作者：深圳市園林科研所 譚一凡等

　　摘要：通過(guò)測(cè)定表明：屋頂綠化植物凹葉景天和垂盆草釋氧固碳效能、蒸騰強(qiáng)度較強(qiáng)；計(jì)算結(jié)果表明：蒸騰強(qiáng)度大的植物，消耗熱量多，導(dǎo)致周?chē)諝饨禍匦Ч黠@，兩者成正比關(guān)系。研究結(jié)果表明：景天科植物對(duì)水分脅迫的感知能力較強(qiáng)，能夠立刻做出反應(yīng)，減小氣孔開(kāi)張度，從而減少水分蒸騰散失，抵御水分脅迫對(duì)膜脂造成的傷害。景天屬屋頂綠化植物的間接經(jīng)濟(jì)效益研究表明：1.325㎡的凹葉景天、3.493㎡垂盆草可滿(mǎn)足一個(gè)成年人一天的耗氧量和消耗產(chǎn)生的二氧化碳量；1㎡的垂盆草、凹葉景天每小時(shí)吸熱量分別相當(dāng)于1KW的空調(diào)工作0.661h、1.162h，節(jié)省電量分別為約0.661度、1.162度度電；以景天科植物為主的植被降溫效應(yīng)研究表明：植被屋面應(yīng)當(dāng)選擇耐高溫植物。

　　關(guān)鍵詞：種植屋面 景天植物 釋氧 固碳 二氧化碳 蒸騰 吸熱量

　　1.生態(tài)指標(biāo)計(jì)算方法

　　1.1.葉面積指數(shù)（r）

　　調(diào)查1㎡植被綠地植物的葉片數(shù)量(C),隨機(jī)選取20片葉并測(cè)量和計(jì)算單葉面積(Si),求得每平方米葉片總面積S=Si×C。

　　1.2.釋氧固碳量

　　在植物的光合作用日變化曲線(xiàn)中，其凈同化量是由凈光合速率曲線(xiàn)和時(shí)間橫軸圍合的面積，公式為jP= Σ[(Pi+Pi+1)/2×(ti+1-ti)×3600/1000]i=1式中P為單位葉面積日同化量，單位:毫摩爾(mmol)，Pi為初測(cè)點(diǎn)瞬時(shí)凈光合速率，Pi+1為下一測(cè)點(diǎn)凈光合速率，單位：微摩爾/平方米·秒(μmol·m-2·S-1)。ti為初測(cè)點(diǎn)時(shí)間，ti+1為下一測(cè)點(diǎn)時(shí)間，單位：小時(shí)(hr)。凈同化量是晝凈光合量減去夜間暗呼吸量的差，暗呼吸量按晝凈光合量的20%計(jì)算。然后由單位葉面積日凈同化量計(jì)算出CO2積累量和CO2釋放量。

　　1.3.蒸騰強(qiáng)度

　　單位葉面積日蒸騰總量計(jì)算公式為jE=Σ[(ei+ei+1)/2×(ti+1-ti)×3600/1000]i=1式中E為單位葉面積日蒸騰總量，單位：摩爾/平方米·天(mol·m-2.d-1)。ei為初測(cè)點(diǎn)瞬時(shí)蒸騰速率，ei+1下一測(cè)點(diǎn)蒸騰速率，單位：毫摩爾/平方米·秒(mmol·m-2·S-1)。ti為初測(cè)點(diǎn)時(shí)間，ti+1為下一測(cè)點(diǎn)時(shí)間，單位：小時(shí)(hr)[2-4]。

　　為更直觀(guān)比較各植物蒸騰作用，可以把蒸騰速率換算為以單位時(shí)間和單位葉面積蒸騰量表示的蒸騰強(qiáng)度。單位葉面積全天平均蒸騰強(qiáng)度用E0表示，E0為全天各測(cè)定時(shí)段蒸騰強(qiáng)度平均值，單位：克/平方米·小時(shí)(g·m-2.h-1)。

　　1.4.降溫增濕效能

　　根據(jù)單位面積日蒸騰量計(jì)算釋水量，求算植物的降溫增濕效能。

　　2. 研究結(jié)果

　　2.1.釋氧固碳效能

　　綠化植物進(jìn)行光合作用時(shí)，吸收空氣中的二氧化碳和土壤中的水分，合成有機(jī)物質(zhì)并釋放氧氣。根據(jù)測(cè)得的凈光合速率，按上述公式計(jì)算出單位葉面積4種植物的日釋氧固碳量，結(jié)果表明：垂盆草、凹葉景天、玉吊鐘和大葉油草4種植物的釋氧固碳量存在明顯差異。僅以單位葉面積來(lái)看，凹葉景天和大葉油草釋氧固碳量較高，日固碳分別為33.75g/㎡、32.23g/㎡，日釋氧分別為24.55g/㎡、23.44g/㎡；其次是垂盆草，日固碳17.85g/㎡，釋氧12.98g/㎡；玉吊鐘釋氧固碳量最低，僅為9.72g/㎡、7.07g/㎡。因4種植物的葉面積指數(shù)與單位葉面積固碳釋氧量排序一致，所以4種植物的單位綠地面積固碳釋氧量從高至低排序仍為：凹葉景天、大葉油草、垂盆草、玉吊鐘。

　　從4種植物的凈光合速率Pn（mmolCO2·m-2·d-1）的比較，是凹葉景天（127.84）＞大葉油草（122.09）＞垂盆草（67.63）＞玉吊鐘（36.8）,說(shuō)明在生長(zhǎng)速度上凹葉景天和大葉油草相當(dāng)，而垂盆草和玉吊鐘均低于大葉油草，屬于生長(zhǎng)較慢的植物種類(lèi)。

　　2.2. 蒸騰強(qiáng)度

　　根據(jù)測(cè)定的植物葉面積蒸騰速率，交換為以水分量表示的蒸騰強(qiáng)度，利用植物葉面積指數(shù)r，計(jì)算出4種植物單位綠化面積單位時(shí)間內(nèi)的蒸騰量。研究表明：從單位葉面積日平均蒸騰強(qiáng)度來(lái)看, 凹葉景天最高，達(dá)到67.90g/㎡·h，其次為垂盆草，達(dá)51.75g/㎡·h，再次則是大葉油草，為36.13g/ ㎡·h，而以玉吊鐘蒸騰強(qiáng)度最弱，僅為16.65g/㎡·h。從單位綠地面積的蒸騰量來(lái)看差異則更明顯。

　　2.3. 降溫效應(yīng)

　　計(jì)算結(jié)果表明：蒸騰強(qiáng)度大的植物，消耗熱量多，導(dǎo)致周?chē)諝饨禍匦Ч矫黠@，兩者成正比關(guān)系。蒸騰強(qiáng)度最大的凹葉景天，每平方米綠地面積可使其周?chē)?000m3空氣降溫達(dá)到3.33℃，降溫效果十分顯著；其次是垂盆草和大葉油草，分別可降低溫度1.89℃、1.44℃；而蒸騰強(qiáng)度最弱的凌霄，只使其周?chē)?000m3空氣降溫0.64℃。取得這樣的降溫效果，是在充分考慮了大氣的對(duì)流、湍流、輻射產(chǎn)生的熱量交換的基礎(chǔ)上測(cè)算的。由于城市空間相對(duì)狹 小，空氣對(duì)流減弱，屋頂綠化植物降溫效能應(yīng)更為明顯。

　　2.4. 增濕效應(yīng)

　　計(jì)算結(jié)果表明：蒸騰強(qiáng)度大的植物，轉(zhuǎn)化為水分的量較多，導(dǎo)致周?chē)諝庀鄬?duì)濕度相應(yīng)也增加，兩者呈正比關(guān)系。蒸騰強(qiáng)度最大的凹葉景天可使其周?chē)?000m3空氣相對(duì)濕度增加4.8%；垂盆草和大葉油草次之，可分別增濕達(dá)2.8%和2.02%；玉吊鐘增濕效能最低，僅為0.99%。城市空間相對(duì)狹少，空氣對(duì)流較小的條件下，測(cè)定葉面附近濕度增加可以達(dá)到5%-10%甚至更多。

　　2.5. 抗旱節(jié)水效應(yīng)分析

　　4種植物在遭受水分脅迫時(shí)，其蒸騰速率均有不同程度的下降，但景天科植物和禾本科植物下降幅度有所不同。大葉油草對(duì)水分脅迫的反應(yīng)不敏感，下降幅度較??；而3種景天植物隨著水分脅迫程度加劇，蒸騰速率急劇下降，表明景天科植物對(duì)水分脅迫的感知能力較強(qiáng)，能夠立刻做出反應(yīng)，減小氣孔開(kāi)張度，從而減少水分蒸騰散失，抵御水分脅迫對(duì)膜脂造成的傷害。從3種景天科植物的蒸騰速率及對(duì)水分脅迫的反應(yīng)看，玉吊鐘蒸騰速率始終維持在較低的水平，表明植株耗水量低，因而抗旱性最強(qiáng)，其次是凹葉景天和垂盆草。