江蘇省蘇州市32種園林植物的光合及水分利用特征

蔣華偉等

摘要：利用LI-6400便攜式光合作用儀對江蘇蘇州32種園林植物的光合速率和蒸騰速率進(jìn)行測定，并分析其水分利用特征。其中，垂絲海棠、楓楊、夾竹桃和紫荊4種植物的瞬時光合速率較高，分別為22.21、19.34、19.09、18.27 μmol/（m2·s）。樂昌含笑、桂花、樟樹和楓香4種植物的水分利用效率較高，分別為5.23、4.77、4.49、4.26；金葉女貞的水分利用效率最低，只有1.10。

關(guān)鍵詞：蘇州園林植物；凈光合速率；蒸騰速率；水分利用效率

中圖分類號： S731.2；Q945.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號：1002-1302（2014）03-0131-03

園林植物是城市綠地的主體，它們的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特性不僅是調(diào)控城市生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)鍵生態(tài)過程，也是城市綠地園林植物選擇、管理和生態(tài)評價的基礎(chǔ)[1-2]。園林植物的光合作用（固碳釋氧）是其最重要的生態(tài)功能之一，而對水分的利用效率也是園林工作者在配置、養(yǎng)護(hù)中考慮的重要指標(biāo)。光合速率、蒸騰速率對生長環(huán)境變化的響應(yīng)比生長指標(biāo)敏感得多，它們不但有利于大家了解植物的固碳釋氧、耗水降溫及水分利用能力，而且為了解植物的資源需求并對植物進(jìn)行預(yù)測和管理提供了依據(jù)[3-4]。近年來，科技工作者對許多城市園林植物的光合作用和水分利用作了大量的研究[5-13]。蘇州為典型的園林城市，其園林植物的光合能力及水分利用等研究未見相關(guān)報道，本研究對蘇州園林綠化中的優(yōu)勢32種植物的光合速率及水分利用效率進(jìn)行了研究，以期為蘇州園林植物的選擇、配置及養(yǎng)護(hù)管理提供一定的指導(dǎo)作用。

1 材料與方法

1.1 測定地點(diǎn)

測定地點(diǎn)位于蘇州獨(dú)墅湖白鷺園內(nèi)，公園總面積約23萬m2，綠化面積約18萬m2，綠化率占76.5%，于2009年建成并開放，園內(nèi)主要種植鄉(xiāng)土樹種，植物生長茂盛，蘇州園林綠化中常見的優(yōu)勢樹種均有種植。

蘇州市中心位于東經(jīng)119°55′～121°20′、北緯30°47′～32°2′，地處溫帶，四季分明，屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，年均降水量1 100 mm，年均氣溫15.7℃，1月平均氣溫2.5 ℃，7月平均氣溫28 ℃。

1.2 測定方法

在前期調(diào)查的基礎(chǔ)上，選擇32種蘇州園林綠地中常見的植物作為研究對象，具體名錄見表1。測定時間為2013年5月中下旬，此時大部分植物的當(dāng)年生新葉基本成熟，植株處于旺盛的生長階段。于晴朗少云天氣08：30—10：30、氣溫27～30 ℃情況下測定，利用LI-6400光合作用測定儀測定植株凈光合速率（Pn）及蒸騰速率（Tr）。每個物種選擇2株生長良好的個體，每個個體選擇向陽面枝條中上部成熟葉片，一般為頂端第5張至第7張葉片。測定時，葉室內(nèi)光照強(qiáng)度為 （1 000±50） μmol/（m2·s），空氣CO2濃度為（400±5） μmol/mol，氣溫（28±1）℃。每張葉片測定1 min，每隔 10 s 自動記錄1次數(shù)據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel 2010進(jìn)行預(yù)處理，統(tǒng)計(jì)中使用數(shù)據(jù)均為測定數(shù)據(jù)的平均值，方差分析在Excel中進(jìn)行，聚類分析利用SPSS 19.0軟件完成。水分利用效率（WUE）以凈光合速率和蒸騰速率的比值表示（WUE=Pn/Tr）。

2 結(jié)果與分析

32種植物的凈光合速率、蒸騰速率及水分利用效率數(shù)據(jù)見表1，按照植物類型及植物生活習(xí)性進(jìn)行分類并進(jìn)行單因素方差分析，結(jié)果見表2。喬木和灌木的凈光合速率相差不大，而蒸騰速率比灌木低18.05%，使其水分利用效率差異顯著，喬木比灌木高33.20%，說明喬木比灌木在水分利用方面更高效。而按照植物習(xí)性分類后，落葉植物的凈光合速率平均比常綠植物高18.99%，相應(yīng)的蒸騰速率也高12.05%，但差異均不顯著，2類植物的水分利用效率更是相差無幾，說明植物習(xí)性對這些指標(biāo)的影響較小。

利用表1中數(shù)據(jù)對32種植物進(jìn)行分層聚類分析，結(jié)果見圖1，通過結(jié)合線可將其分為以下幾類：高光合[18.27～2221 μmol/（m2· s）]高耗水組，4種，占總數(shù)的12.5%，分別為垂絲海棠、楓楊、夾竹桃和紫荊；中等光合速率[10.87～15.25 μmol/（m2· s）]組，13種，占總數(shù)的40.6%，分別為樸樹、楓香、櫻花、垂柳、樟樹、杜鵑、杜英、櫸樹、大葉女貞、木芙蓉、烏桕、紅葉石楠、金絲桃；低光合速率[4.23～10.12 μmol/（m2· s）]組，15種，占總數(shù)的46.9%。其中，高水分利用效率的植物4種，分別為樂昌含笑、桂花、楓香和樟樹；低水分利用效率植物為金葉女貞，其水分利用效率只有1.10。

3 結(jié)論與討論

植物的光合作用即CO2 和O2 的交換過程，實(shí)際上是植物與外界環(huán)境進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化的過程，凈光合速率高說明該樹種與外界交換的CO2 和O2 較多[14]，有利于提高周圍環(huán)境的空氣質(zhì)量。隨著城市化的快速發(fā)展及人們對城市環(huán)境的高要求，以自然、生態(tài)為主導(dǎo)的園林代替以往以視覺景觀為主的園林是未來城市發(fā)展的必然趨勢。城市園林植物是構(gòu)建生態(tài)城市和城市森林的主體，如何正確選擇、配置和管理城市園林植物已成為生態(tài)園林城市綠地建設(shè)過程中迫切需要解決的問題[15]。鄉(xiāng)土樹種作為本土自然分布的樹種，具有地域特色，完全適應(yīng)本地的氣候環(huán)境，養(yǎng)護(hù)成本低，適應(yīng)自然、生態(tài)的發(fā)展趨勢。在本研究中，垂絲海棠、楓楊、夾竹桃和紫荊4種植物的凈光合速率最高，對改善環(huán)境質(zhì)量有較強(qiáng)的能力，建議多加應(yīng)用，其中楓楊可以作為行道樹種植，其他3種均可作為觀花植物應(yīng)用。中等光合速率組共有13種，包括許多鄉(xiāng)土樹種，如櫸樹、樸樹、烏桕、垂柳、樟樹、楓香等，其中樟樹在蘇州園林綠化中占據(jù)絕對優(yōu)勢，在調(diào)查的結(jié)果中出現(xiàn)頻率超過70%[16]，因此建議在以后的綠化中加大其他鄉(xiāng)土樹種的應(yīng)用力度，以保持蘇州園林綠化的地域特色。endprint

參考文獻(xiàn)：

[1]甘 露，陳伏生，胡小飛，等. 南昌市不同植物類群葉片氮磷濃度及其化學(xué)計(jì)量比[J]. 生態(tài)學(xué)雜志，2008，27（3）：344-348.

[2]Sendo T，Kanechi M，Uno Y，et al. Evaluation of growth and green coverage of ten ornamental species for planting as urban rooftop greening[J]. Journal of the Japanese Society for Horticultural Science，2010，79（1）： 69-76.

[3]王 穎，魏國印，張志強(qiáng)，等. 7種園林樹種光合參數(shù)及水分利用效率的研究[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，29（6）：44-48.

[4]Richards A E，Shapcott A，Playford J，et al. Physiological profiles of restricted endemic plants and their widespread congeners in the North Queensland wet tropics[J]. Biological Conservation，2003，111：41-52.

[5]廖建雄，史紅文，鮑大川，等. 武漢市51種園林植物的氣體交換特性[J]. 植物生態(tài)學(xué)報，2010，34（9）：1058-1065.

[6]張 嬌，施擁軍，朱月清，等. 浙北地區(qū)常見綠化樹種光合固碳特征[J]. 生態(tài)學(xué)報，2013，33（6）：1740-1750.

[7]陳月華，廖建華，覃事妮. 長沙地區(qū)19種園林植物光合特性及固碳釋氧測定[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報，2012（10）：116-120.

[8]岳莉然，孫妙婷. 紫葉酢漿草光合特性及耐旱性研究[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（8）：169-171.

[9]陸貴巧，尹兆芳，谷建才，等. 大連市主要行道樹綠化樹種固碳釋氧功能研究[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，29（6）：49-51.

[10]宣守麗，石春林，金之慶，等. 長江中下游地區(qū)太陽輻射變化及其對光合有效輻射的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012，28（6）：1444-1450.

[11]王麗勉，胡永紅，秦 俊，等. 上海地區(qū)151種綠化植物固碳釋氧能力的研究[J]. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2007，26（3）：399-401.

[12]文習(xí)成，姜衛(wèi)兵，韓 鍵，等. 金葉女貞不同葉位葉片光合特性研究[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（11）：168-172.

[13]王忠君. 福州植物園綠量與固碳釋氧效益研究[J]. 中國園林，2010，26（12）：1-6.

[14]吳統(tǒng)貴，虞木奎，孫海菁，等. 林藥復(fù)合系統(tǒng)林下植物光合特性對生長光強(qiáng)的響應(yīng)[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2011，19（2）：338-341.

[15]何興元，寧祝華. 城市森林生態(tài)研究進(jìn)展[M]. 北京：中國林業(yè)出版社，2002：75-83.

[16]宋 青. 蘇州城市森林群落結(jié)構(gòu)及優(yōu)化對策研究[D]. 南京：南京林業(yè)大學(xué)，2008：38.endprint

參考文獻(xiàn)：

[1]甘 露，陳伏生，胡小飛，等. 南昌市不同植物類群葉片氮磷濃度及其化學(xué)計(jì)量比[J]. 生態(tài)學(xué)雜志，2008，27（3）：344-348.

[2]Sendo T，Kanechi M，Uno Y，et al. Evaluation of growth and green coverage of ten ornamental species for planting as urban rooftop greening[J]. Journal of the Japanese Society for Horticultural Science，2010，79（1）： 69-76.

[3]王 穎，魏國印，張志強(qiáng)，等. 7種園林樹種光合參數(shù)及水分利用效率的研究[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，29（6）：44-48.

[4]Richards A E，Shapcott A，Playford J，et al. Physiological profiles of restricted endemic plants and their widespread congeners in the North Queensland wet tropics[J]. Biological Conservation，2003，111：41-52.

[5]廖建雄，史紅文，鮑大川，等. 武漢市51種園林植物的氣體交換特性[J]. 植物生態(tài)學(xué)報，2010，34（9）：1058-1065.

[6]張 嬌，施擁軍，朱月清，等. 浙北地區(qū)常見綠化樹種光合固碳特征[J]. 生態(tài)學(xué)報，2013，33（6）：1740-1750.

[7]陳月華，廖建華，覃事妮. 長沙地區(qū)19種園林植物光合特性及固碳釋氧測定[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報，2012（10）：116-120.

[8]岳莉然，孫妙婷. 紫葉酢漿草光合特性及耐旱性研究[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（8）：169-171.

[9]陸貴巧，尹兆芳，谷建才，等. 大連市主要行道樹綠化樹種固碳釋氧功能研究[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，29（6）：49-51.

[10]宣守麗，石春林，金之慶，等. 長江中下游地區(qū)太陽輻射變化及其對光合有效輻射的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012，28（6）：1444-1450.

[11]王麗勉，胡永紅，秦 俊，等. 上海地區(qū)151種綠化植物固碳釋氧能力的研究[J]. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2007，26（3）：399-401.

[12]文習(xí)成，姜衛(wèi)兵，韓 鍵，等. 金葉女貞不同葉位葉片光合特性研究[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（11）：168-172.

[13]王忠君. 福州植物園綠量與固碳釋氧效益研究[J]. 中國園林，2010，26（12）：1-6.

[14]吳統(tǒng)貴，虞木奎，孫海菁，等. 林藥復(fù)合系統(tǒng)林下植物光合特性對生長光強(qiáng)的響應(yīng)[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2011，19（2）：338-341.

[15]何興元，寧祝華. 城市森林生態(tài)研究進(jìn)展[M]. 北京：中國林業(yè)出版社，2002：75-83.

[16]宋 青. 蘇州城市森林群落結(jié)構(gòu)及優(yōu)化對策研究[D]. 南京：南京林業(yè)大學(xué)，2008：38.endprint

參考文獻(xiàn)：

[1]甘 露，陳伏生，胡小飛，等. 南昌市不同植物類群葉片氮磷濃度及其化學(xué)計(jì)量比[J]. 生態(tài)學(xué)雜志，2008，27（3）：344-348.

[2]Sendo T，Kanechi M，Uno Y，et al. Evaluation of growth and green coverage of ten ornamental species for planting as urban rooftop greening[J]. Journal of the Japanese Society for Horticultural Science，2010，79（1）： 69-76.

[3]王 穎，魏國印，張志強(qiáng)，等. 7種園林樹種光合參數(shù)及水分利用效率的研究[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，29（6）：44-48.

[4]Richards A E，Shapcott A，Playford J，et al. Physiological profiles of restricted endemic plants and their widespread congeners in the North Queensland wet tropics[J]. Biological Conservation，2003，111：41-52.

[5]廖建雄，史紅文，鮑大川，等. 武漢市51種園林植物的氣體交換特性[J]. 植物生態(tài)學(xué)報，2010，34（9）：1058-1065.

[6]張 嬌，施擁軍，朱月清，等. 浙北地區(qū)常見綠化樹種光合固碳特征[J]. 生態(tài)學(xué)報，2013，33（6）：1740-1750.

[7]陳月華，廖建華，覃事妮. 長沙地區(qū)19種園林植物光合特性及固碳釋氧測定[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報，2012（10）：116-120.

[8]岳莉然，孫妙婷. 紫葉酢漿草光合特性及耐旱性研究[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（8）：169-171.

[9]陸貴巧，尹兆芳，谷建才，等. 大連市主要行道樹綠化樹種固碳釋氧功能研究[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，29（6）：49-51.

[10]宣守麗，石春林，金之慶，等. 長江中下游地區(qū)太陽輻射變化及其對光合有效輻射的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012，28（6）：1444-1450.

[11]王麗勉，胡永紅，秦 俊，等. 上海地區(qū)151種綠化植物固碳釋氧能力的研究[J]. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2007，26（3）：399-401.

[12]文習(xí)成，姜衛(wèi)兵，韓 鍵，等. 金葉女貞不同葉位葉片光合特性研究[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（11）：168-172.

[13]王忠君. 福州植物園綠量與固碳釋氧效益研究[J]. 中國園林，2010，26（12）：1-6.

[14]吳統(tǒng)貴，虞木奎，孫海菁，等. 林藥復(fù)合系統(tǒng)林下植物光合特性對生長光強(qiáng)的響應(yīng)[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2011，19（2）：338-341.

[15]何興元，寧祝華. 城市森林生態(tài)研究進(jìn)展[M]. 北京：中國林業(yè)出版社，2002：75-83.

[16]宋 青. 蘇州城市森林群落結(jié)構(gòu)及優(yōu)化對策研究[D]. 南京：南京林業(yè)大學(xué)，2008：38.endprint