常見園林樹種固碳釋氧能力淺析

1、常見園林樹種固碳釋氧能力淺析王立，王海洋，常欣摘要：本文介紹了常用的估算植物固碳釋氧能力的方法，包括從光和效率、葉面積指數(shù)、生 物量和生產(chǎn)力等4各方面進行估算的方法；另一方面，總結(jié)了桂花、垂柳、刺槐、紅木等 14種常見園林樹種的固碳釋氧能力，為今后的低碳園林建設以及在園林規(guī)劃設計中的植物 配置提供一些參考。關鍵詞：園林樹種；固碳；釋氧A Brief Analysis on Carbon Fixation and Oxygen Release Capabilities of the Dominate Garden PlantsWang Li, Wang Hai-yang Chang XinAbs

2、tract: This article introduces some common measures to estimate the capabilities of the plants carbon-fixing and oxygen-releasing. On the other hands, to provide some references for the plant configuration in the future landscape planning and the construction of the low-carbon landscape, the capabil

3、ities of carbon fixation and oxygen release of 14 kinds of dominant garden plants ,such as Osmanthus fragrans, Salix babylonica, Robinia pseudoacacia, Loropetalum chinense, are summarized in the article.Key words: garden plant; carbon fixation; oxygen release.隨著城市發(fā)展的不斷前進，城市中的污染越來越嚴重，大氣中CO2的含量 不斷上升，因

4、此造成的城市熱島效應等城市環(huán)境問題已經(jīng)對人類的生活和發(fā)展造 成了很大的阻礙。園林綠化作為緩解城市環(huán)境污染問題的重要手段，也隨著低碳 經(jīng)濟時代的到來，走入了低碳園林的新局面，同時也響應了國家節(jié)能減排等一系 列環(huán)境保護的號召。園林樹種主要是通過光合作用來進行固碳的。植物利用光合 作用產(chǎn)生的碳水化合物，來實現(xiàn)自身的生長，光合作用也得以維持，也可以持續(xù) 的將大氣中的CO2固定到植物體內(nèi)，同時釋放出o2。1園林樹種固碳能力的估算方法1.1通過光合效率估算植物的固碳釋氧能力根據(jù)園林樹種的固碳機理，可以通過測定植物的光合作用的日同化量，進而 推算出植物日固定的CO2的量和釋放出02的量。一般可以使用光合作用

5、測定儀 器來測定植物的瞬時光和效率，再用當日凈同化量計算公式計算樹種當日凈同化 量。在樹木光合作用日變化曲線中，其同化量是凈光合速率曲線與時間橫軸圍合 的面積。以此為基礎，園林樹種的當日凈同化量的計算公式為：二=W二尸._ _ m -沽二一二。：（1）式（1）中，P為園林樹種的日同化總量（mmolm-2.d-i）；與指初測點的瞬時光和 速率，Pi+1為下一測點的瞬時光和速率（|imolm-2.s-i）； q為初測點的瞬時時間， ti+1為下一測定點的時間，單位為h； j為測試次數(shù)；3600指每小時為3600s； 1000 指1 mmol為1000四mol。通過計算出的園林樹種日同化總量P，測定

6、其日固定CO2 的量和日釋放的02的量為：1二-二八三= F 三 （2）L*1UOO口 2100 0式（2）中，44為C02的摩爾質(zhì)量（gmol-1），二2為單位地面面積上的葉片固 定CO2的質(zhì)量（gm-2d-1）； 32為O2的摩爾質(zhì)量（gmol-1），七為單位地面面 積上的葉片固定O2的質(zhì)量（gm-2d-1）。1通過測定的樹種光合效率來估算其固碳釋氧量的方法，較多的適用于每年的 6-8月份，是測定單株植物固碳釋氧量的方法。因為6-8月園林樹種的生長旺盛， 估算出來的日固碳釋氧量一般為其一年之中的峰值。1.2通過葉面積指數(shù)估算園林樹種的固碳能力以單株樹木葉面積指數(shù)為基礎，推導出形態(tài)特征指標為

7、自變量的城市園林樹 木生態(tài)效益推算模型公式。方程的一般形式為：Y=ab（3）b=ncd2/4（4）式（34）中，Y是單株植物的日固碳釋氧值（g），a是單位葉面積日固碳釋氧 值（gm-2）, b是植物總的也表面積（m2）, c是葉面積指數(shù)，d為冠幅（m）。將 式（4）帶入式（3），得到：Y=nacd2/4（5）從式（5）中可以看出，隨著葉面積指數(shù)c的增大，在冠幅一定的情況下，樹木 的固碳能力也在增加。通過葉面積指數(shù)估算園林樹種固碳量的這種方法，得出的數(shù)據(jù)仍然是單株樹 種的日固碳量。1.3通過生物量估算植物固碳能力方精云等使用我國森林資源清查資料和文獻發(fā)表的生物量實測資料，總結(jié)提 出了生物量換算因

8、子（BEF）法建立生物量與蓄積量的關系。林分生物量與木材材積比值（即BEF）不是不變的。進一步的研究表明，可 以以林分材積作為換算因子的函數(shù)，來表示BEF的連續(xù)變化。方精云等利用幕 指數(shù)函數(shù)來表述BEF與林分材積（x）的關系：BEF=ax+b（6）當材積很大時，BEF趨向恒定值a；當材積很小時，BEF很大。此結(jié)論符合樹木 的相關生長理論。該公式使得區(qū)域森林生物量的計算得以簡化?？杀硎境缮锪?與蓄積量的簡單線性關系：B=a+bV（7）式（7）中:a、b均為常數(shù)；a為樹干木材生物量與林木總生物量的比值；b為地 上部分或地下部分生物量占林木總生物量的百分數(shù)；B代表生物量；V代表蓄積 量。4此方法是

9、以通過建立生物量與蓄積量之間的關系為基礎，從而對植物的碳儲 量進行估算。一般來說，蓄積量大的植物，其固碳量也大，反之固碳量則小。1.4通過生產(chǎn)力計算植物的固碳能力國家林業(yè)行業(yè)標準（LY/T17212008） “森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范”中 提供的植被固碳公式為：G植物固碳次狠碳AB年式（8）中，G植物固碳為植被年固碳量（ta-i）； R碳是CO2中碳的含量，為27.27%；A為林分面積(hm2)； B年為林分單位凈生產(chǎn)力(thm-2a-i)。此方法是對森林群落一年的固碳量進行估算。從式(8)中可以看出，林分 的單位凈生產(chǎn)力越高，群落的固碳量越大。2生長型、樹齡和種類對園林樹種固碳釋氧能力的

10、影響2.1生長型史紅文等人對10種園林樹種的光和效率進行測試，得出喬木、灌木、常綠 植物和落葉植物的平均固碳釋氧能力大小(見表1)。表1植物不同生活型的固碳釋氧能力比較平均光合速率值Cmol*m-2s-i)單位面積固碳量(g*m-2d-i)單位面積釋氧量(g*m-2d-i)整株平均固碳量(g*d-i)整株平均釋氧量(g*d-i)喬木5.098.065.87429.18312.13灌木8.1412.899.37169.25123.09常綠植物6.219.837.15298.76217.28落葉植物5.809.196.68403.64293.56通過表1可以看出：單位面積上，灌木的固碳能力大于喬木

11、；單株植物來看， 喬木的固碳能力強于灌木。這是因為單位面積上，灌木的葉面積指數(shù)大于喬木， 而從整株上來說，喬木的綠量顯然是大于灌木的。不同群落類型的樹木固碳能力岑在較大差異。吳珊珊通過調(diào)查樣地樹木的胸 徑、樹高等調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)合材積源法公式，根據(jù)單位面積的樹木生物量碳儲量大小， 得出以下結(jié)論：不同群落的固碳能力依次為，闊葉林針闊混交林針葉林疏 林。2.2樹齡由于幼小樹木處于生長旺盛期，光合速率高，相對于處于生長穩(wěn)定期的老齡 樹木來說，它們在單位葉面積上的固碳能力更強。當樹木處于初期生長階段時， 樹木在單位葉面積上的固碳能力持續(xù)增強；當樹木生長達到最旺盛時期，樹木的 單位葉面積固碳能力最強，當樹木處

12、于近熟階段時樹木單位葉面積上的固碳能力 持續(xù)減弱；當樹木完全成熟時，樹木單位葉面積上的固碳能力降至最低。雖然就 單株樹木比較來看，老齡樹木的碳儲量大于幼小的樹木，但是因為老齡樹木的生長基本停止，碳儲量也處于穩(wěn)定階段，所以老齡樹木對大氣中CO2的吸收效果 并不明顯。3部分園林樹種固碳釋氧能力比較根據(jù)資料的收集，將部分園林樹種的固碳釋氧能力歸納于表2。表2 14種園林樹種的固碳釋氧能力567樹種拉丁名單位地面面積固碳量/g,m-2d-i單位葉面積固碳量/g-m-2d-i單位地面面積釋氧量/g,m-2d-i單位葉面積釋氧量/g-m-2d-i銀杏Ginkgo biloba29.486.3821.454

13、.64香樟Cinnamomum camphora35.1611.6925.578.50廣玉蘭Magnolia Grandiflora L.57.7914.0642.0310.23垂柳Salix babylonica65.2011.1847.418.13女貞Ligustrum lucidum13.32-9.70-小葉榕Ficus microcarpa44.367.4632.265.55刺槐Robinia pseudoacacia L.102.1022.3974.2516.28紫葉李Prunus ceraifera cv.28.637.2316.287.23紫薇Lagerstroemia indi

14、ca19.97-14.52-桂花Osmanthus fragrans10.58-7.70-黃葛樹Ficus virens67.2013.6348.889.91白玉蘭Magnolia denudata29.409.0521.406.58夾竹桃Neroum oleander46.9017.0534.1012.40蒲葵Livistona chinensis20.645.5015.014.00蠟梅Chimonanthus praecox36.3512.2026.438.87枇杷Eriobotrya japonica44.0311.8832.018.64二喬玉蘭Magnolia soulangeana1

15、8.126.0013.184.36紅木Loropetalum chinense63.1214.4845.9110.53海桐Pittosporum tobira28.538.2220.755.98由表2可以看出，刺槐在單位地面面積以及單位葉面積上的固碳量都最大，分別為102.10 g*m-2d-i以及22.39 g*m-2d-io在單位地面面積上，固碳量排在刺槐 之后的依次是黃葛樹(67.20 g*m-2d-i)垂柳(65.20 g*m-2d-i)和紅楹木(36.12 g*m-2d-i )；在單位地面面積上，固碳量最低的三種植物依次是桂花(29.40g*m-2d-i) 女貞(i3.32 g*m-

16、2d-i)和二喬玉蘭(i8.i2 g*m-2d-i)。在單位葉面積上， 固碳量排在刺槐之后的依次是夾竹桃(i7.05gm-2d-i)、紅楹木(14.48 gm-2d-i) 和廣玉蘭(14.06 gm-2d-i)；在單位葉面積上，固碳量最低的三種植物依次是銀 杏(6.38 g*m-2d-i) 二喬玉蘭(6.00 gm-2d-i)和蒲葵(5.50 gm-2d-i)。由表2可以看出，刺槐在單位地面面積以及單位葉面積上的釋氧量都最大， 分別為74.25 gm-2d-i和16.28 gm-2d-i。在單位地面面積上，釋氧量排在刺槐之 后的依次是黃葛樹(48.88 gm-2d-i)、垂柳(47.41 gm

17、-2d-i)和紅楹木(4509i gm-2d-i)；在單位地面面積上，釋氧量最低的三種植物依次是二喬玉蘭(i3.38 gm-2d-i)、女貞(9.7 gm-2d-i)和桂花(7.70 gm-2d-i)。在單位葉面積上，釋氧 量排在刺槐之后的依次是夾竹桃(i2.40 gm-2d-i)、紅楹木(i0.53 gm-2d-i)和廣 玉蘭(i0.23 gm-2d-i)；在單位葉面積上，釋氧量最低的三種依次是銀杏(4.64 gm-2d-i)、二喬玉蘭(4.36 gm-2d-i)和蒲葵(4.00 gm-2d-i)。通過14種植物固碳釋氧能力的對比分析，可以看出，刺槐在固碳與釋氧兩 方面上都具有很好的表現(xiàn)，能

18、力均大于其他植物。同時，固碳量高的植物，其釋 氧量也相對較高，例如黃葛樹和垂柳；反之固碳量低的植物，起釋氧量也相對較 低，例如銀杏、蒲葵等。在灌木中，紅楹木的表現(xiàn)良好，固碳量與釋氧量均排在 靠前位置。木樨科的植物在固碳釋氧兩方面都表現(xiàn)不佳，桂花和女貞的固碳值和 釋氧值都排在靠后的位置。6小結(jié)植物的固碳釋氧能力與植物的類型(包括生活型、樹齡等)、種類等很多方 面有關系，不同的生活環(huán)境也會影響植物的固碳釋氧能力。因此在進行園林樹種 配置的時候，應該應地制宜，注重植物種類的選擇，同時將灌木與喬木合理搭配， 以期將園林綠地的固碳釋氧效應盡量發(fā)揮出來，緩解城市污染。參考文獻王忠君.福州植物園綠量與固碳釋氧效益研究J.中國園林,2010,(12):02.高凱，秦俊，胡永紅.常綠闊葉樹