佳木斯绿地常见灌木绿色量及叶面积指数的研究

姚金汝 穆丹 梁英辉 王雪芹 徐佳慧 宋亚东 巩显姝

摘 要：该研究对佳木斯绿地常见灌木的绿色量及叶面积指数进行了测定，结果表明，绿色量与6种灌木的冠高、冠幅呈极显著正相关；通过冠幅、冠高、叶面积等参数的测算，拟合出6种灌木的最佳绿色量测算模型；通过拟合出的绿色量回归方程，对相同条件下不同树种的叶面积指数大小进行比较，在6种灌木中，辽东水蜡的叶面积指数最大，黄刺玫的最小。

关键词：佳木斯市；灌木；绿色量；叶面积指数

中图分类号 S731.2 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）09-0104-04

Green Biomass and Leaf Area Index of Common Shrubs in Jiamusi City

Yao Jinru et al.

（Jiamusi University，Jiamusi 154007，China）

Abstract：The study on green biomass and leaf area index of common landscape shrubs in Jiamusi green space showed that the green biomass was positively correlated with the crown height and crown width of 6 shrubs.Through the calculation of parameters such as crown width，crown height，and leaf area，the best green amount measurement model for six kinds of shrubs was fitted.By fitting the regression equation of green biomass，the leaf area index of different tree species under the same conditions was compared.Among the six shrubs，the leaf area index of Ligustrum obtusifolium was the largest，and that of Rosa xanthina was the smallest.

Key words：Jiamusi City；Shrub；Green biomass；Leaf area index

随着城市规模的不断扩大，随之而来的城市环境问题不断涌现，城市生态系统与环境平衡受到威胁。城市绿地作为生态系统的重要组成部分，如何最大限度地发挥其生态效益已成为当今生态领域研究的热点[1-2]。城市绿地生态效益的发挥主要依靠绿化植物[3-4]，作为城市生态系统的一个重要参数，绿色植物绿色量的大小对于评价城市绿地生态效益起着至关重要的作用。目前，国内外学者对于部分绿化植物建立了叶面积指数模型[5-7]，绿化植物尤其是绿化灌木的叶面积指数模型和绿色量仍有待深入的研究。为此，笔者以佳木斯绿地常见灌木为研究对象，针对目前国内城市绿化植物叶面积指数和绿色量研究匮乏的现状，对于该城市常见的6种灌木的叶面积指数进行测定，在此基础上进行回归分析，建立绿色量预测模型，旨在为城市绿地植物配置和生态效益的定量评价提供理论依据和建设参考。

1 研究地区与研究方法

1.1 研究地概况 佳木斯位于松花江、黑龍江、乌苏里江汇流的三江平原，西起东经129°29′～135°5′，南起北纬45°56′～48°28′[8]。属中温带大陆性季风气候，雨热同期，冬长夏短，无霜期约128.9d，年平均降水量535.3mm，日照时数2525h，有效积温2590℃[9]。

1.2 树种选择 在杏林湖公园、双拥公园、沿江公园和西林公园内，选取佳木斯城市绿地常见的6种灌木辽东水蜡（Ligustrum obtusifolium）、榆叶梅（Amygdalus triloba）、小叶丁香（Syringa microphylla）、金银忍冬（Lonicera maackii）、黄刺玫（Rosa xanthina）、玫瑰（Rosa rugosa）为研究对象，进行冠幅、冠高、叶面积及叶面积指数的测算。每建模树种选取30个样本，实地采集。采集样本过程中，注意所采样本的代表性，反映出该树种的不同生长阶段和生长环境。所选单株均为独立生长的健康树种，与临近树种树冠不相连。

1.3 研究方法 冠幅：分别沿东西方向和南北方向测量灌木的冠幅，取平均值作为该种灌木的冠幅。冠高：从地面到灌木植株最高点的垂直距离。叶面积采用标准枝法[10]测定。叶面积指数：单株植物的叶面积指数=平均单叶面积×单株植物的总叶片数/πr2（πr2为树冠的垂直投影面积，r为植物冠幅的一半，即半径）。将测得的数据进行整理，录入Excel 2010，建档保存。计算6种灌木的叶面积指数，并进行比较分析。运用SPSS 19.0分析软件进行相关分析，并进行回归方程拟合，确定绿色量与各生长参数间的相关关系，建立6种灌木二维绿色量计算的回归模型。

2 结果与分析

2.1 绿量测算模型的确定 选取具有代表性的城市绿地作为样地，对于佳木斯市6种常见灌木树种进行相关参数的测定。测量期间，叶片已生长至足够大，其叶面积不再增长。经测定获得数据621个，整理获得有效数据6组，用于进一步的计算、分析。以黄刺玫为例，分析30株黄刺玫各生长参数数据，运用SPSS19.0对其参数进行相关分析，确定其相关性和回归方程。

2.1.1 冠幅与叶面积间的关系 通过相关分析，得出黄刺玫的冠幅与叶面积的相关系数为0.879（P<0.001），黄刺玫的冠幅与叶面积存在极显著正相关关系。用SPSS软件进行线性回归和曲线回归拟合，通过分析得出冠幅与叶面积间的线性拟合R2值最大，为0.921，拟合效果最好，拟合得出的回归方程为：

S=3.2214D-2.0187

根据同样方法，对其他5种灌木树种进行线性和曲线拟合，得出相应的回归方程（见表1、图1）。

由表1和图1可知，6种灌木的冠幅与叶面积呈正相关关系，P<0.001，且相关性极显著。在6种灌木中，拟合效果最好的是黄刺玫，R2值为0.921；最低的为辽东水蜡，R2值为0.593。这主要是由于所测量的黄刺玫养护较好，适合佳木斯本地栽植，且人为干扰较少。为保证辽东水蜡的造景效果，人工修剪程度高，对研究结果造成了一定影响。

2.1.2 冠高与叶面积间的关系 对黄刺玫的冠高和叶面积进行分析，得出其冠高与叶面积的相关系数为0.797（P<0.001），故可知黄刺玫的冠高与叶面积间存在正相关关系，且相关水平极显著。通过SPSS软件进行线性拟合R2值最大，拟合得出的回归方程为：

S=3.2385H-0.6862

根据同样方法，对其余5种灌木进行拟合，得出回归方程（见表2、图2）。

由表2和图2可知，6种灌木的冠高与叶面积呈正相关关系，P<0.001，且相关性极显著。在6种灌木中，拟合效果最好的为黄刺玫，R2值为0.9206；辽东水蜡拟合效果最差，R2值只有0.1957。分析原因可能是由于黄刺玫生境为灌草结构，生长状况良好；而辽东水蜡种植较密集，多处于林下，受喬木干扰严重，且经过人工修剪，对研究结果造成一定影响。

2.1.3 绿色量测算模型 通过比较同种灌木的冠幅与叶面积、冠高与叶面积间R2值的大小，确定各树种的最佳绿色量测算模型。比较R2值可知，黄刺玫的冠高与叶面积的R2值大于冠幅与叶面积的R2值，故该树种的绿量测算模型以叶面积为因变量，冠高为自变量进行确定；而辽东水蜡、榆叶梅、小叶丁香、玫瑰、金银忍冬的冠高与叶面积的R2值小于冠幅与叶面积的R2值，故这5种灌木的绿色量测算模型以叶面积为因变量，冠幅为自变量进行确定。6种灌木的最佳绿量测算模型见表3。

2.2 绿色量的比较与分析 对于所测树种各参数与叶面积进行相关分析得出，6种灌木的冠高与叶面积呈极显著正相关关系。据所确定的回归方程，选择冠高为2m的灌木树种，对其叶面积总量进行分析。结果表明，小叶丁香单株叶面积总量最大，为19.93m2；黄刺玫的单株叶面积总量最小，只有5.80m2。灌木叶面积总量从大到小的排序为小叶丁香、榆叶梅、金银忍冬、水蜡、玫瑰、黄刺玫（见图3）。

2.3 叶面积指数的比较与分析 6种灌木中，辽东水蜡的叶面积指数最高，为12.493m2/m2；黄刺玫最低，仅为1.46m2/m2。6种灌木叶面积指数从大到小的排序为辽东水蜡、榆叶梅、小叶丁香、玫瑰、金银忍冬、黄刺玫（见图4）。

3 结论与讨论

绿色量的多少影响到城市绿地生态效益的高低。比较同等条件下不同植物的绿色量，能够了解不同植物在城市绿地中的作用。叶面积指数是指单位土地面积上植物叶片总面积占土地面积的倍数，是反映植物群落生长状况的一个重要参数，影响到植被的许多生物、物理过程，如光合、蒸腾、呼吸、碳循环以及水循环等。在大气与生态系统之间的物质和能量交换过程的各类相关研究中都需要叶面积指数资料作为支撑[11]。

国内学者对于绿色量、叶面积指数的研究多集中于北京[10]、上海[11]等城市，且研究结果存在差异。笔者对于佳木斯市6种常见灌木的冠幅、冠高、绿色量、叶面积指数等进行测算，掌握了该城市常见灌木的绿色量与叶面积指数，建立绿色量与树种相关参数的回归模型，为该区域绿化树种的合理选择、城市绿化质量的提高以及生态效益的评价提供有效依据和技术参考。

参考文献

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[10]申晓瑜.北京常见园林植物叶面积指数模型研究[D].北京：北京林业大学，2007：12-13.

[11]徐阳.上海市五种主要绿化树种三维绿量、叶面积指数等生态指标相关研究[D].北京：北京林业大学，2010：9.

（责编：张宏民）