园林植物滞留不同粒径大气颗粒物的特征及规律之浅析

杨学忠

摘要：北方地区市适生的园林树种滞尘能力有较大的差异，选择滞尘能力强的树种可以产生较大的滞尘效益。通过分析得出，叶片滞留大气颗粒物的能力与叶片的微型态结构有关，对每一种植物进行深一步的微观了解，可以有助于滞尘树种的选择。

关键词：PM2.5污染 滞尘树种 降尘和飘尘

隨着社会经济的迅速发展，北方地区的大气环境问题愈来愈突出。目前，国内外学者在园林植物滞留大气颗粒物机理和改善城市环境等方面进行了一些开拓性的工作影响因素（例如叶表面微形态）也有初步探讨的阻滞和吸收作用仍没有定量化的研究，只有少量的关于不同植被对PM2.5等颗粒物的阻滞和吸附的定性研究，园林植物对PM2.5的削减作用到底有多大，如何才能更有效的的发挥园林植物降低PM2.5污染的重要功能，这些还缺少必要的研究和总结。

一、材料与方法

1.样品采集与测定

一般认为，15 mm 的降雨量就可以冲掉植物叶片的降尘，然后重新滞尘（张新献等，1997）。于2012 年夏季雨后（雨量>15 mm）5 d、雨后（雨量>15 mm）10d对选好的树种依据其自身特点从上、中、下不同高度采集叶片，乔木的纵向高度差距在75cm以上，灌木的纵向高度差距在25cm以上，采集时选择生长状态良好且具有代表性的叶片，并同时立即将叶片封存于干净塑封袋中以防挤压或叶毛被破坏。

2.叶片表面的电镜扫描

本研究采用Hitachi台式TM3000电镜观测叶片表面，每一观测叶片均是在叶片上随机裁剪的直径小于70mm的部分叶片，选择TM3000电镜电压15KV，观测模式为分析模式，放大倍数为1200倍，存储格式为TIFF。

3.颗粒物统计分析

对观测影像上叶片颗粒物进行提取，首先利用Photo shop等软件对影像进行增强处理，提取出颗粒物的栅格图像，再利用Arc GIS等软件对处理后的影像进行二值化、重分类等处理，提取出叶面颗粒物的矢量图像，并做进一步统计分析处理（王蕾等，2006），得出颗粒物的不同粒径分布情况。结果分析，植物滞留不同粒径大气颗粒物的分布特征分析利用Arc GIS地理信息系统软件对电镜图像进行处理，提取出叶面颗粒物的矢量图像，并做进一步统计分析处理。

4.叶表面颗粒物的体积-粒度分布

粒度分布能进一步反映不同树种滞留颗粒物能力的大小。与叶片表面颗粒物的数量分布不同，虽然Dp>10μm（粗颗粒物）范围内的颗粒物对总体数量的贡献非常小，但这一粒径范围的颗粒物对体积的贡献较大，9种树种粗颗粒物的体积百分比均在20%以上，其中大叶黄杨的粗颗粒物百分比最高，达到了49%，小叶黄杨仅次大叶黄杨，为45%，说明大叶黄杨和小叶黄杨滞留粗颗粒物的能力较强；而在总体数量上贡献较大的Dp≤2.5μm（PM2.5）范围内的颗粒物对体积的贡献最小，9种树种在8.5%-17.6%之间，除月季以外9种园林植物滞留PM2.5时表时现出乔木比灌木的滞留能力强，这与PM2.5自身特点有关，粒径小，悬浮于空气中，更易被较高树木叶片吸附和滞留；通过对比分析得出，滞留大气颗粒物能力由高到低的微形态结构依次是蜡质结构并且这些微形态结构越密集、深浅差别越大，越有利于滞留大气颗粒物。

5.累积滞尘规律分析

叶表面滞留颗粒物数量累积比较在相同观测叶面积下，园林植物滞尘10d之后叶表面颗粒物数量均有所增加，增幅最大的是小叶黄杨，颗粒物总颗数增加了3.6倍，其次是大叶黄杨，增加了2.5倍，增幅最小的是月季，滞尘10d的叶表面颗粒物总颗数仅为滞尘5d时的1.06倍，两次滞尘叶表面滞留颗粒物数量最少的均为绦柳，可能与绦柳叶片的表面结构特点、着生方式和易受风等因素影响有关。在相同观测叶面积下，滞尘10d后9种园林植物叶表面滞留PM2.5的数量变化趋势与叶表面滞留总颗粒物的数量变化趋势基本一致，两次滞尘结果均显示叶表面滞留PM2.5的数量对叶表面滞留总颗粒物的数量贡献较大。通过对9种园林植物滞尘10d后的叶表面颗粒物数量进行方差分析与多重比较发现，在相同观测叶面积下，不同树种滞留不同粒径的颗粒物数量有所差异，由大到小排序：大叶黄杨>小叶黄杨>国槐>钻石海棠>杂交马褂木>金叶女贞>月季>银杏>绦柳，其中，绦柳在滞留TSP、PM10和PM2.5时颗粒物数量显著低于除银杏之外的其它7种树种，大叶黄杨、小叶黄杨和国槐叶表面滞留颗粒物的数量较多，并且显著高于月季、银杏和绦柳叶表面滞留的颗粒物数量。

二、结论与讨论

通过分析得出，叶片滞留大气颗粒物的能力与叶片的微型态结构有关，对每一种植物进行深一步的微观了解，可以有助于滞尘树种的选择。由于园林植物个体叶表面特性的差异，叶片具有表面蜡质结构、表面粗糙、多皱、叶面多绒毛、分泌黏性的园林植物滞留不同粒径大气颗粒物的特征及规律种园林植物叶表面滞留不同粒径颗粒物数量较滞尘5d的叶表面颗粒物数量均有所增加，方差分析结果表明绦柳滞留的颗粒物数量显著低于除银杏之外的其它7种树种，大叶黄杨、小叶黄杨和国槐叶表面滞留颗粒物的数量较多，并且显著高于月季、银杏和绦柳叶表面滞留的颗粒物数量；滞留10d后9种园林植物叶片颗粒物总面积均未超过观测叶面积的25%，至于叶片持续滞留颗粒物多少天后达到饱和状态仍需进一步研究。因此，对于有利于附着细颗粒物的树种，可在以飘尘为主的城市推广此树种，而有利于附着粗颗粒的树种，可以在以降尘为主的城市推广此树种。如果在城市中种植滞尘能力强的树种，再进行合理的结构设计，则对减轻城市中各种颗粒物的污染具有重要意义。

参考文献：

[1]刘滨谊.人居环境学科群中的风景园林学科发展坐标系[J].南方建筑，2011（3）：4-5.

[2]刘滨谊.现代景观规划设计[M].第1版.南京：东南大学出版社，1999.endprint