26种绿化树种叶片氯含量的比较

张家洋

(新乡学院生命科学与技术系，河南 新乡 453003)

随着工业化的发展和城市规模的扩大，排放于大气中的污染物日益增多，严重制约着城市的环境质量和社会经济的可持续发展，也引起了越来越广泛的重视。氯气是一种具有强烈臭味、令人窒息的黄绿色气体，它是大气环境中的主要污染物之一，对植物的危害往往比硫化物和氟化物等更为严重[1－2]。在自然条件下，植物不但对氯具有一定的吸收能力，而且还具有抗性[3]。绿化树种在降低城市环境污染方面发挥着极其重要的作用，它们既是生态系统的重要组成部分，也是改善环境的重要载体，对于一定浓度范围内大气污染物，不仅具有一定的抵抗能力，而且也有相当程度的吸收同化能力[4]，因此，绿化树种不同器官的污染物含量可以作为城市环境污染程度的指示剂[5－7]。

近些年来，国内一些学者对特定区域内的城市绿化树种开展了大气污染物的吸收净化能力研究，筛选出了一些具有代表性的抗染、吸污能力强的树种，并对城市绿化树种的环境效益进行了评估[8－13]。然而针对新乡市开展绿化树种叶片氯污染物的研究少见报道。鉴于此，通过对新乡城市不同区域的污染状况进行调查，选择26种绿化树种并对其叶片氯含量进行分析，一方面为城市园林绿化树种的筛选提供科学依据;另一方面也为新乡及华北地区大气环境污染的治理提供参考，并对实现城市的可持续发展具有重要的现实意义。

表1 所选树木和分类Tab.1 Tree species and its branches

1 材料与方法

1.1 绿化树种材料的选择

根据新乡市污染程度的不同，选择3个不同的功能区，即工业区(化工路和北站工业区)、闹市区(平原路及人民路)和校园(新乡学院)，分别于2011年5月10—12日、7月9—11日和10月5—7日选取常见的绿化树种26种，其中落叶乔木14种，常绿乔木4种，灌木8种。绿化树种叶片综合氯含量的测定选择秋季采集的较老叶片(3功能区的均值)，因其氯含量相对较稳定，不同季节绿化树种叶片氯含量的测定选择在闹市区。绿化树种的选择是基于叶面形态结构特征而进行筛选的，所选树木的具体情况见表1。

1.2 样品采集与制备

分别于2011年的春、秋两季，在不同的功能区，选择生长健康的绿化树种，所选择同一树种胸径、树高、生长情况等基本保持一致，在各采样点对每个树种采集3～4株，采样位置选择树冠外围东西南北4个方向，同时考虑上、中、下部位，多点采样，将采集后的叶片小心封存于自封塑料袋中并带回实验室处理，具体操作过程:采集回的样品先用自来水冲洗，之后，用蒸馏水浸泡叶片6 h，然后戴上手套洗净叶片上的滞尘等杂物，放在烘箱中杀青0.5 h，并设置温度为105℃，最后在温度75℃下烘干至恒重，将烘干的样品用电动粉碎机粉碎，过60目筛，得到粉末状样品，即为分析样品，置于干燥器内备用。

1.3 样品的测定与数据处理

绿化树种叶片氯含量的测定采用氧化钙干灰化－硝酸银滴定法。文中数据的处理采用Microsoft Excel、SPSS17.0和Word2003软件进行统计、分析及图表制作，表中数据以平均数与标准误来体现。

表2 不同季节26种树种叶片含氯量比较Tab.2 The variation of chlorine content by 26 tree species among different seasons

2 结果与分析

2.1 树种叶片氯含量的季节变化

由于季节更替，绿化树种的生理活动也相应地发生了变化，导致叶片氯含量呈一定的变化规律，由表2可见，除大叶女贞之外，其他绿化树种叶片氯含量均随春、夏、秋季节呈现递增趋势，在秋季达极大值，一些绿化树种叶片氯含量季节变化非常明显，如毛白杨、紫荆、紫叶李、榆树、卫矛和构树叶片氯含量秋季分别是春季的9.9、8.6、6.3、6.2、5.6 和5.3 倍，而臭椿、栾树、凤尾兰和大叶女贞季节变化幅度较小。绿化树种不同生长阶段其叶片氯含量的变化可能与生理活动密切相关，春季正是绿化树种开始生长的时期，叶片组织内的氯化物迅速扩散，导致其相对含量减少;随着夏季的到来，其叶片体积在不断而又缓慢地扩增，氯化物渐渐积累了起来，相对含量增多;然而在秋季，绿化树种叶片开始慢慢衰老，氯化物在组织内扩散渐渐停止而迅速积累起来以至于达到极大值。大叶女贞叶片氯含量夏季略低于春季。

表3 不同功能区26种树种叶片含氯量比较(p＜0.05)Tab.3 The variation of chlorine content by 26 tree species among different functional areas at p ＜0.05

2.2 树种叶片氯含量的功能区变化

表3呈现了春、秋季节2个功能区26种绿化树种叶片氯含量的变化，所有的树种叶片氯含量在2个功能区具有相似的变化规律，即工业区＞校园。在春季，如毛泡桐、椤木石楠、枇杷、连翘、白玉兰、紫荆、银杏、臭椿和毛白杨工业区分别是校园的 22.1、19.1、15.5、14.2、12.8、11.3、9.6、8.8 和 7.1 倍，而国槐、构树、栾树、卫矛、凤尾兰和大叶女贞叶片氯含量在两功能区之间差异显著(0.01＜P＜0.05)，其余各种绿化树种表现为极显著(P＜0.01)。在秋季，所有绿化树种叶片氯含量工业区是校园的1.5～4.1倍，国槐、构树、白蜡、枇杷、银杏、凤尾兰、白玉兰、紫丁香、榆叶梅、大叶黄杨和椤木石楠叶片氯含量在两功能区之间差异显著(0.01＜P＜0.05)，其余树种表现为极显著(P＜0.01)。绿化树种叶片氯含量的高低可能与不同功能区污染程度相关，在工业区，由于工厂等大气污染源的存在，含有氯化物的大气污染物排放于空气中，大量的污染物(包括氯化物)被绿化树种吸收，最终这些氯化物在树体及叶片内迅速扩散后富集。校园作为相对较清洁环境的场所，其大气污染程度较轻，因此，绿化树种叶片中氯化物含量也相对较低。

表4 26种树种叶片氯含量聚类结果Tab.4 The cluster of chlorine content by 26 tree species

2.3 树种叶片氯含量的综合比较

综合分析新乡26种绿化树种叶片的含氯量，通过运用K－均值聚类法(K－Means Cluster)对其进行分类(设置最大迭代次数为10)，结果得到如下:若分成3类，最终聚类中心之间的距离d＜2的个数占总数的0%，2＜d＜4的占66.7%，d＞4的占33.3%;若分成4类，最终聚类中心之间的距离d＜2的个数占总数的33.3%，2＜d＜4的占50%，d＞4的占16.7%;若分成5类，最终聚类中心之间的距离d＜2的个数占总数的40%，2＜d＜4的占30%，d＞4的占30%。由此可得，分成4类和5类中心之间相对距离较短的所占比例大，故分成3类较佳。由表4可得，大叶黄杨、紫丁香、卫矛、杨树和大叶女贞氯含量较高，归为第1类;臭椿、榆树、五角枫、榆叶梅、栾树、小叶黄杨、银杏和构树氯含量居中，归为第2类;连翘、毛泡桐、毛白杨、紫荆、国槐、椤木石楠、枇杷、白玉兰、红叶石楠、凤尾兰、垂柳、紫叶李和白蜡氯含量相对较低，归为第3类。

3 结论与讨论

对不同季节和不同功能区26种绿化树种叶片氯含量进行比较分析，其叶片氯含量随春、夏、秋季节的变化呈现递增趋势，部分绿化树种叶片氯含量春、秋季节差异明显;所有的树种叶片氯含量均表现为工业区＞校园，在春季，如毛泡桐、椤木石楠、枇杷、连翘、白玉兰、紫荆、银杏、臭椿和毛白杨叶片氯含量在两功能区之间差异极显著(P＜0.01)，而国槐、构树、栾树、卫矛、凤尾兰和大叶女贞差异显著(0.01＜P＜0.05)，在秋季，所有绿化树种叶片氯含量在两功能区之间变化幅度不大。运用K－均值聚类法对绿化树种叶片氯含量进行排序，结果表明，大叶黄杨＞紫丁香＞卫矛＞杨树＞大叶女贞＞臭椿＞榆树＞五角枫＞榆叶梅＞栾树＞小叶黄杨＞银杏＞构树＞连翘＞毛泡桐＞毛白杨＞紫荆＞国槐＞椤木石楠＞枇杷＞白玉兰＞红叶石楠＞凤尾兰＞垂柳＞紫叶李＞白蜡。

有学者[13]认为叶片表面覆盖有大量绒毛和具有深沟组织的植物吸收污染物的能力强，而本文所研究的绿化树种臭椿、构树、紫叶李、枇杷和毛泡桐等叶片表面覆盖有密集的绒毛甚至深沟组织，其叶片氯含量并不高，然而叶片表面较光滑的大叶黄杨、大叶女贞和卫矛叶片氯含量却相对较高。诚然，绿化树种对大气中氯化物的吸收积累是一个比较复杂的问题，研究工作具有一定的难度，本文结合新乡市绿化树种的实际状况，考察其叶片氯化物的含量变化与季节、功能区之间的关系，只是希望在这方面做一些探索。

文中所测试的绿化树种叶片氯含量随季节变化而增加，有学者[14]研究认为树种叶片氯含量随季节的延长而不断积累，这与本文结论一致。鲁敏等[6]关于绿化树种对大气氯污染物的吸滞能力研究发现，绿化树种卫矛叶片吸滞氯能力较强，与本文研究结果相似，赫延龄等[3]关于绿化树种叶片氯含量与抗性的研究显示，榆树叶片氯含量较垂柳高，这些与本文结果相似。另外，绿化树种吸收积累氯化物是处在一个范围内波动的，经过定期的测定绿化树种叶片氯化物的含量，只是从总体趋势上来说明问题，因此，采用模糊概念理解更为合适;绿化树种不仅从大气中吸收积累氯化物，还可以从土壤中吸收积累，但是在同一个较小的采样区域内，二者之间应该存在一个相对稳定的比例关系，各种绿化树种由于其生物学特性的不同，导致其叶片对大气污染物的吸收积累能力存在差异，因此，可以采用叶片总氯含量来分析不同绿化树种对大气污染物吸收积累的相对能力，从而筛选出净化污染最优良的绿化树木种类。

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