（生态学专业论文）城市绿化树种生态功能研究.pdf

中文摘要 本文采用红外气体交换法( l c a - - 4 ) ，在确保环境条1 ；，| ：一致的基础上，对哈尔滨市的 常川树种在生态效应( 绿量、固碳释氧、蒸腾释水域、蒸腾吸热量、滞尘能力) 及利j 3 光能方面进行了研究。 任整个生长季中，八个树种的固碳释氧量由高刭低排列为榆树、糖槭、紫丁香、白 桦、榆叶梅、连翘、金银忍冬、山桃稠李。 七月份各树种的固碳释氧量表现出乔木 小乔木 灌木，可以根据各植物类型的圃 碳释氧量的排序，进行不同树种的配置。 整个生长季中，八树种日蒸腾吸热、释水量的排列顺序为糖槭 榆树 白桦 紫丁香 连翘 榆叶梅 忍冬 山桃稠李。 七月份，乔木树种中，日蒸腾释水总量，日蒸腾吸热总量最大的树种为白桦，最低 的为樟子松；小乔木树种中，文冠果最大，较低的为野梨、稠李；灌木树种的日蒸腾释 水总量和日蒸腾吸热总量差异较大。较强的树种为连翘、紫丁香、榆叶梅、接骨木、金 山绣线菊。 常绿树种中，红皮云杉、杜松是哈尔滨市优良的滞尘树种。银中杨、山桃稠梨、忍 冬是优良的阔叶滞尘树种。兰种树种的7 天内的平均滞尘量分别为：1 9 2 1 5 9 m - 2 、2 4 5 0 5 g m 、2 0 2 8 4 9 m 。 树种间滞尘能力的差异，是由叶片的形态结构特征决定的。叶片的粗糙程度及叶片 上下表皮具有毛的形状、数量多少，是造成滞尘能力差异的原因。叶表细微结构中具沟 的树种即使不具有纤毛结构，也有较强的滞尘功能。 物光能利用特性分类 一类：具有较高光补偿点0 4 0um o l m 。s + 1 ) ，具有较高光饱和点( 8 0 0um o l m 。s 1 ) 的植物。接骨木 第二类：具有较低的光补偿点( 8 0 0p m o l m s 1 ) 的植物。榆树、早柳、糖槭、银中杨、紫椴 第三类：具有较低的光补偿点( ： ，如金银忍冬、榆叶梅、接骨术、连翘。另一类与草坪差不多，如树锦鸡。 从单株总叶面积上来看，乔术树种总是较大的。糖槭叶面积手【z n - i - 面积指数是最大的。榆 树的其次。但是灌木树种连翘虽然叶面积指数为3 5 0 7 ，达到甚至超过一些乔木树种的 叶面积指数，其单株n - t - 面积仅为8 8 2 0 e ，相反树锦鸡的叶面积指数为1 3 1 0 ，但其单株 总叶面积为1 5 3 2 1 6 。因此，绿量是生态功能比较的基础，但是仅从叶面积指数或单株 叶面积单方面考虑是不全面的，应两方面结合来考虑。 衰3 0 鲁化树种的叶面积擅t 从表中还发现，五叶地锦是一种藤本植物，其叶面积指数为5 1 0 ，可以与乔木相比。 更为可贵的是它可以在乔、灌木，草本达不到的空间进行绿化尤其在高楼林立的壁墙 上更能显示出其广阔的应用前景，是城市中垂直绿化的一种优良植物材料 3 3 小结 ( 1 ) 在所测的1 7 种植物中，叶面积指数及总n f 面积部有明显的差异从绿量这个指 标米看糖槭、榆树是城市绿化中优良的上层绿化树种：野梨、文冠果、稠李是城市绿 化中优良的中层绿化树种；榆i l | 梅、金银忍冬、接骨木延优良的f 层绿化树种。 些市壁垡螋些查! 婵里堕! ( 2 ) 叶面积指数年总叶面积也表明了树木叶片的疏密程度。叶面积指数越大，说明 单付r 地上的n f 面积越多，叶片的层霞烈度越人，对光能i r 形成多层利用，减少了光能 的浪赞。 ( 3 ) 五n t 地锦其叶面积指数很大，可以在城市立体绿化中经常提到的“尾顶绿化”、 “瑞面绿化”中发挥其独特的优势。 o 东北林业大学明p 学位论文 4 绿化植物的固碳释氧效应 4 1 1 试验材料 根据专家对哈尔滨市内的绿化树种的普查资料，从中选择出2 6 种东北主要绿化树 种( 其中包括8 种乔木树种、6 种阔叶小乔木、1 1 种花灌木和1 种攀援植物) 。具体植物 见表4 1 。 衰4 1 试钧材辩裹 4 1 2 研究方法 采用英国a d c 公司生产的l c a - 4 型红外气体分析系统p “”“i ( i r g a ) 进行观测。 根据植物光合作用原理肛弼j ，绿化树种的固碳释氧效应的计算，依赖于对树种光合速率 测定。在2 0 0 1 年的树木生长季，从阔叶树种长出的叶达到仪器测量范围( 盖满整个叶 室) 开始，耱槭、榆树、白桦、山桃稠李、榆叶梅、紫丁香、连翘、金银忍冬8 种常用 绿化树种，在5 月、6 月、7 月、8 月、9 月每月的1 5 - 2 0 日之间，于晴朗、无风的天 气情况下，在自然光照条件下，从早6 ：0 0 到晚1 8 ：0 0 ，每隔两小时测量一次。每次每个 树种选取五个大小相似的、生长健壮、生长在阳面的叶片，每片叶取3 - 6 个瞬时光合速 率值。为确保结果的可比性，8 种树种尽量在天之内完成测定，由于系统的稳定性及 灵敏性，使得树种在相对一致的环境下进行测定成为可能，时间滞后相对较小。在7 月 份，在以上讨种的基础上又增加另外的树种。 所有数据均采f je x c e l 软件进行分析处理。仪器所采数据首先进行筛选，别除错误 城市绿化树种生志功能研究 一i i 记录和不符合记录条什的( 气孔导度在0 以卜- ) 的数据。将经过筛选的数据分别日j 9 j 、 分圳树种，计算各时段的光合测定的平均值，往此基础上进行分析，绘制荐种图农。 4 2 植物周碳释氧量的计算 在植物的光合作用日变化曲线种，其同化蛙是净光合述率曲线嗣时间横轴阐合的面 积p 剐，即下图中的阴影部分。 圈l植物光合作用日同化量计算示意田 以此为基础，设净同化量为p 各种植物在测定当日的净同化量计算公式为 p = 【( p ，“+ p ) 2 ( f ，+ l t j ) 3 6 0 0 + 1 0 0 0 】 1 - 1 ( 4 2 1 ) 其中p 为测定日的同化总量，单位为毫摩尔，訇；平方米每秒( i t l m 0 l l l l 2 s - 1 ) ： p i 指初测点的瞬时光合作用速率，艮l 为下一测点的瞬时光合作用速率，单位为微 摩尔每平方米每秒( p m o l t o 1 ) ：t 为初测点的瞬时时间，“l 为下一测点的时间，单位 小时( i l r ) i j 为测试次数，3 6 0 0 指每小时3 6 0 0 秒。1 0 0 0 指1 毫摩尔为1 0 0 0 微摩尔。 用测定日的同化总量换算为测定日固定c 0 2 量为： w c 0 2 = p x 4 4 1 0 0 0 ( 4 2 2 ) 式中的4 4 为二氧化碳的摩尔质量，w c 0 为单位面积的叶片固定c 0 2 的质量，单位 为g m d 。根据光合作用的反应方程 c o z + 4 h 2 0 一ch 2 0 + 3h 2 0 + 0 2( 4 2 3 ) 可计算出该测定日植物释放氧气的质量为 w 0 2 = p 3 2 1 0 0 0 单位为g m d 。 ( 4 2 4 ) 东北林业人+ 茸坝匕学他沧史 4 3 结果与分析 4 3 1 不同j j 份八种埘种但位面积的群氧l h 碳啭 根据以上汁掉公式及仪器所采数据得到r 挺。漩据l a t c h e tw1 6 2 6 3 “。删庄臼然 c o ! 育教性，包合光t 帔、最适温度和j 适宵的供水条p ：f ，哑热带雨| l 暖温带地区落叶树 阳生i p 净光合作硐的平均厦大值在1 0 - 1 5 ( 2 5 ) 岬0 jm s “之闻，所删数据在此范 围之内因此是可用的。 衰4 2 不同月份八种村种位叶面飘( m 2 ) 的日曩圈曩t 从表中，可以看出树种在整个生长季中，固碳释氧量排列顺序为榆树 糖槭 紫丁香 白桦 榆叶梅 连翘 金银忍冬 山桃稠李。榆树、糖槭、紫丁香在固碳释氧能力上要显 著高于山桃稠李和金银忍冬山桃稠李和金银忍冬固碳释氧量比其他树种要低的原因可 能与二者具有较强的滞尘能力有关许多研究 员报道了在自然条件下，大气颗粒物对 植物的影响，颗粒物可能在植物叶片上形f i 一层物理屏障，使光能利用率降低，从而减 弱光合作用从表3 中还看出，七月份各种树种( 除金银忍冬、山桃稠李外) 的固碳 释氧量明显低于其它月份。通常认为植物在生长季节中以夏季的同化能力最强，此测定 结果恰恰相反。却与李辉、赵卫智田1 测定的草坪地被檀物夏季的固碳释氧量要低于春秋 两季这一结论相一致。这很可能是由于夏季过高的温度，即温度胁迫。因为高温很容易 破坏植物光合和呼吸作用的平衡，从而降低植物的光合能力。高温还促进蒸腾作用，强 烈的蒸腾作用会破坏植物水分平衡造成植物蒌蔫、干枯。不能很好的进行光合作用。 此外气孔的异常开闭又直接影响到植物的光合作用过高的温度还使叶片过早衰老，甚 至使蛋白质凝随l ( 5 0 ) 和导致育害代谢产物的积累p l 】八月汾乔术树种榆树、糖碱、 白桦的周碳释氧最达到高峰榆树为：6 8 2 窑c 0 2 m 。d 。1 9 5 t g o z 。“：惦槭r n d j , s2 2 7 sg c 0 2 m 2 d 一，1 6 5 5g o ：m ”d 1 ：白桦为1 8 1 3g c 0 2 m 。d - 。1 3 1 s g q 1 1 1 一一。这很可能由了：外界环境发生改变有利r 光合作埘的进行。首先温度从 七月份的高温状态转到止翩悬度叶片光合作用t 器官发育完善能充分接受阳光。冈此， 1 芏居住i 墨人胖集中的地带戍选川糟槭、榆坩、白摊、紫丁舂作为绿化时种一万面 炎f t 环境乃一方面述些附种蛏冲同化世人扦氧l 州碳的能力骰，可 ：一定州_ i ! ：上越 眦市绿化坩种啦态j j j 能f i j 究 剑、p 衡宅气成分的作用。 4 ：j 2 同一树种不同月份的释氧【州碳蛙 同一树种在不同的月份的捌碳释氧蚰同样也足存在芹异的。榆树的州碳秆氟鲑在季 1 ，变化中 s 形。在五、穴、七二个 月份中，从五月份的1 8 4 4 薛0 2 m 4 d 1 ，1 3 , 4 1g d 2 m 。d - 开始f 降，七月份达到整个生长季的 最低点9 1 8g c 0 2 m 。d ，6 6 8 6 0 2 m 2 d ，八月份又开始上升， 达到生跃季的最高点，九月份又开始 下降，直至光合作用终止，树木落叶 为止。见图2 。 紫丁香树种的固碳释氧量在季节 变化中呈单峰曲线。六月份达到高峰 2 0 3 lg c 0 21 n 。盯，1 4 7 79 0 2t f l z 寸1 。 这说明紫丁香是种前期生长旺盛的树 种。五六月份随着温度的升高，光照的 增强，净同化量在增加，随之固碳释氧 量也在增加。在以后的生长季中一直持 续在低固碳、低释氧的状态，但十分稳 定。见图3 。 目 西 u 蚓 球 棼 答 匿 工 三玮 一：0 妻- s 棼1 0 雾s - r 0 _ l i e 、， d 拜 鼍 崔 叵 了 一日周碳量 _ 日释氯量 5 月6 月7 月8 月9 月 圈4 着日固曩囊量事节势 2 5 2 0 1 5 i 0 5 0 5 月6 月7 月8 月9 月 圈2 树日圈曩释囊量季节势 5 月6 月7 月8 月9 月 田3 簟丁鲁日嗣氯l 节势 糖槭的固碳释氧量季节变化 呈双峰曲线，六月份、八月份出现 高峰。糖槭是一种高固碳、释氧高 的树种，即使在七月份固碳释氧量 的最低点，还能达到1 1 5 3 g c o z m 叱d 1 ，8 3 9 9 0 2 m 。d 。 比山桃稠李的固碳释氧量的 最高点9 4 2 9 c 0 ：m 。f 。t 6 8 5 9 0 2 m - 2 d 。还要多出2 1 1 g c 0 2 m 。d 1 ，1 5 4 9 0 2 m - 2 。 见图4 。 山桃稠李与其它树种不同，它在7 月份达到固碳释氧的最高峰。这很可能是该树种 在7 月份进行光合作用时，温度因子不是影响其光合能力的主要因子。这可能与树种所 处位置的小环境有关。金银忍冬的同碳释氧量季节动态昼抛物线。从5 月份剑8 月份一 n 是一个上升的趋势。9 月份又开始卜降。向桦、连翘和榆叶梅季l ，动世波浪形时而 。何时而低，说明其光合能力受外界环境影响剧烈。见图5 ，图6 ，翻7 。 弱 ” m 0 0 求比林业人学硎 ：学他论艾 ：。1 ：1 ：1 0 。 薹6 。 呈： 5 月6 月7 月8 月9j 】 6 月7 月8 月9 月 重5 山橇事日圃碳稃囊睁嘣势圈6 垒曩忍冬日固并氯嘲麓势 2 0 r 。暑1 5 7 斟o 谨 罄5 0 + 白桦 5 月6 月7 月8 月9 月 啊7 白榫、连、叶梅日曩量节势 4 3 3 各树种7 月份的固碳释氧量 根据对八种树种的固碳释氧量的测定，可以得出7 月份是各树种的固碳释氧量差异 比较大的月份，因此，在7 月份，对哈尔滨市的其他树种，进行了测定，作为比较哈尔 滨市各树种固碳释氧量的基础。 从图8 中可以看出，乔木树单位面积固碳释氧能力： 3 0i g - a - 2 4 j1 8 篓1 2 喾e 0 曩 二氯甬酌 精畦擒树白怍垂柳水曲柳紫椴嫩中杨 圈8乔术树种露奠氧量 最强榆树。l 囿碳鼋 2 7 9 m 。 较强糖槭、向桦、水曲柳银中杨。闹碳 圣在1 3 1 8 g m 。 明 壁塑堡垡丝壁生查些堡业塑一旦 一殷一籽椴。l 蒯碳情。9 9 m 一。 小乔木i 攫碳释氧能力： 摄强文冠果。j 柳殡城a 1 8 9 。m 。 较强难枝榆。i 州碳撮一l lg m 。 一般山桃稠李、稠李、野梨、花楸。i 问碳增任萨_ 9g i t i 2 之间。其中晟人的 闹碳挺( 文冠果，1 7 3 6 9 m 。) 是最小周碳鼙( 稠李，5 7 4 9 m 2 ) 的3 倍多。 p g 棚 群 毋 警 匾 矿 e l v 辑 棼 氍 瞪 叮 1 2 9 6 3 0；如如如如，如勘耵言蔷如。如 忍连村紫暴榆接金 冬翘锦丁马叶骨焰 鸡香丁梅术绣 香线 菊 金水毛 山蜡樱 绣桃 线 菊 圈l o 花囊木固蕞并氯量 较弱一垂柳樟子松。固碳量 小乔木 灌木，可以根据各植物类型 的固碳释氧量的排序，进行不同树种的配置。 城j 盯绿化树种生态功能研究 5 绿化植物的降温增湿效应 见4 1 。蒸腾作用和光合作_ l j 是一对对立统一的矛盾，既有联系义有区别。其北同 点为：两者的推动力都是太刚辐射能，水分的敞火与c 0 2 吸收大体上经过相同的途径， ( 不过方向相反) 。冈此，利用这种关系，可以用同一台仪器测定光合和蒸腾作用。 5 2 日燕庸水量和吸热量的计算 在蒸腾作用日变化曲线图中，植物的蒸腾总量即是由蒸腾速率曲线和时间横轴围合 的面积( ，以此为基础，其测定当日的蒸腾总量，设蒸腾总量为e ，单位为摩尔，每平米每 秒( m o l s 1 n 1 2 ) ，计算公式为： ， e - r ( e 。+ e t + 1 ) 2 ( 一f 。) 3 6 0 0 + 1 0 0 0 ( 5 2 1 ) l i l e i 为初测点的瞬时蒸腾作用速率，i 为下一测点的瞬时蒸腾作用速率，单位为毫摩 尔每平方米每秒( mm o l 舻s - ) 。为初测点的测试时间，k i 为下- - 8 4 d 点的时间，单位 小时( i l r ) j 为测试次数。3 6 0 0 指每小时3 6 0 0 秒。1 0 0 0 指l 摩尔为1 0 0 0 毫摩尔。换算 为测定日全天释放水的质量为 w m o = e x1 8 ( 5 2 2 ) 式中1 8 为水的摩尔质量。 圈檀暂善作用日蔫膏息t 计算示意圈 液态的水经过植物的蒸腾作瑚，由叶片的气孔和角质层以气态形式 散发l 空气中。 并从环境中吸收热培，嘲氐周围环境中的温度，增加湿度，从而达到改善周围环境小气 候条r l ：的作川。 醴每平方米叶片芷一天中因蒸腾作川敞火水分而吸收的热 d 为q ，! j ! i l q = w i l 4 1 8f 5 2 3 ) 8 尔比林业人毕烦i + 学他论史 式中q 为单f 审叶面积饵日吸收的热龋单位为焦耳，每f 方米每目( j s l d “) 。l 为 蒸发耗热系数( l = 5 9 7 - 05 7 t ，t 为测定日的温度) 4 1 8 为l 夤= 4 1 8 焦耳。b 此可汁饽 i l j 备植物1 旺平方米i i i 片测定日吸收热 迁的值。5 月份测定i - 1 温度为2 4 5 ，i 月份3 0 4 七月份3 2 5 ，八月份2 8 2 九月份2 l5 。 计算绿地的蒸腾降温作用时，考虑到空气的湍流、对流和辐射作用，空气与卜面之 间及空气微气团之间不断地进行热垃扩散录i 交换，故取底面积为i o m 2 , 厚度为l o o m 的空 气柱作为计算单元。l o o m 代表现代城市覆盖层( 屋顶至地面) 的高度i o t a 2 为小气候 的水平尺度。在此体积为1 0 0 0 m 3 的空气柱体中因植物蒸腾消耗热量q 是取自于周围 1 0 0 0 m 3 的空气柱体，故使气柱温度下降。气温下降值用下式表示： t = q p c 式中：q 为绿地植物蒸腾使其单位体积空气损失的热量( j m3 h 。1 ) ：p c 为空气的容积 热容量，其值为1 2 5 6 2 m 一h 。 5 3 结果与分析 5 3 1 不同月份八种树种单位叶面积的日蒸腾释水及日蒸腾吸热量 衰s 1 备月份八种树种簟位叶面积的日薰永量爰日墓t 热量 丝! ! 丝垡丝丛生查些堕婴塑 旦 榆树 1 7 37 4 7 3 61 3 4 5 2 4 83 2 5 2 8 4 4 0 2 1 5 8 紫丁香3 1 4 1 3 5 6 4 82 4 4 l6 6 4 5 9 0 4 0 0 60 3 9 1 7 糖槭2 0 2 8 7 2 6 41 5 7 0 7 5 23 7 9 8 1 1 80 2 5 2 0 7 门山桃稠李1 3 8 5 9 6 1 61 0 7 30 8 82 5 9 4 7 5 40 1 7 2 2 金银忍冬2 0 6 8 8 9 9 21 6 0 1 8 5 63 8 7 3 3 2 90 2 5 7 0 臼桦3 3 8 1 4 6 ，0 1 62 6 2 8 2 8 86 3 5 5 2 6 70 4 2 1 7 连翘 3 5 71 5 4 2 2 4 2 7 7 6 0 3 26 7 1 2 5 1 60 4 4 5 4 榆叶梅2 7 1 1 6 6 4 02 0 9 9 5 2 05 0 7 6 6 9 30 3 3 6 8 蒸腾速率的高低，直接影响着日蒸腾总量、日蒸腾吸热量的大小。从表中可以看出， 各树种的蒸腾速率值的顺序为塘槭 榆树 白桦 紫丁香 连翘 榆叶梅 金银忍冬) 山桃稠 李。5 月份，榆树的日吸热降水量居于前列，其日蒸腾吸热量达到4 9 6 5 1 0 5k j m ，日 释水总量为2 0 3 7 3 1 2g m 。金银忍冬的最低，其日蒸腾吸热量达到8 7 1 7 3 6k j m 一， 日释水总量为3 5 7 6 9 6g n 1 2 。前者是后者的近6 倍。这说明不同的树种间存在着很大 的差异。另外几种树种，糖槭和榆叶梅，连翘和紫丁香，山桃稠李和白桦的日蒸腾释水 量和日蒸腾吸热量相差不是很大。与各树种生氏季中的日蒸腾释水量和日蒸嘴吸热鲑的 最高点相比，都处于一种比较低的水平这可能与5 月份各树种刚刚展n l ，蒸腾怍用器 官来发育完善，蒸腾作用不明显 以下i 兰i1 2 ，1 3 、1 4 、1 5 、1 6 中，坐标轴y 轴的单使为日蒸腾释水懂( g m 二) ，日 蒸腾吸热艟( k j m 。) 。 东北林业人学删l ：学位论_ ：【= ； 榆 叶 梅 六月份，各树种的日蒸腾释水量和日蒸腾吸热量与5 月相比，有了不同程度的增长， 增长趋势最明显的要数紫丁香和金银忍冬。紫丁香的日蒸腾释水量和日蒸腾吸热量达到 了整个生长集中的最高峰。金银忍冬的日蒸腾释水量和日蒸腾吸热量分别为1 0 4 1 9 8 4 g m - 2 , 2 5 2 4 7 5 7 k j m - 2 ，是5 月份的3 倍。 2 0 0 0 0 1 8 0 0 0 1 6 0 0 0 1 4 0 0 0 1 2 0 0 0 1 0 0 0 0 8 0 0 0 6 0 0 0 4 0 0 0 2 0 0 0 0 李 圈1 3 六月份八种树种的日囔蕉释水量 七月份，除榆树、糖槭外，各树种的日蒸腾释水域和日蒸腾吸热量都比6 月份义有 了进一步的增长，这与7 月份的高温条仆有关。当空气中的含水最或绝对湿度不变时， 温度升高将会增加蒸发表面与周围空气间的水汽压梯应，从而使蒸发和蒸腾速度加快。 按照气体定律，人气蒸气压与绝对温度的变化成j e 比。例如“温度从l o c 上升剑2 0 ，儿乎使水汽压梯皮增加倍；从l o c 上7 1 刮3 0 c ，使水汽压睇度增加3 倍以 0 0 0 o 0 o 0 0 o 萋| 铷 猢 连翘 量水 白桦 t 塞 粕甘山桃稠李硼种并 糖饭 种几 2 紫丁香 叭 榆甜 丝! ! 堡些丝壁生查些堕业塞 一一型 上。树种的燕腾述率与 面温度之间都存在很好的线性关系叶片内的温度常常比 周围空气中的温度高。冈为叶片内的空气为水所饱嗣i ，而饱_ 手| i 水汽爪随温度升高而 升高，阅此，n l 温和气温问的温蔗便会提高蒸腾速率。 一 帆们_ 檎觜糖 山 忍白 连 树丁桃冬桦 翘 香稠 事 圈1 4 七月份八种树种的日t 鲁水量 榆 叶 梅 八月份是八种树种的日蒸腾释水量和日蒸腾吸热量差异最明显的月份。乔木树种 榆树、糖槭、白桦及小灌木金银忍冬，日蒸腾释水量和日蒸腾吸热量达到了整个生长季 节的鼎盛时期。这与乔木树种的释氧固碳量的规律相一致。而其他树种日蒸腾释水量和 日蒸腾吸热量出现了下降的趋势。这可能与这些树种的叶片功能有关，乔木树种的生命 力要比灌木树种的生命力强，乔木树种叶片蒸腾时间要艮于灌木，蒸腾能力也会大于灌 木。在测定的过程中，很容易发现这个问题。 0 o 0 0 o o o 0 0 o o 誊量裟黜黜 o | | 啪 猢 m m 鼬 东北林业人学硕士学位论文 榆树紫丁香糖槭山执碉李忍冬自榉连翘檎叶梅 圈1 6 九月份备种糟种的日t 鲁水量 九月份各树种的日蒸腾释水量和日蒸膊吸热量又达到一个比较低的水平。这个阶 段，由于外界环境开始发生变化，温度下降，风速加大，尤其风速较高时，会由于机械 作用或者脱水而导致气孔关闭。干燥有风的晴天。特别是干旱期，蒸腾失水常常比根系 吸水快，时间一长便会发生萎蔫。1 。 5 3 2 同一树种不同月份的日蒸腾释水量 f 5 0 0 0 ：4 0 0 0 3 0 0 0 薹2 0 0 0 羹l o o o 皿0 f3 d 0 0 ：2 5 0 0 。2 咖 羹1 5 0 0 棼1 0 0 0 囊鬈 圈1 7 树日羹永量的季节麓势田蟹1 8 簟丁番日薰水量的季节麓势啊 榆树在整个生长季中日蒸腾释水量成s 形，5 ，6 ，9 月份成持平的趋势，7 月份较 低达最低点，而8 月份最高。紫丁香亦呈s 形，只是它在前期蒸腾释水量较高，而 在后期8 ，9 月份较低。 0 o o 0 0 0 0 o 枷 咖 咖 m 塑立壁些兰! 壁生查生丝型塞 一2 3 售 9 坦 * 棼 丑 5 月6 月7 , 9b 月9 月 啊1 9 山挂事日i 瘩t 豹节势 山桃稠李在5 、6 、7 月份一直是升高的趋势，过了7 月份后，开始下降。整个生长 季呈单峰曲线。 鼍 西 v * 鼍 t 糠 m 5 月8 月7 月8 月9 月 日薹木舳审麓势田 糖槭在整个生长季中，呈双峰曲线。在6 月、8 月出现高峰。而且蒸腾释水量较高。 喜姗 耄2 0 0 0 耋1 0 0 0 丑 0 s 月6 月7 月8 月9 月 圈2 l 白榫、垒霜冬日薰释水量的摹节势圈 东北林业大学硕i ：学位论丈 鼍 o v 捌 簿 塞 糕 叮 5 , 96 月7 月8 月9 月 圈2 2 t 糠、i 瞪日薰水量的f 节势圈 从以上两个阻来看，白桦和金银忍冬、连翘和榆叶梅的日蒸腾释水量在接个生长季 中趋势大致相同。但从总的日蒸腾释水量来看，白桦和连翘要远远大于金银忍冬和榆叶 梅。 5 3 - 3 七月份各树种的日蒸腾吸热量和日蒸腾释水量 城市建筑密度大，硬化表面多，通风不良导致城市气温普遍比郊区偏高，形成城市 热岛。城市气温升高直接影响人们夏季户外活动的安全性和舒适性，尤其是夏季热浪威 胁着人们的生命安全。城市下垫面的覆盖材料对城市气温有直接影响。城市绿地有降 低气温、分割热岛的作用，降温比率与绿化覆盖率成正比1 。液态的水经过植物的蒸腾 作用，由叶片的气孔及角质层以气态形式散发到空气中，并从环境中吸收热量，降低周 围环境中的温度，增加湿度，从而达至4 改善周围环境小气候的作用1 七月份北方城市进入了炎热的夏季，在这个季节测定各树种的降温增湿效应，选择 出降温增湿效应好的树种，是非常有必要的。 衰5 0 七月雷乔术片种的日羹t 赫t 和薰水量 从寝8 可以看出，乔术树种中。日释水总量最人的树种为自桦，达1 9 6 3 4 4 9 m 一 其次为银中杨、水曲柳、籽椴、搪抚 、榆树日释水总材部在1 0 0 0 9 m 。最低的为掩 咖 喜| 啪 番| 啪 乏| o 3 2 2 1 1 城市绿化树种生态功舱研究翌 子松，为2 5 2 7 2 1 0 0 0g m o 5 - 3 七月份d 叼譬爿蝴的日吲l 篁l 盘日i 饵- 哺 葛肭类型树种名称墨兰等日：竺 嗽( k j 舰m 爹盈等教 l山桃稠李5 9 6 2 1 0 7 30 92 5 9 4 7 5 901 7 2 2 2野梨3 9 9 6 7 1 9 2 81 7 3 9 2 3 7 3小乔术稠李4 6 帅 8 4 2 4 02 0 3 6 9 4 5 4文冠果1 5 9 8 42 s 7 7 1 25 6 9 5 0 5花楸 6 76 81 2 1 82 42 9 4 5 7 3 5 6垂枝榆9 7 2 01 7 4 9 6 0 4 2 3 0 5 7 7 0 1 1 5 4 0 1 3 5 i o 4 6 1 6 0 1 9 5 4 0 2 8 0 7 量还要高，其次为垂枝榆，花楸、山桃稠李。较低的为野梨、稠李 s 4 七月翻阿翻才0 列- 曩捌晴的日i 啊舅和托j 和日i 滢- 蔫且量 灌木树种的日蒸腾释水总量和日蒸腾吸热总量差异较大。日蒸腾释水总量和日蒸腾 吸热总量较强的树种为连翘、紫丁香、榆叶梅、接骨木、金山绣线菊；其余树种的日蒸 腾释水总量都在1 0 0 0g m 4 以上，日蒸腾释热量司0 0 0k j m 一但大于2 0 0 0k j 。 树体在蒸腾散水时吸收大量的热能。大量的研究也表明叶片的光合作用和蒸腾作 用等生理活动能大量的吸收热能。同时，蒸腾作用能向大气释放大量的水蒸汽，增加空 气湿度。当太阳辐射达到叶面时。约有2 0 的能量被叶面反射到大气中，7 0 左右的能 量为绿叶所吸收，辟j 来进行生理活动透过叶片的热量一般为1 0 左右。这样，在局部 绿化区进入的能量多以被n 1 片所吸收，而释放出的热能少，就可以有效的起到降低局部 地区气温的作j l j 。而且，这种降低局部地区气温的作用与各种植物的叶量、蒸腾怍_ l i ；j 的 东北林业人学硕i ：学位论文 馒弱由直接的关系，从叶最来看虽然有些乔术树种( 垂柳、樟子松) 的日蒸腾释水域、 日蒸腾吸热避比灌木( 暴马丁香、水蜡) 的要低，但叶鬣远远大于灌木，因此乔术树 种比滟术的降低温度的作用要明显的多。 5 4 小结： ( 1 ) 在整个生氏季中，八树种日蒹腾吸热、释水量的排列顺序为糖槭 榆树 白桦 紫丁香 连翘 榆叶梅 金银忍冬 山桃稠李。 ( 2 ) 八树种在整个生长季中，蒸腾吸热释水量呈现不同的趋势，可据此对植物进行 搭配。 ( 3 ) 七月份，乔木树种中，日释水总量晟大的树种为白桦，最低的为樟子松：小乔 木树种中，文冠果的日释水总量最大。较低的为野梨、稠李：灌木树种的日蒸腾释水 总量和日蒸腾吸热总量差异较大。日蒸腾释水总量和日蒸腾吸热总量较强的树种为连 翘、紫丁香、榆叶梅、接骨木、金山绣线菊。 丝塑壁些丝苎竺查些丝堕塞 三1 6 树种的滞尘能力 6 1 研究材料及方法 6 i 1 样品的采集及处理 墨：!蔓兰篁璺挂基裹 接物龇檀物掷 桁凇p i n u p ss y i v e s t r i s 娴果x a n t h o c e r a ss o r b i f o l j a 脚 糍a3 u n i p e z u sr i g i d as i 曲e tz u c c 臻 檎 u l m u sd e n s a i t v 钮谯p i n u sk o r a i e n s i ss i e b e tz u c c 黛镕恐凑l o n i c e r a m a a c k i ii l a x i n 红皮彩p i c e ak o r a i e n s i sa a k a i 树刺l 凸鞴弘s i b i r i c a f a b r p i n u st e b u l a e f o r a i sv a r o 凇 ， m u k d e n s l s 糖娥c n e g u n d o 稳娥 u i m u sp i l al 曲悻 b e t u i 8p l a t y p h y l l as u k 水曲脚 f r a z i n u s = a n d s h u r i c ag u p r 银中畅 f q 耐u sa 妇加m 肠融 卑机 s a i hm a t s u d a n a 黼 曩骄 黼 山桃拜车p a d u s = a a c k i i 腼 野梨枷u s s u r i e n s i s 稠李p a d u s c e d o s a & d l i b 连毯 五懒 s y r i n z ao b l a t el i n d z s t - i n g m m s i s 甩i 阱 p d t d n u st r i l o b al i n d ) 蛐u c u s 鲥h i 麟i ih a n c e s p i r a e a x b u m a l d ag o l df l a m e s p i r a e a x b m m a l d ac o l dm o u n d l i a u s 妇o b t u s i f o l i t ms i e b e t z u c c s u b s p s u a v ek i t a g c e r a s u st o b e n t o s a 和j i f o r s y t h i as u s p e n s ey a h p a r t h e n o c i s s u sq u i n q u e f o l i a 一般认为大于1 5 m m 的雨量就可以冲掉植物叶片的降尘。常绿树种在雨量达到 1 5 r a m 时，认为叶片上降尘被冲刷，然后重新滞尘。根据哈尔滨的降雨特点，常绿( 针 叶) 树种分别雨后一周、二周、三周、四周采集样品；落叶( 阔叶) 分别在雨后一周、 二周采集样品。从树冠四周及上、中、下各部位均匀采集叶样，并将叶样封存于塑料袋 中。一般阔叶树采1 5 2 0 片叶。针叶树1 5 0 - 2 0 0 9 p 。4 0 l 。 对样品用蒸馏水浸泡2 小时。使叶片上的附着物充分浸洗下来。2 小时后将叶片用 镊子夹出，注意不要破坏叶片原有状态放在报纸上晾干。冲洗液用已烘干称重( w 1 ) 的 滤纸过滤。过滤完毕后，将滤纸放于6 0 烘箱下2 4 小时，烘干后进行称重( 、v 2 ) 。两次重 量之差，就是采集样品上所附着的灰尘重量。 东北林业大学颂士学位论文 采集样品的叶面积用l i 3 0 0 0 叶面积仪测定。阔叶树叶片直接测量。针叶树树叶饲定 丁塑料胶带上。再用叶面积仪测定。 6 1 2 川片叶表面细微结构的电镜扫描 从树体上选择生长健壮的叶片，立目f 封存f 塑料纸内，防l t 叶片被挤压，叶片上的 纤毛被破坏。具体步骤如下： 1 采摘后，回到实验室，先将叶片冲洗，冲洗掉叶片上的灰尘及杂物，用2 5 戊二 醛溶液进行固定，固定6 小时。 2 用磷酸缓冲液冲洗3 次。 3 采用梯度乙醇进行脱水。本实验采用7 0 、8 0 、9 0 、9 5 、1 0 0 0 巧个梯度。 4 脱水后翻秆：燥采用的) i 法为晒界点干燥，仪器为h c p - 2 h r r a c h i 临界点干燥仪。 5 粘台。 6 进行导电处理( 渡膜) ，膜的厚度为1 5 0 埃。最后用h t i a c h is - 5 2 0 日本产电镜 进行观察并摄影。 6 2 结果与分析 6 2 i 春季哈尔滨市常绿树种的滞尘能力 春季落叶树种尚未萌芽，而这个时期起滞尘作用的主要是哈尔滨的常用针叶树种。 该试验是在4 月1 日、4 月8 日、4 月1 5 日、4 月2 2 日进行的，在这个期间没有下雨。 从表中可以看出，树种周后的滞尘都处于一个很高的值，这是因为是在该城市发 表6 2 哈尔凑市五个常麒种的敞u u - b 生沙尘暴后的一周采集的。五种针叶树种中，杜松滞尘能力最强，为5 2 7 2 7 9 m 2 倜 红皮云杉其次，为4 5 6 1 0g f r i _ 2 周：其余三种针叶树均在2g m 2 周以下。几种树种间 有明显差异这与树冠、叶片特性有很大关系。杜松树冠窄小，里圆锥形，能充分接受 粉尘，叶片簇生、叶片密度大，粉尘不易抖落，防止第二次扬尘，这也为阻滞粉尘提供 了条r i ：。因此，杜松是通过叶片整体起作用来拦截粉尘，滞尘功能较强。红皮云杉枝条 城市绿化树种生态功腱研究 平展，而且层次分明，叶片着生密集。成四棱型，只有朝下的一面粉尘盈极少，所以也 1 有较强的滞尘功能。而另外三种树种枝条的伸展，如樟子松有些枝条成f 垂状态，红 松、油松的枝条层次分明层与层之间间距较大，叶形近似为圆柱形，这些都是造成滞 尘功能差的因素 从图中明显的看出在雨后第三周，油松、樟子松、红皮云杉、红松都呈现出下降 的趋势，滞尘能力 随时间有递减的趋 势。这是因为叶表 面积有限在雨水 冲洗后，开始滞尘 力强，以后随叶面 积附着尘土后，不 可能继续增加。杜 松在第二周并没有 降低，反而还有些 增长，这说明降尘 附着在杜松上的时 间要长于其它树 1 1 1 2 3 暗自嚷市5 种精懈生叻比唆 种在第三周，附 i 聊刮皑迤m b2 二= 厝惦# 昭迎一3 三周扁杞如 着在杜松的降尘量下降，与 4 - 例酝她t t 而i 平i 撇l - 一 其它树种呈现出同样的趋 势，这是因为春季北方风大， 吹散了些灰尘。但在第四周，杜松、红皮云杉的滞尘量有一些增长，其它树种却表现 出继续下降的趋势。这说明杜松、红皮云杉在降低风速，截留灰尘的能力要高于其它树 种。因此杜松、红皮云杉是哈尔滨市优良的滞尘树种在万物凋零的冬春季，还给人们 带来绿色，改变了城市中萧条景色 6 2 2 夏季哈尔滨市乔灌木的滞尘能力 夏季。各种阔叶树种都处于旺盛生长阶段都充分发挥树种的滞尘能力，由于众多 的阔叶树数量远远超过了针叶树数量，因此，这个时期，主要测定的是阔叶树种。同时 由于夏季降雨比春季频繁，所以- 般只能有两周的滞尘。 乔木树种单位叶面积滞尘能力： 较强的银中杨、糖槭、榆树7 天平均滞尘量大于或接近于1 5g m o 。 一般的白桦7 天平均滞尘量接近lg r n 2 。 较弱的垂柳、籽椴7 天平均滞尘量小于lg 一 其中最大值( 银中杨1 9 2 1 5 9 m o ) 是晟小值( 垂柳0 6 9 4 6 9 m 。) 的近3 倍。垂 柳在乔木树种中滞尘能力处于劣势这与北京的测定结果相吻合。而且在第一周、第二 周的滞尘最还比北京( 第一周o 1 9 1g i n 2 。第二周0 3 8 1g m - ：) 要大。这也说明哈尔 3 0 东北林业大学硕士学位论文 滨的灰尘擐要人于北京。 衰6 3 啥尔囊市，淋的垒力 较强的山桃嗣李平均滞尘量2 4 5 0 5gm 2 周，比乔木中滞尘量最大的银中杨还要多 寰6 , 4 暗纳寞蕾夺乔术的垒力 出0 5 2 9 9 ，其余几种小乔木的平均滞尘量都小于lg m 2 1 周。最大值( 山桃稠李2 4 5 0 5 g r 一) 是最小值( 文冠果0 5 8 5 8 9 m 2 j 蜀) 的近5 倍。 衰6 5 畸尔囊市花木的瓣垒力 熊查塑些丝苎生查些堡堑塑 盐 毛樱桃 i 1 0 7 5 41 , 3 4 8 851 2 2 8 2 水蜡 金银忍冬 树锦鸡 平均 花灌木单位叶面积滞尘能力： 最强金锟忍冬 较强树锦鸡、接骨木、毛樱桃、紫丁香、榆叶梅、连翘、暴马丁香、水蜡 较弱一金山绣线菊、金焰绣线菊、五叶地锦 最大值( 金银忍冬2 0 2 8 4g m a 周) 是最小值( 金山绣线菊0 6 4 7 2g m 2 周) 的3 倍 多。 从表中及以上分析中可以看出，杜松、红皮云杉、银中杨、山桃稠李、金银忍冬分别是 乔木、小乔木、花灌木中滞尘能力强的树种在城市绿化中的一些特殊地带，如些污 染重的工厂、尘土飞扬的街道。应注意这些树种的使用，并且为了避免绿化树种的单一 性，还应注意选择那些滞尘能力较强的树种 6 3 树种叶片结构的电奠扫描 树木所以能够减尘。是通过以下方式进行的：一是滞留，降尘落在叶表面，这种滞 留很容易被风刮起如树冠茂密，则树冠内风速低，降尘颗粒的叶面滞留稍稳定空气 中携带的大颗粒降尘便下降。二是附着，因叶表面的构造特殊使降尘被吸附在叶表面， 这种方式滞尘比较稳定，不易被风刮起。三是粘附，靠植物叶表面特殊的分泌物沾粘降 尘，这种方式最稳定。所有的滞尘都通过降水将尘埃颗粒洗出叶表完成滞尘过程通 过e 述测定，可以发现稳定天气条件下各植物的滞尘量中约有1 3 1 2 在扬尘或大风天 气再度进入空气中，这些量可以认为以滞留方式进行的滞尘。所以，叶表面附着和粘附 量的大小也可以作为有风天气下滞尘能力的一个指标。这个指标是与植物生理形态有关 的，从形态特征e 解释树种的滞尘能力是很有必要的。为此，对上述的哈尔滨绿化树种 选了典型树种进行叶表面的电镜观察。 通过测定树木的滞尘能力，对树种进行分级。从滞尘能力较强的树种中选出银白杨、 金银忍冬、山桃稠李；滞尘能力一般的树种中选出榆叶梅、紫丁香；滞尘能力较弱的树 种中选出野梨、稠李。对这些树种的叶片进行电铡署描，( 电斑e 端照片见附图1 - 1 3 ) 其叶 表的结侮隋征如下表6 3 。 从上面各树种叶片的形态结构特征可以看出，叶片是通过叶片的凹凸不平及具有纤 毛来截留灰尘的。山桃稠梨、金银忍冬叶片宽大、表皮上具有一定的沟壑，一旦落上灰 尘，没有一定的雨量是很难冲洗掉的，蒙尘方式表现为附着银中杨、榆叶梅既具有纤 毛、又有一定的浅沟浅沟上的灰尘能保留较长时间，但纤毛上的灰尘经过风或雨能很 快冲刷掉。蒙尘方式既有附着、又有停着。同样的蒙尘方式，但银中杨的纤毛要比榆叶 梅的多女- ) l 倍在同样的条件下。滞尘量也要多出很多。紫丁香仅在气孔周围有脊状突 似嘣| 耋嗍 n 五l l蜊姗泓艄 2 黑滕 东北林业大学硼士学位论文 起，灰尘截留懂与其它树种相比表现为一般，其浆尘方式为附着。野梨和稠李叶片上 的突起为疣状，能截留一定灰尘，但因为凹凸性状不明显，所以灰尘很容易坡风吹跑， 尤其野梨的叶表面具有一层蜡质野梨和稠李的蒙尘方式为停着。 寰6 6 材种的叶衰螬杓征一簟衰 6 4 结论 ( 1 ) 哈尔滨市适生的城市绿化树种滞尘能力有较大的差异，单位叶面积的滞尘重可 以差3 倍以上。选择树种可以产生较大的滞尘功能或效益。 ( 2 ) 常绿树种中，红皮云杉、杜松是哈尔滨市优良的滞尘树种。尤其在其它树种叶 量锐减的冬、春季，更能显示其优越性银中杨、山桃稠梨、金银忍冬是优良的阔叶滞 尘树种。三种树种的7 天内的平均滞尘量分别为：1 9 2 1 5 g m - 2 、2 4 5 0 5g n 产、2 0 2 8 4 g i n - 2 ( 3 ) 树种间滞尘能力的差异，是由叶片的形态结构特征决定的。叶片的粗糙程度及 叶片上下表皮具有毛的形状、数量多少，是造成滞尘能力差异的原因。叶表细微结构中 具沟状组织的树种即使不具有纤毛结构，也有较强的滞尘功能。 ( 4 ) 根据树种的叶片形态结构特征，哈尔滨绿化树种叶片的滞尘方式有四种，滞留、 附着、滞留与附着相间形式，粘附形式。附着方式滞尘的降尘颗粒物要依靠较大的雨量 才能冲刷掉：滞留或停着方式滞尘的降尘颗粒物在小雨及风的影响下，能很快的被冲刷。 城市绿化树种生态功能研究 7 光照与树种光合速率的关系 光既可以直接地影响光合作用过程，也可以通过改变其他因子间接地影响整个过程。 例如，光既可以作为光合作用光反应的能源，又可以通过影响温度，气孔开闭、光呼吸 等影响光合过程，所以要保持其他因子稳定不变，而观察光合作用对某单一因子变化的 反应是相当困难的，但是这种相应关系却非常有用”1 尤其是研究光照与树种光合作用 的关系 在以上研究树种中，除针叶树种外都进行了研究。采用美国l i - c o r 公司( l i - c o r c