上海主要綠化樹(shù)種夏季蒸騰特性與降溫增濕功能比較

邵永昌， 張金池， 孫永濤， 李娟娟， 莊家堯?, 李二煥， 薛雪

(1.南京林業(yè)大學(xué) 水土保持與生態(tài)修復(fù)實(shí)驗(yàn)室，210037，南京；2.江蘇省南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，210037，南京；

3.國(guó)家林業(yè)局華東林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院，310019，杭州；4.迪士尼中國(guó)研究，200021，上海)

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上海主要綠化樹(shù)種夏季蒸騰特性與降溫增濕功能比較

邵永昌1,2， 張金池1,2， 孫永濤3， 李娟娟4， 莊家堯1,2?, 李二煥1,2， 薛雪1,2

(1.南京林業(yè)大學(xué) 水土保持與生態(tài)修復(fù)實(shí)驗(yàn)室，210037，南京；2.江蘇省南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，210037，南京；

3.國(guó)家林業(yè)局華東林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院，310019，杭州；4.迪士尼中國(guó)研究，200021，上海)

摘要：為了定量探究典型城市綠化樹(shù)種夏季蒸騰耗水規(guī)律和降溫增濕功能，用LI-6400XT光合作用儀測(cè)定了上海地區(qū)17個(gè)主要綠化樹(shù)種蒸騰特性，分析了蒸騰作用主要影響因子的相關(guān)顯著性，并對(duì)主要綠化樹(shù)種的降溫增濕功能進(jìn)行定量計(jì)算和聚類(lèi)分析。結(jié)果表明：1)供試樹(shù)種蒸騰速率均表現(xiàn)出早晚低、午間前后高的特點(diǎn)，呈單峰或雙峰曲線的日變化規(guī)律，冬青、櫸樹(shù)、白玉蘭葉片蒸騰速率較高，廣玉蘭、欒樹(shù)、蚊母樹(shù)、深山含笑葉片蒸騰速率較低；2)除個(gè)別樹(shù)種外，供試樹(shù)種蒸騰速率與凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、葉片溫度、太陽(yáng)輻射、氣溫呈正相關(guān)；3)冬青、香樟等單位土地面積日降溫增濕功能較好，欒樹(shù)、銀杏、深山含笑、蚊母樹(shù)、杜英、廣玉蘭降溫增濕功能較弱。因此，城市綠化樹(shù)種選擇時(shí)，如果考慮以植物的降溫增濕功能為主，則應(yīng)選擇冬青、香樟、白玉蘭、無(wú)患子、櫸樹(shù)、鵝掌楸、懸鈴木、三角楓、重陽(yáng)木、桂花、石楠等降溫增濕功能較好的樹(shù)種，欒樹(shù)、銀杏、深山含笑、蚊母樹(shù)、杜英、廣玉蘭等降溫增濕功能較弱的樹(shù)種可適量引種。

關(guān)鍵詞：綠化樹(shù)種； 蒸騰速率； 降溫； 增濕； 蒸騰特性； 上海

項(xiàng)目名稱： 國(guó)家自然科學(xué)基金“安徽大別山區(qū)GIS支持下的土壤侵蝕模型研究”(31170663)； 江蘇省高等學(xué)校林學(xué)優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目(164010641)； 江蘇省研究生科研創(chuàng)新工程“城市森林控制熱島效應(yīng)和對(duì)建筑環(huán)境降溫增濕節(jié)能研究”(KYLX_0904)

隨著全球氣候變暖和城市化進(jìn)程加速，城市下墊面和城區(qū)森林植被結(jié)構(gòu)發(fā)生了劇烈的變化[1]，城市熱島效應(yīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)[2]。城市森林通過(guò)吸收太陽(yáng)能、進(jìn)行蒸騰作用發(fā)揮降溫增濕效益并通過(guò)光合作用吸收二氧化碳釋放出氧氣，從而影響大氣環(huán)境的濕熱屬性，對(duì)緩解城市熱島效應(yīng)有著顯著作用[3]；因此，增加城市綠地面積和植被覆蓋度、優(yōu)化城市植被空間布局被認(rèn)為是緩解城市熱島效應(yīng)和應(yīng)對(duì)全球氣候變暖的重要策略[4-5]。目前城市植被作為城市結(jié)構(gòu)中的自然生產(chǎn)力主體，其蒸騰作用及其降溫增濕效應(yīng)受到了廣泛的關(guān)注[6]。

早在19世紀(jì)60年代，國(guó)外學(xué)者就對(duì)樹(shù)木的蒸騰作用進(jìn)行了研究，K.Ladefoged[7]提出使用整樹(shù)容器法測(cè)定單木的蒸騰作用；到了19世紀(jì)80年代，E.A.N.Greenwood等[8]提出應(yīng)用風(fēng)調(diào)室法通過(guò)測(cè)定風(fēng)調(diào)室內(nèi)水汽增量和進(jìn)出室內(nèi)氣體的水汽含量差來(lái)計(jì)算蒸散量，此法在國(guó)外應(yīng)用較為廣泛；D.H.Knight等[9]和J.Roberts[10]用此法分別對(duì)黑松(Pinusthunbergii)與歐洲赤松(Pinussylvestris)進(jìn)行過(guò)測(cè)定。國(guó)內(nèi)學(xué)者最早使用快速稱量法來(lái)研究林木枝葉的蒸騰作用。鄧?yán)^峰等[11]使用此法對(duì)鹽池地區(qū)3種典型樹(shù)種的蒸騰速率進(jìn)行了研究；19世紀(jì)90年代，穩(wěn)態(tài)氣孔計(jì)法和光合作用測(cè)定方法成為了國(guó)內(nèi)研究林木枝葉蒸騰作用的主要方法，趙哈林等[12]使用光合作用測(cè)定系統(tǒng)研究了沙埋對(duì)沙米(Agriophyllumsquarrosum)幼苗蒸騰特性的影響，吳明開(kāi)等[13]研究了藥用植物白及的蒸騰生理生態(tài)與抗旱特性。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者們主要采用熱擴(kuò)散式探針?lè)▽?duì)林木單木的蒸騰作用進(jìn)行測(cè)定[14]，該方法不僅可以靈敏反應(yīng)瞬時(shí)蒸騰量，還可以進(jìn)行長(zhǎng)期連續(xù)觀測(cè)，能較好地滿足蒸騰作用研究的要求[15-16]。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者們對(duì)城市植物的研究主要集中在植物群落的配置方面，對(duì)生態(tài)功能定量化的研究還很少[17-20]。本研究擬從不同樹(shù)種蒸騰特性和降溫增濕功能比較的角度出發(fā)，對(duì)上海地區(qū)17個(gè)常用綠化樹(shù)種的蒸騰速率日變化及其影響因子、降溫增濕功能進(jìn)行分析比較，并對(duì)不同樹(shù)種降溫增濕功能進(jìn)行了分類(lèi)，定量化探究城市常見(jiàn)綠化樹(shù)種的蒸騰特性和降溫增濕功能，為城市森林和城市綠化的樹(shù)種選擇、植被群落的時(shí)空配置和改造提供科學(xué)理論依據(jù)。

1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于上海市浦東川沙園林苗圃基地(E 121°39′，N 31°08′)，屬北亞熱帶季風(fēng)性氣候，雨熱同期，日照充分，雨量充沛，年均降水量1 048～1 138 mm。上海市夏季酷熱，冬季濕冷，年均溫15.2～15.9 ℃，年極端最高氣溫40.8 ℃(2013年8月7日)，年極端最低氣溫-2.1 ℃(1893年1月19日)，春秋較短，冬夏較長(zhǎng)，試驗(yàn)地土壤類(lèi)型為潴育水稻土。

2材料與方法

在對(duì)上海市現(xiàn)有的植物種類(lèi)和生長(zhǎng)狀況進(jìn)行調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)樹(shù)種在城市綠化配置中出現(xiàn)的頻率和重要性等綜合指標(biāo)，選擇具有代表性的17種常用城市綠化植物樹(shù)種為研究對(duì)象。測(cè)定樹(shù)木均為12～15年生大苗，生長(zhǎng)狀況良好、無(wú)病蟲(chóng)害，無(wú)草本和地被層，其中，欒樹(shù)、白玉蘭、無(wú)患子、櫸樹(shù)、鵝掌楸、銀杏、懸鈴木、三角楓、重陽(yáng)木、香樟、廣玉蘭、杜英間距為5.0 m×5.0 m，冬青、石楠、深山含笑、桂花、蚊母樹(shù)間距為3.0 m×3.0 m?；厩闆r見(jiàn)表1。

表1　測(cè)試樹(shù)種基本信息

2013年7月18—20日(晴天)，使用LI-6400XT便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)，采用標(biāo)準(zhǔn)葉室選取各樹(shù)種中部冠層陽(yáng)面中高部位樹(shù)枝前端第3～5片成熟功能葉片，05:30—19:30每2 h測(cè)定葉片凈光合速率(net photosynthetic rate,Pn)、蒸騰速率(transpiration rate,Tr)、氣孔導(dǎo)度(stomatal conductance,Gs)、胞間CO2濃度(intercellular CO2concentration,Ci)、葉片溫度(leaf blade temperature,Tl)、大氣CO2濃度(atmospheric concentration of carbon dioxide,Ca)、葉溫下水汽壓差(leaf water pressure difference,VPDL)、光合有效輻射(photosynthetic active radiation,PAR)、氣溫(temperature,Ta)、相對(duì)濕度(relative humidity,RH)等參數(shù)，每個(gè)樹(shù)種每天重復(fù)測(cè)定3次，連續(xù)測(cè)定3 d，取平均值。

2.1葉面積指數(shù)的測(cè)定

選取樣地內(nèi)樹(shù)齡相同、冠型均勻、枝葉茂盛等代表性的試驗(yàn)樹(shù)種各5株，使用LAI-2200冠層分析儀，用60°的鏡頭蓋在植物的6個(gè)不同方向各取一組觀測(cè)值，儀器自動(dòng)計(jì)算出葉面積指數(shù)，每個(gè)樹(shù)種做3個(gè)重復(fù)，取平均值作為最終觀測(cè)值。

2.2降溫增濕的計(jì)算

蒸騰總量[21-22]

(3 600/1 000))。

(1)

式中：E為植物在測(cè)定日的蒸騰總量，mol/(m-2·d)；ei和ei+1分別為初測(cè)點(diǎn)和下一測(cè)點(diǎn)的瞬時(shí)蒸騰速率，mmol/(m2·s)；ti和ti+1分別為初測(cè)點(diǎn)和下一測(cè)點(diǎn)的時(shí)間，h；n為測(cè)試次數(shù)。每小時(shí)為3 600 s；1 mol=1 000 mmol。

WH2O=18E。

(2)

式中WH2O為植物在測(cè)定日的蒸騰總質(zhì)量，g/(m2·d)。

每m2葉片在1 d中因蒸騰作用散失水分而吸收的熱量

Q=4.18WH2OL。

(3)

式中：Q為單位葉面積每日吸收的熱量，J/(m2·d)；L為蒸發(fā)耗熱系數(shù)(L=597-0.57t，t為平均溫度，測(cè)定日的t值為32.6 ℃。)

考慮到空氣的湍流、對(duì)流和輻射作用，空氣與葉面之間及空氣微氣團(tuán)之間不斷地進(jìn)行熱量擴(kuò)散和交換；因此取底面積為10 m2、厚度為100 m的空氣柱作為計(jì)算單元，在此空氣柱體中，氣溫下降值用下式表示：

ΔT=M/Cp。

(4)

式中：M綠地植物蒸騰使其單位體積空氣損失的熱，J/(m3·h)；Cp為空氣的容積熱容量(為1 256 J/(m3·h)。

單位體積空氣所含的水汽質(zhì)量，稱絕對(duì)濕度，其單位為g/m3，則植物單位面積上的蒸騰對(duì)周?chē)? 000 m3空氣柱所增加的絕對(duì)濕度[21-22]

Δa=W/1 000。

(5)

式中W為1 000 m3空氣柱的蒸騰強(qiáng)度，g/m3。

2.3數(shù)據(jù)分析

使用Microsoft Excel 2013 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和表格制作，Origin 9.0繪制圖件，采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行蒸騰速率與影響因子的相關(guān)性分析和日降溫增濕功能的聚類(lèi)分析。

3結(jié)果與分析

3.1主要環(huán)境因子日變化

圖1　主要環(huán)境因子日變化Fig.1　Diurnal changes of the main environmental factors

觀測(cè)時(shí)間內(nèi)PAR呈單峰曲線變化，13:30左右達(dá)到最大值(1 790 μmol/(m2·s)，隨后逐漸減弱；經(jīng)過(guò)夜間植物呼吸作用的富集，Ca在早晨(05:30)表現(xiàn)為最高值(366 μmol/mol)，在15:30左右形成一個(gè)低谷(349 μmol/mol)，此后有所回升，呈先下降后上升的趨勢(shì)，與PAR日變化規(guī)律相反(圖1a)；隨著PAR的逐漸增大，Ta亦逐步升高，呈單峰型曲線，11:30—15:30空氣溫度較高，最高溫度出現(xiàn)在13:30(34.85 ℃)，相對(duì)于PAR變化有所滯后，日變化幅度較大，溫差達(dá)7 ℃；RH日變化與氣溫相反，呈“U”型曲線變化，05:30時(shí)RH最高(70.45%)，隨著PAR和Ta的升高，RH逐漸降低，在13:30達(dá)到全天最低值(51.95%)，之后開(kāi)始回升(圖1(b))；RH與PAR、Ta分別呈顯著(P<0.05)和極顯著(P<0.01)的負(fù)相關(guān)。

3.2蒸騰速率日變化

由圖2可知：無(wú)患子、冬青蒸騰速率日變化表現(xiàn)為單峰曲線；石楠、蚊母樹(shù)、桂花、香樟、白玉蘭、銀杏和懸鈴木等蒸騰速率日變化為雙峰曲線。在午間蒸騰速率出現(xiàn)輕微下降，可能是由于中午溫度高，失水過(guò)多，導(dǎo)致氣孔部分關(guān)閉所致；但這些樹(shù)種在午間前后蒸騰速率都維持一個(gè)較高的水平，這和強(qiáng)烈的太陽(yáng)輻射導(dǎo)致的高溫低濕環(huán)境有關(guān)[23]：因?yàn)橹参飼?huì)通過(guò)提高蒸騰速率以降低葉溫來(lái)維持葉片各器官的正常功能。重陽(yáng)木、櫸樹(shù)、欒樹(shù)、鵝掌楸、三角楓等落葉喬木蒸騰速率表現(xiàn)為明顯的雙峰曲線，09:30—11:30和15：30左右蒸騰速率出現(xiàn)峰值，夏季蒸騰速率日平均水平較高。深山含笑、廣玉蘭、杜英等常綠喬木蒸騰速率日變化較為平緩(圖2)。

圖2　供試樹(shù)種蒸騰速率日變化Fig.2　Diurnal changes of transpiration rate of tested tree species

蒸騰速率在一定程度上反映植物適應(yīng)逆境、調(diào)節(jié)水分損失和適應(yīng)干旱環(huán)境的能力[24-25]。冬青、櫸樹(shù)、白玉蘭、無(wú)患子具有較高的日均蒸騰速率，分別為2.109 、1.707、1.601 、1.587 mmol/(m2·s)，廣玉蘭、欒樹(shù)、蚊母樹(shù)、深山含笑日均蒸騰速率較低，分別為0.734 、0.728 、0.449 、0.379 mmol/(m2·s)。表明在相同環(huán)境下，冬青、櫸樹(shù)、白玉蘭等樹(shù)種較其他樹(shù)種單位葉面積要消耗更多的水分，夏季高溫天氣中更應(yīng)注意這些樹(shù)種的養(yǎng)護(hù)與灌溉；就日均值而言，蒸騰速率由大到小分別為：冬青、櫸樹(shù)、白玉蘭、無(wú)患子、香樟、三角楓、重陽(yáng)木、鵝掌楸、懸鈴木、桂花、石楠、銀杏、杜英、廣玉蘭、欒樹(shù)、蚊母樹(shù)、深山含笑。

3.3蒸騰速率與影響因子相關(guān)性分析

由表2可知，除個(gè)別樹(shù)種外，供試樹(shù)種Tr與Pn、Gs、Tl、Rpa、Ta等呈正相關(guān)，其中Tr與Gs呈顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)的正相關(guān)。說(shuō)明氣孔導(dǎo)度的變化直接影響植物葉片蒸騰速率的大小，且一定程度上光強(qiáng)、氣溫越高，植物的蒸騰作用越強(qiáng)烈；大部分供試樹(shù)種Tr與RH、Ca等呈負(fù)相關(guān)，日常城市綠化實(shí)踐中，應(yīng)注意對(duì)綠化樹(shù)種進(jìn)行合理的灌溉，避免植物在夏季午后高溫低濕的氣候環(huán)境下，因失水過(guò)多而導(dǎo)致植物功能器官的損壞。

3.4降溫增濕功能分析

使用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，分別對(duì)測(cè)試樹(shù)種單位葉面積和單位土地面積日降溫增濕功能進(jìn)行聚類(lèi)分析研究，得到結(jié)果如表3所示。上海市主要綠化樹(shù)種單位葉面積降溫增濕功能為3類(lèi)：第1類(lèi)為白玉蘭、無(wú)患子、櫸樹(shù)、三角楓、冬青、香樟，單位葉面積日降溫和增濕值分別在0.193～0.280 ℃和1.406%～2.039%之間；第2類(lèi)為鵝掌楸、銀杏、懸鈴木、重陽(yáng)木、石楠、桂花，單位葉面積日降溫和增濕值分別在0.145～0.166 ℃和1.054%～1.209%之間；第3類(lèi)為欒樹(shù)、深山含笑、蚊母樹(shù)、杜英、廣玉蘭，單位葉面積日降溫和增濕值分別在0.050～0.123 ℃和0.362%～0.896%之間。單位葉面積日降溫增濕功能從大到小依次為：冬青、櫸樹(shù)、白玉蘭、無(wú)患子、香樟、三角楓、重陽(yáng)木、懸鈴木、鵝掌楸、桂花、石楠、銀杏、杜英、廣玉蘭、欒樹(shù)、蚊母樹(shù)、深山含笑。

表2　不同樹(shù)種蒸騰速率(Tr)與光合生理參數(shù)相關(guān)性分析

注：**在0.01 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān);*在 0.05 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。Note：**denotes significant correlation atP=0.01 probability level.*denotes significant correlation atP=0.05 probability level.

上海市主要綠化樹(shù)種單位土地面積降溫增濕功能分為3類(lèi)：第1類(lèi)為冬青、香樟，其降溫增濕功能最好，單位土地面積日降溫和增濕值分別在0.839～1.116 ℃和6.101%～8.115%之間；第2類(lèi)為白玉蘭、無(wú)患子、櫸樹(shù)、鵝掌楸、懸鈴木、三角楓、重陽(yáng)木、桂花、石楠，其單位土地面積日降溫和增濕值分別在0.448～0.621 ℃和3.255%～4.514%之間；第3類(lèi)為欒樹(shù)、銀杏、深山含笑、蚊母樹(shù)、杜英、廣玉蘭，降溫增濕功能較弱，單位土地面積日降溫和增濕值分別在0.104～0.391 ℃和0.757%～2.846%之間。單位土地面積日降溫增濕功能從大到小依次為：冬青、香樟、鵝掌楸、懸鈴木、櫸樹(shù)、白玉蘭、三角楓、無(wú)患子、重陽(yáng)木、桂花、石楠、銀杏、杜英、欒樹(shù)、廣玉蘭、蚊母樹(shù)、深山含笑。

4討論

植物一方面通過(guò)冠層的阻擋作用減少到達(dá)地面的輻射，另一方面通過(guò)蒸騰作用向環(huán)境中釋放水分，吸收環(huán)境中的熱量，調(diào)節(jié)周邊環(huán)境溫度并增加空氣濕度[26]；其樹(shù)木冠層對(duì)太陽(yáng)輻射的阻擋作用不僅與光環(huán)境密切相關(guān)，也與植物冠層的結(jié)構(gòu)有關(guān)，如冠層結(jié)構(gòu)、葉片的吸收和反射特性、葉面積等因素。本研究?jī)H對(duì)植物葉片蒸騰作用進(jìn)行了測(cè)定，得出理論蒸騰降溫和增濕功能，植物實(shí)際調(diào)溫增濕效應(yīng)還需考慮樹(shù)木冠層阻擋作用、葉面積指數(shù)、群落郁閉度等因素。

表3　不同樹(shù)種降溫增濕功能

植物由于蒸騰作用而具備使周?chē)諝饨禍卦鰸竦墓δ埽煌瑯?shù)種間的單位葉面積日均蒸騰量、日均釋水量和日均蒸騰吸熱量差異明顯，則其降溫增濕效益也具有明顯的差異性[26]。筆者研究結(jié)果表現(xiàn)出高蒸騰速率、高降溫增濕能力的特點(diǎn)，其中冬青、櫸樹(shù)、白玉蘭、香樟、鵝掌楸、桂花、廣玉蘭日均凈蒸騰速率分別高出139%、116%、191%、24%、27%、50%、11%[20,27-28]，降溫增濕功能分別高出134%、45%、42%、128%、161%、49%、9%[20,27-28]。這可能與本次試驗(yàn)是在2013年夏季上海地區(qū)的苗圃基地中進(jìn)行有關(guān)；因?yàn)闇y(cè)試期間太陽(yáng)輻射強(qiáng)度較大、氣溫較高，并且苗圃內(nèi)養(yǎng)護(hù)管理?xiàng)l件較成熟、撫育管理措施恰當(dāng)及時(shí)。

冬青、香樟、無(wú)患子、白玉蘭、石楠 、懸鈴木、鵝掌楸、重陽(yáng)木、桂花、櫸樹(shù)、三角楓等降溫增濕功能較好，從降溫增濕角度可考慮作為城市常用的綠化樹(shù)種；杜英、銀杏、深山含笑、蚊母樹(shù)、欒樹(shù)、廣玉蘭等降溫增濕功能一般，應(yīng)注意這些樹(shù)種與其他綠化樹(shù)種的搭配，既能兼顧城市綠化的景觀效果，又能很好地促進(jìn)城市地區(qū)碳氧循環(huán)與熱島效應(yīng)的緩解；同一類(lèi)的樹(shù)種又具有一定的生態(tài)相似性，在綠化樹(shù)種選擇與應(yīng)用時(shí)考慮其降溫增濕功能的同時(shí)，可以對(duì)降溫增濕功能相似的樹(shù)種進(jìn)行合理搭配以滿足景觀的美學(xué)效果[29]。

5結(jié)論

不同樹(shù)種夏季蒸騰速率日變化表現(xiàn)出不同的規(guī)律，但都有早晚低、午間前后高的特點(diǎn)，冬青、櫸樹(shù)、白玉蘭、無(wú)患子等日均蒸騰速率較高，廣玉蘭、欒樹(shù)、蚊母樹(shù)、深山含笑日均蒸騰速率則相對(duì)較低；不同樹(shù)種蒸騰速率對(duì)自然環(huán)境因子的響應(yīng)各不相同，除個(gè)別樹(shù)種外，供試樹(shù)種蒸騰速率與凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、葉片溫度、太陽(yáng)輻射、氣溫等呈正相關(guān)，氣孔導(dǎo)度的變化直接影響植物葉片蒸騰速率的大小，且一定程度上光強(qiáng)、氣溫越高，植物的蒸騰作用越強(qiáng)烈。

不同樹(shù)種夏季日降溫增濕功能具有顯著的差異，對(duì)于單位葉面積日降溫增濕功能來(lái)說(shuō)，白玉蘭、無(wú)患子、櫸樹(shù)、三角楓、冬青、香樟日降溫增濕功能較好，鵝掌楸、銀杏、懸鈴木、重陽(yáng)木、石楠、桂花日降溫增濕功能次之，欒樹(shù)、深山含笑、蚊母樹(shù)、杜英、廣玉蘭日降溫增濕功能較弱；對(duì)于單位土地面積日降溫增濕功能來(lái)說(shuō)，冬青、香樟日降溫增濕功能較好，白玉蘭、無(wú)患子、櫸樹(shù)、鵝掌楸、懸鈴木、三角楓、重陽(yáng)木、桂花、石楠日降溫增濕功能次之，欒樹(shù)、銀杏、深山含笑、蚊母樹(shù)、杜英、廣玉蘭日降溫增濕功能較弱。

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(責(zé)任編輯：程云郭雪芳)

Comparison of transpiration characteristics and cooling and humidifying

functions of the main greening tree species in summer in Shanghai

Shao Yongchang1,2, Zhang Jinchi1,2, Sun Yongtao3, Li Juanjuan4, Zhuang Jiayao1,2, Li Erhuan1,2, Xue Xue1,2

(1.Soil and Water Conservation and Ecological Restoration Laboratory of Nanjing Forestry University, 210037, Nanjing, China;

2.Co-Innovation Center for Sustainable Forestry in Southern China, 210037, Nanjing, China;

3. East China Forestry Planning and Designing Institute, 310039, Hangzhou, China; 4. Disney Research China, 200021, Shanghai, China)

Abstract:In order to quantitatively explore the characteristics of transpiration water consumption and functions of cooling and humidification for the typical urban greening tree species in summer, we selected seventeen main greening tree species in Shanghai and measured their transpiration characteristics by using LI-6400 photosynthetic apparatus. The correlation between transpiration and the main influencing factors was analyzed, and the functions of cooling and humidification were estimated quantitatively by clustering analysis. The results showed that: 1) The daily variation of transpiration rate showed a pattern of “l(fā)ow in the morning and evening but high around noon”, presenting unimodal or bimodal distribution. Ilex chinensis, Zelkova schneideriana, and Magnolia alba had a high mean daily transpiration rate, while Magnolia grandiflora, Koelreuteria paniculata, Distylium racemosum, and Michelia maudiae had a much lower value. 2) Except for a very few tree species, the transpiration rate had a positive correlation with net photosynthetic rate, stomatal conductance, leaf temperature, solar radiation, air temperature, etc. 3) In terms of the capacity of daily cooling and humidifying per unit of land area, Ilex chinensis and Cinnamomum camphora were the higher, while that of Koelreuteria paniculata, Ginkgo biloba, Michelia maudiae, Distylium racemosum, Elaeocarpus decipiens, Magnolia grandiflora were relatively lower. When it comes to selecting tree species considering the capacity of cooling and humidifying, Ilex chinensis, Cinnamomum camphora, Magnolia alba, Sapindus mukorossi, Zelkova schneideriana, Liriodendron chinense, Platanus spp., Acer buergerianum, Bischofia polycarpa, Osmanthus fragrans, Photinia serrulata outperform others such as Koelreuteria paniculata, Ginkgo biloba, Michelia maudiae Distylium racemosum, Elaeocarpus decipiens and Magnolia grandiflora.

Keywords:greening tree species; transpiration rate; cooling; humidifying; transpiration characteristics; shanghai

通信作者?簡(jiǎn)介： 莊家堯(1969—)，男，博士，副教授。主要研究方向：森林水文。E-mail：nlzjiayao@njfu.edu.cn

作者簡(jiǎn)介：第一 邵永昌(1992—)，男，碩士研究生。主要研究方向?yàn)樯炙?。E-mail：604460894@qq.com

收稿日期：2015-09-26修回日期： 2015-11-03

中圖分類(lèi)號(hào)：S731.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1672-3007(2015)06-0083-08