城镇森林视觉景观异质性对美学质量的影响

北京市海淀区东升镇各大高校内以建筑为背景的城市森林景观十分丰富。结合样地实测和景观照片的分析,运用美景度（SBE）评价、主成分分析和聚类分析等方法,探讨了视觉景观异质性与美学质量之间的联系。结果表明:以建筑为背景的城镇森林视觉景观异质性与美景值呈显著负相关,基于视觉景观异质性和美景度将视觉景观分为3类:①高异质、低质量景观（类型Ⅰ）:视觉景观异质性最高,斑块密度（PD）,景观多样性指数（SHDI）,景观均匀度指数（SIEI）,分离度指数（SPLIT）,景观形态指数（SHAPE）,分形维数（FRAC）均最高,最大斑块指数（LPI）和连通度指数（CONTAG）最低,视觉景观连通性差、结构不稳定,构景因子的植被比例（VE）和植被建筑比例（R）最低,建筑比例（BU）最高,形状和边界的复杂主要体现在硬质要素（建筑和道路）上,整体美学质量差,可观赏性不高;②中等异质质量景观（类型Ⅱ）:视觉景观异质性中等,整体稳定性、连通性、建筑和植被比例均中等,SHAPE和FRAC最低,景观美学质量仅次于类型Ⅰ景观;③低异质、高质量景观（类型Ⅲ）:视觉景观异质性最低,PD,SHDI,SIEI,SPLIT及BU最低;LPI,CONTAG及VE和R最高且SHAPE,FRAC与景观Ⅰ相似,整体稳定性强,连通性高,植被丰富,植被斑块边界和形状富有一定的变化,公众喜好度最高。由此可见,随着视觉景观异质性增强,城镇森林的美学质量显著下降,而增加视野中的植被可提高美景度,相反,增加建筑比例则会降低美景度。     

叶生态特征及其相关性对下垫面热效应的生态权衡

为研究植物叶性状及其相关关系对城市下垫面热效应的响应及其生态权衡策略,以生长在6种典型城市下垫面(沥青、水泥、荷兰砖、大理石、嵌草砖和自然地表)环境中的3种常见绿化树种(洋白蜡、国槐和臭椿)为研究对象,测定其叶功能性状指标。结果表明：比叶面积、叶绿素含量、气孔面积、气孔开度及叶氮磷比均随着环境地表温度的增大总体上呈现先增加、后减小的趋势,城市下垫面从大到小依次为嵌草砖地表、自然地表、大理石地表、水泥地表、荷兰砖地表、沥青地表。而叶干物质含量、叶组织密度、气孔密度及叶脉密度、叶氮含量、叶磷含量则呈相反的变化规律,城市下垫面从大到小依次为沥青地表、荷兰砖地表、水泥地表、大理石地表、自然地表、嵌草砖地表。叶性状间表现了一定的相关关系,其中,比叶面积与叶干物质含量、叶组织密度与气孔密度间呈极显著的负相关关系(P<0.01),与叶氮含量、叶磷含量呈显著的正相关关系(P<0.01)。叶干物质含量与叶组织密度、叶脉密度和叶氮含量存在极显著的正相关关系(P<0.01)。气孔密度与气孔面积、气孔开度间存在显著的负相关关系(P<0.05),而与叶脉密度间存在显著的正相关关系(P<0.05)。气孔面积与叶氮含量间存在显著的正相关关系(P<0.05),与叶组织密度呈极显著的正相关关系(P<0.01)。随着地表温度的升高,植物叶性状间的相关性呈现先增、后减的趋势,小幅度升温总体上有利于加强叶功能性状间的相关性,而温度过高则明显降低其相关关系。城市生态系统中,植物叶片具有低的比叶面积、叶绿素含量、气孔面积、气孔开度和叶氮磷比,高的叶干物质含量、叶组织密度、气孔密度、叶氮含量和叶磷含量,进一步验证了城市生态系统中叶经济谱的存在,并在该谱系中属于“快速投资-收益”型。     

3种典型绿化植物叶功能性状对大气污染的响应及其叶经济谱分析——以北京市为例

为了解植物叶功能性状对大气污染的响应,以生长在北京市海淀区轻度污染区的海淀万柳(E1)、交通尾气重度污染区的西直门(E2)及相对清洁区的奥林匹克森林公园(CK)的典型绿化树种国槐Sophora japonica、栾树Koelreuteria paniculata和白蜡Fraxinus pennsylvanica为研究对象,测定植物叶片功能性状,进一步研究其权衡策略并分析叶经济谱的位置。结果表明:1)3个研究点的主要大气污染物SO_2、NO_2、PM₁₀和PM_2.5浓度存在显著性差异,表现为E2>E1>CK(P<0.05)。2)随着大气污染程度的增大,3种典型绿化植物的比叶面积(specific leaf area,S_SLA)、叶绿素含量(cholrophyll,C_CHL)和气孔面积(stomatal size,A_SS)显著降低,表现为CK>E1>E2(P<0.05),气孔开度(stomatal aperture,D_SA)也呈下降趋势,但未达到显著水平;叶干物质含量(Leaf dry matter content,C_LDMC),叶组织密度(leaf tissue density,D_LTD)及气孔密度(stomatal density,D_LTD)显著增大,排序表现为E2>E1>CK(P<0.05)。3)3个典型绿化树种的叶功能性状间存在相对一致的相关关系,SSLA与C_LDMC、D_LTD及D_SD间存在显著的负相关关系(P<0.05),C_LDMC与D_LTD、D_SD存在极显著正相关性(P<0.01);D_LTD与D_SA间存在显著正相关性(P<0.05);D_SD与A_SS、D_SA分别呈负相关关系,但差异不显著(P>0.05),相关性与全球尺度上的性状关系基本一致。4)研究认为,全球叶经济谱在城市大气污染的特殊环境下也同样存在,且总体上位于低的S_SLA、ASS、D_SD和_CCHL,高的C_LDMC、D_LTD、D_LTD的"快速投资-收益型"一端。