青岛市典型树种叶片持水力特征及聚类分析 - 论文

现代农业科技圆园19年第11期林业科学青岛市典型树种叶片持水力特征及聚类分析

李敏

盖甜甜

宋泽君李海防*

渊青岛农业大学园林与林学院袁山东青岛266109冤

摘要林冠截留降水是森林植被对大气降水的第一道阻截袁是森林水文循环过程的重要环节遥本研究选取青岛农业大学鼎盛花园内10种典型树种袁包括洋白蜡渊Fraxinuspennsylvanica冤尧悬铃木渊Platanusorientalis冤尧国槐渊Sophorajaponica冤尧元宝枫渊Acertruncatum冤尧毛白杨渊Populustomentosa冤尧玉兰渊Magnoliadenudata冤尧女贞渊Ligustrumlucidum冤尧青桐渊Firmianasimplex冤尧广玉兰渊Magnoliagrandiflora冤和樱花渊Prunussubhirtella冤袁采用叶面积测定尧清水浸泡等方法袁测定叶面积特征和持水力特征遥结果表明袁单叶面积较大的是青桐渊352.42cm2冤且青桐叶面积指数最高渊5.885冤袁叶片持水量最大的是悬铃木渊0.40g/g冤曰树冠持水量与单叶面积显著相关渊P约0.05冤袁与叶面积指数尧单叶重尧1m2地面投影对应叶片重等极显著相关渊P约0.01冤袁而与叶片持水量相关性弱渊P跃0.05冤曰要提高城市森林的海绵体功能袁应优先选择单叶面积大且树冠层次丰富的树种遥

关键词典型树种曰叶片持水力曰聚类分析曰山东青岛中图分类号S718.43文献标识码A文章编号1007-5739渊2019冤11-0129-02

林冠截留降水是森林植被对大气降水的第一道阻截袁是森林水文循环过程的重要环节[1-2]遥林冠截留特征和机理一直是生态水文研究的前沿和热点[3-4]遥在林冠层袁森林植被由于植物种类的不同袁其叶片特征渊如革质化程度尧单位面积叶片绒毛数量等冤也存在差异袁进而对雨水的截留产生重要影响遥雨滴落到叶片后袁雨滴自身具有一定的粘滞力和表面张力袁在浸润枝叶表面时会形成一层水膜袁降低林内穿透雨量遥同时袁当降雨量达到某一值时且叶片表面被水膜覆盖后袁随着降雨量的增加袁水滴沿叶缘滴落袁林冠起不到截留作用时即达到林冠饱和截留量[5-6]遥此外袁林冠结构不同袁枝叶的排列方式和重叠方式不同袁林冠截留量也会受到不同程度的影响[7-8]遥

在城市森林构建中袁选择截留雨水能力强的植物袁可提高对大气降水的第一道阻截率袁更好地发挥城市绿地的海绵作用遥因此袁研究典型植物的叶片特征及截留雨水能力袁对建设海绵城市具有重要意义遥目前袁关于林冠层对降水截留方面的研究主要围绕林冠截留率尧林冠截留定量模型模拟以及林冠截留量的影响因子等方面[1]袁对典型植物的叶片特征和滞水特征的研究还相对较少遥为此袁本研究选取青岛市区10种典型绿地植物袁采用叶面积测定尧清水浸泡等方法袁测定不同植物叶片的最大截留量袁探讨影响植物叶片最大截留量的可能原因袁以期为海绵城市建设树种选择提供科学依据[9]遥1材料与方法1.1研究区概况研究地点位于青岛市城阳区袁东经120毅12忆尧北纬36毅20忆袁海拔为800耀1100m遥地处北温带季风区域袁属温带季风气候遥市区由于海洋环境的直接调节袁具有显著的海洋性气候特点遥空气湿润袁雨量充沛袁温度适中袁四季分明[10]遥极端最高气温37.4益袁极端最低气温-16.4益曰全年8月最热袁平均气温25.1益曰1月最冷袁平均气温-1.2益袁年平均降水量国家级大学生创新创业训练计划项目野城市森林耶滞爷耶渗爷

功能作用机理及提升技术研究冶曰青岛农业大学大学生科技创新项目野城市典型绿地垂直结构对水文过程的影响机理研究冶和野城市绿地不同配置模式对土壤含水量的影响冶遥*通信作者

收稿日期2019-02-22基金项目

在700mm左右遥2016年袁青岛市被列为第二批国家海绵城市试点遥结合本地实际袁探索适合青岛市种植的绿地植物袁对提高城市森林植被蓄水力尧打造具有青岛特色的海绵城市具有重要意义遥

1.2.1样树选择遥本研究选取城阳区青岛农业大学鼎盛花园内栽植较多的10种阔叶树种袁即洋白蜡渊Fraxinuspennsylv-anica冤尧悬铃木渊Platanusorientalis冤尧国槐渊Sophorajaponica冤尧元宝枫渊Acertruncatum冤尧毛白杨渊Populustomentosa冤尧玉兰渊Magnoliadenudata冤尧女贞渊Ligustrumlucidum冤尧青桐渊Firmianasimplex冤尧广玉兰渊Magnoliagrandiflora冤尧樱花渊Prunussubhi-rtella冤为研究对象且每个树种选取1株长势适中的样树袁然后测定每种树的单叶面积及叶片持水力遥10种样树的本底特征如表1所示遥

表1

树种洋白蜡悬铃木国槐元宝枫毛白杨玉兰女贞青桐广玉兰樱花

胸径/cm25.036.022.016.026.018.015.022.519.510.0

1.2研究方法10种样树的本底值特征树龄/a15151515151515151515

冠幅/m伊m树高/m郁闭度枝下高/m12.0伊8.512.00.63.09.5伊9.29.80.72.56.5伊8.07.00.52.57.5伊7.37.00.62.010.0伊7.012.00.64.06.0伊6.56.80.61.75.5伊7.06.00.43.011.5伊10.811.00.73.89.0伊7.59.00.81.26.5伊7.86.00.60.6

1.2.2测定方法遥

渊1冤单叶面积的测定遥在7月树木生长定形期用叶面积测定仪对样树进行单叶面积的扫描测定并记录数据遥扫描型叶面积仪主要由扫描器渊扫描相机冤尧数据处理器尧处理软件等组成袁可以获得叶片的面积尧长度尧宽度尧周长尧叶片长度比和形状因子以及累积叶片面积等数据遥

渊2冤单叶叶片生物量的测定遥在测定单叶面积时袁每个树种在树冠上尧中尧下层摘取典型叶片20片袁然后用天平称取20片叶的鲜重袁计算平均单叶重袁记为单叶叶片生物量遥

渊3冤持水力的测定遥于7月晴天中午袁每个树种平均取树冠上尧中尧下层各部位共1.0耀1.5kg鲜叶袁分别用小绳捆好称其重量渊m1冤袁然后置于清水中浸泡3min袁再取出放在架129