唐 明

(唐山園林科學(xué)研究所，河北唐山 063500)

隨著城市化進(jìn)程加快，人口密集，車輛眾多，工礦區(qū)企業(yè)排放污染物及人為活動(dòng)，使生態(tài)環(huán)境惡化，尤其空氣污染問題日益加劇，粉塵、煙霧、有害氣體增多，空氣中微生物含量增加，霧霾天氣頻發(fā)。霧霾天氣造成交通阻塞，對(duì)人們的健康造成了極大的影響。美國、澳大利亞、加拿大等國家和我國北京、天津、河北、河南、山西、四川等地均出臺(tái)了相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)，通過排污工業(yè)企業(yè)限產(chǎn)減排、車輛改進(jìn)、限制部分車輛通行和使用清潔燃料等措施來控制和減少顆粒物排放，應(yīng)對(duì)霧霾天氣。如何減少霧霾天氣的發(fā)生頻率，改善城市空氣質(zhì)量，受到公眾的高度重視。

園林植物作為改善和美化城市環(huán)境的主體，不僅具有很高的美學(xué)和觀賞價(jià)值，而且在改善空氣質(zhì)量、阻滯粉塵、抑菌殺菌、防風(fēng)固沙以及維護(hù)生態(tài)平衡、改善生態(tài)環(huán)境方面起著主導(dǎo)和不可替代的作用。植物通過滯留、附著、黏附3種方式凈化大氣中的顆粒物，保定[1]、北京[2]、武漢[3]、杭州[4]等城市就不同植物對(duì)生態(tài)環(huán)境改善作用進(jìn)行研究。唐山作為一個(gè)歷史重工業(yè)城市，煤礦、鋼廠等工礦企業(yè)在城市占據(jù)大量面積，構(gòu)建良好的工礦區(qū)綠化環(huán)境，不僅可以減少城市噪聲粉塵污染，有利于工礦區(qū)職工的健康和工作，對(duì)整個(gè)城市環(huán)境也起著重要作用。筆者通過對(duì)唐山市工礦區(qū)植物進(jìn)行調(diào)查，分析工礦區(qū)綠地不同植物種類和層面類型的滯塵能力，推薦應(yīng)用于唐山地區(qū)的優(yōu)良滯塵植物，減少大氣污染，為唐山市工礦區(qū)綠地建設(shè)和植物品種選擇提供理論依據(jù)。

1　研究區(qū)概況與研究方法

1.1研究區(qū)概況唐鋼文化廣場(chǎng)位于唐山市路北區(qū)河鋼集團(tuán)唐鋼公司廠區(qū)西側(cè)，氣候類型為由寒溫帶向暖溫帶半濕潤大陸性、季風(fēng)型燕山山地氣候，年平均氣溫10.0～11.3 ℃，氣溫年較差31.6 ℃，光照資源豐富，年日照總時(shí)數(shù)2 650.2 h，無霜期182 d，年降水量649.4 mm，降水主要集中在7—8月[5-6]。2011年4月10日，唐鋼文化廣場(chǎng)開始興建，占地面積26.3 hm2，遵循“尊重場(chǎng)地要素，重塑生態(tài)壞境；關(guān)注鋼鐵元素，展示地域文化；設(shè)計(jì)空間要素，體現(xiàn)人文關(guān)懷”的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，綠地面積231 790 m2，占總面積的88%。文化廣場(chǎng)內(nèi)建有唐鋼歷史事跡柱、主題文化墻、鋼鐵工藝實(shí)物展示等多處飽含鋼鐵元素的文化景觀，體現(xiàn)了唐鋼悠久的歷史和深厚的文化底蘊(yùn)。為提供職工優(yōu)美舒適工作環(huán)境的同時(shí)，也造福了周邊的市民，深受周邊市民喜愛。

1.2研究方法

1.2.1層片類型的劃分及植物種類的選擇。根據(jù)對(duì)唐鋼廠區(qū)園林綠地的系統(tǒng)調(diào)查 ，按園林綠地植物的生活型劃分為7個(gè)層片，分別為針葉喬木、落葉闊葉大喬木、落葉闊葉小喬木、常綠灌木、落葉灌木、綠籬和草本。唐鋼廠區(qū)種植的多是對(duì)廠區(qū)污染環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)的植物。在唐鋼廠區(qū)園林綠地各層片長(zhǎng)勢(shì)較好的植物中，選取各層片具有代表性的70種喬、灌、草植物作為研究對(duì)象。其中包括針葉喬木6種，落葉闊葉高大喬木12種，落葉闊葉小喬木10種，常綠灌木3種，落葉闊葉灌木15種，綠籬植物3種，草本植物21種。

1.2.2采樣方法。一般認(rèn)為，15 mm的降雨量可以沖掉植物葉片的降塵，然后重新滯塵[7]。根據(jù)唐山市的降雨特點(diǎn)，于2016年5月5日雨后(雨量>15 mm)5 d、5月27日雨后(雨量>15 mm)5 d和6月7日雨后(雨量>15 mm)5 d對(duì)選好的樹種依據(jù)其自身特點(diǎn)采集葉片。

為便于不同采樣點(diǎn)之間植物滯塵作用的比較，不同采樣地點(diǎn)選擇同規(guī)格的植物品種進(jìn)行采樣，其中喬木胸徑為10 cm左右，灌木地徑為5 cm 左右。采樣位置為樹冠東、南、西、北 4個(gè)方向的枝條，同時(shí)兼顧上、中、下各部位，針葉植物采集 50 g左右的葉片；闊葉樹葉長(zhǎng)小于3 cm的葉片取50～80片，葉長(zhǎng)3～8 cm 的葉片取 30～40片，葉長(zhǎng)8～15 cm的葉片取 20～30 片，葉長(zhǎng)大于 15 cm 的葉片取 10～15 片；草本植物剪取10 cm ×10 cm大小。采集時(shí)不要觸碰葉片表面，采下的葉片立刻裝入準(zhǔn)備好的密封袋中，并編號(hào)，設(shè)3次重復(fù)。

1.2.3滯塵量的測(cè)定。取若干12 cm定性濾紙，編號(hào)后放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(101型，北京中興偉業(yè)儀器有限公司)中，溫度60 ℃，烘干12 h。取出濾紙后迅速稱取濾紙重量W0。將采集的植物葉片置于蒸餾水中浸泡2 h，革質(zhì)葉片用小刷子輕輕刷洗葉片表面，密封袋內(nèi)殘留塵跡用水沖洗至燒杯中。用已稱重的濾紙過濾浸泡液，過濾后的濾紙小心放入新的密封袋中，待所有樣品浸泡、過濾完畢后，將濾紙與密封袋一同放入干燥箱中，60 ℃下干燥24 h。取出濾紙并稱取重量W1，W1-W0即為灰塵的重量。將浸泡后的闊葉樹和草本植物葉片用紗布擦凈、壓平，放在坐標(biāo)紙上拍照，利用Adobe Pho-toshopCS5 軟件分析照片，得出坐標(biāo)紙單位格子所占像素P0和葉片所占像素P，則葉片面積S1=P/P0，因此，滯塵量TSP(g/m2)=(W1-W0)/S1。對(duì)于針葉樹種，將葉片烘干至恒重，稱重W，用(W1-W0)/W表示滯塵量(g/kg )。

1.3數(shù)據(jù)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 SPSS 18.0數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2　結(jié)果與分析

2.1不同闊葉喬木滯塵能力比較由表1可知，22種闊葉喬木的滯塵能力同層片差異極顯著，在高大闊葉喬木中，以懸鈴木、玉蘭、毛白楊、洋白蠟的單位面積滯塵量較高，其次為加楊、千頭椿和銀杏，絳柳、刺槐和金枝槐的單位面積滯塵量較低；小灌木中，山楂、紫葉稠李、火炬樹和日本晚櫻的單位面積滯塵量較高。這主要是由于不同樹種的樹形、葉片形態(tài)結(jié)構(gòu)、單葉面積、葉片厚度以及葉片表面粗糙程度不同。一般株型緊湊、葉片寬大、葉質(zhì)較厚、葉表粗糙、葉柄粗壯、風(fēng)吹不易抖動(dòng)的樹種能夠吸附更多的粉塵，這與李寒娥等[7]對(duì)廣州地區(qū)園林植物滯塵效益分析和劉萌萌等[8]對(duì)沈陽地區(qū)植物滯塵效應(yīng)的調(diào)查結(jié)果較為一致。懸鈴木、玉蘭、毛白楊、山楂和火炬樹的單葉面積較大，葉片較厚，葉柄短粗、葉表粗糙或附有細(xì)毛，葉片不易晃動(dòng)，附著的粉塵不易被風(fēng)吹或雨淋帶走；紫葉稠李、銀杏葉表粗糙，有明顯的溝槽，滯塵能力較強(qiáng)；而金枝槐、刺槐、絳柳等樹木的葉片面積較小、葉片表面光滑、葉片較薄，容易晃動(dòng)和被風(fēng)雨吹掉淋洗，滯塵能力差。在工礦區(qū)園林植物綠化中，可優(yōu)先選擇懸鈴木、玉蘭、毛白楊、銀杏和紫葉稠李等植物。

表1　主要闊葉喬灌木滯塵能力比較

注：同列不同小寫字母表示不同樹種間差異顯著(P<0.05)；不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)

Note：Different lowercases stand for significant differences between different tree species at 0.05 level;Different capital letters stand for significant differences at 0.01 level

2.2不同灌木滯塵能力比較由表2可知，同層面植物進(jìn)行比較，闊葉灌木的滯塵能力差異極顯著，其中常綠灌木鳳尾蘭的單位面積滯塵量明顯高于其他品種，這主要由于鳳尾蘭葉片傾斜向上，緊湊硬挺，葉表附有白粉，非常有利于滯留粉塵。落葉闊葉灌木中，木槿、榆葉梅、紫荊、紫丁香、紫薇等落葉植物單位面積的滯塵量較高，這是由于木槿和榆葉梅的葉表粗糙，溝槽明顯；紫荊、紫丁香、紫薇葉片面積較大，葉質(zhì)厚，不易搖動(dòng)，適宜積累更多的粉塵。迎春、黃刺玫和薔薇的葉片小而輕薄，不容易積累粉塵。作為綠籬應(yīng)用的3種灌木的單位面積滯塵量都較高，這是由于綠籬植物植株間距小，枝葉緊密，有利于停滯更多的粉塵，凈化廠區(qū)空氣。不同綠籬植物比較，大葉黃楊明顯高于其他2種，同樣是單葉面積大硬挺的作用。

表2　主要灌木滯塵能力比較

注：同列不同小寫字母表示不同樹種間差異顯著(P<0.05)；不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)

Note：Different lowercases stand for significant differences between different tree species at 0.05 level;Different capital letters stand for significant differences at 0.01 level

2.3不同草本植物滯塵能力比較由表3可知，單位葉面積滯塵量較高的是地被菊、賽菊芋、金雞菊、一串紅，主要是由于粗糙厚實(shí)的葉片表面附有細(xì)毛，有利于滯留更多的粉塵；其次是萱草，萱草葉片排列緊湊，從而使其單位面積的葉片滯塵量相對(duì)較高；鳶尾和景天類植物植株扁平，景天類葉片光滑，兩者葉片表面有疏水層，不利于空氣中粉塵的停滯積累；花葉蘆竹、蘆葦、白三葉葉片較小，葉質(zhì)輕薄，容易抖動(dòng)，滯塵能力最差。在工礦區(qū)園林植物綠化中，可優(yōu)先選用菊類、萱草類等抗逆性強(qiáng)且滯塵效果明顯的園林花卉。

2.4不同針葉樹滯塵能力比較由表4可知，調(diào)查區(qū)域內(nèi)針葉樹種的滯塵能力差異顯著，其滯塵能力由高到低依次為砂地柏、青杄、白皮松、 油松、鋪地柏、圓柏、龍柏、側(cè)柏，其中砂地柏的滯塵量最高，為11.64 g/kg。影響因素主要有針葉樹植株高度、葉表面結(jié)構(gòu)形狀、針葉排列形狀和汁液分泌物等，砂地柏、鋪地柏較喬木植株高度低，對(duì)地面揚(yáng)塵的吸滯能力強(qiáng)，滯塵量高，青杄針葉在小枝上排列為圓柱形，比白皮松、油松的針葉排列更為緊密，白皮松、油松、圓柏葉片簇生且枝葉能分泌樹脂、黏液等，粉塵不易被清洗或吹落，對(duì)粉塵的滯留時(shí)間較長(zhǎng)，龍柏、側(cè)柏的葉片扁平，粉塵容易被沖刷掉，滯塵能力最差。由此可知，在工業(yè)區(qū)園林植物綠化中，可優(yōu)先選擇砂地柏、鋪地柏、青杄、白皮松、油松等作為常綠樹種，從而達(dá)到更好的滯塵效果，凈化工業(yè)區(qū)空氣。

表3　主要草本植物滯塵能力比較

注：同列不同小寫字母表示不同樹種間差異顯著(P<0.05)；不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)

Note：Different lowercases stand for significant differences between different tree species at 0.05 level;Different capital letters stand for significant differences at 0.01 level

表4　主要針葉樹滯塵能力比較

注：同列不同小寫字母表示不同樹種間差異顯著(P<0.05)；不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)

Note：Different lowercases stand for significant differences between different tree species at 0.05 level;Different capital letters stand for significant differences at 0.01 level

2.5不同層面植物滯塵能力比較不同層面的植物由于株高不同，周圍空氣中粉塵量也有所不同，從而影響滯塵效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，不同層面植物滯塵量由高到低依次為綠籬(1.59 g/m2)、落葉闊葉灌木(1.22 g/m2)、草本植物(1.05 g/m2)、落葉闊葉大喬木(1.04 g/m2)、落葉闊葉小喬木(1.03 g/m2)。由于試驗(yàn)中測(cè)定的常綠闊葉灌木數(shù)量較少，僅1種，在此不進(jìn)行比較。針葉樹種滯塵能力灌木(10.40 g/kg)高于喬木(9.09 g/kg)。

闊葉喬木由于植株高大，枝干開展，主要滯阻、過濾外界的降塵及飄塵；而灌木和草本植物因?yàn)樗幐叨缺葐棠镜?，能夠有效地減少路面的揚(yáng)塵、工業(yè)粉塵以及降塵。綠籬植物枝葉緊密，植株低矮，更有利于停滯較多的粉塵，滯塵效果最好。針葉樹種大多株型緊湊，小葉排列緊密，同時(shí)多分泌松脂、黏液，喬灌木均有良好的滯塵效果，也是冬季滯塵的主要樹種。

3　結(jié)論與討論

該試驗(yàn)測(cè)定的園林植物中，喬木以懸鈴木、玉蘭、毛白楊、洋白蠟、青杄、白皮松和油松等的滯塵能力較強(qiáng)；灌木以鳳尾蘭、木槿、榆葉梅和砂地柏等的滯塵能力較強(qiáng)；草本植物中，地被菊和賽菊芋的滯塵能力最強(qiáng)。不同植物滯塵能力差異的原因有3方面：①不同植物葉片特征不同，葉片寬大，葉柄粗短，葉質(zhì)厚硬，葉表粗糙，有溝槽或附有細(xì)毛的葉片單位面積滯塵量更高，而葉片輕薄光滑的植物葉片單位面積滯塵量低。②植株枝葉繁茂密集，葉片交錯(cuò)排列，傾斜向上生長(zhǎng)更有利于停滯粉塵。③植株的栽植形式對(duì)其滯塵量也有一定的影響，適當(dāng)密植可以停滯更多的粉塵，同為落葉灌木的綠籬植物的滯塵量較孤植、叢植的灌木高。不同層面的園林植物滯塵能力存在顯著差異，由高到低依次為綠籬、落葉闊葉灌木、草本植物、落葉闊葉大喬木、落葉闊葉小喬木；針葉灌木滯塵能力高于針葉喬木。

根據(jù)前期調(diào)查和試驗(yàn)測(cè)定，對(duì)工業(yè)區(qū)植物品種的選擇和應(yīng)用提出以下建議：①加大樹冠繁茂、枝葉緊湊、葉片寬大粗糙、抗逆性強(qiáng)的園林植物的應(yīng)用，充分發(fā)揮園林植物的滯塵作用。目前唐山地區(qū)工礦區(qū)植物品種較少，園林植物的長(zhǎng)勢(shì)一般，需要引進(jìn)對(duì)污染環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)的新品種以提高生態(tài)功能和滿足園林審美的需求。②增加常綠植物、藤本和水生植物的應(yīng)用。根據(jù)前期調(diào)查，唐山工礦區(qū)常綠植物、藤本和水生植物應(yīng)用種類較少，部分工礦區(qū)甚至未應(yīng)用藤本和水生植物，分布不均和較為集中，成為缺乏的植物類型。常綠樹木如喬松、華山松、萬峰檜、河南檜等在園林中的應(yīng)用，可以彌補(bǔ)冬季綠量不足，充分發(fā)揮植物在冬季降塵減躁的生態(tài)作用；藤本植物南蛇藤、金銀花、美國凌霄、藤本月季、山蕎麥、中華獼猴桃等生長(zhǎng)迅速，一年即可成景，有效停滯不同高度的粉塵；增加宿根花卉和水生植物種類和數(shù)量，不僅可以減少養(yǎng)護(hù)管理的人力物力投入，還能夠建立良好穩(wěn)定的植物群落，發(fā)揮植物緩解城市熱島效應(yīng)、改善春秋燥熱、緩解風(fēng)沙等作用。③合理配置喬灌草，利用不同類型植物停滯不同高度的粉塵。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，唐鋼文化廣場(chǎng)園區(qū)四周栽植火炬樹和毛白楊，形成防護(hù)帶，有效地阻隔了來自生產(chǎn)區(qū)和道路的粉塵；在接近道路的園區(qū)邊緣，栽植加寬的綠籬帶，有效阻隔了路面揚(yáng)塵，發(fā)揮了很好的生態(tài)作用。④加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)管理。植物的養(yǎng)護(hù)管理也不夠精細(xì)，部分植物修剪不及時(shí)，植株病蟲害嚴(yán)重，這均是影響植物發(fā)揮滯塵作用的原因。如紫葉桃，山楂、碧桃等樹木介殼蟲、蚜蟲、紅蜘蛛病蟲害嚴(yán)重；病植物修剪不及時(shí)，彩葉植物葉片變綠，生長(zhǎng)勢(shì)變?nèi)?，觀賞價(jià)值未得到體現(xiàn)。此外，還可以采用先進(jìn)的園林設(shè)備，提高園林管理效果，如唐鋼文化廣場(chǎng)采用定時(shí)噴灌灌溉系統(tǒng)，及時(shí)淋洗掉葉片上積累的粉塵，不僅可以重新停滯更多的粉塵，也有利于園林植物的健康生長(zhǎng)。

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