包紅光，王 成，杜萬(wàn)光

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018；2.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所/國(guó)家林業(yè)和草原局林木培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/國(guó)家林業(yè)和草原局城市森林研究中心，北京 100091；3.北京市園林綠化局，北京 100013)

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，空氣環(huán)境污染愈發(fā)突出，并趨于擴(kuò)散趨勢(shì)，對(duì)城市居民健康及城市生態(tài)環(huán)境均造成不同程度的危害和影響，目前還尚不能完全通過(guò)治理污染源的方式解決空氣環(huán)境污染問(wèn)題。研究表明，城市林木可以在一定程度上緩解空氣環(huán)境污染，干沉降和濕沉降清除機(jī)制是緩解、改善城市空氣環(huán)境污染的有效途徑[1-3]。城市林木作為城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，為凈化城市空氣污染發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，可通過(guò)自身的滯留、附著和粘附等作用起到滯塵綜合效果，改善城市空氣環(huán)境質(zhì)量，為城市居民提供健康有效的城市內(nèi)部環(huán)境。林木的滯塵能力已作為城市林木選擇的重要指標(biāo)之一[4]。為此，許多學(xué)者通過(guò)實(shí)地監(jiān)測(cè)不同城市林木樹種、不同林木配置結(jié)構(gòu)的滯塵能力，取得了初步成果和成效[5-7]。除此之外，實(shí)地監(jiān)測(cè)作為尺度外推的重要基礎(chǔ)，其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠直接、準(zhǔn)確地表征城市林木滯塵能力的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，對(duì)合理選擇城市林木樹種以及城市森林建設(shè)規(guī)劃、合理布局提供重要的科學(xué)理論和現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)。基于此，筆者整理并綜合城市林木滯塵能力相關(guān)文獻(xiàn)，從研究方法、滯塵機(jī)制與機(jī)理、滯塵效應(yīng)空間特征、滯塵效應(yīng)與“本底效應(yīng)”、其他因素等方面進(jìn)行系統(tǒng)性總結(jié)與評(píng)價(jià)。

1 滯塵量測(cè)定方法

測(cè)定滯塵量最常用的方法為便攜式粉塵測(cè)試儀(Dustmate)、質(zhì)量差減法(MS)、濾膜法(MF)、基于超聲清洗的洗脫稱量粒度分析法(ultrasonic-EWPA)[8-11]，也可通過(guò)氣溶膠再發(fā)生器(AR)測(cè)定不同林木樹種滯塵能力[12-13]，同時(shí)采用電鏡掃描法(SEM)對(duì)葉片表面顆粒物(PM)進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)。除此之外，模擬環(huán)境條件及模型建立也是評(píng)價(jià)滯塵能力的常用研究方法，例如風(fēng)洞模擬[14-15]、UFORE模型[16]、i-Tree模型[17]、Citygreen 模型[18]、CFD模型[19]，模擬方法及模型的應(yīng)用提高了城市林木滯塵能力評(píng)價(jià)的自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化程度。

2 城市林木滯塵機(jī)制與機(jī)理

2.1 城市林木滯塵機(jī)制

2.1.1不同林木滯塵能力

不同林木個(gè)體的滯塵能力存在較大差異，這也是國(guó)內(nèi)外林木滯塵研究的重點(diǎn)。目前，對(duì)林木個(gè)體滯塵能力的研究相對(duì)豐富。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)北京[20]、武漢[21]、杭州[22]、昆明[23]、加拿大[24]和美國(guó)多個(gè)城市[25-26]、法國(guó)特斯拉堡市[27]、匈牙利塞格德市[28]、愛(ài)爾蘭都柏林市[29]等不同城市林木樹種滯塵能力進(jìn)行定量測(cè)定，結(jié)果表明，不同林木樹種滯塵能力差異顯著。總體而言，針葉樹種滯塵能力通常被認(rèn)為強(qiáng)于闊葉樹種，且針葉樹種一般為常綠樹種，可一年四季滯塵[11,30]。不同季節(jié)林木樹種滯塵量也有所不同，大部分樹種在秋季或冬季的滯塵量達(dá)到最高，表明林木樹種滯塵能力在外界環(huán)境條件影響下存在動(dòng)態(tài)變化。此外，部分植物因其自身修復(fù)能力較好，成為道路綠化首選林木樹種[31]。不同生活型植物的滯塵效應(yīng)取決于植物本身的滯塵能力及葉面積綠量。一般情況下，林木個(gè)體的滯塵能力大小表現(xiàn)為喬木植物>灌木植物>草本植物[32]，但有學(xué)者提出相反觀點(diǎn)，認(rèn)為草本植物和灌木植物的滯塵能力大于喬木植物[33]。目前，許多學(xué)者雖然對(duì)不同林木樹種滯塵能力進(jìn)行了研究，但研究地點(diǎn)及樹種選擇表現(xiàn)出較強(qiáng)的區(qū)域性和隨機(jī)性。要進(jìn)行滯塵污染的綜合有力防治，還需進(jìn)一步定量計(jì)算不同林木樹種滯塵能力的分擔(dān)率，并對(duì)不同林木樹種有針對(duì)性地開(kāi)展滯塵治理和防護(hù)措施。下一步可根據(jù)區(qū)域性、植被科屬等進(jìn)行分類，使研究更加系統(tǒng)化，從而有助于更好地了解不同林木樹種在不同區(qū)域城市環(huán)境中的滯塵能力及其潛力，結(jié)果可為區(qū)域城市林木樹種的選擇及合理搭配提供參考。

2.1.2城市林木結(jié)構(gòu)特征

優(yōu)化城市林木的配置結(jié)構(gòu)可以充分發(fā)揮其近地表滯塵作用。通常認(rèn)為，喬木-灌木-草本立體結(jié)構(gòu)的綠地類型滯塵效果相對(duì)較好，是目前較為理想的綠地類型，而結(jié)構(gòu)單一、立體綠量較少的綠地滯塵率較低。此外，地表覆蓋程度能影響城市綠地垂直滯塵效應(yīng)[34-35]。丁文等[36]發(fā)現(xiàn)，疏透型道路綠地滯塵效果要優(yōu)于密集型綠地，粒徑越大效果越顯著。同樣，WANG等[37]證實(shí)，我國(guó)臺(tái)灣省在高速公路綠化帶配置結(jié)構(gòu)中使用的木本植物具有明顯的滯塵作用。馬遠(yuǎn)等[20]、郭二果等[38]、王成等[39]對(duì)單位林地滯塵能力進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)不同單位林地均有一定的滯塵能力，并表現(xiàn)出季節(jié)變化規(guī)律。此外，林地斑塊、農(nóng)田斑塊等綠色服務(wù)空間對(duì)滯塵服務(wù)頻率表現(xiàn)出一定的貢獻(xiàn)[40]。

總體來(lái)看，不同城市林木結(jié)構(gòu)所表現(xiàn)出的滯塵能力存在差異。然而，前期研究缺少統(tǒng)一的林木結(jié)構(gòu)劃分標(biāo)準(zhǔn)，制約了城市林木配置結(jié)構(gòu)與滯塵能力相互關(guān)系的驗(yàn)證，建議進(jìn)一步細(xì)分植被結(jié)構(gòu)因子，如不同林木、年齡、冠幅、結(jié)構(gòu)、林分等特征因子，將林木按照植被結(jié)構(gòu)特征劃分等級(jí)。在篩選優(yōu)勢(shì)林木樹種的基礎(chǔ)上，探究滯塵能力作用，并進(jìn)一步優(yōu)化林木配置結(jié)構(gòu),為改善林木滯塵能力提供理論依據(jù)和實(shí)踐方法。

2.2 城市林木滯塵機(jī)理

林木滯塵機(jī)理研究主要集中于葉表面特征與滯塵能力的關(guān)系分析，例如，葉面積、葉周長(zhǎng)、葉寬、葉長(zhǎng)、葉柄長(zhǎng)度、枝條伸展度、葉傾角等外觀形態(tài)特征[41-43]，葉表面粗糙度、蠟質(zhì)含量、表皮細(xì)胞形態(tài)、表皮特征(氣孔形狀、氣孔密度等)、保衛(wèi)細(xì)胞等顯微形態(tài)特征[44-46],均與城市林木滯塵能力表現(xiàn)出一定的相關(guān)性。林木持續(xù)滯塵過(guò)程中林木生長(zhǎng)發(fā)育、葉綠素含量、呼吸速率等生理生化過(guò)程及其指標(biāo)會(huì)受到外界環(huán)境干擾[47]，進(jìn)而影響氣體交換[22]和光合作用[24]，導(dǎo)致林木樹種冠層結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出一定的差異[48-49]。目前，因城市林木樹種的選擇也表現(xiàn)出一定的地域性特征，鮮見(jiàn)從林分群落角度開(kāi)展的滯塵機(jī)理研究。總體而言，滯塵過(guò)程研究不僅要考慮林木自身的內(nèi)在因素，也需要考慮氣象條件、污染條件等環(huán)境因素，從而更全面且系統(tǒng)地揭示林木滯塵機(jī)理。

3 城市林木滯塵時(shí)間特征

3.1 年變化

依據(jù)估算，美國(guó)和英國(guó)城市林木每年對(duì)PM10的吸附總量分別約214 900和85 695～596 916 t[25,50]。NOWAK等[24]對(duì)加拿大2010年86個(gè)城市的樹木滯塵能力進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果表明約16 500 t污染物被清除。SELMI等[27]及RIONDATO等[29]通過(guò)i-Tree模型對(duì)2012—2013年法國(guó)斯特拉堡城市綠地和愛(ài)爾蘭都柏林300 m長(zhǎng)行道樹的滯塵能力進(jìn)行估算，發(fā)現(xiàn)城市林木可以清除12 t PM10、5 t PM2.5及3 kg PM2.5，說(shuō)明城市林木表現(xiàn)出一定的滯塵能力。目前，國(guó)內(nèi)外城市林木年滯塵總量主要利用計(jì)算機(jī)模擬量化評(píng)估的方法進(jìn)行估算。

3.2 季節(jié)和月變化

因不同月份林木生長(zhǎng)發(fā)育狀況以及監(jiān)測(cè)對(duì)象等的差異，林木滯塵能力呈現(xiàn)出季節(jié)和月份變化特征。陳波等[51]對(duì)北京西山不同樹種在夏秋季的PM2.5吸附量進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)柳樹 (Salixbabylonica)、五角楓(Acermono)、銀杏(Ginkgobiloba)、楊樹(Populus)對(duì)大氣顆粒物的吸附量秋季高于夏季，這可能是由于秋季各樹種濕潤(rùn)性大于夏季所致。不同類型綠地滯塵能力在不同月份也存在差異，汪結(jié)明等[52]證實(shí)，長(zhǎng)沙市月湖公園不同綠地類型對(duì)PM2.5的吸附能力表現(xiàn)為10月最強(qiáng)，8月最弱；陳波等[53]研究發(fā)現(xiàn)，北京大興南海子公園植被對(duì)PM2.5的吸附能力表現(xiàn)為7—8月較強(qiáng)，6月最弱，這主要是由于7—8月正值北京雨季，降雨可以有效滯塵，同時(shí)發(fā)現(xiàn)PM2.5與PM10呈現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)。魯紹偉等[54]與陳波等[53]對(duì)不同林木覆被滯塵能力進(jìn)行對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，北京市植被區(qū)(西山公園、北京植物園)對(duì)PM2.5的吸附能力表現(xiàn)為6月最強(qiáng)，研究者認(rèn)為是由于夏季空氣對(duì)流強(qiáng)盛，大氣水平、垂直輸送能力較強(qiáng)，而且降水量大；2月吸附能力最弱，主要是由于燃煤量、沙塵天氣影響，空氣中污染物含量增加，導(dǎo)致滯塵效應(yīng)相對(duì)減弱。史宇等[55]發(fā)現(xiàn)，北京市林地覆被對(duì)PM2.5的削減能力表現(xiàn)為冬季>春季>秋季>夏季，林地覆蓋率較高的區(qū)域?qū)M2.5有一定的削減作用，同時(shí)發(fā)現(xiàn)下墊面為林地的區(qū)域PM2.5濃度在各個(gè)季節(jié)均較低，說(shuō)明林地覆蓋率與PM2.5濃度呈負(fù)相關(guān)，至于林地覆蓋面積與PM2.5濃度之間的關(guān)系，有待進(jìn)一步研究。HUA等[56]研究發(fā)現(xiàn)，北京市道路防護(hù)林內(nèi)大氣顆粒物季節(jié)變化表現(xiàn)為冬季>秋季>夏季，夏季顯著低于其他季節(jié)。

此外,部分學(xué)者也對(duì)竹類滯塵能力進(jìn)行了監(jiān)測(cè)研究。崔會(huì)平等[57]對(duì)5種不同竹類群落PM10濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明，4—5月5種不同群落內(nèi)PM10濃度均達(dá)最低，這是因?yàn)榇藭r(shí)正值植物生長(zhǎng)旺盛期，其生理活動(dòng)較強(qiáng)，因而滯塵作用表現(xiàn)突出；11、1、2月PM10濃度最高，可能與當(dāng)時(shí)的氣候條件、污染程度以及植物的生長(zhǎng)狀況有關(guān)。也有學(xué)者認(rèn)為，可吸入顆粒物(PM10)、細(xì)顆粒物(PM2.5)中的重要組成部分——多環(huán)方烴(PAHs)的季節(jié)性變化較為明顯，夏季天氣促使PAHs易分解，冬季天氣延緩PAHs分解，進(jìn)而導(dǎo)致大氣顆粒物濃度表現(xiàn)為夏季低于冬季[58]。綜上所述，城市林木滯塵效應(yīng)受當(dāng)時(shí)的地理位置、月份變化、季節(jié)變化以及林木群落生長(zhǎng)狀況等綜合因素的影響。

3.3 日變化

城市林木滯塵能力日變化監(jiān)測(cè)也是研究重點(diǎn)，觀測(cè)點(diǎn)多選擇在城郊森林及街頭綠地等區(qū)域。研究發(fā)現(xiàn)，北京西山不同林分滯塵能力表現(xiàn)出一定的波動(dòng)，滯塵能力高峰主要在白天，不同季節(jié)滯塵能力高峰持續(xù)時(shí)間有所差異[39]；北京大興區(qū)南海子濕地公園植被區(qū)滯塵能力表現(xiàn)為15時(shí)最高，6時(shí)最低[53]；王曉磊等[59]研究無(wú)錫市街頭綠地對(duì)PM2.5的削減效應(yīng)發(fā)現(xiàn)，削減效應(yīng)整體表現(xiàn)為13時(shí)最佳，19時(shí)最差。滯塵能力差異除受植物本身生理特性影響之外，與其所處環(huán)境中的小氣候因子、游客數(shù)量以及機(jī)動(dòng)車流量等外界和人為干擾也有較大的關(guān)系。

4 城市林木滯塵空間特征

4.1 水平方向

城市林木在水平方向上有一定的滯塵作用。CHEN等[60]研究發(fā)現(xiàn)，北京市奧林匹克公園白蠟純林(Fraxinuschinensis)和胡楊純林(Populuseuphratica)2種防護(hù)林帶內(nèi)部PM濃度高于外部，這可能是由于純林空間結(jié)構(gòu)影響小氣候的同時(shí)，PM被林帶內(nèi)葉片、樹枝攔截，并通過(guò)干沉降和濕沉降到達(dá)地面，故林內(nèi)PM濃度高于林外。殷杉等[61]研究交通綠化帶對(duì)TSP的凈化效益時(shí)發(fā)現(xiàn)，其在道路邊緣10 m范圍內(nèi)對(duì)TSP的調(diào)控效益較好。CAVANAGH等[62]發(fā)現(xiàn)，常綠闊葉綠地邊緣處PM10濃度高于綠地內(nèi)，并由外向內(nèi)呈遞減趨勢(shì)。陳上杰等[63]發(fā)現(xiàn)，北京市道路綠化帶距道路50 m外PM2.5濃度處于下降趨勢(shì)，并趨于穩(wěn)定。包紅光等[64]證實(shí)，距環(huán)城高速路、城市主干道165 m，距城市次干道60 m以上寬度處，PM2.5濃度表現(xiàn)為持續(xù)下降趨勢(shì)，說(shuō)明城市公園綠地在不同立地環(huán)境條件下阻控PM2.5的有效半徑有所不同。

然而，有些學(xué)者提出相反觀點(diǎn)。VIIPPOLA等[65]發(fā)現(xiàn)，道路林木內(nèi)PM2.5的衰減率不會(huì)隨著距道路邊緣距離增加而增加，說(shuō)明道路林木對(duì)PM2.5無(wú)明顯阻控有效半徑，因PM2.5停留時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)造成顆粒物濃度較高的內(nèi)環(huán)境。王曉磊等[59]研究表明，晴天、多云以及雨后陰天時(shí)阻滯大氣顆粒物的最小有效距離均有所不同，分別為55、25、55 m，說(shuō)明不同天氣條件下城市林木滯塵有效半徑存在差異。李新宇等[66]研究表明，無(wú)污染或者輕度污染天氣條件下，26、36 m處阻滯PM2.5均有一定效果；中度或重度污染天氣條件下，城市綠地不同距離觀測(cè)點(diǎn)對(duì)阻滯PM2.5無(wú)明顯效果。目前，對(duì)于城市林木水平方向的調(diào)控有一定的研究基礎(chǔ)，但不同學(xué)者的研究結(jié)果存在明顯差異。

4.2 垂直方向

城市林木水在不同垂直高度同樣可以發(fā)揮一定的滯塵能力。DE MATSUDA等[67]在日本中部的落葉林設(shè)置21、24、27 m等不同垂直梯度PM2.5監(jiān)測(cè)點(diǎn)，結(jié)果表明，24 與27 m處PM2.5濃度無(wú)顯著差異，24 與21 m處PM2.5濃度表現(xiàn)出顯著差異。JIN等[14]研究了不同季節(jié)城市街道綠地的PM2.5垂直分布規(guī)律，城市街道綠地主要由樟樹(Cinnamomumcamphora)和法國(guó)梧桐(Platanusorientalis)組成，垂直高度分別設(shè)置為0.3、1.5、4、8、12 m，結(jié)果表明，不同季節(jié)垂直高度從高到低PM2.5濃度為遞增趨勢(shì)，說(shuō)明街道綠地樹種的林冠層對(duì)PM2.5的削減能力較好。綜上所述，立地條件不同，城市林木滯塵效應(yīng)在水平、垂直方向的表現(xiàn)也不盡相同，水平方向的滯塵效應(yīng)與當(dāng)時(shí)的天氣條件、污染狀況均表現(xiàn)出一定的關(guān)聯(lián)性。目前，城市林木滯塵能力研究主要集中在二維空間的水平方向上，垂直方向上滯塵能力的研究相對(duì)缺乏。

5 影響滯塵效應(yīng)的環(huán)境要素

5.1 主要?dú)庀笠?/h3>

城市林木滯塵效應(yīng)除受林木種類、林分類型、林木配置結(jié)構(gòu)及林木空間特征等因素影響外，還受到氣象因素的影響。研究發(fā)現(xiàn)，城市林木通過(guò)影響城市小氣候環(huán)境，改變生長(zhǎng)物候期來(lái)影響滯塵能力[68-71]。一般情況下，空氣溫度與大氣顆粒物濃度呈負(fù)相關(guān)，相對(duì)濕度與大氣顆粒物濃度呈正相關(guān)，且粒徑越小，相關(guān)性越顯著，但相關(guān)性均有一定的閾值，至于閾值多少，學(xué)者們一直在界定和研究[38-39,72]。風(fēng)速與大氣顆粒物濃度一般呈負(fù)相關(guān)，但有時(shí)也呈正相關(guān)，這可能與由風(fēng)引起的機(jī)械摩擦作用產(chǎn)生的氣溶膠有關(guān)[73]?？傮w而言，空氣溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速是大氣顆粒物濃度主要的氣象影響因素[66,74-76]。因此，研究城市林木滯塵效應(yīng)時(shí)，應(yīng)分析背景條件，如風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、相對(duì)濕度等綜合因素對(duì)滯塵效應(yīng)的影響，不能僅考慮單一氣象要素，應(yīng)將氣象要素作為整體，進(jìn)一步探究其對(duì)城市林木滯塵能力的綜合影響。

5.2 不同天氣條件

5.2.1降水

大氣降水作為一種濕沉降，是大氣污染重要的匯[77]。SO42-、NO3-和NH4+是顆粒物中最重要的可溶性離子成分，其通過(guò)云內(nèi)雨除和云下沖刷2個(gè)過(guò)程相互作用，影響水溶性離子成分濃度，最終影響大氣顆粒物濃度[78-79]。監(jiān)測(cè)表明，降水對(duì)NO3-和NH4+等有明顯的清除作用，說(shuō)明降水對(duì)水溶性離子的影響較大[80-82]。韓力慧等[83]研究表明，SO42-、NO3-和NH4+濃度在降雨中期顯著下降，降水強(qiáng)度可以影響其去除率。郭若妍等[84]模擬降雨與顆粒物之間的動(dòng)態(tài)變化關(guān)系發(fā)現(xiàn)，降雨強(qiáng)度顯著影響對(duì)于PM>10的洗脫率，對(duì)于PM2.5～10和PM2.5的影響則不明顯，隨著降雨強(qiáng)度的增大，洗脫率呈對(duì)數(shù)上升趨勢(shì)。馬文梅等[85]證實(shí)，降雨強(qiáng)度與各粒徑洗脫百分比沒(méi)有顯著相關(guān)性，2015年6月深圳市降水為132.2 mm，同時(shí)6月為當(dāng)?shù)仫L(fēng)速最大的月份，降水和風(fēng)速的協(xié)同作用使得6月大氣顆粒物濃度為全年最低[81]。2015年11月7—9日沈陽(yáng)出現(xiàn)持續(xù)污染天氣(AQI≥500)，期間降雨量為9.9 和2.3 mm時(shí)，對(duì)污染物的稀釋和清除作用不顯著，而階段性降雪使大氣能見(jiàn)度明顯下降，說(shuō)明在嚴(yán)重污染條件下，不同的降水模式不足以改變污染天氣，反而會(huì)使能見(jiàn)度降低[86]。也有學(xué)者認(rèn)為，大氣中PM與降水并無(wú)明顯相關(guān)性[87-88]。

相較降雨而言，降雪與滯塵效應(yīng)的動(dòng)態(tài)變化多表現(xiàn)為不確定性。郭二果等[38]提出，1 mm·(6 h)-1降雪可以大幅度降低大氣顆粒物濃度。也有學(xué)者認(rèn)為，大雪覆蓋導(dǎo)致硝酸銨(NH4NO3)升高的同時(shí)，PM2.5濃度也會(huì)升高[89]。WITKOWSKA等[90]則認(rèn)為，降雪時(shí)間超過(guò)24 h可以有效清除大氣顆粒物?？傮w來(lái)講，降水對(duì)大氣顆粒物污染具有明顯的清除作用，但需要進(jìn)一步定量研究其清除程度，降水前大氣顆粒物濃度是否影響滯塵效率有待進(jìn)一步深入研究[91-92]。

5.2.2污染條件

一般來(lái)講，霧霾天氣大氣顆粒物污染最為顯著，晴天大氣顆粒物污染較輕，但不同顆粒物的積聚會(huì)導(dǎo)致污染狀況出現(xiàn)變化[80,93]。霾發(fā)生時(shí)，隨著霾污染等級(jí)的加重，PM2.5中有機(jī)碳(WSOC)增加，尤其是穩(wěn)定的天氣條件，更有利于二次污染的形成[94]。低風(fēng)低壓條件下，由燃煤和工業(yè)排放等產(chǎn)生的PM2.5不斷堆積，最終可導(dǎo)致嚴(yán)重的空氣污染[95]。MA等[93]研究表明，由于積聚模態(tài)顆粒物的增加，大氣顆粒物會(huì)轉(zhuǎn)向輕度污染，重度污染顆粒物主要集中在核模態(tài)和愛(ài)根模態(tài)。林昕等[96]則認(rèn)為，PM2.5中水溶性離子濃度隨污染程度的增加而增大，與PM2.5濃度變化特征表現(xiàn)一致?？傮w來(lái)講，不同天氣條件與大氣顆粒物污染之間表現(xiàn)出協(xié)同促進(jìn)效應(yīng)。

5.3 城市林木面積與周長(zhǎng)

除氣象條件、天氣條件影響城市林木滯塵效應(yīng)之外，城市林木面積以及周長(zhǎng)也能影響大氣顆粒物調(diào)控效果[97-98]。以往研究表明，斑塊密度與大氣顆粒物濃度呈負(fù)相關(guān)[99]。肖玉等[100]發(fā)現(xiàn)，森林在削減PM2.5中發(fā)揮了顯著作用，森林面積與削減效果呈正相關(guān)。QIU等[101]認(rèn)為，綠地面積小于2 hm2時(shí)，對(duì)PM2.5和PM10濃度沒(méi)有顯著的調(diào)控效果。李琪等[102]則證實(shí)，除綠地面積之外，綠地質(zhì)量也會(huì)影響PM2.5濃度。孫敏等[103]研究表明，大面積配置結(jié)構(gòu)較好的城市森林不僅可以有效抑制地面揚(yáng)塵，還可通過(guò)降低風(fēng)速迫使顆粒物沉降，最終達(dá)到良好的滯塵效應(yīng)。除城市林木面積之外，杜萬(wàn)光[104]提出，城市林木周長(zhǎng)與滯塵能力之間具有一定的相關(guān)性，但需要進(jìn)一步深入研究。

5.4 VOCs與顆粒物污染

城市林木釋放的VOCs經(jīng)過(guò)大氣化學(xué)反應(yīng)被轉(zhuǎn)化為不揮發(fā)或半揮發(fā)性有機(jī)物，成為二次氣溶膠(SOA)，即部分城市林木所釋放的VOCs對(duì)SOA形成具有一定的貢獻(xiàn)[105]。此外，VOCs作為大氣化學(xué)反應(yīng)的載體，在一定光照條件下，可通過(guò)光化學(xué)反應(yīng)形成臭氧(O3)，增加大氣氧化性，并對(duì)二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)等污染氣體轉(zhuǎn)化形成氣溶膠起到重要作用，從而促進(jìn)大氣污染的形成[106]。由此可知，城市林木在發(fā)揮滯塵作用的同時(shí)，其自身所釋放的VOCs也是導(dǎo)致大氣污染形成的原因之一。

6 存在的問(wèn)題及研究展望

目前，城市林木滯塵能力測(cè)定有多種研究方法，但方法尚不統(tǒng)一，存在不同地區(qū)、同一地區(qū)不同研究者測(cè)定結(jié)果不一致的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)無(wú)法進(jìn)行有效比較、數(shù)據(jù)難以共享等情況，局限性凸顯。尚難以精確測(cè)定城市林木的滯塵能力，并且滯塵能力的影響因素及粉塵擴(kuò)散模式的結(jié)合研究還有待深入。下一步應(yīng)制定統(tǒng)一、規(guī)范的實(shí)驗(yàn)技術(shù)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，或通過(guò)技術(shù)模型對(duì)可能影響滯塵效應(yīng)的多方面因素進(jìn)行綜合研究，通過(guò)分析最終取得精確結(jié)果。林木樹種分布表現(xiàn)出較強(qiáng)的地域性，因此葉片及林分結(jié)構(gòu)滯塵能力評(píng)價(jià)也表現(xiàn)出一定的區(qū)域性，滯塵能力的測(cè)定結(jié)果尚不能通用，下一步的研究重點(diǎn)是因地制宜進(jìn)行選擇規(guī)劃和種植配置，在考慮 “適地適樹”原則基礎(chǔ)上，高效合理地利用、建設(shè)城市林木，以發(fā)揮更好的滯塵效應(yīng)、生態(tài)效益，同時(shí)加強(qiáng)城市林木滯塵時(shí)間動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，深入研究城市林木結(jié)構(gòu)和功能之間的相互作用。

城市林木的滯塵需要許多循環(huán)過(guò)程，目前對(duì)城市林木滯塵機(jī)制及機(jī)理的直接作用研究較多，但在城市環(huán)境背景下，難以準(zhǔn)確定量和模擬，對(duì)于滯塵能力的直接、間接和整體作用機(jī)制的研究分析尚有欠缺，應(yīng)加強(qiáng)城市林木粉塵的組成成分與城市林木生態(tài)功能相結(jié)合的研究，以進(jìn)一步揭示城市林木滯塵過(guò)程的機(jī)制與機(jī)理，為城市林木滯塵能力提升、城市人居環(huán)境改善和優(yōu)化提供有效服務(wù)。

城市林木不同方向的空間滯塵能力存在差異，但目前缺乏滯塵效應(yīng)水平與垂直方向相結(jié)合的三維空間特征研究。環(huán)境因子中，除主要的氣象要素、降水與污染狀況外，林木面積與周長(zhǎng)、VOCs也是影響城市林木滯塵能力的重要因素。截至目前，有關(guān)城市林木面積、周長(zhǎng)與滯塵效應(yīng)的研究較為匱乏。

綜上所述，目前城市林木滯塵能力的研究缺乏統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)一步深入研究，以便為針對(duì)性選擇城市林木樹種和優(yōu)化林木配置結(jié)構(gòu)提供具有可靠性和普適性的評(píng)價(jià)結(jié)果。同時(shí)應(yīng)結(jié)合不同研究方法探索多維度滯塵效應(yīng)評(píng)價(jià)，使研究結(jié)果更全面可靠、更具有實(shí)際意義。