不同園林闊葉植物的不同滯霾效果初探

　　目前經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)環(huán)境也造成了嚴(yán)重威脅，城市霧霾也逐漸加重，尋求對(duì)應(yīng)的滯霾方法已經(jīng)成為重要研究的手段。通過(guò)種植植物是有效的滯霾方式，本文通過(guò)采用顯微計(jì)數(shù)法對(duì)園林闊葉植物滯霾效果進(jìn)行分析，尋找有效的滯霾植物。其中，灌木植物呈現(xiàn)出強(qiáng)、弱分化的現(xiàn)象，迎春滯霾數(shù)量最多，月季滯霾量較少;從吸附灰霾顆粒直徑大小來(lái)看，紫葉李對(duì) PM10 以下的灰霾顆粒吸附率比較高;從灰霾數(shù)量和直徑綜合來(lái)看，滯霾效果表現(xiàn)最好的是榆樹(shù)。另外，植物滯霾能力的大小也和多種因素有關(guān)，需要相關(guān)學(xué)者做進(jìn)一步研究。

　　關(guān)鍵詞：園林闊葉植物,PM10,邢臺(tái)滯霾

　　邢臺(tái)市地處河北南部，西靠太行，北接石家莊，南連邯鄲。邢臺(tái)的霧霾污染嚴(yán)重，在全國(guó)重點(diǎn)城市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)排行榜中常居榜尾。究其原因，地理地勢(shì)特質(zhì)、工業(yè)布局結(jié)構(gòu)不合理和市區(qū)汽車高承載量是 3 大…緣由。邢臺(tái)背靠太行山，市區(qū)海拔比石家莊、邯鄲低20…m 左右，由此形成簸箕形地勢(shì)，易滯留周邊霧霾而難以擴(kuò)散。此外，邢臺(tái)工業(yè)圍城現(xiàn)象突出，周邊分布著興泰發(fā)電、邢臺(tái)鋼鐵、建滔焦化、中煤旭陽(yáng)、邢東熱電、西郊熱電等多家重污染企業(yè)。這些企業(yè)消耗大量燃煤，排放大量廢氣。加上市區(qū)大量的汽車尾氣和民用燃煤，邢臺(tái)霧霾頻發(fā)，污染嚴(yán)重，急需治理。

　　傳統(tǒng)的霧霾治理方法無(wú)法消除已經(jīng)進(jìn)入到環(huán)境中的灰霾顆粒[1]。而加速顆粒物沉降，減少其在空氣中的流動(dòng)時(shí)間則是降低空氣中顆粒污染物的重要手段。植物因其葉片表面特性如表面茸毛及黏液、油脂等分泌物，能夠有效滯留灰霾顆粒[2]，因此可以減少灰霾顆粒物在空氣中的滯留時(shí)間，對(duì)灰霾具有一定治理作用。現(xiàn)有的相關(guān)研究結(jié)果表明，植物滯霾效果明顯，但不同植物之間滯霾效果存在較大差異，與植物的生活型、葉片結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)[3]。

　　本研究對(duì)邢臺(tái)市區(qū)常見(jiàn)園林闊葉植物葉片的滯霾效果進(jìn)行探討，篩選灰霾顆粒吸附量較大、吸附顆粒直徑較小的植物，為霧霾天氣的綜合治理提供依據(jù)。

　　1 材料與方法

　　1.1 樣品采集

　　秋冬季是霧霾天氣最嚴(yán)重的季節(jié)，試驗(yàn)選擇在10月…初~ 11 月末進(jìn)行。采樣地點(diǎn)選擇交通干道 ( 團(tuán)結(jié)東大街 ) 和公園 ( 達(dá)活泉公園 ) 兩種生境。植物形態(tài)群包括喬木、小喬木、灌木和草本地被，選取植物種類及葉片特點(diǎn)見(jiàn)表 1。因空氣流動(dòng)速度是植物滯霾的重要影響因子，故選取植物時(shí)要避開(kāi)十字路口和公園主干道。每種植物選取 5 株進(jìn)行采樣。對(duì)選好的植株從高、中、低 3 個(gè)高度，按照東、西、南、北 4 個(gè)方向分別選取成熟的功能葉片進(jìn)行標(biāo)記，每株標(biāo)記葉片 30 片左右。將葉片原有滯留灰霾顆粒物清洗干凈，7…d 后對(duì)標(biāo)記葉片進(jìn)行采集，并記錄這 1 周的 AQI 指數(shù)。試驗(yàn)共進(jìn)行…3 次，途中如遇到雨雪天氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)作廢。

　　1.2 試驗(yàn)方法

　　1.2.1 滯塵量測(cè)定 采用洗脫法測(cè)定不同植物葉片附著的灰霾顆粒數(shù)。將采集的葉片樣本在去離子水中浸泡 2。5…h，每隔 15…min 震蕩 1 次，然后將葉片取出，將含有灰霾的洗脫懸濁液滴入細(xì)胞計(jì)數(shù)板中，置于 400 倍光學(xué)顯微鏡下鏡檢，用目鏡尺對(duì)灰霾粒徑進(jìn)行測(cè)量并計(jì)數(shù)。

　　1.2.2 葉面積的測(cè)量及單位滯霾(塵)量的計(jì)算 在 26…cm×19…cm 的繪圖紙上畫(huà)下葉片輪廓。先在0。01% 天平上稱取整塊繪圖紙的重量，然后按照葉片輪廓把繪圖紙剪下，稱出剪下的繪圖紙的重量。用繪圖紙總面積乘以剪下繪圖紙的重量與整塊繪圖紙的重量的比值就是所測(cè)樣品的葉面積 S[4]。單位葉面積滯霾量 = 葉片吸霾總量/葉面積

　　1.2.3 數(shù)據(jù)處理 所有數(shù)據(jù)均采用 SPSS…20 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。不同生活型滯霾量與不同植物種類滯霾量均采用 Duncan 分析法進(jìn)行單因素方差分析，差 異顯著性水平為 0。05。用 OriginPro…8 進(jìn)行繪圖。

　　2 結(jié)果與分析

　　2.1 不同生活型植物滯霾量與AQI指數(shù)

　　第1次試驗(yàn)于2014年10月26日對(duì)葉片進(jìn)行標(biāo)記，11月2日10∶00對(duì)葉片進(jìn)行回收。其間重度污染4…d，輕度污染 2…d，空氣質(zhì)量良 2…d。第 2 次試驗(yàn)于 11 月6 日進(jìn)行標(biāo)記，11 月 13 日對(duì)葉片進(jìn)行回收，其間嚴(yán)重污染 1…d，重度污染 1…d，輕度污染 2…d，空氣質(zhì)量良 4…d。第 3 次試驗(yàn)于 11 月 15 日進(jìn)行葉片標(biāo)記，11 月 22 日回收，其間嚴(yán)重污染 3…d，重度污染 1…d，中度污染 1…d，輕度污染 1…d，空氣質(zhì)量良 2…d。

　　結(jié)果顯示，滯霾量隨著 AQI 指數(shù)的變化而變化。污染指數(shù)越高，植物滯霾量越大。由圖 1 可知，3 次試驗(yàn)中灌木的滯霾量均最大，草本地被植物滯霾量最少，喬木與小喬木滯霾能力介于二者之間。進(jìn)一步用Duncan分析法對(duì) 4 種不同生活型的植物滯霾能力進(jìn)行單因素方差分析 ( 見(jiàn)表 2)，結(jié)果表明灌木與小喬木滯霾量無(wú)顯著差異、與喬木和草本地被型植物的滯霾能力存在顯著性差異，喬木與小喬木滯霾能力無(wú)明顯差異，草本地被滯霾能力顯著弱于其他 3 種生活型植物。

　　2.2 不同種類園林闊葉植物單位葉面積滯霾量

　　20種不同園林闊葉植物單位葉面積滯霾量見(jiàn)圖2，范圍為 6.33 ~ 49.34 萬(wàn)個(gè) /cm2。其中迎春的滯霾量最大，垂柳滯霾量最少。灌木中各種植物滯霾量范圍為 16.46 ~ 49.34 萬(wàn)個(gè) /cm2。滯霾量較大 ( > 35.00 萬(wàn)個(gè) /cm2) 的有迎春、紫葉小檗、大葉黃楊、金葉女貞，其中迎春與除紫葉小檗之外的 18 種植物滯霾能力存在顯著差異，表明其具有較強(qiáng)的滯霾能力，這 4 種植物葉片具絨毛、乳突、蠟質(zhì)或葉脈凸出或凹陷特征;其次為連翹和劍麻 (20.00 ~ 35.00 萬(wàn)個(gè) /cm2);月季的滯霾量最少，顯著低于灌木中其他植物滯霾效果，為 15。21 萬(wàn)個(gè) /cm2。該結(jié)果與鄭少文等的研究結(jié)果一致[5]。可見(jiàn)灌木滯霾能力呈現(xiàn)出強(qiáng)、弱分化的現(xiàn)象，這也是導(dǎo)致灌木與喬木之間滯霾能力無(wú)明顯差異的原因。

　　小喬木中各植物滯霾量范圍為 25。06 ~ 34。49 萬(wàn)個(gè) /cm2。滯霾量由高到底依次為大葉女貞、碧桃、紫葉李、西府海棠和日本晚櫻。其中前 4 種植物之間滯霾量均無(wú)明顯差異，可見(jiàn)小喬木中各植物間滯霾量較接近。

　　喬木中各植物滯霾量范圍為 6。33 ~ 39。73 萬(wàn)個(gè) /cm2。其中滯霾量相對(duì)較大的有榆樹(shù)、欒樹(shù)、國(guó)槐、英桐，4 種植物之間滯霾量較接近、無(wú)明顯差異。滯霾量較少的為垂柳和毛白楊，垂柳吸附灰霾的能力不及榆樹(shù)的 1/6，這與鄭宗鍇等[6]的試驗(yàn)結(jié)果吻合。

　　草本地被中，鳶尾與白三葉滯霾量分別為 14。52、19。32 萬(wàn)個(gè) /cm2，滯霾量均較低。

　　2.3 園林闊葉植物葉片滯霾顆粒直徑分布情況

　　從被測(cè)的綠化植物葉片吸附灰霾顆粒直徑的分布情況 ( 見(jiàn)表 3) 來(lái)看，紫葉李表現(xiàn)最好，直徑小于 10…μm…的灰霾顆粒率滯留率 71。4%，這與賈彥等[5]的試驗(yàn)結(jié)果一致。但從單位面積吸附直徑小于 10…μm 的粉塵顆粒數(shù)目來(lái)看，榆樹(shù)吸附的灰霾顆粒基數(shù)比較大，而且對(duì)直徑小于 10…μm 的灰霾顆粒吸附率也比較高，所以榆樹(shù)的綜合滯霾效果在被測(cè)植物中最好。大葉黃楊、欒樹(shù)、紫葉小檗等緊隨其后。吸附灰霾顆粒最多的迎春，對(duì)直徑小于 10…μm 的灰霾顆粒吸附率不是很高，因此綜合滯霾效果一般。

　　3 討論

　　植物的滯霾能力受葉片形態(tài)、葉表結(jié)構(gòu)、氣孔分布、環(huán)境條件等多種因素影響[7]。從生活型來(lái)看，本試驗(yàn)中灌木植物滯霾效果最好，這可能與灌木葉片所處的生長(zhǎng)環(huán)境有關(guān)。邱洪斌等[8]研究發(fā)現(xiàn)，灌木葉片所處高度中空氣顆粒物數(shù)量在距地 10…m 范圍內(nèi)最大。草本植物白三葉、鳶尾等相對(duì)矮小，露水對(duì)葉片有一定的沖刷效果。此外，園林工人對(duì)植物進(jìn)行灌溉、灑水車灑水，都可能對(duì)草本植物葉片起到刷洗作用，故測(cè)得葉片滯霾量不大。在本研究中草本植物選取種類有限，因此其滯霾效果還有待進(jìn)一步研究。

　　從葉片形態(tài)看，具有葉片較小、密集、具有一定硬度、葉柄較短等特點(diǎn)的植物滯霾效果較強(qiáng)。如灌木中的紫葉小檗、大葉黃楊等;喬木中的榆樹(shù)、欒樹(shù)、國(guó)槐等;小喬木中的大葉女貞等，這些植物滯霾效果明顯。這可能是由于灰霾顆粒在經(jīng)過(guò)密集的葉片時(shí)，即便發(fā)生吸附后脫落，脫落下的灰霾也極有可能被相鄰的其他葉片所重新吸附。由此推斷，觀賞石榴(Punica granatum)、金銀木 (Lonicera maackii) 等樹(shù)種也是良好的滯塵植物。蘇俊霞、紀(jì)惠芳[9，10]的研究結(jié)果已證實(shí)這一推斷。

　　從葉表結(jié)構(gòu)來(lái)看，葉片具絨毛、蠟質(zhì)及表面分泌物的植物滯霾效果均較好。李海梅等[11，12]和本文持有相同理論。英桐葉片布滿細(xì)小絨毛。大葉黃楊表面具有蠟質(zhì)表層，在電鏡下可以觀察到葉片表面成魚(yú)鱗狀突起，布滿溝狀組織。碧桃植株能產(chǎn)生桃膠，并且葉片表面濕潤(rùn)性較好，對(duì)灰霾顆粒具有一定的沾粘作用。3 種植物滯霾量相對(duì)較大。此外，研究中發(fā)現(xiàn)葉續(xù)表 片具乳突、葉脈凸出或凹陷等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的植物滯霾效果也較好，如迎春、紫葉小檗、金葉女貞等。

　　從環(huán)境情況來(lái)看，相同植物在不同環(huán)境中滯霾量明顯不同。生長(zhǎng)在交通干道邊的植物明顯比生長(zhǎng)在公園中的植物滯霾量大。而且從第 2 次試驗(yàn)結(jié)果總體來(lái)看植物的滯霾量明顯下降，原因是當(dāng)時(shí)恰逢 APEC北京峰會(huì)，邢臺(tái)地區(qū)實(shí)施工廠停工、車輛限制單雙號(hào)通行等政策，使空氣質(zhì)量大幅提升。植物對(duì)灰霾的吸附作用強(qiáng)弱與環(huán)境中的灰霾量相關(guān)，環(huán)境中灰霾顆粒數(shù)目越多，植物對(duì)灰霾的吸附量也越大。

　　小于 10…μm 的顆粒物 (PM10) 可以進(jìn)入支氣管和肺泡，引發(fā)呼吸道疾病、鼻腔炎癥等疾病。試驗(yàn)結(jié)果表明，植物葉片對(duì)直徑小于 10…μm 的灰霾吸附率隨著植物生長(zhǎng)高度而增加，這主要跟不同高度空氣中灰霾顆粒的大小分布差異有關(guān)。直徑較大的灰霾顆粒揚(yáng)起后受自身重力的影響，飄離地面的高度較低，故比較容易吸附到低矮的灌木草本植物上。當(dāng)然，相同高度上的植物葉片對(duì)直徑小于 10…μm 灰霾顆粒的吸附率也有一定差異，這與葉片表面結(jié)構(gòu)有關(guān)。如紫葉李，電子顯微鏡下觀察葉片表面密布放射狀的極細(xì)的絲狀溝組織，這為灰霾顆粒在葉片上吸附起到篩選作用[13]。

　　從植物對(duì)灰霾的治理作用來(lái)看，應(yīng)該推廣種植對(duì)灰霾吸附作用良好的植物，如榆樹(shù)、大葉黃楊等。通過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，相同土地面積上種植滯霾效果好的植物和滯霾效果差的植物的滯霾效應(yīng)能相差 6 倍以上。發(fā)展喬灌草結(jié)合種植模式，既可以在園林綠化中增加層次感，提高綠化的美感，又可以提高土地的利用率，讓城市中有限的綠化土地發(fā)揮出最大的效應(yīng)。發(fā)展立體化種植，在墻壁、屋頂?shù)瓤臻g種植合適的植物，在空間上做到不浪費(fèi)，加大植物密植程度，增加葉片數(shù)量，擴(kuò)大葉總面積。王贊紅等[14]研究發(fā)現(xiàn)植物對(duì)灰霾的吸附量不能隨著時(shí)間推移一直增長(zhǎng)無(wú)限下去，最終會(huì)達(dá)到飽和。因此，定期對(duì)園林植物葉片噴水沖洗，能增強(qiáng)植物葉片連續(xù)滯霾能力。

　　4 結(jié)論

　　總體上來(lái)看，不同植物之間滯霾量存在差異。從單位葉面積滯霾數(shù)量上來(lái)看，迎春、紫葉小檗、大葉黃楊、榆樹(shù)等植物表現(xiàn)較好。從 PM10 以下灰霾的吸附數(shù)量來(lái)看，榆樹(shù)、大葉黃楊、欒樹(shù)、紫葉小檗等植物表現(xiàn)優(yōu)異。植物滯霾量不是由單一因素決定的，而是由多方面因素共同作用的結(jié)果。相同植物在不同環(huán)境下滯霾量不同，灰霾顆粒濃度大的環(huán)境滯霾量就越多。植物葉片表面具有特定性溝壑結(jié)構(gòu)對(duì)吸附灰霾顆粒大小具有篩選作用。枝條茂密緊促、葉片小而硬、數(shù)量多、密集，葉柄短小不易搖動(dòng)，葉表面有絨毛，多褶皺突起，或者濕潤(rùn)性好和能產(chǎn)生粘性液體的植物滯霾效果較好。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]祁舒展，魏家星，姜衛(wèi)兵。園林植物消霾機(jī)理及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J]。湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，(1):104-107。

　　[2]季靜，王罡，杜希龍等。京津冀地區(qū)植物對(duì)灰霾空氣中PM2。5等細(xì)顆粒物吸附能力分析[J]。中國(guó)科學(xué)，2013，43(8):694-699。

　　[3]江勝利，金荷仙，許小連。園林植物滯塵功能研究概述[J]。中國(guó)園林，2011，25(6):5-9。

　　[4]曾燕榮，朱方容，林強(qiáng)等。幾種桑樹(shù)葉面積測(cè)量方法及葉片大小與葉片質(zhì)量相關(guān)性分析[J]。蠶業(yè)科學(xué)，2013，39(50):868-876。

　　[5]劉任濤，畢潤(rùn)成，趙哈林。北方常見(jiàn)綠化樹(shù)種的滯塵效應(yīng)[J]。山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2008，28(4):1879-1886。

　　[6]鄭宗鍇，孫曉光，張曉曼。石家莊城市綠化植物滯塵能力初探[J]。河北科技林業(yè)，2010，12(6):14-18。

　　[7]林鑫濤，葉諾楠，王彬等。亞熱帶常綠樹(shù)種對(duì)不同粒徑顆粒物的滯留能力[J]。廣西植物，2016，36(2):170-176。

　　[8]邱洪斌，祝麗玲，張鳳。城市街道大氣顆粒物污染特征及影響因素的研究[J]。黑龍江醫(yī)藥科學(xué)，2002，25(3):3-4。

　　園林綠化論文內(nèi)容，您還可以閱讀《園林工程師職稱論文范文從休憩綠化到景觀生態(tài)》