趙玉翠，趙金輝

濰坊理工學(xué)院 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與環(huán)境學(xué)院，山東青州 262500

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們生活水平的日益提高，環(huán)境污染也日趨嚴(yán)重，大氣顆粒物所產(chǎn)生的污染也隨之日益嚴(yán)峻。因此，大氣顆粒物所造成的霧霾天氣也備受人們關(guān)注，其不僅對(duì)人體的健康產(chǎn)生影響，導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)疾病，還影響地面能見度和日照時(shí)間[1]。而綠色植物除了可以美化區(qū)域環(huán)境外，植物葉片還可以通過其表面特性和濕潤(rùn)性發(fā)揮著巨大的滯塵效應(yīng)，在改善環(huán)境和空氣質(zhì)量方面具有重要作用，植物因其茸毛和表面蠟層又被稱為“天然的空氣過濾器”。Souch等[2]研究表明，植物的樹冠能夠?qū)饬鳟a(chǎn)生阻擋，從而使部分顆粒物被吸附在植物葉片的表面，起到一定的滯塵作用。近年來，利用道路綠化植物（行道樹、綠籬、草本花卉或其他地被植物）作為清除大氣顆粒物的重要途徑已得到人們的普遍認(rèn)可。配植優(yōu)良的城鎮(zhèn)中心區(qū)主干道和街區(qū)行道樹種，使其既具有綠化、美化環(huán)境的功能，又具有降噪、遮陽、吸收大氣污染物、降塵等多種生態(tài)功能，合理構(gòu)建綠植是防治空氣污染的一道重要防線，這也是城鎮(zhèn)宜居環(huán)境建設(shè)需要著重考慮的問題。

1 研究區(qū)概況

青州市為古“九州”之一。因地處東海和泰山之間，位于中國東方，“東方屬木，木色為青”，故名“青州”。該市位于山東省濰坊市，是連接濰坊市與山東省其他城市的樞紐，地處118°10′E～118°46′E，36°24′N～36°56′N范圍內(nèi)，總面積為1 569 km2。地貌類型主要有低山丘陵、河谷階地、山前平原3種類型，其中低山丘陵占青州市總面積的52.6%、河谷階地占8.9%、山前平原占38.5%[3]。青州市處于暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，冬季寒冷干燥，夏季炎熱多雨，春秋溫暖適中，氣候溫和，四季分明。

青州市先后獲得全國縣域經(jīng)濟(jì)百強(qiáng)縣、國家衛(wèi)生城市、國家園林城市、中國優(yōu)秀旅游城市、國家歷史文化名城、全國雙擁模范城、國家級(jí)生態(tài)建設(shè)示范區(qū)等17項(xiàng)國家級(jí)榮譽(yù)稱號(hào)。以清新的空氣、適宜的氣候、整齊干凈的街道、充滿設(shè)計(jì)感的城市綠化吸引著無數(shù)游客，帶動(dòng)了整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，也促進(jìn)了城市旅游業(yè)的蓬勃發(fā)展。青州市的空氣環(huán)境質(zhì)量也在不斷地發(fā)生變化，空氣中的可吸入顆粒物的含量也隨著人流量的增長(zhǎng)而明顯增加。

2 材料與方法

2.1 材料選擇

青州市行道樹種類很多，根據(jù)不同時(shí)期應(yīng)用頻率和觀賞特性，選擇6種喬木和2種灌木作為研究對(duì)象，列出8種行道樹的學(xué)名、科屬分類和葉片特征（表1）。

表1 青州市8種行道樹分類及其植物學(xué)特征

2.2 采集地點(diǎn)

參考城市交通網(wǎng)，實(shí)地踏查青州市8種行道樹主要干道分布及其生長(zhǎng)狀況，選定試驗(yàn)樣樹。采樣地點(diǎn)選定青州市車流量較大的三大路段：云門山路、范公亭路、海岱路。因?yàn)檫@3個(gè)路段的繁華程度和車流量與其余路段相比較大，路面揚(yáng)塵和車輛尾氣排放量大，且行道樹生長(zhǎng)多年，粗長(zhǎng)郁閉，所以選取三路段兩側(cè)行道樹作為研究對(duì)象具有一定的代表性。通過系統(tǒng)調(diào)查青州市3個(gè)路段，確定了共有的懸鈴木、國槐、紫葉李、大葉黃楊4種青州市常見綠化植株作為研究對(duì)象。另外，為了獲得相同環(huán)境下不同植物間滯塵差異，選取人員密集的主干道范公亭路段懸鈴木等8種行道樹進(jìn)行測(cè)定。范公亭路段懸鈴木是最早的綠化樹種，基本在10 m以上，國槐樹高約7 m，銀杏樹后期栽植，樹齡較短，樹高5 m左右，紫葉李、海棠、櫻花樹高集中在2 m左右，大葉黃楊和女貞屬于灌木，樹高不足1 m。這些行道樹符合常規(guī)綠化布局中高低錯(cuò)落布局。

2.3 葉片采集

綠化植物的滯塵量往往會(huì)受到當(dāng)?shù)靥鞖鈿夂虻挠绊?。因此?yīng)選取晴朗無雨時(shí)進(jìn)行采集，且通過唐文莉等[4]研究已知，絕大多數(shù)低層植株在雨后第3天的葉片滯塵量基本飽和。2021年8月中旬，在雨后第10天選擇于晴朗天氣時(shí)進(jìn)行樣品的采集。3個(gè)路段每種行道樹隨機(jī)選擇3株生長(zhǎng)健壯的，大小形態(tài)相似的植株，每一樹種設(shè)置3個(gè)重復(fù)，分別在每棵植株靠近馬路一側(cè)左、中、右3個(gè)部位，并選定高度在高大樹木的下層樹冠2～3 m處或低矮灌木的最上層樹冠處（最接近馬路的部分），隨機(jī)采集健康、成熟、面朝街道且大小相近的葉片各1片。將采集的葉片小心封存于保留部分氣體的自封袋中，操作過程中盡量不要震蕩或觸摸葉片，防止灰塵抖落或葉表絨毛被破壞對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，最后每個(gè)樣本做好標(biāo)記帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理[5]。

2.4 測(cè)量滯塵量

滯塵量測(cè)量采樣差重法。方法如下：將葉片放入燒杯中加入蒸餾水浸泡2 h后，用軟毛刷輕輕刷掉葉片上殘留的空氣顆粒物，然后將浸泡液經(jīng)由抽濾瓶和布氏漏斗組成的抽濾裝置過濾后，將濾紙放入烘箱60℃干燥2 h，稱取濾紙片重量m1；由于濾紙片經(jīng)過烘箱烘干后會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量變化，隨機(jī)選取3張空白濾紙一同進(jìn)行干燥，稱取對(duì)照組濾紙片重量取平均值m2，用帶有樣品的濾紙片質(zhì)量減去空白濾紙片質(zhì)量，即m1-m2為植物葉片滯塵量[6]。

用葉面積儀測(cè)量所選植物的葉片面積，每次測(cè)量3次，取平均值得葉面積值S，并根據(jù)所測(cè)量的滯塵量，計(jì)算出樣品單位面積的滯塵量為（m1-m2）/S，然后8種供試植物的單位面積滯塵量進(jìn)行比較。

2.5 計(jì)算滯塵量

葉片單位面積滯塵量/（g/m2）＝（m1-m2）/S

3 結(jié)果與分析

通過數(shù)日觀察得知，隨著滯塵時(shí)間的不斷增加，植物滯塵量增幅逐漸減小直至飽和，大雨過后洗刷使得植物重新滯塵[7]。青州市 2021年8月降雨后至下次降雨前（10 d）進(jìn)行采樣，計(jì)算其滯塵量。

3.1 相同植物不同路段滯塵分析

在云門山路、范公亭路、海岱路3條主干道選取共有的4種共有的行道樹進(jìn)行滯塵量測(cè)定。結(jié)果顯示：同一種植物在不同環(huán)境條件下的其單位面積滯塵量各不相同，甚至某些樹種差異較大。從總體滯塵量分析得出，海岱路單位葉面積滯塵量最大，范公亭路單位葉面積滯塵量次之，云門山路單位葉面積滯塵量最小。通過查閱文獻(xiàn)吳彤彤等[8]指出沒有車流量的地區(qū)明顯小于車流量較大的區(qū)域，這充分表明了車輛行駛引起的粉塵再懸浮和汽車尾氣產(chǎn)生的大氣顆粒對(duì)單位葉面積滯塵量影響較大。這也印證實(shí)際，海岱路段為貨車、重卡車多經(jīng)過地，帶動(dòng)灰塵較多且車流量大，范公亭路為市民常經(jīng)路，小型轎車和人流量較大，因而次之，最后的云門山路為通往大學(xué)城，車流量相對(duì)較少。

由于每條路段車流、人流和諸多誤差的存在，進(jìn)行綜合分析三街道（云門山路、范公亭路、海岱路）數(shù)據(jù)的平均值，從表2分析得出，單位葉面積滯塵量大小為：大葉黃楊＞國槐＞紫葉李＞懸鈴木，大葉黃楊作為四季常青的灌木，其單位葉面積滯塵量最大，單位葉面積滯塵量平均值為 3.446 1 g/m2。葉片滯塵通過3種方式：停著、附著和黏附。大葉黃楊革質(zhì)較厚，且低矮靠近地面，灰塵顆粒懸浮濃度較高，所以其滯塵量相對(duì)較大。國槐、紫葉李、懸鈴木離地面較高，灰塵顆粒懸浮濃度較低，且易受風(fēng)力而擺動(dòng)，其滯留的粉塵易被風(fēng)再次刮走，其滯塵量相對(duì)較小。

表2 青州市4種行道樹單位葉面積滯塵量平均值

3.2 同一路段不同植物滯塵分析

青州市范公亭道路分布博物館、古街、市府及大型商場(chǎng)屬于城市中心，對(duì)環(huán)境要求較高，根據(jù)綠化配置選取8種主要行道樹種進(jìn)行滯塵量測(cè)定。測(cè)量不同植株平均單位葉面積滯塵量的比較，結(jié)果表現(xiàn)為：?jiǎn)稳~滯塵量為國槐＞紫葉李＞大葉黃楊＞銀杏＞海棠＞懸鈴木＞櫻花＞女貞（圖1）。

圖1 8種行道樹單位葉面積滯塵量

4 結(jié)論

通過對(duì)濰坊市青州市云門街道3條街道4種常見行道樹葉片形態(tài)特性觀察，測(cè)定計(jì)算其單位葉面積滯塵量，分析得到：3條主干道的環(huán)境差異，單位葉面積滯塵量的大小順序表現(xiàn)為：海岱路＞范公亭路＞云門山路，這充分表明了車輛行駛引起的粉塵再懸浮和汽車尾氣對(duì)大氣顆粒物有較大貢獻(xiàn)率，即車流量影響了3條路段滯塵量的大小。行道樹單位葉片滯塵量會(huì)受到車輛行駛量和人流量等嚴(yán)重影響。

單位葉面積的滯塵效果也表現(xiàn)在不同樹種間的差異性上。不同樹種由于樹高、冠幅大小、葉片形態(tài)差異等因素，使不同樹種間單位葉面積滯塵量出現(xiàn)較大差異。

對(duì)于氣象因素的影響，已有不少研究，例如，潘瑞等[9]在對(duì)l0種觀賞竹秋季滯塵效應(yīng)的研究中發(fā)現(xiàn)，位于季風(fēng)風(fēng)向下風(fēng)口的觀賞竹，承接車速帶來的二次揚(yáng)塵量較高；陳錦旋[10]的研究也表明，樹種在不同方向上滯塵能力差異是由風(fēng)向?qū)е碌?，?dāng)風(fēng)速較大時(shí)，各樹種葉片滯塵量會(huì)有不同程度的減少。當(dāng)空氣濕度較大時(shí)，為葉面顆粒物累積創(chuàng)造了有利條件，因此空氣濕度會(huì)對(duì)樹種葉表滯留顆粒物的能力產(chǎn)生重要影響[11]。本研究是在夏季無風(fēng)的天氣進(jìn)行試驗(yàn)，并沒有根據(jù)氣象、季節(jié)差異進(jìn)行對(duì)照相關(guān)研究。

今后需進(jìn)一步研究更多冠層不同季節(jié)、不同氣象條件的滯塵量，以期獲得最佳的道路滯塵效果。例如，根據(jù)每條道路的車流量不同，可以在車流量較大的路段，優(yōu)先選擇滯塵能力好的植物，如國槐、紫葉李、大葉黃楊等。植物的滯塵機(jī)理主要靠植物葉片，所以在行道樹的選擇方面還需要考慮季節(jié)因素，多數(shù)植物春季發(fā)芽，新葉生長(zhǎng)，植物滯塵能力逐漸增強(qiáng)；夏季植物葉片達(dá)到壯年時(shí)期，滯塵能力較好；秋季樹葉變黃，葉片滯塵能力逐漸減弱；冬季植物葉片已凋謝，嚴(yán)重影響了植物的滯塵能力。在道路植物的選擇方面，需要考慮不同植物的滯塵能力的同時(shí)，還需要考慮季節(jié)因素對(duì)植物滯塵能力的影響，可以選擇一些四季常綠的植物，如冬青、大葉黃楊等，合理規(guī)劃，營(yíng)造一個(gè)四季有景可觀的街景，同時(shí)提高空氣質(zhì)量。