摘要：為建立西北地區(qū)良好的機(jī)場(chǎng)環(huán)境，本研究以6種常見(jiàn)的地被植物為材料，設(shè)置10 g·m^-2（F1），20 g·m^-2（F2）和30 g·m^-2（F3）3個(gè)施肥水平（單施尿素），通過(guò)測(cè)定PM₁₀、PM_2.5、PM₁、滯塵量（Dust retention，Dr）和等效連續(xù)聲級(jí)（Equivalent continuous sound level，Leq）衰減量等的變化，以評(píng)估不同施肥處理下6種地被植物改善機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)域空氣質(zhì)量及降噪滯塵的能力。研究結(jié)果表明，F(xiàn)1施肥梯度下的高羊茅（Festuca arundinacea，"TF）、野牛草（Buchloe dactyloides，"BG）、草地早熟禾（Poa pratensis，"KB）、青綠苔草（Carex leucochlora，"CL）和扁穗冰草（Agropyron cristatum，"AC）與F2施肥梯度下的紫羊茅（Festuca rubra，"RF）具有較強(qiáng)改善機(jī)場(chǎng)跑道區(qū)域空氣質(zhì)量的效果及降噪滯塵的能力。各指標(biāo)權(quán)重綜合評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，6種地被植物改善機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)域空氣質(zhì)量及降噪滯塵的能力由強(qiáng)到弱依次為：F1TFgt;F1BGgt;F1KBgt;F1ACgt;F2RFgt;F1CL；氮肥處理促進(jìn)效果依次為F1gt;F2gt;F3。綜上可知，高羊茅在10 g·m^-2施肥水平下（F1TF）對(duì)于機(jī)場(chǎng)降噪滯塵和改善機(jī)場(chǎng)跑道區(qū)空氣質(zhì)量的潛力最大。

關(guān)鍵詞：飛行區(qū)草坪；草種篩選；降噪；滯塵；空氣質(zhì)量

中圖分類號(hào)：S688.4 """""""文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A """""""文章編號(hào)：1007-0435（2025）03-0889-13

Effects of 6 Types of Cover Plants under Different Nitrogen Fertilizer Treatments on Air Quality and Noise Reduction and Dust Retention Ability in Airport Flight Area

HE Lin-lin，"BAI Xiao-ming^*，"WU Ting-da，"ZHU Qi-meng，"YAN Yu-bang，"ZHANG Cai-zhong，"RAN Fu，"LI Juan-xia，"ZHU Ya-nan，"Huang Xiao-gang，"Chen Wei-li

（College of Pratacultural Science，"Gansu Agricultural University，"Key Laboratory for Grassland Ecosystem，"Ministry of Education，"Pratacultural Engineering Laboratory of Gansu Province，"Sino-U.S. Centers for Grazing Land Ecosystem Sustainability，"Gansu Civil Aviation Environmental Engineering Co.，"LTD，"Lanzhou，"Gansu Province 730070，"China）

Abstract：In order to establish a good airport environment in Northwest region，"this study used six common groundcover plants as materials and set three fertilization levels （single application of urea）"at 10 g·m^-2"（F1），"20 g·m^-2"（F2）"and 30 g·m^-2"（F3）. By measuring changes in PM₁₀，"PM_2.5，"PM₁，"Dust retention （Dr），"and Equivalent continuous sound level attenuation （Leq attenuation），"the study assessed the ability of the six groundcover plants under different fertilization treatments to improve the air quality and reduce noise and dust in the airport flight area. The results showed that Festuca arundinacea Schreb."（TF），"Buchloe dactyloides （BG），"Poa pratensis （KB），"Carex leucochlora （CL）"and Agropyron cristatum （AC）"under the F1 fertilization gradient，"and Festuca rubra （RF）"under the F2 fertilization gradient had the strong effect on improving air quality and reducing noise and dust retention in the airport runway area. The comprehensive evaluation results of the weight of each index showed that the ability of the six groundcover plants to improve the air quality and reduce noise and dust in the airport flight area，"from strong to weak，"was F1TFgt;F1BGgt;F1KBgt;F1ACgt;F2RFgt;F1CL；"the promotion effect of nitrogen fertilizer treatment was F1gt;F2gt;F3. In summary，"F. arundinacea"under 10 g·m^-2"fertilization level （F1TF）"has the greatest potential for airport noise reduction，"dust retention，"and improvement of air quality in the airport runway area.

Key words：Airfield turf；Grass species screening；Noise reduction；Dust retention；Air quality

近年來(lái)，隨著航空事業(yè)的飛速發(fā)展，環(huán)境建設(shè)與機(jī)場(chǎng)建設(shè)同步發(fā)展已成為民航事業(yè)綠色健康發(fā)展的重要組成部分^［1］。飛行區(qū)草坪作為相對(duì)穩(wěn)定的植物群落和生態(tài)系統(tǒng)，具有根系系統(tǒng)發(fā)達(dá)、致密、地表覆蓋率高等特點(diǎn)^［2］，可吸收飛機(jī)起落產(chǎn)生的噪聲和滯留空氣中的塵土，從而有效改善機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)空氣質(zhì)量。因此，其建植草種的選用及合理的施肥養(yǎng)護(hù)對(duì)機(jī)場(chǎng)生態(tài)環(huán)境具有重要意義。

飛機(jī)噪聲具有聲壓級(jí)高、影響范圍廣和短時(shí)持續(xù)發(fā)生的特點(diǎn)^［3］，相比城市環(huán)境噪聲對(duì)人產(chǎn)生的危害更大^［4］。植物降噪相較于造價(jià)高昂的聲屏障降噪，是一種減碳且低成本的降噪方式，可達(dá)到較好的降噪效果^［5-8］，且符合我國(guó)低碳政策，目前植物降噪的研究主要集中在植物帶的植物配置、高度、密度，葉片面積和震動(dòng)幅度等方面，對(duì)施肥影響植物降噪效果的研究較少^［8-12］。此外，機(jī)場(chǎng)的建筑、道路和地面等表面難以有效降塵，易受風(fēng)力影響造成二次污染。飛機(jī)起落過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量黑碳顆粒物^［13］，尤其是PM₁₀，PM_2.5和PM₁等具有吸附性的懸浮顆粒物，易攜帶有害物質(zhì)如重金屬、細(xì)菌、病毒等，對(duì)人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅^［14-17］，并可能引發(fā)霧霾和溫室效應(yīng)等問(wèn)題^［18］。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，航空運(yùn)輸量大幅提升，在近地點(diǎn)，飛機(jī)起飛著陸循環(huán)中排放的污染物對(duì)人體健康、機(jī)場(chǎng)及其周邊環(huán)境的危害愈加嚴(yán)重^［19-22］。因此，通過(guò)喬灌木、花卉和草坪草等植物的生物滯塵作用是阻滯塵土污染的有效途徑，也是目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的熱點(diǎn)^［23-25］，本研究在此基礎(chǔ)上結(jié)合施肥處理，以期進(jìn)一步提高不同草種改善機(jī)場(chǎng)環(huán)境情況的實(shí)際應(yīng)用能力。

城市空氣顆粒物污染危害巨大，已成為現(xiàn)代社會(huì)面臨的主要環(huán)境挑戰(zhàn)之一。通過(guò)種植具有較好吸附顆粒物效果的植被，可以改善機(jī)場(chǎng)空氣質(zhì)量、降低航空排放對(duì)人及周邊環(huán)境的危害。因此，本研究基于機(jī)場(chǎng)所處的氣候特點(diǎn)、立地條件和飛行區(qū)對(duì)植被的特殊要求，選擇高羊茅和紫羊茅等5個(gè)西北地區(qū)常見(jiàn)的草坪草種和在北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)篩選的生態(tài)草種-野牛草，進(jìn)行形態(tài)指標(biāo)、降噪值、滯塵量和空氣質(zhì)量指標(biāo)測(cè)定，以篩選適宜草種及最佳施肥量建植飛行區(qū)草坪，為保障飛行安全、改善環(huán)境質(zhì)量和綠化美化機(jī)場(chǎng)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于蘭州中川國(guó)際機(jī)場(chǎng)（103°37′E，36°30′N）進(jìn)行，試驗(yàn)地位于甘肅省蘭州市永登縣中川鎮(zhèn)，地處秦王川盆地，屬溫帶大陸性氣候，海拔約1938 m，年降水量300～350 mm，年蒸發(fā)量2000 mm，年均氣溫6.9℃，1月平均氣溫-7.3℃，7月平均氣溫20.5℃，冬春多風(fēng)少雨，氣候干燥，土壤為鹽漬化棕漠土，有機(jī)質(zhì)含量為1.17%，屬偏低水平。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)選取6種植物為材料（表1）采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，于2023年7月在蘭州新區(qū)中川機(jī)場(chǎng)跑道邊進(jìn)行草坪種植，小區(qū)面積為2 m×2 m，間距0.5 m。實(shí)驗(yàn)草種單播，養(yǎng)護(hù)2個(gè)月后開(kāi)始施肥處理，施肥處理設(shè)置3個(gè)水平：即單施尿素10 g·m^-2（F1），20 g·m^-2（F2）和30 g·m^-2（F3），其中各處理尿素均分兩次施入，以不施肥小區(qū)為空白對(duì)照（CK），每個(gè)處理3次重復(fù)。生長(zhǎng)1個(gè)月后測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 形態(tài)指標(biāo)測(cè)定 （1）株高（絕對(duì)株高）：各小區(qū)按“對(duì)角線”選5個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)隨機(jī)標(biāo)記10株，測(cè)定絕對(duì)高度，取平均值，單位：cm。

（2）葉寬：采用游標(biāo)卡尺測(cè)定自基部第3片葉片最寬處的寬度，每個(gè)小區(qū)按“對(duì)角線”選取5個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)隨機(jī)選取10個(gè)葉片分別測(cè)其寬度，并計(jì)算平均值，單位：cm。

（3）密度：用實(shí)測(cè)法測(cè)定。每個(gè)小區(qū)按照“對(duì)角線法”選取5個(gè)點(diǎn)，在每點(diǎn)放置樣方（0.5 m×0.5 m），將地上植株剪下，計(jì)枝條數(shù)，用株·m^-2表示。

（4）蓋度：各小區(qū)按照“對(duì)角線法”選取5個(gè)點(diǎn)，采用針刺法，在每個(gè)樣方（0.5 m×0.5 m）中針插100個(gè)方格點(diǎn)，計(jì)算各草地覆蓋度。

1.3.2 降噪值測(cè)定 參考王春梅等^［26］的方法，在各小區(qū)固定點(diǎn)放置漫步者A3-8S戶外可移動(dòng)拉桿音響和愛(ài)華AWA5688多功能聲級(jí)計(jì)，于上午10：00-12：00進(jìn)行測(cè)定，音響播放飛機(jī)起飛前音頻，聲級(jí)計(jì)置于距地面20 cm處，每個(gè)小區(qū)選取3個(gè)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)連續(xù)測(cè)定10 s。根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)（HJ 1301—2023），測(cè)定等效連續(xù)聲級(jí)（Leq）。不同小區(qū)測(cè)定值相比對(duì)照減少量即為噪聲衰減量。

1.3.3 滯塵量（Dust retention capacity，Dr）測(cè)定 樣品采集：參考柴一新等^［27］的方法，選擇在灌溉后2 d采集試驗(yàn)樣品。選擇草坪生長(zhǎng)良好處劃定20 cm×20 cm的樣方，距離根部1 cm處剪下草樣，置于預(yù)先稱重（W1）的自封袋內(nèi)帶回實(shí)驗(yàn)室。

滯塵能力的測(cè)定：用精確度為1/10 000的分析天平稱量樣品和自封袋重量（W2），之后將自封袋中的草樣放入蒸餾水中浸泡3 h，以充分浸洗葉片附著物，3 h后置于60℃烘箱中烘干24 h，再將草樣裝入自封袋中稱重（W3），樣品浸泡液用稱重濾紙（W4）過(guò)濾，過(guò)濾后再次稱量濾紙烘干重（W5）。

計(jì)算方法：

樣品草上附著的塵土重量W6=W5-W4

樣品草的干重W7=W3-W1

樣品草的單位干重滯塵量S=W6/W7

樣品草的總和單位干重滯塵量S₀=∑W6/∑W7

1.3.4 空氣質(zhì)量測(cè)定 參考王月彬^［28］的方法，選擇晴朗無(wú)風(fēng)的天氣，用便攜式空氣質(zhì)量檢測(cè)儀Pocketlab Air在各小區(qū)進(jìn)行空氣質(zhì)量測(cè)定，測(cè)量時(shí)間均為上午10：00-12：00，測(cè)量時(shí)根據(jù)操作要求將檢測(cè)儀放置于草坪上方10 cm處，每隔1 h測(cè)量一次PM₁，PM_2.5，PM₁₀，CO₂，O₃和AQI，每個(gè)小區(qū)3次重復(fù)。

1.4 綜合評(píng)價(jià)

采用變異系數(shù)法^［29］對(duì)上述3類生態(tài)質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)分，具體計(jì)算步驟如下：

首先進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，計(jì)算各指標(biāo)變異系數(shù)，

公式：，式中，指第項(xiàng)指標(biāo)的變異系數(shù)，指第項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差，指第項(xiàng)指標(biāo)的平均值。

計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重，

公式：，式中，指第項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重。

通過(guò)Z-score標(biāo)準(zhǔn)化法把各項(xiàng)指標(biāo)所得的原始數(shù)據(jù)采用標(biāo)準(zhǔn)化處理，

公式：，式中，指標(biāo)準(zhǔn)化后的各指標(biāo)變量值，指各指標(biāo)的實(shí)際測(cè)量值，指第項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差，指平均值。值越小越好的指標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)化之后需在數(shù)值前加負(fù)號(hào)，然后將不同處理方式下各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值與權(quán)重相乘，得到綜合評(píng)分。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2021整理數(shù)據(jù)并進(jìn)行歸一化處理，SPSS 27.0進(jìn)行ANOVA單因素方差分析和Duncan法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)不同草種形態(tài)質(zhì)量指標(biāo)的影響及其雙因素方差分析

由表2可知，不同的施肥處理和草種類型對(duì)株高、葉寬、密度和蓋度的影響均達(dá)到極其顯著水平（Plt;0.001），二者的交互作用對(duì)不同草種密度的影響顯著（Plt;0.05），對(duì)株高、葉寬和蓋度的影響未達(dá)到顯著水平。

2.1.1 不同施肥處理對(duì)株高的影響 由圖1可知，隨著施肥量的增加，TF，KB和AC株高呈先上升后下降趨勢(shì)，均在F2處理下達(dá)到最大，與對(duì)照相比，分別顯著增加了89.00%，91.74%和58.92%（Plt;0.05），而B(niǎo)G，RF和CL株高在F3處理下達(dá)到最大，與對(duì)照相比，分別增加了21.28%，63.18%和6.05%。在CK和F1處理下，不同草種間存在顯著差異，且AC株高在不同處理下均最大，CL均最小。

2.1.2 不同施肥處理對(duì)葉寬的影響 由圖2可知，隨著施肥量的增加，所有草種的葉寬均大于CK，呈先上升后下降或逐漸上升趨勢(shì)。BG和RF的葉寬在F1處理下達(dá)到最大，與對(duì)照相比，分別顯著增加了14.26%和30.39%（Plt;0.05），KB，CL和AC的葉寬在F2處理下達(dá)到最大，與對(duì)照相比，分別增加了23.43%，16.09%和18.83%，TF的葉寬在F3處理下達(dá)到最大，與對(duì)照相比，顯著增加了32.79%（Plt;0.05）。

2.1.3 不同施肥處理對(duì)密度的影響 由圖3可知，隨著施肥量的增加，KB密度呈逐漸上升趨勢(shì)，其余草種密度均呈先上升后下降趨勢(shì)。在F1處理下，TF，BG，RF，CL和AC密度達(dá)到最大，其中TF增幅最為顯著，較對(duì)照增加了118.44%，CL增幅最小，較對(duì)照增加了44.25%。在F3處理下KB密度達(dá)到最大，與對(duì)照相比，增加了106.79%。AC的密度在不同處理下均最小，F(xiàn)1處理下RF密度最大，是AC的12.15倍，KB在F2和F3處理下均最大，分別是AC的13.89倍和16.43倍。

2.1.4 不同施肥處理對(duì)蓋度的影響 由圖4可知，隨著施肥量的增加，6個(gè)草種的蓋度均呈先上升后下降趨勢(shì)。在F1處理下，AC蓋度增幅最大，較對(duì)照增加了43.90%，TF增幅最小，較對(duì)照增加了24.96%。KB和CL均在F2處理下蓋度增幅最大，與對(duì)照相比分別增加了49.96%和18.88%。在CK和F1處理下，TF的蓋度均最大，AC和CL均最小，TF分別是AC和CL的1.38倍和1.58倍。

2.2 不同施肥處理對(duì)不同草種降噪能力的影響

施肥處理極顯著影響草種降噪能力（Plt;0.001），6個(gè)不同草種的降噪能力差異不顯著，二者的交互作用對(duì)不同草種降噪能力有極顯著影響（Plt;0.01）（表3）。由圖5可知，所有草種的Leq衰減量均大于CK，且隨著施肥量的增加，AC的Leq衰減量呈逐漸上升趨勢(shì)，其余草種均呈先上升后下降趨勢(shì)。BG和RF在F1處理下Leq衰減量達(dá)到最大，與對(duì)照相比，分別顯著增加了213.63%和221.67%（Plt;0.05）。TF，KB和CL在F2處理下Leq衰減量達(dá)到最大，與對(duì)照相比，分別顯著增加了112.22%，44.66%和184.13%（Plt;0.05）。在F1和F2處理下，不同草種的Leq衰減量存在顯著差異。在CK處理下，AC的Leq衰減量最大，RF衰減量最小，AC的Leq衰減量是RF的1.82倍。在F1和F3處理下，BG的Leq衰減量均最大，TF和KB分別最小，BG分別是TF和KB的1.80倍和1.50倍。在F2處理下，TF的Leq衰減量最大，AC衰減量最小，TF是AC的1.41倍。

2.3 不同施肥處理對(duì)不同草種滯塵能力的影響

施肥處理、草種類型及二者的交互作用對(duì)各草種滯塵能力的影響均達(dá)到極其顯著水平（Plt;0.001）（表4）。隨著施肥量的增加，所有草種的滯塵量均大于CK，但變化趨勢(shì)不顯著（圖6）。KB在F1處理下滯塵量達(dá)到最大，與對(duì)照相比，顯著增加了26.70%（Plt;0.05）。TF、BG和AC在F2處理下滯塵量達(dá)到最大，與對(duì)照相比，分別顯著增加了158.76%，69.18%和39.75%（Plt;0.05）。RF和CL在F3處理下滯塵量達(dá)到最大，與對(duì)照相比，分別顯著增加了280.22%和323.86%（Plt;0.05）。AC的滯塵量在CK和F2處理下均最大，分別是TF和RF的3.86倍和2.71倍，KB在F1處理下滯塵量最大，CL最小，KB是CL的3.05倍。

2.4 不同施肥處理對(duì)不同草種改善空氣質(zhì)量能力的影響

如表5所示，施肥處理對(duì)不同草種上方PM₁₀濃度、PM_2.5濃度、PM₁濃度、CO₂濃度和AQI的影響均達(dá)到極其顯著水平（Plt;0.001），不同草種對(duì)CO₂和AQI的影響差異顯著（Plt;0.05），二者的交互作用對(duì)不同草種上方AQI的影響達(dá)到極其顯著水平（Plt;0.001）。

2.4.1 不同施肥處理對(duì)草種上空PM₁₀濃度的影響 隨著施肥量的增加，6個(gè)草種的PM₁₀濃度基本呈先下降后上升趨勢(shì)（圖7）。在CK處理下，CL對(duì)空氣中PM₁₀的滯留能力最大。在F1處理下，BG上空PM₁₀濃度的降幅最大，與對(duì)照相比顯著降低了18.66%。

2.4.2 不同施肥處理對(duì)草種上空PM_2.5濃度的影響 由圖8可知，隨著施肥量的增加，6個(gè)草種上空PM_2.5濃度基本呈先下降后上升趨勢(shì)。在F1處理下PM_2.5濃度值均最小，與對(duì)照相比，分別降低了3.75%，14.33%，14.56%，22.06%，3.30%和4.55%。在F1處理下，TF上空PM_2.5濃度最大。在F2處理下，CL上空PM_2.5濃度最大，RF最小，CL是RF的1.10倍。在F3處理下，RF上空PM_2.5濃度最大，KB最小，RF是KB的1.32倍。

2.4.3 不同施肥處理對(duì)草種上空PM₁濃度的影響 由圖9可知，隨著施肥量的增加，6個(gè)草種上空PM₁濃度基本呈先下降后上升趨勢(shì)。在F1處理下PM₁濃度值均最小，與對(duì)照相比，分別降低了0.39%，14.85%，15.76%，12.35%，6.75%和0.31%。在F1和F2處理下，AC和CL上空PM₁分別最大，RF均最小，AC和CL分別是RF的1.06倍和1.08倍。在CK和F3處理下，RF上空PM₁均最大，CL和AC分別最小，RF分別是CL和AC的1.18倍和1.42倍。

2.4.4 不同施肥處理對(duì)草種上空CO₂濃度的影響 由圖10可知，隨著施肥量的增加，6個(gè)草種上空CO₂濃度基本呈先上升后下降趨勢(shì)。BG和AC在F3處理下CO₂濃度最小，與對(duì)照相比，分別降低了4.26%和0.77%，其余草種則在CK處理下CO₂濃度最小。TF，RF，KB和CL在F3處理下增幅最小，與對(duì)照相比，分別增加了1.34%，6.23%，3.92%和3.13%。RF上空CO₂濃度在CK、F1和F3處理下均最大，KB，CL和BG分別最小，RF分別是KB，CL和BG的1.06倍、1.03倍和1.13倍，在F2處理下，BG上空CO₂濃度最大，KB最小，BG是KB的1.04倍。

2.4.5 不同施肥處理對(duì)草種上空O₃濃度的影響 由圖11可知，不同草種對(duì)空氣中O₃濃度的影響不同。BG，KB和CL均在CK處理下草種上空O₃濃度最低，而TF，AC和RF分別在F1、F2和F3處理下草種上空O₃濃度最低，與對(duì)照相比，分別降低了5.07%，40.20%和45.81%。在CK處理下，AC上空O₃濃度最大，CL最小，AC是CL的1.74倍，RF和TF上空O₃濃度在F1和F2處理下分別最大，AC均最小，RF和TF分別是AC的1.62倍和1.86倍，在F3處理下BG上空O₃濃度最大，TF最小，BG是TF的1.73倍。

2.4.6 不同施肥處理對(duì)草種上空AQI的影響 由圖12可知，隨著施肥量的增加，TF，BG和RF上空AQI呈先下降后上升趨勢(shì)，CL，KB和AC則呈先下降后上升再下降趨勢(shì)。在F1處理下，6個(gè)草種上空AQI值均最小，與對(duì)照相比，分別降低了2.72%，10.31%，10.46%，16.03%，2.27%和3.12%。KB和TF上空AQI濃度在CK和F1處理下分別最大，CL均最小，KB和TF分別是CL的1.19倍和1.10倍，在F2處理下，CL上空AQI濃度最大，BG最小，CL是BG的1.11倍，在F3處理下，RF上空AQI濃度最大，KB最小，RF是KB的1.25倍。

2.5 不同施肥處理下6種地被植物對(duì)改善機(jī)場(chǎng)生態(tài)環(huán)境效果的綜合評(píng)價(jià)

本研究采用變異系數(shù)法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，分別以株高（PH）、葉寬（LW）、密度（DS）、蓋度（CR）、連續(xù)等效聲級(jí)（Leq）、滯塵（Dr）、PM₁₀、PM_2.5、PM₁、CO₂、O₃和綜合空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）為評(píng)價(jià)指標(biāo)，計(jì)算出上述各個(gè)指標(biāo)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)和權(quán)重（表6）。其中各指標(biāo)權(quán)重占比由高到低依次為：O₃gt;Leqgt;DSgt;PHgt;CRgt;Drgt;PM₁₀gt;PM₁gt;PM_2.5gt;LWgt;AQIgt;CO₂。

對(duì)4種施肥處理下所測(cè)得的4個(gè)形態(tài)指標(biāo)和8個(gè)生態(tài)指標(biāo)測(cè)定值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。將不同處理下各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值與其對(duì)應(yīng)的權(quán)重相乘，各指標(biāo)的值求和得到綜合評(píng)分（表7）。其中，在CK中，CKBG組合綜合評(píng)分最高；在F1施肥處理下，F(xiàn)1TF組合綜合評(píng)分最高；在F2施肥處理下，F(xiàn)2RF組合綜合評(píng)分最高；在F3施肥處理下，F(xiàn)3CL組合綜合評(píng)分最高。對(duì)于不同的草種：TF，BG，KB，CL和AC在F1施肥處理下評(píng)分最高；RF在F2施肥處理下評(píng)分最高。綜合評(píng)分排名前六的依次為：F1TFgt;F1BGgt;F1KBgt;F1ACgt;F2RFgt;F1CL。各施肥處理綜合評(píng)分依次為：F1gt;F2gt;CKgt;F3。

3 討論

3.1 不同施肥處理對(duì)不同草種形態(tài)特征的影響

氮素是植物生長(zhǎng)發(fā)育的必要營(yíng)養(yǎng)元素之一，能夠有效促進(jìn)根系、莖和葉片的生長(zhǎng)，同時(shí)提高植物光合作用效率和生物量積累^［30］。在一定范圍內(nèi)，對(duì)增加氮素用量可以顯著提高植物生產(chǎn)性能^［31］，施肥不僅能促進(jìn)草坪草莖葉的生長(zhǎng)，還有助于分蘗的產(chǎn)生，對(duì)加速成坪和維持草坪密度和蓋度有重要作用^［32］。本研究表明，氮肥施用后6個(gè)草種的株高、葉寬、密度和蓋度都較對(duì)照有所提高，且隨著氮肥量的增加基本呈逐漸上升和先上升后下降趨勢(shì)，這可能是因?yàn)榈首鳛椴萜褐参镄枨蟮拇罅吭?，可增加土壤養(yǎng)分含量，顯著促進(jìn)草坪的生長(zhǎng)^［33-34］。研究表明，氮肥的施用對(duì)地上生物量的促進(jìn)作用明顯高于對(duì)地下生物量的調(diào)節(jié)^［35］，在適宜范圍內(nèi)草坪草的株高、草坪的密度和蓋度均會(huì)隨氮肥施用量的增加而增大^［36-37］，而超出施肥量閾值，使得大量氮素沉降，不能被植物吸收的氮素會(huì)以土壤固化及氨化和硝化產(chǎn)生的氣體揮發(fā)等形式損失，影響土壤環(huán)境，從而抑制草坪草的生長(zhǎng)^{［32，38］}，使草坪草的株高、草坪密度和蓋度下降。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著氮肥的施用，各草種的葉寬較對(duì)照都有提高，方差分析顯示施肥對(duì)各草種的葉寬有極其顯著的影響（Plt;0.001），但各施肥處理間不存在顯著差異，這可能是因?yàn)楦鞑莘N的種植年限較短，且葉寬受本身基因特性影響較多^［32］，因此施肥對(duì)草種質(zhì)地的影響有限。

3.2 不同施肥處理對(duì)不同草種降噪能力的影響

植物的降噪能力與植被密度、植物高度、葉片面積和葉片結(jié)構(gòu)等均具有相關(guān)性^［8-10］。本研究發(fā)現(xiàn)，不同施肥處理下，不同草種的降噪能力存在顯著差異，不施肥時(shí)AC的噪聲衰減量最大，這與AC的生長(zhǎng)形態(tài)和葉片特征有較大關(guān)系，AC既可做地被又是牧草，株高高于其余草坪草，且葉面積較大在垂直距離上有更豐富的植被度和更大的葉片震動(dòng)幅度^{［12，39］}，因此降噪效果較好。隨著施肥量的增加，不同草種對(duì)于噪聲的衰減量出現(xiàn)顯著差異，除AC外均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。其中TF、KB和CL的噪聲衰減量在F2時(shí)最大，BG和RF在F1時(shí)噪聲衰減量最大，AC則在F3施肥處理下噪聲衰減量最大。這表明不同施肥處理對(duì)不同草種的降噪能力影響顯著，由于適量的氮肥促進(jìn)了植物的生長(zhǎng)發(fā)育^［40］，提高了植物枝葉量，而植物反射和吸收聲波的主要部位在植物的枝和葉，植物的枝葉量越大，降噪效果越明顯^［41］。而氮肥施入過(guò)量時(shí)，氮肥的利用率降低，對(duì)植物的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用^［30］，因此會(huì)減弱植物的降噪效果。

3.3 不同施肥處理對(duì)不同草種滯塵能力的影響

合理的施肥可以促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，而植物對(duì)于塵土的阻滯能力也受葉片形態(tài)和結(jié)構(gòu)的影響^［42-43］。本研究發(fā)現(xiàn)，不同施肥處理對(duì)6個(gè)不同草種的滯塵能力影響顯著，且隨著施肥量的增加，土壤養(yǎng)分隨之升高，6種草的滯塵能力也顯著增加，但基本呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)。其中TF、BG和AC的滯塵量在F2施肥處理下達(dá)到最大值，RF和CL在F3施肥處理下達(dá)到最大值，KB在F1施肥處理下達(dá)到最大值，且經(jīng)過(guò)施肥處理的各草種的滯塵量較不施肥均上升，這可能是因?yàn)椴萜褐旮?、密度和蓋度過(guò)低時(shí)，起阻滯塵土作用的莖葉總面積小，則滯塵能力弱。此外，不同草種的葉片形態(tài)也具有較大差異，其中TF、BG和AC的葉面積較大，這有利于滯留更多的塵土^［44］。RF的葉片對(duì)折或內(nèi)卷成針狀，直立生長(zhǎng)，KB的葉片線形，扁平或內(nèi)卷，直立或斜立生長(zhǎng)，相較于地面平行的葉片滯塵效果較差，而CL葉向四周呈弓形自然下垂，但成苗第一年其株高較低，因此滯塵量較小^［45-46］。由此可知，適度的施肥可以提高草種的滯塵作用。受葉片表面特性的影響，植物的滯塵量存在周期性^［47］，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后即進(jìn)入飽和期，而后呈穩(wěn)定態(tài)勢(shì)。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，為進(jìn)一步提高植物的滯塵效應(yīng)，適宜的灌溉方式和定期沖洗植物葉片可提升植物持續(xù)滯塵能力。

3.4 不同施肥處理對(duì)不同草種調(diào)節(jié)空氣質(zhì)量的影響

草坪植物個(gè)體對(duì)大氣顆粒物具有較強(qiáng)的調(diào)控作用，凈化空氣作用顯著^［48-49］，這不僅與植物的種類有關(guān)，也與其高度、密度、葉片形態(tài)和風(fēng)速、相對(duì)濕度等都有明顯關(guān)系^［50-52］。而不同植物個(gè)體特征、葉片形態(tài)和植物群落等存在顯著差異，且與植物的生態(tài)功能聯(lián)系緊密^［28］。短期內(nèi)施肥間接影響了植物對(duì)空氣質(zhì)量的調(diào)節(jié)。研究結(jié)果顯示，不同的施肥處理對(duì)6個(gè)不同草種上方空氣中的PM、O₃和CO₂濃度均有顯著影響。隨著施肥量的增加，PM₁₀、PM_2.5和PM₁濃度基本呈先下降后上升趨勢(shì)。對(duì)不同草種而言，CL對(duì)PM₁₀的截留能力在不施肥時(shí)最強(qiáng)，其余草種則在F1施肥處理下對(duì)PM₁₀的截留能力達(dá)到最大，6個(gè)草種均在F1施肥處理下PM_2.5和PM₁截留量達(dá)到最大。這可能是不施肥時(shí)植物生長(zhǎng)較稀疏，當(dāng)氣流經(jīng)過(guò)時(shí)，植物不易截留空氣中的顆粒物，導(dǎo)致測(cè)定值較大。而施肥促進(jìn)植物地上生物量的同時(shí)，郁閉度、高度和葉片面積也隨之增加，進(jìn)而提高植物對(duì)空氣顆粒物的截留效果^［28］。但施肥過(guò)量時(shí)，植物群落的密度仍在緩慢增大，植被密度較高，通風(fēng)條件差，不利于植物群落內(nèi)的空氣流通，降低了空氣中顆粒物的擴(kuò)散與稀釋能力^［53］，進(jìn)而導(dǎo)致植被群落上方顆粒物濃度的上升。此外，TF對(duì)空氣中PM₁的截留能力呈現(xiàn)逐漸上升趨勢(shì)而其余草種上方空氣顆粒物濃度陡然上升，這可能是植物群落郁閉度較大、植被葉面積較高，有利于滯留粉塵，粉塵以這種方式停留在植被葉表面時(shí)容易被風(fēng)吹起而產(chǎn)生二次揚(yáng)塵，從而導(dǎo)致空氣中顆粒物濃度的不斷升高^［54］。

不同施肥量對(duì)植被上方空氣中CO₂和O₃濃度也表現(xiàn)出不同程度的影響，隨著施肥量的增加，CO₂和O₃濃度基本呈先上升后下降趨勢(shì)。前期植被生長(zhǎng)狀況較弱，對(duì)氮肥利用率較低，而氮肥在陽(yáng)光照射下易轉(zhuǎn)化成NOx，經(jīng)揮發(fā)后產(chǎn)生氮氧化物導(dǎo)致空氣中CO₂和O₃的濃度升高，隨著施肥量的增加，植物地上地下的生長(zhǎng)受到促進(jìn)，群落葉面積指數(shù)也隨之上升，光合速率提高使得空氣中CO₂和O₃濃度降低^［55］。但在本研究中，隨著施肥量的增加，植被上方CO₂濃度降幅較小，可能是施肥導(dǎo)致植物群落密度和濕度增加，植物和土壤呼吸旺盛有關(guān)^［56］。BG上方O₃濃度逐漸上升，這可能是施肥提高了BG群落的郁閉度，植物上方的空氣流速下降，導(dǎo)致O₃濃度升高。植物葉片上的氣孔對(duì)O₃的吸收能夠顯著降低O₃濃度^［57-58］。AC上方的O₃濃度呈先下降后上升趨勢(shì)，CK中O₃濃度最大，可能是由于CK時(shí)植物對(duì)臭氧的吸收能力較弱。隨著施肥量的增加，不同草種的上方的空氣AQI值呈先下降后上升趨勢(shì)。各草種在F1施肥處理下AQI值最小，這可能與PM值在F2和F3施肥處理下均有不同程度的上升有關(guān)。

4 結(jié)論

本研究以西北地區(qū)常見(jiàn)的6種地被植物為材料，探究不同氮肥處理對(duì)6種地被植物形態(tài)特征、改善空氣質(zhì)量及降噪滯塵能力的影響，綜合結(jié)果顯示，TF、BG、KB、CL和AC在F1施肥梯度下，RF在F2施肥梯度下各草種形態(tài)質(zhì)量、改善機(jī)場(chǎng)跑道區(qū)域空氣質(zhì)量的效果及降噪滯塵能力最大，其中F1TF組合的綜合評(píng)分最好；各施肥處理的綜合評(píng)分顯示F1施肥處理最好。因此，高羊茅在10 g·m^-2施肥水平下（F1TF）對(duì)于機(jī)場(chǎng)降噪滯塵和改善機(jī)場(chǎng)跑道區(qū)空氣質(zhì)量的潛力最大。

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（責(zé)任編輯""彭露茜）

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Citation：HE Ling-ling， BAI Xiao-ming， WU Ting-da， et al.Effects of 6 Types of Cover Plants under Different Nitrogen Fertilizer Treatments on Air Quality and Noise Reduction and Dust Retention Ability in Airport Flight Area[J].Acta Agrestia Sinica，2025，33（3）：889-901

基金項(xiàng)目：甘肅省林草局草原生態(tài)修復(fù)治理科技支撐項(xiàng)目（GSLC-2020-3）；甘肅省林業(yè)和草原局草原生態(tài)恢復(fù)與管理科技支撐項(xiàng)目（GSLC-2020-3，LCJ20210021）資助

作者簡(jiǎn)介：何琳琳（1997-），女，漢族，河南周口人，碩士研究生，主要從事草坪建植研究，E-mail：409517498@qq.com；*通信作者Author for correspondence，E-mail：Baixm@ gsau .edu.cn