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(tài)效益提供科學(xué)依據(jù)。[方法]針對(duì)烏魯木齊市公園綠地、附屬綠地、生產(chǎn)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(duì)不同綠地系統(tǒng)進(jìn)行了生態(tài)效益評(píng)價(jià)。[結(jié)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(chǎn)綠地，附屬綠地典型綠化植物的平均比葉重高于生產(chǎn)綠地，但生產(chǎn)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(xiàn)為公園綠地>生產(chǎn)綠地>附屬綠地;日固碳量表現(xiàn)為公園綠地>生產(chǎn)綠地>附屬綠地;平均蒸騰耗水量表現(xiàn)為生產(chǎn)綠地>附屬綠地>公園綠地。[結(jié)論]烏魯木齊3種典型綠地系統(tǒng)的生態(tài)效益以公園綠地最高，其次是生產(chǎn)綠地、附屬綠地。

關(guān)鍵詞 烏魯木齊;綠地;生態(tài)效益評(píng)價(jià);園林綠化植物

中圖分類號(hào) TU-985.12? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2021）13-0124-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.13.030

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)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(fù)合生態(tài)系統(tǒng)重要組成部分，在改善城市環(huán)境質(zhì)量、維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、促進(jìn)人體健康發(fā)展等方面有著巨大作用，被稱為城市環(huán)境 “綠色衛(wèi)士”[1]。城市綠地生態(tài)效益是一個(gè)城市綠地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的真實(shí)反映[2]。城市綠地生態(tài)效益在利用生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力與生態(tài)系統(tǒng)之間起著一定的補(bǔ)償作用，能夠提高物種再生能力，對(duì)人類賴以生存、生產(chǎn)和生活的自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有所維持和改善，從而獲得環(huán)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(shù)量，尤其需要提高綠地的質(zhì)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(tài)效益[4]。定量評(píng)價(jià)烏魯木齊綠地生態(tài)效益，可以說明綠地系統(tǒng)在改善烏魯木齊生態(tài)環(huán)境中起作用的具體指標(biāo)，也可檢驗(yàn)烏魯木齊整體綠化水平，從而對(duì)烏魯木齊整體環(huán)境有所改善[5]。筆者通過對(duì)烏魯木齊城市綠地系統(tǒng)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(tài)指標(biāo)進(jìn)行量化研究，對(duì)烏魯木齊市3種典型城市綠地系統(tǒng)的主要植物生態(tài)效益進(jìn)行了全面、綜合的評(píng)價(jià)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)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(chǎn)綠地（烏魯木齊市種苗場(chǎng)）為3種典型研究區(qū)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(cè)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(cè)試植物種類;烏魯木齊市種苗場(chǎng)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(cè)試植物種類。

每個(gè)典型研究區(qū)內(nèi)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(cè)植株。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 比葉重的測(cè)定方法。每種植物葉片比葉重（SLW）的計(jì)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(shù)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(cè)定方法。植物葉片的光合速率通過改良半葉法進(jìn)行測(cè)定。葉片凈光合速率的計(jì)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(cè)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(shí)間差（s）[7]。

1.2.3 固碳釋氧能力的計(jì)算方法。待測(cè)植株的固碳釋氧量采用以下計(jì)算公式：

WCO2= P×44/1 000×t（5）

WO2= P×32/1 000×t（6）

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

1.2.4 植物莖流監(jiān)測(cè)方法及蒸騰耗水速率評(píng)估方法。

采用SF300分體液流儀對(duì)樹干液流進(jìn)行測(cè)量。選擇樹干通直、長(zhǎng)勢(shì)良好、無病蟲害、樹皮光滑的待測(cè)植株，分別對(duì)待測(cè)植株進(jìn)行連續(xù)24 h的莖干液流監(jiān)測(cè)[9-10];對(duì)莖流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)時(shí)，熱脈沖速率（Vh′）由儀器自動(dòng)每30 min測(cè)定1次，樹干液流速度（Vs）采用以下計(jì)算公式得出：

Vs=（0.505Fm+Fl）×Vh″（7）

式中，F(xiàn)m為木質(zhì)體積因子;Fl為水體積因子;Vh″為每小時(shí)2次測(cè)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(zhì)部鮮重;Wd為木質(zhì)部干重;Wi為相同邊材浸出純水質(zhì)量[7]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用SPSS軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 綠地植物比葉重和光合速率的關(guān)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(chǎn)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(chǎn)綠地（40.860 5 g/m2），但生產(chǎn)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(jù)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(guān)分析研究結(jié)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(guān)關(guān)系。最新研究發(fā)現(xiàn)，葉肉導(dǎo)度主要受4個(gè)因素共同控制：葉片內(nèi)部光合特性的異質(zhì)性、呼吸及光呼吸速率、葉綠體被膜對(duì)碳酸氫根的通透性、細(xì)胞質(zhì)及葉綠體基質(zhì)中的碳酸酐酶催化的CO2水化反應(yīng)。

2.2 綠地植物釋氧量評(píng)價(jià)

根據(jù)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(chǎn)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(xiàn)為公園綠地>生產(chǎn)綠地>附屬綠地。

采用LSD多重比較統(tǒng)計(jì)3種典型綠地園林綠化植物葉片單位面積的釋氧量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，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(dá)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(píng)價(jià)

綜合3種典型綠地的主要園林綠化植物葉片12 h時(shí)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(chǎn)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(xiàn)為公園綠地>生產(chǎn)綠地>附屬綠地。

統(tǒng)計(jì)結(jié)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(dá)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(píng)價(jià)

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(jù)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(fā)生在07：00—20：00，凌晨和夜間的蒸騰耗水速率相對(duì)較低。

綜合對(duì)比3種不同的綠地生態(tài)系統(tǒng)典型園林綠化植物的24 h平均蒸騰速率，表現(xiàn)為生產(chǎn)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(jìn)一步采用LSD多重比較統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果顯示，盡管3種綠地植物的平均蒸騰量有差異，但并未達(dá)到顯著水平。

3 結(jié)論與建議

（1）該研究對(duì)比分析了3種典型綠地的植物生態(tài)效益，以公園綠地最高，其次是生產(chǎn)綠地、附屬綠地。3個(gè)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(guān)關(guān)系，表明盡管比葉重大的植物葉片厚度可能較厚、葉肉細(xì)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(dǎo)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(jiǎn)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(biāo)。平均蒸騰量的比較分析結(jié)果表明，如果要維持同樣面積和植株大小的綠地生態(tài)系統(tǒng)，生產(chǎn)綠地（種苗場(chǎng)）的植物配置生態(tài)需水量最大，其次為附屬綠地（河灘沿線），植物配置生態(tài)需水量最小的是公園綠地（水上樂園）。

（2）根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，為更好地提高烏魯木齊城市綠地生態(tài)效益，要根據(jù)綠地主要功能選擇綠化樹種，同時(shí)充分利用綠化空間，合理進(jìn)行園林綠化植物配置模式的選擇。

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