上海社区常见园林植物冠层雨水截留能力研究

5.2 植物冠层雨水截留能力预测模型构建结果

5.2.1乔木冠层雨水截留预测模型 5.2.1.1 常绿乔木的叶面积回归模型

常绿树并非周年不落叶，而是叶的寿命较长，每年仅仅脱落部分老叶，同时又增生新叶，生长在北方的常绿针叶树，每年都会发枝一次或以上，因此叶面积和叶面积指数也会逐年的增大，根据对13种常绿乔木不同大小样本的冠幅、胸径、高度和叶面积指数测量数据，进行绘制残差图。

树种

L拟合方程

R2

树种

L拟合方程

R2

杜英

D0.6711H1.99850.0070CW0.2921 0.7743 枇杷 D0.8170H0.60360.7873 蒲葵 0.06400.3133CW D0.1630H0.68230.6458 山茶 1.95890.4315CW D0.4461H0.57860.5178 蚊母树 0.17190.2675CW D1.1716H0.16890.8146 香樟 0.06150.6917CW D0.0457H1.34910.8089 雪松 0.67780.0468CW D1.8622H0.34930.8286 0.00130.1703CW

D?0.1606H1.79531.1297CW0.2541

0.8198

广玉兰

D0.3653H0.44440.7297 0.45360.3763CW D1.1784H0.21840.7093 0.0811?0.1150CW D0.3180H1.19610.8817 0.86630.2295CW D0.2445H0.94680.7926 0.48170.4486CW D0.2614H0.48360.7238 0.87280.4210CW

桂花

加拿利海

枣

龙柏

罗汉松

女贞

由表可知，13种常绿乔木里，蚊母树的叶面积指数对胸径、冠幅、高的拟合程度最好（0.8817），其次为女贞（0.8286）、枇杷（0.8198）、龙柏（0.8146）和罗汉松（0.8089），R2都达到0.8以上，说明这5个树种都能较好的利用胸径、冠幅、高三个冠层参数预测叶面积指数。拟合程度最差的是加拿利海枣（0.5178）、其次是桂花（0.6458）、山茶（0.7093），R2在0.7及以下。其原因可能是由于蚊母、女贞、枇杷、龙柏和罗汉松这五种树的样本在选取时差异不是很大，都在生长壮年因此叶片的数量和分布与其胸径、冠幅的生长成正比，能比较好的反应植株各个部分协同生长的规律。

- 53 -

5.2.1.2 落叶乔木的叶面积回归模型

树种 白玉兰

L拟合方程

R2

树种 青桐

L拟合方程

R2

D0.8508H1.11610.845 0.04690.2172CW D0.7803H0.68460.8201 0.49690.2520CW

垂柳

0.1095D0.3066H1.0711CW0.22050.5244

日本晚

樱

D0..5680H2..64080.0387CW0.2260

0.7968

垂丝海棠

D0.4749H1.19930.5034 石榴 0.1353?0.1589CW D0.2030H0.42460.6158 2.33730.5397CW

合欢

D2.0023H0.66600.8516 水杉 0.00140.9045CW D0..8683H0.81300.8171 桃树 0.07490.1745CW D0.0782H1.42030.6687 乌桕 0.22520.2710CW D0.6079H0.74910.761 0.1828CW0.1654

无患子

D0.2416H0.67320.7703 0.47210.1565CW D0.3318H2.63290.8233 0.11870.2215CW D0.1684H2.34810.679 0.01970.3193CW D0.5708H0.32690.8542 0.2669CW0.9623 D1.4049H0.96920.6805 0.00310.4653CW D0.6665H1.01850.7861 0.7149CW0.5684 D0.4339H0.24300.7013 0.50970.6844CW

红叶李

黄山栾树

鸡爪槭

榉树

D1.6964H0.45350.6717 银杏 0.00210.4874CW D0.0085H0.55470.8163 紫荆 0.1608CW0.6101 D0.6029H0.41230.4994 紫薇 0.24630.6209CW

龙爪槐

一球悬铃

木

由表可知，20种落叶乔木里，叶面积指数与胸径、冠幅、高的拟合程度最好的是无患子（0.8542），其次是合欢（0.8516），、白玉兰（0.845）、桃树（0.8233）、青桐（0.8201）、龙爪槐（0.8163），这六种植物的R能达到0.8以上。拟合程度最差的是一球悬铃木（0.4994）、其次是垂丝海棠（0.5034）、垂柳（0.5244），R都在0.6以下。一球悬铃木叶面积指数拟合不好的可能原因是的实验样本长势一般，存在一定程度的病虫害情况，叶片长势不均匀因此不能很好的反应叶片数量和质量。垂丝海棠叶面积指数拟合不好的原因可能是因为样本存在落叶情况，不同样本的落叶程度不同，导致其叶面积协同反应其生长状况。垂柳的叶面积指数拟合不好可能是因为选取的垂柳样本多在湖边，因风速条件等原因导致测量L时叶片条件不稳定造成获得的L存在一定的误差。

- 54 -

5.2.2灌木冠层雨水截留预测模型

实验选取的29种灌木中包含单株灌木12种，其中8种为常绿灌木，4种为落叶灌木，灌木绿篱17种，其中14种为常绿灌木，3种为落叶灌木。以下为对12种单株灌木以冠幅和高度为冠层参数的叶面积指数一元回归模型和散点图，对17中灌木绿篱以高度为冠层参数的LAI一元回归模型和散点图。 5.2.2.1 落叶单株灌木的叶面积回归模型

树种 龙柏球 构骨

大叶黄杨 海桐

夹竹桃

椤木石楠 苏铁

小叶黄杨

LAI拟合方程 L=10.911-2.836H L=1.3633+1.5542CW L=-7.826+6.318H L=-0.4639+1.9544CW L=2.2145+2.4233H L=2.0067+1.8933CW L=0.5629+3.5931H L=1.9137+1.7219CW L=1.46809+0.55239H L=-1.0583+1.7012CW L=3.29692+0.48361H L=3.30576+0.42229CW L=0.7561+2.1936H L=-0.5127+2.5993CW L=-0.0326+4.3788H L=-0.2951+4.0585CW

R2 0.5596 0.5525 0.6027 0.9002 0.8034 0.7302 0.6974 0.6394 0.6896 0.6318 0.8861 0.874 0.732 0.6425 0.7535 0.6686

H 1.5-2.5

1.58-1.75

0.65-1.95

0.92-1.68

2.95-8

0.8-5.1

0.4-1.71

0.76-1.22

CW

1.3-3.5

1.1-1.9

1.2-2.75

1.3-2.7

2.5-4

1.4-6.5

0.8-2.2

1-1.48

由表可知，8种常绿单株灌木叶面积回归模型中龙柏球、大叶黄杨、海桐、夹竹桃、椤木石楠、苏铁、小叶黄杨这7种植物的叶面积指数对高度的回归比对冠幅的回归拟合程度要好（高度R2＞冠幅R2），只有构骨的叶面积指数对冠幅的回归拟合比对高度的拟合程度要好（冠幅2＞高度2）。由此可以得知，以后对这7种单株常绿灌木进行叶面积指数的预测时要使用叶面积指数对于高度的回归方程，对于构骨的叶面积指数预测最好用对于冠幅的回归方程，这样可以提高叶面积指数预测的精度。在8中常绿单株灌木中叶面积指数对高度的回归方程拟合的最好的是椤木石楠，拟合最差是龙柏球，叶面积指数对冠幅的回归方程拟合的最好的是构骨，处于末尾的也是龙柏球。出现这种结果可能的原因是龙柏球针叶密度大，当冠层厚度达到一定程度以后，其冠层对光线的遮挡程度非常高，即使冠幅或高度增加，所测到的叶面积指数值增加极小或者基本趋于稳定，因此使用叶面积指数对冠幅或者高度的回归模型都不能够很好的预测龙柏球的叶面积指数，但其叶面积指数的取值范围可以用来预测或参考，除龙柏球外其他常绿单株灌木的叶面积指数都与高度或冠幅有很好的协同生长的作用。

5.2.2.2 落叶单株灌木的叶面积回归模型

树种 腊梅

L拟合方程 L=1.6131+1.0407H

R2 0.7719

- 55 -

H 1.6-4.1

CW

结香

木芙蓉 木槿 L=2.1656+0.8886CW L=-2.0581+2.7497H L=0.3712+1.9676CW L=2.41707+0.48163H L=1.91636+0.85363CW L=-0.03869+1.36686H L=0.2173+1.6582CW 0.7459 0.6508 0.8522 0.732 0.806 0.7999 0.74

1.13-1.87

1.05-4.3

1.1-2.8 1.4-4

0.4-1.55

1.12-3.5

0.88-2.3

由表可知，4种落叶单株灌木的叶面积回归模型中腊梅和木槿这2种植物的叶面积指数对高度的回归比对冠幅的拟合程度要好（高度R2＞冠幅R2），结香和木芙蓉对冠幅的回归比对高度的回归拟合程度要好（冠幅2＞高度2）。由此可以得知，在预测腊梅和木槿的叶面积指数时最好使用其叶面积指数对高度的回归方程，在预测结香和木芙蓉的叶面积指数时最好使用其叶面积指数对冠幅的回归方程。出现这种结果可能的原因是结香和木芙蓉的树冠形态与腊梅和木槿相比都更接近伞状展开形，其叶片的覆盖也呈伞状分布在冠层的上层，在植株中间及内部叶片分布稀疏，所以其叶片数量及覆盖面积与其冠幅呈显著的正相关关系，用叶面积指数对冠幅的回归方程能更好的反应其叶面积指数的真实情况。

5.2.2.3 常绿灌木绿篱的叶面积指数回归方程

树种 八角金盘

龟甲冬青 红花檵木 火棘

金边大叶黄杨 金丝桃 南天竹 日本珊瑚树 洒金桃叶珊瑚 水栀子

狭叶十大功劳 小叶栀子 慈孝竹 云南黄馨

L拟合方程

L=3.2347+1.4104H L=1.308+6.7392H L=1.8542+3.9887H L=9.9414-3.9093H L=-1.064+9.145H L=1.6235+1.7418H L=-0.07335+4.77786H L=3.3194+0.6066H L=2.0335+3.1082H L=1.133+3.6289H L=-1.1633+7.3095H L=1.4148+8.181H L=-4.0855+2.5193H L=3.4806+1.1976H

R2 0.7272 0.7041 0.575 0.5027 0.604 0.5407 0.7562 0.6289 0.6559 0.5504 0.761 0.621 0.7002 0.7014

H 0.46-2.8 0.35-0.9 0.45-1.1 0.9-1.68 0.51-0.78 0.45-1.6 0.4-1.35 0.32-7 0.48-2.5 0.66-1.35 0.48-1.05 0.24-0.63 2.8-5 0.43-4

由表可知，14种常绿灌木绿篱的叶面积指数对高度的回归拟合的最好的是狭叶十大功劳，其次是南天竹、八角金盘、云南黄馨和慈孝竹，R达0.7以上，说明这5种常绿灌木绿篱能较好的使用叶面积指数对高度的回归方程预测其叶面积指数。回归拟合最差的是火棘、金丝桃、水栀子和红花继木，R均未达到0.6，其可能的原因是在实验中发现，火棘、金丝桃和红花檵木的叶片多存在于冠层上层，下部叶片多凋落而基本只存在枝条，同时伴随着频繁的修剪，新叶也始终只在最上层长出，因此不论高度如何，其叶片的生长量和覆盖程度不会随着高度的增而增加，而水栀子的叶片较大，从生长点向高处及四周伸展分布，其叶片的分布受到枝条分布的影响，所以叶片分布极不均匀，不能随高度很好的预测其叶面积指数。

- 56 -