摘要：文章以重慶市主城區22個常見綠化樹種為研究對象，通過蒸餾水浸泡法測定凋落葉的持水特性;再通過測定不同樹種凋落葉的性狀，分析其與凋落葉持水特性之間的關系。結果表明：隨著浸泡時間的增加，所有樹種凋落葉的吸水量呈對數增加;不同樹種凋落葉的標準持水力(浸泡1 h)和最大持水力(浸泡24 h)均存在顯著差異(P<0.001)，其中黃葛樹的標準持水力最大(90.5±2.1)%，鴛鴦茉莉的最大持水力最大(268.0±22.5)%，而蚊母樹的標準持水力(5.8±0.4)%和最大持水力(21.3±2.3)%均最小;標準持水力和最大持水力均與葉干物質含量呈顯著負相關關系，最大持水力還與比葉面積呈顯著正相關關系，說明葉的性狀可以預測其凋落葉的持水力特性。基于研究結果，在城市綠地中選擇種植鴛鴦茉莉、紅背桂、金絲桃、梔子花等灌木，以及黃葛樹、廣玉蘭等喬木將更有利于提高城市森林凋落物層的水源涵養能力。研究結果可為提升城市綠地水源涵養功能的樹種選擇提供參考。

　　關鍵詞：綠化樹種，凋落葉，葉片性狀，持水特性，水源涵養

　　森林通過林冠層、凋落物層和土壤層攔蓄降水、調節地表徑流和凈化水質，從而在水土保持和水源涵養方面為人類提供重要的生態系統服務[1-4]。凋落物層不僅通過分解為植物生長提供養分，還具有重要的水文調節功能[3，5]。凋落物層通過截留和吸收降水，抑制土壤水分蒸發，增強地表和土壤的持水能力，在森林水源涵養和水土保持方面發揮著重要作用[6]。已有研究表明，凋落物的清除將使地表枯枝落葉層的降水截留量減少，導致洪峰流量增加[7]。目前，關于自然森林生態系統中凋落物持水特性的研究較多，主要關注不同區域不同森林類型中凋落物的蓄積量及其持水特性[8-11]。雖然城市綠化樹種的凋落物同樣可能對城市生態系統的水循環產生一定的影響，但這方面的研究還很缺乏。城市化發展過程中高強度的人工建設使城市不透水地面增加，地表保水性和透水性降低，城市內澇問題時常發生[12-13]。在生態文明建設背景下，為應對上述問題，我國正在大力推進“海綿城市”建設，通過建設雨水花園、人工濕地、綠化屋頂、下沉式綠地、植草溝、生態公園等城市綠地，利用植被帶滯留與吸收下滲雨水的方式改善城市水循環[14-15]。綠地植物可以截留和緩沖降雨，其凋落物有助于減小地表徑流和凈化水質[16-18]，但對城市綠化樹種凋落物的持水能力特性方面還鮮有研究。本研究以重慶市主城區常見的22個綠化樹種為研究對象，通過室內浸泡實驗量化不同樹種在持水力方面的差異，期望可以為面向水源涵養考量的城市綠化樹種選擇提供參考。此外，通過測定一些容易量化的凋落葉性狀，分析其與凋落葉持水特性之間的關系，為簡單的預測不同樹種凋落葉的持水能力特性提供指標。

　　1 研究區概況及研究方法

　　1.1 研究區概況

　　重慶市主城區(106°13′～106°45′E，29°23′～29°48′N)位于中國西南部，長江與嘉陵江交匯的區域，包括渝中、江北、南岸、渝北、沙坪壩、九龍坡、巴南、大渡口和北碚9個區。該區域屬亞熱帶季風性濕潤氣候，年均氣溫在19.0 ℃以上，年均降水量在1 000～1 450 mm，全年日照總時數1 000～1 200 h，無霜期長，云霧較多，具有冬暖春早夏熱秋涼的氣候特點[19-20]。重慶市地貌以丘陵、山地為主，素有“山城”之稱，其特有的山地地貌使重慶城市綠化建設形成公園綠地、道路綠地、附屬綠地與立體綠化于一體的特點，綠化覆蓋率逐年增加[19]。重慶市綠化樹種豐富，常見的綠化喬木包括黃葛樹(Ficus virens)、小葉榕(Ficus microcarpa)、香樟(Cinnamomum camphora)、廣玉蘭(Magnolia grandiflora)等[20-22]。

　　1.2 研究方法

　　1.2.1 樣品采集

　　本研究以重慶主城區常見的22種綠化樹種為研究對象，包括小葉榕、黃葛樹、樂昌含笑(Michelia chapensis)、白蘭花(Michelia alba)、廣玉蘭、天竺桂(Cinnamomum japonica)、香樟、秋楓(Bischofia javanica)、紅葉石楠(Photinia serrulata)、桂花(Osmanthus fragrans)、蒲桃(Syzygium jambos)、杜英(Elaeocarpus decipiens)、含笑(M. figo)、紅背桂(Excoecaria cochinchinensis)、蚊母樹(Distylium racemosum)、梔子花(Gardenia jasminoides)、鴛鴦茉莉(Brunfelsia acuminata)、南天竹(Nandina domestica)、月季(Rosa chinensis)、金絲桃(Hypericum monogynum)、臘梅(Chimonanthus praecox)、龍牙花(Erythrina corallodendron)。選用的凋落葉在重慶大學校園綠地中收集，凋落葉收集方法為：在地面挑揀近期凋落的葉片，選取無分解痕跡、無破損和無病蟲害的新鮮凋落葉，每個樹種凋落葉的收集來源不少于5個植物個體。

　　1.2.2 凋落葉持水特性測定

　　本研究使用蒸餾水浸泡法測定凋落葉的持水能力。每個樹種凋落葉隨機挑選10片，置于65 ℃烘箱中干燥48 h至恒重，用精度為0.001 g的電子天平稱重，該重量即為葉片的干重。后將每個干燥的葉片完全浸泡在裝有蒸餾水的大燒杯中，間隔一段時間將葉片取出，用吸水紙吸走葉片表面的水分后稱重，稱重完成后放回繼續浸泡，依次進行直到實驗結束。取出稱重的時間間隔為0.5、1、2、4、6、8、10、24 h。

　　根據以上實驗數據分別計算以下吸水特性指標：單位質量凋落物在不同浸泡時間后的吸水量(Qt)、標準持水力(WHCstd)、最大持水力(WHCmax)。根據相關文獻，標準持水力和最大持水力分別用凋落葉浸泡1 h和24 h后單位質量凋落葉的吸水量占其干重的百分比表示[23-24]，具體計算公式如式(1)至式(3)：

　　式(1)至式(3)中，M0為烘干凋落葉的質量即干重，Mt為凋落葉浸泡t小時后的質量，M1為凋落葉浸泡1 h后的質量，M24為凋落葉浸泡24 h 后的質量。

　　1.2.3 凋落葉性狀測定

　　測定的凋落葉性狀包括葉片厚度、葉面積、比葉面積和干物質含量。葉片厚度使用厚度計對新鮮的凋落物進行直接測量，每一葉片避開主葉脈位置重復測量3個位點，計算均值作為該葉片的厚度值。使用掃描儀對新鮮的凋落葉進行掃描，然后在ImageJ軟件中計算葉面積的大小。然后將葉片置于65 ℃烘箱中烘干48 h測得其干重，葉面積除以葉干重即為比葉面積。干物質含量即葉片干重占其濕重的百分比。

　　1.2.4 統計分析

　　用單因素方差分析(one-way ANOVA)檢驗22個樹種間的持水特性(標準持水力、最大持水力)是否存在顯著差異。用自然對數函數方程：Q=aln(t)+b 擬合各樹種吸水量與浸泡時間的關系，方程中a，b為待估參數。用一元線性回歸分析最大持水力、標準持水力與葉片性狀之間的關系。

　　2 結果與分析

　　2.1 不同樹種凋落葉的吸水過程與持水特性

　　通過對22個綠化樹種凋落葉的浸泡實驗，結果發現不同樹種凋落葉的吸水量隨著浸泡時間的變化表現出類似的特征，均是在浸泡初期以非常快的速度吸收水分，在浸泡后期逐漸趨向于飽和(圖1)。自然對數函數方程可以很好地擬合凋落葉吸水量與浸泡時間的關系，除黃葛樹R2=0.86外，其他樹種的R2>0.93 (表1)。

　　從圖2a可知，22個樹種間凋落葉的標準持水力存在顯著差異(F21，198=63.12，P<0.001 )。喬木中的黃葛樹、灌木中的紅背桂的標準持水力顯著大于其他樹種，分別為(90.5±2.1)%和(79.06±3.56)%。喬木中的廣玉蘭和灌木中的鴛鴦茉莉、金絲桃的標準持水力也比較高，僅次于黃葛樹和紅背桂。蚊母樹的標準持水力最小，僅為(5.8±0.4)%。

　　從圖2b可知，22個樹種間凋落葉的最大持水力也存在顯著差異(F21，198=70.62，P<0.001)。灌木鴛鴦茉莉的最大持水力顯著高于其他樹種，達(268.0±22.5)%。金絲桃、紅背桂、梔子花和月季的最大持水力次之。類似于標準持水力，蚊母樹也是最大持水力最小的樹種，僅為(21.3±2.3)%。