孫文哲 ,任振江 ,趙 建,王永松 ,張 健,韓宏偉

(河北省邯鄲市園林局,河北邯鄲056001)

1 引言

樹木是園林的重要組成部分,沒有樹木就沒有真正的園林。園林設(shè)計中,常通過各種不同的植物之間的組合配置,創(chuàng)造出千變?nèi)f化的不同景觀,不僅可以改善生活環(huán)境,為人們提供休息和文化娛樂活動的場所,而且還可以為人們創(chuàng)造游覽、觀賞的藝術(shù)空間。因此,植物在園林景觀中有舉足輕重作用。園林植物不但具有美化環(huán)境、陶冶情操的功能,還具有改善環(huán)境、凈化空氣的作用,如減弱光照、降低噪音、改善小環(huán)境內(nèi)的空氣濕度、分泌殺菌素、吸收有毒氣體、阻滯塵埃、減少水土流失等。

2 綠化植物對大氣污染的凈化作用

城市大氣污染是當(dāng)前人類面臨的日益嚴(yán)重和亟待解決的環(huán)境危機之一,它不僅嚴(yán)重危害人類健康,而且已成為人類社會可持續(xù)發(fā)展的主要阻礙,受到世界各國普遍關(guān)注和重視。利用植物修復(fù)技術(shù)來治理大氣污染尤其是近地表大氣的混合污染,是近年來國際上正在加強研究和迅速發(fā)展的前沿性新課題。植物凈化大氣污染的主要過程是截留和去除。截留過程涉及植物截獲、吸附和滯留等,去除過程包括植物吸收、降解、轉(zhuǎn)化、同化等。

2.1 植物對大氣污染的凈化機理

2.1.1 綠化植物對城市大氣物理性顆粒的凈化作用

城市大氣中物理性顆粒主要是指粉塵。研究表明：城市的綠化植物可以通過吸滯粉塵,以及減少空氣含菌量而起到凈化空氣的作用,城市綠化植物的滯塵能力一直是城市森林設(shè)計中的重要依據(jù)。

2.1.2 植物對城市化學(xué)性氣體污染物的凈化作用

城市大氣中化學(xué)性氣體主要是指各種有毒、有害的氣態(tài)、液態(tài)物質(zhì),包括二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、一氧化碳、臭氧、氟化氫、氯氣、光化學(xué)煙霧等有害的化學(xué)物質(zhì)。植物對化學(xué)性氣體的凈化作用表現(xiàn)為以下幾個方面。

(1)吸收與吸附。植物的枝干表面可以吸收吸附固體顆粒及溶液中的離子、氣體分子;植物葉面的皮孔能夠吸收并儲存有害氣體,特別是植物對可溶性氣體的吸收量隨濕度增大而增加。

(2)代謝降解。植物降解是指植物通過代謝過程來降解污染物或通過植物自身的物質(zhì)如酶類來分解植物體內(nèi)外來污染物的過程,通過代謝,將代謝的產(chǎn)物以被束縛的狀態(tài)保存。

(3)植物轉(zhuǎn)化和同化。植物轉(zhuǎn)化是指利用植物的生理過程將污染物由一種形態(tài)轉(zhuǎn)化為另一種形態(tài)的過程。通常,植物不能將有機污染物徹底降解為CO2和H2O,而是經(jīng)過一定的轉(zhuǎn)化后隔離在植物細(xì)胞的液泡中或與不溶性細(xì)胞結(jié)構(gòu),如木質(zhì)素相結(jié)合,也有人認(rèn)為一旦有機污染物進(jìn)人植物體首先進(jìn)行的就是木質(zhì)化的過程。因此,植物轉(zhuǎn)化是植物保護(hù)自身不受污染物影響的重要生理反應(yīng)過程。

植物同化是指植物對含有植物營養(yǎng)元素的污染物的吸收,并同化到自身物質(zhì)組成中,促進(jìn)植物體自身生長的現(xiàn)象。植物通過其生理過程可將污染物轉(zhuǎn)化為其它形態(tài)并同化到自身體內(nèi)。大氣有害物質(zhì)中的硫、碳、氮等同時是植物生命活動所需要的營養(yǎng)元素。植物通過氣孔將 CO2、SO2、NO2吸入體內(nèi),參與代謝,最終以有機物的形式儲存在氨基酸和蛋白質(zhì)中。

2.1.3 植物對城市大氣生物性顆粒的凈化作用

城市大氣生物性顆粒,主要包括放線菌、酵母菌和真菌等空氣中的微生物,及一些病原性微生物,這些空氣微生物和病原微生物危害人體健康的主要途徑是空氣傳播。這些空氣中有害的微生物可能附著在塵埃上隨著空氣流動。但是,植物的樹冠能夠阻擋空氣流動,因此能有效地讓病原體的傳播減少,從而間接地讓周圍空氣中的菌落數(shù)量減少。另外,植物的揮發(fā)性分泌物也具有一定的殺菌能力。

2.2 對污染氣體抗性強的植物特點

(1)葉片的結(jié)構(gòu)不利于有害氣體進(jìn)入,即葉片較厚、革質(zhì),外表皮角質(zhì)化或葉的表面有蠟層,葉片的氣孔稀少或氣腔內(nèi)有腺毛等附屬物以阻擋氣孔口,葉背多毛的植物一般抗性都較強。

(2)植物的生理特性有利于抵抗污染氣體的侵害。有些植物能吸收大量污染物而不受損害,對污染物質(zhì)有轉(zhuǎn)移、積累或消耗的能力;有些植物在有害氣體侵襲時會關(guān)閉氣孔,減少污染氣體進(jìn)入,因而可以提高其抗性具有乳汁或膠狀物質(zhì)的植物,一般抗性都較強。

(3)具有較強的再生能力,在工礦附近它們雖易受害,但其枝葉的萌生能力很強,故在污染物質(zhì)較多的污染區(qū),它們?nèi)匀荒軌蝾B強地生長。

2.3 園林綠化中對大氣污染抗性強的植物

(1)抗氟化氫的植物。冬青衛(wèi)茅、小葉黃揚、女貞 、構(gòu)樹 、梧桐 、棕櫚 、榆樹 、樸樹 、鳳尾蘭 、桑樹 、臭椿、旱柳、美人蕉、苦楝、木槿、柳樹、國槐等。

(2)抗氯氣的植物。夾竹桃、玉蘭、樸樹、木槿、冬青衛(wèi)矛、小葉黃揚、紫藤、梓樹、臭椿等。

(3)抗 SO2的植物。國槐、夾竹桃、冬青、衛(wèi)矛、女貞、苦楝、臺歡、泡桐、旱柳、紫荊、小葉黃楊、構(gòu)樹、鳳尾蘭、油松、臭椿、刺槐等。

3 綠化植物對大氣污染的指示作用

早在19世紀(jì),就有人開始利用敏感植物的傷害癥狀對大氣中的SO2進(jìn)行監(jiān)測。20世紀(jì)以來,國外基于植物葉片受污染的癥狀研究了對大氣污染指示作用。利用植物對大氣污染的反應(yīng),監(jiān)測有害氣體的成分和含量以了解大氣環(huán)境質(zhì)量狀況,稱為環(huán)境污染的植物檢測。進(jìn)入21世紀(jì),依據(jù)植物的受害癥狀確定環(huán)境污染物和依據(jù)葉片含污量估測環(huán)境污染程度方面,指示植物的利用與選擇都積累了很多豐富資料。

通常在污染物濃度較低的情況下,受害癥狀比較顯著,對大氣環(huán)境狀況起到指示作用,稱為指示性植物。具備以下條件的植物可以稱為環(huán)境污染指示植物：對污染物反應(yīng)敏感,受污染后的反應(yīng)癥狀明顯且干擾癥狀少;生長期長,能不斷萌發(fā)新葉;栽培管理和繁殖容易,具有一定的觀賞或經(jīng)濟價值。如果環(huán)境一旦發(fā)生改變,植物群落里最容易受害、污染反應(yīng)最快、出現(xiàn)污染癥狀最早的植物往往是敏感植物。人們可以根據(jù)發(fā)出的各種信息來判斷環(huán)境污染狀況,對當(dāng)?shù)丨h(huán)境質(zhì)量作出評價。

3.1 植物對大氣污染指示作用的機理

植物受到污染后,常見的可見癥狀是在葉片上出現(xiàn)肉眼可見的傷斑。癥狀受不同的污染物質(zhì)和濃度程度各不相同。植物上的污染物使植物光合作用強度下降、蒸騰率下降、葉綠素含量減少、呼吸作用加強,令植物內(nèi)部新陳代謝活動發(fā)生變化;從而進(jìn)一步使植物發(fā)生葉面積變小、植物矮化、生長量減少、葉片早落及落花落果等生長發(fā)育情況。而且,植物內(nèi)部某些成分的含量也會在吸收污染物后發(fā)生變化。所以,根據(jù)植物對環(huán)境污染的生物反應(yīng)可以用來檢測環(huán)境的污染狀況。

指示性植物能夠綜合反映大氣污染對生態(tài)系統(tǒng)的影響,是無法用理化方法直接進(jìn)行測定的。當(dāng)大氣受到多種污染物復(fù)合污染時,污染物之間會發(fā)生協(xié)同作用,比各自單獨的影響更加強烈,而且這些影響只有通過對植物的各種反應(yīng)進(jìn)行分析觀察和測試來了解。指示性植物能夠較早地發(fā)現(xiàn)大氣污染,對大氣污染反應(yīng)比人類更敏感。因此,利用指示性植物能夠及早地發(fā)現(xiàn)大氣污染。能夠檢測出不同的大氣污染物,不同的污染物會使值物的葉片出現(xiàn)不同的受害癥狀,易于辨別。

3.2 受傷害植物的典型癥狀

(1)二氧化硫。癥狀主要出現(xiàn)在葉脈間、呈現(xiàn)大小不同的、無一定分布規(guī)律的點、塊狀傷斑,與正常組織之間界線明顯,也有少數(shù)傷斑分布在葉片邊緣或全葉褪綠黃化。

(2)氟化氫。傷斑多半分布在葉尖和葉緣,與正常組織之間有一明顯的暗紅色界線,少數(shù)為脈間傷斑,幼葉易受害。

(3)氯氣。大多為脈間點塊狀傷斑,與正常組織之間界線模糊,或有過渡帶,嚴(yán)重時全葉失綠漂白甚至脫落。

(4)氨氣。大多為脈問點塊狀傷斑,傷斑褐色或褐黑色,與正常組織之間界線明顯,癥狀一般出現(xiàn)較早,穩(wěn)定得快。

(5)二氧化氮。大多為葉脈間不規(guī)則形傷斑,呈白色、黃褐色或棕色,有時出現(xiàn)全葉點狀斑。

(6)臭氧。大多為葉面散布細(xì)密點狀斑,呈棕色或黃褐色,少數(shù)為脈間塊斑。

(7)過氧乙酰硝酸酯。葉片背面變?yōu)殂y白色、棕色、古銅色或玻璃狀,不呈點、塊狀傷斑,有時在葉片的尖端、中部或基部出現(xiàn)壞死帶。

(8)乙烯。葉片發(fā)生不正常的偏上生長(葉片下垂),或失綠黃化,并常常發(fā)生落葉、落花、落果以及結(jié)實不正常的現(xiàn)象。

3.3 園林綠化中具有指示作用的植物種類

(1)二氧化硫污染指示植物。百日菊、麥稈菊、紅花鼠尾草、玫瑰、紫丁香、柳樹、中國石竹、蘋果樹、月季 、合歡 、杜仲 、梅花 、懸鈴木 、水杉 、白楊 、白樺 、雪松、油松、馬尾松和落葉松等。

(2)氟化物污染指示植物。唐菖蒲、小蒼蘭、杏、李、紫荊、(梅和某些柑橘類,以及郁金香、葡萄、落葉松 、玉簪 、苔蘚 、煙草 、芒果 、榆樹 、郁金香 、銀 杏 、鳳仙、山桃樹、金絲桃樹、慈竹、池柏、南洋楹雪松等植物也可用來監(jiān)測氟化物。

(3)臭氧污染指示植物。矮牽牛花、丁香、牡丹、光葉櫸、女貞、銀槭、樺樹 、皂莢 、丁香、葡萄、牡丹等 。

(4)過氧乙酰硝酸酯污染指示植物。常用的有早熟禾、矮牽牛、繁縷等。

(5)乙烯污染指示植物。常用的有香石竹等。

(6)氯氣污染指示植物。常用的有向日葵、藜、翠菊 、萬壽菊 、雞冠花 、女貞 、臭椿 、鳳仙花 、桃樹 、楓揚、雪松、復(fù)葉槭、落葉松、油松等

(7)二氧化氮污染指示植物。常用的有懸鈴術(shù)、向日葵、秋海棠等。

4 結(jié)語

城市的大氣污染越來越嚴(yán)重,其污染成份主要是石油和煤等燃燒產(chǎn)生的煤煙、汽車尾煙以及工廠在生產(chǎn)過程中放掉的有害氣體。因此,工業(yè)越發(fā)達(dá),居住人口越稠密,綠化面積越縮小,環(huán)境污染的程度就可能越大。

鑒于城市空氣污染越來越嚴(yán)重,一些學(xué)者研究了植物的抗污機理,利用植物修復(fù)技術(shù)來治理大氣污染,尤其是近地表大氣的混合污染,并找出了一些用于綠化的樹木種類。但是,也有人認(rèn)為,鼓勵種植抵抗“三廢”污染能力強的樹木是不可取的,因為種植抗性強的植物,表面上郁郁郁蔥蔥,掩蓋了污染的實質(zhì),對人們的保健反而有害,反而應(yīng)該積極引種一些抵抗污染能力弱的樹種,以引起人們對污染的警惕。

既然有的植物可以凈化空氣、防治污染,而有的植物對大氣污染敏感,有很好的指示作用,因此,在園林綠化中,利用植物營造景觀的同時,可以將凈化植物和指示植物有機結(jié)合、合理配置,不僅凈化環(huán)境,而且可以監(jiān)測大氣污染變化,對于更好得保護(hù)好人類的生存環(huán)境有實際意義。

樹木是園林的重要組成部分,在園林景觀中有舉足輕重的作用。在環(huán)境污染日益嚴(yán)重的情況下,園林造景應(yīng)注重生態(tài)環(huán)境的建設(shè),合理選用抗性樹種和敏感樹種,將凈化植物和指示植物有機結(jié)合、合理配置,可以美化環(huán)境,監(jiān)測、凈化和降低大氣污染,對環(huán)境污染的治理和監(jiān)測具有重要意義。

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