全 文 ：第 ww卷 第 ts期
u s s {年 ts 月
林 业 科 学
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北京 z种园林植物及典型配置绿地用水量测算
王瑞辉t ou 马履一u 奚如春u 李丽萍u 樊 敏u
kt1 中南林业科技大学 长沙 wtsssw ~u1 北京林业大学 北京 tsss{vl
摘 要 } 用热扩散式边材液流探针k×⁄°l和盆栽法对北京 z种常见园林植物的蒸腾用水量进行 t个生长季的观
测 ∀结果表明 }单株乔木k胸径 tx ¦°左右l年用水量油松 {xt1| ®ª!侧柏 |{u1z ®ª!元宝枫 t xt{1v ®ªo元宝枫的用水
量显著大于油松和侧柏 ~灌木单位叶面积年用水量大叶黄杨 tu{1wu ®ª#°pu !金叶女贞 ttz1u{ ®ª#°pu !铺地柏 {u1v{
®ª#°pu o铺地柏的用水量明显少于金叶女贞和大叶黄杨 ~y种典型配置绿地单位面积年用水量油松片林最少 o为
u|x ®ª# °pu o金叶女贞绿篱最多 o为 t s{v1u ®ª# °pu ∀草地早熟禾纯草坪的用水量大于林下草坪 o前者 ywv1v
®ª#°pu o后者 wxs1v ®ª#°pu ∀纯草坪的用水量大于乔草型绿地 o与灌草型绿地相差不大 ∀
关键词 } 园林植物 ~树干液流 ~盆栽 ~用水量 ~绿地配置
中图分类号 }≥zvt1u 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kuss{lts p ssyv p sy
收稿日期 }ussz p s| p t| ∀
基金项目 }北京市自然科学基金项目kysxustyl !北京林业大学森林培育与保护教育部重点实验室k⁄tssuusxvxl !十一五攻关项目/速生丰
产林良种壮苗规模化生产技术研究与示范0共同资助 ∀
3 奚如春为通讯作者 ∀
Εστιµατεσ οφ Ωατερ Χονσυµ πτιον οφ Σεϖεν Κινδσ οφ Γαρδεν Πλαντσ
ανδ Τψπιχαλ Χονφιγυρατιον ιν Βειϕινγ
• ¤±ª •∏¬«∏¬tou ¤|¼¬u ÷¬•∏¦«∏±u ¬¬³¬±ªu ƒ¤± ¬±u
kt1 ΧεντραλΣουτη Υνιϖερσιτψοφ Φορεστρψ & Τεχηνολογψ Χηανγσηα wtsssw ~u1 Βειϕινγ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Βειϕινγ tsss{vl
Αβστραχτ } • ¤·¨µ¦²±¶∏°³·¬²± ¥¼·µ¤±¶³¬µ¤·¬²±²©¶¨√¨ ±¶³¨¦¬¨¶²©¦²°°²±ª¤µ§¨± ³¯¤±·¶º¤¶²¥¶¨µ√¨ §©²µ²±¨ ªµ²º·«¶¨¤¶²±¬±
…¨ ¬­¬±ª ¥¼ ∏¶¬±ª·«¨µ°¤¯ §¬¶¶¬³¤·¬²± ¶¤³ ©¯²º ³µ²¥¨ ×⁄° º¬·« ³²·¶¨ §¨¯¬±ª¶q ׫¨ µ¨¶∏¯·¶¬±§¬¦¤·¨§·«¤··«¨ ¼¨ ¤µ¯¼ º¤·¨µ
¦²±¶∏°³·¬²± ²©·«¨ ¶¬±ª¯¨¤µ¥²µk¤¥²∏·§¬¤°¨ ·¨µ¤·¥µ¨¤¶·«¨¬ª«·tx ¦°l º¤¶{xt1| ®ª²© Πινυσ ταβυλαεφορµ o|{u1z ®ª²©
Πλατψχλαδυσ οριενταλι󤱧t xt{1v ®ª²© Αχερτρυνχατυµ q׫¨ º¤·¨µ¦²±¶∏°³·¬²± ²© Αχερτρυνχατυµ º¤¶µ¨°¤µ®¤¥¯¼ °²µ¨ ·«¤±
·«¤·²© Πινυσταβυλαεφορµ ¤±§ Πλατψχλαδυσοριενταλισq׫¨ ¶«µ∏¥º¤·¨µ¦²±¶∏°³·¬²± ³¨µ∏±¬·¯ ¤¨©¶∏µ©¤¦¨ º¤¶µ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ tu{1wu
®ª#°pu ©²µΕυονψµυσϕαπονιχυσottz1u{ ®ª#°pu ©²µΛιγυστρυµ ϖιχαρψι o¤±§{u1v{ ®ª#°pu©²µΣαβινα προχυµβενσq׫¨ º¤·¨µ
¦²±¶∏°³·¬²± ²© Σαβινα προχυµβενσ º¤¶¶¬ª±¬©¬¦¤±·¯¼ ¯¨¶¶·«¤±·«¤·²© Λιγυστρυµ ϖιχαρψι ¤±§ Ευονψµυσϕαπονιχυσq • ª¨¤µ§¬±ª·«¨
ªµ¨ ±¨ ∏±¬·¤µ¨¤. ¶º¤·¨µ¦²±¶∏°³·¬²± ²© ¶¨√¨ ± ¶³¨¦¬¨¶¦²±©¬ª∏µ¤·¬²±o Πινυσ ταβυλαεφορµισ º¤¶·«¨ ¯¨ ¤¶·ou|x ®ª# °pu o¤±§
Λιγυστρυµ ≅ ϖιχαρψι º¤¶·«¨ °²¶·ot s{v1u ®ª#°pu q׫¨ º¤·¨µ¦²±¶∏°³·¬²± ²©³∏µ¨ ¤¯º± Ποα πρατενσισ º¤¶°²µ¨ ·«¤±·«¤·²©
∏±§¨µ¶·²µ¼ ¤¯º±o¤±§·«¨ ©µ²±·º¤¶ywv1v ®ª#°pu oº«¬¯¨ ·«¨ ¤¯·¨µº¤¶wxs1v ®ª#°pu q׫¨ º¤·¨µ¦²±¶∏°³·¬²±²©³∏µ¨ ¤¯º± º¤¶
°²µ¨ ·«¤±·«¤·²©¤µ¥²µ¯¤º±ªµ¨ ±¨o¤±§º¤¶¯¬·¯¨§¬©©¨µ¨±·©µ²°¶«µ∏¥ ¤¯º±q׫¬¶¶·∏§¼«¤¶³µ²√¬§¨§¤¶¦¬¨±·¬©¬¦¥¤¶¬¶©²µ…¨¬­¬±ª
¤¯±§¶¦¤³¨ º¤·¨µ2¶¤√¬±ª³¯¤±·°¤·¨µ¬¤¯ ¶¨¯¨ ¦·¬²± ¤±§¤¯ ²¯¦¤·¬²± ²©ªµ¨ ±¨ ¶³¤¦¨ q
Κεψ ωορδσ} ª¤µ§¨± ³¯¤±·¶~¶·¨° ¶¤³©¯²º ~³²·¶¨ §¨¯¬±ª~º¤·¨µ¦²±¶∏°³·¬²±~¤¯ ²¯¦¤·¬²± ²©ªµ¨ ±¨ ¶³¤¦¨
为了改善北京的生态环境 o满足人们日益增长的对良好生态的渴望 o北京已建立起庞大的城市绿地系
统 o且绿地面积呈快速增长态势 ∀园林植物在发挥生态 !景观等多种有益效能的同时 o自身的用水量也是巨
大的k程维新等 oussul ∀对于一个水资源短缺的城市 o如何选择低耗水植物 !实现绿地结构的优化配置 !提高
水资源利用率 o是面临的重大课题 ∀
在植物的水分消耗中 o叶片蒸腾用水占 |s h以上k武维华 oussvl ∀因此 o要掌握植物用水量的关键是准
确测定植物的蒸腾量 ∀对于灌木和草本 o通常采用盆栽法 o通过测定花盆一定时间跨度内的质量变化求得蒸
散量k植物蒸腾量和土壤蒸发量之和l o减去土壤蒸发量即是植物的净蒸腾量k²∏¶·¤∏ ετ αλqot||v ~≥¤¯¬¨±§µ¤
ετ αλqot||x ~张建国等 ousss ~冷平生等 ousss ~李吉跃等 oussu ~王得祥等 oussw ~康博文等 oussxl ∀对于乔木
大树 o直接测定整株蒸腾量是非常困难的 o只能寻找替代办法 ∀树木蒸腾的水分是通过树干边材传输的 o树
干边材液流量的 ||1{ h被叶片蒸腾所消耗k武维华 oussvl ∀因此 o可以用木质部边材液流量代替整株叶片的
蒸腾用水量 ∀目前测定边材液流量最先进的仪器是热扩散式边材液流探针k·«¨µ°¤¯ §¬¶¶¬³¤·¬²±¶¤³©¯²º √¨ ²¯¦¬·¼
³µ²¥¨ o×⁄°l o它的原理是 }同时将内置有热电偶的一对探针插入树干边材中 o通过检测热电偶之间的温差 o
计算液流热耗散k液流携带的热量l o建立温差与液流速率的关系 o确定液流速率的大小 o再根据被测部位的
边材横断面积求得单木整株液流量k∂ µ¨·¨¶¶¼ ετ αλqot||z ~巨关升等 ousss ~≥∏± ετ αλqoussu ~王华田等 o
ussu¥~马履一等 oussv ~王瑞辉等 oussyl ∀
城市绿化植物的水分生理和水分利用历来是许多林学家关注的重要课题 o但以往的研究多数集中在绿
化植物的耐旱性和灌溉方法的优化上 o注重耐旱植物的选择 !先进灌溉技术的引进和应用 o对植物本身实际
用水量的研究则主要集中于大面积森林中的林木 o基于植物水分生理需求的节水植物选择和节水型绿地结
构配置的研究罕见报道 ∀本研究选择北京常见的园林绿化植物 o采用目前世界最先进的热扩散式边材液流
探针对乔木大树的树干液流进行整个生长期的观测 o同时通过盆栽法测定灌木和草坪的蒸腾和蒸散用水量 o
分别从日 !月 !季节 !年度等时间尺度和单株 !单位叶面积及单位绿地面积等绿量尺度分析比较它们的用水量
大小 o为在水量有限情况下 o实现低用水树种选择和节水型园林绿地配置提供依据 ∀
t 材料与方法
111 材料选择和准备
试验树种按北京市地方标准/北京城市园林绿化常用植物材料0k⁄…ttΠ× utt p ussvl筛选 ∀参试的乔木
大树有侧柏k Πλατψχλαδυσοριενταλισl !油松k Πινυσταβυλαεφορµισl !元宝枫kΑχερτρυνχατυµl o胸径均为 tx ¦°左右 ~参
试的灌木有大叶黄杨k Ευονψµυσϕαπονιχυσl !金叶女贞k Λιγυστρυµ ≅ ϖιχαρψιl !铺地柏k Σαβινα προχυµβενσl o均为 w
年生 o来自北京西山试验林场丹青苗圃 ~参试的草坪草为草地早熟禾k Ποα πρατενσισl o来自北京林业大学主楼
前的草坪 ∀灌木每种选择 x株 o即 x次重复 o要求同一树种的苗木大小和株形基本相同 o草坪草栽植 ts盆 ∀
在起苗前先配制盆栽土 o就近选择苗圃地肥沃的表层土 o均匀搅拌后过筛 ∀用于栽植灌木的花盆的直径为
vs ¦° !高 ux ¦° o栽植草坪的花盆高 us ¦° !直径 t{ ¦°∀于 ussx年 v月中旬将苗木起出栽于花盆中 o于 v月下
旬将草坪草移植到花盆 o进行常规管理 o确保苗木成活 ∀
112 试验地概况
乔木大树的液流测定在北京市植物园进行 o试验林为疏林状种植 o坡向西南 o坡位中位 o海拔 tus ° o坡
度 tyβ o土壤为山地褐土 o土层厚度 {s ¦°以上 o沙土 !通气透水性较好 ∀灌木和草坪的蒸腾测定在北京林业
大学校园内光照充足的草地上进行 o地势平坦 o海拔 zx °∀试验地的气候属暖温带半湿润大陆性季风气候
型 o年平均气温 tu1{ ε o年有效积温 w xss ε o无霜期 txs §o年降水量 yss °°左右 o其中 z !{ !|月降水量占
全年的 zs h以上 o年蒸发量 t {vx1{ °°∀
113 试验设计和试验方法
表 1 样木基本情况表
Ταβ .1 Γενεραλσιτυατιον οφ µεασυρεδ τρεεσ
树种 ≥³¨¦¬¨¶ 样木号 ‘∏°¥¨µ 胸径 ⁄…‹Π¦° 树高 ‹ ¬¨ª«·Π°
t tx1w y1z
油松 Πq ταβυλαεφορµισ u tw1{ y1{
v tx1u z1u
t tx1y |1z
侧柏 Πq οριενταλισ u tw1w |1{
v tx1t |1w
t tw1y {1v
元宝枫 Αq τρυνχατυµ u tx1u {1x
v tw1x {1t
t1v1t 树干液流测定 在试验地选择胸径 tx ¦°左右的树木 o要求树干通直圆满 o树形匀称 o不偏心 o不偏
冠 o树冠与周边树木不重叠 o每种 v株 o样木基本情况见表 t ∀本试验选用 ×⁄°2vs型探针 o由于样木的胸径为
tx ¦°左右 o边材厚度不会超过 u1x ¦°o而 ×⁄°2vs的探针长度为 v ¦°o因此 o探针能覆盖被测木的边材 ∀探针
统一安装在每株样木树干 t1v °处的南向 o在
探针安装处刮去样木的粗皮 o用特定规格的钻
头沿树干横切向垂直钻取直径 t1x °° !深 vs
°°的孔洞 o插入 ×⁄°2vs探针 ∀将所有探针的
另一端与数据采集器k§¤·¤²ªª¨µl连接 o实现数
据的自动采集 o采集的间隔期为 ts °¬±∀观测
时间为 ussx年 w月 t日 ) tt月 t日 ∀
t1v1u 灌木和草坪草蒸腾用水量测定 分别
在春 !夏 !秋 v季中选择一段时间作为测期 o测
期里至少应包含 x个晴天k天空晴朗无云 o或有
少量高空云 !阳光时有时无l和 x个阴天k天空
wy 林 业 科 学 ww卷
被云层覆盖 o见不到阳光l o遇大风天和雨天不观测 ∀本试验选择的测期为春季kx月 tx日 ) u{日l !夏季kz
月 ts日 ) ux日l !秋季k|月 {日 ) uv日l ∀为了使土壤水分条件一致 o在每个观测日前 t天的傍晚kt{ }vs左
右l将所有参试苗木浇透水 o第 u天早晨试验开始时土壤已沥干了多余的水k重力水l o土壤处于饱和含水量
状态 o能充分满足植物蒸腾耗水需要 ∀为了观测土壤蒸发量 o同时设置 x个不栽苗木但装满土壤的花盆作为
对照 o且将对照花盆放置在树冠下 o以模拟林下土壤的蒸发 ∀草地早熟禾在北京常作为纯草坪配置或配置在
疏林中 o采用 ×∞≥tvvu„型照度计于晴天的中午观测不同配置条件下草坪的光照度值 o平均光照度值分别为 }
纯草坪 xv uys ¬¯!林下草坪 vz u{s ¬¯o草坪草设计全光照k放置在无遮阴的草坪上 o代表纯草坪l和半遮阳k放
置在稀疏的林冠下 o代表林下草坪 o用照度计确定具体的放置点 o确保放置点的光照度约等于林下草坪的平
均光照度值lu种处理 o每种处理 x次重复 ∀每个观测日分别在 y }ss和 t{ }ss用 ׊yvs扭力天平k最大称量
vs ®ªo精度 s1t ªl对花盆称量 ∀按上述 u种天气的标准记录整个苗木生长期每天的天气状况k将雨天记入阴
天l o并按 w !x月为春季 oy !z !{月为夏季 o| !ts月为秋季统计各月 u种天气的天数 ∀
表 2 各月天气情况统计表
Ταβ .2 Στατιστιχ οφ µετεορολογιχαλφαχτορσ εαχη µ οντη
天气 • ¤¨·«¨µ w月 „³µq x月 ¤¼ y月 ∏±q z月 ∏¯ q {月 „∏ªq |月 ≥ ³¨q ts月 ’¦·q
晴 ≥∏±±¼ uv t| ut ty tx uu us
阴雨 ≤ ²¯∏§¼ ¤±§µ¤¬± z tu | tx ty { tt
t1v1v 盆栽植物叶面积测定
阔叶树种的叶面积用方格纸测
定 o首先按大小将叶片分为大 !
中 !小 v 级 o点数每级叶片的数
量 o然后每级随机摘取 x ∗ {枚作
为样叶 o用透明胶将样叶固定在方格纸上 o沿叶片的边缘剪下方格纸 o得到与样叶相同大小的纸片 o根据纸片
上方格的多少计算面积 o再用加权平均法计算植株总叶面积 ~针叶树种铺地柏的树冠是由无数小枝组成的 o
先按长短将小枝分为长 !中 !短 v级 o点数每级小枝的数量 o再用剪刀每级剪取 v ∗ x个小枝 o用 °Œ≤„°÷2vs
三维立体扫描仪按 tss h比例扫描 o用 „∏·²≤„⁄和 °«²·²¶«²³软件测定表面积 ox次重复 o取其平均值 o用加权
平均法求算植株的总叶面积 ∀
114 用水量计算和尺度转换
t1w1t 乔木单株 !灌木单位叶面积和草坪单位面积用水量计算 乔木大树的蒸腾用水量根据 ×⁄°测定的液
流速率和树干边材面积计算 ∀灌木蒸腾 !草坪蒸散和林下土壤蒸发用水量的计算方法是 }先根据称量结果
计算 t §ky }ss ) t{ }ssl的用水量 o对于盆栽灌木 ot §的用水量减去同时间段的土壤蒸发量即为蒸腾量 o再根
据单株叶面积换算成单位叶面积kt °ul的用水量 ∀草坪蒸散量和林下土壤蒸发量根据称量结果直接换算成
单位面积kt °ul用水量即可 ∀然后 o按测期的天气类型计算平均值 o最后按整个生长期的天气情况统计季节
用水量和年用水量等指标 ∀
t1w1u 用水量的尺度扩展 单位面积绿地的总用水量为绿地各组成成分和土壤的用水量之和 o乔木林可根
据单株蒸腾量和种植密度计算总蒸腾量 o加上林下土壤的蒸发量 o即为林地总用水量 ~灌木树种必须将单位
叶面积的用水量转换为单位绿地面积用水量 o为此 o必须测算灌木绿地的叶面积指数 ∀灌木在园林绿地中最
常见的种植方式有 u种 o绿篱和块状种植 o大叶黄杨和金叶女贞常配置为绿篱或块状 o铺地柏一般为块状种
植 ∀绿篱外表呈规则的长方体 o可按长方体表面积求算叶面积指数 o块状灌木可按单位绿地面积求算叶面积
指数 ∀叶面积指数的测算方法是 }在北京林业大学校园 !北京市海淀区东王庄小区和学院路两侧绿地等处
抽样观测 o采用小样方 o阔叶灌木样方大小为 us ¦° ≅ us ¦° o针叶灌木样方大小为 vs ¦° ≅ vs ¦°o绿篱在 t °
长度内分别在上面和两侧面各布设 w个小样方 o共 tu个小样方 o块状种植的 t °u 布设 y个小样方 o样叶的抽
取 !叶面积的观测和计算方法同 t1v1v ∀观测结果分别见表 v ∗ x ∀
表 3 大叶黄杨 !金叶女贞绿篱叶面积观测结果
Ταβ .3 Τηε οβσερϖεδ ρεσυλτ οφ τηελεαφ αρεα οφ γρεεν φενχε οφ Ε .ϕαπονιχυσ ανδ Λ . ≅ ϖιχαρψι
树种
×µ¨¨¶³¨¦¬¨¶
宽
•¬§·«Π°
高
‹ ¬¨ª«·Π°
长
¨±ª·«Π°
表面积
„µ¨¤Π°u
叶片数
„°²∏±·²©¯¨ ¤©
单叶面积
„µ¨¤²©¶¬±ª¯¨
¯¨ ¤©Π¦°u
总叶面积
ײ·¤¯ ¤µ¨¤²©
¯¨ ¤©Π°u
叶面积指数
Œ±§¨¬²©
¯¨ ¤©¤µ¨¤
大叶黄杨 Ε qϕαπονιχυσ t1s s1x t1s u1s tv zxs |1st tu1v{ y1t|z
金叶女贞 Λq≅ ϖιχαρψι t1s s1x t1s u1s wu vy{ w1vy t{1wzu |1uvy
xy 第 ts期 王瑞辉等 }北京 z种园林植物及典型配置绿地用水量测算
表 4 铺地柏绿地叶面积观测结果
Ταβ .4 Τηε οβσερϖεδ ρεσυλτ οφ τηελεαφ αρεα οφ γρεενλανδ οφ Σ . προχυµβενσ
树种
×µ¨¨¶³¨¦¬¨¶
样方面积
„µ¨¤²©
¶¤°³¯¨³¯²·Π°u
一级枝
t ªµ¤§¨
¥µ¤±¦«
二级枝
u ªµ¤§¨
¥µ¤±¦«
小枝
≥°¤¯¯
¥µ¤±¦«
小枝叶面积
¨¤©¤µ¨¤²©
¶°¤¯¯ ¥µ¤±¦«Π¦°u
总叶面积
ײ·¤¯ ¤µ¨¤²©
¯¨ ¤©Π°u
叶面积指数
Œ±§¨¬²©
¯¨ ¤©¤µ¨¤
铺地柏 Σ q προχυµβενσ t1s tx z{ t txy vw1w{ v1|{y v1|{y
表 5 大叶黄杨 !金叶女贞块状绿地叶面积观测结果
Ταβ .5 Τηε οβσερϖεδ ρεσυλτ οφ τηελεαφ αρεα οφ γρεενλανδ οφ Ε .ϕαπονιχυσ ανδ Λ . ≅ ϖιχαρψι
树种
×µ¨¨¶³¨¦¬¨¶
样方面积
„µ¨¤²©
¶¤°³¯¨³¯²·Π°u
叶片数
„°²∏±·
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单叶面积
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总叶面积
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叶面积指数
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大叶黄杨 Ε qϕαπονιχυσ t1s w {yz |1st w1v{x w1v{x
金叶女贞 Λq≅ ϖιχαρψι t1s tw uv{ w1vy y1us{ y1us{
u 结果与分析
211 乔木大树不同时间尺度单株用水量
表 y是样木边材液流通量的平均值 ∀可以看出 }平均日用水量侧柏和油松都是 w ox oy月最高 o{月最
低 oz o| ots月居中 ~元宝枫 w ox oy oz月高 o{ ots月低 o|月居中 ∀众所周知 ow ox oy月为北京的干旱期 o空气干
燥 !光照充足 !风速较大 o环境条件有利于叶片蒸腾 o且此时树木正处在发芽 !展叶和抽梢的旺盛生长阶段 o对
水分的需求量大 o因此 ow ox oy月是水分管理的关键时期 ~{月用水量偏少是由于当年 {月降雨量大 !阴雨天
较多 !空气湿度大 o环境因子不利于叶片蒸腾造成的 o据北京市气象局提供的数据 oussx年月度降雨量 {月
最多 o达 tz| °° o阴雨天数也是 {月最多 o达 ty §∀
树木用水量的月度差异应与日用水量的月度差异一致 o但油松和元宝枫 w月的情况比较特殊 o因为油松
在 w月 tx日前 !元宝枫在 w月 t{日前液流不明显 o因此 o虽然 w月油松和元宝枫的平均日用水量大 o但月度
用水量并不大 ∀
从表 y还可以看出 o胸径 tx ¦°左右的乔木大树全年实际用水总量元宝枫 t xt{1v ®ª!侧柏 |{u1y ®ª!油
松 {xt1| ®ªo元宝枫最多 o油松最少 o侧柏居中 ∀
表 6 各树种的日 !月及年用水量
Ταβ .6 Ωατερ χονσυµ πτιον οφ δαψ, µ οοτη ανδ ψεαρ υνδερ διφφερεντ ®ª
月份
²±·«
侧柏 Πq οριενταλισχ 油松 Πq ταβυλαεφορµισ 元宝枫 Αq τρυνχατυµ
日平均 ⁄¤¬¯¼ ° ¤¨± 月度总计 ²±·«·²·¤¯ 日平均 ⁄¤¬¯¼ °¨ ¤± 月度总计 ²±·«·²·¤¯ 日平均 ⁄¤¬¯¼ °¨ ¤± 月度总计 ²±·«·²·¤¯
w z1u ? s qy utx1| w1x ? s qv zt1| ts1| ? s qz tvs1z
x x1{ ? s qw t{t1u y1v ? s qw t|w1{ {1y ? s qy uyz1{
y x1| ? s qx tzz1y w1x ? s qv tvy1u {1y ? s qx ux{1u
z v1y ? s qv ttt1t w1s ? s qu tuv1v ts1| ? s qy vus1x
{ u1z ? s qu {v1y v1s ? s qt |v1y x1y ? s qv tzv1u
| v1y ? s qv ts{1w v1{ ? s qu ttu1| y1{ ? s qw usv1x
ts v1w ? s qv tsw1| v1{ ? s qu tt|1u x1v ? s qu tyw1w
合计 ײ·¤¯ w1y |{u1z w1s {xt1| z1t t xt{1v
212 灌木单位叶面积和草坪单位面积用水量
表 z反映了 w种灌草植物不同天气 !不同时间尺度和不同光照条件下的用水量 ∀从天气来看 o大叶黄
杨 !铺地柏 !草地早熟禾均是晴天的蒸腾量显著大于阴雨天 o金叶女贞阴天的蒸腾量略大于晴天 o可能是由于
金叶女贞的发叶能力强 o树冠上嫩叶较多 o晴天强烈的太阳辐射往往导致嫩叶的部分气孔关闭 o从而减少蒸
腾量 ∀从季节日耗水来看 ow种植物的日耗水量均是夏季最多 !秋季最少 !春季居中 ov种灌木春 !夏 !秋季
t °u 叶面积平均日蒸腾量分别为大叶黄杨 s1yy !s1z{ !s1uz ®ªo金叶女贞 s1xx !s1zv !s1uz ®ªo铺地柏 s1vv !
s1xv !s1uv ®ªot °u 草地早熟禾春 !夏 !秋季平均日蒸散量纯草坪分别为 v1xt !v1z| !t1vu ®ªo林下草坪分别为
u1zu !u1|| !t1sv ®ª~从全年总用水量来看 ov种灌木中大叶黄杨用水最多 o达 tu{1wu ®ª#°pu o铺地柏用水最
少 o为 {u1v{ ®ª#°pu o金叶女贞用水居中 o为 ttz1u{ ®ª#°pu ∀单位叶面积用水量是一个能代表植物蒸腾耗水
能力的指标 o由于叶片是园林植物发挥多种生态和景观效益的物质基础 o因此 o选择单位叶面积用水量少的
yy 林 业 科 学 ww卷
植物栽培 o更有利于提高水资源的利用效率 ∀
表 7 灌木单位叶面积 !草坪和土壤单位面积用水量
Ταβ .7 Ωατερ χονσυµ πτιον οφ τηελεαφ αρεα ,λαων ανδ σοιλ ®ª#°pu
树种
×µ¨¨¶³¨¦¬¨¶
春季 ≥³µ¬±ª 夏季 ≥∏°°¨ µ 秋季 „∏·∏°±
晴天
≥∏±±¼
§¤¼
阴雨天
≤¯ ²∏§¼ ¤±§
µ¤¬± §¤¼
总计
ײ·¤¯
晴天
≥∏±±¼
§¤¼
阴雨天
≤ ²¯∏§¼ ¤±§
µ¤¬± §¤¼
总计
ײ·¤¯
晴天
≥∏±±¼
§¤¼
阴雨天
≤¯ ²∏§¼ ¤±§
µ¤¬± §¤¼
总计
ײ·¤¯
全年
• «²¯¨¼¨ ¤µ
大叶黄杨 Ε qϕαπονιχυσ s1zz s1wv ws1w s1|y s1xv zt1x s1vu s1tz ty1y tu{1w
金叶女贞 Λq≅ ϖιχαρψι s1xw s1x{ vv1y s1zt s1zy yz1s s1uz s1u| ty1y ttz1v
铺地柏 Σ q προχυµβενσ s1vz s1uv t|1| s1yv s1v| w{1v s1uy s1ty tw1u {u1w
全光照早熟禾
Πq πρατενσισ¬± ¤¯¯ ¬¯ª«· v1{z u1zt utw1s w1vy v1sx vw{1z t1wx t1su {s1v ywv1s
林下早熟禾
Πq πρατενσι󬱩²µ¨¶· u1{t u1xv tyy1t v1tu u1{t uzw1y t1sy s1|x yu1y wxs1v
林下土壤 ≥²¬¯ t1vx s1|x zw1{ t1xu t1sy tut1w s1w| s1vw uz1s uuv1u
213 典型配置绿地用水量
为了计算不同配置绿地的用水量 o笔者根据5北京城市园林绿化技术标准汇编6的相关规定和北京市园
林植物的种植特点设计了 y种典型配置模式k表 {l o每种典型配置模式的用水量为各组成成分用水量和土
壤蒸发量之和 o表 {中凡包含乔木和灌木成分的均将相应面积的林下土壤蒸发量计入其中 ∀
tl 乔木片林 }乔木胸径 tx ¦°o疏林状均匀种植 o密度 zxs株#«°pu o林下无草坪 ~ul 块状灌木 }密集种
植 o高 s1x ° ~vl 灌草型绿地 }块状种植的灌木占总面积的 vs h !草坪k草地早熟禾l占 zs h ~wl 灌木绿篱 }
高 s1x ° !宽 t1s ° ~xl乔草型绿地 }乔木胸径 tx ¦° o疏林状均匀种植 o密度 vss株#«°pu o林下建植草地早熟
禾草坪 ~yl 纯草坪 }高 s1tu °∀
表 8 典型配置绿地用水量 ≠
Ταβ .8 Ωατερ χονσυµ πτιον οφ γρεεν σπαχε ωιτη τψπιχαλ χονφιγυρατιον ®ª#°pu
配置模式
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配置方法
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各月用水量 ±∏¤±·¬·¼ ²© º¤·¨µ∏¶¨ ¤¨¦« °²±·«
w x y z { |ts
全年
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乔木片林
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„t ww1x xz1v x|1u w|1u wt1{ vt1z tt1v u|x1s
„u ww1x x{1v xy1t xs1t wu1x vu1t tu1v u|y1s
„v xz1z yv1{ yx1v yw1| w{1x v{1| tx1z vxw1z
块状灌木
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…t {z1t |s1s tsu1u tsx1y tsx1y vx1z vy1| xyv1u
…u tsu1y tsy1t tvx1z tws1u tws1u xs1{ xu1x zu{1t
…v v|1s ws1v yu1{ yw1| yw1| uz1{ u{1z vu{1w
灌草绿地
Šµ¨ ±¨2¯ ¤±§¬±¦¯∏§¬±ª
¶«µ∏¥¶¤±§ªµ¤¶¶¨¶
…t n ≤ {u1{ ttw1y tuu1y ttv1y tsu1| x{1s tz1{ ytu1v
…u n ≤ {z1x tt|1w tvu1z tuw1s ttv1v yu1x uu1x yyt1z
…v n ≤ y{1w ||1z tts1{ tst1w |s1z xx1y tx1v xwt1{
绿篱
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…t tuv1t tuz1u tww1w tw|1u tw|1u xs1w xu1t z|x1x
…u txu1z txz1{ ust1| us{1y us{1y zx1x z{1t t s{v1u
乔草型绿地
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¤µ¥²µ¶¤±§ªµ¤¶¶¨¶
„t n ≤t yv1x |v1z |y1u {x1y zw1t xs1{ ts1x wzw1x
„u n ≤t yv1w |v1u |z1x {x1v zv1{ xs1y ts1s wzv1{
„v n ≤t zs1s |y1y tss1z |u1{ zz1t xw1t tu1v xsv1y
纯草坪 ¤º± ≤ {t tux1t tvt1w ttz tst1z yz1x t|1y ywv1v
林下草坪 ˜±§¨µ¶·²µ¼ ¤¯º± ≤t xy1z {z1y |u1s {t1| zt1u wz1v tv1z wxs1v
≠ „t }油松k胸径 tx ¦°l Πqταβυλαεφορµισk⁄…‹ tx ¦°l ~„u }侧柏k胸径 tx ¦°l Πq οριενταλισk⁄…‹ tx ¦°l ~„v }元宝枫k胸径 tx ¦°l Αqτρυνχατυµ
k⁄…‹ tx ¦°l ~…t }大叶黄杨 Ε qϕαπονιχυσ~…u }金叶女贞 Λq≅ ϖιχαρψι ~…v }铺地柏 Σ qπροχυµβενσ~ ≤ }纯草坪k草地早熟禾l¤º± ²© Πq πρατενσισ~
≤t }林下草坪k草地早熟禾l¤º± ²© Πq πρατενσι󬱩²µ¨¶·q
从表 {可以看到 o不同绿地的年k生长期l用水量差异很大 o其中金叶女贞绿篱年用水量最大 o达 t s{v1u
®ª#°pu o侧柏片林最小 o为 u|x1s ®ª#°pu o后者不及前者的 tΠv ∀如果是由单一植物组成的绿地 o则年用水量
从大到小依次为金叶女贞绿篱 t s{v1u ®ª#°pu !大叶黄杨绿篱 z|x1x ®ª# °pu !金叶女贞块状配置 zu{1t
®ª#°pu !纯草坪 ywv1v ®ª#°pu !大叶黄杨块状配置 xyv1u ®ª#°pu !元宝枫片林 vxw1z ®ª#°pu !铺地柏块状配置
vu{1w ®ª#°pu !油松片林 u|y1s ®ª#°pu !侧柏片林 u|x1s ®ª#°pu ∀可见 o绿地的用水量不仅决定于植物本身的
蒸腾耗水 o同时也与种植方式相关 o当把灌木配置成绿篱和块状绿地时 o由于种植点高度密集 o且经过反复修
剪后 o枝叶非常茂密 o叶面积指数增加 o单位面积绿量增大 o用水量随之增加 o但灌木中的铺地柏本身用水量
zy 第 ts期 王瑞辉等 }北京 z种园林植物及典型配置绿地用水量测算
少 o且较少修剪 o故用水量并不很大 ∀乔木片林的用水量少 o但当在乔木下铺设草坪时 o用水量比单纯的乔木
片林显著增加 ∀从表 {还可以看到 o乔草型绿地的用水量要少于纯草坪用水量 o由侧柏 !油松和元宝枫分别
与草地早熟禾组成的绿地的年k生长期l用水量依次为 wzv1{ !wzw1x和 xsv1y ®ª#°pu o而纯草坪的年k生长期l
用水量为 ywv1v ®ª#°pu o造成这一差异的原因是林下草坪的用水量比纯草坪显著减少 o前者为 wxs1v ®ª#°pu o后
者为 ywv1v ®ª#°pu o因为与纯草坪相比 o林下草坪的太阳辐射较弱 !温度较低 !湿度较大 !风速较小 o小生境有
利于降低气孔开度 o从而减少奢侈蒸腾 ∀
v 结论与讨论
试验结果说明 }单株乔木k胸径 tx ¦°左右l年蒸腾量油松 {xt1| ®ª!侧柏 |{u1z ®ª!元宝枫 t xt{1v ®ªo元
宝枫的蒸腾量显著大于油松和侧柏 ∀孙鹏森等kussul在北京西山测定的直径 tx ¦°左右树木的年蒸腾量为
油松 {vv1y ®ª!侧柏 |zs1u ®ª!白皮松 t sxs1x ®ª!刺槐 t {x{1{ ®ª!元宝枫 t yyz1y ®ª∀其中 o侧柏 !油松和元宝
枫的蒸腾量与本试验测定的相差不大 o就目前对有限树种蒸腾量的观测结果来看 o阔叶树种的蒸腾量普遍大
于针叶树种k王华田等 oussu¤l ~灌木单位叶面积年蒸腾量大叶黄杨 tu{1wu ®ª# °pu !金叶女贞 ttz1u{
®ª#°pu !铺地柏 {u1v{ ®ª#°pu o铺地柏的蒸腾量明显少于金叶女贞和大叶黄杨 ∀
在 y种典型配置绿地中 o单位面积用水量乔木片林最少 o因此在北京应扩大乔木片林的种植比例 ∀金叶
女贞和大叶黄杨等单位叶面积蒸腾量大的灌木 o采用绿篱或块状种植后 o由于高度密植 o叶面积指数增大 o用
水量大 o在北京不宜大量发展 o已经种植的要加强水分管理 o但铺地柏单位叶面积蒸腾量少 o配置成绿地后单
位面积用水量少 o且耐干旱 !适应性和滞尘力强 o是较理想的节水地被植物 o值得推广 ∀纯草坪蒸散量大 !管
理成本高 !立体绿量少 !生态效益有限k陈自新等 ot||{l o除非有特殊需要 o否则在北京不宜大面积建植纯草
坪 ∀草地早熟禾为喜光植物 o但适度遮荫不会对其正常生长和观赏效果造成影响 o因此 o可以将它配置在稀
疏的林分内 o其光照强度约相当于纯草坪的 zs h o试验表明 o疏林中的草坪比纯草坪节省约 vs h的用水量 ∀
由于环境影响的复杂性和绿地结构的多样性 o要实现绿地水分消耗量的精准测算是十分困难的 ∀本研
究虽然采用了目前最先进 !最可靠的观测技术和方法 o但仍然存在一些可能的误差 o主要表现在灌木和草坪
的用水量通过典型天气的观测结果进行时间尺度扩展 o乔灌木树种的用水量由单个植株到群体的空间尺度
扩展 o用小样方测定各种不同配置绿地的叶面积指数等 o均存在一定误差 o这些误差虽然不至于影响植物个
体和群体用水量的评价结果 o但如果将观测结果用于制定精准的灌溉制度仍需谨慎 ∀减少误差的方法是尽
量延长观测期 o扩大抽样比例 o且在观测时对不同类型绿地的小环境进行仿真模拟 ∀
参 考 文 献
陈自新 o苏雪痕 o刘少宗 o等 qt||{1 北京市园林绿化生态效益研究 q中国园林 otwkul }xt p xw q
程维新 o康跃虎 qussu q北京地区草坪耗水量测定方法及需水量浅析 q节水灌溉 okxl }tu p tw q
巨关升 o刘奉觉 o郑世锴 o等 qusss1 稳态气压计与其他 v种方法蒸腾测值的比较研究 q林业科学研究 otvkwl }vys p vyx q
康博文 o侯 琳 o王得祥 o等 qussx1 几种主要绿化树种苗木耗水特性的研究 q西北林学院学报 ousktl }u| p vv q
冷平生 o杨晓红 o胡 悦 o等 qusss1x种园林树木的光合和蒸腾特性的研究 q北京农学院学报 otxkwl }tv p t{ q
李吉跃 o周 平 o招礼军 qussu1 干旱胁迫对苗木蒸腾耗水的影响 q生态学报 ouuk|l }tv{s p tv{y q
马履一 o王华田 o林 平 qussv1 北京地区几个树种耗水性比较的研究 q北京林业大学学报 ouxkul }t p z q
孙鹏森 o马履一 qussu1 水源保护树种耗水特性研究与应用 q北京 }中国环境科学出版社 ow p ty oy{ p |v q
王得祥 o康博文 o刘建军 o等 qussw1 城市主要绿化树种苗木耗水特性研究 q西北林学院学报 ot|kwl }us p uv q
王华田 o马履一 o孙鹏森 qussu¤1 油松 !侧柏深秋边材木质部液流变化规律的研究 q林业科学 ov{kxl }vt p vz q
王华田 o马履一 qussu¥1 利用热扩散式液流探针k×⁄°l测定树木整株蒸腾耗水量的研究 q植物生态学报 ouykyl }yyt p yyz q
王瑞辉 o马履一 o奚如春 qussy1 元宝枫生长旺季树干液流动态及影响因素 q生态学杂志 ouxkvl }uvt p uvz q
武维华 qussv1 植物生理学 q北京 }科学出版社 owz p yy q
张建国 o李吉跃 o沈国舫 qusss1 树木耐旱特性及其机理研究 q北京 }中国林业出版社 otu p uy q
²∏¶·¤∏⁄oŠµ¤±¬¨µ„ qt||v1 ∞±√¬µ²±°¨ ±·¤¯ ¦²±·µ²¯ ²©º¤·¨µ©¯∏¬·«µ²∏ª« ¤µµ¬·¬°¨³¬±¨ k Πινυσπιναστερ „¬·qlΠΠ…²µª«¨·¬ oŠµ¤¦¨ o•¤¶¦«¬„ q • ¤·¨µ·µ¤±¶³²µ·
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Βατυλα οχχιδενταλισq°¯ ¤±·¤ot|y }vxz p vyy q
≥∏± ‹  o«²∏ ÷ ƒ o«¤² ‹ ÷ qussu1 „ µ¨¶¨¤µ¦«¨¶²± ¶·¨° ¶¤³©¯²º §¼±¤°¬¦¶²© Βετυλα πλατψπηψλλαq„¦·¤ ∞¦²¯²ª¬¦¤≥¬±¬¦¤ouuk|l }tv{z p tv|t q
∂ µ¨·¨¶¶¼ • „ o‹¤·²± × o• ¨¨ ¦¨ ° oετ αλqt||z1 ∞¶·¬°¤·¬±ª¶·¤±§º¤·¨µ∏¶¨ ²© ¤¯µª¨ °²∏±·¤¬±¤¶«·µ¨ ¶¨¤±§√¤¯¬§¤·¬²±²©·«¨ ¶¤³©¯²º ° ¤¨¶∏µ¨°¨ ±··¨¦«±¬´∏¨ q×µ¨¨
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k责任编辑 郭广荣l
{y 林 业 科 学 ww卷