主要綠化植物滯塵能力的研究——以泰州學(xué)院綠化建設(shè)為例

盧 仝

（泰州學(xué)院 江蘇·泰州 225300）

大氣顆粒污染是環(huán)境污染的主要形式之一，會(huì)直接危害人類健康[1]。綠化植物是城市綠地的重要組成部分,它能夠吸滯粉塵及有害氣體、凈化空氣、改善城市環(huán)境，有著良好的環(huán)境效能和生態(tài)效益[2]。

一、研究區(qū)域概況

泰州市位于長(zhǎng)江北岸，地處江蘇省中部，屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，季風(fēng)明顯，四季分明，雨量充沛，日照充足。全年平均氣溫15℃，平均相對(duì)濕度80%，年降水量1038mm[3]。主要試驗(yàn)區(qū)域?yàn)樘┲輰W(xué)院春暉校區(qū)，位于泰州市海陵區(qū)內(nèi)，地理坐標(biāo)為N32°49′53″，E119°94′51″。學(xué)院北臨南通路，此路段大型機(jī)動(dòng)車流量較大，空氣粉塵顆粒含量較多。

二、材料與方法

1.植物種類和實(shí)驗(yàn)方法的選定

通過(guò)對(duì)校園綠化植物的系統(tǒng)調(diào)查，選取其中針葉喬木選取了圓柏 （Sabina chinensis）， 闊葉喬木為香樟（Cinnamomum camphora）、垂柳（Salix babylonica）、廣玉蘭（Magnolia grandiflora）、大葉女貞（Ligustrum lucidum）等四種，灌木選定夾竹桃（Nerium indicum）、桂花（Osmanthus fragrans）、大葉黃楊（Euonymus japonicus）、杜鵑（Rhododendron simsii）四種，以及紅花酢漿草（Oxalis rubra）、麥冬（Ophiopogon japonicus）、闊葉麥冬（Liriope platyphylla）三種地被植物。十二種植物葉片采集地點(diǎn)集中于校園主要道路兩側(cè)，保證了植物生長(zhǎng)環(huán)境的相對(duì)一致。由于泰州全年時(shí)有降水的氣候條件所限，故采用以七日為一周期，反復(fù)數(shù)次測(cè)定葉片的一周滯塵量，取平均值進(jìn)行分析的實(shí)驗(yàn)方法?？紤]到樣品植物中有落葉植物，故采集時(shí)間為泰州出梅后的夏秋季節(jié)。另外，選取海陵區(qū)人民東路、天德湖公園、s231省道均有種植的大葉女貞、香樟和夾竹桃三種植物進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)，作為校園環(huán)境評(píng)估的參照。

2、葉片樣品的采集

據(jù)研究降水量達(dá)15mm、強(qiáng)度達(dá)10mm·h-1的降雨就可以清除植物葉片表面的積塵。在采集前七天，先進(jìn)行葉片表面的除塵處理。樣品葉片的選擇依據(jù)植物類型的不同有所差別：闊葉喬木在距地2m左右的樹(shù)冠，從東南西北四個(gè)方向各選2至10片作為樣品葉片；圓柏取植株上中下三部分，四個(gè)方向上等量枝葉（每棵樹(shù)約100g枝葉）；灌木和地被植物依據(jù)生長(zhǎng)情況和周圍環(huán)境，每株均勻選定40片葉片作為樣品。同種植物設(shè)置3個(gè)重復(fù)，重復(fù)樣的基本生長(zhǎng)情況需保持一致。用蒸餾水反復(fù)沖洗樣品葉片10-20次，待葉片正反表面清潔，用吸水紙吸干水分，可以看作葉片的積塵量為零。整個(gè)采集過(guò)程自2012年7月16日起至9月28日 （8月雨水較多），共淋洗葉片6次，成功采集葉片4次，2次采集因?yàn)榻涤暧绊懯　?/p>

3.葉片樣品的測(cè)定

（1）葉片滯塵總量的測(cè)定

將置于自封袋中的葉片用鑷子小心取出，依次放入編好號(hào)的大燒杯中，并用去離子水將自封袋內(nèi)壁清洗2-3次，洗滌用水同樣收集至對(duì)應(yīng)燒杯中，其后加入足量去離子水，將葉片在其中浸泡24h，并不時(shí)加以攪拌，保證葉片上的積塵能夠被洗落。葉片小心夾出并沖洗，避免再次沾上灰塵，用濾紙拭干用以測(cè)定葉面積。用已干燥稱重的濾紙將浸洗液和沖洗液過(guò)濾，而后將濾紙置于65℃恒溫烘箱中24h，在次稱量濾紙和過(guò)濾物的總重，前后兩次質(zhì)量之差就是樣品葉片的滯塵總量M。

（2）樣品葉片面積的測(cè)定

對(duì)于闊葉植物采用打孔法進(jìn)行葉片面積的測(cè)定，將同種植物的葉片在同一位置用打孔器打出直徑1cm的圓孔，將全部小圓片和剩余葉片稱重，根據(jù)小圓片質(zhì)量與面積的比值進(jìn)行換算，得到葉片面積S；圓柏、麥冬和闊葉麥冬則采用描形稱重法，在標(biāo)準(zhǔn)方格紙上用鉛筆將葉片輪廓描出，并剪下紙模，進(jìn)行稱重，根據(jù)整紙面積、紙模與整紙質(zhì)量的比值換算出葉片面積S。

（3）單位葉面積滯塵量的計(jì)算

各種綠化植物的單位葉面積滯塵量為葉片滯塵總量M與葉片面積S的比值，統(tǒng)一單位為g·m-2。

三、結(jié)果與分析

此次研究通過(guò)對(duì)校區(qū)十二種植物進(jìn)行的單位葉面積滯塵量的四次測(cè)定，并對(duì)各種植物的平均單位葉面積滯塵量進(jìn)行比較，得出結(jié)果，見(jiàn)表1。

表1 春暉校區(qū)多種植物單位葉面積滯塵量

1.校區(qū)不同類型植物滯塵量的差異

對(duì)表1的數(shù)據(jù)按植物類型進(jìn)行綜合比較分析，認(rèn)為在多數(shù)情況下（由于受測(cè)樹(shù)種的選擇以及測(cè)定時(shí)間集中在夏季，不能代表全部），喬木、灌木、地被植物三者中，以喬木的滯塵能力最強(qiáng)，灌木次之，地被植物的滯塵能力最弱；喬木中常綠喬木的滯塵能力要大于落葉喬木的滯塵能力。產(chǎn)生這種滯塵能力差異的原因，經(jīng)初步分析有：?jiǎn)棠镜娜~面積總和較之灌木和地被植物要大，由于灰塵吸附面積的增加，從而使得喬木具有較高的滯塵能力；喬木能夠減緩周圍風(fēng)速，為葉片的滯塵提供有利條件；喬木和灌木、地被植物相比，其樹(shù)冠的復(fù)層結(jié)構(gòu)使得枝葉分布更具立體性，可以更加有效截留空氣中的懸浮顆粒物；灌木由于植株高度和枝葉結(jié)構(gòu)等方面的特點(diǎn)，能夠比地被植物更好地截留近地面空氣湍流中的顆粒物[1]；落葉喬木多為軟葉樹(shù)種，葉片較薄、葉柄較軟，風(fēng)吹容易抖動(dòng)，而常綠喬木為硬葉樹(shù)種，部分樹(shù)種葉片表面還有皺褶、絨毛或者能夠分泌粘性液體，使得常綠喬木具有更強(qiáng)的滯塵能力。

2.校區(qū)不同樹(shù)種植物滯塵量的差異

不單不同類型的植物滯塵量存在差異，不同的植物截留粉塵的能力也存在差異。比較十二種植物四次單位葉面積滯塵量的平均值(圖1)，可以發(fā)現(xiàn)：?jiǎn)棠局袦m能力由強(qiáng)到弱依次是圓柏、大葉女貞、香樟、廣玉蘭、垂柳；灌木4種植物滯塵能力有強(qiáng)到弱依次是杜鵑、大葉黃楊、夾竹桃、桂花；地被植物中酢漿草滯塵效果最好，闊葉麥冬次之，麥冬最低。

針葉喬木圓柏單位葉面積滯塵量平均值為3.3786g·m-2，是十二種植物中滯塵能力最強(qiáng)的樹(shù)種。通過(guò)圓柏和其他闊葉喬木樹(shù)冠形態(tài)、葉片形態(tài)，分泌物的對(duì)比觀察，發(fā)現(xiàn)圓柏幼時(shí)為針葉，隨樹(shù)齡增長(zhǎng)將全部轉(zhuǎn)變成鱗葉，枝葉排列緊密，葉片會(huì)分泌粘液能夠較好地吸附空氣中的顆粒物。校區(qū)內(nèi)圓柏的樹(shù)冠均為尖塔形，相較其他喬木的樹(shù)冠更為接近地面，由于采集圓柏針葉時(shí)選取其樹(shù)冠的上中下三部分葉片，因此圓柏不僅截留距地較高的空氣中的懸浮顆粒物，還能和灌木一樣吸附部分近地湍流中的顆粒物。

圖1 春暉校區(qū)十二種綠化植物單位葉面積滯塵量

再通過(guò)對(duì)其他植物的對(duì)比研究，如香樟的葉片表面粗糙、杜鵑葉片有絨毛，它們滯塵能力較強(qiáng)，垂柳和桂花的葉片光滑無(wú)絨毛，滯塵能力相對(duì)較弱。我們認(rèn)為影響植物個(gè)體間吸附粉塵能力大小的因素除卻天氣、生長(zhǎng)情況等因素外，還有如下幾點(diǎn)：第一，不同個(gè)體葉片性狀的差異，包括葉片的具體構(gòu)造、葉表面氣孔數(shù)量、葉片表面的粗糙程度、葉片上絨毛、皺褶和分泌物的多少等特征；第二，粉塵與葉片表面親和力以及葉片表面自由能；第三，樹(shù)冠結(jié)構(gòu)、位置，枝葉密集程度，葉面傾角大小等。

3.不同地區(qū)同種植物滯塵量的差異

（1）進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)的地點(diǎn)概況

天德湖公園為新建的城市綠色景觀，綠化覆蓋率較高，空氣質(zhì)量較好；人民東路是鬧市區(qū)內(nèi)綠化覆蓋最好的一條道路，通行車輛多為小型機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車；S231省道泰高路段是連接海陵、高港兩區(qū)一條重要通道，大型機(jī)動(dòng)車車流量較大，包括渣土車、混凝土攪拌車以及各型重卡，空氣質(zhì)量較差，粉塵污染較重。對(duì)上述三個(gè)地點(diǎn)的空氣顆粒污染程度進(jìn)行排序，結(jié)果為S231省道泰高路段＞人民東路＞天德湖公園。

（2）對(duì)照實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析

與春暉校區(qū)的采集測(cè)定工作同期，對(duì)人民東路、天德湖公園、S231省道三個(gè)地點(diǎn)的大葉女貞、香樟、夾竹桃進(jìn)行四次單位葉面積滯塵量的測(cè)定，并求平均值，整理數(shù)據(jù)制成表2；連同表1中的數(shù)據(jù)，將三種植物四個(gè)不同地點(diǎn)的平均滯塵量進(jìn)行對(duì)比分析，得到圖2。

表2 其他地點(diǎn)三種植物單位葉面積滯塵量

圖2 不同地區(qū)三種植物單位葉面積滯塵量

由表2和圖2不難看出：

（1）同種植物在不同的環(huán)境下滯塵能力會(huì)有所不同,隨著周圍環(huán)境中大氣污染物的增多，植物的滯塵能力也會(huì)有所增加，但是增加的滯塵量的大小因植物而異，并無(wú)規(guī)律性變化。

（2）春暉校區(qū)、人民東路兩地的三種植物滯塵量基本接近。春暉校區(qū)大葉女貞、香樟的滯塵量略高于人民東路，但是夾竹桃在人民東路測(cè)定的滯塵量較之在春暉校區(qū)測(cè)定值略高，這與大葉女貞、香樟兩種喬木的測(cè)定結(jié)果不符，可能是因?yàn)椴蓸訒r(shí)間集中在夏季，學(xué)校正值暑假，校區(qū)內(nèi)車輛行人較少，近地面大氣湍流中顆粒物含量要少于人民東路，直接影響了灌木類別的植物的滯塵效果，從而造成夾竹桃在這兩個(gè)地區(qū)滯塵量的差異。

四、結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)泰州學(xué)院春暉校區(qū)多種綠化植物滯塵能力進(jìn)行的研究測(cè)定，結(jié)果顯示不同植物的滯塵能力存在較大差異，以單位葉面積滯塵量為標(biāo)準(zhǔn)，十二種植物滯塵能力排序是圓柏＞大葉女貞＞杜鵑＞香樟＞大葉黃楊＞廣玉蘭＞垂柳＞夾竹桃＞桂花＞酢漿草＞闊葉麥冬＞麥冬。按植物類別排定順序?yàn)椋横樔~喬木＞闊葉喬木＞灌木＞地被植物。

（2）在對(duì)人民東路、天德湖公園、S231省道三地選取大葉女貞、香樟、夾竹桃進(jìn)行對(duì)照研究后發(fā)現(xiàn)同種植物滯塵能力不單與葉片性狀、濕潤(rùn)性、樹(shù)冠結(jié)構(gòu)、枝葉多寡、葉面傾角相關(guān)，還受到植物周圍的生長(zhǎng)環(huán)境、空氣質(zhì)量以及天氣的影響。

（3）結(jié)合對(duì)照區(qū)域的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)春暉校區(qū)的空氣粉塵污染和綠化效果作簡(jiǎn)單評(píng)估，本研究認(rèn)為校園空氣粉塵污染程度與緊鄰鬧市區(qū)公園的人民東路相似，高于天德湖公園，低于S231省道。說(shuō)明春暉校區(qū)及周圍綠化效果良好，有效降低了南通路車行帶來(lái)的粉塵污染。

（4）在研究過(guò)程中，也發(fā)現(xiàn)了一些不足之處：?jiǎn)渭円詥挝蝗~面積滯塵量為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)考慮植物的滯塵能力還不夠，如喬木、灌木等不同類型的植物的總?cè)~面積也有所不同，會(huì)對(duì)植物截留粉塵的效果產(chǎn)生影響，在后繼研究中也應(yīng)考慮通過(guò)總?cè)~面積、植物滯塵總量等參數(shù)對(duì)植物的滯塵能力進(jìn)行衡量；并且要注重實(shí)際應(yīng)用，考慮不同類型不同樹(shù)種的合理配置，構(gòu)建多層次的穩(wěn)定的植物群落，增強(qiáng)植物對(duì)大氣懸浮顆粒物的吸附作用。

[1]王贊紅,李紀(jì)標(biāo).城市街道常綠灌木植物葉片滯塵能力及滯塵顆粒物形態(tài)[J].生態(tài)環(huán)境，2006,15(2):327-330

[2]柴一新,祝寧,韓煥金.城市綠化樹(shù)種的滯塵效應(yīng)——以哈爾濱市為例[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2002,13(9):1121-1126

[3]黃麗娟,盧紅杰.泰州市行道樹(shù)綠化現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策探析[J].泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2010,10(5):75-78