北京市9種常見綠化樹種吸收積累SO2能力研究

王榮新，辛學(xué)兵，裴順祥，郭 嘉，吳 迪

(中國林業(yè)科學(xué)研究院華北林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心， 北京 102300)

北京市9種常見綠化樹種吸收積累SO2能力研究

王榮新，辛學(xué)兵*，裴順祥，郭 嘉，吳 迪

(中國林業(yè)科學(xué)研究院華北林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心， 北京 102300)

[目的]探究北京市9種常見綠化樹種吸收積累SO2能力，擇優(yōu)篩選凈化大氣理想樹種，為未來北京城區(qū)綠化結(jié)構(gòu)調(diào)整提供科學(xué)依據(jù)。[方法] 采用BaSO4比濁法測定北京市9種常見綠化樹種在不同污染條件下葉片硫含量，通過計算相對吸硫量并利用平均污染指數(shù)法評價其對SO2的吸收凈化能力，比較相互間差異性，篩選出吸收凈化SO2能力強(qiáng)的樹種。[結(jié)果]表明：①不同污染條件下，同種綠化樹種葉片硫含量及相對吸硫量普遍存在顯著性差異，隨著環(huán)境污染水平的增強(qiáng)，葉片硫含量和相對吸硫量呈現(xiàn)逐漸增高的趨勢；②相同污染條件下，不同綠化樹種吸收凈化SO2能力普遍存在顯著性差異，表現(xiàn)為旱柳吸收能力極強(qiáng)，其平均相對吸硫量2.38 mg·g-1，平均污染指數(shù)為2.23；國槐吸收能力強(qiáng)，其平均相對吸硫量1.18 mg·g-1，平均污染指數(shù)為2.09；臭椿、黃櫨、毛白楊、色木槭吸收能力中等；榆樹、側(cè)柏、油松吸收能力相對較弱。[結(jié)論] 不同污染環(huán)境條件下，同種綠化樹種葉片硫含量和相對吸硫量均呈現(xiàn)出隨著環(huán)境污染水平逐漸的增強(qiáng)而逐漸升高的趨勢；而在相同污染環(huán)境條件下，不同綠化樹種葉片硫含量和相對吸硫量均存在顯著性差異。旱柳和國槐可以作為北京市城市綠化用以凈化SO2的理想樹種。

關(guān)鍵詞：SO2；綠化樹種；硫含量；相對吸硫量；吸收積累能力；北京

北京市作為我國政治、文化、國際交往、科技創(chuàng)新中心，建國以來高速發(fā)展成為國際性大都市。高速發(fā)展的同時也帶來了相應(yīng)的環(huán)境問題，首當(dāng)其沖的就是大氣污染問題[1]。SO2是大氣污染物中主要污染物之一，具有危害影響廣、數(shù)量大的特點(diǎn)，不僅能夠促進(jìn)酸雨的形成，腐蝕城市基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)施、藝術(shù)品等，而且能夠直接對人體的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生危害[2]。園林綠化樹木是城市生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，具備吸收一定濃度范圍內(nèi)的大氣污染物尤其是SO2的能力，這一點(diǎn)在許多專家學(xué)者研究中得到證實(shí)[3-6]。不同樹種的環(huán)保功能不同，吸收凈化SO2的能力也不盡相同[7]，所以對本土常見綠化樹種吸收凈化SO2能力做針對性研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

有關(guān)綠色植物與SO2的相關(guān)關(guān)系研究較多，如高吉喜等[8]研究了SO2對植物新陳代謝的影響；Simonnich[9]探究并證實(shí)植物吸收是清除大氣中硫化物等污染物的主要途徑；陳卓梅等[10]對比分析了42種綠色植物對SO2的抗性并做深入研究；一些國內(nèi)外專家學(xué)者[11-13]進(jìn)一步通過實(shí)地調(diào)查并在污染環(huán)境中進(jìn)行栽培實(shí)驗(yàn)，利用人工熏氣法結(jié)合植物生理指標(biāo)深度分析了抗性機(jī)理。以上研究多為從植物生理層面探討植物與SO2的關(guān)系，而以篩選凈化SO2城市綠化樹種的針對性研究相對較少，部分學(xué)者[14-19]采用了設(shè)立污染區(qū)及清潔區(qū)計算植物相對吸硫量的方法，進(jìn)而評價綠色植物吸收SO2的能力，本方法能很好的排除其他因素干擾，且應(yīng)用較為廣泛，胡舒等[15-19]采用此方法對我國幾個省市地區(qū)植物對大氣SO2凈化能力及修復(fù)功能做相關(guān)研究，篩選出了一些吸收SO2能力強(qiáng)的樹種，結(jié)果雖對北京市選擇綠化樹種有一定參考性，但就北京市地理位置、污染情況、樹種分布等相關(guān)條件的特殊性，有必要做進(jìn)一步研究。本研究借鑒了這一方法，先采用有便捷的可操作性的BaSO4比濁法[20-21]處理植物葉片樣本測定硫含量，再通過計算出葉片相對吸硫量、平均污染指數(shù)，并分析各污染環(huán)境下各樹種葉片吸收積累SO2的規(guī)律的基礎(chǔ)上，綜合評價被測樹種對SO2的吸收積累能力，篩選出吸收凈化SO2能力強(qiáng)的北京市常見綠化樹種，可以為未來北京城區(qū)綠化提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

北京市地處華北平原北部，位于115.7°～117.4° E， 39.4°～41.6° N，平均海拔43.5 m，為典型的北溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，年平均日照時數(shù)在2 000～2 800 h，年平均氣溫10～12℃，年平均降雨量626 mm，主要集中在6—8月。北京市地帶性植被類型主要以暖溫帶落葉闊葉林及溫帶針葉林為主，樹種豐富，常見樹種主要有側(cè)柏(Platycladusorientalis(L.) Franco)、油松(PinustabuliformisCarrière)、旱柳(SalixmatsudanaKoidz)、榆樹(UlmuspumilaL.)、國槐(SophorajaponicaLinn.)、毛白楊(PopulustomentosaCarr.)等。

1.2 研究方法

1.2.1 樣區(qū)選擇 以北京市環(huán)保局公布的2009—2013年北京市環(huán)境狀況公報中各行政區(qū)SO2年度平均濃度分布情況為基本依托，結(jié)合相關(guān)區(qū)域污染源情況分析，最終在北京市內(nèi)城區(qū)、城郊確定選取4個調(diào)查樣地，設(shè)置4種不同空氣污染程度試驗(yàn)樣區(qū)，分別為重度污染區(qū)(海淀區(qū)紫竹院公園及周邊綠地)、中度污染區(qū)(石景山區(qū)老山駕校及周邊綠地)、輕度污染區(qū)(門頭溝區(qū)九龍山及周邊綠地)和清潔對照區(qū)(門頭溝區(qū)魯家山循環(huán)經(jīng)濟(jì)基地及周邊綠地)。以上4個樣區(qū)的空氣中SO2平均濃度分別為35.8、25.6、21.2和19.6 μg·m-3。

圖1 樣區(qū)位置示意圖Fig.1 Sketch of the sample areas

1.2.2 供試樹種選擇 在北京市林業(yè)局公布的北京市城市綠地現(xiàn)有綠化樹種調(diào)查的基礎(chǔ)上，踏查4個調(diào)查樣區(qū)附近綠地植被生長分布情況，遵循所選樹種在北京市內(nèi)應(yīng)用頻次高、分布泛度廣、宜栽性強(qiáng)、生長良好、功能性全面等原則，選取9種常見綠化樹種作為供試材料，分別為側(cè)柏(Platycladusorientalis(L.) Franco)、油松(PinustabuliformisCarrière)、榆樹(UlmuspumilaL.)、國槐(SophorajaponicaLinn.)、毛白楊(PopulustomentosaCarr.)、旱柳(SalixmatsudanaKoidz)、臭椿(Ailanthusaltissima(Mill.) Swingle)、黃櫨(CotinuscoggygriaScop.)、色木槭(AcermonoMaxim.)。為排除生長情況影響，同種樹種在不同污染區(qū)樣本選擇必須滿足樹齡、樹高以及胸徑一致或大致相同，基本情況見表1。

表1 供試樹種的基本情況

1.2.3 樣葉的采集及預(yù)處理 2015年8月3日至6日在北京市內(nèi)所選4個試驗(yàn)樣區(qū)分別對所選9種樹種采取樣葉，同一樣區(qū)同種樹種至少選取3株，并要求所采葉樣植株必須滿足樹齡、樹高以及胸徑一致或大致相同。為排除垂直梯度、風(fēng)向等因素影響，在樹干外圍上中下及東西南北四個方向均勻采摘葉片，每個樣本稱取400 g裝入自封袋中，當(dāng)日帶回實(shí)驗(yàn)室后，首先將自封袋內(nèi)葉片分別放入大量自來水中清洗以清除表面附著物，然后對洗凈葉片使用去離子水沖洗，置于干凈網(wǎng)格架上瀝干水分，置入恒溫烘箱中，溫度設(shè)定80℃溫度放置2～3小時直至烘干。將烘干后的樣本使用粉碎機(jī)進(jìn)一步粉碎后過0.2 mm(80目)篩。最終所得樣本分別標(biāo)記，并放入干燥器中留存待用。

1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制 采用比濁法[20-21]配備標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液濃度分別設(shè)置為0，20，40，60，80，100 μg·ml-1，定容后，通過設(shè)定波長為440 nm的原子吸收分光光度計測定吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。本研究所得標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為，y=47.68x-0.320 5,式中x——溶液吸光度，y——相應(yīng)硫含量，相關(guān)系數(shù)為R2=0.996。

1.2.5 葉片硫含量計算 每次從干燥器中取出一份已標(biāo)記處理后的樣本，準(zhǔn)確稱取0.2g置于100mL三角瓶中，并加入5mL配置好的消化液(1.7g偏釩酸銨，7.5g重鉻酸鉀，1 200mL高氯酸，1 050mL濃硝酸)，待樣品濕潤后，放置在電熱器上逐步升溫至80℃以下加熱，直至消化液呈現(xiàn)為淡綠色且不再冒黃煙而冒白煙，并且溶液中出現(xiàn)淡紅色的沉淀物時停止加熱。冷卻至室溫后，再加入10mL配好的混合酸(由20mL鹽酸，50mL冰醋酸，20mL磷酸混合配制)后過濾，最后稀釋定容至25mL。定容后吸取1.00mL該液體于25mL比色管中，按照標(biāo)準(zhǔn)曲線的方法[20-21]測定。同一樣品設(shè)置3個重復(fù)測定，結(jié)果取其平均值，最后利用公式計算該樣本葉片硫含量：葉片硫含量(mg·g-1)=E*V0/(1000*V*W)

其中，E——標(biāo)準(zhǔn)曲線中查得的相應(yīng)硫含量(μg) ；V0——定容后消化液的總體積(mL) ；V——為比濁測定時用的消化液體積(mL) ；W——分析用的樣品重量(g)。

1.2.6 葉片相對吸硫量與平均污染指數(shù) 葉片的相對吸硫量[22]即被測樹種在各個污染樣區(qū)與清潔對照區(qū)的葉片硫含量的差值。計算相對吸硫量的目的主要是量化綠化樹種對SO2的吸收能力。為了進(jìn)一步評價被測樹種吸硫能力，計算平均相對吸硫量后，采用平均污染指數(shù)法[23-24]計算樹種的平均污染指數(shù)(TW)，將其作為樹種凈化能力的評價指標(biāo)。平均污染指數(shù)計算公式為：

Ci=Cm/Ck

式中，Ci為污染指數(shù)，Cm為采樣區(qū)某種樹的葉片硫含量，Ck為對照區(qū)對應(yīng)樹種葉片硫含量，n為相應(yīng)樹種所處污染區(qū)數(shù)量。

1.2.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 采用SPSS18.0統(tǒng)計分析軟件對測定數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA)、相關(guān)性分析，使用“最小顯著差數(shù)法”進(jìn)行多重比較，使用“組內(nèi)連接”、“歐氏距離法”做系統(tǒng)聚類分析；對聚類分析結(jié)果采用組內(nèi)觀察值數(shù)目不等的單項(xiàng)分組資料的方差分析法；采用originpro8.0軟件制作相關(guān)性示意圖。

表2 北京市不同污染區(qū)域9種供試樹種葉片硫含量的比較

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫英文字母表示樹種間差異性顯著(P<0.05)，同行數(shù)據(jù)后不同大寫英文字母表示污染區(qū)間差異性顯著(P<0.05)。表3同。

2 結(jié)果與分析

2.1 各污染區(qū)被測樹種之間葉片硫含量的比較

2.1.1 不同污染樣區(qū)同種綠化樹種的葉片硫含量的比較 由表2可知，在不同污染程度樣區(qū)間，9種供試樹種葉片硫含量均表現(xiàn)出隨著樣區(qū)污染程度的增加而升高的趨勢，具體表現(xiàn)為在清潔對照區(qū)<輕度污染區(qū)<中度污染區(qū)<重度污染區(qū)。除國槐在重度污染區(qū)與中度污染區(qū)、油松在輕度污染區(qū)與清潔對照區(qū)間表現(xiàn)出無明顯差異外，其他7種被測樹種葉片硫含量分別在重度污染區(qū)與中度污染區(qū)、中度污染區(qū)與輕度污染區(qū)、輕度污染區(qū)與清潔對照區(qū)之間對比均呈顯著性差異(p<0.05)。同種樹種葉片硫含量在不同污染樣區(qū)間變化范圍依次為：側(cè)柏0.79～1.52mg·g-1、油松0.92～1.77 mg·g-1、榆樹0.97～1.73mg·g-1、國槐1.08～3.15mg·g-1、毛白楊1.15～2.46mg·g-1、旱柳1.93～6.98mg·g-1、臭椿0.84～2.01mg·g-1、黃櫨0.88～1.95mg·g-1、色木槭 0.83～1.68mg·g-1。其中，旱柳在清潔對照區(qū)與重度污染區(qū)差異最為明顯，差值達(dá)到5.05mg·g-1；而側(cè)柏差值最小，為0.73 mg·g-1。

2.1.2 相同污染樣區(qū)不同綠化樹種的葉片硫含量的比較 進(jìn)一步分析表2，在相同污染程度樣區(qū)內(nèi)對不同綠化樹種進(jìn)行分析比較，被測9種綠化樹種的葉片硫含量即積累硫元素的能力總體上表現(xiàn)出旱柳、國槐、毛白楊3種樹種均高于其他樹種，側(cè)柏均為最低的規(guī)律，且均呈顯著性差異(p<0.05)。重度污染區(qū)內(nèi)葉片硫含量從大到小的順序?yàn)椋汉盗?國槐>毛白楊>臭椿>黃櫨>油松>榆樹>色木槭>側(cè)柏，浮動范圍在6.98～1.52 mg·g-1之間，除油松與榆樹間差異不顯著外均呈現(xiàn)顯著性差異；中度污染區(qū)內(nèi)葉片硫含量從大到小的順序?yàn)椋汉盗?國槐>毛白楊>黃櫨>臭椿>色木槭>油松>榆樹>側(cè)柏，浮動范圍在3.27～1.23 mg·g-1之間，除臭椿與黃櫨差異不顯著外均呈現(xiàn)顯著性差異；輕度污染區(qū)內(nèi)葉片硫含量從大到小的順序?yàn)椋汉盗?國槐>毛白楊>臭椿>黃櫨>榆樹>色木槭>油松>側(cè)柏，浮動范圍在2.67～1.03 mg·g-1之間，各樹種間均呈現(xiàn)顯著性差異。

表3 北京市不同污染樣區(qū)9種供試樹種葉片相對吸硫量及平均污染指數(shù)的比較

2.2 各污染區(qū)被測樹種之間葉片凈化吸收SO2能力比較

2.2.1 不同污染樣區(qū)同種綠化樹種的葉片相對吸硫量的比較 由表3可知，在不同污染程度樣區(qū)間，9種供試樹種葉片相對吸硫量均表現(xiàn)出隨著樣區(qū)污染程度的增加而升高的趨勢，具體表現(xiàn)為在輕度污染區(qū)<中度污染區(qū)<重度污染區(qū)，這與葉片含硫量規(guī)律相同。除榆樹在中度污染區(qū)與輕度污染區(qū)間表現(xiàn)出無明顯差異外，其他8種被測樹種葉片相對吸硫量分別在重度污染區(qū)與中度污染區(qū)、中度污染區(qū)與輕度污染區(qū)、輕度污染區(qū)與清潔對照區(qū)之間對比均呈顯著性差異(p<0.05)。同種樹種葉片相對吸硫量在3種污染樣區(qū)間變化范圍依次為：側(cè)柏0.24～0.73 mg·g-1、油松0.16～0.85 mg·g-1、榆樹0.19～0.76 mg·g-1、國槐0.60～2.07 mg·g-1、毛白楊0.27～1.31 mg·g-1、旱柳0.74～5.05 mg·g-1、臭椿0.44～1.17 mg·g-1、黃櫨0.33～1.07 mg·g-1、色木槭 0.30～0.85 mg·g-1。其中，與葉片含硫量相同的是旱柳變現(xiàn)出差異最為明顯，差值達(dá)到4.31 mg·g-1；而側(cè)柏差值最小，為0.49 mg·g-1。

2.2.2 相同污染樣區(qū)不同綠化樹種的葉片相對吸硫量的比較 進(jìn)一步分析表3，在相同污染程度樣區(qū)內(nèi)對不同綠化樹種進(jìn)行分析比較，被測9種綠化樹種的相對吸硫量即吸收硫元素的能力總體上表現(xiàn)為：旱柳、國槐、毛白楊三種樹種均高于其他樹種，側(cè)柏均為最低的規(guī)律，且均呈顯著性差異(p<0.05)。同樣與葉片含硫量規(guī)律相同。重度污染區(qū)內(nèi)葉片相對吸硫量從大到小的順序?yàn)椋汉盗?國槐>毛白楊>臭椿>黃櫨>色木槭=油松>榆樹>側(cè)柏，浮動范圍在5.05～0.73 mg·g-1之間，除油松與色木槭同樣為0.85 mg·g-1以及側(cè)柏與榆樹間差異不顯著外，其他均呈現(xiàn)顯著性差異；中度污染區(qū)內(nèi)葉片相對吸硫量從大到小的順序?yàn)椋汉盗?國槐>毛白楊>臭椿>黃櫨>色木槭>油松>側(cè)柏>榆樹，浮動范圍在1.34～0.35 mg·g-1之間，除臭椿、黃櫨和毛白楊三者間差異不顯著外均呈現(xiàn)顯著性差異；輕度污染區(qū)內(nèi)葉片相對吸硫量從大到小的順序?yàn)椋汉盗?國槐>臭椿>黃櫨>色木槭>毛白楊>側(cè)柏>榆樹>油松，浮動范圍在0.74～0.16 mg·g-1之間，各樹種間均呈現(xiàn)顯著性差異。

2.2.3 不同綠化樹種平均相對吸硫量及平均污染指數(shù)值比較

由表4方差分析結(jié)果可知，北京市9種被測樹種的平均相對吸硫量和平均污染指數(shù)的P值分別為0.000和0.047，均呈現(xiàn)顯著性差異。以平均相對吸硫量和平均污染指數(shù)兩項(xiàng)指標(biāo)綜合對9種被測樹種吸收凈化SO2能力進(jìn)行評級，進(jìn)行聚類分析。結(jié)果如圖2所示，被測9種綠化樹種在污染區(qū)內(nèi)吸收SO2能力可劃分為四個等級，分別為極強(qiáng)(旱柳)、強(qiáng)(國槐)、中(黃櫨、色木槭、毛白楊、臭椿)、弱(側(cè)柏、油松、榆樹)。具體表現(xiàn)為旱柳吸收SO2極強(qiáng)，其平均相對吸硫量2.38 mg·g-1，平均污染指數(shù)為2.23；國槐吸收能力強(qiáng)，其平均相對吸硫量1.18 mg·g-1，平均污染指數(shù)為2.09；臭椿、黃櫨、毛白楊、色木槭吸收能力中等；而榆樹、側(cè)柏、油松吸收能力相對較弱。不同等級間兩項(xiàng)指標(biāo)均存在極顯著性差異(表5)，表明聚類分析結(jié)果可靠。

圖2 9種供試樹種平均葉片相對吸硫量和平均污染指數(shù)綜合系統(tǒng)聚類分析Fig.2 Cluster analysis of leaf sulfur absorption capacity and average pollution index between 9 species

平均相對吸硫量Averagesulfurcapacity平方和DF均方FP平均污染指數(shù)TW平方和DF均方FP組間37.601218.80127.455 0.000 6.86323.4323.4700.047組內(nèi)16.434240.68523.733240.989總數(shù)54.0362630.59626

表5 聚類分析結(jié)果方差分析

3 討論

SO2是大氣中的主要污染物之一，植物可以通過多種方式直接或間接吸收凈化SO2，不同樹種對SO2的凈化能力也不同[6]。本研究發(fā)現(xiàn)不同污染環(huán)境條件下，同種綠化樹種葉片硫含量存在顯著性差異，具體表現(xiàn)為重度污染區(qū)>中度污染區(qū)>輕度污染區(qū)，與羅紅艷[25]等的研究結(jié)果一致。并可以進(jìn)一步推論出，在一定的SO2污染濃度下，綠化樹種對SO2積累量與其所處環(huán)境中SO2的濃度成正比。由于北京市近年來節(jié)能減排等其他環(huán)保政策實(shí)施效果顯著，SO2污染程度也逐年遞減，達(dá)不到被測植物吸收積累的峰值，故高污染環(huán)境下植物吸硫規(guī)律還需在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中探明。葉片相對吸硫量在重度污染區(qū)與輕度污染區(qū)件差異不顯著外，同種綠化樹種葉片相對吸硫量存在顯著性差異，具體表現(xiàn)為重度污染區(qū)>中度污染區(qū)>輕度污染區(qū)，與王建輝[26]等研究結(jié)果相同，但與胡舒[16]等研究中部分樹種表現(xiàn)出隨著污染程度加深葉片相對吸硫量沒有顯著增加，甚至減少的結(jié)果有所差異，可能與胡舒等所選污染區(qū)SO2濃度較高已達(dá)到綠化樹種吸收SO2的臨界值有關(guān)，也可能因?yàn)榈乩項(xiàng)l件等其他環(huán)境因子不同，導(dǎo)致葉片對SO2的吸收機(jī)理發(fā)生變化，在兩地表現(xiàn)出不同的試驗(yàn)結(jié)果，具體原因有待后期試驗(yàn)查明。

相同污染環(huán)境條件下，不同綠化樹種葉片硫含量存在顯著性差異。與魯敏[3]等在北方地區(qū)研究結(jié)果相同的是旱柳的葉片硫含量均為最高；而與宋彬[24]、胡舒[16]等學(xué)者研究結(jié)果中國槐、毛白楊兩樹種葉片硫含量最低或處于中下等水平不同的是，本研究中國槐、毛白楊均表現(xiàn)出了較高的葉片硫含量，因皆為試驗(yàn)區(qū)鄉(xiāng)土樹種，可排除樹種適生性的影響，初步分析與所選試驗(yàn)植株林齡、空間結(jié)構(gòu)等因子有關(guān)，有待而后進(jìn)一步研究核實(shí)。不同綠化樹種葉片相對吸硫量存在顯著性差異，大小排序雖與葉片硫含量略有不同，但整體上保持了旱柳最高，國槐次之，而油松、榆樹、側(cè)柏排在最后的趨勢，已有研究表明植物葉片的結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、形態(tài)、類型和葉面積都是植物吸收二氧化硫能力的直接影響因子[27]，本研究中兩種針葉樹種側(cè)柏、油松在各項(xiàng)考察指標(biāo)中均位列最后，可見單位葉片質(zhì)量條件下針葉樹種對硫元素尤其是SO2的吸收積累能力較弱。但植物吸收二氧化硫能力只是對大氣環(huán)境質(zhì)量調(diào)控能力的一個指標(biāo)，在進(jìn)行園林、道路等綠化樹種選擇的時候，仍需考慮整體功能性的綜合實(shí)力進(jìn)行分析評價，進(jìn)而更好的為北京市選取種植凈化污染大氣的綠化樹種提供依據(jù)。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，不同污染環(huán)境條件下，同種綠化樹種葉片硫含量和相對吸硫量均呈現(xiàn)出隨著環(huán)境污染水平逐漸的增強(qiáng)而逐漸升高的趨勢；而在相同污染環(huán)境條件下，不同綠化樹種葉片硫含量和相對吸硫量均存在顯著性差異，吸收SO2能力可劃分為四個等級，分別為極強(qiáng)(旱柳)、強(qiáng)(國槐)、中(黃櫨、色木槭、毛白楊、臭椿)、弱(側(cè)柏、油松、榆樹)。旱柳、國槐兩樹種在葉片硫含量、葉片相對吸硫量、平均葉片相對吸硫量、平均污染指數(shù)四項(xiàng)考察指標(biāo)及聚類分析中均排名前二，可見單位葉片質(zhì)量條件下旱柳和國槐在9種被測樹種中對SO2的吸收積累能力最強(qiáng)，可以作為未來北京市城市綠化中用以凈化SO2的理想樹種。

[1] 繆志鵬. 北京空氣污染的經(jīng)濟(jì)學(xué)成因及其治理分析[J]. 時代金融, 2014(10):55-58.

[2] 何 麗. 二氧化硫及其酸雨(霧)對人體的危害[J]. 湖北氣象, 1999(1):42-44.

[3] 魯 敏, 李英杰, 魯金鵬. 綠化樹種對大氣污染物吸收凈化能力的研究[J]. 城市環(huán)境與城市生態(tài), 2002,15(2):7-9.

[4] 歐陽志云, 王如松, 趙景柱. 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其生態(tài)經(jīng)濟(jì)價值評價[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,1999, 10(05):635-640.

[5] 劉艷菊, 丁 輝. 植物對大氣污染的反應(yīng)與城市綠化[J]. 植物學(xué)通報, 2001,18(5):577-586.

[6] 黃會一, 張有標(biāo), 張春興,等. 木本植物對大氣氣態(tài)污染物吸收凈化作用的研究[J].生態(tài)學(xué)報, 1981,1(4):335-344.

[7] 陶久陽, 袁衷利, 張鳳歧, 等. 植物對大氣SO2積累特點(diǎn)與凈化能力的研究[J]. 遼寧林業(yè)科技, 1998(3):29-33.

[8] 高吉喜.二氧化硫?qū)χ参镄玛惔x的影響(Ⅰ)——對氣孔、膜透性與物質(zhì)代謝的影響[J]. 環(huán)境科學(xué)研究, 1997, 10(2):36-39.

[9] Simonich S L, Hites R A. Importance of vegetation in removing polycyclic aromatic hydrocarbons from the atmosphere[J]. Nature, 1994, 370(6484):49-51.

[10] 陳卓梅, 李慶榮, 杜國堅. 浙江省42種園林綠化植物對SO2氣體的抗性及吸收能力研究[J]. 浙江林業(yè)科技, 2007, 27(6):29-32.

[11] Hiroaki Ikeda, Toshiki Natori, Tsumugu Totsuka, Hideo Iwaki. High SO2resistance of Clethra barbinervis established in a smoke-polluted area of Ashio, Tochigi Prefecture, Japan[J]. Ecological Research, 1992(3):363-370.

[12] Madhoolika Agrawal, P. K. Nandi, D. N. Rao. Effect of ozone and sulphur dioxide pollutants separately and in mixture on chlorophyll and carotenoid pigments of Oryza sativa[J]. Water, Air, and Soil Pollution, 1982(4):449-454.

[13] 王麗華, 李 西, 劉 尉, 等. 四種暖季型草坪草對SO2的抗性及凈化能力的比較[J]. 草業(yè)學(xué)報, 2013, 22(1):225-233.

[14] Currie B A, Bass B. Estimates of air pollution mitigation with green plants and green roofs using the UFORE model[J]. Urban Ecosystems, 2008, 11(4):409-422.

[15] Jim C Y, Chen W Y. Assessing the ecosystem service of air pollutant removal by urban trees in Guangzhou (China).[J]. Journal of Environmental Management, 2008, 88(4):665-76.

[16] 胡 舒, 肖 昕, 賈含帥. 不同污染條件下綠化樹種對大氣二氧化硫吸收積累能力的研究[J].北方園藝, 2012(11):69-72.

[17] 潘 文, 張衛(wèi)強(qiáng), 張方秋, 等. 廣州市園林綠化植物苗木對二氧化硫和二氧化氮吸收能力分析[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報, 2012, 21(4):606-612.

[18] 種培芳, 蘇世平. 4種金色葉樹木對SO2脅迫的生理響應(yīng)[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2013, 33(15):4639-4648.

[19] 宋 彬, 王得祥, 張 義, 等. 13種園林樹種葉片解剖結(jié)構(gòu)與其二氧化硫吸收能力的關(guān)系[J]. 西北植物學(xué)報, 2015, 35(6):1206-1214.

[20] 張志杰. 環(huán)境污染生物監(jiān)測與評價[M]. 中國環(huán)境科學(xué), 1991.

[21] 國家環(huán)境保護(hù)總局. 空氣和廢氣監(jiān)測分析方法(第4版)[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2003.

[22] 劉艷菊,丁 輝. 植物葉片相對吸硫量的研究及在綠化中的應(yīng)用[J].城市環(huán)境與城市生態(tài), 2003(2):10-12.

[23] 丁桑蘭. 環(huán)境影響評價概論[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2001.

[24] 宋 彬, 王得祥, 張 義, 等. 延安15種園林樹種葉片硫含量特征分析[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2014,42(5):91-96.

[25] 羅紅艷, 李吉躍, 劉 增. 綠化樹種對大氣SO2的凈化作用[J]. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報,2000, 22(1):45-50.

[26] 王建輝, 劉奕清, 鄒 敏, 等. 永川城區(qū)主要綠化植物葉片含硫量及相對吸硫量研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué).2012,40(20):10577-10580.

[27] Liu L, Guan D, Peart M R. The morphological structure of leaves and the dust-retaining capability of afforested plants in urban Guangzhou, South China.[J]. Environmental Science & Pollution Research International, 2012, 19(8):3440-3449.

(責(zé)任編輯：崔 貝)

Sulfur Dioxide Absorption and Accumulation Capacity of 9 Common Urban Greening Tree Species in Beijing

WANG Rong-xin, XIN Xue-bing, PEI Shun-xiang, GUO Jia, WU Di

(Forestry Experiment Center of North China, Chinese Academy of Forestry, Beijing 102300, China)

[Objective]To choose the ideal greening species for Beijing by evaluating the sulfur dioxide absorption and accumulation capacity of 9 common urban greening tree Species in Beijing, and to provide scientific basis for structure optimization of urban greening in the future. [Method] BaSO4turbidimetry was used to determine the sulfur contents in the sample leaves under different pollutant conditions. Then the relative sulfur absorption capacity and average contaminative index were calculated to evaluate the sulfur dioxide absorption and accumulation capacity. By comparing the dissimilarity, the ideal greening species were screened out. [Result] (1) There is significant difference in sulfur contents and relative sulfur absorption capacity among species under different pollutant conditions. The capacity is positively correlated with the pollution levels. (2) There are obvious differences in sulfur dioxide absorption and accumulation capacity among the 9 species under same pollutant conditions. It is proved thatSalixmatsudanais the best (the average relative sulfur absorption capacity is 2.38 mg·g-1and the average contaminative index is 2.23), followed bySophorajaponica(the average relative sulfur absorption capacity is 1.18 mg·g-1and the average contaminative index is 2.09),Ailanthusaltissima,Cotinuscoggygria,PopulustomentosaandAcermonoare the medium, andUlmuspumila,PlatycladusorientalisandPinustabuliformisare poorer. [Conclusion]SalixmatsudanaandSophorajaponicacould be the ideal species for urban greening in Beijing.

sulfur dioxide, greening tree species; sulfur content; relative sulfur absorption capacity; absorption capacity; accumulation capacity; Beijing

10.13275/j.cnki.lykxyj.2017.03.005

2016-01-30

中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)專項(xiàng)(CAFYBB2014MA017)

王榮新，碩士研究生，主要從事人工林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能研究。電話010-69820652；E-mail:winrx@foxmail.com

* 通訊作者：辛學(xué)兵，副研究員。主要從事森林培育與森林生態(tài)研究。電話010-69843002；E-mail:xinxb01@163.com

S731.2

A

1001-1498(2017)03-0392-07