杭州市常见道路绿化植物滞尘能力研究

2011-07-30江胜利金荷仙许小连

浙江林业科技 2011年6期

江胜利，金荷仙，许小连

（1. 浙江农林大学园林学院，浙江临安 311300；2.《中国园林》杂志社，北京 100835）

随着经济的发展，城市化进程加快，人类破坏自然和改造自然的规模增大，与自然的矛盾日益突出，工业生产带来的污染，使生态环境严重恶化，对人们的身心健康造成了很大的影响。粉尘等颗粒物是重要的大气污染物之一，其随空气进入人体肺部，滞留在呼吸道不同部位，损伤粘膜、纤毛，导致慢性鼻咽炎、气管炎等疾病，还会诱发慢性阻塞性肺部疾患，最终加剧肺心病死亡率[1]。园林植物是改善环境的主体，在改善空气质量、阻滞粉尘等可吸入颗粒物及改善生态环境方面起着不可替代的作用。

目前，众多城市已开展其城区常见植物滞尘效益的研究，定量分析植物的生态效益，而杭州还未有相关研究出现。在人们越来越关注环境质量和身心健康的今天，杭州作为风景优美的旅游城市，对其道路绿化植物滞尘效益进行研究意义重大。通过对杭州西湖区常用道路绿化植物滞尘效益进行研究，定量分析其滞尘能力，筛选出滞尘能力较强的植物，进而为城市道路绿化树种的选择及绿化植物滞尘方面生态服务功能的评估提供一定的参考。

1 研究地概况

杭州地处我国东南沿海的长江三角洲南翼，浙江省省会，也是政治、经济、文化中心，是中国最著名的风景旅游城市之一，自古就有“上有天堂、下有苏杭”的美誉。杭州市属亚热带季风性气候，四季分明，温暖湿润，其年平均气温15.9 ～ 17.0℃，年平均相对湿度76% ～ 81%，年平均降水量1100 ～ 1600 mm，年降雨日130 ～160 d。市域西北部、中部、西南部山区雨水丰沛，年平均降水量在1500 mm以上，雨日大于160 d，为多雨区。其植被属中亚热带常绿阔叶林植被带，全市森林覆盖率64%，生物种类繁多，仅西湖山区和西天目山等地植物就有178科790属1640种，木本植物509种，藤本植物150种。植物区系的温带、亚热带东亚区系成分的特征显著。植被垂直分布海拔 500m以下的丘陵为常绿阔叶次生林，但多数丘陵为马尾松林、毛竹林、人工杉木林；海拔500 ～ 1000 m的低山为常绿落叶阔叶混交林，海拔1000 m以上多落叶阔叶树。

2 试验材料与方法

2.1 材料选择

路面扬尘是造成空气中悬浮颗粒物污染产生的主要原因之一[1]。本文主要针对杭州西湖区道路绿化植物进行分析，通过对道路及其绿化植物进行全面调查，选择出18种常用的绿化植物进行滞尘能力的测定，分析比较各植物滞尘能力的差异，实验所选植物见表1。

表1 实验选取植物名录Table1 The plant list for experiment

2.2 实验方法

2.2.1 实验仪器高枝剪，剪刀，AM300手持式叶面积仪，循环式真空泵，标签纸，牛皮纸袋等。

2.2.2 实验方法一般认为15 mm雨量可以冲掉植物叶片上的降尘，然后重新开始滞尘[2]。查阅杭州近几年气象资料，以每月雨后（雨量15 mm以上）3、6、9、12 d采样，一般采样3次或4次，每个树种选取3棵，草坪类选3个样块。采样时在树冠四周与内部的上、中、下各部位随机均匀地采集植物叶片，乔木用高枝剪采样，阔叶树30片（大叶10片），草坪类剪取10 cm×10 cm面积范围内地上部分。采后尽量不要抖动，小心放入袋子中，做好标记备用。

用差重法计算滞尘量。将采集的叶片放于烧杯中，用蒸馏水浸泡2 h，毛刷刷下叶片上附着物。浸泡液在真空泵上用已烘干称质量（W1）的滤纸抽滤，再将此滤纸60℃烘24 h，用1/10000天平称质量（W2），两次质量之差（W2－W1）即为叶片滞留颗粒物的总质量[3]。用AM-300叶面积仪测叶片总面积A，计算叶片单位面积滞尘量（W2－W1）/A，单位g/m2。

3 结果与分析

道路绿化植物作为清除大气颗粒污染物的重要途径，越来越广泛地受到人们的重视，其对减少大气降尘量和飘尘量的效果显著[4]。通过杭州西湖区道路的实地调查，在同一环境下选择常见且有代表性的9种行道树、5种灌木、4种草本植物进行采样，减小外界环境对实验的影响。

3.1 西湖区常见行道树滞尘能力的分析

道路两边灰尘较大，行道树在道路中发挥着举足轻重的作用，可遮阴，又可发挥滞尘效益，通过对9种常见行道树滞尘能力测定，比较分析各树种在道路绿化中滞尘能力，结果见表2。

表2 西湖区常见道路绿化植物单位面积滞尘量Table 2 The dust blocking quantity of unit leaf area of common road green species in West Lake district g/m2

从表2看到，单位面积滞尘量较大的为枫香、黄山栾树，分别为0.5534、0.5434 g/m2；单位面积滞尘量较小的为银杏、乌桕，分别为0.3287、0.1961 g/m2。植物滞尘能力的显著差异和其叶面结构有密切的关系[5～8]，枫香、黄山栾树的叶面较为粗糙，容易滞留空气中的降尘；而银杏、乌桕叶面较为光滑，不易于灰尘的滞留。另外，行道树的树冠结构，枝叶密度，叶面倾角与其滞尘能力也有一定关系[9]。

刘光立，董希文[10～11]等的研究表明，在相同环境下，不同类型植物的滞尘能力存在显著差异，由表2可看出，植物种类不同，发挥的滞尘作用也不同，这和其叶面结构、树冠大小、植株高度[12]等都有一定关系。同时，多数情况下，同一植物叶片上所滞留的灰尘量会随时间的积累而增加，直至下一次降雨前达到最大值。杭州降雨频繁，据历年降雨日数统计[13]（表3），杭州秋季多数情况下10 ～ 12 d将会降雨1次，结合表2每次叶片滞尘量的增加，可以看出多数道路绿化植物滞尘过程中，其滞尘量不会达最大值，如表2中杜英、枫香等随时间的增加，其滞尘量总在增加，直至下次降雨，这主要因为在其一次滞尘周期中，滞尘量还未达最大值时受到降雨影响，而进入下一滞尘周期。

表3 杭州市区历年秋季降雨日数Table3 The rainfall days of calendar year in Hangzhou in autumn d

3.2 西湖区道路常见灌木滞尘能力分析

绿化植物可吸附空气中粉尘，道路绿化所用的灌木一般高度在40 ～ 200 cm，位于人呼吸高度，其对道路空气中灰尘的阻滞及人体的健康有很重要的作用。

由表2知，道路绿化所用的灌木中，单位面积滞尘能力大小顺序为金边黄杨、红叶石楠、紫薇、无刺枸骨、红花檵木、金边黄杨和红叶石楠的滞尘能力最大，分别为1.7451、1.7393 g/m2；滞尘能力最低的为红花檵木，为1.0118 g/m2；5种灌木的单位面积滞尘量均随时间的增加而增大。

3.3 草本植物滞尘能力分析

草皮的减尘作用也很重要，生长茂盛的草皮，叶面积为其占地面积的20倍，其根茎与土表紧密结合，不仅固定地表尘土，而且在草坪上沉积了各种灰尘，有风时也不易出现二次扬尘，对减尘有特殊功效[14]。杭州西湖区道路绿化中，草本主要以沿阶草、阔叶麦冬、麦冬草、兰花三七为主，故本文以这4种草本植物为代表进行滞尘的测定。

从表 2中可以看出，4种所选草本单位面积滞尘量也随时间的增加而积累，其单位面积滞尘能力最大的是沿阶草，为0.8195 g/m2，其次依次为麦冬草、阔叶麦冬、兰花三七，这与沿阶草叶片密度大，植物密集有很大关系。草本植物在城市道路绿化中占有很大的比例，对空气中灰尘的阻滞也起着很重要的作用。

3.4 乔冠草不同类型植物滞尘能力的比较

在所选道路绿化植物中，乔木、灌木、草本的平均单位叶面积滞尘能力为0.4289、1.5099、0.5337 g/m2，灌木滞尘能力占三者总滞尘能力的61%。因为灌木的高度易于扬尘的阻滞，且灌木叶片较密集，容易滞留空气中的灰尘。虽然这与吴中能[15]、姜卫红等[16]研究结果不同，他们认为不同类型绿化植物滞尘能力大小顺序为乔木＞灌木＞草本地被，这些结果的差异与绿化植物所处的环境、地理位置等有很大的关系。在不同的环境下，同一植物的滞尘能力不同[17]，植物受到外界环境的影响不同，车流量、人流量及不可避免的外界条件都会对植物的滞尘产生影响，在车流量大、绿化差的的地方，易引起路面的二次浮尘，增加植物的滞尘量。

3.5 所选18种道路绿化植物的滞尘能力比较

由表2可看出，在同一环境条件下，所选的18种常见道路绿化植物滞尘能力表现不同，滞尘能力最大的为金边黄杨，是最小滞尘能力乌桕的9倍，这主要是因为金边黄杨在道路绿化中通常作为绿篱使用，叶片的密集程度较高，且其高度也在空气中灰尘含量较高的位置，易于车流等引起的飘尘沉降。

3.6 道路绿化植物不同高度的滞尘能力比较

植物叶片的滞尘能力常受到外界环境的影响，而在同一环境下，其滞尘能力与其叶片在垂直方向的高度位置有一定的关系。

通过对同一环境下 4种常见的道路绿化植物在不同高度的滞尘能力进行测定表明，4种所选植物在其垂直高度上滞尘能力各不相同，但均表现出下部叶片滞尘能力高于中部和上部。因为在道路环境中，车流量、人流量大，植物叶面的滞尘与粉尘脱落同时存在，容易造成路面较大程度的二次扬尘，因此同株植物叶片低的位置滞尘量明显高于中部和上部的叶片[18]。