楊瑞卿

(1. 上海市綠化管理指導(dǎo)站， 上海 200020； 2. 上海城市樹木生態(tài)應(yīng)用工程技術(shù)研究中心， 上海 200020)

城市土壤一般通過回填、混合和壓實(shí)等人為活動(dòng)形成[1]。隨著城市的高速發(fā)展，城市土壤發(fā)生了巨大變化。行道樹在城市生態(tài)系統(tǒng)中具有重要作用[2]，城市土壤的介質(zhì)類型、養(yǎng)分含量和路表材料均可造成土壤透氣性下降，進(jìn)而阻礙行道樹生長(zhǎng)[1，3-4]，致使行道樹長(zhǎng)勢(shì)較弱[5-6]，因此，亟需開展改善行道樹生長(zhǎng)土壤條件方面的研究。

植物光合作用對(duì)土壤變化敏感[7-8]，直接影響植物生長(zhǎng)發(fā)育[9-11]，其中，凈光合速率和蒸騰速率可直接體現(xiàn)植物的光合效能和蒸騰耗水量[12]。為此，采用L16(43)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行3因子4水平栽培實(shí)驗(yàn)，對(duì)上海市代表性行道樹香樟〔Cinnamomumcamphora(Linn.) Presl〕、廣玉蘭(MagnoliagrandifloraLinn.)、二球懸鈴木〔Platanusacerifolia(Ait.) Willd.〕和銀杏(GinkgobilobaLinn.)3年生扦插苗葉片的凈光合速率和蒸騰速率進(jìn)行比較，并進(jìn)行多因素方差分析和矢量關(guān)系分析，以期明確不同配方土對(duì)各行道樹生長(zhǎng)的影響，初步選出適宜的配方土，為上海市城市土壤改良及行道樹栽植和養(yǎng)護(hù)提供參考。

1　實(shí)驗(yàn)地概況和研究方法

1.1　實(shí)驗(yàn)地概況

實(shí)驗(yàn)在上海辰山植物園自控蔭棚內(nèi)完成，地理坐標(biāo)為北緯31°04′48″、東經(jīng)121°11′06″。該區(qū)域?qū)俦眮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，氣候溫暖濕潤(rùn)、四季分明，年均溫15.4 ℃，最高溫38.2 ℃，最低溫-10.5 ℃，無霜期230 d。

1.2　材料

以上海辰山植物園自控蔭棚內(nèi)長(zhǎng)勢(shì)基本一致的廣玉蘭、香樟、二球懸鈴木和銀杏的3年生扦插苗為研究對(duì)象，平均株高分別為2.3、2.0、3.1和2.9 m，平均胸徑分別為1.62、2.93、3.19和2.57 cm。

實(shí)驗(yàn)用青石粒為建筑工地常用的青石粒；街道土為上海市生長(zhǎng)狀態(tài)欠佳的行道樹樹穴中土壤；混合土由等體積的壤土和樹葉等腐熟材料混合而成，其中，壤土為上海辰山植物園栽植地0～30 cm土層的土壤，混合土的全氮、全磷和有機(jī)質(zhì)含量分別為0.42、0.38和6.57 g·kg-1，水解氮、速效鉀和有效磷含量分別為47.10、46.90和1.37 mg·kg-1，pH 5.32。

1.3　方法

1.3.1正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及苗木的栽培管理采用L16(43)3因子4水平正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)配制配方土，3因子分別為填充介質(zhì)、混合土體積分?jǐn)?shù)和土壤相對(duì)含水量，其中，填充介質(zhì)設(shè)置粒徑5、3和1 cm的青石粒及街道土4個(gè)水平，混合土體積分?jǐn)?shù)設(shè)置20%、40%、60%和80% 4個(gè)水平，土壤相對(duì)含水量設(shè)置最大田間持水量的80%、60%、50%和40% 4個(gè)水平。共16種配方土，每樹種每種配方土各12盆(每3盆為1組，視為1個(gè)重復(fù))，每盆種植1株，共768盆。

于2014年11月中旬，將16種配方土分別裝入底部打孔且墊有托盤的控根容器(直徑50 cm、高40 cm)中，每容器裝土0.2 m3，各容器均隨機(jī)擺放，間距1.5 m。每周澆水3次，采用TZS-2X-G多點(diǎn)土壤溫濕度記錄儀(上海精密儀器儀表有限公司)檢測(cè)各配方土的相對(duì)含水量。

1.3.2指標(biāo)測(cè)定于2016年8月28日(天氣晴朗)，每種配方土中各樹種隨機(jī)選取3株苗木，采用LI-6400型便攜式光合作用測(cè)量系統(tǒng)(美國(guó)LI-COR公司)測(cè)定植株中上部向陽面成熟、健康葉片的凈光合速率和蒸騰速率。測(cè)量前，加裝紅藍(lán)光源和CO2注入系統(tǒng)，控制光照強(qiáng)度為800 μmol·m-2·s-1，CO2濃度為400 μmol·mol-1。每株檢測(cè)3枚葉片，每枚葉片各指標(biāo)均重復(fù)讀取3次，結(jié)果取平均值。

1.4　數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析

采用EXCEL 2010及SPSS 18.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，使用ANOVA程序進(jìn)行多因素方差分析和Duncan’s多重比較；參照文獻(xiàn)[13-15]中的方法，采用SigmaPlot 12.5軟件繪制矢量關(guān)系圖。

2　結(jié)果和分析

2.1　不同配方土對(duì)行道樹葉片凈光合速率的影響

不同配方土對(duì)上海市4種行道樹葉片凈光合速率的影響見表1。結(jié)果表明：T6組(填充介質(zhì)為粒徑3 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為40%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的80%)、T10組(填充介質(zhì)為粒徑1 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為40%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的40%)、T11組(填充介質(zhì)為粒徑1 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為60%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的80%)、T5組(填充介質(zhì)為粒徑3 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為20%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的60%)和T3組(填充介質(zhì)為粒徑5 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為60%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的50%)廣玉蘭的凈光合速率較高，分別為12.52、10.87、10.36、10.31和9.81 μmol·m-2·s-1，且這5組間廣玉蘭的凈光合速率無顯著差異，但均顯著(P<0.05)高于填充介質(zhì)為街道土的各組；T13組(填充介質(zhì)為街道土，混合土體積分?jǐn)?shù)為20%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的40%)廣玉蘭的凈光合速率最低，僅2.31 μmol·m-2·s-1，總體上顯著低于其余各組。T5組、T8組(填充介質(zhì)為粒徑3 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為80%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的50%)和T2組(填充介質(zhì)為粒徑5 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為40%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的60%)香樟的凈光合速率較高，分別為11.56、10.71和10.11 μmol·m-2·s-1；并且，各組間香樟的凈光合速率無顯著差異。T2組、T1組(填充介質(zhì)為粒徑5 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為20%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的80%)和T5組二球懸鈴木的凈光合速率較高，分別為8.65、8.64和8.62 μmol·m-2·s-1；T8組、T11組和T7組(填充介質(zhì)為粒徑3 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為60%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的40%)二球懸鈴木的凈光合速率較低，分別為5.04、4.95和3.83 μmol·m-2·s-1；并且，T1組、T2組和T5組二球懸鈴木的凈光合速率顯著高于T7組、T8組和T11組。各組銀杏的凈光合速率總體上變化不明顯，其中，T5組和T4組(填充介質(zhì)為粒徑5 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為80%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的40%)銀杏的凈光合速率相對(duì)較高，分別為8.31和7.56 μmol·m-2·s-1，而填充介質(zhì)為街道土的各組銀杏的凈光合速率均較低。

表1不同配方土對(duì)上海市4種行道樹葉片凈光合速率的影響

Table1EffectsofdifferentformulasoilsonleafnetphotosyntheticrateoffourspeciesofstreettreesinShanghaiCity

處理組Treatmentgroup因子和水平 Factorandlevel凈光合速率/μmol·m-2·s-13) Netphotosyntheticrate3)填充介質(zhì)1)Packingmedium1)混合土體積分?jǐn)?shù)/%Volumefractionofmixedsoil土壤相對(duì)含水量/%2)Relativewatercontentofsoil2)廣玉蘭Magnoliagrandiflora香樟Cinnamomumcamphora二球懸鈴木Platanusacerifolia銀杏GinkgobilobaT1BG520804.67±1.92ef8.76±2.01ab8.64±1.50a6.59±1.40abcdT2BG540607.46±1.90cde10.11±2.53ab8.65±0.74a6.66±1.36abcdT3BG560509.81±1.99abc9.11±5.51ab6.46±0.99abc5.40±1.62bcdT4BG580409.19±2.26bcd9.62±2.20ab6.17±1.10abc7.56±2.24abT5BG3206010.31±0.74abc11.56±3.02a8.62±0.59a8.31±0.90aT6BG3408012.52±1.00a9.62±1.20ab7.82±2.33ab6.77±0.51abcT7BG360406.36±0.68de9.56±1.84ab3.83±2.67c6.62±0.17abcdT8BG380509.34±0.37bcd10.71±1.52ab5.04±2.91bc5.59±0.52bcdT9BG120505.67±2.01e8.58±1.80ab5.57±0.96abc4.39±1.06cdT10BG1404010.87±1.34ab8.75±1.39ab6.68±1.50abc6.31±0.80abcdT11BG1608010.36±0.31abc7.07±2.38ab4.95±1.28bc6.49±1.44abcdT12BG180607.28±2.94cde6.87±1.69b7.62±2.22ab6.51±1.12abcdT13SS 20402.31±0.63f8.24±1.29ab5.93±0.92abc5.34±0.54bcdT14SS 40509.36±1.75bcd7.81±2.88ab6.29±0.53abc5.07±1.28cdT15SS 60604.83±2.03ef7.59±0.41ab6.26±0.91abc4.88±0.42cdT16SS 80806.69±1.65de7.78±0.61ab5.91±1.74abc4.36±1.90dF值Fvalue8.267**0.9492.334*2.499*

1)BG5： 粒徑5 cm青石粒 Bluestone granules with diameter of 5 cm； BG3： 粒徑3 cm青石粒 Bluestone granules with diameter of 3 cm； BG1： 粒徑1 cm青石粒 Bluestone granules with diameter of 1 cm； SS： 街道土 Street soil.

2)土壤含水量占最大田間持水量的比例 Percentage of soil water content accounting for the maximum field capacity.

3)同列中不同的小寫字母表示差異顯著(P<0.05) Different lowercases in the same column indicate the significant difference (P<0.05). *：P<0.05； ** ：P<0.01.

從4種行道樹葉片凈光合速率的F值來看，在供試的16種配方土中，廣玉蘭的凈光合速率差異極顯著(P<0.01)，二球懸鈴木和銀杏的凈光合速率差異顯著，而香樟的凈光合速率差異不顯著。

2.2　不同配方土對(duì)行道樹葉片蒸騰速率的影響

不同配方土對(duì)上海市4種行道樹葉片蒸騰速率的影響見表2。結(jié)果表明：T6組(填充介質(zhì)為粒徑3 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為40%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的80%)、T5組(填充介質(zhì)為粒徑3 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為20%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的60%)和T4組(填充介質(zhì)為粒徑5 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為80%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的40%)廣玉蘭的蒸騰速率較高，分別為2.18、2.00和1.83 mmol·m-2·s-1；T15組(填充介質(zhì)為街道土，混合土體積分?jǐn)?shù)為60%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的60%)和T13組(填充介質(zhì)為街道土，混合土體積分?jǐn)?shù)為20%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的40%)廣玉蘭 的 蒸騰速率較低，分別為0.94和0.45 mmol·m-2·s-1；并且，T4組、T5組和T6組廣玉蘭的蒸騰速率顯著(P<0.05)高于T13組和T15組。T16組(填充介質(zhì)為街道土，混合土體積分?jǐn)?shù)為80%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的80%)和T14組(填充介質(zhì)為街道土，混合土體積分?jǐn)?shù)為40%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的50%)香樟的蒸騰速率較高，分別為2.46和2.06 mmol·m-2·s-1；T6組、T11組(填充介質(zhì)為粒徑1 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為60%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的80%)和T13組香樟的蒸騰速率較低，分別為1.41、1.32和1.12 mmol·m-2·s-1；并且，T14組和T16組香樟的蒸騰速率顯著高于T6組、T11組和T13組。T6組、T5組、T16組、T1組(填充介質(zhì)為粒徑5 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為20%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的80%)和T3組(填充介質(zhì)為粒徑5 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為60%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的50%)二球懸鈴木的蒸騰速率較高，分別為2.73、2.51、2.47、2.43和2.21 mmol·m-2·s-1，總體上顯著高于其余各組。各組銀杏的蒸騰速率總體上變化不明顯，其中，T4組、T13組和T7組(填充介質(zhì)為粒徑3 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為60%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的40%)銀杏的蒸騰速率相對(duì)較高，分別為1.05、1.01和1.00 mmol·m-2·s-1。

從4種行道樹葉片蒸騰速率的F值來看，在供試的16種配方土中，廣玉蘭、香樟和二球懸鈴木的蒸騰速率差異極顯著(P<0.01)，而銀杏的蒸騰速率差異不顯著。

表2不同配方土對(duì)上海市4種行道樹葉片蒸騰速率的影響

Table2EffectsofdifferentformulasoilsonleaftranspirationrateoffourspeciesofstreettreesinShanghaiCity

處理組Treatmentgroup因子和水平 Factorandlevel蒸騰速率/mmol·m-2·s-13) Transpirationrate3)填充介質(zhì)1)Packingmedium1)混合土體積分?jǐn)?shù)/%Volumefractionofmixedsoil土壤相對(duì)含水量/%2)Relativewatercontentofsoil2)廣玉蘭Magnoliagrandiflora香樟Cinnamomumcamphora二球懸鈴木Platanusacerifolia銀杏GinkgobilobaT1BG520801.48±0.36abcd1.47±0.49bcd2.43±0.36ab0.68±0.26abT2BG540601.15±0.53cd1.70±0.31bcd1.58±0.38cde0.74±0.35abT3BG560501.48±0.35abcd1.54±0.44bcd2.21±0.34abc0.62±0.44abT4BG580401.83±0.41abc1.26±0.38cd1.97±0.34bcd1.05±0.18aT5BG320602.00±0.36ab1.74±0.20bc2.51±0.37ab0.78±0.04abT6BG340802.18±0.60a1.41±0.13cd2.73±0.25a0.97±0.29abT7BG360401.11±0.19cd1.80±0.18bc1.37±0.21de1.00±0.23abT8BG380501.51±0.11abcd1.67±0.13bcd1.27±0.09e0.73±0.19abT9BG120501.58±0.41abcd1.57±0.44bcd1.64±0.26cde0.54±0.05bT10BG140401.47±0.31abcd1.74±0.38bc1.55±0.42de0.88±0.29abT11BG160801.28±0.49bcd1.32±0.30cd1.67±0.24cde0.80±0.23abT12BG180601.62±0.31abcd1.80±0.29bc1.73±0.31bc0.98±0.17abT13SS 20400.45±0.19e1.12±0.20d1.92±0.40bcde1.01±0.20abT14SS 40501.57±0.48abcd2.06±0.29ab1.46±0.30de0.66±0.25abT15SS 60600.94±0.29de1.87±0.28bc1.88±0.49bcde0.83±0.03abT16SS 80801.31±0.30bcd2.46±0.22a2.47±0.44ab0.55±0.22bF值Fvalue3.595**3.330**5.221**1.482

1)BG5： 粒徑5 cm青石粒 Bluestone granules with diameter of 5 cm； BG3： 粒徑3 cm青石粒 Bluestone granules with diameter of 3 cm； BG1： 粒徑1 cm青石粒 Bluestone granules with diameter of 1 cm； SS： 街道土 Street soil.

2)土壤含水量占最大田間持水量的比例 Percentage of soil water content accounting for the maximum field capacity.

3)同列中不同的小寫字母表示差異顯著(P<0.05) Different lowercases in the same column indicate the significant difference (P<0.05). ** ：P<0.01.

2.3　多因素方差分析

配方土對(duì)上海市4種行道樹葉片凈光合速率和蒸騰速率影響的多因素方差分析結(jié)果見表3。結(jié)果表明：填充介質(zhì)對(duì)廣玉蘭和銀杏凈光合速率的影響達(dá)到極顯著水平(P<0.01)，對(duì)香樟凈光合速率的影響達(dá)到顯著水平(P<0.05)，但對(duì)二球懸鈴木凈光合速率的影響不顯著；混合土體積分?jǐn)?shù)對(duì)廣玉蘭和二球懸鈴木凈光合速率的影響分別達(dá)到極顯著和顯著水平，但對(duì)香樟和銀杏凈光合速率的影響不顯著；土壤相對(duì)含水量對(duì)二球懸鈴木和銀杏凈光合速率的影響分別達(dá)到極顯著和顯著水平，但對(duì)廣玉蘭和香樟凈光合速率的影響不顯著。并且，這3個(gè)因子的交互作用對(duì)廣玉蘭凈光合速率的影響達(dá)到極顯著水平，但對(duì)香樟、二球懸鈴木和銀杏凈光合速率的影響不顯著。

由表3還可見：填充介質(zhì)對(duì)廣玉蘭蒸騰速率的影響達(dá)到極顯著水平，對(duì)香樟和二球懸鈴木蒸騰速率的影響達(dá)到顯著水平，但對(duì)銀杏蒸騰速率的影響不顯著；混合土體積分?jǐn)?shù)對(duì)4種行道樹蒸騰速率的影響均不顯著；土壤相對(duì)含水量對(duì)二球懸鈴木和銀杏蒸騰速率的影響達(dá)到極顯著水平，但對(duì)廣玉蘭和香樟蒸騰速率的影響不顯著。并且，這3個(gè)因子的交互作用對(duì)廣玉蘭、香樟和二球懸鈴木蒸騰速率的影響均達(dá)到極顯著水平，但對(duì)銀杏蒸騰速率的影響不顯著。

表3配方土對(duì)上海市4種行道樹葉片凈光合速率和蒸騰速率影響的多因素方差分析

Table3Multi-factorvarianceanalysisoneffectofformulasoilonleafnetphotosyntheticrateandtranspirationrateoffourspeciesofstreettreesinShanghaiCity

變異來源1)Sourceofvariation1)自由度Degreeoffreedom凈光合速率的F值2) Fvalueofnetphotosyntheticrate2)蒸騰速率的F值2) Fvalueoftranspirationrate2)MGCCPAGBMGCCPAGBA311.592**3.456*1.9185.895**5.954**3.288*3.130*0.479B313.786**0.3844.010*0.2082.8102.4792.4720.236C32.2810.3014.543**3.582*2.0482.0479.993**4.531**A×B×C66.839**0.3020.6241.4063.581**4.419**5.256**1.081

1)A： 填充介質(zhì) Packing medium； B： 混合土體積分?jǐn)?shù) Volume fraction of mixed soil； C： 土壤相對(duì)含水量 Relative water content of soil.

2)MG： 廣玉蘭MagnoliagrandifloraLinn.； CC： 香樟Cinnamomumcamphora(Linn.) Presl； PA： 二球懸鈴木Platanusacerifolia(Ait.) Willd.； GB： 銀杏GinkgobilobaLinn. *：P<0.05； ** ：P<0.01.

2.4　矢量關(guān)系分析

以T13組(填充介質(zhì)為街道土，混合土體積分?jǐn)?shù)為20%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的40%)4種行道樹葉片的凈光合速率和蒸騰速率為100.0，分別計(jì)算各行道樹葉片的相對(duì)凈光合速率和相對(duì)蒸騰速率，并繪制不同配方土中上海市4種行道樹葉片相對(duì)凈光合速率和相對(duì)蒸騰速率的矢量關(guān)系圖(圖1)。結(jié)果表明：各組廣玉蘭均屬于類型D，即高能耗水型。T1組(填充介質(zhì)為粒徑5 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為20%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的80%)至T10組(填充介質(zhì)為粒徑1 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為40%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的40%)香樟屬于類型D；而T11組(填充介質(zhì)為粒徑1 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為60%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的80%)、T12組(填充介質(zhì)為粒徑1 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為80%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的60%)及T14組(填充介質(zhì)為街道土，混合土體積分?jǐn)?shù)為40%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的50%)至T16組(填充介質(zhì)為街道土，混合土體積分?jǐn)?shù)為80%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的80%)香樟則屬于類型E，即低能耗水型。T2組(填充介質(zhì)為粒徑5 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為40%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的60%)、T10組、T12組、T14組和T15組(填充介質(zhì)為街道土，混合土體積分?jǐn)?shù)為60%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的60%)二球懸鈴木屬于類型A，即高能保水型；T1組、T3組(填充介質(zhì)為粒徑5 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為60%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的50%)至T6組(填充介質(zhì)為粒徑3 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為40%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的80%)及T16組二球懸鈴木屬于類型D；T7組(填充介質(zhì)為粒徑3 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為60%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的40%)至T9組(填充介質(zhì)為粒徑1 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為20%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的50%)和T11組二球懸鈴木屬于類型G，即低能保水型。T1組、T2組、T3組、T5組(填充介質(zhì)為粒徑3 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為20%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的60%)、T6組、T8組(填充介質(zhì)為粒徑3 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為80%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的50%)及T10組至T12組銀杏屬于類型A；T4組(填充介質(zhì)為粒徑5 cm青石粒，混合土體積分?jǐn)?shù)為80%，土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的40%)和T7組銀杏屬于類型D；T9組及T14組至T16組銀杏屬于類型G。

T1： A1B1C1； T2： A1B2C2； T3： A1B3C3； T4： A1B4C4； T5： A2B1C2； T6： A2B2C1； T7： A2B3C4； T8： A2B4C3； T9： A3B1C3； T10： A3B2C4； T11： A3B3C1； T12： A3B4C2； T13： A4B1C4； T14： A4B2C3； T15： A4B3C2； T16： A4B4C1. A1，A2，A3，A4： 填充介質(zhì)分別為粒徑5、3和1 cm的青石粒及街道土 Packing media of bluestone granules with diameter of 5， 3 and 1 cm， and street soil， respectively； B1，B2，B3，B4： 混合土體積分?jǐn)?shù)分別為20%、40%、60%和80% Volume fraction of mixed soil of 20%， 40%， 60%， and 80%， respectively； C1，C2，C3，C4： 土壤相對(duì)含水量分別為最大田間持水量的80%、60%、50%和40% Relative water content of soil of 80%， 60%， 50%， and 40% of the maximum field capacity， respectively.類型A、D、E和G分別為高能保水型、高能耗水型、低能耗水型和低能保水型 Type A， D， E， and G are high energy and water conservation type， high energy and water consumption type， low energy and water consumption type， and low energy and water conservation type， respectively.圖1　不同配方土中上海市4種行道樹葉片相對(duì)凈光合速率(RPn)和相對(duì)蒸騰速率(RTr)的矢量關(guān)系分析Fig. 1　Vector relationship analysis on leaf relative net photosynthetic rate (RPn) and relative transpiration rate (RTr) of four species of street trees in Shanghai City in different formula soils

3　討論和結(jié)論

凈光合速率和蒸騰速率能夠直接體現(xiàn)植物的光合效能和蒸騰耗水情況[12]?？傮w上看，供試4種行道樹葉片的凈光合速率和蒸騰速率在不同配方土間差異較大。在含街道土的配方土中，廣玉蘭和銀杏的凈光合速率大多低于不含街道土的配方土，而香樟和二球懸鈴木的凈光合速率卻與不含街道土的配方土差異不明顯，說明廣玉蘭和銀杏適宜種植在透氣性較大的土壤中，而香樟和二球懸鈴木的適應(yīng)性較強(qiáng)，能夠在透氣性較小的土壤中較好地生長(zhǎng)。在含街道土的配方土中，香樟和二球懸鈴木的蒸騰速率大多較高，而廣玉蘭和銀杏的蒸騰速率則與其他配方土無明顯差異。綜上所述，在相同生長(zhǎng)條件下，同一樹種的凈光合速率和蒸騰速率并不同步，這可能是因?yàn)橹参锏墓夂献饔煤驼趄v作用雖然均受到保衛(wèi)細(xì)胞的調(diào)控作用，但彼此相對(duì)獨(dú)立[12]。

邵永昌等[16]認(rèn)為，植物葉片的凈光合速率與蒸騰速率呈正相關(guān)。本研究中，廣玉蘭和香樟的凈光合速率和蒸騰速率均較高，二球懸鈴木的蒸騰速率較高，說明廣玉蘭和香樟的光能利用效能高、蒸騰耗水量較大，二球懸鈴木的蒸騰耗水量較大，可能對(duì)城市的降溫增濕作用顯著[17]。另外，本研究中廣玉蘭(3年生)蒸騰速率的最高值為2.18 mmol·m-2·s-1，與3至5年生廣玉蘭的蒸騰速率[18]相近，而與12至15年生廣玉蘭的蒸騰速率(約1.00 mmol·m-2·s-1)差異較大[16]，這可能是因?yàn)橹参锏恼趄v速率與樹齡和自身長(zhǎng)勢(shì)密切相關(guān)，并與葉溫、土壤相對(duì)濕度、空氣相對(duì)濕度和外界水汽壓虧缺等環(huán)境因子有關(guān)[18]。

植物的光合作用對(duì)土壤條件高度敏感[18-19]，并受到其自身呼吸作用、體內(nèi)環(huán)境和外界環(huán)境等多重因子的影響，包括葉含水率、水勢(shì)、光合有效輻射、氣溫及空氣相對(duì)濕度等環(huán)境因子[20-23]。填充介質(zhì)、混合土體積分?jǐn)?shù)和土壤相對(duì)含水量對(duì)廣玉蘭、二球懸鈴木和銀杏凈光合速率的單獨(dú)影響均較大，而對(duì)香樟凈光合速率的單獨(dú)影響較小；3個(gè)因子的交互作用對(duì)廣玉蘭凈光合速率影響極顯著，而對(duì)其余3種行道樹凈光合速率的影響卻較小。填充介質(zhì)和土壤相對(duì)含水量對(duì)4種行道樹蒸騰速率的單獨(dú)影響較大，且3個(gè)因子的交互作用對(duì)銀杏蒸騰速率的影響較小，而對(duì)其余3種行道樹蒸騰速率的影響卻極顯著。

根據(jù)不同配方土中供試4種行道樹葉片凈光合速率和蒸騰速率的矢量關(guān)系分析結(jié)果，供試16種配方土中生長(zhǎng)的廣玉蘭均屬于高能耗水型，香樟屬于高能耗水型和低能耗水型2個(gè)類型，二球懸鈴木和銀杏均屬于高能保水型、高能耗水型和低能保水型3個(gè)類型。綜合分析認(rèn)為，栽植環(huán)境對(duì)廣玉蘭光合效能和蒸騰耗水量的影響較?。辉谕笟庑暂^大的土壤中香樟的光合效能較高且蒸騰耗水量較大，而在透氣性較小或混有一定比例街道土的土壤中其光合效能較低但蒸騰耗水量較大；二球懸鈴木表現(xiàn)復(fù)雜，在透氣性較大的土壤中其光合效能較高且蒸騰耗水量較大，在透氣性和養(yǎng)分均中等的土壤中其光合效能較低且蒸騰耗水量較小，而在透氣性較差但養(yǎng)分較高的土壤中其光合效能較高但蒸騰耗水量較小；銀杏與二球懸鈴木相似，在透氣性較大且養(yǎng)分中等的土壤中其光合效能較高但蒸騰耗水量較小，在透氣性大或養(yǎng)分較高的土壤中其光合效能較低且蒸騰耗水量較小，在透氣性中等且養(yǎng)分較高的土壤中其光合效能較高且蒸騰耗水量較大。

從光合效能角度來看，填充介質(zhì)為粒徑3 cm青石粒、混合土體積分?jǐn)?shù)為40%、土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的80%的配方土適宜廣玉蘭生長(zhǎng)，填充介質(zhì)為粒徑5 cm青石粒、混合土體積分?jǐn)?shù)為40%、土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的60%的配方土適宜二球懸鈴木生長(zhǎng)，而填充介質(zhì)為粒徑3 cm青石粒、混合土體積分?jǐn)?shù)為20%、土壤相對(duì)含水量為最大田間持水量的60%的配方土適宜香樟和銀杏生長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]盧瑛， 龔子同， 張甘霖. 城市土壤的特性及其管理[J]. 土壤與環(huán)境， 2002， 11(2)： 206-209.

[2]李麗雅， 丁蘊(yùn)錚， 侯曉麗， 等. 城市土壤特性與綠化樹生長(zhǎng)勢(shì)衰弱關(guān)系研究[J]. 東北師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)， 2006， 38(3)： 124-127.

[3]韓繼紅， 李傳省， 黃秋萍. 城市土壤對(duì)園林植物生長(zhǎng)的影響及其改善措施[J]. 中國(guó)園林， 2003， 19(7)： 74-76.

[4]GODEFROID S， MONBALIU D， KOEDAM N. The role of soil and microclimatic variables in the distribution patterns of urban wasteland flora in Brussels， Belgium[J]. Landscape and Urban Planning， 2007， 80： 45-55.

[5]侯曉麗， 丁蘊(yùn)錚， 王煥新， 等. 土壤鉆孔通氣法對(duì)行道樹生長(zhǎng)的改善[J]. 中國(guó)城市林業(yè)， 2005， 3(5)： 48-50.

[6]郄光發(fā)， 彭鎮(zhèn)華， 王成. 北京城區(qū)銀杏行道樹生長(zhǎng)現(xiàn)狀與健康狀況研究[J]. 林業(yè)科學(xué)研究， 2013， 26(4)： 511-516.

[7]HIDAYATI N， TRIADIATI， ANAS I. Photosynthesis and transpiration rates of rice cultivated under the system of rice intensification and the effects on growth and yield[J]. Hayati Journal of Biosciences， 2016， 23： 67-72.

[8]童方平， 宋慶安， 龍應(yīng)忠， 等. 不同地理種源翅莢木苗期光合特征的日變異規(guī)律[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)， 2007， 27(4)： 1-7.

[9]FUNG L E， WANG S S， ALTMAN A， et al. Effect of NaCl on growth， photosynthesis， ion and water relation of four poplar genotypes[J]. Forest Ecology and Management， 1998， 107： 135-146.

[10]朱教君， 康宏樟， 李智輝. 不同水分脅迫方式對(duì)沙地樟子松幼苗光合特性的影響[J]. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2006， 28(2)： 57-63.

[11]丁俊祥， 鄒杰， 唐立松， 等. 克里雅河流域荒漠-綠洲交錯(cuò)帶3 種不同生活型植物的光合特性[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)， 2015， 35(3)： 733-741.

[12]張宇鵬， 周國(guó)模， 周宇峰， 等. 5 個(gè)常見綠化樹種對(duì)極端高溫的光合響應(yīng)特征[J]. 浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)， 2017， 34(2)： 301-309.

[13]HAASE D L， ROSE R. Vector analysis and its use for interpreting plant nutrient shifts in response to silvicultural treatments[J]. Forest Science， 1995， 41： 54-56.

[14]魏紅旭， 徐程揚(yáng)， 馬履一， 等. 緩釋肥和有機(jī)肥對(duì)長(zhǎng)白落葉松容器苗養(yǎng)分庫(kù)構(gòu)建的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)， 2011， 22(7)： 1731-1736.

[15]LI X W， GAO Y， WEI H X， et al. Growth， biomass accumulation and foliar nutrient status in fragrant rosewood (DalbergiaodoriferaT. C. Chen) seedlings cultured with conventional and exponential fertilizations under different photoperiod regimes[J]. Soil Science and Plant Nutrition， 2017， 63： 153-162.

[16]邵永昌， 莊家堯， 王柏昌， 等. 上海地區(qū)主要綠化樹種夏季光合特性和固碳釋氧能力研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2016， 43(1)： 94-101.

[17]張朋偉， 余樹全， 伊力塔， 等. 不同類型園林樹木光合特性研究[J]. 現(xiàn)代園林， 2010(12)： 55-59.

[18]薛雪， 李娟娟， 鄭云峰， 等. 5 個(gè)常綠園林樹種的夏季光合蒸騰特性[J]. 林業(yè)科學(xué)， 2015， 51(9)： 150-156.

[19]王冉， 李素英， 任麗娟， 等. 錫林浩特草原區(qū)27 種植物凈光合速率影響因素的多因子分析[J]. 干旱區(qū)研究， 2015， 32(2)： 272-278.

[20]JONES H， BLACK T A， JASSAL R S， et al. Water balance， surface conductance and water use efficiency of two young hybrid-poplar plantations in Canada’s aspen parkland[J]. Agricultural and Forest Meteorology， 2017， 246： 256-271.

[21]徐惠風(fēng)， 劉興土， 金研銘， 等. 沼澤植物澤瀉氣孔導(dǎo)度日變化的研究[J]. 生態(tài)科學(xué)， 2003， 22(3)： 218-221.

[22]司建華， 常宗強(qiáng)， 蘇永紅， 等. 胡楊葉片氣孔導(dǎo)度特征及其對(duì)環(huán)境因子的響應(yīng)[J]. 西北植物學(xué)報(bào)， 2008， 28(1)： 125-130.

[23]楊瑞卿， 楚秀麗， 楊萬霞， 等. 不同種源青錢柳苗期光合特征及變異分析[J]. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)， 2012， 36(4)： 41-45.