劉悅明 孫苗苗 余銘杰

城市的快速發(fā)展導致城市綠化用地缺乏，為了緩和鋼筋水泥帶來的壓迫感，通過垂直綠化增加綠化面積，是近些年綠化研究和應用的主要方向。墻面垂直綠化（以下簡稱“綠墻”）形式獨特、土地利用率高、藝術(shù)表現(xiàn)效果出色。盡管近年來垂直綠化已經(jīng)廣泛應用于各大城市，但我國綠墻的應用還屬于初級階段，只有在上海、深圳、香港、臺灣等城市和地區(qū)發(fā)展較快[1]，其中，上海世博會主題館的植物綠墻，單面長近200 m，高約26 m，總面積達5 000 m2，是世界上已建的面積最大的植物綠墻[2]。

廣州市的綠墻多用于室外，光照條件差異較大。高大建筑物的背面，光照一般為6 000～8 000 Lux，立交橋下外側(cè)面，光照在4 000 Lux以下，最低只有1 000 Lux。龐燦[3]等在研究廣州市綠墻的應用中發(fā)現(xiàn)，在缺乏陽光的綠墻上，由于植物選擇不當造成枯萎的現(xiàn)象較為嚴重。因此，開展綠墻植物耐蔭性的研究，篩選耐蔭的植物用于光照較弱的綠墻，是提高綠墻觀賞效果、延長觀賞期的重要技術(shù)關(guān)鍵。本文選取13種綠墻植物研究其耐蔭性，為廣州市綠墻的耐蔭植物篩選與應用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗時間、地點

試驗于2017 年5—10 月在廣州市林業(yè)和園林科學研究院東平基地（38°39′27″N，104°04′58″E）進行，該地屬亞熱帶季風氣候，年平均溫度21.8℃，1 月份平均溫度13.3℃，7 月份平均溫度28.7℃，日平均溫度超過25℃主要集中于5—9 月；降雨量為1 600 mm，4—9 月降雨量占全年的81.8%，有明顯的旱季和雨季之分。

1.2 試驗材料

試驗材料為鵝掌藤Schefflera arboricola、 紅 背 桂Excoecariacochinchinensis、紅花檵木Loropetalum chinensevar.rubrum、 腎 蕨Nephrolepis cordifolia、彩虹竹芋Calathea roseopicta、波 士 頓 蕨Nephrolepis exaltata、 孔雀 竹 芋Calathea makoyana、 吊 蘭Chlorophytum comosum、天門冬Asparagus cochinchinensis、紅邊龍血樹Dracaena marginata‘Colorama’、 花 葉 小 蠟Ligustrum sinense、 山 菅 蘭Dianella ensifolia、 絡(luò) 石Trachelospermum jasminoides共13 種植物。其中鵝掌藤為生長25 d 的扦插苗，其他植物為生長2～3 月的植株。各種植株之間長勢一致，生長健壯，栽培土壤為常用的泥炭與黃泥混合綠墻栽培基質(zhì)，養(yǎng)護為常規(guī)養(yǎng)護管理。

表1 不同光照處理下13 種植物葉厚度的結(jié)果分析表（單位：mm）

1.3 試驗設(shè)計

用不同規(guī)格的遮蔭網(wǎng)，設(shè)置1個對照和3 個處理。處理Ⅰ（對照）：100%全光照，不搭遮陽網(wǎng)，測得光照強度為33 000～50 000 Lux。處理Ⅱ：50%光照，用遮光度為50%的遮陽網(wǎng)搭建，光照強度為18 000～26 000 Lux。處理Ⅲ：25%光照，用遮光度為75%的遮陽網(wǎng)搭建，光照強度為7 500～12 000 Lux。處理Ⅳ：10%光照，用2 層遮光度為45% 的遮陽網(wǎng)搭建，光照強度為3 400～4 600 Lux。

試驗期間每天早中晚測量1 次各個遮蔭處理的光照度，每種植物各個處理3 次重復，每個重復20 盆，共60 盆。試 驗 從2017 年5 月8 日開始，將買回的植物進行扦插，幼苗進行分苗，放入到各個處理，從2017 年7 月10 日—9 月10 日，對植物的表型進行跟蹤觀測，處理結(jié)束后對數(shù)據(jù)進行采集，采集時間為9月10 日、9 月25 日和10 月10 日（葉面積、葉厚度當天采集當天測量，葉綠素當天采集后馬上放入干冰到實驗室測量），采集數(shù)據(jù)后進行分析。

1.4 觀察指標和測定方法

1.4.1 葉厚度、葉面積的測定

將每種植物的每個處理隨機選取8 株，共24 株作為樣本，每個樣本植株上選取頂芽以下第5 片成熟葉片，或由內(nèi)向外的第5片成熟葉片，用游標卡尺測量其葉厚度值，精確到0.01 mm，將葉片置于掃描儀上掃描，將得到的圖形，利用AutoCAD軟件統(tǒng)計每片葉面積，取平均值作為葉面積的值，精確到0.01 cm2。

1.4.2 葉綠素含量測定

將每個處理下的每種植物的葉片剪成寬1 mm 的細條，用80%丙酮提取葉綠素，室溫下置于暗處保存，待葉片完全發(fā)白，用紫外可見分光光度計TU1800 對提取液在663 nm 和645 nm 波長下進行測定，葉綠素a和葉綠素b 的值由2 個波長下的吸光度決定，每個處理3 次重復[4]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同光照對植物葉厚度的影響

研究結(jié)果表明（表1），不同光照強度處理下，多數(shù)植物的葉片厚度在p=0.05 水平上存在顯著差異，其中絡(luò)石、花葉小蠟、紅花檵木差異較大，而山菅蘭、天門冬、紅背桂沒有顯著差異。有研究表明大部分植物經(jīng)遮蔭處理后葉片會變薄，變薄越多且差異明顯則說明耐蔭性越強[5]。在這13 種植物中，孔雀竹芋、吊蘭、腎蕨、鵝掌藤的葉厚度都隨著光照的減弱不斷變薄，在光照強度為10%時最薄，且與其他處理具有顯著差異，表明它們的耐蔭性都較強。波士頓蕨和彩葉竹芋的葉厚度在4 個處理下有波動，波士頓蕨在處理Ⅱ到處理Ⅲ葉面厚度有增加，但差異不大，它的最強光照和最弱光照的葉片厚度相差0.1 mm，是所有植物里相差最大的，說明它耐蔭性最強。彩葉竹芋的葉厚度在處理Ⅱ下比在處理Ⅰ下厚，是由于處理Ⅰ下葉片被陽光灼傷變薄，在后面的弱光處理下不斷變薄，說明它耐蔭性較強。部分植物存在葉厚度隨著光照的減弱而增加的情況，如絡(luò)石、花葉小蠟、紅花檵木、紅邊龍血樹，說明它們耐蔭性較差。

2.2 不同光照對植物葉面積的影響

研究數(shù)據(jù)分析（表2）可知，除山菅蘭、花葉小蠟、紅花檵木外，大部分植物的葉面積在不同光照處理下存在顯著差異。有研究表明，耐蔭性強的植物為適應弱光，其莖不會徒長，而是盡量擴大葉片，因此，在光照不斷減弱的情況下，葉面積增大明顯說明它們耐蔭性越強[6]。孔雀竹芋的葉面積在Ⅳ處理下最大，說明它最耐蔭。絡(luò)石、吊蘭、腎蕨、天門冬、波士頓蕨、紅背桂、彩虹竹芋在遮蔭處理下葉面積不斷增大，在Ⅲ處理下葉面積最大，但在Ⅳ處理下葉面積變小，說明它們較耐蔭，但不能適應極弱光環(huán)境。紅邊龍血樹的葉面積在全日照下最大，說明它耐蔭性較弱。

2.3 不同光照對植物葉綠素含量的影響

由于葉綠素a 在紅光帶吸收長光波方面較多，葉綠素b 在藍紫光帶吸收短波較多，故蔭生植物的葉綠素b 含量相對陽生植物較高，葉綠素a/b 的值也相對較小，能提高植物在弱光環(huán)境中吸收遠紅外光的能力，因此在光照不斷減弱的情況下，耐蔭植物的葉綠素a/b 會不斷減小，減小多且差異明顯的植物較耐蔭[7]。由研究數(shù)據(jù)（表3）可知，大部分植物的葉綠素a/b 值隨著光照的減弱不斷減小，而且在不同光照處理下存在顯著差異，其中孔雀竹芋下降幅度最大，為29%，說明孔雀竹芋最耐蔭；紅邊龍血樹下降最小，其下降幅度為8%，說明紅邊龍血樹最不耐蔭。因此，若以在弱光區(qū)（即Ⅳ處理）植物葉綠素a/b 的比值來判斷耐蔭性，可判斷這些綠墻植物的耐蔭性由強到弱的順序為：孔雀竹芋＞絡(luò)石＞彩虹竹芋＞紅背桂＞腎蕨＞波士頓蕨＞鵝掌藤＞吊蘭＞山菅蘭＞紅花檵木＞天門冬＞花葉小蠟＞紅邊龍血樹。

2.4 不同光照對植物形態(tài)特征的影響

表2 不同光照處理下13 種植物葉面積的結(jié)果分析表（單位：cm2）

經(jīng)過3 個月的生長，不同光照處理下的13 種植物形態(tài)特征發(fā)生了很大變化（表4）。在全光照處理下，由于光照太強，很多植物的葉片被陽光灼傷。波士頓蕨和腎蕨的葉片被陽光灼傷嚴重并干枯，彩虹竹芋和孔雀竹芋的葉片出現(xiàn)黃斑，吊蘭的葉子卷曲。處理Ⅱ下所有植物的觀賞性能良好，尤其是腎蕨、波士頓蕨、孔雀竹芋和彩虹竹芋，葉片大而薄，且葉色鮮嫩，與表1 和表2中的數(shù)據(jù)相吻合。少部分植物的形態(tài)變差，紅背桂、花葉小蠟長勢變差，葉片變少。Ⅳ處理下很多植物長勢變差，花葉小蠟和紅花檵木的葉子嚴重脫落，而孔雀竹芋和波士頓蕨長勢卻較好，有少許新葉。鵝掌藤在4 個光照處理下長勢都較好，變化不明顯。

表3 不同光照處理下13 種植物葉綠素a/b 比較

表4 不同光照處理下13 種植物的形態(tài)觀測記錄表

3 結(jié)論與討論

遮蔭對植物的影響常表現(xiàn)在植物的形態(tài)、生理、生化等眾多指標上，因此對植物耐蔭性的評價，應該是對其觀察指標進行綜合分析判斷，才可以更加準確[8]。本文選擇了與植物耐蔭性相關(guān)的葉厚度、葉面積、葉綠素a/b 和外觀形態(tài)特征等多個指標進行綜合分析，將每個指標的排序進行加和求平均值，得到13 種植物的耐蔭性，由強到弱為：孔雀竹芋＞波士頓蕨＞絡(luò)石＞鵝掌藤＞彩虹竹芋＞紅背桂＞腎蕨＞吊蘭＞天門冬＞山菅蘭＞紅花檵木＞花葉小蠟＞紅邊龍血樹。

結(jié)合實踐應用分析，孔雀竹芋、波士頓蕨、絡(luò)石在光照極弱的10%光照處理下依然能存活，在綜合指標里排名前3位，說明它們極其耐蔭，是光照不足5 000 Lux 的綠墻首選植物。彩虹竹芋、紅背桂、腎蕨的綜合指標排名在中上位置，表型觀測在Ⅱ處理和Ⅲ處理下形態(tài)生長良好，但在Ⅳ處理下變差，說明它們較耐蔭但不能適應極弱光環(huán)境，可以運用于光照6 000～8 000 Lux 高大建筑物的背面。紅花檵木、花葉小蠟、紅邊龍血樹綜合指標排名倒數(shù)3 位，生長狀況在全光照下最好，在遮光條件下生長較差，因此在綠墻運用中，可結(jié)合其艷麗色彩，種植在陽光較充足的地方為綠墻做點綴。鵝掌藤在4 個光照處理下生長狀況都較好，而且差異不明顯，說明鵝掌藤可適應光照范圍很廣，在實際運用中也證明，鵝掌藤不僅可以適應各種光照強度，其他的適應性也非常強，不用經(jīng)常更換，是廣州綠墻植物的首選。吊蘭在耐蔭性綜合評價中耐蔭性較強，但在Ⅱ處理和Ⅲ處理下生長都較差，還大量死亡，可能是因為擺放過于緊密造成的，有研究表明吊蘭性喜溫暖濕潤、通風、涼爽的半蔭環(huán)境，不宜擺放于光照強烈的地方[9]，但綠墻大多種植緊密，所以吊蘭不太適合作為綠墻植物。