優(yōu)良抑菌樹種及其群落配置概述

蔣 春，蔣薇薇，董筱筠，陸曉麗

(1.江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院，江蘇 南京 211153；2.句容市赤山湖管委會(huì),江蘇 鎮(zhèn)江 212400；3.南通市公路管理處，江蘇 南通 226000)

優(yōu)良抑菌樹種及其群落配置概述

蔣 春1，蔣薇薇2，董筱筠1，陸曉麗3*

(1.江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院，江蘇 南京 211153；2.句容市赤山湖管委會(huì),江蘇 鎮(zhèn)江 212400；
3.南通市公路管理處，江蘇 南通 226000)

對(duì)不同樹種抑菌能力的了解，是合理利用抑菌樹種的前提與基礎(chǔ)，對(duì)于充分發(fā)揮樹木的生態(tài)效益具有重要意義。該文歸納了樹木抑菌功能的應(yīng)用、抑菌能力的測(cè)試方法及不同樹種抑菌能力的差異及其影響因素，并總結(jié)出10個(gè)優(yōu)良抑菌樹種和8個(gè)抑菌樹種群落模式。

抑菌樹種；測(cè)試方法；群落配置

當(dāng)前，工業(yè)加速發(fā)展，人口急劇膨脹，空氣中致病菌增多。經(jīng)檢測(cè)，我國(guó)幾座城市空氣微生物中，有桿菌37種、球菌26種、絲狀菌20種、芽生菌7種，還有真菌和病毒。這些致病微生物導(dǎo)致人類感染疾病的幾率不斷增大。而樹木在生長(zhǎng)發(fā)育過程中，向外釋放的一些低沸點(diǎn)、易揮發(fā)的小分子物質(zhì)具有抑制細(xì)菌的作用，被稱為殺菌素。據(jù)測(cè)定，百貨商場(chǎng)、電影院、醫(yī)院等公共場(chǎng)所，每立方米空氣中含菌量相比于人少樹多的山區(qū)高出47倍之多。綠色植物通過分泌揮發(fā)性殺菌素、滯塵、減弱風(fēng)速等作用直接或間接地凈化空氣中的細(xì)菌或阻止其傳播。許多學(xué)者已對(duì)植物的抑菌作用做了大量的研究[1-17]。本文主要是對(duì)前人的研究進(jìn)行梳理，歸納了樹木抑菌功能的應(yīng)用、抑菌能力的測(cè)試方法及不同樹種的抑菌能力差異及其影響因素，并總結(jié)出10個(gè)優(yōu)良抑菌樹種和8個(gè)抑菌樹種群落模式，為城鄉(xiāng)綠化樹種的選擇和配置提供依據(jù)。

1 樹木抑菌能力的應(yīng)用

樹木具有較高含量的抑菌物質(zhì)和芳香物質(zhì)，具有改善環(huán)境的功能。研究發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的植物都能分泌揮發(fā)性物質(zhì)來抑制或殺滅細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物等。這對(duì)減輕污染(殺菌劑、殺蟲劑的使用)、改善生態(tài)環(huán)境、提高綠化效益具有積極意義。樹木具有保健功能，在某些以空氣傳播的流行性疾病的多發(fā)地，特別是在呼吸道疾病蔓延的地區(qū)，多栽種一些抑菌作用較強(qiáng)的樹種，對(duì)疾病的控制有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。研究認(rèn)為，松樹枝干上流出的松脂即松節(jié)油含有多種碳?xì)浠衔镆约拜破酚?、萜品醇和萜品油烯等揮發(fā)物，人體呼吸這些具有殺菌功能和防腐功能的揮發(fā)物中的某些成分，可殺死寄生在呼吸系統(tǒng)里的能使肺部和支氣管產(chǎn)生感染的各種微生物。

2 樹木抑菌能力的測(cè)試方法

戚繼忠等[7]采用撞擊平皿法,用肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基水平接樣，接樣位置：森林深處林下，以及行內(nèi)樹間或個(gè)體樹冠內(nèi)部；接樣時(shí)間5 min；接樣高度1.5 m。每小樣點(diǎn)同時(shí)重復(fù)采樣3次。在同地形上風(fēng)源細(xì)菌污染最強(qiáng)處設(shè)對(duì)照點(diǎn)。采樣后立即帶回實(shí)驗(yàn)室置于37 ℃生物培養(yǎng)箱中恒溫培養(yǎng)48 h并計(jì)數(shù)，應(yīng)用多元素方差分析法找出主要影響因子。

張浩等[8]采用自然沉降法，l998年10月7～8日，在公園、居住區(qū)和交通干道分別選擇環(huán)境條件基本一致的綠地作為采樣點(diǎn)，以附近無綠化的裸地為對(duì)照，對(duì)空氣中細(xì)菌采樣。在各采樣點(diǎn)，于人體呼吸線高度(約距地面1.2～1.5 m 處)，每間隔l m 連續(xù)放置4～5個(gè)培養(yǎng)皿，在空氣中暴露5 min后，帶回實(shí)驗(yàn)室于恒溫培養(yǎng)箱中37 ℃連續(xù)培養(yǎng)20 h后，對(duì)各培養(yǎng)皿中細(xì)菌菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)，推算單位體積空氣中所含的細(xì)菌數(shù)。

張薇[5]采用活體采氣法。收集樹木揮發(fā)性氣體，利用氣相色譜儀測(cè)定其成分，并對(duì)這些樹種的抑菌物質(zhì)和芳香成分進(jìn)行定量測(cè)定，比較分析不同樹木間氣體揮發(fā)物的種類和含量；再采用紙片擴(kuò)散法測(cè)定上述抑菌成分的抑菌活性，采用試管法確定抑菌物質(zhì)抑制受試菌生長(zhǎng)的最低濃度MIC(最小抑菌濃度)。

3 樹木抑菌能力差異與影響因素

3.1 樹種不同，抑菌效果不同

李曉儲(chǔ)等研究表明，抑制細(xì)菌功能以雪松、側(cè)柏、桂花較強(qiáng)，桂花、側(cè)柏有一定抑制霉菌效果；側(cè)柏、雪松、香樟、龍柏、廣玉蘭、乳源木蓮、水杉、欒樹、銀杏、枇杷對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌活性強(qiáng)，其中以側(cè)柏和乳源木蓮最強(qiáng)；側(cè)柏、雪松、香樟、龍柏、廣玉蘭、枇杷、乳源木蓮、欒樹、水杉、銀杏、三角楓、喜樹、雞爪槭、芍藥等對(duì)大腸桿菌抑菌活性強(qiáng)，其中以雪松、側(cè)柏、香樟最強(qiáng)。

戚繼忠等[10]研究結(jié)果顯示，園林樹種具有較強(qiáng)的清除細(xì)菌能力，其能力大小在不同種類間具一定差異，接骨木、火炬樹、京桃、樹錦雞兒等樹種除菌率小于40%；落葉松、圓柏、垂榆、加楊、華北檉柳等除菌率為40%～80%；油松、大花圓錐繡球除菌率大于80%。

于志會(huì)等[11]研究發(fā)現(xiàn)，供試的30個(gè)園林樹種的抑菌能力均存在著明顯的差異，對(duì)金黃色葡萄球菌抑菌能力由強(qiáng)至弱排在前10位的依次為側(cè)柏、龍爪桑、紅皮云杉、山楂、銀杏、油松、檉柳、復(fù)葉槭、鼠李和接骨木。

褚泓陽等[12]對(duì)12個(gè)樹種的抑菌作用進(jìn)行了研究，認(rèn)為所試樹種均有一定的抑菌作用，抑菌能力大小依次為七葉樹、云杉、圓柏、女貞、油松、核桃、白皮松、石楠、雪松、丁香和懸鈴木。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，七葉樹、云杉、圓柏等抑菌力較強(qiáng)的樹種，其抑菌效果日變化相對(duì)平緩。樹木日抑菌作用最強(qiáng)的高蜂期在下午強(qiáng)日光、高氣溫之后的16時(shí)左右，且闊葉樹成熟葉的抑菌作用大于幼葉。

謝慧玲等對(duì)鄭州多種綠化植物進(jìn)行研究，也發(fā)現(xiàn)27種供試植物均有一定的抑菌作用，抑菌作用較強(qiáng)樹種的有圓柏、雪松、碧桃、核桃、龍柏、側(cè)柏、蠟梅、女貞和銀杏等。.

3.2 樹木抑菌能力影響因素

3.2.1 因樹木的測(cè)定時(shí)間、群落類型、樹木物候的差異而不同 戚繼忠等對(duì)城市園林各立地類型空氣細(xì)菌含量進(jìn)行測(cè)定，并應(yīng)用多元素方差分析法，找出的主要影響因子有測(cè)定時(shí)間、群落類型、樹木物候等，這3個(gè)因子主要通過樹木本身生理生化變化、群落生物學(xué)特點(diǎn)、生長(zhǎng)發(fā)育特性改變著樹冠或林內(nèi)的含菌量，從而對(duì)觀測(cè)指標(biāo)構(gòu)成了顯著影響。如多數(shù)樹種早、晚凈菌能力較強(qiáng)；森林凈菌能力顯著高于單株或單行；樹木盛年期比幼年期和衰退期凈菌力強(qiáng)。這些研究結(jié)果為如何配置抑菌樹種提供了科學(xué)依據(jù)。

3.2.2 隨距離樹木或群落的遠(yuǎn)近而變化 由士江等[13]測(cè)定了圓柏、新疆楊、紅皮云杉等13種園林樹木抑菌作用的有效距離，試驗(yàn)中樹木抑菌有效距離依據(jù)不同接樣距離抑菌率而定。結(jié)果顯示，不同樹木抑菌有效距離存在差異，其中油松的抑菌有效距離最大，大約為5.5 m；圓柏、紅皮云杉、接骨木、新疆楊、白榆、板栗、火炬樹的抑菌有效距離為3.5 m左右；金銀忍冬、五角楓、青海云杉、山杏、山楂次之，有效距離在2 m左右。這為如何確定樹木離目標(biāo)物(如林間人行道)的栽植距離提供了科學(xué)依據(jù)。

3.2.3 不同樹種組合抑菌效果不同 于志會(huì)等[14]選取吉林地區(qū)常見的11個(gè)園林樹種(油松、旱柳、山楂、樹錦雞兒、玫瑰、黃刺玫、圓柏、大圓錐繡球花、金銀忍冬、茶條槭和色木槭)，測(cè)定了不同組合對(duì)金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌的抑制作用。結(jié)果表明，油松+玫瑰+黃刺玫、玫瑰+油松+山楂對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制效果最好(抑菌率50%以上)；金銀忍冬+圓柏+色木槭、茶條槭+圓柏+色木槭對(duì)表皮葡萄球菌的抑制效果最好(抑菌率70%以上)。

4 優(yōu)良抑菌樹種及其群落配置

4.1 10種優(yōu)良抑菌樹種[3,5-15]

綜合上述學(xué)者的研究，結(jié)合自己的研究工作，筆者總結(jié)出10種適合江蘇地區(qū)生長(zhǎng)、且抑菌能力強(qiáng)的樹種，即側(cè)柏[Platycladus orientalis (L.)Franco]、雪松[Cedrusdeodara(Roxb.) G.Don]、香樟[Cinnamomum camphora (L.)Presl]、龍柏[Sabinachinensis(L.) Ant.cv Kaizuca]、銀杏(Ginkgobiloba)、水杉(Metasequoiaglyptostroboides)、廣玉蘭(Magnoliagrandiflora)、枇杷[Eriobotrya japonica (Thunb.)Lindl.]、桂花(Osmanthus fragransLour.)及石楠( Photinia serrulata)。

4.2 優(yōu)良抑菌群落配置

植物群落是同種、不同種植物個(gè)體的組合，通過分泌萜類、有機(jī)酸等物質(zhì)殺死細(xì)菌、真菌等，使群落內(nèi)部和周邊空氣含菌量大大減小。此外，其減噪、滯塵、固碳釋氧等生態(tài)環(huán)境效應(yīng)值的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果也表明，林地生態(tài)環(huán)境效應(yīng)與樣地模式的植物群落配置模式密切相關(guān)。因此，合理的植物群落配置對(duì)提高抑菌效果、改善環(huán)境具有重要意義。

4.2.1 群落配置原則[15]抑菌樹優(yōu)先原則。不同樹種之間的抑菌效應(yīng)差異巨大，綠地中抑菌力強(qiáng)的樹種較多，可大大提升其抑菌效應(yīng)。在營(yíng)造居住區(qū)環(huán)境時(shí)應(yīng)多選一些如香樟、桂花、廣玉蘭、石楠、枇杷等抑菌能力強(qiáng)的樹種。

常綠樹優(yōu)選原則。落葉樹秋冬季葉片凋落，抑菌效果減弱，常綠裸子植物及一些常綠闊葉樹種如廣玉蘭、女貞、枇杷、桂花、石楠等，四季抑菌均好，應(yīng)優(yōu)先選擇。在綠地植物配置中提高常綠樹種的比例，可有效增強(qiáng)綠地對(duì)居民的保健作用，對(duì)秋冬季環(huán)境空氣質(zhì)量的改善有重要作用。

小喬木灌木優(yōu)選原則。試驗(yàn)證明，小喬木和灌木組合能更有效地抑殺細(xì)菌，較多大喬木和灌木配置的綠地雖能從不同高度抑菌，但因其郁閉度高，通風(fēng)、光照差，其抑菌效應(yīng)并不太好。所以，以小喬木和灌木為主，適當(dāng)點(diǎn)綴大喬木的群落結(jié)構(gòu)模式較好。

生物多樣性原則。由于不同樹種揮發(fā)物只能抑滅某些特定的細(xì)菌類群，一個(gè)群落物種多樣就能同時(shí)抑滅多類細(xì)菌，也有利于病蟲害的隔離，有利于群落結(jié)構(gòu)的生態(tài)穩(wěn)定。

4.2.2 群落配置模式推薦 羅英等[16]對(duì)秋冬季江蘇淮安市城市街道不同配置模式的植物群落抑菌功能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，秋季10月上旬不同植物群落均具有一定的抑菌作用，篩選出了2個(gè)抑菌效果較好的群落，即(1)淮海西路的群落：?jiǎn)棠緦訛榇笕~櫸樹(Zelkova schneideriana)和雪松，灌木層為紫荊(Cercis chinensis)和大葉黃楊(Euonymus japonicusThunb.)，地被為蔥蘭(Zephyranthes candida)。該群落抑菌率達(dá)51.93%；(2)北京北路的群落：?jiǎn)棠緦訛閺V玉蘭，灌木層為石楠。該群落抑菌率達(dá)47.10%。以淮安市居住區(qū)不同配置的植物群落為樣，采用自然沉降法測(cè)定并分析了其抑菌功能。結(jié)果表明：?jiǎn)坦嗯渲镁G地有著明顯的抑菌效應(yīng)，群落的抑菌效果因樹種及環(huán)境因子差異而不同，常綠樹種在冬季仍發(fā)揮較好的抑菌功能。從其測(cè)試的13個(gè)樹種配置模式中總結(jié)出抑菌率排名前3位的配置模式，即(1)小喬木層為桂花、石楠，灌木層為山茶(Camellia japonicaL.)、海桐[Pittosporumtobira(Thunb.) Ait.]，地被層為大葉黃楊(其中桂花14株)。該群落抑菌效應(yīng)強(qiáng)于其他喬灌配置的綠地，抑菌率達(dá)到63.24%；(2)喬木層為樸樹(Celtissinensis)、廣玉蘭，小喬木層為桂花，灌木層為山茶、海桐、南天竺(NandinadomesticaThunb.)，該群落抑菌率達(dá)到57.89%；(3)喬木層為鵝掌楸[Liriodendron chinense (Hemsl.)Sarg.]、廣玉蘭，小喬木層為桂花、石楠，灌木層為海桐、山茶，地被層為毛鵑(Rhododendron pulchrum)、紫葉小檗(Berberis thumbergiif.atropurpureaRehd.)，該群落抑菌率達(dá)到55.24%。

張浩等按照大氣生物監(jiān)測(cè)的方法和要求，選擇了上海市區(qū)的交通干道、公園和居住區(qū)的主要類型綠地，對(duì)綠地降低氣挾菌數(shù)量的生態(tài)效應(yīng)進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明，綠地結(jié)構(gòu)、植物種類配置是影響綠地降低氣挾菌數(shù)量效應(yīng)的主要因素。從其測(cè)試的15個(gè)植物群落中篩選出抑菌效果排名前3位的群落配置模式，即(1) 喬木層為懸鈴木(Platanus orientalisL.)、雪松，灌木層為瓜子黃楊[Buxussinica(Rehd.et Wils.) M.Cheng]，地被層為麥冬(Ophiopoganjaponicus)，抑菌率達(dá)到63.32%；(2) 喬木層為銀杏、桂花，中層為孝順竹[Bambusa multiplex (Lour.)Raeuschel]，地被層為二月藍(lán)(Orychophragmus violaceus)，抑菌率達(dá)到81.53%；(3) 喬木層為香樟，中層為孝順竹，灌木層為八角金盤[Fatsiajaponica(Thunb.) Decne.et Planch.]，地被層為狗牙根[Cynodon dactylon (L.)Pers.]，抑菌率達(dá)到84.32%。

這些群落配置模式四季抑菌效果都比較明顯，可應(yīng)用于村鎮(zhèn)公共綠地、醫(yī)院、居住區(qū)、道路、垃圾填埋場(chǎng)、食品加工廠周邊等細(xì)菌較多的生態(tài)敏感區(qū)。

5 結(jié)語

人們可根據(jù)抑菌樹木抑菌能力的強(qiáng)弱，合理地將其栽植于不同抑菌度需求的場(chǎng)所，如抑菌能力最強(qiáng)的樹種可栽植于醫(yī)院、城市街道等人口稠密、細(xì)菌量較多的地方，抑菌能力較弱的樹種則可用于人口密度小、細(xì)菌量較少的城郊村鎮(zhèn)等。無論是單一配置，還是群落配置，在考慮其抑菌效率的同時(shí)，還應(yīng)全面考慮到其他生態(tài)需求(如綠地遮光效率、降溫效率、增濕效率、固碳釋氧效率、植物間他感作用等)，以及影響抑菌效果的各種因素(如樹種自身抑菌能力、發(fā)育時(shí)期、群落類型、季節(jié)、通風(fēng)、光照等)。展望未來，尤其是在城鄉(xiāng)綠化及環(huán)境治理方面，抑菌樹種有著廣泛的應(yīng)用前景，十分值得園林研究工作者們重視。

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1001-7380(2014)04-0050-04

2014-03-31;

2014-04-22

江蘇省科技支撐計(jì)劃(社會(huì)發(fā)展)“村鎮(zhèn)人居環(huán)境中生態(tài)敏感區(qū)植被構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究”(BE2013731)

蔣 春(1973-)，男，江蘇鹽城人，助理研究員，碩士，主要從事園林植物的保健功能研究，風(fēng)景、園林規(guī)劃設(shè)計(jì)與理論研究。

*通信作者：陸曉麗(1965-)，女，江蘇南通人，主要從事公路綠化研究，E-mail:zwqo6@hotmail.com。

S788.1

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10.3969/j.issn.1001-7380.2014.04.013