园林地被植物叶片滞尘效应研究

刘国荣，王 颖，郑 歌

园林地被植物叶片滞尘效应研究

刘国荣1，王 颖2，郑 歌2

（1. 衡水学院 生命科学学院，河北 衡水 053000；2. 衡水市园林中心，河北 衡水 053000）

用萱草、白车轴草、大叶黄杨、金叶女贞、紫叶小檗、连翘6种地被植物作试材，通过采集、擦洗、称重方法比较不同地被植物的滞尘能力。结果表明：连翘叶表粗糙，叶脉纹路深，且有细小绒毛，滞尘能力最强；大叶黄杨叶表覆蜡质，光滑无毛，滞尘量小，滞尘能力最差；其他地被植物的叶片特性各不相同，滞尘能力中等，且在一定时间后滞尘量会达到饱和状态。不同类型植物的滞尘能力不同，灌木类大于草本类。6种地被植物中，连翘的滞尘能力最强，可作为改善环境污染的重点栽培植物进行推广。

滞尘；地被植物；粉尘污染；粉尘治理

城市园林绿化在改善生态环境方面的功能已成为共识，植物滞尘能力作为城市绿化物种选择的一个重要指标开始得以应用[1]。如何减少空气中颗粒物的污染，对解决城市环境污染具有重要的意义。大片地被植物好似天然“吸尘器”，能连续不断地接收、吸附、过滤空气中的尘埃、防止二次扬尘[2]，园林地被植物覆盖地表，改善粉尘污染，以保护生态环境，本研究以不同类型地被植物为试材，用简单易操作的试验方法探讨了叶片滞尘效应，为降低城市污染程度和城市绿地系统设计提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

结合衡水市区地被植物应用情况，选择了6种常见地被植物作为供试植物进行滞尘能力的测定。灌木类植物材料为大叶黄杨、紫叶小檗、金叶女贞、连翘，草本类植物为白车轴草、萱草。

1.2 叶片采样

一般认为1 d内大于15 mm的雨量就可以冲掉植物叶片上的降尘[3]。雨后采集植物叶片，每4 d进行一次，采样时间分别为雨后1 d、5 d、9 d、13 d、17 d，于上午8:00开始进行采样。注意如果叶片采样周期内出现降雨量大于15 mm/d，则需要重新计天数。每种植物选取3株，地被植物选3个样块分别采样。采样时带上聚乙烯塑料手套，分别在树冠四周采集60枚叶片，采后尽量不要抖动，小心的放入自封袋内，做好标记带回实验室备用。采样时记录采样植株的高度、冠幅和冠径。试验于2018年7—8月进行。

1.3 试验方法

在园林植物滞尘能力的测定过程中，主要有叶片滞尘量和叶面积的测定。

叶片滞尘量的测定方法采用差重法。具体做法如下：将采集的叶样用YP502N型号的电子天平称重W1，然后用干净的脱脂棉蘸酒精擦拭叶片，注意酒精不要太多，用力不要太大，等叶片上的酒精自然挥发，叶片干燥后用电子天平称重W2，计算每枚叶片滞留量W=W1－W2。

叶面积的测定方法采用比重法。具体做法是，先计算标准纸的重量和面积，把210×297 mmA4纸用YP502N型电子天平称重，多次求平均值为4.5603 g，每张纸的面积为6.24×10-2m2。把擦拭干净的每枚叶片在A4纸上用铅笔勾画出等大的图形，然后用剪刀剪下叶片纸片，用电子天平称重W3，计算每枚叶片的叶面积A=W3/（4.5603×6.2410-2）m2。

每种植物叶片的滞尘能力是指单位叶面积中滞留的粉尘量[4]，为（W1－W2）/A。然后求60枚叶片滞尘量的平均值，3次重复。

采样地点选择同一立地条件的衡水市前进街，该街道绿化养护管理水平较好。

2 结果与分析

2.1 不同地被植物的叶面形态特征

地被植物叶片的滞尘能力受叶表结构特征的影响，如毛被密度、毛孔密度、褶皱程度、沟道深浅、叶面倾角、软硬程度、叶片距地面高度等[5]，根据植物叶表生物学特征，对供试植物进行评定，见表1。从表1中可以看出，6种植物中，连翘叶片的叶表最为粗糙且叶脉纹路很深，叶片边缘呈锯齿状，显微镜下观察有细小绒毛，易黏附颗粒物；萱草叶片距地面很近，易吸附地表扬尘，且叶片靠近根部有脊状突起的凹槽，凹槽内可滞留大量颗粒物且不易被15 mm的中等降水量冲洗掉；紫叶小檗叶片较小，有绒毛附着且叶面有沟槽承接灰尘；金叶女贞虽有绒毛毛被但长度很短，且叶表较光滑叶脉纹路浅；白车轴草叶片小，光滑无毛，叶表褶皱少，且为地被植物，灰尘多被高大乔灌木承接；大叶黄杨叶表覆盖蜡质，光滑无毛褶皱少，遇风易被吹落灰尘难以附着。

表1 不同地被植物的叶表特征

2.2 不同种类植物的滞尘能力比较

植物根据类别分成灌木类和草本类。本试验中把供试植物叶片滞尘量雨后变化见图1。

图1 不同种类植物叶片滞尘量雨后变化

如图1所示，不同植物叶片滞尘量雨后变化趋势相同，均随天数而呈现滞尘量增加的趋势，由于叶片性质结构不同，不同植物达到滞尘量最大值的雨后天数有所区别。灌木类植物，紫叶小檗雨后13 d达到滞尘量最大值9.77 g/m-2；大叶黄杨、金叶女贞、连翘均在雨后17 d达到最大值，分别为5.581 g/m-2、6.095 g/m-2和14.48 g/m-2。至雨后13 d，各灌木类植物单位叶面积滞尘量由高到低的顺序为连翘 12.403 g/m-2、紫叶小檗9.77 g/m-2、金叶女贞6.059 g/m-2、大叶黄杨5.216 g/m-2，其中连翘、紫叶小檗与其他植物相比均达到极显著水平，金叶女贞显著高于大叶黄杨。草本类植物，白车轴草雨后9 d达到滞尘量最大值5.785 g/m-2；雨后13 d，萱草滞尘量最大值为10.267 g/m-2。至雨后13 d，二草本植物单位叶面积滞尘量分别为萱草10.267 g/m-2、白车轴草5.448 g/m-2，二者相比较达到极显著差异。

2.3 不同绿化植物的最大滞尘效果比较

不同植物的滞尘效果是有明显差异的，用SPSS16.0对不同绿化植物试验周期内的最大单位叶面积滞尘量进行聚类分析，对其滞尘能力进行分类，以便找出滞尘能力较强的植物，聚类结果如图2所示，将滞尘能力分成3类，高滞尘能力的是连翘；而金叶女贞、白车轴草、大叶黄杨属低滞尘能力；萱草和紫叶小檗为中滞尘能力。

图2 不同绿化植物的最大滞尘效果的聚类分析

2.4 不同类型植物的滞尘能力比较

如图1、图2所示，所选择的绿化植物单位叶面积滞尘量均随雨后天数而呈现增加的趋势，大多数植物在雨后13 d达到滞尘量最大值，而后滞尘量有所下降，但雨后17 d与13 d相比较差异不显著，因此把雨后13 d的不同绿化植物叶片的单位叶面积滞尘量按不同植物类型做一比较，见表2，灌木类、草本类的平均单位叶面积滞尘量分别为7.732g/m-2、6.922 g/m-2，不同类型绿化植物的滞尘能力顺序为灌木类＞草本类，这是因为灌木叶片较密集，高度宜阻滞粉尘，尤其是地面二次扬尘。

表2 不同类型植物滞尘能力比较

3 结论与讨论

当今国内粉尘污染严重，雾霾天气多，严重影响居民的生活和身体健康。衡水作为河北省最年轻的地级市，经济发展较快，但有些忽视了环境建设，雾霾天气多，环境污染相当严重，解决环境污染问题刻不容缓[6]。地被植物虽远不如高大阔叶乔木滞尘量大，但其在改善粉尘污染的作用是其他类型植物不可替代的，利用植物改善环境污染是实现生态环境可持续发展的重要举措。影响地被植物滞尘能力的因素有很多，比如毛被密度、褶皱程度、沟道深浅、光滑程度、叶片距地面高度等[5]。通过试验分析表明，连翘叶片的叶表最为粗糙且叶脉纹路很深，叶片边缘呈锯齿状，显微镜下观察有细小绒毛，易黏附颗粒物，是6种植物中滞尘能力最强的地被植物；大叶黄杨叶表覆盖蜡质，光滑无毛褶皱少，遇风易被吹落灰尘难以附着，是滞尘能力最差的地被植物。不同地被植物不同的叶表结构特征对其滞尘能力有很大影响，有绒毛覆盖，沟道深，褶皱多，叶表粗糙的植物叶片滞尘量大，反之叶表光滑无毛，褶皱少，附有蜡质的叶片滞尘量小。根据试验结果6种地被植物滞尘能力排序为连翘＞萱草＞紫叶小檗＞金叶女贞＞白车轴草＞大叶黄杨；不同类型植物的滞尘能力不同，试验结果表明灌木类＞草本类。

测定植物的滞尘能力是城市绿地系统设计的依据，较密的灌草能有效减少地面的扬尘。选择适合本城市发展的、滞尘能力强的地被植物，以灌草不同生活型植物进行搭配，可以形成不同的景观结构，增加多样性和观赏性。在城市中栽植、引进滞尘能力强的地被植物再进行合理的结构设计，则对滞尘具有重要意义。本研究结果表明，连翘在6种地被植物中滞尘能力最强，且习性强健并兼具观赏性，可作为改善环境粉尘污染的重点栽培植物进行推广。至于丰富植物种类及景观，可进一步筛选更多适合衡水本地发展的滞尘效果好的园林地被植物，这还有待于进一步研究。

[1] 田福平,武高林,时永杰,等.我国园林地被植物研究现状[J].草业科学,2006,23(9):111-115.

[2] 巫世木,平锡金,孙波,等.地被植物的分类及其在园林绿化中的应用[J].现代农业科技,2008(1):42,44.

[3] 王珂,李海梅.青岛市城阳区常绿地被植物滞尘效益研究[J].江西农业学报,2009,21(3):68-70.

[4] 廖莉团,苏欣,李小龙,等.城市绿化植物滞尘效益及滞尘影响因素研究概述[J].森林工程,2014,30(2):21-24,28.

[5] 刘国荣.衡水市空气净化园林植物种类的初步筛选[J].衡水学院学报,2019,21(1):21-24.

[6] 江胜利,金荷仙,许小连.园林植物滞尘功能研究概述[J].林业科技开发,2011,25(6):5-9.

The Study on Dust Detention Effect of Garden Ground Cover Plant Leaves

LIU Guorong1, WANG Ying2, ZHENG Ge2

(1. College of Life Science, Hengshui University, Hengshui, Hebei 053000, China; 2. Garden Center of Hengshui City, Hengshui, Hebei 053000, China)

Six kinds of ground cover plants,Baroni,,Thunb.,Rehd.,cv. ‘Atropurpurea’, and(Thunb.) Vah., are tested for the dust detention ability by means of collecting, cleaning and weighing. The result shows(Thunb.) Vah. has the strongest effect of dust catching for the rough surface of the leaves, the deep vein lines and the small villus.Thunb. has the worst effect for its ceraceous, smooth surface could catch a little dust. Other ground cover plants, with their leaves’ characteristics, have the medium dust catching ability, and after a certain period of time the dust detention will reach the saturated state. Different types of plants have different effects of dust detention, the shrub being better than the herb. The effect of dust detention of(Thunb.) Vah. is the best of the six kinds of ground cover plants. It could be popularized in large area as the key cultivated plant to improve the environment.

dust detention; ground cover plant; dust pollution; dust control

10.3969/j.issn.1673-2065.2021.04.005

刘国荣（1976－），女，河北景县人，副教授；

王 颖（1983－），女，河北衡水人，工程师。

河北省科技自筹项目（13277533）

S688

A

1673-2065(2021)04-0021-04

2020-10-30

（责任编校：李建明 英文校对：李玉玲）