长春市居住区绿地植物固碳释氧能力分析

摘要：本试验采用英国PP Systems 国际有限公司生产的TPS-1 便携式光合作用测定系统，对长春市居住区20种常用绿化树种固碳释氧能力进行测定，分析所测植物的固碳释氧能力，选出生态效益最好的园林绿化树种。试验结果表明：加杨、山槐、黄檗、水曲柳单位土地面积的固碳释氧量较大，秋子梨、紫叶李、梓树单位土地面积的固碳释氧量较小。

关键词：居住区;绿地植物;固碳释氧

基金项目：本文系吉林农业科技学院观赏园艺学优秀课2010年立项课题（项目编号：113012010010）;吉林省教育科协规划课题（2012年）：《应用型本科院校园林专业人才培养方案的创新与实践》（项目编号GH12324）。

中图分类号： S731.5                           文献标识码：  A                          DOI编号：   10.14025/j.cnki.jlny.2016.02.025

居住区绿地是城市绿地的主要组成部分，担负着保护和改善城市环境的责任，还能绿化美化城市，为城市居民提供一个舒适休闲的生活空间。而以达到一定覆盖率的乔灌木为主要组成的城市居住区绿地系统是城市生态环境的重要组成部分，它能够通过光合作用吸收CO2放出O2，从而维持城市的碳氧平衡，减轻或消除城市热岛效应，提高城市人居环境质量。

1 材料与方法

1.1 试验时间地点及材料

1.1.1 试验时间 2013年7月～8月上旬。

1.1.2 试验地点 试验区选在长春市净月经济开发区某小区内。

1.1.3 试验材料 对长春市16个主要居住区绿地现有的植物种类进行实地调查，整理出长春市居住区绿地中主要应用植物种类，将20种常用绿地树种作为试验材料，分别是蒙古栎（Quecus mongolica）、梓树（Catalpa ovata）、白桦（Betula platyphylla）、垂柳（Salix babylonica）、水曲柳（Fraxinus and shurica）、黄檗（Cortex Phellodendri）、山槐（Albizia kalkora）、加杨（Populus X canadensis）、核桃楸（Juglans mandshurica）、山杏（Siberian Apricot）、山桃稠李（Padus maackii）、山楂（Crataegus pinnatifida）、紫叶李（Prunus ceraifera）、秋子梨（Pyrus  ussuriensis）、丝绵木（Euonymus bungeanus）、火炬树（Rhus typhina Nutt）、拧筋槭（Acer triflorum）、色木槭（Acer mono）、千金榆（Carpinus cordata）、京桃（Prunus persica）。

1.2 测定方法

1.2.1 树木单位面积日固碳释氧量 采用英国PP Systems 国际有限公司生产的TPS-1 便携式光合作用测定系统，通过测定植物日光合作用速率，计算出日固定二氧化碳质量和日释放氧气质量。

选择晴朗、无风或微风的天气，在自然光照条件下，从8：00到18：00 每隔2 小时测量1次，每次每个树种选取3片生长良好、大小相似的阳面叶片，记录6个瞬时的光合速率值（见图1）。

P = ■ [（Pi+1+Pi）÷2×（ti+1-ti）×3600÷1000]

P 为测定日的同化总量， 单位是 mmol/（m2·d）;Pi为初测时间点的瞬时光合作用速率;Pi+1为下一时间点测定的瞬时光合作用速率，两者的单位都为μmol/（m2·s）;ti为初测时间点的瞬时时间，ti+1为下一时间点测定的时间;j 为测试次数。

日固定CO2的质量计算公式为：WCO2=P×44÷1000

日释放O2的质量计算公式为：WO2=P×32÷1000

图 1  光合作用日同化量计算示意图

1.2.2 树木单位土地面积的固碳释氧量 计算出单株叶面积指数，进而计算单株植物单位土地面积上的日固碳释氧量。城市树木叶面积回归模型表述为：

Y=exp（-4.3309+0.2942H+0.7312D+5.7217SH-0.0148S+0.1159）

Y 为总的叶面积;D为树冠直径;H 为树冠高度;S=πD（H+D）/2

SH 为树冠投影系数

单株植物叶面积指数（ILA）的计算公式为：ILA=Y/SH（1/4πD2）

单株单位土地面积上日固碳量 QCO2=ILA×WCO2

日释氧量QO2=ILA×WO2

2 結果与分析

2.1 光合速率日变化

光合作用是植物的重要生理过程，它直接影响着植物的生存、生长、发育和繁殖等，揭示树木光合作用的基本生理生态学特性和规律，可为进一步进行树种的选择和城市绿化固碳释氧能力的研究工作提供科学依据。由于影响光合作用的环境因子（温度、光照、水分等）在一天中发生明显的变化，因此光合作用也呈现出相应的变化规律。

从表1可以看出，植物光合速率第一个峰值多出现在10：00～12：00之间，第二个峰值多出现在14：00～16：00之间。中午12：00左右，多数植物均出现光合午休现象。这是由于在高光强下，水分的过度消耗造成气孔关闭、气孔传导率下降。

2.2 固碳释氧能力分析

植物的光合作用是保持大气中氧气和二氧化碳平衡十分重要的环节。植物通过光合作用发挥固碳释氧的功能， 对改善城市空气质量及实现城市生态系统良性循环具有重要意义。同一时期不同的乔木，其固碳释氧量是不同的（详见表2）。其中山槐、加杨、火炬树固碳释氧量较大;白桦、秋子梨、拧筋槭固碳释氧量较小。从表2可以看出，光合速率越大，植物的净同化量越大，因此单位叶面积的固碳释氧能力也就越强。

由于不同植株的绿量不同，不能单纯认为某一树种单位叶面积的固碳释氧量高，就认定该树种的生态效益好，通过单株植物叶面积指数来计算单株植物单位土地面积上的日固碳释氧量，才能真正反映出树木的生态效益。计算结果见表3。结果显示：加杨、山槐、黄檗、水曲柳单位土地面积的固碳释氧量较大，秋子梨、紫叶李、梓树单位土地面积的固碳释氧量较小。

表3  树木单位土地面积的固碳释氧量

3 结语

本研究所选择的20种园林树种为长春市居住区园林绿地中最常用的植物种类，属于基调树种或者骨干树种。通过20种植物固碳释氧能力的对比分析，可以看出，加杨、山槐、京桃等在固碳与释氧两方面上都具有很好的表现，能力均大于其他植物。同时，固碳量高的植物，其释氧量也相对高，固碳量低的植物，其释氧量也相对较低。

参考文献

[1]王立，王海洋，常欣.常见园林树种固碳释氧能力浅析[J].南方农业，2012，6（05）：54-56.

[2]王晓娟.以人为本 充分发挥居住区绿化生态效益[C].中国风景园林学会第四次全国会员代表大会论文选集（上册）：159-163.

[3]丁金华.居住区绿地模式生态优化之探析[C].四川建筑科学研究，2009，35（06）：278-280.

作者简介：孙铭，硕士，吉林农业科技学院植物科学学院，讲师，研究方向：观赏植物教学与研究。