蘇海燕 李 麗 胡程婷 路 艷

（濰坊學(xué)院生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 山東濰坊 261061）

隨著科技的快速發(fā)展和城市化逐漸加快，城市上空大氣的污染，已經(jīng)變?yōu)楦黝I(lǐng)域密切關(guān)注人類發(fā)展生存的重大問(wèn)題?？諝忸w粒物（particulate matters，PMs）成為諸多城市的大氣環(huán)境污染物之一。其中，懸浮污染物PM2.5是空氣中的主要污染物?，F(xiàn)如今，中國(guó)城市化發(fā)展過(guò)程中遇到的比較嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題就是PM2.5污染，它能夠長(zhǎng)時(shí)間懸浮在空氣中，并隨著大氣環(huán)流逐步擴(kuò)散到更大的范圍。同時(shí)，由于PM2.5的表面積較大，因此有毒有機(jī)化合物和重金屬非常容易吸附在其上，進(jìn)而進(jìn)入人的呼吸道，隨呼吸道再到血液流動(dòng)進(jìn)入肺泡，引發(fā)如肺癌、過(guò)敏和腦損傷心肺疾病等各種疾病。可想而知，人類健康正在受到PM2.5的威脅[1]。此外，TSP（總懸浮顆粒物Total Suspended Particulate）大量存在城市上空，會(huì)使大氣能見(jiàn)度減低；而且粒徑顆粒物較小的則可能產(chǎn)生光化學(xué)煙霧現(xiàn)象和區(qū)域性塵霾現(xiàn)象，從而導(dǎo)致溫室效應(yīng)[2]。因此利用綠色植物的吸滯作用來(lái)滯留空氣中的顆粒物，是降低大氣懸浮物的密度、有效改善空氣質(zhì)量的顯著方法之一。

本文旨在通過(guò)綜述園林植物滯塵效應(yīng)的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展，為城市園林植物的選種和植物造景給予一定的幫助，為減少城市大氣中懸浮顆粒物、創(chuàng)建更為科學(xué)系統(tǒng)的空氣治理方案作參考。

一、城市園林植物滯塵能力研究現(xiàn)狀

（一）不同植物種類滯塵能力研究

園林植物種類不同，其單位滯塵量同時(shí)也存在差異，影響城市園林植物的滯留大氣顆粒物能力的因素很多，除植物葉片表面微觀結(jié)構(gòu)和滯塵時(shí)間外，植物的葉片距地面高度、葉面傾角、枝葉密度等本身性質(zhì)因素以及刮風(fēng)、降塵量等外界環(huán)境影響要素對(duì)不同城市園林植物的滯留大氣顆粒物能力同樣也有很大的影響[3]。洪秀玲等[4]對(duì)重慶市7個(gè)綠化樹(shù)種的葉片滯留大氣顆粒物進(jìn)行了質(zhì)量的測(cè)定，其研究結(jié)果表明7個(gè)樹(shù)種滯塵能力的順序是：小葉榕（333.4808μg/cm2）＞桂樹(shù)（271.1753μg/cm2）＞廣玉蘭（196.8376μg/cm2）＞黃葛樹(shù)（191.6022μg/cm2）＞孝順竹（115.3661μg/cm2）＞海桐（89.0527μg/cm2）＞重陽(yáng)木（85.5243μg/cm2)，其中，滯留能力最強(qiáng)的是小葉榕。王珍珍等[5]對(duì)164條南昌市一環(huán)線內(nèi)共的綠化道路進(jìn)行調(diào)查，其研究顯示：滯留總懸浮顆粒物〈Total Suspended Particulate（TSP）〉的能力最強(qiáng)的植物是山茶、杜鵑以及紅葉石楠，滯留可吸入顆粒物（PM10）和細(xì)顆粒物（PM2.5）的能力最強(qiáng)的植物是杜英、香樟、桂花以及紅花木。李果等[6]選擇浙江農(nóng)林大學(xué)校園中較多栽植的植物廣玉蘭、香樟、枇杷、日本晚櫻、山茶、珊瑚樹(shù)、紅葉石楠、蠟梅、灑金桃葉珊瑚以及垂柳進(jìn)行試驗(yàn)，研究表明，10種園林植物對(duì)于TSP（Total Suspended Particulate，總懸浮顆粒物）的滯留量排序?yàn)椋捍沽既毡就頇眩寂D梅＜山茶＜灑金桃葉珊瑚＜紅葉石楠＜珊瑚樹(shù)＜香樟＜枇杷＜廣玉蘭。黨亞玲等[7]利用4種較為常見(jiàn)的垂直綠化攀援類植物進(jìn)行研究，研究顯示，4種植物的滯塵大小順序?yàn)椋何迦~地錦＞葡萄＞圓葉牽牛＞打碗花。楊帆等[3]選擇合肥市五種道路常綠灌木作為調(diào)查對(duì)象，研究顯示，法國(guó)冬青的滯塵能力最強(qiáng)，單位葉面積滯塵量為2.1366g/m，紅葉石楠和紅花木的滯塵能力最強(qiáng)，單位葉面積平均滯塵量分別為1.6791g/m、1.8612g/m，海桐的單位葉面積平均滯塵量為0.8365g/m，滯塵能力最低的是金邊黃楊，單位葉面積滯塵量平均為0.6583g/m。其中，受環(huán)境影響最大的是法國(guó)冬青的滯塵量，緊接著是海桐以及紅葉石楠。殷卓君等[1]利用深圳市6種園林植物進(jìn)行研究，結(jié)果表明，單位葉面積滯塵量從大到小排序?yàn)辄S金榕（0.74+0.21g/m2）＞鵝掌滕（0.42+0.26g/m2）＞對(duì)葉榕（0.24+0.26g/m2）＞龍船花（0.20+0.07g/m2）＞沿階草（0.18+0.10g/m2）＞雞蛋花（0.15+0.10g/m2）。單位面積滯塵量中最大的園林植物是黃金榕。楊靜慧等[8]選擇10個(gè)園林植物作為研究對(duì)象，研究表明，單位葉面積滯塵能力的順序?yàn)椋糊埌兀佳┧桑忌车匕兀鉴P尾蘭＜油松＜黑松＜小葉黃楊＜圓柏＜白皮松＜大葉黃楊，大葉黃楊的單位葉面積滯塵能力最大，龍柏的單位葉面積滯塵能力最小。

（二）不同季節(jié)對(duì)園林植物滯塵能力的影響

春秋兩季對(duì)園林植物的同種粒徑顆粒物滯塵量影響不同，并且滯塵量差異可達(dá)數(shù)十倍[9]。王黎華等[9]對(duì)杭州市8種城市園林植物進(jìn)行研究，其中春季滯留TSP的單位葉面積滯塵能力最小、最大分別是合歡、八角金盤；在秋季的研究中，滯留TSP 單位葉面積滯塵能力最小、最大分別是香樟、大葉冬青；并發(fā)現(xiàn)春季滯留TSP的能力相對(duì)都比秋季弱。而段蒿嵐等[10]的研究則指出，城市園林植物滯塵能力明顯受到季節(jié)的影響；大多數(shù)植物春季或冬季總滯塵能力和滯留2.5μm≤粒徑≤10μm顆粒物能力最強(qiáng)，秋季則最弱。因?yàn)椴煌参镏g的特點(diǎn)不同，所以15個(gè)園林植物樹(shù)種單位葉面積平均滯留大氣顆粒物能力最強(qiáng)的是冬季，夏季、春季次之，最弱的是秋季。金葉假連翹在總滯塵量、滯留2.5μm≤粒徑≤10μm顆粒物的量方面冬季明顯大于秋季。其研究顯示：四季變換對(duì)紅花檻木、小葉黃楊、花葉假連翹、夾竹桃、紅絨球、錦繡杜鵑等園林植物總滯塵量和滯留2.5μm≤粒徑≤10μm 顆粒物的量差異顯著，四季中滯留量最小的是秋季，小葉黃楊、黃金榕、花葉假連翹、金葉假連翹、龍船花等園林植物2.5μm≤粒徑≤10μm顆粒物的滯塵量受四季變換的影響比較弱。林星宇等[11]對(duì)下雨后的12天內(nèi)的八種園林樹(shù)木進(jìn)行試驗(yàn)，研究表明滯留大氣顆粒物能力受四季變換的影響，毛白楊、女貞和絳柳的平均單位葉面積滯留量在四季中春季最大，秋季和夏季次之；其他5種園林植物的平均單位葉面積滯留量在四季中秋季最大，春季和夏季次之。八種園林植物之間的季節(jié)變化滯塵能力明顯不同，紫葉李、毛白楊、欒樹(shù)、洋白蠟、絳柳的滯塵能力受季節(jié)變化影響較小，其余三種園林植物受季節(jié)變化影響較大。八種園林植物季節(jié)滯留量中秋季是1.4108g/m2，夏季是1.1070g/m2，春季是1.3763g/m2，其結(jié)果顯示：八種園林植物季節(jié)滯塵能力從小到大的順序?yàn)椋合募荆即杭荆记锛尽O應(yīng)都等[12]的研究表明園林植物受季節(jié)變化影響，其滯留大氣顆粒物能力表現(xiàn)出明顯不同，錦繡杜鵑和紅花木各個(gè)季節(jié)間均存在明顯差異（P＜0.05），其他園林植物樹(shù)種都有兩個(gè)及以上明顯的不同季節(jié)差異（P＜0.05）。春季是法國(guó)梧桐滯留大氣顆粒物能力最強(qiáng)的季節(jié)，另外五種園林植物在秋季或冬季時(shí)其滯留大氣顆粒物能力最強(qiáng)，在秋季研究中錦繡杜鵑和廣玉蘭的滯留大氣顆粒物能力最弱，香樟、紅花木以及桂花滯留大氣顆粒物能力最弱。園林植物樹(shù)種的滯塵能力在不同季節(jié)表現(xiàn)出明顯的差異性（P＜0.05），秋季或冬季時(shí)園林植物的滯留大氣顆粒物能力最強(qiáng)，六個(gè)園林植物滯留大氣顆粒物能力最強(qiáng)的季節(jié)與滯留大氣顆粒物能力最弱的兩個(gè)季節(jié)之間的滯塵量相差較大。

（三）植物滯留不同粒徑顆粒物的研究結(jié)果

邱峰等[13]在春秋兩季對(duì)21種園林植物進(jìn)行了研究，春秋季植物葉表單位葉面積滯留TSP（總懸浮顆粒物，TotalSuspendedParticulate）的總量分別為526.08μg/cm2、566.56μg/cm2；滯留PM10質(zhì)量總量分別為93.53μg/cm2、84.25μg/cm2；滯留PM2.5質(zhì)量總量分別是46.35μg/cm2、36.16μg/cm2。21種園林植物葉片表面滯留不同粒徑的顆粒物的占比情況，大部分樹(shù)木葉表面粒徑＞10μm的顆粒物比重都大于50%，只有春季羽毛楓、金錢松兩種比重不超過(guò)50%，平均粒徑＞10μm顆粒物的比重為75.9%，厚皮香是其中最高的一種，可達(dá)96%，金錢松是38%，是園林植物中最低的一種。秋季粒徑＞10μm的顆粒物比重都大于65%，有84.7%的平均值，金邊胡頹子是95%，是當(dāng)中最高的一種植物，十大功勞是69%，是其中最低的一種植物。春秋季占比較高的是粒徑＞10μm的顆粒物，表明21種園林植物滯留＞10μm的顆粒物能力都比較強(qiáng)。春季滯留2.5μm≤粒徑≤10μm顆粒物的比重平均值是12.7%，羽毛楓是47%，為所有當(dāng)中最高，其次是蠟梅和黃山欒樹(shù)，分別為24%、25%，厚皮香、楊梅和金邊胡頹子都是2%，相對(duì)較低。秋季2.5μm≤粒徑≤10μm顆粒物的比重平均值為9.1%，其中厚葉石斑木、楓楊、金錢松和十大功勞比重較高，分別為17%、17%、22%、23%。梧桐、蠟梅和樸樹(shù)相對(duì)比較低，分別為1%、2%、2%。春季粒徑小于2.5μm顆粒物比重平均值是11.4%，其中香花槐和金錢松的比重較高，分別是30%、46%；其次是寧波溲疏、蠟梅和香樟，分別是16%、18%、19%；梧桐、厚葉石斑木、厚皮香只有2%，為其中最低。秋季粒徑小于2.5μm顆粒物的比重平均值是6.2%，香樟、楓楊和梧桐分別為11%、13%、16%，金邊胡頹子、厚葉石斑木和香花槐比重都是2%，是其中最低。

二、不同植物的葉表微觀結(jié)構(gòu)對(duì)滯塵能力的影響

孫應(yīng)都等[12]對(duì)園林植物葉片表面的微觀結(jié)構(gòu)研究表明，葉片表面的微觀結(jié)構(gòu)特征不同園林植物的滯塵能力也存在明顯差異。具體表現(xiàn)為溝槽較深、葉面粗糙、溝壑寬度適中、褶皺不規(guī)則分布，氣孔開(kāi)口大且密集，葉片表面生長(zhǎng)著許多纏繞型絨毛的園林植物樹(shù)種的滯塵能力較強(qiáng)。段蒿嵐等[10]認(rèn)為滯留能力受園林植物葉片自身形狀以及葉片表面的微結(jié)構(gòu)的影響較顯著，如腺點(diǎn)數(shù)、光澤度、絨毛密度、溝壑深度，具有叢生、輪生、簇生以及聚生葉序，復(fù)葉或葉片有深裂，葉緣有缺刻，變色葉以及葉邊緣卷曲有皺褶，狹倒卵形、長(zhǎng)橢圓形等狹長(zhǎng)型葉形等性狀的形態(tài)都對(duì)滯留大氣顆粒物有很大影響。王黎華等[9]認(rèn)為園林植物葉片表面越是粗糙，溝壑皺褶深淺的差別越大，蠟質(zhì)黏液越多、著生絨毛越多，攔截、附著顆粒物的能力越強(qiáng)，滯塵能力則越強(qiáng)；而植物葉片表面越光滑、葉片氣孔排列規(guī)律有致，葉表面溝槽越淺且不密集的滯塵能力越弱。植物葉片表面的微觀結(jié)構(gòu)影響著葉片滯留懸浮顆粒物的量，同時(shí)對(duì)懸浮顆粒物在葉片表面上停滯的程度有關(guān)。林星宇等[11]的研究顯示，懸鈴木和紫葉李因有較多的褶縮葉片，葉表面也較粗糙，且皺縮輪廓也較大，絳柳和欒樹(shù)因有較少的皺縮葉片，葉表面相對(duì)較平滑，皺縮輪廓高度相對(duì)也較小，八種園林植物葉片表面粗糙程度與植物葉片的滯塵量正相關(guān)關(guān)系顯著，表示葉片表面滯留大氣顆粒物能力越大，進(jìn)而葉片表面的滯留量就越大。由植物上下葉片表面微觀結(jié)構(gòu)特征分析并結(jié)合滯塵量分析得到：葉片表面越粗糙、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)越明顯、褶皺越多、著生絨毛和溝槽越多，氣孔越多、開(kāi)口越大，則園林植物的滯塵能力越強(qiáng)。懸鈴木和紫葉李的粗糙程度較大，滯塵能力較強(qiáng)，絳柳和欒樹(shù)粗糙度較小，滯塵能力較弱。八種園林植物葉片表面的粗糙程度、葉表氣孔的大小、密度以及葉毛數(shù)量與園林植物滯留大氣顆粒物總質(zhì)量之間正相關(guān)關(guān)系顯著，說(shuō)明園林植物葉片表面氣孔的大小、氣孔的粗糙程度、密度越大時(shí)，加之葉片表面絨毛數(shù)量越大時(shí)，園林植物的葉片表面滯留大氣顆粒物的能力越強(qiáng)。[14]

三、結(jié)束語(yǔ)

城市園植物的滯塵效應(yīng)研究處在初級(jí)階段的情況仍沒(méi)有變，目前關(guān)于滯塵能力受不同樹(shù)種影響的因素探索尚未完整，大多是幾個(gè)影響因素的組合研究，很少做綜合性對(duì)比影響因素的分析定量研究；關(guān)于葉片表面的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)大氣中顆粒物滯塵效應(yīng)的研究尚處于探索階段，各影響因素之間的關(guān)系研究還不夠深入，定量的單位葉面積滯塵量研究也不多見(jiàn)；但相對(duì)來(lái)說(shuō)較之前有所發(fā)展：研究方法得以改進(jìn)，研究形式、儀器等多樣化。今后的研究方向更應(yīng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法，運(yùn)用大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，將諸多因素綜合起來(lái)分析，建立完整的分析模型，方能提高研究結(jié)果的準(zhǔn)確性和說(shuō)服力，尋找更為精確的方法測(cè)量滯塵量降低系統(tǒng)誤差等不可控因素對(duì)研究結(jié)果的影響[15]。