杭州市常見道路綠化植物滯塵能力研究

江勝利，金荷仙，許小連

（1. 浙江農林大學園林學院，浙江 臨安 311300；2.《中國園林》雜志社，北京 100835）

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市化進程加快，人類破壞自然和改造自然的規(guī)模增大，與自然的矛盾日益突出，工業(yè)生產(chǎn)帶來的污染，使生態(tài)環(huán)境嚴重惡化，對人們的身心健康造成了很大的影響。粉塵等顆粒物是重要的大氣污染物之一，其隨空氣進入人體肺部，滯留在呼吸道不同部位，損傷粘膜、纖毛，導致慢性鼻咽炎、氣管炎等疾病，還會誘發(fā)慢性阻塞性肺部疾患，最終加劇肺心病死亡率[1]。園林植物是改善環(huán)境的主體，在改善空氣質量、阻滯粉塵等可吸入顆粒物及改善生態(tài)環(huán)境方面起著不可替代的作用。

目前，眾多城市已開展其城區(qū)常見植物滯塵效益的研究，定量分析植物的生態(tài)效益，而杭州還未有相關研究出現(xiàn)。在人們越來越關注環(huán)境質量和身心健康的今天，杭州作為風景優(yōu)美的旅游城市，對其道路綠化植物滯塵效益進行研究意義重大。通過對杭州西湖區(qū)常用道路綠化植物滯塵效益進行研究，定量分析其滯塵能力，篩選出滯塵能力較強的植物，進而為城市道路綠化樹種的選擇及綠化植物滯塵方面生態(tài)服務功能的評估提供一定的參考。

1 研究地概況

杭州地處我國東南沿海的長江三角洲南翼，浙江省省會，也是政治、經(jīng)濟、文化中心，是中國最著名的風景旅游城市之一，自古就有“上有天堂、下有蘇杭”的美譽。杭州市屬亞熱帶季風性氣候，四季分明，溫暖濕潤，其年平均氣溫15.9 ～ 17.0℃，年平均相對濕度76% ～ 81%，年平均降水量1100 ～ 1600 mm，年降雨日130 ～160 d。市域西北部、中部、西南部山區(qū)雨水豐沛，年平均降水量在1500 mm以上，雨日大于160 d，為多雨區(qū)。其植被屬中亞熱帶常綠闊葉林植被帶，全市森林覆蓋率64%，生物種類繁多，僅西湖山區(qū)和西天目山等地植物就有178科790屬1640種，木本植物509種，藤本植物150種。植物區(qū)系的溫帶、亞熱帶東亞區(qū)系成分的特征顯著。植被垂直分布海拔 500m以下的丘陵為常綠闊葉次生林，但多數(shù)丘陵為馬尾松林、毛竹林、人工杉木林；海拔500 ～ 1000 m的低山為常綠落葉闊葉混交林，海拔1000 m以上多落葉闊葉樹。

2 試驗材料與方法

2.1 材料選擇

路面揚塵是造成空氣中懸浮顆粒物污染產(chǎn)生的主要原因之一[1]。本文主要針對杭州西湖區(qū)道路綠化植物進行分析，通過對道路及其綠化植物進行全面調查，選擇出18種常用的綠化植物進行滯塵能力的測定，分析比較各植物滯塵能力的差異，實驗所選植物見表1。

表1 實驗選取植物名錄Table1 The plant list for experiment

2.2 實驗方法

2.2.1 實驗儀器 高枝剪，剪刀，AM300手持式葉面積儀，循環(huán)式真空泵，標簽紙，牛皮紙袋等。

2.2.2 實驗方法 一般認為15 mm雨量可以沖掉植物葉片上的降塵，然后重新開始滯塵[2]。查閱杭州近幾年氣象資料，以每月雨后（雨量15 mm以上）3、6、9、12 d采樣，一般采樣3次或4次，每個樹種選取3棵，草坪類選3個樣塊。采樣時在樹冠四周與內部的上、中、下各部位隨機均勻地采集植物葉片，喬木用高枝剪采樣，闊葉樹30片（大葉10片），草坪類剪取10 cm×10 cm面積范圍內地上部分。采后盡量不要抖動，小心放入袋子中，做好標記備用。

用差重法計算滯塵量。將采集的葉片放于燒杯中，用蒸餾水浸泡2 h，毛刷刷下葉片上附著物。浸泡液在真空泵上用已烘干稱質量（W1）的濾紙抽濾，再將此濾紙60℃烘24 h，用1/10000天平稱質量（W2），兩次質量之差（W2－W1）即為葉片滯留顆粒物的總質量[3]。用AM-300葉面積儀測葉片總面積A，計算葉片單位面積滯塵量（W2－W1）/A，單位g/m2。

3 結果與分析

道路綠化植物作為清除大氣顆粒污染物的重要途徑，越來越廣泛地受到人們的重視，其對減少大氣降塵量和飄塵量的效果顯著[4]。通過杭州西湖區(qū)道路的實地調查，在同一環(huán)境下選擇常見且有代表性的9種行道樹、5種灌木、4種草本植物進行采樣，減小外界環(huán)境對實驗的影響。

3.1 西湖區(qū)常見行道樹滯塵能力的分析

道路兩邊灰塵較大，行道樹在道路中發(fā)揮著舉足輕重的作用，可遮陰，又可發(fā)揮滯塵效益，通過對9種常見行道樹滯塵能力測定，比較分析各樹種在道路綠化中滯塵能力，結果見表2。

表2 西湖區(qū)常見道路綠化植物單位面積滯塵量Table 2 The dust blocking quantity of unit leaf area of common road green species in West Lake district g/m2

從表2看到，單位面積滯塵量較大的為楓香、黃山欒樹，分別為0.5534、0.5434 g/m2；單位面積滯塵量較小的為銀杏、烏桕，分別為0.3287、0.1961 g/m2。植物滯塵能力的顯著差異和其葉面結構有密切的關系[5～8]，楓香、黃山欒樹的葉面較為粗糙，容易滯留空氣中的降塵；而銀杏、烏桕葉面較為光滑，不易于灰塵的滯留。另外，行道樹的樹冠結構，枝葉密度，葉面傾角與其滯塵能力也有一定關系[9]。

劉光立，董希文[10～11]等的研究表明，在相同環(huán)境下，不同類型植物的滯塵能力存在顯著差異，由表2可看出，植物種類不同，發(fā)揮的滯塵作用也不同，這和其葉面結構、樹冠大小、植株高度[12]等都有一定關系。同時，多數(shù)情況下，同一植物葉片上所滯留的灰塵量會隨時間的積累而增加，直至下一次降雨前達到最大值。杭州降雨頻繁，據(jù)歷年降雨日數(shù)統(tǒng)計[13]（表3），杭州秋季多數(shù)情況下10 ～ 12 d將會降雨1次，結合表2每次葉片滯塵量的增加，可以看出多數(shù)道路綠化植物滯塵過程中，其滯塵量不會達最大值，如表2中杜英、楓香等隨時間的增加，其滯塵量總在增加，直至下次降雨，這主要因為在其一次滯塵周期中，滯塵量還未達最大值時受到降雨影響，而進入下一滯塵周期。

表3 杭州市區(qū)歷年秋季降雨日數(shù)Table3 The rainfall days of calendar year in Hangzhou in autumn d

3.2 西湖區(qū)道路常見灌木滯塵能力分析

綠化植物可吸附空氣中粉塵，道路綠化所用的灌木一般高度在40 ～ 200 cm，位于人呼吸高度，其對道路空氣中灰塵的阻滯及人體的健康有很重要的作用。

由表2知，道路綠化所用的灌木中，單位面積滯塵能力大小順序為金邊黃楊、紅葉石楠、紫薇、無刺枸骨、紅花檵木、金邊黃楊和紅葉石楠的滯塵能力最大，分別為1.7451、1.7393 g/m2；滯塵能力最低的為紅花檵木，為1.0118 g/m2；5種灌木的單位面積滯塵量均隨時間的增加而增大。

3.3 草本植物滯塵能力分析

草皮的減塵作用也很重要，生長茂盛的草皮，葉面積為其占地面積的20倍，其根莖與土表緊密結合，不僅固定地表塵土，而且在草坪上沉積了各種灰塵，有風時也不易出現(xiàn)二次揚塵，對減塵有特殊功效[14]。杭州西湖區(qū)道路綠化中，草本主要以沿階草、闊葉麥冬、麥冬草、蘭花三七為主，故本文以這4種草本植物為代表進行滯塵的測定。

從表 2中可以看出，4種所選草本單位面積滯塵量也隨時間的增加而積累，其單位面積滯塵能力最大的是沿階草，為0.8195 g/m2，其次依次為麥冬草、闊葉麥冬、蘭花三七，這與沿階草葉片密度大，植物密集有很大關系。草本植物在城市道路綠化中占有很大的比例，對空氣中灰塵的阻滯也起著很重要的作用。

3.4 喬冠草不同類型植物滯塵能力的比較

在所選道路綠化植物中，喬木、灌木、草本的平均單位葉面積滯塵能力為0.4289、1.5099、0.5337 g/m2，灌木滯塵能力占三者總滯塵能力的61%。因為灌木的高度易于揚塵的阻滯，且灌木葉片較密集，容易滯留空氣中的灰塵。雖然這與吳中能[15]、姜衛(wèi)紅等[16]研究結果不同，他們認為不同類型綠化植物滯塵能力大小順序為喬木 ＞ 灌木 ＞ 草本地被，這些結果的差異與綠化植物所處的環(huán)境、地理位置等有很大的關系。在不同的環(huán)境下，同一植物的滯塵能力不同[17]，植物受到外界環(huán)境的影響不同，車流量、人流量及不可避免的外界條件都會對植物的滯塵產(chǎn)生影響，在車流量大、綠化差的的地方，易引起路面的二次浮塵，增加植物的滯塵量。

3.5 所選18種道路綠化植物的滯塵能力比較

由表2可看出，在同一環(huán)境條件下，所選的18種常見道路綠化植物滯塵能力表現(xiàn)不同，滯塵能力最大的為金邊黃楊，是最小滯塵能力烏桕的9倍，這主要是因為金邊黃楊在道路綠化中通常作為綠籬使用，葉片的密集程度較高，且其高度也在空氣中灰塵含量較高的位置，易于車流等引起的飄塵沉降。

3.6 道路綠化植物不同高度的滯塵能力比較

植物葉片的滯塵能力常受到外界環(huán)境的影響，而在同一環(huán)境下，其滯塵能力與其葉片在垂直方向的高度位置有一定的關系。

通過對同一環(huán)境下 4種常見的道路綠化植物在不同高度的滯塵能力進行測定表明，4種所選植物在其垂直高度上滯塵能力各不相同，但均表現(xiàn)出下部葉片滯塵能力高于中部和上部。因為在道路環(huán)境中，車流量、人流量大，植物葉面的滯塵與粉塵脫落同時存在，容易造成路面較大程度的二次揚塵，因此同株植物葉片低的位置滯塵量明顯高于中部和上部的葉片[18]。

表4 植物不同高度滯塵能力分析Table4 The analysis of dust retention capacity of different height of leaf g/m2

4 結論與討論

（1）所選18種道路綠化植物，滯塵能力最佳的是金邊黃楊，滯塵能力最差的是烏桕。

（2）行道樹單位面積滯塵量較大的為楓香、黃山欒樹，滯塵量較小的為銀杏、烏桕；灌木以金邊黃楊和紅葉石楠的滯塵能力最大，滯塵能力最弱的為紅花檵木；草本植物沿階草單位面積滯塵能力最強。不同類型植物的滯塵能力大小順序為灌木 ＞ 草本植物 ＞ 喬木。

（3）在植物葉片不同高度的滯塵能力研究中，香樟、杜英、紅葉石楠、無刺枸骨均表現(xiàn)為下部滯塵能力最強，其次為中部、上部。

（4）道路綠化植物的滯塵效益研究中，還有一些常見植物未作研究，對這些植物進行滯塵測定，篩選出滯塵能力強的植物，進而大面積運用于城市道路綠化，對城市生態(tài)環(huán)境的改善有重要的作用。同時，空氣中粉塵含量、車流量、風速等因素對于植物滯塵有很大影響，至于其影響機理今后還要做進一步的研究。

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