烏魯木齊市3種典型綠地系統生態效益評價

袁蕾

摘要 [目的]為合理利用烏魯木齊植物配置，提高園林綠化生態效益提供科學依據。[方法]針對烏魯木齊市公園綠地、附屬綠地、生產綠地3種典型綠地綠化植物的比葉重、光合量、固氮釋氧量、蒸騰量，對不同綠地系統進行了生態效益評價。[結果]公園綠地綠化植物的平均比葉重和日均光合速率大于附屬綠地和生產綠地，附屬綠地典型綠化植物的平均比葉重高于生產綠地，但生產綠地典型綠化植物的日均光合速率高于附屬綠地。3種典型綠地綠化植物的日釋氧量表現為公園綠地>生產綠地>附屬綠地;日固碳量表現為公園綠地>生產綠地>附屬綠地;平均蒸騰耗水量表現為生產綠地>附屬綠地>公園綠地。[結論]烏魯木齊3種典型綠地系統的生態效益以公園綠地最高，其次是生產綠地、附屬綠地。

關鍵詞 烏魯木齊;綠地;生態效益評價;園林綠化植物

中圖分類號 TU-985.12? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）13-0124-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.13.030

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Ecological Benefit Evaluation of Three Typical Green Space Systems in Urumqi

YUAN Lei

（Urumqi LI Yu shan Park， Urumqi， Xinjiang 830011）

Abstract [Objective]To provide scientific basis for rational utilization of Urumqi plant configuration and improvement of ecological benefits of landscape greening. [Method]According to the specific leaf weight， photosynthetic rate， nitrogen fixation， oxygen release and transpiration rate of three typical green space in Urumqi， the ecological benefits of different green space systems were evaluated. [Reslut]The average specific leaf weight and daily average photosynthetic rate of green plants in the park were higher than those in the attached green space and production green space. The daily oxygen release of three typical green plants was as follows：park green space > production green space > attached green space; daily carbon fixation capacity was shown as park green space > production green space > affiliated green space; average transpiration water consumption rate was shown as production green space > affiliated green space > park green space. [Conclusion]The ecological benefits of the 3 typical green spaces in Urumqi were the highest in park green space，followed by production green space and subsidiary green space.

Key words Urumqi;Green space;Ecological benefit evaluation;Landscaping plant

城市綠地作為城市復合生態系統重要組成部分，在改善城市環境質量、維持生態系統穩定、促進人體健康發展等方面有著巨大作用，被稱為城市環境 “綠色衛士”[1]。城市綠地生態效益是一個城市綠地系統的結構和功能的真實反映[2]。城市綠地生態效益在利用生態系統自我調節能力與生態系統之間起著一定的補償作用，能夠提高物種再生能力，對人類賴以生存、生產和生活的自然環境和生態系統的穩定性有所維持和改善，從而獲得環境整體性效益[3]。在烏魯木齊城市化水平提高、城市人口劇增、城市建筑物越來越密集、綠地空間越來越有限的背景下，城市綠化不僅要重視增加綠地面積的數量，尤其需要提高綠地的質量和水平。這就意味著，烏魯木齊城市綠地急切面臨的問題是如何在城市有限的土地和空間中，合理利用植物配置，增加綠量，提高園林綠化生態效益[4]。定量評價烏魯木齊綠地生態效益，可以說明綠地系統在改善烏魯木齊生態環境中起作用的具體指標，也可檢驗烏魯木齊整體綠化水平，從而對烏魯木齊整體環境有所改善[5]。筆者通過對烏魯木齊城市綠地系統的主要園林綠化植物光合速率、固碳釋氧能力和蒸騰耗水速率等生態指標進行量化研究，對烏魯木齊市3種典型城市綠地系統的主要植物生態效益進行了全面、綜合的評價。

1 材料與方法

1.1 研究區域和植物選取

選取公園綠地（水上樂園）、附屬綠地（河灘路沿線綠化帶）、生產綠地（烏魯木齊市種苗場）為3種典型研究區域，在水上樂園選取大葉榆、大葉白蠟、蘋果、白榆、小葉白蠟、紫丁香、紫穗槐、榆葉梅8種典型綠化植物作為測試植物種類;河灘沿線選取大葉白蠟、王族海棠、山楂、黃金樹、白榆、水蠟、紫丁香和榆葉梅8種典型綠化植物作為測試植物種類;烏魯木齊市種苗場選取大葉白蠟、小葉白蠟、王族海棠、白榆、黃榆、榆葉梅、金葉榆、香茶藨子和金葉紅瑞木9種典型綠化植物作為測試植物種類。

每個典型研究區內選擇3～5株無病蟲害、健康、胸徑（基徑）與冠幅相似的植株為待測植株。

1.2 試驗方法

1.2.1 比葉重的測定方法。每種植物葉片比葉重（SLW）的計算公式：

SLW=1nWi/1 000n×a （i=1，2，3，…，n）（1）

a=π×（r/1 000）2（2）

式中，SLW為某種植物葉片的比葉重（g/m2），Wi為每片相同面積葉圓片的干重（mg）;n為葉圓片的數量;a為每片葉圓片的面積（m2）;r為每片葉圓片的半徑（mm）[6-7]。

1.2.2 光合速率的測定方法。植物葉片的光合速率通過改良半葉法進行測定。葉片凈光合速率的計算公式：

Pn=1n（W光照-WCK）/32×1 000/（a×t×3 600）（3）

a=π×（r/1 000）2（4）

式中，Pn為葉片凈光合速率（μmol/（m2·s））;W光照，WCK為測試葉圓片干重（mg）;a為植株葉圓片的面積（m2）;r為葉圓片的圓直徑（mm）;t為同組葉片前后剪取的時間差（s）[7]。

1.2.3 固碳釋氧能力的計算方法。待測植株的固碳釋氧量采用以下計算公式：

WCO2= P×44/1 000×t（5）

WO2= P×32/1 000×t（6）

式中，WCO2為一定時間段內單位葉面積的凈固定CO2 量（g/m2）;WO2為 一定時間段內單位葉面積的釋放O2 量（g/m2）;t為時間段（h）[7-8]。

1.2.4 植物莖流監測方法及蒸騰耗水速率評估方法。

采用SF300分體液流儀對樹干液流進行測量。選擇樹干通直、長勢良好、無病蟲害、樹皮光滑的待測植株，分別對待測植株進行連續24 h的莖干液流監測[9-10];對莖流實時監測時，熱脈沖速率（Vh′）由儀器自動每30 min測定1次，樹干液流速度（Vs）采用以下計算公式得出：

Vs=（0.505Fm+Fl）×Vh″（7）

式中，Fm為木質體積因子;Fl為水體積因子;Vh″為每小時2次測量值的平均值;Fm、Fl采用下式得出：

Fl=（Wf-Wd）/Wi（8）

Fm=Wd/（1.53×Wi）（9）

式中，Wf為白木質部鮮重;Wd為木質部干重;Wi為相同邊材浸出純水質量[7]。

1.3 數據統計分析 數據統計采用SPSS軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 綠地植物比葉重和光合速率的關系

由表1可知，綜合分析后，公園綠地典型綠化植物的平均比葉重（43.133 8 g/m2）和日均光合速率（8.424 3 μmol/（m2·s））大于附屬綠地和生產綠地，附屬綠地典型綠化植物的平均比葉重（42.472 2 g/m2）高于生產綠地（40.860 5 g/m2），但生產綠地典型綠化植物的日均光合速率（6.776 0 μmol/（m2·s））高于附屬綠地（5.933 6 μmol/（m2·s））。

根據3種典型綠地綠化植物的比葉重和葉片日均光合速率的皮爾遜相關分析研究結果，可以判斷園林綠化植物葉片的比葉重和光合速率之間均不存在顯著相關關系。最新研究發現，葉肉導度主要受4個因素共同控制：葉片內部光合特性的異質性、呼吸及光呼吸速率、葉綠體被膜對碳酸氫根的通透性、細胞質及葉綠體基質中的碳酸酐酶催化的CO2水化反應。

2.2 綠地植物釋氧量評價

根據表1，綜合3種典型綠地的主要園林綠化植物葉片12 h（08：00—20：00）的單位葉面積日均釋氧量和日總釋氧量來看，公園綠地8種典型綠化植物的葉片單位面積平均日釋氧量為11.327 4 g/m2，日總釋氧量為90.619 4 g/m2;附屬綠地8種典型綠化植物的葉片單位面積平均日釋氧量為8.202 6 g/m2，日總釋氧量為65.620 9 g/m2;生產綠地9種典型綠化植物的葉片單位面積平均釋氧量為9.367 1 g/m2，日總釋氧量為84.304 1 g/m2。因此，3種典型綠地綠化植物的日釋氧量表現為公園綠地>生產綠地>附屬綠地。

采用LSD多重比較統計3種典型綠地園林綠化植物葉片單位面積的釋氧量，結果發現，盡管3種典型綠地的主要園林綠化植物葉片的單位面積釋氧量有差異，但兩兩之間的差異并未達到顯著水平，即3種典型綠地主要園林綠化植物葉片的釋氧量差異并不明顯。

2.3 綠地植物的固碳量評價

綜合3種典型綠地的主要園林綠化植物葉片12 h時段（08：00—20：00）的單位葉面積日均固碳量和日總固碳量（表1）可知，公園綠地8種典型綠化植物的葉片單位面積平均日固碳量為16.783 2 g/m2，日總固碳量為134.265 5 g/m2;附屬綠地8種典型綠化植物葉片單位面積平均固碳量為12.303 9 g/m2，日總固碳量為98.431 3 g/m2;生產綠地9種典型綠化植物葉片單位面積平均日固碳量為14.050 7 g/m2，日總固碳量為126.456 3 g/m2。因此，3種典型綠地綠化植物的日固碳量表現為公園綠地>生產綠地>附屬綠地。

統計結果表明，盡管3種典型綠地的主要園林綠化植物的葉片單位面積固碳量有差異，但采用LSD多重比較可知，兩兩之間的差異并未達到顯著水平，即3種典型綠地的主要綠化植物葉片的固碳量差異也并不顯著。

2.4 綠地植物蒸騰耗水評價

植物的蒸騰速率在一定程度上表征著植物的蒸騰耗水量大小。根據3種典型綠地主要園林綠化植物的24 h蒸騰速率來看，園林綠化植物的主要蒸騰耗水都集中發生在07：00—20：00，凌晨和夜間的蒸騰耗水速率相對較低。

綜合對比3種不同的綠地生態系統典型園林綠化植物的24 h平均蒸騰速率，表現為生產綠地（0.136 8 kg/h）>附屬綠地（0.117 4 kg/h）>公園綠地（0.108 1 kg/h）。鑒于3種典型綠地主要園林植物的平均蒸騰耗水速率有差異，進一步采用LSD多重比較統計分析，結果顯示，盡管3種綠地植物的平均蒸騰量有差異，但并未達到顯著水平。

3 結論與建議

（1）該研究對比分析了3種典型綠地的植物生態效益，以公園綠地最高，其次是生產綠地、附屬綠地。3個典型綠地的園林綠化植物葉片的比葉重和光合速率之間不存在顯著相關關系，表明盡管比葉重大的植物葉片厚度可能較厚、葉肉細胞壁可能較厚或者葉片密度較大，但這并代表著葉片葉肉導度就低。因此，在烏魯木齊市園林綠化植物選擇和配置過程中，不能簡單地用植物葉片的比葉重作為篩選植物光合效率的有效指標。平均蒸騰量的比較分析結果表明，如果要維持同樣面積和植株大小的綠地生態系統，生產綠地（種苗場）的植物配置生態需水量最大，其次為附屬綠地（河灘沿線），植物配置生態需水量最小的是公園綠地（水上樂園）。

（2）根據調查發現，為更好地提高烏魯木齊城市綠地生態效益，要根據綠地主要功能選擇綠化樹種，同時充分利用綠化空間，合理進行園林綠化植物配置模式的選擇。

參考文獻

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