南方地区21 种绿色植物叶绿素含量与滞尘能力关系试验研究

黄宇轩

(湖南省长沙市第一中学，湖南 长沙 410005)

2013 年以来，全国各地频发雾霾天气，人们开始日益关注颗粒物污染。绿色植物通过吸附、黏着等作用，对飞扬的粉尘颗粒能产生防护效应。研究表明［1］绿色植物是滞留大气颗粒物的主要载体，不同植物叶片表面的特性使其具有不同的滞尘能力。利用绿色植物滞尘已成为缓解大气颗粒污染的重要手段。

叶绿素是一切绿色植物光合作用的物质基础，在光化学反应中起着重要作用，叶绿素随着叶片生长其含量不断变化，相应影响着其光合速率的变化，进而影响其对大气中二氧化碳的吸收和转化。叶绿素含量是叶片发挥光合功能的基础，因遗传、环境因素等原因造成了不同种类、品种叶绿素含量的不同。研究表明，叶绿素含量及其组成与光合速率紧密相关。过去几十年，人们对绿化植物的叶绿素含量和二氧化碳转化能力进行了大量研究［2，3］。但是植物叶绿素含量与滞尘效果关系尚无人研究。

本文通过选择南方地区21 种具有代表性的道路常绿植物，通过对其叶片滞尘潜力和叶绿素含量的分析，探究其相互关系，筛选出滞尘和光合能力强的植物，为交通生态环境的改善提供理论依据。

1 试验方法与过程

1.1 试验植物选取

试验选取了目前道路绿化中常见植物，包括香樟、珊瑚、棕榈、广玉兰、红叶李、石楠、红叶石楠、黄馨、山茶、洒金东瀛珊瑚、麦冬、美人蕉、鸢尾、常春藤、扶芳藤、大叶女贞、夹竹桃、无患子、三叶草、复羽叶栾树、四季桂共21 种植物。

1.2 叶绿素的测定

试验从树冠四周及上、中、下各部位均匀采集叶样，叶样封存于塑料袋中待测。

取所测植物的新鲜叶片，洗净后用吸水纸吸干表面水分将干净叶片剪碎后，精确到0.1 mg 准确称取0.5 g，放入50 mL 比色管中，加入25 mL 提取液。叶绿素提取液为:95%丙酮—乙醇(用体积比为2 ∶1 的丙酮—无水乙醇混合液配成95% 的水溶液)。比色管加塞放置于25 ℃生化培养箱内暗中提取叶绿素。每种提取方法重复3 次。

叶绿素含量测定:分别以提取溶剂作空白，测定叶绿素提取液在645 nm 和663 nm 波长下的吸光度A645和A663，利用以下公式计算提取液中叶绿素浓度，并换算为每克鲜叶叶绿素含量:

叶绿素a 浓度(mg·L－1):

叶绿素b 浓度(mg·L－1):

叶绿素总浓度(mg·L－1):a+b=Ca+Cb(3)

1.3 滞尘能力的测定

植物对粉尘的阻挡和吸附作用使其具有很大的滞尘能力，在植物表面，当含尘气流经过树冠时，一部分颗粒较大的灰尘被枝叶阻挡而降落，另一部分滞留在枝叶表面。一般认为大于15 mm 的雨量就可以冲掉植物叶片的降尘，粉尘保留一段时间后被雨水冲洗掉后，植物开始重新滞尘，此为植物的一般滞尘能力。

对样品用蒸馏水浸泡2 h，使叶片上的附着物充分浸洗下来，2 h 后将叶片用镊子夹出，同时注意不要破坏叶片原有状态，放在干净的滤纸上晾干。冲洗液用已烘干称重的滤纸(W1)过滤，过滤完后，将滤纸放于60 ℃烘箱内烘干，之后进行称重(W2)。两次重量之差，就是采集样品上所附着的灰尘重量。单位叶面积滞尘能力按式(4)计算。

式中:M 为单位叶面积滞尘量，g·m－2;Wl为过滤前滤纸重，g;S 为单叶面积，m2;W2为过滤后滤纸重，g。

2 试验结果分析

2.1 叶绿素测定的结果与分析

不同植物的叶绿素含量不同，而植物的光合速率与叶绿素的含量有关，对植物叶片的叶绿素进行试验测定，测定结果见表1。

表1 植物叶片单位质量的叶绿素含量

由表1 可知，试验所测21 种植物中叶绿素含量从高到低是美人蕉、三叶草、扶芳藤、复羽叶栾树、常春藤、红叶李、珊瑚、石楠、夹竹桃、山茶、无患子、红叶石楠、洒金东瀛珊瑚、鸢尾、黄馨、四季桂、广玉兰、麦冬、香樟、大叶女贞和棕榈。美人蕉叶片单位质量的叶绿素含量最高，为12.91 mg·g－1，其次是三叶草，为11.88 mg·g－1，最低的是棕榈，为2.06 mg·g－1，美人蕉叶片的单位质量叶绿素含量是棕榈的6倍;落叶植物叶绿素平均含量是7.74 mg·g－1，大于常绿植物平均叶绿素含量5.16 mg·g－1。

叶绿素在乔木、灌木、草本和藤本植物中的平均含量分别为5.10、5.29、8.43、8.64 mg·g－1，试验测得的叶绿素含量最高的是藤本植物，最低的是乔木植物。

2.2 植物滞尘量分析

试验选用单位面积的叶片滞尘量来分析同一条件下不同植物叶片的滞尘能力，由试验结果可知:滞尘能力从大到小的排序为复羽叶栾树、夹竹桃、珊瑚、山茶、无患子、香樟、广玉兰、扶芳藤、大叶女贞、石楠、四季桂、红叶石楠、红叶李、棕榈、美人蕉、黄馨、常春藤、鸢尾、洒金东瀛珊瑚、麦冬、三叶草。

试验结果表明:在常绿植物中，滞尘能力最大的夹竹桃、珊瑚和香樟，滞尘量分别为4.29、4.0、3.52 g·m－2，滞尘能力低的是麦冬和洒金东瀛珊瑚，滞尘量分别为1.23、1.29 g·m－2。在落叶植物中，复羽叶栾树的滞尘能力最大，滞尘量为4.98 g·m－2，其次为山茶花滞尘量为3.94 g·m－2，滞尘能力最小的是三叶草和鸢尾，滞尘量分别为1.23、1.33 g·m－2。常绿植物的平均滞尘量为2.81 g·m－2，落叶植物的平均滞尘量为2.63 g·m－2。常绿植物的滞尘能力比落叶植物的强。结果也表明，不同植物类型的滞尘能力强弱有显著不同，这是因为不同的树种类型具有不同的叶表面特性、不同的树冠形状等。

试验结果同时表明:滞尘量在乔木、灌木、草本和藤本植物中的平均含量分别为:3.43、2.85、1.48、2.46 g·m－2。乔木植物的滞尘能力比其他植物强，最弱的是草本植物。

3 结论与建议

1)常绿植物的平均滞尘能力比落叶植物的强。落叶植物的叶绿素平均含量是7.74 mg·g－1大于常绿植物的平均叶绿素含量5.16 mg·g－1。

2)常绿植物中夹竹桃和珊瑚的滞尘能力和叶绿素含量均较高，落叶植物中复羽叶栾树的滞尘能力在落叶植物中最高，其叶绿素含量也相应较高。这3 种植物可作为滞尘固碳的绿化树种的首要选择，在湖南交通建设中已验证并推广应用。

［1］李国泰.8 种园林树种光合作用特征与水分利用效率比较［J］.林业科学研究，2002，15(3):291－296.

［2］史红文，秦 泉，廖建熊，等.武汉市10 种优势园林植物固碳释氧能力研究［J］.中南林业科技大学学报，2011，31(9):87－90.

［3］谭 庆，童 俊，戢小梅，等.武汉31 种野生地被植物的固碳释氧和降温增湿研究［J］.中国园林，2010(8):93－95.