优良抑菌树种及其群落配置概述

2014-04-15蒋薇薇董筱筠陆晓丽

江苏林业科技 2014年4期

关键词：绿地树木树种

蒋春，蒋薇薇，董筱筠，陆晓丽

(1.江苏省林业科学研究院，江苏南京 211153；2.句容市赤山湖管委会,江苏镇江 212400；3.南通市公路管理处，江苏南通 226000)

优良抑菌树种及其群落配置概述

蒋春1，蒋薇薇2，董筱筠1，陆晓丽3*

(1.江苏省林业科学研究院，江苏南京 211153；2.句容市赤山湖管委会,江苏镇江 212400；
3.南通市公路管理处，江苏南通 226000)

对不同树种抑菌能力的了解，是合理利用抑菌树种的前提与基础，对于充分发挥树木的生态效益具有重要意义。该文归纳了树木抑菌功能的应用、抑菌能力的测试方法及不同树种抑菌能力的差异及其影响因素，并总结出10个优良抑菌树种和8个抑菌树种群落模式。

抑菌树种；测试方法；群落配置

当前，工业加速发展，人口急剧膨胀，空气中致病菌增多。经检测，我国几座城市空气微生物中，有杆菌37种、球菌26种、丝状菌20种、芽生菌7种，还有真菌和病毒。这些致病微生物导致人类感染疾病的几率不断增大。而树木在生长发育过程中，向外释放的一些低沸点、易挥发的小分子物质具有抑制细菌的作用，被称为杀菌素。据测定，百货商场、电影院、医院等公共场所，每立方米空气中含菌量相比于人少树多的山区高出47倍之多。绿色植物通过分泌挥发性杀菌素、滞尘、减弱风速等作用直接或间接地净化空气中的细菌或阻止其传播。许多学者已对植物的抑菌作用做了大量的研究[1-17]。本文主要是对前人的研究进行梳理，归纳了树木抑菌功能的应用、抑菌能力的测试方法及不同树种的抑菌能力差异及其影响因素，并总结出10个优良抑菌树种和8个抑菌树种群落模式，为城乡绿化树种的选择和配置提供依据。

1 树木抑菌能力的应用

树木具有较高含量的抑菌物质和芳香物质，具有改善环境的功能。研究发现，几乎所有的植物都能分泌挥发性物质来抑制或杀灭细菌、真菌、原生动物等。这对减轻污染(杀菌剂、杀虫剂的使用)、改善生态环境、提高绿化效益具有积极意义。树木具有保健功能，在某些以空气传播的流行性疾病的多发地，特别是在呼吸道疾病蔓延的地区，多栽种一些抑菌作用较强的树种，对疾病的控制有很强的现实意义。研究认为，松树枝干上流出的松脂即松节油含有多种碳氢化合物以及萜品油、萜品醇和萜品油烯等挥发物，人体呼吸这些具有杀菌功能和防腐功能的挥发物中的某些成分，可杀死寄生在呼吸系统里的能使肺部和支气管产生感染的各种微生物。

2 树木抑菌能力的测试方法

戚继忠等[7]采用撞击平皿法,用肉膏蛋白胨琼脂培养基水平接样，接样位置：森林深处林下，以及行内树间或个体树冠内部；接样时间5 min；接样高度1.5 m。每小样点同时重复采样3次。在同地形上风源细菌污染最强处设对照点。采样后立即带回实验室置于37 ℃生物培养箱中恒温培养48 h并计数，应用多元素方差分析法找出主要影响因子。

张浩等[8]采用自然沉降法，l998年10月7～8日，在公园、居住区和交通干道分别选择环境条件基本一致的绿地作为采样点，以附近无绿化的裸地为对照，对空气中细菌采样。在各采样点，于人体呼吸线高度(约距地面1.2～1.5 m 处)，每间隔l m 连续放置4～5个培养皿，在空气中暴露5 min后，带回实验室于恒温培养箱中37 ℃连续培养20 h后，对各培养皿中细菌菌落进行计数，推算单位体积空气中所含的细菌数。

张薇[5]采用活体采气法。收集树木挥发性气体，利用气相色谱仪测定其成分，并对这些树种的抑菌物质和芳香成分进行定量测定，比较分析不同树木间气体挥发物的种类和含量；再采用纸片扩散法测定上述抑菌成分的抑菌活性，采用试管法确定抑菌物质抑制受试菌生长的最低浓度MIC(最小抑菌浓度)。

3 树木抑菌能力差异与影响因素

3.1 树种不同，抑菌效果不同

李晓储等研究表明，抑制细菌功能以雪松、侧柏、桂花较强，桂花、侧柏有一定抑制霉菌效果；侧柏、雪松、香樟、龙柏、广玉兰、乳源木莲、水杉、栾树、银杏、枇杷对金黄色葡萄球菌的抑菌活性强，其中以侧柏和乳源木莲最强；侧柏、雪松、香樟、龙柏、广玉兰、枇杷、乳源木莲、栾树、水杉、银杏、三角枫、喜树、鸡爪槭、芍药等对大肠杆菌抑菌活性强，其中以雪松、侧柏、香樟最强。

戚继忠等[10]研究结果显示，园林树种具有较强的清除细菌能力，其能力大小在不同种类间具一定差异，接骨木、火炬树、京桃、树锦鸡儿等树种除菌率小于40%；落叶松、圆柏、垂榆、加杨、华北柽柳等除菌率为40%～80%；油松、大花圆锥绣球除菌率大于80%。

于志会等[11]研究发现，供试的30个园林树种的抑菌能力均存在着明显的差异，对金黄色葡萄球菌抑菌能力由强至弱排在前10位的依次为侧柏、龙爪桑、红皮云杉、山楂、银杏、油松、柽柳、复叶槭、鼠李和接骨木。

褚泓阳等[12]对12个树种的抑菌作用进行了研究，认为所试树种均有一定的抑菌作用，抑菌能力大小依次为七叶树、云杉、圆柏、女贞、油松、核桃、白皮松、石楠、雪松、丁香和悬铃木。同时发现，七叶树、云杉、圆柏等抑菌力较强的树种，其抑菌效果日变化相对平缓。树木日抑菌作用最强的高蜂期在下午强日光、高气温之后的16时左右，且阔叶树成熟叶的抑菌作用大于幼叶。

谢慧玲等对郑州多种绿化植物进行研究，也发现27种供试植物均有一定的抑菌作用，抑菌作用较强树种的有圆柏、雪松、碧桃、核桃、龙柏、侧柏、蜡梅、女贞和银杏等。.

3.2 树木抑菌能力影响因素

3.2.1 因树木的测定时间、群落类型、树木物候的差异而不同戚继忠等对城市园林各立地类型空气细菌含量进行测定，并应用多元素方差分析法，找出的主要影响因子有测定时间、群落类型、树木物候等，这3个因子主要通过树木本身生理生化变化、群落生物学特点、生长发育特性改变着树冠或林内的含菌量，从而对观测指标构成了显著影响。如多数树种早、晚净菌能力较强；森林净菌能力显著高于单株或单行；树木盛年期比幼年期和衰退期净菌力强。这些研究结果为如何配置抑菌树种提供了科学依据。

3.2.2 随距离树木或群落的远近而变化由士江等[13]测定了圆柏、新疆杨、红皮云杉等13种园林树木抑菌作用的有效距离，试验中树木抑菌有效距离依据不同接样距离抑菌率而定。结果显示，不同树木抑菌有效距离存在差异，其中油松的抑菌有效距离最大，大约为5.5 m；圆柏、红皮云杉、接骨木、新疆杨、白榆、板栗、火炬树的抑菌有效距离为3.5 m左右；金银忍冬、五角枫、青海云杉、山杏、山楂次之，有效距离在2 m左右。这为如何确定树木离目标物(如林间人行道)的栽植距离提供了科学依据。

3.2.3 不同树种组合抑菌效果不同于志会等[14]选取吉林地区常见的11个园林树种(油松、旱柳、山楂、树锦鸡儿、玫瑰、黄刺玫、圆柏、大圆锥绣球花、金银忍冬、茶条槭和色木槭)，测定了不同组合对金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌的抑制作用。结果表明，油松+玫瑰+黄刺玫、玫瑰+油松+山楂对金黄色葡萄球菌的抑制效果最好(抑菌率50%以上)；金银忍冬+圆柏+色木槭、茶条槭+圆柏+色木槭对表皮葡萄球菌的抑制效果最好(抑菌率70%以上)。

4 优良抑菌树种及其群落配置

4.1 10种优良抑菌树种[3,5-15]

综合上述学者的研究，结合自己的研究工作，笔者总结出10种适合江苏地区生长、且抑菌能力强的树种，即侧柏[Platycladus orientalis (L.)Franco]、雪松[Cedrusdeodara(Roxb.) G.Don]、香樟[Cinnamomum camphora (L.)Presl]、龙柏[Sabinachinensis(L.) Ant.cv Kaizuca]、银杏(Ginkgobiloba)、水杉(Metasequoiaglyptostroboides)、广玉兰(Magnoliagrandiflora)、枇杷[Eriobotrya japonica (Thunb.)Lindl.]、桂花(Osmanthus fragransLour.)及石楠( Photinia serrulata)。

4.2 优良抑菌群落配置

植物群落是同种、不同种植物个体的组合，通过分泌萜类、有机酸等物质杀死细菌、真菌等，使群落内部和周边空气含菌量大大减小。此外，其减噪、滞尘、固碳释氧等生态环境效应值的统计分析结果也表明，林地生态环境效应与样地模式的植物群落配置模式密切相关。因此，合理的植物群落配置对提高抑菌效果、改善环境具有重要意义。

4.2.1 群落配置原则[15]抑菌树优先原则。不同树种之间的抑菌效应差异巨大，绿地中抑菌力强的树种较多，可大大提升其抑菌效应。在营造居住区环境时应多选一些如香樟、桂花、广玉兰、石楠、枇杷等抑菌能力强的树种。

常绿树优选原则。落叶树秋冬季叶片凋落，抑菌效果减弱，常绿裸子植物及一些常绿阔叶树种如广玉兰、女贞、枇杷、桂花、石楠等，四季抑菌均好，应优先选择。在绿地植物配置中提高常绿树种的比例，可有效增强绿地对居民的保健作用，对秋冬季环境空气质量的改善有重要作用。

小乔木灌木优选原则。试验证明，小乔木和灌木组合能更有效地抑杀细菌，较多大乔木和灌木配置的绿地虽能从不同高度抑菌，但因其郁闭度高，通风、光照差，其抑菌效应并不太好。所以，以小乔木和灌木为主，适当点缀大乔木的群落结构模式较好。

生物多样性原则。由于不同树种挥发物只能抑灭某些特定的细菌类群，一个群落物种多样就能同时抑灭多类细菌，也有利于病虫害的隔离，有利于群落结构的生态稳定。

4.2.2 群落配置模式推荐罗英等[16]对秋冬季江苏淮安市城市街道不同配置模式的植物群落抑菌功能进行了研究，结果表明，秋季10月上旬不同植物群落均具有一定的抑菌作用，筛选出了2个抑菌效果较好的群落，即(1)淮海西路的群落：乔木层为大叶榉树(Zelkova schneideriana)和雪松，灌木层为紫荆(Cercis chinensis)和大叶黄杨(Euonymus japonicusThunb.)，地被为葱兰(Zephyranthes candida)。该群落抑菌率达51.93%；(2)北京北路的群落：乔木层为广玉兰，灌木层为石楠。该群落抑菌率达47.10%。以淮安市居住区不同配置的植物群落为样，采用自然沉降法测定并分析了其抑菌功能。结果表明：乔灌配置绿地有着明显的抑菌效应，群落的抑菌效果因树种及环境因子差异而不同，常绿树种在冬季仍发挥较好的抑菌功能。从其测试的13个树种配置模式中总结出抑菌率排名前3位的配置模式，即(1)小乔木层为桂花、石楠，灌木层为山茶(Camellia japonicaL.)、海桐[Pittosporumtobira(Thunb.) Ait.]，地被层为大叶黄杨(其中桂花14株)。该群落抑菌效应强于其他乔灌配置的绿地，抑菌率达到63.24%；(2)乔木层为朴树(Celtissinensis)、广玉兰，小乔木层为桂花，灌木层为山茶、海桐、南天竺(NandinadomesticaThunb.)，该群落抑菌率达到57.89%；(3)乔木层为鹅掌楸[Liriodendron chinense (Hemsl.)Sarg.]、广玉兰，小乔木层为桂花、石楠，灌木层为海桐、山茶，地被层为毛鹃(Rhododendron pulchrum)、紫叶小檗(Berberis thumbergiif.atropurpureaRehd.)，该群落抑菌率达到55.24%。

张浩等按照大气生物监测的方法和要求，选择了上海市区的交通干道、公园和居住区的主要类型绿地，对绿地降低气挟菌数量的生态效应进行了初步研究。结果表明，绿地结构、植物种类配置是影响绿地降低气挟菌数量效应的主要因素。从其测试的15个植物群落中筛选出抑菌效果排名前3位的群落配置模式，即(1) 乔木层为悬铃木(Platanus orientalisL.)、雪松，灌木层为瓜子黄杨[Buxussinica(Rehd.et Wils.) M.Cheng]，地被层为麦冬(Ophiopoganjaponicus)，抑菌率达到63.32%；(2) 乔木层为银杏、桂花，中层为孝顺竹[Bambusa multiplex (Lour.)Raeuschel]，地被层为二月蓝(Orychophragmus violaceus)，抑菌率达到81.53%；(3) 乔木层为香樟，中层为孝顺竹，灌木层为八角金盘[Fatsiajaponica(Thunb.) Decne.et Planch.]，地被层为狗牙根[Cynodon dactylon (L.)Pers.]，抑菌率达到84.32%。

这些群落配置模式四季抑菌效果都比较明显，可应用于村镇公共绿地、医院、居住区、道路、垃圾填埋场、食品加工厂周边等细菌较多的生态敏感区。

5 结语

人们可根据抑菌树木抑菌能力的强弱，合理地将其栽植于不同抑菌度需求的场所，如抑菌能力最强的树种可栽植于医院、城市街道等人口稠密、细菌量较多的地方，抑菌能力较弱的树种则可用于人口密度小、细菌量较少的城郊村镇等。无论是单一配置，还是群落配置，在考虑其抑菌效率的同时，还应全面考虑到其他生态需求(如绿地遮光效率、降温效率、增湿效率、固碳释氧效率、植物间他感作用等)，以及影响抑菌效果的各种因素(如树种自身抑菌能力、发育时期、群落类型、季节、通风、光照等)。展望未来，尤其是在城乡绿化及环境治理方面，抑菌树种有着广泛的应用前景，十分值得园林研究工作者们重视。

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