the same conditions was compared.Among the six shrubs，the leaf area index of Ligustrum obtusifolium was the largest，and that of Rosa xanthina was the smallest.

Key words：Jiamusi City；Shrub；Green biomass；Leaf area index

隨著城市規(guī)模的不斷擴大，隨之而來的城市環(huán)境問題不斷涌現(xiàn)，城市生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境平衡受到威脅。城市綠地作為生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，如何最大限度地發(fā)揮其生態(tài)效益已成為當今生態(tài)領域研究的熱點[1-2]。城市綠地生態(tài)效益的發(fā)揮主要依靠綠化植物[3-4]，作為城市生態(tài)系統(tǒng)的一個重要參數(shù)，綠色植物綠色量的大小對于評價城市綠地生態(tài)效益起著至關重要的作用。目前，國內外學者對于部分綠化植物建立了葉面積指數(shù)模型[5-7]，綠化植物尤其是綠化灌木的葉面積指數(shù)模型和綠色量仍有待深入的研究。為此，筆者以佳木斯綠地常見灌木為研究對象，針對目前國內城市綠化植物葉面積指數(shù)和綠色量研究匱乏的現(xiàn)狀，對于該城市常見的6種灌木的葉面積指數(shù)進行測定，在此基礎上進行回歸分析，建立綠色量預測模型，旨在為城市綠地植物配置和生態(tài)效益的定量評價提供理論依據(jù)和建設參考。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究地概況 佳木斯位于松花江、黑龍江、烏蘇里江匯流的三江平原，西起東經129°29′～135°5′，南起北緯45°56′～48°28′[8]。屬中溫帶大陸性季風氣候，雨熱同期，冬長夏短，無霜期約128.9d，年平均降水量535.3mm，日照時數(shù)2525h，有效積溫2590℃[9]。

1.2 樹種選擇 在杏林湖公園、雙擁公園、沿江公園和西林公園內，選取佳木斯城市綠地常見的6種灌木遼東水蠟（Ligustrum obtusifolium）、榆葉梅（Amygdalus triloba）、小葉丁香（Syringa microphylla）、金銀忍冬（Lonicera maackii）、黃刺玫（Rosa xanthina）、玫瑰（Rosa rugosa）為研究對象，進行冠幅、冠高、葉面積及葉面積指數(shù)的測算。每建模樹種選取30個樣本，實地采集。采集樣本過程中，注意所采樣本的代表性，反映出該樹種的不同生長階段和生長環(huán)境。所選單株均為獨立生長的健康樹種，與臨近樹種樹冠不相連。

1.3 研究方法 冠幅：分別沿東西方向和南北方向測量灌木的冠幅，取平均值作為該種灌木的冠幅。冠高：從地面到灌木植株最高點的垂直距離。葉面積采用標準枝法[10]測定。葉面積指數(shù)：單株植物的葉面積指數(shù)=平均單葉面積×單株植物的總葉片數(shù)/πr2（πr2為樹冠的垂直投影面積，r為植物冠幅的一半，即半徑）。將測得的數(shù)據(jù)進行整理，錄入Excel 2010，建檔保存。計算6種灌木的葉面積指數(shù)，并進行比較分析。運用SPSS 19.0分析軟件進行相關分析，并進行回歸方程擬合，確定綠色量與各生長參數(shù)間的相關關系，建立6種灌木二維綠色量計算的回歸模型。

2 結果與分析

2.1 綠量測算模型的確定 選取具有代表性的城市綠地作為樣地，對于佳木斯市6種常見灌木樹種進行相關參數(shù)的測定。測量期間，葉片已生長至足夠大，其葉面積不再增長。經測定獲得數(shù)據(jù)621個，整理獲得有效數(shù)據(jù)6組，用于進一步的計算、分析。以黃刺玫為例，分析30株黃刺玫各生長參數(shù)數(shù)據(jù)，運用SPSS19.0對其參數(shù)進行相關分析，確定其相關性和回歸方程。

2.1.1 冠幅與葉面積間的關系 通過相關分析，得出黃刺玫的冠幅與葉面積的相關系數(shù)為0.879（P<0.001），黃刺玫的冠幅與葉面積存在極顯著正相關關系。用SPSS軟件進行線性回歸和曲線回歸擬合，通過分析得出冠幅與葉面積間的線性擬合R2值最大，為0.921，擬合效果最好，擬合得出的回歸方程為：

S=3.2214D-2.0187

根據(jù)同樣方法，對其他5種灌木樹種進行線性和曲線擬合，得出相應的回歸方程（見表1、圖1）。

由表1和圖1可知，6種灌木的冠幅與葉面積呈正相關關系，P<0.001，且相關性極顯著。在6種灌木中，擬合效果最好的是黃刺玫，R2值為0.921；最低的為遼東水蠟，R2值為0.593。這主要是由于所測量的黃刺玫養(yǎng)護較好，適合佳木斯本地栽植，且人為干擾較少。為保證遼東水蠟的造景效果，人工修剪程度高，對研究結果造成了一定影響。

2.1.2 冠高與葉面積間的關系 對黃刺玫的冠高和葉面積進行分析，得出其冠高與葉面積的相關系數(shù)為0.797（P<0.001），故可知黃刺玫的冠高與葉面積間存在正相關關系，且相關水平極顯著。通過SPSS軟件進行線性擬合R2值最大，擬合得出的回歸方程為：

S=3.2385H-0.6862

根據(jù)同樣方法，對其余5種灌木進行擬合，得出回歸方程（見表2、圖2）。

由表2和圖2可知，6種灌木的冠高與葉面積呈正相關關系，P<0.001，且相關性極顯著。在6種灌木中，擬合效果最好的為黃刺玫，R2值為0.9206；遼東水蠟擬合效果最差，R2值只有0.1957。分析原因可能是由于黃刺玫生境為灌草結構，生長狀況良好；而遼東水蠟種植較密集，多處于林下，受喬木干擾嚴重，且經過人工修剪，對研究結果造成一定影響。

2.1.3 綠色量測算模型 通過比較同種灌木的冠幅與葉面積、冠高與葉面積間R2值的大小，確定各樹種的最佳綠色量測算模型。比較R2值可知，黃刺玫的冠高與葉面積的R2值大于冠幅與葉面積的R2值，故該樹種的綠量測算模型以葉面積為因變量，冠高為自變量進行確定；而遼東水蠟、榆葉梅、小葉丁香、玫瑰、金銀忍冬的冠高與葉面積的R2值小于冠幅與葉面積的R2值，故這5種灌木的綠色量測算模型以葉面積為因變量，冠幅為自變量進行確定。6種灌木的最佳綠量測算模型見表3。

2.2 綠色量的比較與分析 對于所測樹種各參數(shù)與葉面積進行相關分析得出，6種灌木的冠高與葉面積呈極顯著正相關關系。據(jù)所確定的回歸方程，選擇冠高為2m的灌木樹種，對其葉面積總量進行分析。結果表明，小葉丁香單株葉面積總量最大，為19.93m2；黃刺玫的單株葉面積總量最小，只有5.80m2。灌木葉面積總量從大到小的排序為小葉丁香、榆葉梅、金銀忍冬、水蠟、玫瑰、黃刺玫（見圖3）。

2.3 葉面積指數(shù)的比較與分析 6種灌木中，遼東水蠟的葉面積指數(shù)最高，為12.493m2/m2；黃刺玫最低，僅為1.46m2/m2。6種灌木葉面積指數(shù)從大到小的排序為遼東水蠟、榆葉梅、小葉丁香、玫瑰、金銀忍冬、黃刺玫（見圖4）。

3 結論與討論

綠色量的多少影響到城市綠地生態(tài)效益的高低。比較同等條件下不同植物的綠色量，能夠了解不同植物在城市綠地中的作用。葉面積指數(shù)是指單位土地面積上植物葉片總面積占土地面積的倍數(shù)，是反映植物群落生長狀況的一個重要參數(shù)，影響到植被的許多生物、物理過程，如光合、蒸騰、呼吸、碳循環(huán)以及水循環(huán)等。在大氣與生態(tài)系統(tǒng)之間的物質和能量交換過程的各類相關研究中都需要葉面積指數(shù)資料作為支撐[11]。

國內學者對于綠色量、葉面積指數(shù)的研究多集中于北京[10]、上海[11]等城市，且研究結果存在差異。筆者對于佳木斯市6種常見灌木的冠幅、冠高、綠色量、葉面積指數(shù)等進行測算，掌握了該城市常見灌木的綠色量與葉面積指數(shù)，建立綠色量與樹種相關參數(shù)的回歸模型，為該區(qū)域綠化樹種的合理選擇、城市綠化質量的提高以及生態(tài)效益的評價提供有效依據(jù)和技術參考。

參考文獻

[1]郭芮，秦仲，李揚，等.北京園林綠地常見群落結構及其與綠量的相關性分析[J].河南農業(yè)科學，2016，45（6）：116-120.

[2]潘桂菱，靳思佳，車生泉.城市公園植物群落結構與綠量相關性研究——以成都市為例[J].上海交通大學學報（農業(yè)科學版），2012，30（4）：56-62.

[3]鄭俊鳴，方笑，朱雪平，等.福州沙灘公園植物群落與綠量相關性分析[J].中國城市林業(yè)，2016，14（2）：48-52.

[4]陳翠玉，楊善云，黎良財.柳州市主城區(qū)河岸植被三維綠量及生態(tài)效益分析[J].中國農學通報，2012，28 （10）：304-310.

[5]陳杰.昆明市綠地綠量研究[J].現(xiàn)代農業(yè)科技，2013（9）：163-165，174.

[6]Barclay H J，Goodman D.Conversion of total projected leaf area index conifera[J].Canadian Journal of Botany，2000，78（4）：447-454.

[7]Asner G P，Scurlock J M O，Hicke A J.Global synthesis of leaf area index observations：implications for ecological and remote sensing studies[J].Global Ecology and Biogeography，2003，12（3）：191-205.

[8]穆丹，梁英輝.城市不同綠地結構對空氣負離子水平的影響[J].生態(tài)學雜志，2009，28（5）：988-991.

[9]穆丹，梁英輝.佳木斯綠地空氣負離子濃度及其與氣象因子的關系[J].應用生態(tài)學報，2009，20（8）：2038-2041.

[10]申曉瑜.北京常見園林植物葉面積指數(shù)模型研究[D].北京：北京林業(yè)大學，2007：12-13.

[11]徐陽.上海市五種主要綠化樹種三維綠量、葉面積指數(shù)等生態(tài)指標相關研究[D].北京：北京林業(yè)大學，2010：9.

（責編：張宏民）