上海地区151种绿化植物固碳释氧能力的研究

Fig. 4 The relationship between Pn and ti me
CO2固定能力下降、光呼吸增强引起叶肉细胞间 CO2
A . 8: 00~ 10: 00; B. 10: 00~ 12: 00; C. 12: 00~ 14: 00;
浓度迅速上升。
D . 14: 00~ 16: 00; E. 16: 00~ 18: 00;
致有害代谢产物的积累[ 3] 。
[ 3] 陈润政, 黄上志, 宋松泉, 等. 植 物生理学 [ M ] . 广州: 中 山大学
不同的研究人员从不同角度在不同的试验条件
出版社, 1998.
下对绿化树种的光合速率、吸碳释氧能力进行了研 [ 4]
究。例如陈洪国[ 4] 对珊瑚树、桂花、海桐和大叶黄杨 的光合速率的日变化进行了测定, 结果表明, 海桐的 [ 5]
温度( Ta) , 其中前 4 个因子相关性达到了 0. 63。 1) 光合速率同气孔导度的关系。光合速率同气
孔导度 的 关系 如 图 1 所 示, 当 气 孔 导 度 为 0. 40 mmo l/ ( m2 # s) 左右时光合速率达到最高值, 此后光 合速率逐渐降低。这是因为夏 季中午温度持 续升 高, 抑制了光合酶的 活性, 而使 得光合速率有 所降 低, 同时植物为适应 高温胁迫环境, 加大了气 孔导 度, 蒸腾作用增强。
峰值和均值最高, 大叶 黄杨最低; 而在笔者的 试验 [ 6] 中, 大叶黄杨和桂花的光合速率 3 d 均值都比较低。
陈洪国. 4 种常绿 植物蒸腾 速率、净光 合速率的 日变化及 对环 境的影响[ J ] . 福建林业科技, 2006, 33( 1) : 76- 79. 韩焕金. 城市绿 化植物 的固碳 释氧效 应[ J] . 东北 林业大 学学 报, 2005, 33( 5) : 68- 70. 张璐, 张纪林, 教忠意, 等. 不同光照条件下 3 种冬青属植物的光 合特征日变化研究[ J] . 西北植物学报, 2006, 26( 3) : 490-495.
重要的功能之一便是固碳放氧, 通过吸收空气中的 CO 2而在一定程度上减弱温室效应。大面积绿地的生 态效益非常可观, 例如有研究人员就北京城郊建成区 绿地进行了研究, 平均每公顷绿地日平均吸收 CO2 1. 767 t , 释放 O2 1. 23 t , 其中乔木树种占总量的比例最 大; 而所有绿地的日平均吸收 CO2 为 3. 3 @ 104 t, 释放 O2 2. 3 @ 104 t [1] 。本研究选择了上海绿化中常见的植 物, 通过测定其光合速率, 探讨其固碳放氧的能力。
较弱 Less 4~ 6
2. 9~ 4. 4
榉树、梓 树、铜 钱 树、红 楠、 朴树、椤木石楠、大 叶冬青、 杂种 鹅掌 楸、樟叶 槭、缺 萼 枫香、日本晚樱、红 豆树、山 桐子、石 楠、石 榴、山茶、桂 花、木 瓜、樱花、日 本女 贞、 山楂、赤桉、苦枥木
火棘、风 箱 果、木 绣球、海 仙花、十大功劳、珍 珠梅、洒 金东瀛珊瑚
第3期
王丽勉等: 上海地区 151 种绿化植物固碳释 氧能力的研究
401
的趋势并无大的变化, 10: 00~ 12: 00 时段的光合速 而韩焕金[ 5] 所测的哈尔滨常见植物在 5~ 9 月份的光
率仍最高。 2. 2 植物的固碳放氧能力及分级
合速率中显示, 丁香日固碳能力在 6 月份达到高峰, 9 月份最低, 在笔者的试验中, 丁香的固碳能力为中等,
浓度与植物光合作用也有一定的关系, 如图 3 所示,
当植物胞间 CO2浓度在 500~ 725 Lmol/ mol 之间时,
两者的相关性最为显著, 其中 Ci 在 700 Lmol/ mol 左
右时, 光合速率的值最高, 然后随胞间 CO2 浓度的增
图 4 光合 ) 时间关系曲线
加光合速率显著下降, 这可能是由于午后时段植物
进行。植 物在光 下进 行光 合作 用, 经 由气 孔吸 收 CO2, 所以气孔必须张开, 但气孔开张又不可避免地 发生蒸腾作用, 气孔可以根据环境条件的变化来调 节自己开度的大小, 从而使植物在损失水分较少的 条件下获取最多的 CO 2 。
收稿日期: 2006-10-31 * 国家科技攻关计划项目( 2004BA 809B07) 资助 王丽勉, 女, 1977 年生, 硕士, 工程师1 工作单位: 上海植物园, 上海 2002311 E-mail: w anglimian@ 163. com
中等 M iddle
6~ 10 4. 4~ 7. 3
鸡爪槭、枫 杨、杨 梅、浙江 柿、胡桃、刺槐、栾 树、丁香、三角槭、枇杷、紫椴、紫叶桃、桃、牛 筋条、豆梨、梧桐、厚皮香、油柿、红 茴香、无 患子、七叶 树、重 阳木、野 鸭 椿、广 玉 兰、银 杏、香樟、垂丝海 棠、白玉 兰、梅、山 玉兰、臭 椿、枣、冬青、青灰叶下珠、黄檀、化香、李、山 茱萸、悬 铃木、棕 榈、盐肤 木、蚊 母树、含 笑、 福建紫薇、国槐 小叶女贞、八角金 盘、狭 叶山 胡椒、凤尾 兰、 阔叶十大功劳、正木、溲疏、郁李、牡丹、金银 木、老鸦 柿、通脱 木、山麻 杆、金 钟花、小 檗、 夹竹桃、马银花、瓜子黄杨、金丝桃、栀子、瓶 兰、枸骨、日本绣线菊、算盘子、杜鹃
( 1) 上海植物园, 上海 200231; 2) 上海市环境废 弃物处理有限公司, 上海 200949)
摘要 为了在城市绿化中能充分发挥植 物固碳 释氧的 生态 功能, 对上 海 151 种植物 进行 了光 合速率 的测
定。结果表明: 气孔导度、叶片温度、胞间 CO 2浓 度等为影响光合速率的主要因子; 垂柳、木芙蓉和醉鱼 草等植物
第 26 卷 第 3 期 2007 年 6 月
华中农业大学 学报 Jo urnal of Huazho ng A gr icultural U niversity
Vo l. 26 No . 3 June 2007, 399~ 401
上海地区 151 种绿化植物固碳释氧能力的研究*
王丽勉1) 胡永红1) 秦 俊1) 高 凯1) 黄 娟2)
孔的异常开闭又直接影响到植物的光合作用, 过高
究[ J ] . 中国园林, 1998, 14( 3) : 53-56.
的温度还使叶片过早衰老, 甚至使蛋白质凝固和导
[ 2]
陈军, 张军, 雷忻, 等. 银杏与珊瑚树光合及 蒸腾特性研究[ J] . 延安大学学报( 自然科学版) , 2004, 23( 1) : 75-78.
40 0
华中农业大学学报
2) 光合速率与叶片温度的关系。将每个时段所 测得的光合速率与叶片温度绘成光温曲线 ( 图 2) , 图中的温度值是其( ? 0. 5) e 区间的中值, 光合速 率为每天平均温度下所有植物光合速率的平均值。 由图可知, 所测得的平均光合速率与温度有一定的相 关性, 在( 30 ? 0. 5) e 时的光合速率有一明显的峰值, 当测试时的温度高于或低于此值时, 光合速率都呈下 降趋势, 所以可假设最适光合作用的温度为 30 e 。
若每天进行光合速率的时间为 10 h, 则根据所 即使能力最强的木芙蓉也低于丁香的最高值。另外
测的平均光合速率, 计算得出的植物单位叶面积的 张璐等[ 6] 研究认为, 冬青在全光照条件下光合速率的
日固碳放氧量、分级及植物名录如表 1 所示。
3讨论
日变化是双峰曲线, 最高值为 11: 00, 最低值出现在 13: 00; 而笔者的测试结果显示每天的趋势不同, 且总 体来说笔者测的数据要略高。
吸碳释氧是植物的一个重要生态功能, 在光合
虽然许多人做了植物光合方面的研究, 但并不
速率测试及分析的过程中, 笔者发现气孔和外界环 一定表明树种之间光合速率的大小是绝对的, 每一 境因素对植物的光合作用有着相当重要的影响。有 次测试都是近似条件下的相对值。因为大量研究表
研究证明: 光合作用的强度还与蒸腾作用、呼吸作用 明, 不同的光照条件、水分胁迫与否能显著影响到植
由于气孔是叶片与外界进行气体交换的主要通 道, 通过气孔扩散的气体有 O2 、CO 2 和水蒸汽, 气孔 的闭合程度直接影响着植物光合作用和蒸腾作用的
2. 1 光合速率的影响因子 通过对多因子多元逐步回归法分析得出, 影响光
合速率的因子按顺序大小为气孔导度( Cond) > 叶片 温度( T l ) > 胞 间 CO2 浓 度 ( Ci ) > 光 合 有 效 辐 射 ( Par) > 蒸腾速率( Tr ) > 空气相对湿度( Rh) > 空气
14: 00~ 16: 00、16: 00~ 18: 00, 这 5 个时段的光照分
图 1 光合速率同气孔导度的关系
别 为 室 外 300、600、1 000、600 和 300 Lm ol/ ( m2 # s) 。实测工作由华东师范大学师生协同进行。
2 结果与分析
Fig. 1 The relationship between Pn and Co nd
表 1 单位叶面积植物的日固碳放氧能力分级
Table 1 The carbon fixation and oxygen production grade of a leaf area unit i n a day
程度分级 G rade CO2/ ( g # m- 2 ) O2 / ( g # m - 2)
第 26 卷
图 3 光合速率与胞间 CO2 浓度的关系 Fig. 3 The relationship between Pn and Ci
图 2 光合 ) 温度关系曲线
Fi g. 2 The rel ati onshi p between P n and Tl
3) 光合速率与胞间 CO2 浓度的关系。胞间 CO2
相关, 尤其夏 季中午 受温 度胁 迫时易 产生 光合 午 物的光合速率。而且与其他研究单一或某几个树种 休[ 2] 。这是因为高温很容易破坏植物光合和呼吸作 的光合速率不同。
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
参考文献
植物萎蔫、干枯, 不能很好地进行光合作用; 此外气 [ 1] 陈自新, 苏雪痕, 刘少宗, 等. 北京城市园林绿化生 态效益的研
弱 Least <4
< 2. 9 元 宝 枫、 中 华 槭、 罗 浮 槭、 光 皮 树、 樱桃
火 焰 柳、 马甲子
其他 Ot h ers
荷花、 鸢尾
慈孝竹
猕猴桃 、美国凌霄、箬 竹、大吴 风草、大花 萱 葡 萄、蔓 长 春 花、中 华 常 -
草、玉簪、赤胫散、美人蕉、络石
春藤
4) 光合速率与时间、光照的关系。从图 4 植物 分析不同时段的光合速率, 消除测试时温度差异的 光合日进程分析可知, 植物总体的平均光合速率呈 影响, 将各时段测试温度按照图 2 中的对应关系均 单峰曲线, 在 10: 00~ 12: 00 时段最高, 而后受温度、 虚设为 30 e , 调整不同时段的光合速率, 调整的数 光强等胁迫的影响, 光合速率急剧下降。为进一步 据也绘于该图中, 可见调整前后的光合- 时间曲线
的固碳释氧能力较强( 固碳值大于 12 g/ m2 ) , 而大部分槭属植物的固碳 释氧能力较弱( 固碳值小于 4 g/ m2 ) 。
关键词 光合作用; 固碳释氧; 绿化植物
中图法分类号 Q 945. 11 文献标识码 A
文章编号 1000- 2421( 2007) 03- 0399- 03
城市化的发展促进了人们对绿化的重视, 而合 理的绿化树种选择离不开其功能的发挥。植物的最
ຫໍສະໝຸດ Baidu
1 材料与方法
测定光合速率的室外植物有 151 种, 均采自上
海植物园, 随机抽样, 取外观上 生长正常的成 长叶
片, 每一种植物重复测 3 d。测试光合速率的仪器为
L-i 6400 便 携式 光合 测定 仪。 测定 时段 为夏 季 的 8: 00~ 10: 00、10: 00 ~ 12: 00、12: 00 ~ 14: 00、
乔木 Arbors
灌木 Shrub s
强 Best > 12 > 8. 7
乌冈 栎、 垂柳、糙 叶树、乌 桕、麻栎
醉鱼 草、 木芙蓉
较强 Bet t er 10~ 12
7. 3~ 8. 7 喜 树、盘 槐、黄 连 木、紫 薇、泡桐、海 滨 木 槿、木 槿、胡 桃楸、柿、杜仲
云 锦 杜 鹃、八 仙 花、贴 梗 海 棠、伞 房 决 明、结 香、云 南 黄 馨、胡 颓 子、 蜡 梅、卫 矛、扁 担 杆、紫荆、红千层