校园内绿地植物滞尘效应及影响因子研究

张启尧　杨振德

摘要：随着城市经济的发展和人民生活水平的提高，越来越多的空气污染问题也随之暴露出来。汽车尾气的排放、工厂中的废气未经处理和化石燃料等的燃烧，致使CO、SO₂等有毒气体和大气固体颗粒物向空气中排放，而绿地植物可以有效地对空气中的降尘和飘尘进行截留和沉降。由于外界环境因素的多变性和复杂性，不同绿地植物在滞尘效应方面具有顯著性的差异。本文通过对吕梁学院新校区中的6种不同绿地植物（毛白杨、国槐、垂柳、紫叶小檗、白丁香和黄刺玫）的滞尘量于雨后1、3、5d分别测定，同时分别以土壤温度、空气温度、空气湿度、叶面积指数和风速为自变量，单位时间单位叶面积的滞尘量为因变量进行逐步回归，剔除次要因子，对各主要影响因子对于滞尘效应的响应进行通径分析，阐明主要因素空气温度、空气温度和风速对滞尘效应的影响过程，为校园绿地植物的种类选择、空间配置和绿化带的合理规划提供有效的数学模型和理论指导。

关键词：绿地植物；滞尘效应；影响因素；多元线性回归；通径分析

吕梁市离市区地处吕梁山脉中段西侧，地理坐标北纬37°21′～37°42′，东经110°55′～111°35′，属于温带大陆性气候，冬寒夏暑，四季分明。近年来随着城市经济的飞速发展和人口密度的增加，城市环境质量日趋下降。而空气当中所悬浮的固体颗粒物中可能含有重金属、致癌物质、细菌病毒等，对人类健康造成极大威胁。吕梁学院位于吕梁市的郊区地段，环境条件比较恶劣，经常有风沙扬尘等天气的出现，给人们的学习工作和健康生活带来了诸多不利影响。而植物因其叶片表面具有像沟状组织、茸毛、蜡质表皮等结构，有些还能分泌具有粘黏性的物质，可以对大气尘埃进行沉降和固定，从而成为空气污染物等有害颗粒物质的重要过滤体。过去的研究往往局限于某一种生态因子对于园林植物滞尘效应影响的研究，对于不同生态因子对绿地植物滞尘效应的影响及重要程度的研究资料较少。因此，在前人研究成果的基础上，综合分析植物滞尘效应以及与各影响因子的关系，以土壤温度、空气温度、空气湿度、叶面积指数和风速作为自变量，单位时间单位叶面积（或生物量）的滞尘量为因变量进行多元逐步回归，通过回归方程和通径分析得出不同环境因素对滞尘效应的影响，为认识和改造校园园林设计提供一定的科学依据和理论指导。

1材料与方法

1.1植被材料

依据选点随机性的原则，在吕梁市离市区吕梁学院新校区校园内进行观测点位置的设置。分别选取M1～M4 4个功能区中的6种树种作为观测植被。这6种校园绿地植被分别为毛白杨、垂柳、国槐、紫叶小檗、白丁香、黄刺玫。

1.2样品的采集与测定

选择雨后（降雨量≥15mm）的1、3、5d进行样品采集。于各采样点选取生长态势良好的上述6种校园绿地树种，尽量保持生长状况的一致性。在采集样叶时，要围绕样点位置外围多个方向进行收集，且要注意结合树冠的各个层次进行搜集。采集样叶时用剪刀轻轻剪掉，然后将样品放置于密封袋中。其中阔叶树种采集样叶10～20片；常绿针叶树种采集50～100g的针叶。样叶用蒸馏水浸泡1h后，用镊子将叶片小心夹出，将浸洗液用烘干称重的滤纸（G₁）过滤。将滤纸放置于105℃烘箱中烘8h，将烘干后的滤纸于0.01%精度的分析天平上称重，并把质量读数记为（G₂）；G₁与G₂的差值则为样叶附着物的质量。将上述步骤重复3次，并取得平均值。叶面积用LI-3000c便携式叶面积仪测定并记为S。那么单位叶面积的滞尘量W=（G₁-G₂）/S，单叶滞尘量=待测某-植被所采集样叶滞尘量，样叶总数。使用土壤温度用曲管地温计采集；使用TES温湿度计（TES-1360A）对空气温度和大气的相对湿度进行测定；测定位置分别为地表上15cm、50cm、100cm；风速通过风速仪来测得。上述各项数据分雨后1、3、5d依次进行。

1.3数据处理

试验数据采用Microsoft office Excel 2010、SAS8.0软件进行处理，并完成对数据的分析整理加工及图表制作。利用通径分析对滞尘量与诸多因子进行标准化的多元线性回归：y=b0+b₁X₁+b₂X₂+…+b_kX_k+e，该式中b₁，b₂，…b_k表示Y对X₁，X₂，…，X_k的偏回归系数，e表示随机误差，通过对土壤温度、空气温度、空气湿度、叶面积指数、风速与滞尘量间的通径分析得出哪些因子对滞尘效应的影响起主导作用。

2结果与分析

2.1不同树种间滞尘能力的比较

校园绿地植物叶片上的滞尘量不是随着时间的推移呈线性增加的趋势，反而是逐渐达到饱和状态，这时滞尘量的增加幅度将变小，直到下次降雨后雨水将枝叶表面的降尘和飘尘冲洗干净后开始重新滞尘。因此单位叶片的滞尘量呈现为动态的变化趋势。我们对雨后1、3、5d 6种不同树种叶片的滞尘能力进行测量，并绘制表格。如表1所示。

由表1得出，6种不同树种的滞尘能力具有较为明显的差异。其中紫叶小檗在雨后1、3、5d单位叶面积的滞尘量最大，为5.3597mg/cm²、6.9035mg/cm²、9.5323mg/cm²。毛白杨和国槐的滞尘能力次之，垂柳同黄刺玫的滞尘能力较差，白丁香的最差，仅为0.6173mg/cm²、0.8668mg/cm²和1.1294mg/cm²。且随着时间的增加，滞尘量呈现出递增的趋势。且滞尘量的累积速率各有差异，其中紫叶小檗的叶片上大气中的固体颗粒物累积的速率最快，为2.0863mg/d，毛白杨和国槐的累积速率次之，分别为0.7637mg/d和0.4358mg/d，白丁香较为慢，为0.2561mg/d，垂柳和黄刺玫的最差，速率为0.0474mg/d和0.0793mg/d。紫叶小檗单位叶面积的滞尘量最大，可能是由于其栽植的场所附近多为校园内的停车点。大气中悬浮的颗粒物加上由于车辆来往时带来的二次扬尘，导致紫叶小檗的单位叶片的滞尘量最高。毛白杨的滞尘量仅次于紫叶小檗，可能是毛白杨的叶片表面的气孔密度大、密布有白色的绒毛所致。垂柳和黄刺玫的最差，可能是叶片表面较为光滑，枝叶密度和叶片的倾角较小的缘故。对这6种不同校园绿地植物的总的滞尘量进行分析表明：毛白杨单片叶的滞尘量明显比其他几种绿地植物大，紫叶小檗、白丁香和国槐次之，垂柳较差，黄刺玫最差。这可能是由于各树种树冠和枝叶密度、叶面的倾角、植物本身叶片表面的特性和外界复杂多变的环境等因素综合作用的结果。endprint