冬季鄭州市12個(gè)常綠樹種的光合特性及滯塵能力

晏增 趙蓬暉 楊淑紅 馬永濤 張江濤

摘 要：為篩選出北方城市冬季生態(tài)效益突出的常綠樹種，以緩解大氣CO2和粉塵顆粒物污染，并為這些樹種的園林應(yīng)用提供科學(xué)支持，該文選取鄭州市園林綠化應(yīng)用廣泛的12個(gè)常綠樹種，利用LI-6400便攜式光合測定儀和洗脫-質(zhì)量差值法，并對(duì)其光合特性及滯塵能力進(jìn)行測定，計(jì)算出其光合參數(shù)[葉片的凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）]和滯塵參數(shù)（單位葉面積滯塵量、單葉滯塵量、單位面積樹冠滯塵量），并分別進(jìn)行聚類分析。結(jié)果表明：（1）大葉女貞、黃楊、海桐、枇杷葉片Pn、Tr、Gs值均極顯著高于其他樹種（P<0.01）;香樟、銀木、黃楊、枇杷葉片Ci值極顯著高于其他樹種（P<0.01）。大葉女貞、海桐、石楠葉肉細(xì)胞保持著較高的光合活性，而香樟、銀木葉片光合活性較弱，低溫抑制明顯。（2）洗淋后7 d和14 d，枇杷、廣玉蘭、桂花各滯塵參數(shù)均極顯著高于其他樹種（P<0.01）。洗淋后14 d，枇杷、廣玉蘭、桂花單位面積樹冠的滯塵量累積在6.65 g·m-2·crown-1以上，滯塵能力強(qiáng);石楠、銀木、大葉女貞、法國冬青、黃楊單位面積樹冠的滯塵量在3.99 g·m-2·crown-1以上。（3）聚類分析結(jié)果表明，黃楊、大葉女貞和海桐光合特性優(yōu)勢(shì)明顯，其次為法國冬青、廣玉蘭、枇杷、石楠和樂東擬單性木蘭;廣玉蘭、桂花、枇杷滯塵能力最強(qiáng)，其次為大葉女貞、法國冬青、石楠和銀木。綜上所述，大葉女貞、廣玉蘭、枇杷、法國冬青、黃楊、石楠對(duì)改善北方城市冬季空氣質(zhì)量及滯塵均有重要貢獻(xiàn)，生態(tài)調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，可作為園林綠化優(yōu)先選用樹種。

關(guān)鍵詞：常綠樹種，冬季光合，滯塵，環(huán)境污染，生態(tài)調(diào)節(jié)，植物生態(tài)

中圖分類號(hào)：Q948

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-3142（2021）09-1433-10

Abstract：In this study，12 evergreen tree species were selected in Zhengzhou City，and their photosynthetic characteristics and dust retention capacity in winter were determined and analyzed differentially to select the evergreen tree species with outstanding ecological benefits for alleviating atmospheric CO2 and particulate pollution，and to provide scientific support for the application of these trees in gardens. The photosynthetic parameters including the net photosynthetic rate （Pn），transcription rate （Tr），stomatal conductance （Gs），intercellular CO2 concentration （Ci）and dust retention parameters （dust retention per unit leaf area，dust retention capacity of single leaf and dust rentention in crown per unit area）of each tree species in January were measured by LI-6400 portable photosynthesis analyzer could with the elution-mass method，and the results of each parameter were analyzed by cluster analysis. The results were as follows：（1）The Pn，Tr and Gs values of leaves from Ligustrum lucidum，Buxus sinica，Pittosporum tobira and Eriobotrya japonica were significantly higher than those of other eight species（P<0.01），and the Ci values of leaves from Cinnamomum camphora，C. septentrionale，Buxus sinica and Eriobotrya japonica were extremely significant （P<0.01）higher than those of other eight species. The mesophyll cells of Ligustrum lucidum，Pittosporum tobira and Photinia serratifolia maintained higher photosynthetic activities，but the activities of mesophyll cells of Cinnamomum camphora，C. septentrionale were significantly inhibited by low temperature and were weaker than those of other species. （2）7 d and 14 d after washing，the dust retention parameters of Eriobotrya japonica，Magnolia grandiflora and Osmanthus fragrans were significantly higher than those of other species （P<0.01）. 14 d after washing，the dust retention amount of Eriobotrya japonica，Magnolia grandiflora and Osmanthus fragrans accumulated to more than 6.65 g·m-2· crown-1，and showed a strong dust retention capacity. In addition，the amount of Photinia serratifolia，Cinnamomum septentrionale，Ligustrum lucidum，Viburnum odoratissimum and Buxus sinica accumulated to more than 3.99 g·m-2· crown-1. （3）The result of cluster analysis indicated that Buxus sinica，Ligustrum lucidum and Pittosporum tobira had the strongest leaf photosynthetic properties，followed by Viburnum odoratissimum，Magnolia grandiflora，Eriobotrya japonica，Photinia serratifolia and Parakmeria lotungensis; Magnolia grandiflora，Osmanthus fragrans and Eriobotrya japonica had strong dust retention abilities，followed by Ligustrum lucidum，Viburnum odoratissimum，Photinia serratifolia and Cinnamomum septentrionale. Therefore，the six evergreen tree species including Ligustrum lucidum，Magnolia grandiflora，Eriobotrya japonica，Viburnum odoratissimum，Buxus sinica，and Photinia serratifolia，could be used as the priority tree species for greening because they have strong capacity on ecological regulation through improving the air quality and dust retention in northern cities in winter.

Key words：evergreen tree species，winter photosynthesis，dust retention，environmental pollution，ecoregulation，plant ecology

全球工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展使地球生態(tài)環(huán)境和大氣氣候受到極大破壞，空氣CO2和大氣顆粒物污染是城市大氣環(huán)境污染的最主要問題（黃麗坤等，2011）。大氣顆粒物能間接影響全球氣候，通過吸收或散射太陽輻射產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，加劇局地“熱島效應(yīng)”，甚至引發(fā)一些化學(xué)反應(yīng)加重空氣污染等，引起一系列環(huán)境問題（Stoker & Seager，1972;Kalnay & Cai，2003）。大氣中直徑小于100 μm的懸浮顆粒物能直接降低大氣通風(fēng)度，其成分極其復(fù)雜，可作為載體吸附空氣中的重金屬、多環(huán)芳烴、細(xì)菌和病毒等多種有毒、有害物質(zhì)，部分顆粒物本身即為有毒物質(zhì)，尤其是其重要組成成分的可吸入細(xì)顆粒物（直徑小于10 μm的PM10）和入肺顆粒物（直徑小于2.5 μm的PM2.5）（Sehmel，1980;于建華等，2004;龐博等，2009;吳明宏等，2018）。研究表明，小于5 μm的塵埃即可避開上呼吸道的保護(hù)組織進(jìn)入肺中;0.5～5 μm的塵?？梢猿练e在細(xì)支氣管中，經(jīng)數(shù)小時(shí)后由纖毛作用排除掉;而小于0.5 μm的塵埃能到達(dá)并滯留于肺泡中達(dá)數(shù)月或數(shù)年，對(duì)人體的健康影響顯著（Nowak et al.，2014）。面對(duì)城市生活環(huán)境中十分嚴(yán)峻的大氣污染問題，完全依賴污染源治理來解決并不現(xiàn)實(shí)，利用自然植物的清除機(jī)制已經(jīng)成為緩解城市環(huán)境污染壓力的有效途徑（劉學(xué)全等，2004;王贊紅和李紀(jì)標(biāo)，2006;李海梅和劉霞，2008）。有些城市綠地系統(tǒng)的降塵、滯塵作用也已成為衡量綠地生態(tài)效益的重要量化指標(biāo)之一（Freer-Smith et al.，1997）。

綠色植物通過葉綠體同化CO2提供O2、能量和有機(jī)物，因此，對(duì)緩解全球氣候變暖、穩(wěn)定和降低大氣中溫室氣體濃度、凈化空氣有著重要的生態(tài)調(diào)節(jié)功能（于貴瑞和王秋鳳，2010;張嬌等，2013;尹婷輝等，2019）。植物的樹冠可起到對(duì)空氣污染物的直接吸納、阻滯和改變空間空氣流通、減弱噪音的過濾作用（Beckett et al.，1998;Nowak et al.，2006;Popek et al.，2013;趙晨曦等，2013）。植物葉表特性及一定的濕潤度也非常適合對(duì)大氣顆粒物的沉降，當(dāng)氣流經(jīng)過樹冠時(shí)，部分較大的顆粒粉塵會(huì)被阻擋直接降落，另一部分則被滯留在枝葉表面一段時(shí)間后被雨水沖洗掉（Stoker & Seager，1972）。經(jīng)過長期積累，植物滯塵量能夠反映大氣環(huán)境顆粒物的累積污染情況（龐博等，2009;吳明宏等，2018）。Nowak et al.（2013）對(duì)美國10個(gè)城市的研究表明，當(dāng)?shù)氐闹参锩磕甓紝⒅苯訙艨諝庵?.7～64.5 t的PM2.5，道路旁的植被滯塵效果更加明顯。植被滯塵量不僅與綠地綠量、區(qū)域條件、空間結(jié)構(gòu)有關(guān)，更與樹種的滯塵能力密切相關(guān)，樹種滯塵能力差異又與自身生理、生長特性有著密切關(guān)系（Givoni，1991;陳瑋等，2003;李海梅和劉霞，2008;Jim & Chen，2008）。目前，如何綜合衡量綠化樹種的生態(tài)效益已成為業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)。

冬季北方城市常常困頓于霧霾、沙塵暴等嚴(yán)重空氣污染問題中，居民的生活和健康受到嚴(yán)重威脅與影響，此時(shí)常綠樹種發(fā)揮著重要的生態(tài)調(diào)節(jié)作用。選取鄭州市綠地中的12個(gè)常綠樹種，測定其冬季葉片光合特性和滯塵能力，并進(jìn)行聚類分析，以期篩選出能有效改善冬季空氣質(zhì)量和緩解顆粒物污染的優(yōu)良樹種，為進(jìn)一步研究常綠樹木的生態(tài)效益提供依據(jù)，也為北方城市常綠植物的應(yīng)用提供科學(xué)支持。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

鄭州市（112°42′—114°14′E、34°16′—34°58′N）屬溫帶-亞熱帶、濕潤-半濕潤季風(fēng)氣候，春秋較短，四季分明。冬季寒冷干燥少雨雪，春季干旱多風(fēng)沙，夏季炎熱多雨，秋季晴朗日照長。

測試及采樣區(qū)域?yàn)楹幽鲜×謽I(yè)科學(xué)研究院封閉園區(qū)內(nèi)，園區(qū)以東為河南移動(dòng)公司，以西為鄭州市動(dòng)物園，南北均為居民小區(qū)。

1.2 供試樹種

12個(gè)常綠樹種，每樹種選取生長環(huán)境、狀況基本一致，孤植，長勢(shì)好，樹冠勻稱，種植時(shí)間6 a以上的植株各3株作為固定供試植株，樹木基本概況見表1。

1.3 測定指標(biāo)及研究方法

1.3.1 光合特性測定 2019年1月23日上午10：00，采用美國 LI-COR 公司生產(chǎn)的 LI-6400 便捷式光合測定儀開放式氣路測定葉片的光合特性。以供試植株的健康功能葉為待測葉，隨機(jī)選取上、東、南、西、北5個(gè)方向樹冠外圍的3～5片葉進(jìn)行測量，設(shè)置3組重復(fù)。

1.3.2 生理指標(biāo)與計(jì)算 測定葉片凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）和胞間CO2濃度（Ci），待儀器讀數(shù)穩(wěn)定約3～4 s后，連續(xù)記錄6組數(shù)據(jù)，測定結(jié)果取平均值。

1.3.3 滯塵量測定 有研究表明，15 mm以上的降雨可將植物葉片上的粉塵淋洗干凈，進(jìn)而重新開始粉塵積累（張新獻(xiàn)等，1997）。結(jié)合鄭州市區(qū)實(shí)時(shí)天氣情況及降水特點(diǎn)，在2019年1月9日，利用自然降雨雪和人工自來水補(bǔ)充淋洗的方式?jīng)_洗各樹種葉片上滯塵，使樹木上葉片達(dá)到初始零積塵量狀態(tài)（這時(shí)假定葉片上的粉塵量為零）（張新獻(xiàn)等，1997），分別在降水（淋洗）后7 d（1月16日）、14 d（1月23日）進(jìn)行采樣測定。

1.3.3.1 樣品采集 在樹冠外圍上、東、南、西、北5個(gè)方向各選取枝條2～4枝，根據(jù)葉片大小，隨機(jī)采取枝條上、中部多點(diǎn)葉片30～60枚（范舒欣等，2017），每樹種采取3株，避免震動(dòng)將葉片密封后立即帶回實(shí)驗(yàn)室（每個(gè)密封袋提前稱得質(zhì)量并標(biāo)記）。

1.3.3.2 樣葉處理 采取帶袋稱量的方式，利用1/10000天平進(jìn)行第一次帶塵葉片稱重，稱得質(zhì)量減去密封袋質(zhì)量，即為葉片初始帶塵的質(zhì)量（W1）。利用蒸餾水快速?zèng)_洗2次，立即用濕潤酒精棉球?qū)θ~片表面進(jìn)行徹底洗脫擦拭清除葉片所滯粉塵，對(duì)葉片第二次重量，測得不含塵質(zhì)量（W2），每樹種供試樣葉隨機(jī)測定，測定設(shè)置3組重復(fù)，取3株平均值。

1.3.3.3 指標(biāo)測定與計(jì)算 葉面積測定：處理后的葉片利用手持式激光葉面積儀（CI-203，CID，USA）進(jìn)行葉面積測定，單葉重復(fù)測定3次，取平均值，代表單葉葉面積S0，計(jì)算每樹種供試樣葉平均葉面積，取3株的平均值為樣葉平均葉面積S。

單位面積樹冠30 cm厚度空間內(nèi)持葉量計(jì)算：對(duì)供試植株分別從上、東、南、西、北5個(gè)方向，在樹冠外層劃定1 m×1 m的方形界限，向內(nèi)延伸30 cm的樹冠厚度，利用標(biāo)準(zhǔn)枝分層法統(tǒng)計(jì)樹冠內(nèi)的葉片數(shù)量，葉片可在不同方位中重復(fù)使用。對(duì)界限空間內(nèi)的樹冠進(jìn)行枝條等級(jí)分層，分至可以容易計(jì)數(shù)葉片的標(biāo)準(zhǔn)小枝為止，對(duì)各層枝條數(shù)量進(jìn)行隨機(jī)抽樣統(tǒng)計(jì)，并均勻隨機(jī)選取30 cm 長的標(biāo)準(zhǔn)枝3～5枝，統(tǒng)計(jì)其葉片數(shù)量，計(jì)算樹冠范圍內(nèi)葉片數(shù)量，取5個(gè)方向平均值代表植株每平方米30 cm厚度樹冠空間的持葉量，每樹種取3株平均值（范舒欣等，2017）。

滯塵能力計(jì)算：采用質(zhì)量差值法（范舒欣等，2017），利用葉片處理前后的質(zhì)量差值，經(jīng)過公式換算，可得到樹木單位葉面積滯塵量（DPLA，g·m-2）、單葉滯塵量（DPL，g·leaf-1）及單位面積樹冠滯塵量（DPC，g·m-2·crown-1），具體計(jì)算方法如下。

單位葉面積滯塵量：DPLA=（W1-W2）/N0S;

單葉滯塵量：DPL=（W1-W2）S0 /N0S;

單位面積樹冠滯塵量：DPC= N（W1-W2）/N0。

式中：W1為葉片擦拭前質(zhì)量;W2為葉片擦拭后質(zhì)量;S0為單個(gè)樣葉的平均葉面積;S為樹種供試樣葉的平均葉面積;N0為供試樣葉數(shù); N為樹種全株單位面積樹冠葉片平均數(shù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)使用Excel、SPSS和DPS系統(tǒng)軟件進(jìn)行處理、統(tǒng)計(jì)并作圖，標(biāo)出標(biāo)準(zhǔn)誤差。

2 結(jié)果與分析

2.1 光合特性

如圖1所示，12個(gè)常綠樹種葉片的光合特性參數(shù)值均差異明顯。Pn值為大葉女貞>黃楊>海桐>枇杷>石楠>樂東擬單性木蘭>法國冬青>廣玉蘭>桂花>大葉冬青>銀木>香樟。大葉女貞、黃楊、海桐葉片的Pn值分別為13.66、12.52、11.35 μmol·m-2·s-1，極顯著高于其他樹種（P<0.01）。枇杷等樹種葉片Pn值小于8.66 μmol·m-2·s-1，較大葉女貞下降37%以上。銀木、香樟葉片Pn值分別為4.52、3.01 μmol·m-2·s-1，較大葉女貞下降67%以上，兩者間差異極顯著（P<0.01）。

Tr值為黃楊>大葉女貞>枇杷>海桐>石楠>樂東擬單性木蘭>廣玉蘭>桂花>法國冬青>銀木>大葉冬青>香樟。黃楊、大葉女貞、枇杷、海桐葉片Tr值分別為2.08、1.77、1.49、1.24 mmol·m-2·s-1，極顯著高于其他樹種（P<0.01）。石楠等葉片Tr值小于0.98 mmol·m-2·s-1，較黃楊下降53%以上。香樟、銀木葉片Tr值僅為0.35、0.43 mmol·m-2·s-1，較黃楊下降79%以上，兩者間差異不顯著（P>0.05）。

Gs值為黃楊>大葉女貞>枇杷>海桐>石楠>廣玉蘭>樂東擬單性木蘭>法國冬青>桂花>大葉冬青>銀木>香樟。黃楊、大葉女貞、枇杷葉片Gs值分別為0.152、0.124、0.100 mmol·m-2·s-1，極顯著高于其他樹種（P<0.01）。海桐等葉片Gs值小于0.077 mmol·m-2·s-1，較黃楊下降49%以上。香樟、銀木葉片Gs值僅為0.004、0.013 mmol·m-2·s-1，較黃楊下降91%以上，兩者間差異顯著（P<0.05）。

Ci值為香樟>銀木>黃楊>枇杷>大葉女貞>樂東擬單性木蘭>廣玉蘭>桂花>石楠>海桐>大葉冬青>法國冬青。香樟、銀木、黃楊、枇杷葉片Ci值分別為340.86、294.43、220.94、202.98 μmol·m-2·s-1，極顯著高于其他樹種（P<0.01）。大葉女貞等葉片Ci值小于158.92 μmol·m-2·s-1，較香樟下降53%以上。法國冬青、大葉冬青Ci值僅為54.78、78.00 μmol·m-2·s-1，較香樟下降77%以上，兩者間差異極顯著（P<0.01）。

2.2 滯塵能力

2.2.1 單位葉面積滯塵量 如圖2所示，12個(gè)常綠樹種單位葉面積滯塵量表現(xiàn)為洗淋后7 d，桂花>枇杷>法國冬青>廣玉蘭>大葉女貞>石楠>黃楊>海桐>銀木>大葉冬青>香樟>樂東擬單性木蘭，滯塵量為0.94～3.14 g·m-2，平均值為1.95 g·m-2。枇杷、法國冬青、廣玉蘭、大葉女貞和石楠單位葉面積滯塵量大于2.00 g·m-2，黃楊等滯塵量小于1.52 g·m-2，樹種間差異極顯著（P<0.01）或顯著（P<0.05）。洗淋后14 d，桂花>枇杷>大葉女貞>法國冬青>廣玉蘭>石楠>黃楊>香樟>海桐>銀木>大葉冬青>樂東擬單性木蘭，滯塵量為1.13～3.50 g·m-2，平均值為2.35 g·m-2。枇杷、大葉女貞、法國冬青和廣玉蘭滯塵量大于3.00 g·m-2，石楠、黃楊、香樟、海桐、銀木滯塵量在1.68～2.56 g·m-2之間，樹種間差異極顯著（P<0.01）或顯著（P<0.05），大葉冬青與樂東擬單性木蘭滯塵量小于1.35 g·m-2，兩者間差異不顯著（P>0.05）。桂花、枇杷、大葉女貞、法國冬青、廣玉蘭單位葉面積滯塵量始終極顯著（P<0.01）高于其他樹種。

2.2.2 單個(gè)葉片的滯塵量 洗淋后7 d，枇杷>廣玉蘭>法國冬青>桂花 >石楠>大葉女貞>銀木>大葉冬青>黃楊>樂東擬單性木蘭>香樟>海桐，滯塵量為0.001 5～0.028 9 g·leaf-1，平均值為0.008 9 g·leaf-1。廣玉蘭單個(gè)葉片的滯塵量為0.019 3 g·leaf-1，法國冬青、桂花、石楠、 大葉女貞滯塵量大于0.008 3 g·leaf-1，黃楊等樹種小于0.002 7 g·leaf-1。洗淋后14 d，枇杷>廣玉蘭>法國冬青>桂花 >石楠>大葉女貞>銀木>大葉冬青>香樟>黃楊>樂東擬單性木蘭>海桐，滯塵量為0.001 9～0.032 1 g·leaf-1，平均值為0.010 4 g·leaf-1。廣玉蘭單葉滯塵量為0.022 0 g·leaf-1，法國冬青、桂花、石楠、大葉女貞滯塵量大于0.011 1 g·leaf-1，香樟等樹種小于0.003 4 g·leaf-1。枇杷、廣玉蘭單葉滯塵量始終極顯著高于其他樹種（P<0.01），且兩者間差異極顯著（P<0.01），法國冬青、桂花、石楠和大葉女貞單葉滯塵量也始終極顯著高于銀木等樹種（P<0.01）。

2.2.3 單位面積樹冠的滯塵量 洗淋后7 d，枇杷>廣玉蘭>桂花>石楠>銀木>法國冬青>大葉女貞>黃楊>香樟>海桐>大葉冬青>樂東擬單性木蘭，滯塵量為0.59～8.48 g·m-2·crown-1，平均值為3.51 g·m-2·crown-1。廣玉蘭、桂花滯塵量大于6.03 g·m-2·crown-1，石楠、銀木、法國冬青、大葉女貞滯塵量大于3.01 g·m-2·crown-1，大葉冬青和樂東擬單性木蘭低于1.00 g·m-2·crown-1。洗淋后14 d，枇杷>廣玉蘭>桂花>石楠>銀木>大葉女貞>法國冬青>黃楊>香樟>海桐>大葉冬青>樂東擬單性木蘭，滯塵量為0.71～8.67 g·m-2·crown-1，平均值為4.12 g·m-2·crown-1。枇杷滯塵量仍為最高，廣玉蘭、桂花滯塵量大于6.65 g·m-2·crown-1。石楠、銀木、大葉女貞、法國冬青、黃楊滯塵量大于3.99 g·m-2·crown-1，樂東擬單性木蘭滯塵量仍低于1.00 g·m-2·crown-1。枇杷、廣玉蘭、桂花單位面積樹冠的滯塵量始終極顯著高于其他樹種（P<0.01），石楠、銀木、大葉女貞、法國冬青也始終極顯著高于樂東擬單性木蘭和大葉冬青（P<0.01）。

2.3 聚類分析

如圖3所示，光合特性聚類分析結(jié)果如下：第一類為黃楊、大葉女貞和海桐聚，光合特性能力強(qiáng)，生態(tài)調(diào)節(jié)功能優(yōu)勢(shì)明顯;第二類為法國冬青、廣玉蘭、枇杷、石楠和樂東擬單性木蘭，光合特性能力一般;第三類為大葉冬青、桂花、銀木和香樟，光合特性能力相對(duì)較低。

滯塵能力聚類分析結(jié)果如下：第一類為廣玉蘭、桂花和枇杷，滯塵能力最強(qiáng);第二類大葉女貞、法國冬青、石楠和銀木，滯塵能力一般;第三類為海桐、大葉冬青、黃楊、香樟和樂東擬單性木蘭，滯塵能力相對(duì)較低。

3 討論與結(jié)論

常綠闊葉樹因其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、顯著的小氣候改善能力成為衡量區(qū)域生態(tài)平衡的重要植被。區(qū)域常綠闊葉林生態(tài)系統(tǒng)的退化，可表現(xiàn)為自身的功能衰退，也是其他生態(tài)環(huán)境惡化的根源，嚴(yán)重影響區(qū)域的生態(tài)質(zhì)量和安全（Hua et al.，2000;劉其霞等，2004）。配置一定比例的常綠樹種，既可體現(xiàn)北方城市綠地景觀的異質(zhì)和生物多樣性，又可凈化空氣、降低污染、增加大氣環(huán)境容量，發(fā)揮生態(tài)調(diào)節(jié)功能的目的（苑征等，2010）。植物光合作用是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的一個(gè)重要過程，是固碳的基礎(chǔ)，冬季常綠植物的光合特性水平不僅反映葉片光合能力的大小，也是物種對(duì)生境異質(zhì)及環(huán)境變化適應(yīng)性進(jìn)化的反映，并直接影響其在群落中的地位（Reich et al.，1997;Escobedo & Nowak，2009;程冬梅等，2012）。植物通過氣孔調(diào)節(jié)來降低越冬時(shí)葉片光系統(tǒng)活性損傷和維持葉片綠色，以提高光合水分利用率和光能利用及分配（白坤棟等，2010），胞間CO2濃度變化是葉片氣孔導(dǎo)度和葉肉細(xì)胞光合活性的反映（陳云根等，2010）。冬季大氣中較高濃度的PM2.5等顆粒物污染對(duì)常綠植物的影響，也可通過光合能力變化間接反映出來，葉片對(duì)光能的吸收、利用受環(huán)境因子的影響也更多取決于物種本身（楊靜慧等，2017）。比較分析常綠樹種冬季光合特性及滯塵能力，有利于選出生態(tài)調(diào)節(jié)功能較強(qiáng)的樹種。

本研究中，各樹種葉片Pn、Tr、Gs值大小排序變化不大，大葉女貞、黃楊、海桐、枇杷葉片Pn、Tr、Gs值極顯著高于其他樹種（P<0.01），銀木、香樟葉片Pn、Tr、Gs值均為最低，Pn值較大葉女貞下降67%以上，Tr和Gs值較黃楊分別下降79%和91%以上。各樹種葉片Ci值大小排序變化明顯，香樟、銀木、黃楊、枇杷葉片Ci值極顯著高于其他樹種（P<0.01），法國冬青、大葉冬青葉片Ci值最低，較香樟下降77%以上。原理上植物葉片凈光合速率高，蒸騰速率強(qiáng)，釋放出的氧氣就多，吸收利用的CO2也多（陳根云等，2010）。葉片Pn、Tr、Gs值較高的大葉女貞、海桐、石楠Ci值處于中等水平，說明葉肉細(xì)胞保持較高的光合活性，對(duì)CO2吸收利用較充分;黃楊、枇杷葉片Pn、Tr、Gs和Ci值均較高，考慮是氣孔因素引起呼吸作用加強(qiáng)，使胞間積累較多的CO2。冬季是常綠植物最敏感的生長階段，低溫脅迫引起的低溫光抑制是影響其葉片光合活性的主因之一（程冬梅等，2019）。香樟、銀木葉片Pn、Tr、Gs值較低，Ci較高，說明葉肉細(xì)胞的光合活性弱，低溫抑制明顯;大葉冬青、法國冬青葉片Pn、Tr、Gs和Ci值均較低，較低的光合速率主要?dú)w因于氣孔限制因素。聚類分析結(jié)果表明，黃楊、大葉女貞、海桐葉片光合特性能力最強(qiáng)，能同化更多的空氣CO2提供O2，對(duì)緩解、降低冬季大氣溫室氣體濃度、凈化空氣和改善空氣質(zhì)量具有重要貢獻(xiàn);其次為法國冬青、廣玉蘭、枇杷、石楠和樂東擬單性木蘭。

12個(gè)常綠樹種葉片和樹冠的滯塵量均差異極顯著（P<0.01）或顯著（P<0.05）。洗淋后14 d，枇杷、廣玉蘭、桂花單位面積樹冠的滯塵量大于6.65 g·m-2·crown-1，單位葉面積、單葉和單位面積樹冠的滯塵量均極顯著高于其他樹種（P<0.01）;石楠、銀木、大葉女貞、法國冬青單位面積樹冠的滯塵量在3.99 g·m-2·crown-1以上;樂東擬單性木蘭單位面積樹冠的滯塵量低于1.00 g·m-2·crown-1，單位葉面積和單葉的滯塵量也始終較低。滯塵參數(shù)聚類分析結(jié)果表明，廣玉蘭、桂花、枇杷的滯塵能力最強(qiáng)，發(fā)揮出更高的生態(tài)效益;其次為大葉女貞、法國冬青、石楠和銀木。本研究中，植物個(gè)體葉片和單位面積樹冠滯塵能力差異較大，總體趨勢(shì)基本表現(xiàn)為單位面積樹冠的滯塵水平與樹種滯塵能力成正比，這與張新獻(xiàn)等（1997）研究結(jié)果相同。植物通過停著、附著和粘附等方式滯塵，方式和機(jī)理因樹種不同具有一定差異（Mcpherson et al.，1998）。停著多為對(duì)較大顆粒物的降塵，受環(huán)境影響較大;附著多為植物表面具有絨毛、褶皺等特征，使大氣顆粒物附著在上面，效果相對(duì)穩(wěn)定;粘附多為植物分泌有粘附物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，滯塵效果最為穩(wěn)定（柴一新等，2011）?？梢姼街c粘附能力均與植物的生理形態(tài)有密切關(guān)系，植物表面特征及微形態(tài)結(jié)構(gòu)直接關(guān)系著其表面的粗糙程度，是影響植物滯塵能力的重要因素（Manning，1971;郭偉等，2010;屈新運(yùn)等，2019）認(rèn)為高大樹木擁有更加粗糙、復(fù)雜的葉冠空間，使其比低矮植物能更有效地捕獲顆粒物。本研究中，枇杷、廣玉蘭的滯塵能力較強(qiáng)，除葉片較大外，葉表面的粗糙結(jié)構(gòu)、有褶皺或分泌物以及利于滯塵的枝葉生長角度等均是重要特征;桂花、大葉女貞、法國冬青、石楠和銀木葉片大小中等，但枝葉稠密，其單位葉面積和單位面積樹冠的滯塵量均有大幅提高;樂東擬單性木蘭、大葉冬青、香樟枝葉稀疏或下垂及低矮的黃楊和海桐，葉表面均較光滑，滯塵能力相對(duì)較低。

綜上所述，園林應(yīng)用中，冬季大氣污染較輕的城市可選用黃楊、大葉女貞、海桐、法國冬青、廣玉蘭、枇杷、石楠、樂東擬單性木蘭等光合活性高、生態(tài)調(diào)節(jié)功能強(qiáng)的常綠樹種。對(duì)于大多數(shù)冬季大氣污染較嚴(yán)重的北方城市，要優(yōu)先選用大葉女貞、廣玉蘭、枇杷、法國冬青、黃楊、石楠等光合活性與滯塵能力綜合性強(qiáng)的常綠樹種。植物的生態(tài)功能釋放與大氣環(huán)境質(zhì)量相輔相成、相互作用，其過程也極其復(fù)雜。有研究表明，大氣中和葉表滯留的顆粒物均會(huì)對(duì)植物光合特性產(chǎn)生影響（Prusty，2005;吳海天等，2011）。樹種滯留大氣顆粒物是否存在選擇性，對(duì)污染物成分是否有吸收作用，污染物對(duì)植物光合特性的影響與機(jī)理，以及綠地結(jié)構(gòu)、葉冠結(jié)構(gòu)等對(duì)物種單株和群落總?cè)~面積、固碳潛能、滯塵能力的影響均需要進(jìn)一步研究。

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（責(zé)任編輯 李 莉）