主要绿化植物滞尘能力的研究——以泰州学院绿化建设为例

卢 仝

（泰州学院 江苏·泰州 225300）

大气颗粒污染是环境污染的主要形式之一，会直接危害人类健康[1]。绿化植物是城市绿地的重要组成部分,它能够吸滞粉尘及有害气体、净化空气、改善城市环境，有着良好的环境效能和生态效益[2]。

一、研究区域概况

泰州市位于长江北岸，地处江苏省中部，属北亚热带季风气候，季风明显，四季分明，雨量充沛，日照充足。全年平均气温15℃，平均相对湿度80%，年降水量1038mm[3]。主要试验区域为泰州学院春晖校区，位于泰州市海陵区内，地理坐标为N32°49′53″，E119°94′51″。学院北临南通路，此路段大型机动车流量较大，空气粉尘颗粒含量较多。

二、材料与方法

1.植物种类和实验方法的选定

通过对校园绿化植物的系统调查，选取其中针叶乔木选取了圆柏 （Sabina chinensis）， 阔叶乔木为香樟（Cinnamomum camphora）、垂柳（Salix babylonica）、广玉兰（Magnolia grandiflora）、大叶女贞（Ligustrum lucidum）等四种，灌木选定夹竹桃（Nerium indicum）、桂花（Osmanthus fragrans）、大叶黄杨（Euonymus japonicus）、杜鹃（Rhododendron simsii）四种，以及红花酢浆草（Oxalis rubra）、麦冬（Ophiopogon japonicus）、阔叶麦冬（Liriope platyphylla）三种地被植物。十二种植物叶片采集地点集中于校园主要道路两侧，保证了植物生长环境的相对一致。由于泰州全年时有降水的气候条件所限，故采用以七日为一周期，反复数次测定叶片的一周滞尘量，取平均值进行分析的实验方法。考虑到样品植物中有落叶植物，故采集时间为泰州出梅后的夏秋季节。另外，选取海陵区人民东路、天德湖公园、s231省道均有种植的大叶女贞、香樟和夹竹桃三种植物进行对照实验，作为校园环境评估的参照。

2、叶片样品的采集

据研究降水量达15mm、强度达10mm·h-1的降雨就可以清除植物叶片表面的积尘。在采集前七天，先进行叶片表面的除尘处理。样品叶片的选择依据植物类型的不同有所差别：阔叶乔木在距地2m左右的树冠，从东南西北四个方向各选2至10片作为样品叶片；圆柏取植株上中下三部分，四个方向上等量枝叶（每棵树约100g枝叶）；灌木和地被植物依据生长情况和周围环境，每株均匀选定40片叶片作为样品。同种植物设置3个重复，重复样的基本生长情况需保持一致。用蒸馏水反复冲洗样品叶片10-20次，待叶片正反表面清洁，用吸水纸吸干水分，可以看作叶片的积尘量为零。整个采集过程自2012年7月16日起至9月28日 （8月雨水较多），共淋洗叶片6次，成功采集叶片4次，2次采集因为降雨影响失败。

3.叶片样品的测定

（1）叶片滞尘总量的测定

将置于自封袋中的叶片用镊子小心取出，依次放入编好号的大烧杯中，并用去离子水将自封袋内壁清洗2-3次，洗涤用水同样收集至对应烧杯中，其后加入足量去离子水，将叶片在其中浸泡24h，并不时加以搅拌，保证叶片上的积尘能够被洗落。叶片小心夹出并冲洗，避免再次沾上灰尘，用滤纸拭干用以测定叶面积。用已干燥称重的滤纸将浸洗液和冲洗液过滤，而后将滤纸置于65℃恒温烘箱中24h，在次称量滤纸和过滤物的总重，前后两次质量之差就是样品叶片的滞尘总量M。

（2）样品叶片面积的测定

对于阔叶植物采用打孔法进行叶片面积的测定，将同种植物的叶片在同一位置用打孔器打出直径1cm的圆孔，将全部小圆片和剩余叶片称重，根据小圆片质量与面积的比值进行换算，得到叶片面积S；圆柏、麦冬和阔叶麦冬则采用描形称重法，在标准方格纸上用铅笔将叶片轮廓描出，并剪下纸模，进行称重，根据整纸面积、纸模与整纸质量的比值换算出叶片面积S。

（3）单位叶面积滞尘量的计算

各种绿化植物的单位叶面积滞尘量为叶片滞尘总量M与叶片面积S的比值，统一单位为g·m-2。

三、结果与分析

此次研究通过对校区十二种植物进行的单位叶面积滞尘量的四次测定，并对各种植物的平均单位叶面积滞尘量进行比较，得出结果，见表1。

表1 春晖校区多种植物单位叶面积滞尘量

1.校区不同类型植物滞尘量的差异

对表1的数据按植物类型进行综合比较分析，认为在多数情况下（由于受测树种的选择以及测定时间集中在夏季，不能代表全部），乔木、灌木、地被植物三者中，以乔木的滞尘能力最强，灌木次之，地被植物的滞尘能力最弱；乔木中常绿乔木的滞尘能力要大于落叶乔木的滞尘能力。产生这种滞尘能力差异的原因，经初步分析有：乔木的叶面积总和较之灌木和地被植物要大，由于灰尘吸附面积的增加，从而使得乔木具有较高的滞尘能力；乔木能够减缓周围风速，为叶片的滞尘提供有利条件；乔木和灌木、地被植物相比，其树冠的复层结构使得枝叶分布更具立体性，可以更加有效截留空气中的悬浮颗粒物；灌木由于植株高度和枝叶结构等方面的特点，能够比地被植物更好地截留近地面空气湍流中的颗粒物[1]；落叶乔木多为软叶树种，叶片较薄、叶柄较软，风吹容易抖动，而常绿乔木为硬叶树种，部分树种叶片表面还有皱褶、绒毛或者能够分泌粘性液体，使得常绿乔木具有更强的滞尘能力。

2.校区不同树种植物滞尘量的差异

不单不同类型的植物滞尘量存在差异，不同的植物截留粉尘的能力也存在差异。比较十二种植物四次单位叶面积滞尘量的平均值(图1)，可以发现：乔木中滞尘能力由强到弱依次是圆柏、大叶女贞、香樟、广玉兰、垂柳；灌木4种植物滞尘能力有强到弱依次是杜鹃、大叶黄杨、夹竹桃、桂花；地被植物中酢浆草滞尘效果最好，阔叶麦冬次之，麦冬最低。

针叶乔木圆柏单位叶面积滞尘量平均值为3.3786g·m-2，是十二种植物中滞尘能力最强的树种。通过圆柏和其他阔叶乔木树冠形态、叶片形态，分泌物的对比观察，发现圆柏幼时为针叶，随树龄增长将全部转变成鳞叶，枝叶排列紧密，叶片会分泌粘液能够较好地吸附空气中的颗粒物。校区内圆柏的树冠均为尖塔形，相较其他乔木的树冠更为接近地面，由于采集圆柏针叶时选取其树冠的上中下三部分叶片，因此圆柏不仅截留距地较高的空气中的悬浮颗粒物，还能和灌木一样吸附部分近地湍流中的颗粒物。

图1 春晖校区十二种绿化植物单位叶面积滞尘量

再通过对其他植物的对比研究，如香樟的叶片表面粗糙、杜鹃叶片有绒毛，它们滞尘能力较强，垂柳和桂花的叶片光滑无绒毛，滞尘能力相对较弱。我们认为影响植物个体间吸附粉尘能力大小的因素除却天气、生长情况等因素外，还有如下几点：第一，不同个体叶片性状的差异，包括叶片的具体构造、叶表面气孔数量、叶片表面的粗糙程度、叶片上绒毛、皱褶和分泌物的多少等特征；第二，粉尘与叶片表面亲和力以及叶片表面自由能；第三，树冠结构、位置，枝叶密集程度，叶面倾角大小等。

3.不同地区同种植物滞尘量的差异

（1）进行对照实验的地点概况

天德湖公园为新建的城市绿色景观，绿化覆盖率较高，空气质量较好；人民东路是闹市区内绿化覆盖最好的一条道路，通行车辆多为小型机动车和非机动车；S231省道泰高路段是连接海陵、高港两区一条重要通道，大型机动车车流量较大，包括渣土车、混凝土搅拌车以及各型重卡，空气质量较差，粉尘污染较重。对上述三个地点的空气颗粒污染程度进行排序，结果为S231省道泰高路段＞人民东路＞天德湖公园。

（2）对照实验的结果分析

与春晖校区的采集测定工作同期，对人民东路、天德湖公园、S231省道三个地点的大叶女贞、香樟、夹竹桃进行四次单位叶面积滞尘量的测定，并求平均值，整理数据制成表2；连同表1中的数据，将三种植物四个不同地点的平均滞尘量进行对比分析，得到图2。

表2 其他地点三种植物单位叶面积滞尘量

图2 不同地区三种植物单位叶面积滞尘量

由表2和图2不难看出：

（1）同种植物在不同的环境下滞尘能力会有所不同,随着周围环境中大气污染物的增多，植物的滞尘能力也会有所增加，但是增加的滞尘量的大小因植物而异，并无规律性变化。

（2）春晖校区、人民东路两地的三种植物滞尘量基本接近。春晖校区大叶女贞、香樟的滞尘量略高于人民东路，但是夹竹桃在人民东路测定的滞尘量较之在春晖校区测定值略高，这与大叶女贞、香樟两种乔木的测定结果不符，可能是因为采样时间集中在夏季，学校正值暑假，校区内车辆行人较少，近地面大气湍流中颗粒物含量要少于人民东路，直接影响了灌木类别的植物的滞尘效果，从而造成夹竹桃在这两个地区滞尘量的差异。

四、结论

（1）通过对泰州学院春晖校区多种绿化植物滞尘能力进行的研究测定，结果显示不同植物的滞尘能力存在较大差异，以单位叶面积滞尘量为标准，十二种植物滞尘能力排序是圆柏＞大叶女贞＞杜鹃＞香樟＞大叶黄杨＞广玉兰＞垂柳＞夹竹桃＞桂花＞酢浆草＞阔叶麦冬＞麦冬。按植物类别排定顺序为：针叶乔木＞阔叶乔木＞灌木＞地被植物。

（2）在对人民东路、天德湖公园、S231省道三地选取大叶女贞、香樟、夹竹桃进行对照研究后发现同种植物滞尘能力不单与叶片性状、湿润性、树冠结构、枝叶多寡、叶面倾角相关，还受到植物周围的生长环境、空气质量以及天气的影响。

（3）结合对照区域的实验数据，对春晖校区的空气粉尘污染和绿化效果作简单评估，本研究认为校园空气粉尘污染程度与紧邻闹市区公园的人民东路相似，高于天德湖公园，低于S231省道。说明春晖校区及周围绿化效果良好，有效降低了南通路车行带来的粉尘污染。

（4）在研究过程中，也发现了一些不足之处：单纯以单位叶面积滞尘量为标准来考虑植物的滞尘能力还不够，如乔木、灌木等不同类型的植物的总叶面积也有所不同，会对植物截留粉尘的效果产生影响，在后继研究中也应考虑通过总叶面积、植物滞尘总量等参数对植物的滞尘能力进行衡量；并且要注重实际应用，考虑不同类型不同树种的合理配置，构建多层次的稳定的植物群落，增强植物对大气悬浮颗粒物的吸附作用。

[1]王赞红,李纪标.城市街道常绿灌木植物叶片滞尘能力及滞尘颗粒物形态[J].生态环境，2006,15(2):327-330

[2]柴一新,祝宁,韩焕金.城市绿化树种的滞尘效应——以哈尔滨市为例[J].应用生态学报,2002,13(9):1121-1126

[3]黄丽娟,卢红杰.泰州市行道树绿化现状及发展对策探析[J].泰州职业技术学院学报,2010,10(5):75-78