昆明市常见绿化植物冬季固碳释氧能力研究

刘雪莲，何云玲*，张淑洁，陈军文

1. 云南大学资源环境与地球科学学院，云南 昆明 650091；2. 云南农业大学农学与生物技术学院，云南 昆明 650201

昆明市常见绿化植物冬季固碳释氧能力研究

刘雪莲1，何云玲1*，张淑洁1，陈军文2

1. 云南大学资源环境与地球科学学院，云南 昆明 650091；2. 云南农业大学农学与生物技术学院，云南 昆明 650201

固碳释氧是植物的一项重要功能。以昆明市18种常见绿化植物为研究对象，测定净光合速率和叶面积指数，对其固碳释氧能力进行分析研究。结果表明：18种常见绿化植物的净光合速率日变化曲线主要呈单峰型曲线或双峰型曲线；单位叶面积日净同化量为31.25～125.17 mmol·m-2·d-1，固碳量为1.10～4.41 g·m-2·d-1，释氧量为0.80～3.20 g·m-2·d-1；单位土地面积日固碳量为2.43～24.68 g·m-2·d-1，释氧量为1.17～17.95 g·m-2·d-1。单位叶面积固碳释氧能力聚类分析表明，乔木（5种）、灌木（7种）、草本（3种）、藤本（3种）均可分为两级；单位土地面积固碳释氧能力分析表明，乔木（5种）、草本（3种）、藤本（3种）均分为两级，灌木（7种）分为三级。其中，日固碳释氧能力较强的乔木有山茶（Camellia japonica），灌木有鹅掌柴（Schefflera octophylla）和洒金叶珊瑚（Aucuba japonica），草本有扁穗雀麦（Bromus catharticus）和早熟禾（Poa pratensis），藤本有常春藤（Hedera nepalensis）；日固碳释氧能力中等的灌木有八角金盘（Fatsia japonica）、红花檵木（Loropetalum chinense）和假连翘（Duranta repens）；日固碳释氧能力较弱的乔木有蒲葵（Livistona chinensis）、小叶榕（Ficus microcarpa）、长叶刺葵（Phoenix canariensis）和金桂（Osmanthus fragrans），灌木有锈叶杜鹃（Rhododendron siderophyllum）和红叶石楠（Photinia×fraseri），草本有吊兰（Chlorophytum comosum），藤本有爬山虎（Parthenocissus tricuspidata）和蔓长春花（Vinca major）。本研究旨在为城市绿化植物选择提供参考依据，为构建城市绿化植物群落提供理论支撑，为建设城市生态园林提供科学依据。

固碳释氧；叶面积指数；绿化植物；聚类分析；昆明

LIU Xuelian， HE Yunling， ZHANG Shujie， CHEN Junwen. Study on carbon fixation and oxygen release capabilities of 18 afforestation plants in Kunming city ［J］. Ecology and Environmental Sciences， 2016， 25（8）: 1327-1335.

自工业革命开始，大气中CO2浓度逐步上升（陈文婧，2013），温室效应也日益加剧（林欣等，2014）31，导致全球气候变暖趋势自20世纪90年代以来明显加速；因全球气候变暖而产生的巨大的危害严重影响了人类经济社会的可持续发展，如何减缓气候变暖成为国际社会关注的热点问题（IPCC，2013）。植物具有固碳释氧的重要功能，即通过光合作用吸收二氧化碳和释放氧气，在一定程度上减弱温室效应（张艳丽等，2013）3879，对调节区域碳平衡起着重要的作用（IPCC，2007；Ravindranath et al.，2009；何云玲等，2015）。

城市绿化植物是城市绿化建设中最重要的组成部分，也是城市生态系统中的主要初级生产者（饶显龙等，2014）。近年来各国学者围绕城市绿化植物固碳释氧功能做了大量的研究工作，取得了显著的成就。国外主要针对绿地年固碳能力的研究较多（寇思勇，2016），例如Nowak et al.（2002）及Pataki et al.（2006）对美国各州的城市绿地进行了研究，发现绿地主要通过调节局部温度、湿度、热量的方式固定CO2，进而估算城市绿地每年的固碳量；Schmitt-Harsh et al.（2013）对美国中西部中型城市的森林结构和碳储量进行了研究，得出城市森林碳储量的范围是0～11.22 kg·cm-2。Dung et al.（2016）用生物量法对越南湄公河三角洲红树林进行碳储量研究。国内学者对绿化植物则以不同季节净光合速率日变化、光合速率影响因子、光响应特性等方面的研究为主，常用的方法主要是Ward法聚类分析和因子分析，如邵永昌（2016）等选取了上海地区17个主要绿化树种，测定了植物的光合特性，分析了净光合速率日变化及其与影响因子的相关性，并对测试树种的单位叶面积和单位土地面积日固碳释氧能力进行了聚类分析；张娇等（2013）选取了浙北地区30种常见绿化树种，测定了树木的净光合速率日变化及不同光强梯度下光合作用的光响应特性，并对其日净固碳量和光合生理拟合参数进行Ward法聚类分析和因子分析。

由于同一种植物在不同地区以及不同生长季节的固碳释氧能力不同（王忠君，2010；陈月华等，2012116），不同的树种因其生理特性的不同，固碳释氧的能力也不同（张娇等，2012），因此，为了正确评估绿化植物在区域碳平衡中的作用，对其固碳释氧能力进行更为深入的研究也日益成为人们关注的重点。而且研究绿化植物的固碳释氧能力，也可为城市绿化植物的选择和配置提供科学的参考依据。昆明市地处中国的西南地区，气候四季如春，草木四季常青，绿化植物是维护其城市生态平衡的主要基础，然而目前对该地区植物固碳释氧能力的研究鲜见报道。本研究结合昆明市的实际情况，选取了18种常见园林绿化植物，对其净光合速率和叶面积指数进行实际测定，对不同植物净光合速率日变化、单位叶面积及单位土地面积的日固碳释氧能力进行分析研究。旨在探讨该地区绿化植物固碳释氧能力的特征，充分发挥植物的碳汇作用，以期为城市绿化植物的选择提供参考依据，为构建城市绿化植物群落提供理论支撑，以及为建设城市生态园林提供科学依据。

表1　昆明市18种常见绿化植物名称Table 1　Eighteen common plants in Kunming City

1　研究区域概况

昆明市位于云南省中部，东经102°10′～103°40′，北纬24°23′～26°22′之间。北部有乌蒙山等群山天然屏障，南部受海洋季风暖湿气候及高原湖泊调解温湿度的影响，气候属北亚热带低纬度高原山地湿润季风气候，全年温和，四季如春，干湿季分明；年平均气温14.5 ℃，年降水量1035 mm，年均日照时数长达2400多小时，无霜期达230 d。昆明市处于亚热带常绿阔叶林区域的高原亚热带北部常绿阔叶林地带（刘丽萍等，2011）。植物资源丰富，植物区系以热带、亚热带成分占优势，温带成分也占有较大比例。仅园林种子植物就有155科523属1152种；同时存在一定的特有植物（彭建松等，2009）。

2　研究方法

2.1绿化植物的选择

通过前期相关项目详细的植被调查，经过不断筛选和比对，选取昆明市公园、道路及居住小区绿地中常见的5种乔木、7种灌木、3种草本和3种藤本作为研究对象。各种实际测试植物均选自昆明市新迎-枫蓝国际居住小区内，全部植物同期移栽、种植，环境、立地和管理条件一致。植株枝叶繁茂、生长状况良好。测试的18种植物名录详见表1。

2.2试验方法

2.2.1植物光合速率和叶面积指数的测定

植物光合速率的测定采用美国LI-COR公司生产的LI-6400便携式光合仪进行测量。于2016年1月选择光照充足、无风或微风的晴天，在自然光照条件下，从8:00—18:00每隔2 h测定1次。测定时每种植物选择3株具有代表性的样木，每次每种植物选取阳面的大小相近、生长健壮的5个叶片，在不离体的情况下每片叶记录3～6个瞬时光合速率值，然后取其平均值，每种植物取3株样木的平均值（熊向艳等，2014）250。每天分5个时间段进行循环测定，同时各个时间段内测定树种的顺序保持不变（董延梅等，2013）210。

很多研究者选择在夏季测定植物的光合速率，是因为夏季植物生长旺盛，有利于估算出植物一年中日固碳释氧量的峰值（王立等，2012）。而本文选择在冬季测定，是因为冬季植物生长较慢，估算出来的日固碳释氧量一般为一年中的谷值，可以计算植物的最低固碳能力。

叶面积指数（leaf area index，简称LAI）是指植物所覆盖土地面积上的植物叶片的总面积（李冰冰，2012），计算公式为：

式中，Y为植物的总叶面积，单位为m2；S为植物所覆盖的土地面积，即植物树冠投影面积，单位为m2。植物单叶叶面积采用美国LI-COR公司生产的LI-3000C型便携式叶面积仪测量。对每种植物取3株具有代表性的样木，每株取6片单叶进行测试并记录，取所有叶面积测试数据的均值作为该种植物的单叶叶面积。采用标准枝法调查整株叶量，从而获得整个调查植株的叶片总面积。植物树冠投影面积使用皮尺测量其冠幅大小再通过计算得出（李永秀等，2008；朱燕青，201312）。

2.2.2植物固碳释氧能力计算

在植物的光合作用日变化曲线中，其同化量是净光合速率曲线与时间横轴围合的面积（韩焕金，2005）。根据各植物的净光合速率日变化曲线图，使用简单积分法计算测试植物在测定当日的净同化量（刘嘉君等，2011），计算公式为：

式中，P为测定日单位叶面积的净同化总量，单位为mmol·m-2·d-1；Pi为初测点的瞬时光合作用速率，Pi+1为i+1测点的瞬时光合作用速率，单位为μmol·m-2·s-1；ti为初测点的瞬时时间，ti+1为i+1测点的时间，单位为h；j为测试次数；3600为每小时3600 s；1000为mmol与μmol的转化系数。

一般植物晚上的暗呼吸消耗量按照白天同化量的20%计算（王丽勉等，2007），则单位叶面积日净固定CO2量按照以下公式计算：

式中，2COW为测定日单位叶面积的净固定CO2的质量，单位为g·m-2·d-1；44为CO2的摩尔质量，单位为g·mol-1。

根据光合作用的反应方程：CO2+4H2O→CH2O+3H2O+O2，测试植物在测定当日释放O2质量计算公式为：

式中，2OW为测定日单位叶面积释放O2的质量，单位为g·m-2·d-1；32为O2的摩尔质量，单位为g·mol-1。

测试植物在测定当日单位土地面积上每天吸收CO2和释放O2量分别按照以下计算（张娜等，2015）：

式中，2COQ为测定日单位土地面积的净固定CO2的质量，单位为g·m-2·d-1；2OQ为测定日单位土地面积释放O2的质量，单位为g·m-2·d-1。

3　结果与分析

3.1测试植物的光合速率日变化

从图1植物净光合速率变化曲线可以看出，昆明市18种常见植物的净光合速率日变化曲线主要有单峰型和双峰型两类。单峰型曲线植物有小叶榕Ficus concinna、鹅掌柴Schefflera octophylla和吊兰Chlorophytum comosum，这3种植物在8:00—11:59净光合速率逐渐增大，12:00—13:59达到最大（分别为1.94、2.96和1.85 μmol·m-2·s-1），而后净光合速率逐渐下降。其余呈现双峰型曲线的植物，第1个峰值出现在10:00—11:59，第2个峰值出现在14:00—15:59，并且第1个峰值高于第2个峰值，谷值出现在12:00—14:59，即出现“光合午休”。例如，山茶Camellia japonica在10:00—11:59出现净光合速率第1个峰值（5.22 μmol·m-2·s-1），在14:00—15:59出现第2个峰值（4.66 μmol·m-2·s-1），在12:00—14:59出现谷值（4.23 μmol·m-2·s-1）。植物出现“光合午休”现象，主要是由于中午光照强度过大，蒸腾作用强烈，致使气孔导性下降，植物叶片无法正常地与外界进行气体交换，二氧化碳吸收减少，呼吸作用增强，对光合作用产生抑制（陈月华等，2012）119。

3.2测试植物的日平均光合速率值和叶面积指数

从表2可知，18种测试植物的日平均光合速率值分布在0.96～3.98 μmol·m-2·s-1之间，其中早熟禾Poa annua、山茶、扁穗雀麦Bromus catharticus的日平均光合速率最大。乔木、灌木、草本及藤本植物平均光合速率值在1.79～2.62 μmol·m-2·s-1之间，大小排序为：草本＞乔木＞藤本＞灌木。

参试植物的叶面积指数分布在1.24～6.16之间；其中山茶、小叶榕、鹅掌柴的叶面积指数较大。乔木、灌木、草本及藤本植物叶面积指数的平均值分布在2.09～3.42之间，大小排序为：乔木＞灌木＞草本＞藤本。

图1　测试植物的净光合速率日变化Fig. 1　Diurnal variations of net photosynthetic rate of plants tested

3.3测试植物单位叶面积的固碳释氧能力

根据图1植物净光合速率的日变化曲线，通过式（2）～（4）计算分别得到18种植物单位叶面积的日净同化量、固碳量以及释氧量，见表3。植物单位面积每天固碳释氧量的大小与其光合作用速率呈正相关（本文用日平均光合速率表示）（史红文等，2011）89。从表3可知，5种乔木的单位叶面积净同化量、固碳量及释氧量分别在39.24～113.83 mmol·m-2·d-1、1.38～4.01、1.08～2.91 g·m-2·d-1之间；3个指标均以山茶最高，长叶刺葵最低。7种灌木的单位叶面积净同化量、固碳量及释氧量分别在38.51～68.72 mmol·m-2·d-1、1.36～2.42、0.99～1.76 g·m-2·d-1之间； 3个指标均以红花檵木Loropetalum chinense最高，锈叶杜鹃Rhododendron siderophyllum最低。3种草本的单位叶面积净同化量、固碳量及释氧量分别在31.25～125.17 mmol·m-2·d-1、1.10～4.41、0.80～3.20 g·m-2·d-1之间；3个指标均以早熟禾最高，吊兰最低。3种藤本的单位叶面积净同化量、固碳量及释氧量分别在56.59～63.90 mmol·m-2·d-1、1.99～2.25、1.45～1.64 g·m-2·d-1之间；3个指标均以爬山虎Parthenocissus tricuspidata最高，蔓长春花Vinca major最低。乔木、灌木、草本及藤本植物单位叶面积净同化量、固碳量及释氧量平均值分别在55.45～82.67 mmol·m-2·d-1、1.95～2.91、1.42～2.12 g·m-2·d-1之间，大小排序均为：草本＞乔木＞藤本＞灌木。

表2　测试植物平均光合速率值和叶面积指数Table 2　Average photosynthetic rate and LAI of plants tested

3.4测试植物单位土地面积的固碳释氧能力

根据表2、表3植物的叶面积指数及日固碳量，通过式（5）和（6）计算分别得到18种植物单位土地面积的日固碳量以及释氧量，见表4。从表4可知，5种乔木的单位土地面积固碳量及释氧量分别为2.43～24.68、1.77～17.95 g·m-2·d-1；2个指标均以山茶最高，长叶刺葵最低。7种灌木的单位土地面积固碳量及释氧量分别为2.56～7.48、1.86～5.44 g·m-2·d-1；2个指标均以鹅掌柴最高，红叶石楠Photinia fraseri最低。3种草本的单位土地面积固碳量及释氧量分别为2.89～11.37、2.10～8.27 g·m-2·d-1；2个指标均以早熟禾最高，吊兰最低。3种藤本的单位土地面积固碳量及释氧量分别为3.96～5.03、2.89～3.66 g·m-2·d-1；2个指标均以常春藤Hedera nepalensis最高，蔓长春花最低。乔木、灌木、草本及藤本中植物单位土地面积固碳量及释氧量平均值分别为4.48～9.17、3.26～6.67 g·m-2·d-1，大小排序均为：乔木＞草本＞灌木＞藤本。

受叶面积指数的影响，植物单位叶面积固碳释氧量与单位土地面积固碳释氧量有明显差异。就灌木而言，鹅掌柴单位叶面积固碳量和释氧量虽然不是最高，分别为2.17、1.58 g·m-2·d-1，但其叶面积指数最高，为3.45，故其单位土地面积固碳释氧量最高。而红花檵木单位叶面积固碳量和释氧量虽然最高，分别为2.46、1.76 g·m-2·d-1，但其叶面积指数较低，为1.58，故其单位土地面积固碳释氧量有所降低。因此，植物的固碳释氧能力不仅受白天的净光合速率和夜间呼吸速率的影响，还受该树种叶面积指数的影响（张艳丽等，2013）3885。

表3　测试植物单位叶面积的日净同化量、日固碳释氧量Table 3　Daily net assimilation， carbon fixation and oxygen release capabilities of plants tested per unit leaf area

表4　测试植物单位土地面积的日固碳释氧量Table 4　Daily carbon fixation and oxygen release capabilities of plants tested per unit land area

3.5测试植物固碳释氧能力的聚类分析

利用IBM SPSS Statistics 22.0数理统计软件，使用Word Method离差平方和法，对18种测试植物单位叶面积日固碳释氧量进行聚类分析，结果见图2。可将5种乔木单位叶面积固碳释氧能力分成两级，其中蒲葵Livistona chinensis、山茶为一级，固碳释氧能力较强；长叶刺葵、小叶榕、金桂Osmanthus fragrans为二级，固碳释氧能力较弱。7种灌木单位叶面积固碳释氧能力分成两级，鹅掌柴、洒金叶珊瑚Aucuba japonica、红叶石楠、红花檵木为一级，固碳释氧能力较强；八角金盘Fatsia japonica、假连翘Duranta repens、锈叶杜鹃为二级，固碳释氧能力较弱。3种草本单位叶面积固碳释氧能力分成两级，扁穗雀麦、早熟禾为一级，固碳释氧能力较强；吊兰为二级，固碳释氧能力较弱。3种藤本单位叶面积固碳释氧能力分成两级，常春藤、爬山虎为一级，固碳释氧能力较强；蔓长春花为二级，固碳释氧能力较弱。

使用相同软件和方法，对18种测试植物单位土地面积日固碳释氧量进行聚类分析，结果见图3。5种乔木单位土地面积固碳释氧能力分成两级，山茶为一级，固碳释氧能力较强；蒲葵、小叶榕、长叶刺葵、金桂为二级，固碳释氧能力较弱。7种灌木单位土地面积固碳释氧能力分成三级，鹅掌柴、洒金叶珊瑚为一级，固碳释氧能力较强；八角金盘、红花檵木、假连翘为二级，固碳释氧能力中等；锈叶杜鹃、红叶石楠为三级，固碳释氧能力较弱。3种草本单位土地面积固碳释氧能力分成两级，扁穗雀麦、早熟禾为一级，固碳释氧能力较强；吊兰为二级，固碳释氧能力较弱。3种藤本单位土地面积固碳释氧能力可以分成两级，常春藤为一级，固碳释氧能力较强；爬山虎、蔓长春花为二级，固碳释氧能力较弱。

图2　测试植物单位叶面积固碳释氧能力聚类分析Fig. 2　Result of cluster analysis on the capability of carbon fixation and oxygen release per unit leaf area of plants tested

4　讨论与结论

4.1讨论

目前，不同学者对不同区域、不同环境下植物的固碳释氧能力已经进行了大量研究。植物固碳释氧能力受到多种因素的影响，其中植物本身和外界环境因素是重要的影响因素。影响固碳释氧能力的植物自身因素主要有植物种类、株龄、叶位等。乔木、灌木、草本及藤本植物的固碳释氧能力高低不同但差异不大，而具体植物种类的固碳释氧能力差异较大。

本研究中所选取的18种绿化植物为昆明市绿地中最常见的植物种类。本研究测试时选取阳面的大小相近、生长健壮的叶片，而未考虑阴面的叶片，可能导致结果偏高。通过植物固碳释氧能力的对比分析，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。本研究中，早熟禾、山茶、扁穗雀麦的植物单位叶面积固碳释氧能力和单位土地面积固碳释氧能力均大于其他植物。山茶、红叶石楠和红花檵木3种植物平均光合速率值为：山茶＞红花檵木＞红叶石楠，朱燕青（2013）36-37对这3种植物12月平均光合速率值的研究结果为：红叶石楠＞山茶＞红花檵木，且其平均光合速率值均大于本研究。两者研究时间较为接近，都属于冬季，对比性较强，结果出现差异的原因可能是测试植物生境不同，本研究中绿化植物由于周围楼房较高，光照强度较弱。本研究中小叶榕、鹅掌柴和吊兰净光合速率日变化呈单峰型曲线，原因可能是在其生长在光照较弱的地方；假连翘、八角金盘、红花檵木、常春藤、爬山虎呈双峰型曲线，与林欣等（2014）32-33对广州市区假连翘、陈月华等（2012）118-119对长沙地区八角金盘和红花檵木、刘敏敏等（2014）对南方公路常春藤及黄成林等（2004）对合肥市爬山虎的研究结果相一致。

图3　乔木、灌木、草本和藤本植物单位土地面积固碳释氧能力聚类分析Fig. 3　Result of cluster analysis on the capability of carbon fixation and oxygen release per unit land area of plants tested

本研究中昆明市常见乔木平均光合速率值均值大于灌木，与董延梅等（2013）211对10种园林植物及郭杨等（2014）对居住区12种园林植物光合速率的测定结果相一致。乔木、灌木和草本的单位土地面积日固碳释氧量大小排序为：乔木＞草本＞灌木，很多研究（陈少鹏等，2012755；郭杨等，20145535-5536）主要针对乔木和灌木，结果与本研究相似，均为乔木大于灌木；熊向艳等（2014）251-252对北京市城乡结合部17种常用绿化植物研究的结果为乔木＞灌木＞草本，引起差异的原因可能是本研究草本植物生长在光照较强的环境中。本研究中，乔木单位叶面积固碳释氧量大于灌木，与郭杨等（2014）5535、熊向艳等（2014）251-252和董延梅等（2013）211研究结果相似，与陈月华等（2014）120、陈少鹏等（2012）752和史红文等（2011）89-90研究结果不同，可能与测试时间、测试植物乔木与灌木样本选取数量、植物所处生境有关。

在城市环境日益恶化的今天，研究城市植物及绿地固碳释氧能力，对于资源优化配置、区域竞争优势、经济合理布局和建立空间创新系统具有重大意义。在城市园林绿化树种优化配置时，需要充分发挥树种的生态效益功能，综合考虑树种单株叶面积、叶面积指数、胸径等形态等指标，以及植物生态效益功能的发挥与空气温度、湿度、太阳辐射、风速等环境因子之间的密切关系，下一步研究将深入量化探讨固碳释氧效应与环境影响要素之间的关系。

4.2结论

（1）昆明市18种常见绿化植物中，小叶榕、鹅掌柴和吊兰的光合作用日变化曲线呈单峰型曲线，峰值出现在12:00—13:59；其他植物呈双峰型曲线，峰值一般出现在10:00—11:59和14:00—15:59。日平均光合速率值分布在0.96～3.98 μmol·m-2·s-1之间，叶面积指数分布在1.24～6.16之间。

（2）昆明市18种测试植物的单位叶面积净同化量为31.25～125.17 mmol·m-2·d-1，固碳量为1.10～4.41 g·m-2·d-1，释氧量为0.80～3.20 g·m-2·d-1。早熟禾、山茶、扁穗雀麦等植物单位叶面积固碳释氧能力大于其他植物。而测试植物的单位土地面积固碳量为2.43～24.68 g·m-2·d-1，释氧量为1.17～17.95 g·m-2·d-1。山茶、早熟禾、扁穗雀麦等植物单位土地面积固碳释氧能力大于其他植物。

（3）昆明市18种测试植物固碳释氧能力聚类分析表明，乔木、灌木、草本、藤本单位叶面积固碳释氧能力分两级；乔木、草本、藤本单位土地面积固碳释氧能力分两级，灌木分三级。其中，植物单位土地面积固碳释氧能力乔木较强的有山茶，较弱的有蒲葵、小叶榕、长叶刺葵和金桂；灌木较强的有鹅掌柴和洒金叶珊瑚，中等的有八角金盘、红花檵木和假连翘，较弱的有锈叶杜鹃和红叶石楠；草本较强的有扁穗雀麦和早熟禾，较弱的有吊兰；藤本较强的有常春藤，较弱的有爬山虎和蔓长春花。

致谢：云南中医学院的杨礼攀副教授在植物选择和物种鉴定中给予了悉心指导；云南大学资源环境与地球科学学院硕士研究生陈磊、殷亮、高勇、吴文秀、魏康洪同学在野外植物光合测定中给予了大力帮助；中国科学院西南生物多样性实验室在观测仪器鉴定和调试中给予了有力支持，作者在此表示衷心的感谢！

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Study on Carbon Fixation and Oxygen Release Capabilities of 18 Afforestation Plants in Kunming City

LIU Xuelian1， HE Yunling1， ZHANG Shujie1， CHEN Junwen2
1. College of Resources Environment & Earth Science， Yunnan University， Kunming 650091， China；2. College of Agronomy and Biotechnology， Yunnan Agricultural University， Kunming 650201， China

Carbon fixation and oxygen release is an important function of the plants. Eighteen common afforestation plants were selected in Kunming city. The net photosynthetic rate and leaf area index of tested plants were observed. The results indicated that the diurnal change curve of net photosynthesis rates of eighteen common afforestation plants has one or two peaks. The daily net assimilation， carbon fixation and oxygen release per unit leaf area was respectively 31.25～125.17 mmol·m-2·d-1， 1.10～4.41 g·m-2·d-1and 0.80～3.20 g·m-2·d-1. The daily carbon fixation and oxygen release per unit land area was respectively 2.43～24.68 g·m-2·d-1and 1.17～17.95 g·m-2·d-1. According to cluster analysis results， the carbon fixation and oxygen release capabilities per unit leaf area of 5 arbors are divided into two levels， 7 shrubs are divided into two levels， 3 herbs are divided into two levels， and 3 vines are divided into two levels. The carbon fixation and oxygen release capabilities per unit land area of 5 arbors are divided into two levels， 7 shrubs divided into three levels， 3 herbs divided into two levels， and 3 vines divided into two levels. For daily carbon storage and oxygen release capabilities， the higher arbor is Camellia japonica ， the higher shrubs are Schefflera octophylla and Aucuba japonica， the higher herbs are Bromus catharticus and Poa pratensis， the higher vine is Hedera nepalensis， the mediumshrubs are Fatsia japonica， Loropetalum chinense and Duranta repens， the lower arbors are Livistona chinensis， Ficus microcarpa and Osmanthus fragrans， the lower shrubs are Rhododendron siderophyllum and Photinia fraseri， the lower herb is Chlorophytum comosum， the lower vines are Parthenocissus tricuspidata and Vinca major. The study was expected to provide the reference basis for selecting afforestation plants， provide theoretical support for construction of urban greening plant community， and provide scientific basis for the construction of urban ecological garden.

carbon fixation and oxygen release； leaf area index； afforestation plants； cluster analysis； Kunming city

10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.08.011

Q945.79； X173

A

1674-5906（2016）08-1327-09

国家重点研发计划项目（2016YFC0502105）；中国科学院西部之光“西部青年学者”项目

刘雪莲（1992年生），女（彝族），硕士研究生，研究方向为城市生态环境研究。E-mail: ynliuxl@163.com

何云玲（1978年生），女，副教授，博士，主要从事生态环境变化及其影响研究。E-mail: hyl610@126.com

2016-07-06

引用格式：刘雪莲， 何云玲， 张淑洁， 陈军文. 昆明市常见绿化植物冬季固碳释氧能力研究［J］. 生态环境学报， 2016， 25（8）: 1327-1335.