蘇北6種常綠灌木滯塵能力研究

許純領 王輝 周力行 張敏 劉宇

摘 要：選擇蘇北地區(qū)常見的6種常綠灌木（大葉梔子、桂花、月季、法國冬青、小葉黃楊、海桐）為研究對象，每隔3d連續(xù)7次監(jiān)測葉片滯塵量，對比分析常綠灌木單位葉面積滯塵量（DPLA）、單葉滯塵量（DPL）以及單株滯塵量（DPP）。結(jié)果表明，6種常綠灌木單位葉面積滯塵量、單葉滯塵量、單株葉片滯塵量分別在0.0716～0.1617g.m-2、0.10～0.43mg.leaf-1、12.16～96.52g.plant-1之間;對6種常綠灌木進行k類均值聚類分析，得到大葉梔子的綜合滯塵能力最強，其次為桂花、法國冬青、小葉黃楊，月季的滯塵能力相對一般，海桐的綜合滯塵能力最低。說明溝壑較大、株體絨毛較多、植株較大的灌木滯塵能力要優(yōu)于葉片光滑、植株疏松、植株較小的灌木。

關鍵詞：常綠灌木;蘇北;顆粒物

中圖分類號 S688文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2020）05-0075-03

隨著城市化進程的高速發(fā)展，粉塵、汽車尾氣、化工廠排氣等使生態(tài)環(huán)境問題日益突出[1]。大氣顆粒物長期懸浮在空氣中，不易沉降，是有害物質(zhì)的載體，在空氣中含量過高會降低大氣的能見度，現(xiàn)已引起了相關學者和有關部門的密切關注，成為環(huán)境問題研究的熱點[2]。園林樹木具有改善環(huán)境、滯留空氣懸浮顆粒物等多種功能[3]，且園林樹木的滯塵能力不僅體現(xiàn)在樹木自身吸附、附著、滯留上，更表現(xiàn)在園林樹木形成的局部微環(huán)境對粉塵的處理和沉降，對減少顆粒物具有更強的作用[4]。目前，國內(nèi)外許多城市對滯塵已開展相關研究，主要集中在成分分析[5-6]、時間動態(tài)變化[7-8]、樹種差異[9-10]等方面，但對不同園常綠灌木滯塵能力差異的相關研究甚少，在蘇北地區(qū)幾乎沒有。因此，本研究以蘇北地區(qū)常見的6種常綠灌木為對象，研究不同常綠灌木對顆粒物的滯留作用，依據(jù)滯留能力差異選擇和優(yōu)化城市綠化樹種，合理配置城市綠化帶，對降低城市大氣顆粒物污染和提高空氣質(zhì)量有著重要意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況 宿遷位于江蘇省北部，地處長江三角洲地區(qū)，四季分明，屬于暖溫帶季風性氣候。受季風影響，冬季寒冷干燥，夏季高溫多雨，年平均氣溫14℃左右，年降水量約為9000mm，主要集中在夏季，占全年降水量的70%，年日照時數(shù)約為229h，年均風速可達3.7m.s-1。

1.2 樣品采集 于2019年1—3月，選擇宿遷地區(qū)常見的6種園林綠化灌木為研究對象，分別為大葉梔子、法國冬青、桂花、海桐、小葉黃楊、月季（詳情見表1），6種灌木皆在宿遷學院內(nèi)。

通常認為，經(jīng)過15mm以上的雨水沖刷可使葉片重新達到零滯塵量[11]。本試驗于降水后每隔3d進行采樣，共計7次。采樣時，選擇生長健壯無病害的樹種，采取分層取樣法，將樹冠分為上、中、下3個垂直部分和東西南北的4個方向，隨機均勻地取樣并標記，葉片較大樹種采取10～15片，葉片較小的樹種采取30～45片，采入樣品袋中，避免震動。

1.3 葉片處理 將帶有灰塵葉片的樣品袋和葉片一起用1/10000天平進行稱量，測得的其質(zhì)量（W1），將葉片取出樣品袋，置于一邊保留，將采集的樣品葉片逐片放入燒杯中清洗，用軟毛刷輕輕刷去灰塵，避免用力過大，導致將葉片上的絨毛等結(jié)構刷去，并且確保每個樹種葉片刷洗時的葉片一致。再用蒸餾水淋洗，將葉片上的灰塵充分浸洗，用鑷子輕輕拿出，將潮濕的葉片輕輕放在桌上，自然風干后裝入袋中;清除葉片所帶粉塵后，將葉片放入樣品袋中繼續(xù)稱量，測得不含粉塵的葉片質(zhì)量（W2）。采用C1-203手持式激光葉面積儀測量葉面積S0。

1.4 測定指標

1.4.1 單株總?cè)~面積 估算闊葉樹種的葉片總面積一般會采用如下經(jīng)驗公式[9、12]：

Y=Exp[0.631+0.238H+0.631D-0.012*3D（D+H）/2]+0.182

式中，Y是葉面積總量（m2）;H是樹冠高度（m）;D是樹冠直徑（m）;Exp是指數(shù)函數(shù)，約等于2.71828。

1.4.2 樹種滯塵能力 以質(zhì)量差值法原理作為依據(jù)，利用公式換算，能夠得出樹木單位葉面積滯塵量（DPLA：g·m-1）單葉滯塵量（DPL：mg·leaf-1）及單株滯塵量（DPP：g·plant-1）。具體計算公式如下：

DPLA=（W1-W2）/N0S

DPL=（W1-W2）S0/N0S

DPP=N（W1-W2）/N0

其中：W1：樣品袋和葉片滯塵的重量;W2：樣品袋和洗去粉塵后的葉片質(zhì)量;S：采集的葉片平均葉面積;S0：實驗樹種全部葉片的平均葉面積;N0：采集的葉片數(shù);N：實驗樹種整株葉片數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)采用在SPSS21.0軟件分析，并用最小顯著差數(shù)法（LSD）檢測數(shù)據(jù)之間的差異性，圖表采用EXCEL2010軟件繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同常綠灌木葉片的滯塵量 由表2可知，不同樹種葉面積滯塵量與時間變化正相關，6種常綠灌木葉片滯塵量隨時間而增加，其中小葉黃楊的滯塵量最大，達到4.2257g·m-2，大葉梔子次之，為4.1051g·m-2，法國冬青最少，僅為1.5718g·m-2。從時間段變化來看，前4次6種灌木的滯塵量增加較快，后期增速較慢。

2.2 不同常綠灌木單位面積的滯塵量 如圖1所示，供試的6種常綠灌木樹種的平均單位面積滯塵量表現(xiàn)為大葉梔子>桂花>月季>法國冬青>小葉黃楊>海桐。不同常綠灌木樹種間單位面積滯塵量存在較大的差異，其中海桐的單位面積滯塵量最小，僅為0.0716g·m-2。單位面積滯塵量最大的灌木是大葉梔子，為0.1617g·m-2。桂花和月季的平均滯塵量分別為0.1032g·m-2和0.1025g·m-2，單位面積滯塵能力中等。法國冬青、海桐、小葉黃楊的平均單位面積滯塵量都在0.1g·m-2以下，其中海桐最差，僅為0.0716g·m-2。

2.3 不同常綠灌木單葉的滯塵量 如圖2所示，常綠灌木間的單葉滯塵量差異明顯。6種灌木單葉滯塵量由高到低依次為：大葉梔子>法國冬青>桂花>月季>海桐>小葉黃楊。其中，大葉梔子的單葉滯塵量達到0.43mg·leaf-1，這可能是葉片有大量的溝壑作用，法國冬青的單葉滯塵量也較優(yōu)，也達到0.29mg·leaf-1;桂花和月季的單葉滯塵能力相對一般，海桐和小葉黃楊的單葉滯塵量相對較弱，分別為0.10mg·.leaf-1和0.12mg·leaf-1，這可能是因為這兩種葉片相對光滑，葉片不能起到滯留塵埃的作用。

2.4 不同常綠灌木樹種單株的滯塵量 從圖3可以看出，6種常綠灌木單株葉片滯塵量在12.16～96.52g·plant-1區(qū)間，與前者一樣，灌木間的單株葉片滯塵量也有顯著差異，按大小排序為：大葉梔子>小葉黃楊>海桐>桂花>法國冬青>月季，大葉梔子的單株滯塵量最高，為96.52g·plant-1，滯塵能力非常強，這與其優(yōu)秀的單葉滯塵量有關，其次為小葉黃楊，為60.5035g·plant-1，海桐、桂花與法國冬青相對前者表現(xiàn)一般，分別是40.44、54.45和55.63g·plant-1，月季的單株葉片滯塵能力最低，僅為12.13g·plant-1，與大葉梔子相差7.96倍。

2.5 不同綠灌木的綜合滯塵能力 采用SPSS21.0對6種常綠灌木樹種進行k類均值聚類分析，可分成4類：得到大葉梔子的綜合滯塵能力最強，其次依次為桂花、法國冬青和小葉黃楊，月季的滯塵能力相對一般，海桐的綜合滯塵能力最低。

3 結(jié)論與討論

對蘇北地區(qū)常見的6種常綠灌木滯塵能力研究發(fā)現(xiàn)，6種常綠灌木樹種的單位面積滯塵量區(qū)間為0.0716～0.1617g.m-2，表現(xiàn)為大葉梔子>桂花>月季>法國冬青>小葉黃楊>海桐;6種灌木的單葉滯塵量在0.10～0.43mg.leaf-1之間，按大小排序為大葉梔子>法國冬青>桂花>月季>海桐>小葉黃楊;6種灌木的平均單株葉片滯塵量在12.16～96.52g.plant-1區(qū)間，按大小排序為大葉梔子>小葉黃楊>海桐>桂花>法國冬青>月季。這與方穎等人研究結(jié)果基本一致[13]。

通過對6種常綠灌木樹種進行k類均值聚類分析，得到大葉梔子的綜合滯塵能力最強，其次為桂花、法國冬青和小葉黃楊，月季的滯塵能力相對一般，海桐的綜合滯塵能力最低。溝壑較大、株體絨毛較多、植株較大的灌木滯塵能力要優(yōu)于葉片光滑、植株疏松、植株較小的灌木。說明在滯塵效率方面，葉片較為粗糙的灌木效果較好，特別在蘇北冬季，常綠闊葉喬林種類較少，且多長勢不理想[14]，而常綠灌木可選擇的種類較多，通過大量種植具有較強滯塵能力的灌木對降低綠地內(nèi)顆粒物效果顯著，同時能建立良好的生態(tài)微環(huán)境[15-16]。由于本實驗的時間段為1—3月，并非全年時間段，存在一定的局限性，還需要進一步研究。

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（責編：張 麗）