城市道路綠化植物滯塵能力研究進(jìn)展

陳穎佳+劉中兵

摘要：對(duì)城市道路綠化植物種類和植物群落的滯塵能力及其影響因素的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，并基于研究現(xiàn)狀，提出了進(jìn)一步加強(qiáng)研究的內(nèi)容：即植物高效持續(xù)滯塵機(jī)理和規(guī)律、植物滯塵能力測(cè)定技術(shù)和指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化、植物飽和滯塵量和抗塵能力等方面的研究。

關(guān)鍵詞：城市道路；園林植物；滯塵能力

中圖分類號(hào)：TU986

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：16749944（2017）15002403

1 引言

城市大氣中粉塵污染是城市霧霾天氣形成的主要原因，許多研究已經(jīng)表明植物對(duì)大氣中的粉塵有滯留作用。有關(guān)不同植物滯塵能力，不同植物組成群落滯塵能力的強(qiáng)弱及其影響因素的研究已經(jīng)成為當(dāng)前國內(nèi)外關(guān)于植物滯塵研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，相關(guān)方面的研究資料也較豐富，但是針對(duì)城市道路環(huán)境中植物綠帶滯塵能力的專題深入研究較少。本文旨在通過綜述國內(nèi)城市道路綠化植物滯塵能力研究現(xiàn)狀，為進(jìn)一步開展道路綠化植物滯塵能力研究和充分發(fā)揮城市道路園林綠地在治理大氣中粉塵污染方面的作用提供資料。

通常園林植物的滯塵能力是指單位植物葉面積在單位時(shí)間內(nèi)滯留的粉塵量。無論是喬木、灌木或草本植物的種類或是由它們通過各種植物配置組成的不同植物群落，其滯塵能力均存在較大的差異。

2 道路綠化植物滯塵能力研究現(xiàn)狀

2.1 不同植物種類的滯塵能力

在不同植物種類滯塵能力強(qiáng)弱方面的研究結(jié)果不完全一致，以滯塵能力由強(qiáng)到弱表示，孫敏研究結(jié)果是杜鵑>月季>石楠>金邊黃楊>小葉女貞>紅檵木>火棘>紫薇>山茶>南天竹>桂花>欏木石楠>油茶>海桐[1]。張莉研究結(jié)果是灌木>常綠喬木>落葉喬木，八角金盤>紅花檵木和金葉女貞>小葉黃楊>女貞、桂花、海桐、撒金珊瑚>香樟、法國冬青、二球懸鈴木、銀杏、廣玉蘭、楊樹和雞爪槭[2]。茍亞清等研究結(jié)果是小葉榕>月季和女貞[3]。余曼等研究結(jié)果是喬木（懸鈴木、銀杏）中懸鈴木、小喬木（紫薇、紫葉李、桂花、雞爪槭）中紫薇和紫葉李、灌木（紅花檵木、杜鵑、珊瑚樹、光葉石楠、花葉青木、火棘、梔子、望江南、小葉黃楊、八角金盤）中紅花檵木和杜鵑強(qiáng)[4]。韓敬等研究結(jié)果是喬木>灌木>草本，9種喬木中白蠟>廣玉蘭>馬尾松>梨樹>銀杏>金枝國槐>香樟>紫葉李>垂柳，6種灌木中臘梅、紫薇、大葉黃楊>月季>小檗、女貞[5]。劉青等研究結(jié)果喬木中是羅漢松>紅翅槭>女貞>廣玉蘭>樟樹>杜英>冬青>桂花，灌木中是紅葉石楠>海桐>含笑>大葉黃楊>山茶>小葉女貞>杜鵑[6]。杜雙洋等研究結(jié)果是檜柏>山桃稠李>樟子松>家榆>小葉女貞>連翹>榆葉梅>紫丁香>加拿大楊旱柳[7]。江勝利等研究結(jié)果是灌木>草本>喬木，喬木中楓香最大，以下依次是黃山欒樹、鵝掌楸、香樟、無患子、懸鈴木、杜英、銀杏、烏桕，灌木中金邊黃楊最大，以下依次是紅葉石楠、紫薇、無刺構(gòu)骨、紅花檵木，草本中沿階草最大，以下依次是麥冬草、闊葉麥冬、蘭花三七[8]。俞莉莉等研究結(jié)果喬木中是廣玉蘭>懸鈴木>銀杏>楓楊>女貞>香樟，灌木中是小葉黃楊>珊瑚樹、海桐[9]。張放等研究結(jié)果是金山繡線菊>遼東水蠟>毛丁香>茶條槭[10]。張家洋等研究結(jié)果是闊葉灌木>常綠闊葉喬木>落葉闊葉喬木，金葉女貞、廣玉蘭、八角金盤、海桐、小葉黃楊、構(gòu)樹>女貞、懸鈴木、香樟、紫葉李、珊瑚樹、紫薇、大葉黃楊、銀杏>櫻花、楓楊、楊樹、桃樹、刺槐、雞爪槭[11]。鄭敬剛研究結(jié)果是石楠>小葉女貞>大葉黃楊>海桐>火棘>小葉黃楊[12]。劉穎等研究結(jié)果是金葉女貞>大葉黃楊>棣棠>海棠>迎春>紫葉李>毛白楊>大葉女貞>白丁香>七葉樹>月季[13]。劉海榮等研究結(jié)果是小葉黃楊>小龍柏>沙地柏>大葉黃楊>鳳尾蘭[14]。造成植物物種滯塵能力差異的原因是植物本身生物學(xué)特性、生態(tài)學(xué)特征的不同，植物所處的

周邊環(huán)境不同，以及測(cè)定方法上的差異。在不同類型植物的滯塵能力研究中，因植物所處位置、環(huán)境差異及受研究者主觀因素等影響，導(dǎo)致結(jié)論不同，甚至有較大差異。同時(shí)，由于葉片滯塵受外界環(huán)境干擾較大，植物葉片單位面積滯塵量的變異系數(shù)也較大。選擇滯塵能力強(qiáng)的植物是提高城市道路綠地滯塵效益的首要條件。

2.2 不同植物群落的滯塵能力

相對(duì)于不同植物種類滯塵能力研究而言，不同植物群落滯塵能力的研究特別是在城市道路環(huán)境下不同植物群落滯塵能力的研究較少。但已有的研究表明不同植物以不同方式組成的植物群落的滯塵能力的差異是十分明顯的。馮建軍等研究結(jié)果是植物種類多，喬灌草結(jié)構(gòu)對(duì)TSP的凈化效果比喬灌、喬草、綠籬加樹木2層結(jié)構(gòu)好[15]。茍亞清等研究結(jié)果是小葉榕與月季混種的滯塵量顯著地高于種植小葉榕單種[3]。周志翔等研究結(jié)果是多行復(fù)層綠帶的植物群落滯塵率比單行喬木綠帶高[16]。張靈藝等研究結(jié)果不同植物群落對(duì)pM2.5的滯塵效應(yīng)的強(qiáng)弱順序?yàn)閱滩菪?gt;喬木型>草坪型>喬灌型>喬灌草型>灌草型[17]。這方面的研究結(jié)論較為一致，以喬灌草結(jié)合的類型滯塵效益較好，以喬木為主的復(fù)層結(jié)構(gòu)綠地能最有效地提高綠地的滯塵效益。因此，選擇滯塵能力強(qiáng)的喬灌草植物，并以喬灌草不同生活型植物進(jìn)行合理配置，是提高城市道路綠地滯塵效益的有效途徑。

2.3 植物滯塵能力強(qiáng)弱的影響因素

2.3.1 植物因素

（1）植物種類的影響?，F(xiàn)有多方面研究表明，不同植物滯塵能力的強(qiáng)弱與植物葉表面結(jié)構(gòu)與特性有關(guān)，植物葉片具有表面多皺、表面粗糙、瘤狀或脊?fàn)钔黄鹨约叭~片多絨毛、分泌黏性的油脂和汁液等特性的園林植物滯塵能力較強(qiáng)；植物的樹冠結(jié)構(gòu)、枝葉密度、葉面傾角以及葉綠素含量、光合作用和呼吸作用、植物的生長階段亦對(duì)植物的滯塵能力有較大影響。

（2）植物群落的影響?，F(xiàn)有研究表明植物群落對(duì)植物滯塵能力強(qiáng)弱的的影響主要取決于其群落中植物個(gè)體種類、植物群落結(jié)構(gòu)、植物滯塵面大小、植物郁閉度和疏透度等?，F(xiàn)有研究普遍認(rèn)為復(fù)層結(jié)構(gòu)的喬灌草型群落結(jié)構(gòu)模式滯塵能力最強(qiáng)，可以作為城市綠地優(yōu)先選用的植物群落結(jié)構(gòu)模式。植物滯塵面大小、郁閉度、疏透度對(duì)植物滯塵能力有較大影響，馮建軍等研究結(jié)果是綠化帶寬，植物對(duì)TSP的凈化效果越顯著[15]。殷杉等研究結(jié)果是綠地對(duì)TSP的凈化百分率同植物群落的郁閉度成正相關(guān)，同疏透度成負(fù)相關(guān)關(guān)系；綠地內(nèi)郁閉度的最佳范圍為0.70～0.85，疏透度的最佳范圍為0.25～0.33[18]。

2.3.2 粉塵因素

已有研究表明，不同時(shí)間、不同季節(jié)、不同空間、不同交通狀況的產(chǎn)塵量不同，粉塵濃度不同，影響植物的滯塵能力，粉塵濃度大，植物的滯塵能力則強(qiáng)。高金暉等的研究表明植物種葉片滯塵量在達(dá)到極限值以前受空氣中粉塵含量的影響較大，同種植物葉片的滯塵量會(huì)隨著空氣中粉塵含量的增多而增大[19]。陳偉等的研究表明，在不同位置的檜柏滯塵量排序?yàn)闄C(jī)動(dòng)車道與自行車道分車帶>自行車與人行道分隔帶>公園內(nèi)同株樹面對(duì)街道面>公園內(nèi)同株樹背離街道面[20]。說明不同路段、不同位置的產(chǎn)塵量不同、粉塵濃度不同，植物滯塵效應(yīng)也有較大差異。

2.3.3 環(huán)境因素

大氣氣象因素如植物生長環(huán)境中的溫度、濕度、風(fēng)速、降水量和霧氣情況等，地面環(huán)境因素如地面的地形地勢(shì)、產(chǎn)塵場(chǎng)所、地面揚(yáng)塵潛力、地面揚(yáng)塵動(dòng)力等，通過對(duì)植物與植物群落的生長、環(huán)境產(chǎn)塵量及其分布的影響而對(duì)植物個(gè)體和植物群落的滯塵能力產(chǎn)生較大影響。

3 道路綠化植物滯塵能力研究展望

關(guān)于一般情況下園林植物滯塵能力研究是目前園林植物滯塵能力研究的主要方面，而對(duì)城市道路這種特定情況下園林植物滯塵能力研究則較少。城市道路是人們生活面廣、經(jīng)常流動(dòng)、受影響較大的地帶；是人們流動(dòng)、車輛流動(dòng)、物資流動(dòng)、污廢物質(zhì)流動(dòng)較大因而遭受產(chǎn)塵量大而持久的地帶；是控制著面和立體空間的塵埃量的重要地帶。因此城市道路這種特定情況下園林植物滯塵能力研究對(duì)城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)顯得尤為重要，基于研究現(xiàn)狀，可在以下幾個(gè)方面進(jìn)一步加強(qiáng)研究。

3.1 植物高效持續(xù)滯塵機(jī)理、規(guī)律的研究

植物滯塵機(jī)理方面已進(jìn)行了一些研究，總體上植物通常是以停著、附著和黏附3種方式同時(shí)進(jìn)行滯塵。尚需從研究植物滯塵飽和時(shí)間和持續(xù)能力出發(fā)，加強(qiáng)對(duì)粉塵顆粒物中可溶性成分在葉片上的溶解對(duì)植物形態(tài)特征的影響、顆粒物被植物表皮的吸附、吸收等對(duì)植物結(jié)構(gòu)的影響等的植物滯塵機(jī)理和規(guī)律的研究。

3.2 植物滯塵能力測(cè)定技術(shù)和指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化研究

（1）由于各研究者采樣的時(shí)間、地點(diǎn)、部位以及葉片處理等測(cè)定技術(shù)的不同，導(dǎo)致對(duì)相同樹種滯塵能力的研究結(jié)果存在差異，由于各研究者試驗(yàn)方法的不完全一致性，導(dǎo)致不同類型植物滯塵能力的研究結(jié)果也存在差異。

（2）現(xiàn)有研究植物滯塵的指標(biāo)繁雜，各研究結(jié)果之間的可比性不強(qiáng)，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的研究體系。

3.3 植物群落和以道路連通的城市綠地系統(tǒng)的滯塵能力研究

國內(nèi)關(guān)于植物滯塵能力差異的研究多在植物個(gè)體滯塵能力的研究，且研究結(jié)論存在差異。目前對(duì)不同植物配置條件下植物群落滯塵能力的研究還顯得不夠，而對(duì)于包括道路綠地、公園綠地、街道游園綠地等在內(nèi)的以道路連通的城市綠地系統(tǒng)的滯塵能力研究更顯不足。

3.4 植物飽和滯塵量和抗塵能力的研究

國內(nèi)在滯塵能力方面的研究較多，對(duì)植物抗塵能力方面的研究較少，而植物對(duì)不同塵源微粒的抗塵能力是植物生長和得以滯塵與植物滯塵持續(xù)高效的重要基礎(chǔ)條件，加強(qiáng)粉塵對(duì)植物個(gè)體及群落的長期綜合影響的研究和植物飽和滯塵量與抗塵能力的研究，有利于道路植物配置中植物個(gè)體與群落的選擇與配置。

4 結(jié)語

（1）在不同類型植物的滯塵能力研究中，因植物所處位置、環(huán)境差異及受研究者主觀因素等影響，不同植物種類滯塵能力強(qiáng)弱方面的研究結(jié)論尚不一致，甚至有較大差異。選擇滯塵能力強(qiáng)的植物是提高城市道路綠地滯塵效益的首要條件。

（2）不同植物群落的滯塵能力的差異十分明顯，這方面的研究結(jié)論較為一致，以喬灌草結(jié)合的類型滯塵效益較好，以喬木為主的復(fù)層結(jié)構(gòu)綠地能最有效地提高綠地的滯塵效益。選擇滯塵能力強(qiáng)的喬灌草植物，并以喬灌草不同生活型植物進(jìn)行合理配置，是提高城市道路綠地滯塵效益的有效途徑。

（3）不同植物滯塵能力強(qiáng)弱的影響因素可歸納為植物因素（植物種類、植物群落的結(jié)構(gòu)及其所組成的植物滯塵面大小、郁閉度和疏透度的影響）、粉塵因素（粉塵濃度的影響）、環(huán)境因素（大氣氣象因素、地面環(huán)境因素的影響）等3個(gè)方面。

（4）城市道路園林植物滯塵能力可以從植物高效滯塵機(jī)理和規(guī)律、植物滯塵能力測(cè)定技術(shù)和指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化、植物群落和以道路連通的城市綠地系統(tǒng)的滯塵能力、植物飽和滯塵量和抗塵能力等幾個(gè)方面進(jìn)一步加強(qiáng)研究。

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Abstract：This paper summarized the research status on dust-retention ability and influencing factors of greening plant in urban road.Then， it put forward the further research contents based on the research status.

Key words： urban road； greening plant； dust-retention ability