勾玉瑩，蘇德榮，陳思佳，曹 軍

（1.北京林業(yè)大學(xué) 森林培育教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；2.北京疊泉高爾夫鄉(xiāng)村俱樂部，北京 100024）

自20世紀(jì)80年代以來高爾夫運(yùn)動在我國興起，截止目前，全國有18洞的高爾夫球場近600座，幾乎遍及每個(gè)省、市、自治區(qū)［1］。一座高爾夫球場綠色植物覆蓋面積達(dá)90%，其中，大部分是草坪。草坪具有固碳釋氧、蒸騰吸熱、水土保持等多方面的生態(tài)服務(wù)功能［2－4］。固碳釋氧功能是指高爾夫球場生態(tài)系統(tǒng)通過植被、土壤動物和微生物固定碳素、釋放氧氣的過程，對緩解因人類活動造成的溫室效應(yīng)具有決定性的影響［5－9］。通過對茲京疊泉高爾夫球場草坪生物量的實(shí)地調(diào)查，分析了草坪的固碳釋氧量。

1 材料和方法

1.1 場地概況

北京疊泉高爾夫鄉(xiāng)村俱樂部球場位于北京市朝陽區(qū)，N 39.94°，E 116.59°。球場占地面積155hm2，其中，草坪面積54hm2，占球場總面積的46.53%。球道、高草區(qū)、發(fā)球臺、練習(xí)場草坪為草地早熟禾（Poa pratensis）。

1.2 觀測方法

通過干物質(zhì)計(jì)算固碳釋氧量的原理是光合作用，根據(jù)光合作用化學(xué)方程式：

每生成1g干物質(zhì)，固定CO2為1.2g，釋放O2為1.62g。

試驗(yàn)采用生物量現(xiàn)場監(jiān)測方法。在球場草坪實(shí)際修剪時(shí)收集修剪后的草屑，并記錄修剪時(shí)間，球場用于修剪球道草坪的剪草機(jī)（五聯(lián)機(jī)3225）旋轉(zhuǎn)10圈為一個(gè)觀測小區(qū)，小區(qū)面積為剪草機(jī)滾刀幅寬乘以滾刀旋轉(zhuǎn)10圈的剪草長度，即2.7m×12.5m＝33.75m2。剪草機(jī)啟動運(yùn)行12.5m后停止工作，取出集草斗中的草屑，放入塑封袋中稱取鮮重，之后將草屑烘干，溫度設(shè)定為72℃，連續(xù)烘干12h。12h后，以間隔1h的2次稱重的重量不改變，為烘干結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)［10，11］。

為了比較生物量監(jiān)測方法的適用性，還測定了草坪草葉面積數(shù)據(jù)。葉面積指數(shù)又叫葉面積系數(shù)，是指單位土地面積上植物葉片總面積占土地面積的倍數(shù)。已有研究利用葉面積指數(shù)計(jì)算固碳釋氧量，以計(jì)算單位葉面積上的固碳能力［12］。首先在塑料布上剪取1個(gè)2cm2的空缺，將塑料布覆蓋在取樣點(diǎn)上用剪子沿空缺邊沿取葉片放入小塑封袋，共收集5個(gè)樣本點(diǎn)。將收集到的葉片平鋪于坐標(biāo)紙上，避免疊放，壓上玻璃板掃描。將葉面積圖片放到Photoshop中處理，并計(jì)算面積 。原理為實(shí)際葉面積與葉面積像素值的比，等于坐標(biāo)紙1cm2方格與其像素的比，已知方格面積為1cm2，可以求葉面積。

表1 不同季節(jié)草地早熟禾的日釋氧固碳量Table1 The daily carbon fixation and oxygen release of bluegrass per unit

采用文獻(xiàn)［16］的觀測方法，用已知葉面積，便可計(jì)算出草坪草的固碳釋氧量。

2 結(jié)果與分析

2.1 基于草坪生物量的固碳釋氧量

2.1.1 生物量觀測結(jié)果 根據(jù)收集干物質(zhì)得出（圖1），球道草坪草平均生長量為4.23g／（m2·d），疊泉高爾夫球場總面積為20.44hm2的球道草坪草，151 d生物量為638.79g／（m2·d），總生物量為130.59t。球道草坪草生物量的觀測始于2011年4月8日，到9月5日結(jié)束，共計(jì)151d，取草屑干物質(zhì)數(shù)據(jù)24次。

圖1 球道草坪草草屑質(zhì)量Fig.1 The date of observation and biomass of fairway grass per area

圖2 球道草坪草固碳量Fig.3 The carbon sequestration of fairway grass per area

圖3 球道草坪草釋氧量Fig.3 The oxygen release of fairway grass per area

2.1.2 球道草坪草固碳釋氧量 試驗(yàn)期間（圖2，3），球道草坪固碳量6.85g／（m2·d），釋氧量為5.08 g／（m2·d），累計(jì)固定CO2質(zhì)量為1034.85g／m2，累計(jì)釋放氧氣質(zhì)量766.55g／m2?？偯娣e為20.44hm2的球道草坪草，共固定CO2為211.56t，釋放 O2為156.71t（圖4）。球道草坪草日固碳釋氧量動態(tài)變化為4月8日～5月22日，球道區(qū)草坪草呈現(xiàn)高的日固碳釋氧量，5月22日達(dá)到峰值，固碳量為99.14g／m2（圖2），釋氧量為73.43g／m2（圖3）；5月23日～6月3日，呈下降趨勢；6月6日～7月1日呈上升趨勢，峰值為固碳量為61.68g／m2，釋氧量為45.69g／m2；7月1日～8月29日固碳量徘徊在10～30g／m2，釋氧量7～21g／m2，呈現(xiàn)越夏現(xiàn)象；8月30日后固碳釋氧量又有所增加。

圖4 球道草坪草草屑固碳釋氧量Fig.4 The accumulated carbon sequestration and oxygen release of fairway grass per area

固碳釋氧量的動態(tài)變化與冷季型草坪春秋生長速率高，夏季生長速率低的生長模式基本相似，與冷季型草坪春季生長速率高于秋季的情況也基本相同。

2.2 基于葉面積推算的固碳釋氧量

在生長季內(nèi)，球道區(qū)的月平均葉面積指數(shù)計(jì)算時(shí)間為5～11月（表2），根據(jù)葉面積方法計(jì)算出球道草坪草累計(jì)固碳量為1.79×103t，釋氧量為1.33×103t；球道草坪草的固碳釋氧量由5月開始穩(wěn)步上升并在7月呈現(xiàn)出峰值，固碳量為335.36t，釋氧量為243.91t；而在8月因?yàn)樵较某霈F(xiàn)回落；9月10月呈現(xiàn)上升的趨勢，10月呈現(xiàn)出又一個(gè)峰值，10月的固碳量為331.45 t，釋氧量為241.05t；11月有所回落（圖5）。

2.3 生物量法與葉面積指數(shù)法計(jì)算固碳釋氧量的比較

同時(shí)對球道草坪草取了草屑干物質(zhì)和葉面積試驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用加權(quán)平均的方法比較了這兩種方法的固碳釋氧量（表3）。

生物量方法和葉面積指數(shù)方法計(jì)算的單位面積日固碳量分別為每平方米每天6.86g、6.17g；釋氧量分別每平方米每天為5.08g、4.78g，由此可知，兩種方法計(jì)算的日固碳釋氧量相差不大。利用干物質(zhì)方法計(jì)算草坪草固碳釋氧量與利用葉面積指數(shù)方法計(jì)算相差不明顯。產(chǎn)生差異的原因?yàn)橛?jì)算對象不同，收集干物質(zhì)數(shù)據(jù)的對象為高爾夫球場草坪草，而葉面積指數(shù)法依據(jù)光合－葉面積指數(shù)公式而得到的數(shù)據(jù)（表2），其收集的對象為城市綠地草坪。高爾夫球場草坪草管理水平較城市綠地草坪高，雖然經(jīng)常踩踏，修剪高度也相對較低，但水肥、光照條件遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于城市綠地草坪，因而生長速度較快，固碳釋氧能力相對較強(qiáng)。

表2 高爾夫球場球道草坪草月平均葉面積指數(shù)Table2 Monthly average LAI of course grass in 2011

圖5 葉面積方法計(jì)算球道區(qū)草坪草固碳釋氧量Fig.5 The carbon fixation and oxygen release figure d by LAI of fairway

表3 球道葉面積指數(shù)法計(jì)算固碳釋氧量與干物質(zhì)法計(jì)算固碳釋氧量比較Table3 The carbon fixation and oxygen release figured by dry matter and average LAI of fairway

3 討論與結(jié)論

選擇了北京疊泉高爾夫球場的球道區(qū)草坪草，依據(jù)生物量和葉面積指數(shù)兩種方法對固碳釋氧量進(jìn)行研究。根據(jù)生物量計(jì)算151d總計(jì)固定CO2為211.56t，釋放O2為156.71t。根據(jù)葉面積計(jì)算5～11月，球道草坪草固碳量為1.79×103t，釋氧量為1.33×103t；因?yàn)槔塾?jì)時(shí)間不同，所以總量有所差異。生物量方法和葉面積指數(shù)方法計(jì)算的單位面積日固碳量分別為每平方米每天6.86g、6.17g；釋氧量分別每平方米每天為5.08g、4.78g，由此可知，兩種方法計(jì)算的日固碳釋氧量相差不大。

研究僅涉及草坪草固碳釋氧，覆蓋球場面積30%的木本、林下地被植物固碳釋氧和土壤對CO2的直接吸收作用沒有研究［17－21］。通過對高爾夫球場固碳釋氧服務(wù)的研究，能夠再認(rèn)識其城市綠化功能，及在城市生態(tài)中所起到的作用。

［1］ 鄭新興，陳文福.臺灣山坡地區(qū)開發(fā)為高爾夫球場對水土保持之影響 ［J］.水土保持研究，1995（3）：12－15.

［2］ 喬光華，王海春.草原生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評估方法的探討［J］.內(nèi)蒙古財(cái)經(jīng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004（2）：44－47.

［3］ 康文星，吳耀興，何介南，等.城市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值指標(biāo)體系與評價(jià)方法［J］.林業(yè)科學(xué)，2008，44（12）：129－134.

［4］ 胡自治.草原的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)：Ⅰ.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)概述［J］.草原與草坪，2004（4）：3－6.

［5］ 趙娜，邵新慶，呂進(jìn)英，等.草地生態(tài)系統(tǒng)碳匯淺析［J］.草原與草坪，2011，31（6）：75－82.

［6］ IPCC.Climate Change 2001：Impacts，Adaptation and Vulnerability［C］∥James J，McCarthy，Osvaldo F，etal.Cambridge：Cambridge University Press，2001：235－342.

［7］ 盧璐，蘇德榮.高爾夫球場草坪生態(tài)效益及其價(jià)值估算［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2010，29（10）：2022－2027.

［8］ 冷平生，楊曉紅，蘇芳，等.北京城市園林綠地生態(tài)效益經(jīng)濟(jì)評價(jià)初探［J］.北京農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，（4）：78－82.

［9］ 張曉媛.山東煙臺高爾夫球場草坪養(yǎng)護(hù)情況調(diào)研報(bào)告［J］.草原與草坪，2009（6）：56－58.

［10］ Bartlett M D，James I T.A model of greenhouse gas emissions from the management of turf on two golf courses［J］.Science of the Total Environment，2011，409（8）：1357－1367.

［11］ McPherson E G.Atmospheric carbon dioxide reduction by Sacramento＇s urban forest［J］.Journal of Arboriculture，1998，24（4）：213－215.

［12］ John K.Impacts of urban greenspace on offsetting carbon emissions for middle Korea［J］.Journal of Environmental Management，2002，64（2）：115－126.

［13］ 劉浩，孫景生，段愛旺，等.基于AutoCAD軟件確定番茄與青椒葉面積的簡易方法［J］.中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2009，25（5）：287－293.

［14］ Zhao M，Escobedo F，Staudhammer C.Spatial patterns of a subtropical，coastal urban forest：implications for land tenure，hurricanes，andinvasives［J］.Urban Forestry and Urban Greening，2010，9（3）：205－214.

［15］ 高建昌，郭廣君，國艷梅，等.平臺掃描儀結(jié)合ImageJ軟件測定番茄葉面積［J］.中國蔬菜，2011（1）：73－77.

［16］ 李輝，趙衛(wèi)智.北京5種草坪地被植物生態(tài)效益的研究［J］.中國園林，1998（4）：36－38.

［17］ 陳自新，蘇雪痕，劉少宗，等.北京城市園林綠化生態(tài)效益的研究（3）［J］.中國園林，1998，14（3）：53－56.

［18］ Fan H B，Huang Y Z，Yuan Y H，etal.Carbon cycling of forest ecosystems in response to global nitrogen deposition：a review.Acta Ecologica Sinica，2007，27（7）：2997－3008.

［19］ Dwyer J F，Nowak D J，Noble M H，et al.Connecting People with Ecosystems in the 21st Century：An Assessment of Our Nation＇s Urban Forests［M］.Portland：US－DA Forest Service，Pacific Northwest Research Station，2000：483－483.

［20］ 朱雯莉.城市綠地生態(tài)價(jià)值評估指標(biāo)體系及評估方法構(gòu)建［J］.技術(shù)與市場（園林工程），2007（9）：20－25.

［21］ 濮陽雪華，戴子云，韓烈保.高爾夫球場生態(tài)環(huán)境及其改良措施［J］.草原與草坪，2012，32（2）：69－73.