第二节 园林植物生态效益研究方法

城市园林植物的生态效益包括改善碳氧平衡、降温增湿、减尘滞尘、杀菌减菌及吸收有毒气体、净化空气等很多方面，目前我国这方面的研究方向及研究内容尚属理论探讨和仅对局部或单项效益进行研究的阶段。

一 固碳释氧

园林植物固碳释氧功能通过植物光合作用完成，它吸收空气中的CO2，经过绿叶的光合作用释放O2，从而维持空气中的碳氧平衡。传统评估园林植物的固碳释氧能力的方法就是以植物光合作用方程式为依据，以干物质积累生物量为基础，估算植物的固碳释氧；20世纪50年代发明红外线光合作用测定系统后，气体交换技术成为研究植物光合生理特性和生产力预测与评估的重要手段，也为量值评估植物的固碳释氧能力提供了技术支持（王得祥等，2001；贾彦丽等，2002；刘鹏等，2003）。如：杨士弘（1996）用两种不同的仪器分别在不离体和离体状态下测定了广州的8个树种叶片的光合速率；结合树种的叶面积指数，计算了8种园林植物每平方米水平覆盖面积每小时和每天（按10h计）吸收CO2、释放O2的量，由大到小的顺序为：木棉 Bombax ceiba（Bombax malabaricum）、白兰 Michelia×alba、石栗 Aleurites moluccanus、大叶榕（雅榕）Ficus concinna（Ficus lacor）、细叶榕 Ficus thonningii（Ficus retusa）、阴香 Cinnamomum burmannii、红花羊蹄甲 Bauhinia×blakeana、夹竹桃。陈晖、阮宏华等（2002）采用Licor-6400便携式光合作用测定系统，分别在生长初期、盛期、末期测定了鹅掌楸Liriodendron chinense和女贞的净光合速率日变化，取平均值计算两个树种的固碳释氧值，并测定其叶面积指数，得到女贞的净光合速率、叶面积指数和同化CO2及释放O2能力均大于鹅掌楸，为绿化树种的选择提供了依据。

（一）采用累积生物量估算固碳释氧能力

地球表层系统是一个巨大的光合有机合成及其产物消耗、分解的系统。在这个巨大的系统中，绿色植物通过光合作用，将大气中的CO2转变成植物生物量，成为包括人类在内的几乎所有生命有机体的物质和能量的基础（方精云等，2001）。因此，植物生物量是地球环境变化和生态系统健康与否的指示物，直接反映了植物的固碳释氧能力。

植物净初级生产力（Net Primary Productivity, NPP）是指绿色植物在单位面积、单位时间内所累积的植物生物量，是由光合作用所产生的有机质总量（Gross Primary Productivity, GPP）中扣除自养呼吸（Autotrophic Respiration, RA）后的剩余部分，其数值的大小直接关系到植物固碳释氧能力的大小。自从20世纪60年代开展“国际生物学”计划以来，世界各国针对城市绿地生物量（净初级生产力）做了很多工作研究，特别是北美地区，积累了大量资料，这使得借用净初级生产力回归方程计算同一地区城市的绿地固碳释氧能力成为可能。如：美国从20世纪90年代初开始利用这种方法对城市绿地碳贮量及每年碳固定量进行评估（Bames, 1998），并于1991～1994年针对芝加哥城市绿地进行了全面、系统的调查研究，按照不同气候区、不同用地类型量化评估了城市绿地固定CO2、降温节能的作用，建立了评估城市绿地生态效益的模型（Nowak D. J. , 1994, 2002）。1997～1998年，McPherson等也应用这种方法对美国加利福尼亚州萨克拉门托市绿地进行了研究，得出结论：600万株树木贮存了800万t CO2（平均值31t/hm2），每年吸收2.38万t CO2（平均值0.92t/hm2）；之后我国研究人员用同样的方法对部分中国城市的绿地碳贮量进行了评估（李辉等，1998、1999；陈智中等，1999），并进行了城市绿地固碳释氧能力的研究。

该方法的具体计算公式为：

式中：为年净释O2量；为年净固定CO2量；

为O2 摩尔质量，为CO2 摩尔质量；

Vi为各类型绿地的单位面积蓄积量；Si为各类型绿地面积；Pi为植物年生长率；

D为树干密度（取值为0.52）; R为植物总生物量与枝干生物量的比例；

CC为植物中含碳率（常采用0.45）；

i为绿地类型（如Ⅰ为阔叶林、Ⅱ为针叶林、Ⅲ为针阔混交林）。

从公式1-1中可以看出，各类型绿地的单位面积蓄积量Vi即是其净初级生产力，是进行城市绿地固碳释氧能力评估的关键因子。

在自然环境条件下，植物净初级生产力除受植物本身的生物学特性、土壤特性等限制以外，主要受气候因子的影响。针对特定植物、绿地类型而言，其生物学特性是比较固定的因子，可以通过光合作用测定系统测得其固碳释氧能力，而城市土壤特性相对稳定，气候则随时空变化较大。因此，一个地区的植物净初级生产力主要决定于光、热、水条件。不同的气候区域由于光、热、水条件的不同，各种植物年生长率不同，植物净初级生产力也不相同；利用植物生长与气候因子之间的相关关系，建立数学模型，就能够估算出某个区域绿地的植物净初级生产力。世界上一些学者对建立这种模型作了很多尝试，常见的有Maimi模型（1971）、Thomthwaite Memorial模型（1972）、Bames年平均森林生产力模型（1998）等。

1. Miami模型

植被净初级生产力受若干环境气候因子的制约，其中，影响最大的是温度和降水。H. Lieth根据世界五大洲约50个地点可靠的植被净初级生产力实测资料和对应的年平均降水量、年平均气温资料，用最小二乘法建立了Miami模型：

式中：PNPPT为根据年平均气温得到的植被净初级生产力 [t /（hm2· a）]；

PNPPR为根据年平均降水量得到的植被净初级生产力 [t/（hm2·a）]；

T为年平均气温（℃）, R为年平均降水量（mm）。

根据Liebig最小因子定律，即在一定稳定状态下，任何特定因子的存在量低于某种生物的最小需要量，是决定该物种生存或分布的根本因素。因此，估算区域的绿地净初级生产力为 PNPPT与 PNPPR中较低者。但Miami模型仅考虑了环境气候因子中的温度和降水，实际上，植物净初级生产力还受到其他一些气候因子的影响。

2. Bames年平均森林生产力模型

Bames年平均森林生产力模型（1998）是基于城市森林生态效益评估而提出，其直接依据是年平均降水量对城市森林生长的影响。计算公式如下：

式中：PNPP为植被净初级生产力 [t /（hm2· a）]; R 为年平均降水量（mm）。

该模型中，园林绿地年生产力与该区域的年平均降水量直接相关，存在与Miami模型同样的缺陷。

3. Thomthwaite Memorial模型

针对Miami模型的缺点，H. Lieth进一步根据实际蒸散量建立了Thomthwaite Memorial模型，由于实际蒸散量大小受太阳辐射、温度、降水、饱和差、气压和风速等一系列气候因子的影响，包括的因子较为全面，故得到的植物净初级生产力更加合理。

式中：PNPP为植被净初级生产力 [t/（hm2·a）]；

T为年平均气温（℃）, R为年平均降水量（mm）；

V为年平均实际蒸散量（mm）; L为年最大蒸散量（mm）。

分析认为，按照植物净初级生产力模型计算生物量，即应用植物净初级生产力模型估算的理论值PNPP来研究园林绿地生产力，Miami模型、Bames模型、Thomthwaite Memorial模型等三个常用模型中，Thomthwaite Memorial模型最为合理。

获得城市绿地净初级生产力以后，城市绿地固碳释氧能力就可以根据光合作用方程式（1-1）获得。

从方程式1-1中可以看出，植物每生产1.00g干物质能固定1.467g CO2，释放1.067g O2（潘瑞炽，2004）。则研究区域城市绿地每年积累的干物质公式为 A×I×PNPP（A为园林绿地的占地面积，hm2; I为叶面积参数），吸收的CO2公式为1.467×A×I×PNPP；释放的O2公式为1.067×A×I×PNPP（根据光合作用方程式可以计算出每生产1g干物质吸收1.467 g CO2，放出1.067 g O2）。

定量研究的结果使城市绿地建设和管理者们更加明确了不同类型绿地或植物对改善生态环境的作用，为进一步建设和完善城市绿地的布局、结构，提高城市绿地的生态效益提供了依据。

（二）采用光合速率估算固碳释氧能力

通过光合速率估算固碳释氧能力的方法是：采用植物光合测定仪（LCA-4型便携式光合作用/蒸腾测试系统、Licor-6200或Licor-6400便携式光合作用测定系统、LC Pro-SD全自动便携式光合仪、QGD -07型红外线CO2气体分析仪、GFS -3000高级光合作用荧光测量系统等）进行园林植物光合速率的测定，根据园林植物光合作用方程式，对园林植物的固碳释氧效应进行计算。

1．园林植物单位叶面积释放O2计算

在园林植物的光合作用日变化曲线中，其同化量是净光合速率曲线和时间横轴围合的面积，即图1-2中的阴影部分。

以此为基础，各种植物在测定当日的总光合速率同化量计算公式为：

式中：P为测定当日单位叶面积的叶片同化总量 [mmol/（m2·d）]；

n为1d内有效光照下总测定次数；

pi为第i个测点的瞬时净光合速率 [μmol/（m2·s）]；

pi+1为下一测点的瞬时净光合速率；

ti+1-ti为第i+1个测点与第i个测点之间的时间差（s）；

1000指1 mmol=1000μmol。

然后，用同化总量换算出测定当日单位叶面积的叶片固定CO2重量：

式中：2为CO2的摩尔质量（44）；

为单位叶面积的叶片固定CO2的重量 [g /（m2· d）]; 1000指1mol为1000mmol。

并且，可计算出该测定当日单位叶面积的叶片释放O2的重量：

式中：为O2的摩尔质量（32）;为单位叶面积的叶片释放O2的重量 [g/（m2·d）]。

则，测定当日单位叶面积的叶片年净释放O2的重量为：

式中：t为园林植物进行光合作用的天数（d）。

2．园林植物单位栽培面积的固碳释氧能力计算

园林植物单位栽培面积的日净同化量由植物单位叶面积的日净同化量与该植物的叶面积指数的乘积得出，计算公式为：

式中：Q为单位栽培面积日净同化量（1d内有效光照下单位面积日净同化量）[mmol/（m2·d）]；

为单位栽培面积园林植物的日释放O2量 [g/（m2·d）]；

为单位栽培面积园林植物的年净释放O2量；t为园林植物进行光合作用的天数（d）。

ILAI为该树种的叶面积指数；叶面积指数 =叶片总面积/土地面积；即单位土地面积上植物叶片总面积占土地面积的倍数；常采用Licor -6400便携式光合作用测定系统、LAI-2000冠层分析仪、CI-202便携式叶面积仪、AM-300手持式叶面积仪等直接测定，经验计算式为：

式中：n为第j株的总叶片数；m为测定株数；ρ为种植密度。

（三）绿量（园林植物的功能叶片总面积）的计算

园林植物是园林绿地生态效益的“生产者”，而园林植物发挥其生态效益的重要器官是植物的叶片，因此准确测量园林植物的功能叶片总量，即园林植物的绿量，是合理测定和评价园林植物的生态效益基础（古润泽等，2007）。由于绿量在研究绿化生态效益方面的重要性，即绿量（植物叶片面积）总量的大小在很大程度上决定了园林绿地生态效益的大小。因此，在城市绿地不同植物配置及组合状况千变万化的条件下，绿量的合理计算是衡量不同绿地生态效益及其绿化水平的重要参数。叶面积的测量有8种方式：格子法、称重法、辛普松公式法、数码照片分析法（数码照片+矢量软件）、求积仪法、叶面积测量仪法、回归方程法、遥感法。前6种方法主要用于少量叶片叶面积的测量，而对于城市绿地内所有园林植物功能叶片叶面积的测量，主要采用回归方程法、遥感法。例如：Nowak叶面积值估算数学回归方程模型（David J. Nowak, 1994）：

式中：Y为叶面积；H为树冠高度；D为树冠直径；

S为树冠投影系数，S=πD（H+D）/2, π取值3.1415。

当然，根据该模型也可以反向推导出其理论叶面积参数 I，即为Nowak叶面积值与树冠投影面积的比值。

随着生态城市理论的提出，现行的绿量的概念也经历了从二维平面到三维空间的发展过程，三维绿量也逐步被业界认可。三维绿量又称绿化三维量，是指所有生长植物的茎叶所占据的空间体积（m3），它克服了二维绿量的不足。它针对不同植物种类、不同绿地结构间存在的功能差异，以植物所占据的绿色空间体积作为评价标准，使通过调查生长中的植物茎叶所占据空间的多少来反映绿地生态功能水平的高低成为可能。

三维绿量作为准确评价城市森林结构、反映城市森林效应的指标，对具体绿化地段三维绿量的计算和规划设计具有实际指导意义。为此周坚华等（1995, 2001）基于航片机助解译和三维绿量计算方程，研发建立了上海市和合肥市的三维绿量数据库；在此基础上，周一凡等（2006）发展了三维绿量的快速测算模式，刘常富等（2006）借助ArcGIS，以立体量推算立体量的方法测算了沈阳城市森林三维绿量，周廷刚等（2005）以航空摄影时太阳、摄影机以及树木三者之间的几何位置关系建立的植被高度模型为基础，对宁波市三维绿量进行了测算，季彪俊等（2005）和赵军等（2007）利用树种建模与遥感影像相结合，测算了福州市和兰州市的三维绿量。这些研究大多采用遥感影像测算三维绿量，特别是基于城市尺度的测算，而在城市内更小范围的测算则因树木种类多样、遥感影像获得困难等原因受到明显限制。

目前常用的三维绿量的计算方法是：先用GPS定位，并在真彩航片上进行样地分析，调查调查区域树种的配置方式和比例，实测调查区域的郁闭度和单株的三维绿量，采用立体量推算立体量的方法，累加单株三维绿量获得样地三维绿量（刘常富等，2008）。

至今为止，国内采用光合速率估算固碳释氧能力的研究工作有：（1）周坚华等（1995）在上海市利用遥感技术对绿化植物的“三维绿色生物量（即绿量）”的遥感模式进行了研究并在全市范围估算了绿化群落的固碳释氧等生态效益，这是国内较早开展城市绿地生态效益量值研究的报道。（2）北京市园林科学研究所陈自新等（1998）开展了“北京城市园林绿化生态效益的研究”课题，其研究人员对北京最为常用并有代表性的37种园林植物的个体绿量建立了回归模型，在此基础上，根据不同地区不同类型绿地园林植物的组成结构、植株大小，得到绿地绿量；利用光合作用测定仪，测定计算了北京常见的65种园林植物全年吸收CO2、释放O2的量；结合两组数据，得出了不同地区不同类型绿地全年的固碳释氧量。（3）管东生等（1998）利用华南地区自然森林环境中一些树种的生物量方程，估算了广州市绿地植物的生物量和第一性生产量，以此为基础推算了城市绿地中碳的贮存、分布和固碳释氧能力，探讨了广州市绿地对城市碳氧平衡的作用。（4）白林波等（2001）利用遥感技术研究分析了合肥市土地利用及树木分布的格局，按照理论年平均气候生产力计算了其城市绿地每年的固碳释氧量。以上四个城市分别使用了不同的方法估算了该市绿地吸收CO2和释放O2的量，评估了绿地的碳氧平衡能力，为城市绿地的建设和改造提供了量化的依据，对量值评估城市绿地碳氧平衡能力的方法进行了探索，为我们进一步开展这方面的研究提供了有益的参考。

二 降温增湿

蒸腾作用是水分从活体植株表面（主要是叶片）以水蒸气状态散失到大气中的过程（潘瑞炽，2004）。对于植物本身而言，蒸腾作用可加速植物生长所需的无机盐向地上部分运输的速率，降低植物体的温度，使叶片在强光下进行光合作用而不致受害；对植物生长的环境而言，蒸腾作用可以使周边的土壤和空气温度下降，使土壤持水变为空气中的水蒸气，增加空气湿度，并让一定区域的雨水充沛，形成良性循环，产生降低城市热岛效应的生态效益。

植物的蒸腾部位主要是叶片。叶片蒸腾有三种方式：一是通过皮孔的蒸腾，称为皮孔蒸腾，约占0.1%；二是通过角质层的蒸腾，叫作角质蒸腾，主要是幼嫩的植物或部位，一片成熟叶片的角质蒸腾占5% ～10%；三是通过气孔的蒸腾，叫作气孔蒸腾，占90% ～95%，气孔蒸腾是植物蒸腾作用的最主要方式。与物理学的蒸发过程不同，蒸腾作用是植物吸收和运输水分的主要动力，是一种复杂的生理过程。蒸腾速率取决于叶内外蒸气压差和扩散阻力的大小，所以凡是影响叶内外蒸气压差和扩散阻力的因素，都会影响蒸腾速率，因此，它不仅受外界环境条件的影响，而且还受植物本身的调节和控制。

影响蒸腾作用的外界环境条件有以下几个。

（1）光照 光对蒸腾作用的影响首先是引起气孔的开放，减少气孔阻力，从而增强蒸腾作用。其次，光可以提高大气与叶子的温度，增加叶内外蒸气压差，加快蒸腾速率。

（2）温度 温度对蒸腾速率的影响很大。当大气温度升高时，叶温比气温高出2～10℃，因而气孔下腔蒸气压的增加大于空气蒸气压的增加，使叶内外蒸气压差增大，蒸腾速率增大；当气温过高时，叶片过度失水，气孔关闭，蒸腾减弱。

（3）湿度 在温度相同时，大气的相对湿度越大，其蒸气压就越大，叶内外蒸气压差就变小，气孔下腔的水蒸气不易扩散出去，蒸腾减弱；反之，大气的相对湿度较低，则蒸腾速率加快。

（4）风速 风速较大，可将叶面气孔外水蒸气扩散层吹散，而代之以相对湿度较低的空气，既减少了扩散阻力，又增加了叶内外蒸气压差，可以加速蒸腾。强风可能会引起气孔关闭，内部阻力增大，蒸腾减弱。

影响蒸腾作用的内部因素有：

（1）气孔频度（Stomatal frequency）每平方毫米叶片上的气孔数；气孔频度大，有利于蒸腾快。

（2）气孔大小 气孔直径较大，内部阻力小，蒸腾快。

（3）气孔下腔 气孔下腔容积大，叶内外蒸气压差大，蒸腾快。

（4）气孔开度 气孔开度大，蒸腾快；反之，则慢。

因此，植物降温增湿能力的研究需要从植物叶片气孔特性研究和生长环境特点进行，但在同质的环境条件下，植物降温增湿能力仅与植物种类相关。

植物降温增湿生态效益可以从不同植物蒸腾作用的生理指标获得，主要有：

（1）蒸腾速率（Transpiration rate）又称为蒸腾强度或蒸腾率。指不同植物在单位时间、单位叶面积通过蒸腾作用散失的水量，常用单位g/（m2·h）。大多数植物白天的蒸腾速率是15～25g/（m2·h），夜晚是1～20g/（m2·h）。

（2）蒸腾效率（Transpiration efficiency）是指不同植物每蒸腾1g H2O时所形成的干物质的克数（g/g）。一般植物的蒸腾效率为0.001～0.008。一般意义上认为，蒸腾效率高的植物生长快；反之，速生植物（生长快的植物）具有较高的蒸腾效率。

（3）蒸腾系数（Transpiration coefficient）又称需水量，指不同植物每制造1g干物质所消耗水分的克数，是蒸腾效率的倒数。蒸腾系数越低，则表示植物利用水的效率越高。大多数植物的蒸腾系数为125～1000。木本植物的蒸腾系数比较低，如松树约为40；草本植物蒸腾系数较高，玉米约为370，小麦约为540。

因此，度量植物降温增湿生态效益的最简单的方法是测定植物蒸腾作用的生理指标。

（一）蒸腾速率的测定

根据蒸腾的本质可知，蒸腾速率的计算如下：

蒸腾速率的常见测定方法有三类（张志良等，2003）：第一类为直接测量法，主要包括称重法（整体称重法和离体称重法）、蒸渗仪法、整树容器法、稳态气孔计法、风调室法、水量平衡法、光合测定仪法等；第二类为间接测量法，主要包括组织热平衡法、热脉冲法、热扩散式探针法、涡动相关法、遥感法等；第三类为估算法，主要有波文比法、彭曼联合法等。其中离体快速称重法和光合测定仪法最为常见，热扩散式探针法在国内已有相关应用。

1．离体快速称重法

离体快速称重法是最为常见的蒸腾速率测试方法。植物蒸腾失水，重量减轻，故可用称重法测得植物材料在一定时间内所失水量而算出蒸腾速率。植物叶片在离体后的短时间内（3～5min），蒸腾失水不多时，失水速率可保持不变，但随着失水量的增加气孔开始关闭，蒸腾速率将逐渐减小，故此方法应快速（3～5min）完成，确保蒸腾失水量不超过含水量的10%；同时，为保证不受误差影响，植物材料初始重量≥20g。测定公式如下：

叶面积的测定方法同前。

2．采用植物光合测定仪直接测量

采用植物光合测定仪直接测量植物蒸腾速率是当前应用的主要方法。植物光合测定仪的开路系统通量的测量中，蒸腾速率 E 和光合速率反映了空气经过气室时CO2与H2O浓度的变化，蒸腾作用也引起了出室气流流速uo大于入室流速 ui。根据这一事实，得到了蒸腾速率 E 的计算公式：

式中：F为气流量（μmol/s）; S为叶面面积（cm2）；

Wr为参比水摩尔比（mmol H2O/mol空气）; Ws为样品水摩尔比（mmol H2O/mol空气）。

换算为质量单位，则公式为：

对比离体快速称重法，此方法能够更加准确地度量活体植株叶片的蒸腾速率，并能在不伤害植物的条件下直接读数。

此外，间接测定法中，热扩散式探针法（Granier法）与遥感法测定植物蒸腾速率的方法值得一提。

Granier法的原理是，由于树干的边材部分是树木水分运输的通道，因此边材部分的水分流量可看作是整株植物蒸腾失水量（American Society for Testing and Materials, 1981）。因此，应用茎流技术测定的蒸腾耗水量可以看作树木实际的蒸腾耗水量。刘海军（2007）等就采用该方法进行了研究。但该方法实际测量的是茎流，为植物体内吸收水分的速率。植物体内吸收水分速率与植物的蒸腾速率具一定的相关性，但两者并不能等同，因此，该方法仅能够作为参考佐证植株蒸腾的作用。

遥感法的原理是，通过遥感数据获得植被表面的反照率和长波辐射量，从而推算地面植被覆盖信息、表面温度以及该温度下的饱和水汽压，再与地面常规气象观测数据结合来估算蒸腾速率。该方法适于大面积范围的测定，但由于数据来源于遥感与地面观测数据，因此，受地形、天气因素影响较大，且耗资昂贵，难以实施（王安志等，2001；马玲等，2005）。

（二）蒸腾效率的测定

从定义看出，蒸腾效率与植物的蒸腾速率、植物光合速率相关。计算公式如下：

式中：DM为干物质（Dry Material）; E为蒸腾速率；0.67为CO2转化为干物质的转化率。

高温对城市气候、工农业生产和居民生活等各个方面都会产生很大的影响，特别是在炎热的夏天，持续的高温影响更大。连续的高温天气会使城市工商用电、居民用电等能耗剧增，造成电力紧张，居民感到不适和烦躁，甚至会引起各种疾病（叶功富，2002）。而城市绿地可以通过蒸腾作用释放水分，降低地表和空气温度，增加空气湿度。

在20世纪80年代已有实验表明绿色植物覆盖建筑外墙具有降低环境温度的作用，说明植物叶面蒸腾作用改善和降低了气温。叶功富（2002）在厦门的研究结果表明，凤凰木Delonix regia作为行道树在夏季具有降温增湿的小气候效应。金为民等（2002）对上海地区具有代表性的片林（上海市浦东新区唐镇大众村片林）进行了实地测定，并根据测定数据分析了片林的小气候效应，结果表明：片林对周围环境有一定的影响，对上风向的温度、湿度的影响尤其明显。1992年进一步研究在夏季利用绿色植物控制墙面温度上升的作用及其与植物叶面水分蒸腾量的关系，结果表明绿化植物覆盖的墙面表面温度比无绿化覆盖的墙面表面温度低10℃，绿化覆盖墙面室内温度约比无覆盖墙面室内温度低7℃。1993年，测定了几种园林植物单位叶面积蒸腾速率，不同树种叶面积蒸腾速率不同蒸腾量则不同，潜热消耗量也不同，对气温的改善能力也不同。

总的来说，目前的研究大都是在群落水平评价不同绿地类型的降温增湿效应，或者以空旷地作为对照，研究绿地对小气候的改善效应。对个体园林植物降温增湿效应比较研究的还不多见，而了解不同种类园林植物的降温增湿效应的差异，对于园林植物的遴选无疑有很大的现实意义。

三 杀菌减菌及吸收有毒气体

植物群落是植物群体的自然组合，能分泌出大量植物杀菌物质。据统计，全世界的森林每年要散发出大约1.77亿t的挥发性物质（赵勇等，2002）。许多文献论述了植物杀菌作用的生态效益，探索了城市绿化对减少空气含菌量的重要作用。尼洛克统计证明，1000株/hm2的圆柏林，可以分泌出30kg/d的挥发性油类。这些物质能均匀地扩散到森林周围2km远的地方，杀灭随着尘埃飘浮在空气中的细菌。林地挥发性分泌物对空气、水源及土壤中病原菌具有杀伤能力（CH．尔诺布里文科，1961）。植物群落大小对空气含菌量影响很大。各类林地的空气含菌量都较无绿化地少，其中松树林中含菌量最少，柏树林次之，杂木林的杀菌作用最差（南京市环保所，1976）。城市绿化与无绿化地区空气中细菌菌落数的对比证明，绿地环境具有杀菌作用。在城市同一类地区中绿地空间的菌落数明显少于非绿地空间的菌落数。不同植物群落内空气含菌量也不相同，柏林内的细菌菌落数最少，约是以毛白杨Populus tomentosa为主的片林中菌落数的2.6%，显示出圆柏林的杀菌作用最好（刘福才等，1987）。森林植物散发的成分很复杂，且散发量与气候条件关系很密切，具有日变化和季节性变化的规律性（只木良也，1992）。植物对于一定浓度范围内的大气污染物，不仅具有一定程度的抵抗力，而且也具有相当程度的吸收有害气体的能力。植物通过其叶片上的气孔和枝条上的皮孔，将大气污染物吸收入体内，在体内通过氧化还原过程进行中和而成无毒物质（即降解作用），或通过根系排出体外，或积累贮藏于某一器官内。不同种类植物生态功能上的差异，使其环境保护功能有显著的不同（鲁敏等，2002）。选择抗性强和吸收净化有害气体能力强的园林植物，是进行园林绿化应该考虑的重要问题之一。目前针对园林植物抗污能力的研究很多，为园林植物的选择提供了帮助。如鲁敏等（2002）、李娥娥等（2001）在园林植物对主要大气污染物SO2、Cl2和HF的吸收净化能力研究的结果表明：园林植物对大气污染物有一定的净化能力，净化能力对于不同的树种和不同的污染物有明显的差异，其中乔木是主要的净化植物。

四 吸滞尘埃

园林植物能够截留、吸滞城市大气中的粉尘，减少其中的碳、铅等微粒携带的有害细菌及病菌，从而净化空气。不同植物因树冠结构、枝叶密度、叶片着生角度及其表面细微结构等不同，其滞尘能力的差异很大。因此很有必要对城市园林绿化植物的滞尘能力进行测定、分析，以便在城市绿化中，有依据地选择具有较强滞尘能力的植物进行园林绿化。

针对园林植物滞尘能力的研究，国内近几年进行得比较多。其中，齐淑艳等（2002）采用“干洗法”对沈阳市具有代表性的24种园林植物的滞尘能力进行了研究。柴一新等（2002）对哈尔滨市28种植物进行了滞尘测定和叶表电镜扫描，结果表明：不同的植物滞尘量差异明显，可相差2～3倍以上，并提出以园林植物的滞尘能力作为城市园林绿化植物种类选择的重要依据之一。周志翔等（2002）应用景观生态学原理和对比分析的方法武钢厂区对绿地的滞尘效应进行了研究。结果表明：武钢厂区绿地的滞尘效应主要表现为对交通污染物及二次飞扬的阻滞作用。以乔木为主的防护林斑块平均面积大、滞尘效果好，滞尘率达38.9% ～46.1%，但优势度不高；专类园和观赏草坪斑块植物种类丰富、景观效果好，但滞尘效果较差；道路绿带优势度和破碎化指数最高，构成了厂区绿色廊道网络，并在阻滞交通污染中起着重要作用，其中多行复层绿带的滞尘率比单行乔木绿带的高。刘艳等（2002）采用重量法对绿化适生树种的滞尘能力进行了研究，结果表明单株树木滞尘能力不仅与树叶表面有关，也与树冠以及叶片总面积有关。从单株滞尘量的排序来看，前五位的均属于适生乔木。此外，栗志峰等（2002）采用重量法对城市各种适宜的不同绿地类型对空气的阻滞作用进行了研究，从而提供在城市绿化中不同功能区所采用不同绿地搭配，使之发挥更好的作用；赵勇等（2002）对河南省郑州市不同园林植物的滞尘量进行了测定，通过建立相关模型研究了郑州市绿地系统净化大气的效应，并采用相关指标和评价分级方法，将植物的滞尘能力划分为5级。

由此可见，园林植物滞尘能力的研究已经成为园林植物生态效益研究的重点之一，而把园林植物的滞尘能力作为选择植物进行景观营造的重要参考指标也已达成共识。

五 消除噪声

植物的减噪作用主要是利用了植物对声波的反射和吸收作用，单株或稀疏的植物对声波的反射和吸收很小，当植物形成郁闭的群落时，则能有效地反射声波，犹如一道隔声障板。植物群落的组成种类不同，群落的结构不同，群落的减噪效应也不同。

陈振兴等（2001）采用噪声测量仪RS232对绿篱的减噪效果进行了研究，认为：绿篱是一种应用广泛的绿化形式，除其他的生态功能之外，减噪降噪作用也很明显。不同结构形式的绿篱减噪效果有差异，以高中低不同层次的灌木、乔木组成的密集绿篱，其减噪效果最好。因此，建设城市绿篱要尽可能采用既宽又高的密集型、多种植物搭配，以组成高中低多层次混合结构的绿篱屏障，达到既绿化美化城市又能减噪降噪的效果。陈秀龙等（2007）应用国产HS5618型脉冲式精密声级计对海口市街道绿化类型减噪效应进行了初步测定，结果表明：街道交通主干线道路两侧区域的昼间噪声没有超标；噪声源通过街道绿化带后都有不同程度的衰减；通过街头绿地的平均净衰减值最大，为4.3dB；通过二板五带式和一板四带式绿化类型的街道噪声的平均净衰减值较大，分别为2.4dB和2.3dB。因此，海口市应该尽量多建设街头绿地和一板四带式、二板五带式街道绿化类型，使城市的声环境质量保持在较高水平。张春林（2007）对街道绿地、公共绿地、特殊绿地等的减噪作用进行了阐述，总结了噪声的来源及防治噪声的必要性，认为防治噪声可从两方面进行：（1）利用技术改良，将产生的音源减低到最小；（2）将噪声的声源隔离或掩盖，并利用法令规章，彻底执行以限制噪声污染。张明丽等（2009）用HS6288B型噪声频谱分析仪在上海市区选取23个有代表性的城市植物群落进行了减噪效益的测定，结果表明：植物群落对噪声的减弱效果和群落的结构组成有关。针叶树林和常绿阔叶树林的减噪效果最好，噪声衰减值均大于10dB；植物群落对噪声的减弱效果明显优于空旷地；建群种相同、林下层次多、植物种类丰富的群落对噪声的衰减效果优于林下无植被的群落；以落叶植物为优势种的群落在生长期对噪声的衰减值比落叶期高4～5dB。

从相关研究可以看出，当前园林植物消除噪声的测定方法比较简单，主要是利用声级计进行测定，而测定的对象主要为不同园林植物群落。

六 植物耐阴性

我国对植物耐阴性深入系统的研究，大部分都是近30年进行的。在此之前，前辈们一般均凭经验，以“耐阴、耐半阴、喜侧方遮阴、喜阴”等感性词语描述植物的耐阴性，在进行园林绿化设计、种植设计时，往往除适应景观命题或立意的需要外，主要依靠对植物栽培经验的积累和观赏特性的掌握。再加之传统园林建设中受对植物片面追求其人格化、艺术性等观念的影响，导致对植物深入的生理生化的研究长期被人们忽视。随着城市森林建设、植物造景（苏雪痕，1989）的热潮兴起，对植物生态习性及生物学特性的研究提上了日程，特别是对植物耐阴性的研究日益引起人们的兴趣。早在1976年苏雪痕教授就开始对杭州植物群落中的5种植物在不同光照条件下的生长发育情况及光合作用特性等做了初步的研究，提出了园林植物耐阴性及配置的理论（苏雪痕，1981、1989和1994；王雁，1996）。陈有民（1990）对华北地区常见的乔木耐阴能力做了经验性的排序，并指出判断树木耐阴性的方法包括生理指标法和形态指标法。北京市园林科学研究所陈自新等（1989、1995和1998）在调查北京市区55种树木适应性的基础上，对其应用进行了评述，划分为强耐阴植物、强阳性植物和耐半阴植物3类。广州园林科学研究所、中国科学院植物研究所分别对广州常见的32种室内观叶植物进行了不同光照条件的研究，认为单位面积鲜质量、干质量、单叶面积、叶片解剖构造、生长量及光合作用特性与耐阴程度相关，并对一些植物的耐阴性做了等级划分（敖慧修，1986）。陈绍云等（1992）认为叶绿素总量及叶绿素a/b值与植物耐阴性具有一定的相关性。罗宁（1992）通过对8种室内观叶植物叶片的解剖构造观测，分析了阴生植物叶片结构与耐阴性的关系。白伟岚（1993）通过对50种植物的光合特性曲线的分析，认为光补偿点、光饱和点是评价植物耐阴能力大小的可靠指标，而叶绿素含量及叶绿素a/b值的高低与耐阴能力相关规律有待于进一步的研究；同时对8种较耐阴的植物进行了盆栽人工控制光强的光合作用研究。上海园林科研所张费庆等（2000）在综合研究绿化植物叶片解剖结构、生理物质和光合蒸腾特性等的基础上，通过对各种指标与遮阴下植物植株生长相对量的相关性分析，建立了以叶片下表皮厚度、栅栏组织、海绵组织、叶绿素、叶片含水量和光补偿点等指标组成的城市绿化植物耐阴性诊断指标体系，并利用多元统计方法，对上海14种绿化灌木的耐阴性进行综合评价和比较。以上研究是以宏观观察和形态解剖研究为主，同时涉及光合作用特性及植物耐阴性的生理机理。