昆明市绿地绿量研究

昆明市绿地绿量研究摘要在物种和群落调查基础上，测算了昆明市26种常见物种的叶面积指数、6种绿地层片及7种绿化类型的叶面积指数，并借助GIS技术，测算了昆明市一环内的总体绿量。

研究结果表明：物种的叶面积指数不仅取决于物种间单叶面积的差异，还受物种生长状态（如枝叶密集程度、种植密度、树冠形状等）的影响，其中以绿篱结构生长的灌木物种，其叶面积指数相对较大，多在10以上；昆明市一环内的总绿量为2 429.06 hm2，且不同绿化类型的绿量差异明显：乔—灌型和乔—灌—草型2种绿化类型的单位面积绿量相对较高，在8.4～8.6 m2/m2，而乔木型和草本型等单层绿化结构的单位面积绿量相对较小，多在 4.6～5.0 m2/m2，前者绿量为乔木型或草本型单层结构的1.7～1.8倍；保证最大化绿地面积是提高城市绿量的基础。

但在同等面积下，尽量选择叶面积指数较高的树种，优化绿地结构层次是提高城市总体绿量的关键，但必须综合考虑不同性质绿地的主要功能。

关键词绿地；叶面积指数；绿量；云南昆明城市绿地能充分利用植物的释放氧气、吸收二氧化碳、降温增湿、滞尘、抗污等生态功能来参与和改善城市的物质代谢和能量循环[1-5]。

因此，如何评价城市绿化质量的优劣，建立合理、统一的城市绿化衡量指标体系，成为各界人士关注的焦点。

过去，绿化覆盖率、绿地率、人均公共绿地面积等指标成为我国多数管理者和建设者关注的对象，并在国家绿化方针政策方面发挥了重要作用[3，6-7]，但这些指标难以体现城市绿化的空间结构及其生态功能。

随着生态城市理论的提出，我国20世纪80年代后期在上海市和北京市率先开展园林植物生态功能和结构的量化研究，并在此基础上提出一个新的绿化评估概念“绿量（Green quantity）”[3]。

这无疑是对绿化评价体系的重要补充和完善[2-3]。

随后，我国一些大中城市，如青岛、南京、沈阳、武汉等市均围绕绿量做了大量研究工作[8-11]。

对昆明市而言，自董燕等[12]测算了昆明市区3个广场（东风广场、胜利广场、官渡广场）园林植物绿量之后，与昆明城市绿量相关的研究鲜见。

因此，本文结合实地调查，在定量测算昆明常用绿化植物（26种）叶面积指数的基础上，利用GIS技术对昆明市一环内（下文以研究区简称）6种绿地层片结构和7种绿地结构的绿量进行了量化研究，为昆明市园林绿化的优化和城市绿地生态效益的评估等提供反映绿化结构和生态功能的量化指标。

1 研究方法1.1 研究区概况研究区位于昆明市一环内的建成区，该区域作为昆明市经济、政治、文化腹地，人口、交通及建筑较为密集，区内受南部孟加拉湾海洋季风和东南部北部湾暖湿气流的影响，具有亚热带气候特征，干湿季节分明，天气常如2—3月，花开不断，人称“春城”。

1.2 植物叶面积指数测定在对昆明市主要公园、高校和公道等绿地植物及其群落调查的基础上，本研究测定了常用26种绿化植物（针叶乔木4种、落叶阔叶乔木4种、常绿阔叶乔木5种、独立生长灌木6种、以绿篱形式用于绿化的灌木4种、草本植物3种（表1）的叶面积指数。

其中阔叶类植物采用标准枝法[11]，针叶物种采用分层收割法[12-13]和草本植物的叶面积指数参照陈自新等[2]和郑锋先等[8]的方法。

1.3 斑块和层片的划分斑块类型的划分：根据实地调查情况，按绿地斑块配置结构，将其划分为7种类型：乔—灌—草型、乔—灌型、乔—草型、乔木型、灌—草型、灌木型和草本型。

层片的划分：层片是植物群落结构的一种基本单位，将绿地植被划分为6个层片类型：常绿阔叶乔木、落叶乔木、绿篱灌木、独立灌木、绿篱灌木和草本。

1.4 绿量测算方法本研究绿量测算方法主要参照文献[11]的方法，即在每一个斑块中，以常绿针叶乔木、常绿阔叶乔木和落叶阔叶乔木等层片作为基础绿量单元，根据2010年Google Earth提供的卫星影像图，利用GIS提取各绿地斑块面积、植物层盖度、种盖度和植物种类等基础数据。

而后，结合户外群落样方调查资料，测算主要层片叶面积指数及其在该绿地斑块上的盖度，从而获取各斑块和各绿化结构的绿量，并统计整个研究区绿量。

2 结果与分析2.1 研究区主要绿化植物的单叶面积和叶面积指数分析研究表明，悬铃木和鹅掌柴的单叶面积较大，分别为136.11 cm2和124.00 cm2，而假连翘和金叶女贞的叶面积相对较小，分别为2.43 cm2和8.99 cm2。

在总体变化趋势上，反映出阔叶乔木植物的单叶面积较灌木植物大的态势：乔木植物叶面积多在25～50 cm2（悬铃木和广玉兰除外，二者分别为136.11 cm2和99.90 cm2），而灌木植物多在10～25 cm2之间（鹅掌柴除外）（表1）。

此外，所调查树种的单叶面积标准方差较小，这说明取样叶片面积大小变化较小，因而能代表该树种单叶大小。

就叶面积指数而言，灌木物种叶面积指数差异较大（0.47～15.27）。

金叶女贞的叶面积指数为27种测定植物最大，为15.27；大叶黄杨、海桐、锦绣杜鹃等次之，叶面积指数在10.33～13.25；假连翘、光叶子花、桂花、红花继木等叶面积指数在3.5～8.5；而鹅掌柴和垂丝海棠的叶面积指数均小于1，为受测植物面叶面积指数最小的2种植物（表1），这主要是金叶女贞、大叶黄杨等植物以绿篱形式生长，枝叶密集，而鹅掌柴和垂丝海棠作为独立灌木，其枝叶较为稀疏。

乔木树种叶面积指数变幅相对较小，且阔叶树种（除樱花外）比针叶树种叶面积指数大，其中滇朴、滇润楠、悬铃木等相对较大，在7.5以上，香樟、天竺桂、广玉兰、小叶榕、银杏等叶面积指数在5.0～6.6，而雪松、侧柏、干香柏、圆柏等叶面积指数在3.5以下（表1），这主要是因为滇朴、滇润楠、悬铃木等阔叶乔木冠高比或单叶面积较大，且枝条较为密集。

综上分析，绿化植物的叶面积指数不仅与物种关系密切，还与其生长状态关系密切，如阔叶乔木植物叶面积远大于灌木植物（鹅掌柴除外），但其叶面积指数却小于以绿篱形式生长的灌木（金叶女贞、海桐等）。

2.2 不同层片的叶面积指数分析研究表明，不同绿地层片的叶面积指数差异大：绿篱灌木叶面积指数最大，为11.42，这主要是绿篱灌木枝叶非常密集，以致单位面积绿地上的叶面积累量较大；阔叶乔木层片次之（落叶阔叶乔木层片叶面积指数为8.21，常绿阔叶乔木层片叶面积指数为7.14）；独立灌木、草本、针叶乔木等3类层片叶面积指数相对较小，分别为5.40、4.64和3.16。

这说明绿化状态对绿量的提高有着重要的意义（表2）。

由表2还可看出，昆明市一环内，绿量在乔、灌、草等3个层片中的分配差异不明显：乔木层片绿量相对较大，为877.41 hm2，占昆明市一环总绿量的36.12%，且其中阔叶乔木树种贡献率较大，为29.05%；灌木层片绿量次之，为803.84 hm2，占昆明市一环总绿量的33.09%；草本绿量略小，为747.81 hm2，占昆明市一环总绿量的30.79%。

综上分析，选取叶面积指数较大的物种或以绿篱（灌木物种）搭配结构，是提高不同层片绿量的重要途径。

2.3 不同结构绿地斑块的绿量从景观斑块角度看，昆明市一环内绿地多以复层结构为主，其中尤以乔木层与灌木层或草本层（乔—灌—草绿化结构、乔—灌绿化结构和乔—草绿化结构）搭配绿化比例较高，其斑块比例占57.27%；乔木、灌木、灌—草和草本4种绿化结构所占比例相差不大，在9%～14%（表3）。

从单位面积绿量看，乔—灌型和乔—灌—草型2种绿化类型的单位面积绿量相对较高，在8.4～8.6 m2/m2；灌木型、灌—草型和乔—草型3种绿化类型的单位面积绿量次之，在6.0～7.6 m2/m2；而乔木型和草本型等单层绿化结构的单位面积绿量相对较小，多在4.6～5.0 m2/m2（表3）。

这表明以乔木和灌木或草本结合的复层绿化结构可大大提高城市绿量，其绿量为等面积乔木型或草本型单层结构的1.7～1.8倍。

从不同结构绿地看，绿地面积与其绿量的变化总体上基本一致（相关系数达0.91），这说明保障城市具有适宜的绿地面积是提高城市绿量的基础，但不同的绿化结构对绿量的贡献有所差异。

研究区7类绿地中，乔—灌—草型、乔—草型和乔—灌型3类绿地的绿量较大，分别为628.05、534.64、501.14 hm2，分别占研究区总绿量的25.34%、21.75%和20.22%；灌—草型和乔木型等次之，分别为289.07 hm2和314.44 hm2，分别占研究区总绿量的11.66%和12.69%；灌木型和草本型绿量较小，在130 hm2以下（表3）。

综上分析，研究区复层结构绿地（乔—灌型、乔—灌—草型）的绿量相对较高，这主要是充分发挥植物枝叶对空间的利用优势。

因此，通过乔木、灌木和草本的合理配置，能够最大限度地提高绿量。

3 结论与讨论3.1 不同绿化物种叶面积指数差异显著，这主要取决于物种的不同和物种生长的状态研究发现，不同生活型植物叶面积指数差异较大。

以绿篱结构生长的灌木物种，其叶面积指数多在10以上（除假连翘外），这主要是以绿篱结构生长的灌木物种，其种植紧密且枝叶密集；阔叶乔木物种叶面积指数多在5～10（除悬铃木为18.87、樱花为2.61外），这主要阔叶乔木物种单叶面积较大；草本多在3.5～6.0；而针叶乔木种植稀疏、枝叶松散，其绿量较小，多在3～4；独立灌木叶面积指数因物种而有较大变异，其中光叶子花、桂花叶面积指数较大，而鹅掌柴和垂丝海棠叶面积指数最小，在0.6以下。

因此，物种的叶面积指数不仅取决于物种间单叶面积的差异，还受物种生长状态（如枝叶密集度、种植密度、树高树形等）的影响。

郑锋先等[8]与陈芳等[11]也发现相似规律[8，11]。

3.2 研究区可从乔木型或灌木型绿地入手，优化其结构配置，以提升区内绿量研究区绿地面积与其绿量的变化趋势基本一致，但不同绿化类型，其绿量差异明显：乔—灌型和乔—灌—草型2种绿化类型的单位面积绿量相对较高，在8.4～8.6 m2/m2，而乔木型和草本型等单层绿化结构的单位面积绿量相对较小，多在5.0 m2/m2以下。

这表明，相同绿地面积下，以乔木和灌木或草本结合的复层绿化结构可大大提高城市绿量，其绿量为单层结构的1.7～1.8倍。

这主要是复层绿化结构充分发挥植物枝叶对空间的利用优势。

这也说明保证最大化绿地面积是提高城市绿量的基础，但在同等面积下，尽量选择叶面积指数较高的树种，优化绿地结层次构是提高城市总体绿量的关键出路。

研究表明，昆明市一环内以多元复层结构的绿地面积相对较大，乔—灌—草型、乔—草型和乔—灌型的绿地斑块、面积和绿量均有较高的比例，复层绿地的绿量之和占总绿量的67.13%，其绿量仍有较大的提升空间，且其优化应着重考虑从面积较大的乔木型和灌木型绿地入手。

然而，提高城市绿量的最终目的是增强城市的总体生态效益。