文 本刊記者 劉倩瑋

大興南海子公園城市森林環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測站

模擬實驗

近年來，霧霾頻頻肆虐全國各地，已逐漸呈現(xiàn)出常態(tài)化的趨勢。今年冬季，一個月中經(jīng)歷了兩次霧霾周的北京更是首次啟動了霧霾紅色預(yù)警。

身處十面“霾”伏的我們，在擔(dān)心恐慌之余，更多關(guān)注的是如何才能治理霧霾，解決這心肺大患。在全民霧霾大討論中，“森林治霾”得到了越來越多人的關(guān)注和認同。但是，森林真的能承擔(dān)起人們抗擊霧霾的期待嗎？又能擔(dān)當(dāng)起多少呢？是天方夜譚還是藥到病除？

為此，記者采訪了國家林業(yè)局林業(yè)公益性行業(yè)重大科研專項項目“森林對PM2.5 等顆粒物的調(diào)控功能與技術(shù)研究”的負責(zé)人——北京林業(yè)大學(xué)余新曉教授，為我們講述森林與霧霾間不得不說的故事。

霧霾是何物？如何治理？

記者：我們所說的霧霾具體來講是種什么物質(zhì)？PM2.5 又是什么？

余新曉：霧霾其實是一種霧和霾的混合物，其中包含了大量的灰塵、硫化物、硝化物等顆粒，是一種空氣質(zhì)量嚴重惡化的表現(xiàn)。而PM2.5 就是其中主要的污染物，也就是大氣中直徑小于或等于2.5 微米的顆粒物，又稱可入肺顆粒物。霧霾的成分復(fù)雜，其中含有大量的有毒有害物質(zhì)，對人的呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等都會造成危害。

記者：霧霾的危害如此之大，那它又是從何而來？有沒有辦法治理呢？

余新曉：對于霧霾的來源，因為各個領(lǐng)域的測量方法等存在不同，因此在結(jié)論上也存在著差異，目前仍沒有一個準確的定論。

就拿北京來說，北京霧霾的產(chǎn)生主要受污染源、氣象條件、地理因素和人類活動的影響。其中，污染源主要來自于汽車尾氣排放、燃燒煤、油氣揮發(fā)和餐飲快速發(fā)展以及周邊地區(qū)的污染物排放、西北地區(qū)沙塵傳輸造成的自然降塵等；各氣象要素對大氣污染物有一定的制約，其中空氣質(zhì)量指數(shù)與空氣濕度、降水量、風(fēng)速和溫度線性相關(guān)；地形的空間差異間接影響著空氣質(zhì)量的空間變化，人類活動則對其產(chǎn)生著雙重作用。各影響因素并非孤立，而是相互交織共同作用。

如今，霧霾不僅僅是某個點狀城市，或是某個區(qū)域的問題了。它已經(jīng)是中部、東部等地區(qū)普遍性的問題，甚至有報道稱在拉薩都已出現(xiàn)霧霾。霧霾雖然能治理，但是需要一個長期的過程。

而治理霧霾最重要的是從源頭上解決，如：調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu)，對于高污染的企業(yè)適當(dāng)采取措施，調(diào)整燃煤結(jié)構(gòu)等。在引起霧霾的原因中，燃煤是最主要的。但作為中國經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)，燃煤與眾多的行業(yè)領(lǐng)域都相關(guān)，因此不能不用，只能進行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。

PM2.5 采樣器

森林真的能治理霧霾嗎？

記者：一直以來，我們對森林作用的認識僅僅停留在涵養(yǎng)水源、保持水土、防風(fēng)固沙等上面，森林真的能治理霧霾嗎？

余新曉：通過我們的研究，可以肯定森林在治理霧霾方面能發(fā)揮作用，而且這種作用是不可替代的。目前除了從源頭解決霧霾，森林治霾是最有效的緩解霧霾的手段，也是據(jù)我所知的惟一辦法。

通過我們的研究顯示，森林在治理霧霾上發(fā)揮的作用并沒有人們之前想象的那么弱。概括地講，森林對于治理霧霾，在直接作用上能發(fā)揮約10%，間接作用約為10%—30%。

記者：對于森林能否治理霧霾，主要進行了哪些研究？目前的進展如何？

余新曉：我們這個項目依托國家林業(yè)局森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測研究站網(wǎng)（CFERN），進行了森林對PM2.5 等顆粒物的調(diào)控功能監(jiān)測方法學(xué)及樣帶觀測、森林調(diào)控PM2.5 的功能分析與評價、森林對PM2.5 等顆粒物的調(diào)控技術(shù)集成模式等多項研究，并在北京市和廣州市建立了監(jiān)測區(qū)域，同時還建立了本項目的技術(shù)示范區(qū)2000畝。

我們這個項目是2013年初開始的，到現(xiàn)在已經(jīng)三年了，在這三年中，我們對森林對PM2.5等顆粒物的認識，由從前的定性認識上升到了現(xiàn)在相對比較確切的定量認識。

我們目前已經(jīng)構(gòu)建了相對完備的PM2.5 監(jiān)測體系（10 個定位監(jiān)測站、2 個監(jiān)測塔、102 個監(jiān)測樣地、131 種植物種、15 種顆粒物化學(xué)組分），定量確定了不同種類植被對PM2.5 的阻滯作用和森林植被對PM2.5 的作用效果，篩選出了102種阻滯吸收PM2.5 的有效樹種，并構(gòu)建了點、線、面結(jié)合的調(diào)控PM2.5 技術(shù)模式。

北京西山公園城市森林環(huán)境空氣質(zhì)量檢測站

可以說，對于該項目的研究目前已經(jīng)很全面了，并且實驗成果已投入到實踐當(dāng)中，如：指導(dǎo)北京平原造林工程等。我們在接下來一年中要做的就是提高，讓示范區(qū)做得更加具有說服力。

記者：通過森林治理霧霾多長時間能看到成效？

余新曉：植被雖然能治理霧霾，但這并不表示在幾棵樹或在幾個地方栽幾片樹就能發(fā)揮作用。要想看到植被治霾的成效，最起碼得使植被成林。這就需要我們將現(xiàn)有的綠地系統(tǒng)重新進行科學(xué)規(guī)劃，把可利用的土地利用起來，將正確的樹載到正確的地方，形成植被的網(wǎng)絡(luò)化布局。

記者：除了我國面臨著霧霾問題，印度、新加坡等很多國家同樣也面臨著霧霾危機，您認為森林治霾的國際意義何在？前景如何？

余新曉：霧霾可以說已經(jīng)是一個全球化的問題了，而通過森林治理霧霾是目前緩解霧霾最有效的辦法了，但僅僅是緩解，森林治霾只是一個調(diào)控手段，要想徹底地解決這一問題還得從源頭出發(fā)。

為了更好地開展森林治霾這項研究，讓其走向國際，我們也在積極同美國等國家進行合作，從而使其能幫助其他國家應(yīng)對霧霾問題。

對于森林治霾的前景我是十分看好的，在治理霧霾方面，森林植被發(fā)揮著不可替代的作用。

森林如何治理霧霾？

記者：既然森林能治理霧霾，那么森林對PM2.5 等顆粒物是如何發(fā)揮作用的？能發(fā)揮多大作用？

余新曉：從前對森林植被對PM2.5 等顆粒物的作用還不確定，比較模糊。但經(jīng)過這三年的研究，如今已經(jīng)完全確定下來，并有了相對準確完善的定論。對于森林對PM2.5 等顆粒物作用的定量，我們也得出了結(jié)論，這在國際上也是首次證實定量。

我們從理論、技術(shù)、方法上確定了森林植被對PM2.5 的作用效果及定量，即所有森林植被對顆粒物的作用主要集中在兩個方面：第一是直接作用，具體包括吸入、吸附、沉降作用，該部分的作用約為10%；第二個是間接作用，主要體現(xiàn)為阻滯作用，該部分的作用約為10%—30%。并且這二者的作用是彼此獨立的，互不重疊。具體來說：

直接作用包括吸入、吸附、沉降。吸入是指PM2.5 等顆粒物通過植物葉片上的氣孔進入植物體內(nèi)，并作為一種生化材料參與了植物的代謝過程，該部分作用約占2%。

因為植物的葉片、枝條、樹干等都有微結(jié)構(gòu)，而PM2.5 等顆粒物的運動是一種隨機的運動，在其經(jīng)過植物時，植物的葉片、枝條、樹干等可通過其微結(jié)構(gòu)、分泌物等將PM2.5 等顆粒物粘附上，吸附到其表面，該部分作用約為4%。

對于樹木來說，起吸附作用最大的是葉片，因為其比表面積（多孔固體物質(zhì)單位質(zhì)量所具有的表面積）最大。葉片部分的作用層可分為兩層，一個是葉片表面的蠟質(zhì)層。所有葉片都有蠟質(zhì)層，只不過薄厚不同，這層起到的是永久性的作用，可永久地將顆粒物融在其中。還有一層就是蠟質(zhì)層以外，露在空氣中的部分。該層也可以吸附，但不是永久的，遇到降雨或風(fēng)時，PM2.5 等顆粒物會隨著雨水降落或被風(fēng)刮走。

再次就是沉降，因為林中有其特有的空氣循環(huán)，帶有PM2.5 等顆粒物的空氣進入林中后會形成一種自上而下的氣流，從而帶動一部分顆粒物，使其落到地面上，該部分的作用約為4%。

組織主持會議

間接作用，也就是所謂的阻滯作用。森林植被對PM2.5 等顆粒物的阻滯作用體現(xiàn)在，當(dāng)帶有PM2.5 等顆粒物的空氣經(jīng)過森林植被時，其可以暫存PM2.5 等顆粒物。但顆粒物并不會減少，遇到風(fēng)等其他情況時，顆粒物就會離開森林植被，去到別處，只是起到短時間緩解的作用。雖說只能暫存顆粒物，但不代表該作用不重要。對于在人居環(huán)境或是交通沿線，森林植被的阻滯作用就顯得尤為重要。

之前的研究中我們更多強調(diào)的是間接作用，而經(jīng)過這三年的研究，我們發(fā)現(xiàn)，其實森林在治理霧霾中發(fā)揮的作用，主要體現(xiàn)在其直接作用上。我們還對PM2.5 外的其他物質(zhì)，如：PM1、PM10 等都做了研究，發(fā)現(xiàn)森林植被對它們都能發(fā)揮以上作用。并且經(jīng)過我們研究計算得出，通過森林植被治理霧霾可以使北京每年達到二級質(zhì)量的天數(shù)增加15 天。

記者：森林植被長期對PM2.5 等顆粒物吸入、吸附等，會不會植物體自身產(chǎn)生危害？通過森林治理霧霾會不會因為植被受損而有時效性？

余新曉：這個大可不必擔(dān)心，大氣顆粒物對植物的影響表現(xiàn)為植物葉片等部位的損傷和生理生態(tài)的變化，這些影響除了根源于葉片積塵對光照的遮擋之外，更多來自于大氣顆粒物尤其是粒徑較小顆粒物中無機鹽、重金屬和有機污染物的化學(xué)污染。但在長期的浸染中，植物旺盛的生命力會使其對大氣顆粒物表現(xiàn)出一定的耐受、防御和修復(fù)能力。因此森林治霾是一種清潔、可循環(huán)的方式。

森林治霾如何最大化地發(fā)揮作用？

記者：森林植被對于治理霧霾的作用會不會隨著時間季節(jié)等因素的變化而變化？主要受哪些因素影響？

余新曉：這是當(dāng)然的，我們通過研究發(fā)現(xiàn)，森林植被對PM2.5 等顆粒物的作用會隨著植被的品種、污染條件以及季節(jié)的變化而有所不同。

我們在北京、重慶、廣州設(shè)立了102 個實驗觀測樣地，研究了131 種植物物種，研究發(fā)現(xiàn)：枝葉密度、樹冠幅度、著生的絨毛密度和長短在一定程度上會隨季節(jié)改變，體內(nèi)新陳代謝也存在較大差異，對PM2.5 等顆粒物的作用自然也就會有所不同。因此在進行綠化植物搭配時需結(jié)合樹木生長習(xí)性和季節(jié)污染特征，例如在春季總顆粒物污染嚴重的地區(qū)，適宜多種植小葉榕、桂樹和廣玉蘭。

而每種植被，它的葉表面的氣孔密度、褶皺程度、絨毛、分泌物等會有所不同，植被對于PM2.5 等顆粒物的作用又和這些條件密切相關(guān)，因此不同植被對PM2.5 等顆粒物發(fā)揮的作用也就會有所不同。通過研究，我們篩選出了102 種阻滯吸收PM2.5 的有效樹種，并發(fā)現(xiàn)了滯塵能力排名前十位的數(shù)種：雪松、白皮松、油松、圓柏、側(cè)柏、紅松、欒樹、丁香、山桃、刺槐。

PM2.5 監(jiān)測儀

記者：森林植被該如何配置才能發(fā)揮最大的治霾作用呢？如：樹種的選擇、栽種寬度、密度等。

余新曉：就整個城市環(huán)境來說，要想讓森林植被發(fā)揮治霾作用，就必須讓植被布局形成網(wǎng)絡(luò)化，不能僅僅集中在一個地方或幾片地方，而是要采取帶、片、網(wǎng)、點相結(jié)合的方式，堅持地帶性原則、適地適樹原則和生物多樣性原則進行規(guī)劃。這也就需要整個城市的綠地規(guī)劃有統(tǒng)一的布局，優(yōu)化配置。

對于樹種的選擇，概括地講，在相對清潔區(qū)適合栽種懸鈴木、國槐、毛白楊、銀杏、元寶楓、雪松、檜柏、白皮松、油松、紫葉李、楓楊、加楊、垂柳、欒樹、玉蘭、紫薇、小葉女貞、大葉黃楊、白蠟、構(gòu)樹、木槿等樹種；在交通繁忙區(qū)選擇懸鈴木、大葉黃楊、國槐、油松、元寶楓、玉蘭、小葉黃楊、紫葉李等較為適宜；而工業(yè)區(qū)等污染較大的地方則適合栽種懸鈴木、大葉黃楊、國槐、油松、元寶楓、玉蘭、小葉黃楊、紫葉李、紫葉小檗等樹種。

我們還對郊區(qū)綠地、隔離綠地、道路綠地、居住綠地、帶狀公園、公園等更為詳細的區(qū)域進行了分析，也都得出了詳細的結(jié)論?？梢哉f，我們對樹種的研究已經(jīng)很完備了，基本能應(yīng)對各種區(qū)域。

栽種的寬度和密度我們也都進行了研究，總的來說，道路防護林帶削減顆粒物濃度的最小有效寬度為15—18m，阻滯PM2.5 化學(xué)組分的有效寬度為18—23m；片狀生態(tài)林系統(tǒng)削減顆粒物濃度的最佳有效半徑為3000m。最佳結(jié)構(gòu)為林帶寬度40—50m，郁閉度0.70—0.85，疏透度0.15—0.30。而對于樹帶的布置最好能形成混交，可將喬木、灌木、草本植物等以多種方式進行混交。

森林植被是天然的“綠色凈化器”

記者：近幾年，“森林氧吧”、“森林療養(yǎng)”的市場不斷做大，森林公園的數(shù)量也在不斷增加，甚至還有商家售賣森林空氣，這些是真的能起到作用？

余新曉：雖然森林氧吧、森林療養(yǎng)這些都是商業(yè)行為，但是它們的確有用，特別對長期居住在城市中的人們而言。一想到森林，人們就會想到新鮮的空氣。但森林除了能提供富含負離子的空氣外，還能揮發(fā)出令人身心愉悅的物質(zhì)，并且多看看綠色也能使人感到輕松舒暢，森林的作用是綜合的、多方面的。

森林公園、國家公園等的數(shù)量雖在不斷增加，但它們大多都是從保護、利用或區(qū)域發(fā)展的角度建立起來的，都只考慮到了結(jié)構(gòu)問題，比如：哪塊地栽什么樹好看等。但它們能發(fā)揮多大作用，能提供的功能并不清楚，而功能問題恰恰應(yīng)當(dāng)是建立這些公園時應(yīng)當(dāng)考慮到的核心問題。

記者：很多人都說森林植被是天然的“綠色凈化器”，那我們在家中種植的植物能否改善家中的空氣環(huán)境呢？

余新曉：森林植被能夠吸入、吸附、沉降、阻滯PM2.5 等顆粒，起到凈化空氣的作用，再加上它又是天然的、可再生的，的確稱得上是天然的“綠色凈化器”。但是植被要想發(fā)揮出凈化空氣的效果，需達到一定的量。我們在家中種植的植物畢竟數(shù)量太少，雖能起到一定效果，但是我個人認為作用并不是很大。如果想要更好地改善家中的空氣質(zhì)量，使用空氣凈化器還是最有效、最快捷的方法。