胡砚秋 王祥林 苏志尧
摘要:绿化植物是城市绿地实现生态效益及美学价值的核心元素。文章将SPAD叶绿素仪测定相对叶绿素含量的方法应用于城市园林绿化研究,以期为城市绿化植物的绿色定量评价研究提供参考。研究表明,不同绿化植物的SPAD值存在显著差异,除蒲葵、高山榕外,各物种SPAD值变化趋势与胸径、株高变化趋势一致。除蒲葵与白蝴蝶外,其余物种植株胸径与叶片SPAD值间存在显著正相关,叶片SPAD值随植株胸径增加而增大。高大乔木物种道路旁植株SPAD值高于公园植株;对于林下植物,结果则相反,表现为公园中植株高于道路旁。植物的SPAD值对植物生长状况及生长环境均有良好的表征,在城市园林绿化研究中有良好的应用前景。
关键词:绿化植物;SPAD;叶绿素含量;生长环境
中图分类号:S688
文献标识码:A
文章编号:1671-2641(2014)01-0053-03
收稿日期:2013-11-12
修回日期:2013-12-10
Abstract:Greening plants are the core resources for ecological benefits and aesthetic value of urban green space. In this paper, SPAD value, or the relative chlorophyll content, was applied to urban landscape studies to improve the quantitative green evaluation of city greening plants and provide reference points. Results showed that, except for Ficus altissima and Livistona chinensis, SPAD value of different greening plants was significantly different, which changed correspondingly with tree DBH(diameter at breast height) and height in each species. DBH and leaf SPAD value showed a significant positive correlation in all species except Livistona chinensis and Syngonium podophyllum. For tall arbor tree species, SPAD value of roadside individuals was higher than those growing in park. However, for understory plants, the result was just opposite. Our study suggests that SPAD value is a good indicator to reflect plant growth conditions and growth habitat, and has great prospects for application in the urban landscape studies.
Key words :Greening plants; SPAD; Chlorophyll content; Habitat
城市绿地是城市的绿肺,是建设良好城市生态环境的根基。绿化植物作为城市绿地的核心元素,具有巨大的生态效益,如滞尘、固碳释氧、降温增湿[1~3]。同时,作为城市绿化、美化的承担者,视觉效果也是绿化植物重要的考量指标。在热带亚热带地区,城市绿化以常绿植物为主,深浅程度不同的绿色是植被景观色彩的主体,因此,测度绿化植物的绿色程度显得尤为重要。现有城市绿化植物绿色评价的定量指标有从茎叶体积出发的三维绿量[4]和构建指标体系并赋予各指标一定权重的综合评分[5],但前者计算模拟过程较为复杂,后者则有较强的主观性。目前尚无专门针对植物绿色程度的简单有效的评价指标。
叶绿素是植物进行光合作用的主要色素,其含量是植物光合作用能力的表征,是反映植物生长状况的良好指标,并可进一步反映植物对环境胁迫的响应[6]。SPAD(Soil and plant analyzer development)值是通过手持便携式叶绿素计SPAD-502测定的相对叶绿素含量。叶绿素计携带方便,测量简单迅速,且不破坏植物叶片,已有大量研究表明SPAD值与叶片叶绿素含量呈正相关,SPAD是测定叶绿素含量的可靠方法[7~8]。SPAD值最初多应用于农业作物研究中,近年在城市绿化方面也有一些报道[9],但仍较为少见。
本文以江门市主要绿化植物为研究对象,试图从植物绿色变化的基础——叶绿素出发,对比不同物种、不同生境绿化植物的绿色程度,为叶片绿色程度提供定量描述,探讨SPAD值在城市绿化研究中的应用,对城市园林绿化的定量研究有重要的参考价值。
1研究区概况
2 研究方法
2.1 样本选择
选取江门市7种主要绿化植物作为研究对象:高山榕Ficus altissima、白蝴蝶Syngonium podophyllum、大叶紫薇Lagerstroemia speciosa、海南蒲桃Syzygium hainanense、簕杜鹃Bougainvillea glabra、榕树Ficus microcarpa及蒲葵Livistona chinensis。分别在公园和道路旁选取样本植株,测量并记录样本植株胸径(Diameter at breast height, DBH)、株高(Height, H),白蝴蝶及簕杜鹃测量样株地径。高山榕、大叶紫薇、海南蒲桃、簕杜鹃及榕树每一样株均选择6枝不同朝向的枝条(乔木取树冠下部枝条),测定每枝第5叶序叶片(从枝条顶端往枝条基部第5片叶)SPAD值。白蝴蝶、蒲葵则直接选取不同朝向的叶片,蒲葵选取每叶正中的披针形裂片测量。在选择样本叶片时,应选择生长状况均一的叶片,避免有病虫害、过嫩、过老叶片。
2.2 SPAD值测定
SPAD值采用叶绿素仪(SPAD-502)在外业调查时直接测量,读数即为无量纲的SPAD数值。测定时,为减少测量误差,每叶避开叶脉测量10个点SPAD值,其平均值为该叶片SPAD值。以叶柄为上,叶尖为下,将叶片分为左右两部分,使用叶绿素仪从右叶基到右叶尖间隔相等距离测定5个SPAD值,再从左叶基到左叶尖用相同方法测定5个SPAD值,依次记录为SPAD1-10。
2.3 统计分析
数据的基本统计、方差分析及多重比较在STATISTICA 8.0中完成。
3研究结果
3.1 不同绿化植物SPAD值的变化
4 讨论与分析
不同物种的SPAD值不同,种间差异显著。7种主要绿化植物中,白蝴蝶SPAD值最小,蒲葵最大,可能因为白蝴蝶叶色清浅,叶绿素含量较低。此外,除高山榕、蒲葵外,其余物种SPAD值与胸(地)径、株高变化趋势相同。蒲葵树高较小而SPAD值较高,可能是由于蒲葵叶片较窄,受叶脉隆起影响,叶片较厚。除蒲葵与白蝴蝶外,其余各物种植株胸(地)径与叶片SPAD值呈显著正相关。结果表明SPAD值一定程度上可以表征树木生长状况。同一物种在不同生境下的SPAD值不同,对于大叶紫薇、海南蒲桃等高大乔木,道路旁植株SPAD值大于公园植株,而簕杜鹃、白蝴蝶等林下植物则表现为公园植株大于道路旁植株。出现这一现象的原因可能是道路旁林下植物受粉尘污染影响较大,导致叶绿素含量偏低。而高大乔木受粉尘影响较小,同时,较之公园植株,道路旁单株生长空间大,光照更充分,叶绿素含量较高。现有研究也表明,不同层片类型植物滞尘能力不同,灌木滞尘能力大于乔木[10~11],道路环境受交通影响较大,灰尘污染高于公园环境[12]。
研究江门市不同绿化植物种间SPAD值的变化规律及其对不同生境的响应,发现SPAD值对于植物生长状况及生长环境有着良好的反映。利用SPAD叶绿素仪测定叶绿素相对含量的方法在城市园林绿化中有着良好的应用前景,今后可以为城市绿化植物的绿色定量评价提供重要参考。
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审稿编辑:李意德 刘念