燕山地區(qū)環(huán)保型和保健型植物配置初探

丁 揚，遲文濤，王志偉，卜 硯，沈 平，盧少奇

(北京市環(huán)境保護科學研究院，北京 100044)

1 引言

種植綠色植物一直被認為是改善生態(tài)環(huán)境的重要手段。近年來，國內外學者在尋找環(huán)保型植物方面已經進行了廣泛的研究[1～4]，對降塵[5～7]、降低PM2.5[8,9]、吸收SO2[10]和NOX[11～13]能力強的植物,吸收水污染物[14, 15]、降解土壤[16, 17]污染物的植物、降噪[18]能力強的植物都進行了深入的研究。但在植物配置方面，現有研究多集中在園林造景等觀賞方面，少量的環(huán)保型植物配置研究多集中于單一功能區(qū)，如公園[19]、校園[20]、道路[21]、醫(yī)院[22]、工業(yè)區(qū)[23, 24]等。極少的研究涉及一個地區(qū)，如徐萃等[25]對武漢市從生態(tài)環(huán)保角度推薦了適合種植的植物。對一個地區(qū)環(huán)境的主要污染物進行調研，從整體上進行配置，讓植物改善環(huán)境效果形成合力，這對一個地區(qū)的環(huán)境質量改善作用更強。把燕山地區(qū)作為一個整體考慮，根據燕山地區(qū)的主要環(huán)境問題，提出道路、居住小區(qū)、工業(yè)區(qū)、醫(yī)院和養(yǎng)老院、公園、水體6種土地利用形式的環(huán)保型植物的配置建議，同時兼顧保健型植物的配置，有利于改善當地的生態(tài)環(huán)境質量、提高人們的生活水平。

2 燕山地區(qū)環(huán)境現狀及應關注的環(huán)境問題

20世紀60年代初為保障北京市成品油供應，中央決定在北京西南建設一座現代化煉油基地。1969年東方紅煉油廠建成投產，與之配套的化工深加工裝置也相繼建成。1970年北京石油化工總廠正式成立，成為我國第一個煉油化工聯(lián)合企業(yè)，該廠于1979年更名為燕山石油化學總公司，所在地1980年成立為北京市燕山區(qū)。1987年燕山區(qū)和房山縣合并后成立房山區(qū)，燕山區(qū)自此改為燕山地區(qū)。

燕山石化目前原油加工能力850萬t/年，乙烯生產能力71萬t/年，擁有生產裝置88套，輔助生產裝置71套，總資產217億元，職工總數1.6萬人，占地面積37.64 km2。燕山石化主要大氣污染物有顆粒物、SO2、NOX、VOC，特征污染物有氯化氫、氟化氫、氯氣，銅、錳及其化合物，砷、鎳及其化合物，廢氣有機特征污染物等，主要水污染物除化學需氧量、生化需氧量、氨氮、總氮、總磷等常規(guī)污染物外，還有石油類，總砷、總鎳、總錳、總鋅、總銅、總鉛等重金屬。燕山石化建廠初期實行粗放管理，污染物隨大氣循環(huán)、地表徑流影響河流水質和土壤環(huán)境質量。土壤污染具有累積性，自20世紀80年代起，燕山地區(qū)的土壤污染已經開始受到關注。

根據北京市大氣污染防治攻堅戰(zhàn)的要求，降低PM2.5濃度是目前北京市大氣治理工作的核心任務。根據北京市生態(tài)環(huán)境局公布的資料，2018年，房山區(qū)全年PM2.5濃度53 μg/m3，對比35 μg/m3的年均值標準差距較大。燕山地區(qū)區(qū)域內PM2.5及PM10濃度超標，短期內空氣質量達到國家標準存在較大困難。PM2.5是燕山地區(qū)大氣污染物重點關注對象。SO2、NOX作為燕山地區(qū)石化行業(yè)大氣污染物的總量控制指標，應受到重視。氯化氫、氟化氫、氯氣作為石化行業(yè)的特征污染物，也應引起關注。

燕山地區(qū)地表水體屬大清河水系，境內有周口店河、東沙河、丁家洼河、馬刨泉河等主要河流，均為大石河支流。它們自西北向東南穿過燕山地區(qū)，最終匯入大石河。2018年，丁家洼河、東沙河氨氮、總磷部分月份超標，其中東沙河超標月數較多，丁家洼河、馬刨泉河部分月份化學需氧量超標，見表1。水污染物化學需氧量、氨氮、總磷應受到重視。參考石化行業(yè)的特征污染物，燕山地區(qū)土壤中石油類、重金屬污染物也應受到關注。

3 燕山地區(qū)環(huán)保型植物選擇

3.1 凈化大氣植物的選擇

根據燕山地區(qū)氣候、土壤的實際情況，經過調研，推薦適合燕山地區(qū)凈化大氣的植物分為五類，見表2[5～13]。其中常綠喬木通常降塵性較好，且四季常青，植物配置時應選一定量的常綠植物。落葉喬木中很多種類既有很好的降塵性能，又有很高的觀賞價值，灌木和地被植物觀賞性也較高，應適當選用。藤本植物通常用于垂直綠化，在有限的空間內可以進一步提高綠量。

表1 2018年燕山地區(qū)主要河流現狀水質

表2 適合燕山地區(qū)凈化大氣的植物

續(xù)表2

3.2 凈化水植物的選擇

根據燕山地區(qū)的實際情況，推薦四類凈化水植物，為挺水植物、浮水植物、濕生植物和沉水植物，詳見表3[14,15]。這些植物均具有吸收水中N、P污染物的能力，有些還能吸收重金屬和有機物。挺水植物、浮水植物、濕生植物中很多非常美觀，屬于造水景常用的植物。

3.3 凈化土壤植物的選擇

根據燕山地區(qū)環(huán)境特點，推薦適合燕山地區(qū)種植的凈化土壤植物分為5類，分別是常綠喬木、落葉大喬、落葉小喬、灌木和地被植物，見表4[16,17]。其中油松、白皮松、柳樹、楊樹、紫花泡桐、紫薇、女貞、向日葵、紫花苜蓿等既能降解石油類污染物，又能降解重金屬。

3.4 降低噪聲植物的選擇

研究證明，四季常綠、枝葉茂密、冠幅較大、葉面積大的喬木有較好的降噪效果。推薦燕山地區(qū)可種植消除噪聲能力較強的植物分為4種，分別為常綠喬木、落葉大喬、落葉小喬和灌木，見表5。其中雪松、圓柏、龍柏、云杉為常綠喬木，四季均可發(fā)揮隔音降噪功能，可適當選用。此外，植物配置結構也非常重要，應采用喬灌草結合的復雜結構[18]。

表3 適合燕山地區(qū)凈化水植物

表4 適合燕山地區(qū)凈化土壤植物

表5 適合燕山地區(qū)的降噪植物

3.5 保健型植物的選擇

保健植物通常具有殺菌、釋放負離子的功效，能清新空氣，有益人的身心健康。

適宜兒童的保健植物，應滿足無刺、無飛絮、無毒，通過花形美觀、顏色鮮艷而吸引兒童。適宜成年人的保健植物，應有提神醒腦的功效。適宜老年人的保健植物應對心血管系統(tǒng)有保健作用，達到延年益壽的作用。適宜特殊人群的保健植物應具備殺菌、抗病毒的功效，減少病情的傳播、有益于病人的身心健康。對不同人群有保健作用且適宜燕山地區(qū)種植的保健植物見表6[26]。

4 燕山地區(qū)環(huán)保型植物配置建議

4.1 道路植物配置

4.1.1 道路植物

降低PM2.5是目前北京市大氣污染防治工作的重中之重，在植物的配置過程中，應引起足夠重視。受汽車尾氣的影響，道路的特征污染物為NOX。燕山地區(qū)道路植物的配置應以降塵類植物為主，以降NOX的植物為輔。另外，對于燕山地區(qū)高速路、主干道或噪聲比較高的道路，建議配置降噪比較好的植物。

4.1.2 道路植物的結構配置

建議路側綠帶前層盡量選用“喬+灌+草-喬”配置結構[27]。如果道路寬度不夠時，建議多種植高大的喬木，喬灌草結合，創(chuàng)造層次豐富的道路景觀。圖1燕東路以懸鈴木作為行道樹，在道路中心隔離帶上可以增加一些藤本植物如藤本月季等，路邊人行道上可以增加一些花池，種上碧冬茄、一串紅、鼠尾草、孔雀草等顏色鮮艷的花卉，在進一步增大綠量的同時，提高觀賞性。道路邊有墻壁的，可增加垂直綠化。

表6 適合燕山地區(qū)的保健植物

圖1 燕東路現狀

4.2 居住區(qū)植物配置

4.2.1 居住區(qū)植物

居住區(qū)建議配置以降塵類和保健類植物為主，可配置一些降SO2、降NOX的植物，對聲環(huán)境要求高時，配置降噪聲的植物。因居住區(qū)占地面積大，優(yōu)先考慮大氣污染防治的首要問題，建議配置降塵類植物。居住區(qū)是人們休息、生活的地方，考慮配置一些保健類植物，特別是適合老人和兒童的保健類植物。同時根據燕山地區(qū)污染物排放特點，可配置一些吸收SO2和NOX的植物。居住區(qū)對聲環(huán)境要求較高，如果建在高速路邊，或存在其他噪聲污染時，可配置降噪聲類植物。

燕山地區(qū)的公共建筑和商業(yè)區(qū)可以參考居住區(qū)的植物配置，以降塵類和保健類植物為主，保健類植物主要配置適合成年人的保健類植物。

4.2.2 居住區(qū)植物的結構配置

傳統(tǒng)的喬灌草藤結構能最大限度的增大綠量，發(fā)揮植物的環(huán)保效應，形成多層次的植物景觀。燕山地區(qū)現有居住區(qū)種植的藤本植物較少。要想改變城市的污染狀況，首先應加強立體綠化[28]。對于墻體、樓體外側，可考慮多種植攀緣類植物，如常春藤、爬山虎、凌霄、地錦等，充分利用可綠化的空間，降低建筑的能耗，還有利于減少碳排放。

4.2.3 居住區(qū)植物的空間分布

居住區(qū)有兩個部分應引起注意，一個是門口及內部道路旁，一個是休憩區(qū)域。門口及內部道路旁，考慮到因車流量引起的塵土飛揚，植物配置方面以降塵類為主。休憩區(qū)域是人們活動的主要區(qū)域，考慮到老年人、兒童接觸時間較多，建議主要配置適合老年、兒童的保健型植物。

4.3 工業(yè)區(qū)植物配置

4.3.1 工業(yè)區(qū)植物

燕山石化是燕山地區(qū)最主要的工業(yè)企業(yè)，產生的污染物主要有煙塵、SO2、NOX、 VOC等，土壤要防范重金屬及石油類的污染。在植物配置上，建議配置降塵類、吸收SO2、降低NOX、降低土壤重金屬和石油類污染的植物。在工業(yè)區(qū)有Cl2和HF排出時，可配置吸收相應污染物能力強的植物。

4.3.2 工業(yè)區(qū)植物結構配置

喬灌草藤復合植物配置模式在空氣凈化方面效果最為顯著，層次結構復雜多樣，有很好的綠化和美化效果。調研可知，燕山地區(qū)工業(yè)區(qū)植物配置藤本植物少。可以適當增加藤本植物的配置。在花園式工廠中工作，能使人心情舒暢、愉悅，提高工作效率。

4.3.3 工業(yè)區(qū)植物空間配置

建議根據不同工廠的產污情況配置植物，如化工車間要考慮污染物的稀釋、擴散，植物配置時不能封住污染源，要留一定的擴散空間，再有針對性的配置能吸收相應污染物的植物。粉碎車間會產生大量的粉塵，精密儀器車間對周圍環(huán)境顆粒物要求高，這兩種車間周圍應配置降塵類植物，適當種植常綠植物，保證冬季的降塵效果，還可大量種植草坪、藤本植物減少地面裸露的程度，進一步降塵。在工廠的入口處、內部道路旁，考慮到車流量影響，建議以降塵類植物為主，輔以吸收NOX能力強的植物。

4.4 醫(yī)院和養(yǎng)老院植物配置

4.4.1 醫(yī)院和養(yǎng)老院植物

醫(yī)院聚集了很多患者。保健植物一般具有殺菌作用，既防止了病菌的傳播，又有一定輔助治療作用，非常適合在醫(yī)院種植。建議醫(yī)院配置保健類植物為主，降塵類植物為輔。對于保健類植物，醫(yī)院可以多種植特殊類型、適合老年人、成年人的保健植物，如果是兒童醫(yī)院，可多種植適合兒童的保健植物。

燕山地區(qū)即將建設養(yǎng)老產業(yè)基地，養(yǎng)老院的植物除了種植適合老年人的保健植物和降塵類植物外，根據老年人孤獨的心理特點，還應種植一些吸引鳥類的植物，如海棠、櫻桃、柿樹、棗樹等有果實的植物。

醫(yī)院和養(yǎng)老院對聲環(huán)境要求較高，在緊鄰道路等噪聲大的地方，根據需要可配置降噪類植物。

4.4.2 醫(yī)院和養(yǎng)老院植物的結構配置

除了傳統(tǒng)的喬灌草配置結構外，因為醫(yī)院、養(yǎng)老院的白色墻體給人一種陰森森的感覺，更應重視藤本植物和室內植物的應用。有條件的還可以建設屋頂花園，最大限度地增加綠量。建設花園式醫(yī)院和養(yǎng)老院，給人以積極樂觀的心理暗示，有利于病人康復，使老年人更積極樂觀地面對老年生活。

4.4.3 醫(yī)院和養(yǎng)老院植物的空間配置

在醫(yī)院和養(yǎng)老院的入口處，容易受街道塵土、噪聲影響，建議多配置降塵、降噪類植物；醫(yī)院門診區(qū)域一般靠近入口處，建議配置降塵類和保健型的植物；醫(yī)院住院區(qū)域，建議多配置一些保健型植物；在傳染病及呼吸病人病區(qū)，建議多配置一些抗菌能力強的保健植物。

4.5 公園植物配置

4.5.1 公園植物

公園是人們休息、娛樂的地方，植物種類豐富，除了滿足生態(tài)環(huán)保需求外，還應重點考慮植物的景觀效應。在植物配置上，除了配置環(huán)保型和保健型植物外，還應配置一些吸引鳥類的植物，如海棠、櫻桃等漿果類植物，營造鳥語花香的自然景觀。

4.5.2 公園植物結構配置

為了滿足環(huán)保要求，應盡可能的增加公園單位面積的綠量。建議燕山地區(qū)的公園增加植物的層次結構，采用垂直結構配置。如圖2為燕山公園一角，10 m高的白蠟，5 m高的檜柏，3 m高的紅葉石楠，2.5 m高的金葉女貞，0.5 m高的孔雀草、鼠尾草等地被植物構成多層次的綠化。這些植物多處于不同的花期，多層次綠化不僅構建了垂直型植物群落，還延長了觀賞期。

圖2 燕山公園一角

4.5.3 公園植物的空間配置

公園的入口處和內部道路旁，建議配置降塵類植物；以觀賞游覽為主的區(qū)域，建議配置降塵、吸收氣態(tài)空氣污染物和吸收CO2能力強的植物；以休息娛樂為主的區(qū)域，建議配置保健型植物和吸收CO2能力強的植物；在公園水體上，可以根據需要配置吸收水污染物的植物。根據燕山地區(qū)土壤污染物特點，公園可以設置向日葵園等顏值高、能同時降低石油類和重金屬污染物的專類花園，既滿足了環(huán)保需求，又增加了與眾不同的景點，還可以對游人進行科普教育。

4.6 水體植物配置

目前，燕山地區(qū)個別水體存在氨氮、總磷、化學需氧量超標的現象，建議采用植物輔助修復水體。

燕山地區(qū)河岸邊建議采用生態(tài)護坡，避免裸露的地面，配置柳樹、楊樹、紫穗槐、高羊茅、黑麥草、荊條、胡枝子等植物。圖3為丁家洼河河邊，存在土地裸露的現象，在雨季給河道水環(huán)境造成了極大的隱患。

圖3 丁家洼河河邊

目前，水體的生物修復技術主要有生物浮島和人工濕地兩種。

生物浮島技術的原理是利用水生植物根系的吸收以及與微生物的共同代謝作用，有效地將水體中有機顆粒和膠體吸附、降解，將氨氮等營養(yǎng)鹽吸收、轉化，從而達到水質凈化、重建并恢復水生生態(tài)系統(tǒng)的目的。生物浮島挺水植物建議配置蘆葦、香蒲、千屈菜、菖蒲、水蔥、美人蕉、再力花等。浮水植物建議配置睡蓮，沉水植物配置伊樂藻等。

人工濕地凈化原理是在其水生植物的作用下，通過吸收、吸附、富集、降解、沉淀水體和土壤中的營養(yǎng)物質，這些營養(yǎng)物質隨著水生植物的收割而離開水體，從而凈化水質。根據濕地內水深的差異，分別種植挺水植物、浮水植物、沉水植物等水生植物。建議燕山地區(qū)淺水區(qū)種植蘆葦、香蒲、菖蒲、水蔥等，深水區(qū)可以種植金魚藻、伊樂藻等。

5 結論

綠色植物多具有環(huán)境保護的生態(tài)效應，但不同植物對不同污染物的凈化作用差異很大，每個地區(qū)又有各自特有的環(huán)境問題，不同土地利用形式也存在不同的環(huán)境關注點。對于不同的問題，有針對性地提出適合的植物配置建議，可最大限度地發(fā)揮環(huán)保型植物的生態(tài)效應。此外，園林綠化工作還要考慮到景觀、文化等其他需求?；诓煌男枰?，不同的配置方式應相互滲透，最大限度地滿足生物多樣性的需要，實現環(huán)保效應、景觀效應“雙贏”。

該研究參考以往環(huán)保型植物選擇和單一功能區(qū)環(huán)保型植物配置的研究成果，根據一個地區(qū)的環(huán)境問題從總體上進行植物配置，同時也兼顧了保健型植物的配置，可在我國北方地區(qū)推廣。