森林治霾 是天方夜谭还是药到病除——访“森林对PM2.5 等颗粒物的调控功能与技术研究”项目负责人余新晓

文 本刊记者 刘倩玮

大兴南海子公园城市森林环境空气质量监测站

模拟实验

近年来，雾霾频频肆虐全国各地，已逐渐呈现出常态化的趋势。今年冬季，一个月中经历了两次雾霾周的北京更是首次启动了雾霾红色预警。

身处十面“霾”伏的我们，在担心恐慌之余，更多关注的是如何才能治理雾霾，解决这心肺大患。在全民雾霾大讨论中，“森林治霾”得到了越来越多人的关注和认同。但是，森林真的能承担起人们抗击雾霾的期待吗？又能担当起多少呢？是天方夜谭还是药到病除？

为此，记者采访了国家林业局林业公益性行业重大科研专项项目“森林对PM2.5 等颗粒物的调控功能与技术研究”的负责人——北京林业大学余新晓教授，为我们讲述森林与雾霾间不得不说的故事。

雾霾是何物？如何治理？

记者：我们所说的雾霾具体来讲是种什么物质？PM2.5 又是什么？

余新晓：雾霾其实是一种雾和霾的混合物，其中包含了大量的灰尘、硫化物、硝化物等颗粒，是一种空气质量严重恶化的表现。而PM2.5 就是其中主要的污染物，也就是大气中直径小于或等于2.5 微米的颗粒物，又称可入肺颗粒物。雾霾的成分复杂，其中含有大量的有毒有害物质，对人的呼吸系统、心血管系统等都会造成危害。

记者：雾霾的危害如此之大，那它又是从何而来？有没有办法治理呢？

余新晓：对于雾霾的来源，因为各个领域的测量方法等存在不同，因此在结论上也存在着差异，目前仍没有一个准确的定论。

就拿北京来说，北京雾霾的产生主要受污染源、气象条件、地理因素和人类活动的影响。其中，污染源主要来自于汽车尾气排放、燃烧煤、油气挥发和餐饮快速发展以及周边地区的污染物排放、西北地区沙尘传输造成的自然降尘等；各气象要素对大气污染物有一定的制约，其中空气质量指数与空气湿度、降水量、风速和温度线性相关；地形的空间差异间接影响着空气质量的空间变化，人类活动则对其产生着双重作用。各影响因素并非孤立，而是相互交织共同作用。

如今，雾霾不仅仅是某个点状城市，或是某个区域的问题了。它已经是中部、东部等地区普遍性的问题，甚至有报道称在拉萨都已出现雾霾。雾霾虽然能治理，但是需要一个长期的过程。

而治理雾霾最重要的是从源头上解决，如：调整工业结构，对于高污染的企业适当采取措施，调整燃煤结构等。在引起雾霾的原因中，燃煤是最主要的。但作为中国经济发展的基础，燃煤与众多的行业领域都相关，因此不能不用，只能进行适当地调整。

PM2.5 采样器

森林真的能治理雾霾吗？

记者：一直以来，我们对森林作用的认识仅仅停留在涵养水源、保持水土、防风固沙等上面，森林真的能治理雾霾吗？

余新晓：通过我们的研究，可以肯定森林在治理雾霾方面能发挥作用，而且这种作用是不可替代的。目前除了从源头解决雾霾，森林治霾是最有效的缓解雾霾的手段，也是据我所知的惟一办法。

通过我们的研究显示，森林在治理雾霾上发挥的作用并没有人们之前想象的那么弱。概括地讲，森林对于治理雾霾，在直接作用上能发挥约10%，间接作用约为10%—30%。

记者：对于森林能否治理雾霾，主要进行了哪些研究？目前的进展如何？

余新晓：我们这个项目依托国家林业局森林生态系统定位观测研究站网（CFERN），进行了森林对PM2.5 等颗粒物的调控功能监测方法学及样带观测、森林调控PM2.5 的功能分析与评价、森林对PM2.5 等颗粒物的调控技术集成模式等多项研究，并在北京市和广州市建立了监测区域，同时还建立了本项目的技术示范区2000亩。

我们这个项目是2013年初开始的，到现在已经三年了，在这三年中，我们对森林对PM2.5等颗粒物的认识，由从前的定性认识上升到了现在相对比较确切的定量认识。

我们目前已经构建了相对完备的PM2.5 监测体系（10 个定位监测站、2 个监测塔、102 个监测样地、131 种植物种、15 种颗粒物化学组分），定量确定了不同种类植被对PM2.5 的阻滞作用和森林植被对PM2.5 的作用效果，筛选出了102种阻滞吸收PM2.5 的有效树种，并构建了点、线、面结合的调控PM2.5 技术模式。

北京西山公园城市森林环境空气质量检测站

可以说，对于该项目的研究目前已经很全面了，并且实验成果已投入到实践当中，如：指导北京平原造林工程等。我们在接下来一年中要做的就是提高，让示范区做得更加具有说服力。

记者：通过森林治理雾霾多长时间能看到成效？

余新晓：植被虽然能治理雾霾，但这并不表示在几棵树或在几个地方栽几片树就能发挥作用。要想看到植被治霾的成效，最起码得使植被成林。这就需要我们将现有的绿地系统重新进行科学规划，把可利用的土地利用起来，将正确的树载到正确的地方，形成植被的网络化布局。

记者：除了我国面临着雾霾问题，印度、新加坡等很多国家同样也面临着雾霾危机，您认为森林治霾的国际意义何在？前景如何？

余新晓：雾霾可以说已经是一个全球化的问题了，而通过森林治理雾霾是目前缓解雾霾最有效的办法了，但仅仅是缓解，森林治霾只是一个调控手段，要想彻底地解决这一问题还得从源头出发。

为了更好地开展森林治霾这项研究，让其走向国际，我们也在积极同美国等国家进行合作，从而使其能帮助其他国家应对雾霾问题。

对于森林治霾的前景我是十分看好的，在治理雾霾方面，森林植被发挥着不可替代的作用。

森林如何治理雾霾？

记者：既然森林能治理雾霾，那么森林对PM2.5 等颗粒物是如何发挥作用的？能发挥多大作用？

余新晓：从前对森林植被对PM2.5 等颗粒物的作用还不确定，比较模糊。但经过这三年的研究，如今已经完全确定下来，并有了相对准确完善的定论。对于森林对PM2.5 等颗粒物作用的定量，我们也得出了结论，这在国际上也是首次证实定量。

我们从理论、技术、方法上确定了森林植被对PM2.5 的作用效果及定量，即所有森林植被对颗粒物的作用主要集中在两个方面：第一是直接作用，具体包括吸入、吸附、沉降作用，该部分的作用约为10%；第二个是间接作用，主要体现为阻滞作用，该部分的作用约为10%—30%。并且这二者的作用是彼此独立的，互不重叠。具体来说：

直接作用包括吸入、吸附、沉降。吸入是指PM2.5 等颗粒物通过植物叶片上的气孔进入植物体内，并作为一种生化材料参与了植物的代谢过程，该部分作用约占2%。

因为植物的叶片、枝条、树干等都有微结构，而PM2.5 等颗粒物的运动是一种随机的运动，在其经过植物时，植物的叶片、枝条、树干等可通过其微结构、分泌物等将PM2.5 等颗粒物粘附上，吸附到其表面，该部分作用约为4%。

对于树木来说，起吸附作用最大的是叶片，因为其比表面积（多孔固体物质单位质量所具有的表面积）最大。叶片部分的作用层可分为两层，一个是叶片表面的蜡质层。所有叶片都有蜡质层，只不过薄厚不同，这层起到的是永久性的作用，可永久地将颗粒物融在其中。还有一层就是蜡质层以外，露在空气中的部分。该层也可以吸附，但不是永久的，遇到降雨或风时，PM2.5 等颗粒物会随着雨水降落或被风刮走。

再次就是沉降，因为林中有其特有的空气循环，带有PM2.5 等颗粒物的空气进入林中后会形成一种自上而下的气流，从而带动一部分颗粒物，使其落到地面上，该部分的作用约为4%。

组织主持会议

间接作用，也就是所谓的阻滞作用。森林植被对PM2.5 等颗粒物的阻滞作用体现在，当带有PM2.5 等颗粒物的空气经过森林植被时，其可以暂存PM2.5 等颗粒物。但颗粒物并不会减少，遇到风等其他情况时，颗粒物就会离开森林植被，去到别处，只是起到短时间缓解的作用。虽说只能暂存颗粒物，但不代表该作用不重要。对于在人居环境或是交通沿线，森林植被的阻滞作用就显得尤为重要。

之前的研究中我们更多强调的是间接作用，而经过这三年的研究，我们发现，其实森林在治理雾霾中发挥的作用，主要体现在其直接作用上。我们还对PM2.5 外的其他物质，如：PM1、PM10 等都做了研究，发现森林植被对它们都能发挥以上作用。并且经过我们研究计算得出，通过森林植被治理雾霾可以使北京每年达到二级质量的天数增加15 天。

记者：森林植被长期对PM2.5 等颗粒物吸入、吸附等，会不会植物体自身产生危害？通过森林治理雾霾会不会因为植被受损而有时效性？

余新晓：这个大可不必担心，大气颗粒物对植物的影响表现为植物叶片等部位的损伤和生理生态的变化，这些影响除了根源于叶片积尘对光照的遮挡之外，更多来自于大气颗粒物尤其是粒径较小颗粒物中无机盐、重金属和有机污染物的化学污染。但在长期的浸染中，植物旺盛的生命力会使其对大气颗粒物表现出一定的耐受、防御和修复能力。因此森林治霾是一种清洁、可循环的方式。

森林治霾如何最大化地发挥作用？

记者：森林植被对于治理雾霾的作用会不会随着时间季节等因素的变化而变化？主要受哪些因素影响？

余新晓：这是当然的，我们通过研究发现，森林植被对PM2.5 等颗粒物的作用会随着植被的品种、污染条件以及季节的变化而有所不同。

我们在北京、重庆、广州设立了102 个实验观测样地，研究了131 种植物物种，研究发现：枝叶密度、树冠幅度、着生的绒毛密度和长短在一定程度上会随季节改变，体内新陈代谢也存在较大差异，对PM2.5 等颗粒物的作用自然也就会有所不同。因此在进行绿化植物搭配时需结合树木生长习性和季节污染特征，例如在春季总颗粒物污染严重的地区，适宜多种植小叶榕、桂树和广玉兰。

而每种植被，它的叶表面的气孔密度、褶皱程度、绒毛、分泌物等会有所不同，植被对于PM2.5 等颗粒物的作用又和这些条件密切相关，因此不同植被对PM2.5 等颗粒物发挥的作用也就会有所不同。通过研究，我们筛选出了102 种阻滞吸收PM2.5 的有效树种，并发现了滞尘能力排名前十位的数种：雪松、白皮松、油松、圆柏、侧柏、红松、栾树、丁香、山桃、刺槐。

PM2.5 监测仪

记者：森林植被该如何配置才能发挥最大的治霾作用呢？如：树种的选择、栽种宽度、密度等。

余新晓：就整个城市环境来说，要想让森林植被发挥治霾作用，就必须让植被布局形成网络化，不能仅仅集中在一个地方或几片地方，而是要采取带、片、网、点相结合的方式，坚持地带性原则、适地适树原则和生物多样性原则进行规划。这也就需要整个城市的绿地规划有统一的布局，优化配置。

对于树种的选择，概括地讲，在相对清洁区适合栽种悬铃木、国槐、毛白杨、银杏、元宝枫、雪松、桧柏、白皮松、油松、紫叶李、枫杨、加杨、垂柳、栾树、玉兰、紫薇、小叶女贞、大叶黄杨、白蜡、构树、木槿等树种；在交通繁忙区选择悬铃木、大叶黄杨、国槐、油松、元宝枫、玉兰、小叶黄杨、紫叶李等较为适宜；而工业区等污染较大的地方则适合栽种悬铃木、大叶黄杨、国槐、油松、元宝枫、玉兰、小叶黄杨、紫叶李、紫叶小檗等树种。

我们还对郊区绿地、隔离绿地、道路绿地、居住绿地、带状公园、公园等更为详细的区域进行了分析，也都得出了详细的结论。可以说，我们对树种的研究已经很完备了，基本能应对各种区域。

栽种的宽度和密度我们也都进行了研究，总的来说，道路防护林带削减颗粒物浓度的最小有效宽度为15—18m，阻滞PM2.5 化学组分的有效宽度为18—23m；片状生态林系统削减颗粒物浓度的最佳有效半径为3000m。最佳结构为林带宽度40—50m，郁闭度0.70—0.85，疏透度0.15—0.30。而对于树带的布置最好能形成混交，可将乔木、灌木、草本植物等以多种方式进行混交。

森林植被是天然的“绿色净化器”

记者：近几年，“森林氧吧”、“森林疗养”的市场不断做大，森林公园的数量也在不断增加，甚至还有商家售卖森林空气，这些是真的能起到作用？

余新晓：虽然森林氧吧、森林疗养这些都是商业行为，但是它们的确有用，特别对长期居住在城市中的人们而言。一想到森林，人们就会想到新鲜的空气。但森林除了能提供富含负离子的空气外，还能挥发出令人身心愉悦的物质，并且多看看绿色也能使人感到轻松舒畅，森林的作用是综合的、多方面的。

森林公园、国家公园等的数量虽在不断增加，但它们大多都是从保护、利用或区域发展的角度建立起来的，都只考虑到了结构问题，比如：哪块地栽什么树好看等。但它们能发挥多大作用，能提供的功能并不清楚，而功能问题恰恰应当是建立这些公园时应当考虑到的核心问题。

记者：很多人都说森林植被是天然的“绿色净化器”，那我们在家中种植的植物能否改善家中的空气环境呢？

余新晓：森林植被能够吸入、吸附、沉降、阻滞PM2.5 等颗粒，起到净化空气的作用，再加上它又是天然的、可再生的，的确称得上是天然的“绿色净化器”。但是植被要想发挥出净化空气的效果，需达到一定的量。我们在家中种植的植物毕竟数量太少，虽能起到一定效果，但是我个人认为作用并不是很大。如果想要更好地改善家中的空气质量，使用空气净化器还是最有效、最快捷的方法。