呼和浩特炼油厂5种主要绿化植物生态效益研究

金姗姗 王建光 吕小东 内蒙古农业大学生态环境学院 010019

工业区的绿地在吸收大气污染物、提高空气环境质量上起着重要作用[1]。绿地的面积、规模、结构、布局直接影响各种生态效益的发挥，是企业在绿地建设过程中应重视的问题[2-3]。当前，已经有一些研究表明绿地生态效益可改善周围大气环境质量[4-6]，中国石油呼和浩特石化公司厂区内种植了大量植被，但其具体的环境效应和主要植被吸收SO2和滞尘效应并不清楚。针对这一问题，本文测定了厂区主要植物的光合效应，考察了其吸收SO2和滞尘的能力。

1 研究对象概况

中国石油呼和浩特石化公司位于内蒙古自治区呼和浩特市赛罕区金桥经济技术开发区东南7.1km处，属于燃料型炼化企业。厂区内包括有各个工厂车间、办公区和食堂等。其所处的呼和浩特市属中温带大陆性季风气候，四季气候变化明显，差异较大，其特点是冬季漫长严寒，夏季短暂炎热，春秋两季气候变化剧烈。

2 研究材料和方法

2.1 研究材料

本研究于2011年6月对中国石油呼和浩特石化公司（简称为呼和浩特炼油厂）厂区内数量最多的5种绿化植物进行了光和效应、蒸腾速率、SO2吸收率和滞尘能力的测试调研。5种植物分别为紫丁香（Syringa oblata）、旱柳（Salix matsudana）、新疆杨（Populus bolleana Lauche）、垂榆（Ulmus pumila var.pendula）、侧柏（Platycladus orientalis）。

2.2 研究方法

（1）光合效应

在植物生长期利用LI-6400XT OPEN6.1型便携式光合测定系统，选择各层片的代表树种(共5种)测定单位叶面积的净光合速率和蒸腾速率。同一树种选定3-5株长势良好的标准木。由于树体不同位置叶片所受光照强度不同，统一选择树冠外围南侧中部的同一位置叶片进行光合测定。每天7∶00-19∶00每间隔1h测定1次。根据各层片代表树种测得的净光合速率和光合作用方程式计算其单位叶面积每天的固碳释氧量。

（2）SO2吸收

对厂区内主要的植物进行采样分析，采样时间定在植物落叶前的9月进行，用BaSO4比浊法测定叶片含硫量[7-8]，同时在远离园区的相对未污染处采集同类植被的叶片进行对比分析。

（3）滞尘量

一般认为15mm的雨量即可冲掉植物叶片的降尘，然后重新滞尘。因此采用重量法在植物完全展叶后的6月份，于大雨后的连续晴天从树冠的内外上下多点采样。其中，阔叶树种采20-30片叶(大叶10片左右)，针叶树种采标准小枝250-300g，装于自封袋中。样品带回实验室用蒸馏水洗净蒸干称重。

3 结果与讨论

3.1 CO2的消耗特性

厂区绿化带植被的光合作用可以改善周围大气环境，降低大气中的CO2的浓度。选择厂区内5种主要植物进行光合测试，结果如图1所示。

由图1可知，5种植物的净光合速率日变化呈现出双峰变化趋势，午前的光合效率比午后的高。其中紫丁香、新疆杨和侧柏的光合能力明显高于垂榆和旱柳。上午11∶00和下午16∶00时，紫丁香出现了两个峰值，分别为 11.36μmolom-2os-1和7.94μmolom-2os-1，上午的净光合速率最大值比下午的高出3.42μmolom-2os-1。同时新疆杨、侧柏、垂榆和旱柳也表现出同样规律，上午新疆杨、侧柏、垂榆和旱柳的最大光合效率值分别高于下午的最大值，分别高出0.76μmolom-2os-1、0.57μmolom-2os-1、4.41μmolom-2os-1和2.20μmolom-2os-1。其原因可能是因为光强度低于光饱和强度时，植被的净光合效率逐步增加，但光强度高于光饱和强度时，植被的净光合效率没有增高，反而降低，而午后产生了一个新的净光合效率最大值的原因是因为温度等地表层各因素与植物自身对周围环境适应性等的综合影响。

3.2 气孔导度和蒸腾速率变化

气孔是植物叶片与外界进行气体交换的主要通道，O2、CO2和水蒸汽等都通过气孔扩散传质实现物质的交换。植物在光照下进行光合作用，气孔必须张开吸收CO2，但气孔开张会加强蒸腾作用。因此，气孔能根据环境条件的变化来调节自己开度的大小而使植物在损失水分较少的条件下获取最多的CO2。而气孔开度对蒸腾速率有着直接的影响。选择呼和浩特市工业厂区绿化带5种植物进行了气孔导度与蒸腾速率的测定，结果如图2和图3。

由图2和图3可以看出，所选择的厂区内5种植物的气孔导度和蒸腾速率变化规律基本相似，两者之间有明显的正相关性。其中紫丁香和侧柏的气孔导度和蒸腾速率变化均有明显的双峰特性，第一个峰值都出现在上午11∶00，第二个峰值分别出现在15∶00和16∶00，垂榆的第二个峰值比紫丁香的提前1h，这主要原因是不同种类的植物特性和对环境因素的应变有差异。旱柳和侧柏的变化规律也基本相同，中午12∶00时，气孔导度和蒸腾速率出现了唯一的最高峰值。新疆杨的气孔导度和蒸腾速率变化规律较为相似，但不同于其他树种的变化规律。新疆杨没有明显的峰值，10：00到13∶00时的气孔导度和蒸腾速率都处于较高的峰值，且相对变化不大，同时在其他时间段内，其净光合速率能保持在较高的值。这说明新疆杨在该段时间内，环境因子和叶片光合酶系综合作用效果处于最佳状态。

3.3 SO2环境效应影响

SO2是无色具有强烈刺激性气味的气体，SO2气体的全球排放量已经占全球排放有毒气体总量的1/4，它是衡量大气是否遭到污染的重要标志 。SO2被人体吸入后，在呼吸道黏膜表面与水作用生成亚硫酸，再经氧化而成硫酸。因此，它对呼吸道黏膜具有强烈的刺激作用。此外，SO2还是造成酸雨的主要原因。采用厂区内植被叶片进行SO2含量分析，可以获得厂区植被对SO2的吸收净化效应，结果如表1。

表1：厂区植被吸收SO2

如表1可见，厂区内5种植物叶片中都检测出S素，这说明在厂区内合理种植植物不仅能美化环境，还可以净化大气环境中的SO2。在厂区内布点监测大气中的SO2，6、7、8三个月的平均值为0.062ppm，这说明植物吸收大气中的SO2后部分硫素转化为了植物自身组织。从表1中还可以看出，紫丁香、旱柳、新疆杨、垂榆对大气SO2的吸收能力相对更强，厂区近6000株树可每年减少SO2约143.1kg。

3.4 滞尘环境效益影响

空气TSP(悬浮颗粒物)的污染直接威胁着人类的健康。绿色植物可吸收空气中的SO2等有害气体，同时对粉尘有阻挡、吸附和过滤作用，能很好地净化空气。植物的滞尘能力已经成为绿化树种选择的一个重要指标。对厂区内的植被进行了滞尘分析，结果如图4。

由图4可以看出，厂区内每类植物都有滞尘的能力，但滞尘量不同。其中新疆杨和侧柏的滞尘量最大，分别为10.27g/m2和9.45g/m2，垂榆的滞尘能力相对较弱，为2.87g/m2。厂区内新疆杨和国槐种植量最大，为4700株，其平均滞尘量为7.75g/m2。厂区内每年至少可减少飘尘387.5kg，这将大大改善厂区内大气环境质量，减少飘尘引发的疾病。

4 结论

（1）紫丁香、新疆杨、侧柏、垂榆、旱柳等5种植物的光合效应、气孔导度及蒸腾速率随时间的变化规律基本一致，紫丁香、新疆杨和侧柏的光合能力高于垂榆和旱柳，紫丁香上午的净光合速率最大值比下午的高出3.42μmolom-2os-1；

（2）厂区内5种植物中新疆杨、紫丁香、旱柳对大气SO2的吸收能力更强，厂区近6000株树每年可减少约 143.1kg SO2，减少粉尘约 387.5kg，这将大大改善厂区内大气环境质量，预防疾病的发生。

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