北京市29种园林植物滞留大气细颗粒物能力研究

赵松婷，李新宇，李延明

北京市园林科学研究院//园林绿地生态功能评价与调控技术北京市重点实验室，北京 100102

北京市29种园林植物滞留大气细颗粒物能力研究

赵松婷*，李新宇*，李延明

北京市园林科学研究院//园林绿地生态功能评价与调控技术北京市重点实验室，北京 100102

摘要：为研究北京市常用园林植物滞留颗粒物的能力，选择北京市常用园林植物作为研究对象，通过对29种园林植物进行叶片直接采样、电镜分析、图像处理和统计分析，进而对园林植物滞留颗粒物尤其是细颗粒物PM2.5的能力进行了系统分析。结果表明，（1）29种园林植物叶片表面大部分为PM10，均在94%以上，PM2.5在85%以上，粗颗粒物（空气动力学当量直径DP>10 μm）的数量对总体数量的贡献非常小，均在6%以下；以体积进行统计时，得出PM10的体积在总体积中的比例平均为71.3%，对颗粒物总体积贡献最大，滞留的PM2.5体积占总体积4.22%～26.14%，粗颗粒物的体积占总体积平均为28.7%。（2）对乔灌木单位叶面积滞尘量进行比较，植物个体之间滞尘能力有很大的差异。雪松（Cedusdeodara）（3.405 g·m-2）是绦柳（Salix pendula）（0.079 g·m-2）的43倍，小叶黄杨（Buxusmicrophylla）（6.102 g·m-2）的滞尘量是紫荆（Cercischinensis）（0.213 g·m-2）的28倍。（2）对乔灌木单位叶面积滞尘量进行比较，植物个体之间滞尘能力有很大的差异。雪松是绦柳的43倍以上，小叶黄杨的滞尘量是紫荆的28倍以上。（3）29种园林植物单位叶面积滞留PM2.5能力大小比较：灌木中小叶黄杨（Buxusmicrophylla）滞留PM2.5的能力最强，为1.168 g·m-2，大叶黄杨（Euonymus japonicus）次之；乔木中银杏（Ginkgo biloba）滞留PM2.5的能力最强，达到0.225 g·m-2。（4）29种园林植物整株树滞留PM2.5能力大小比较：乔木中整株树每周滞留PM2.5能力较强的有国槐（Sophora japonica）、银杏（Ginkgo biloba）、臭椿（Ailanthus altissima）、毛白杨（Populustomentosa）、旱柳（Salix matsudana）、圆柏（Sabina chinensis）和杜仲（Eucommiaulmoides），灌木和藤本中整株树每周滞留PM2.5能力较强的有榆叶梅（Amygdalustriloba）、木槿（Hibiscus syriacus）、钻石海棠（Malus sparkler）、紫丁香（Syringaoblata）和小叶黄杨（Buxusmicrophylla）。（5）园林植物叶表面不论是通过细胞之间的排列形成的沟槽还是通过各种条状突起、波状突起和脊状突起形成的沟槽，只要沟槽越密集、深浅差别越大，越有利于滞留大气颗粒物，且叶表面有蜡质、腺毛等结构及叶片能分泌黏性的油脂和汁液也有利于大气颗粒物的滞留。

关键字：园林植物；电镜分析；颗粒物；PM2.5；PM10

引用格式：赵松婷，李新宇，李延明. 北京市29种园林植物滞留细颗粒物能力研究[J]. 生态环境学报, 2015, 24(6): 1004-1012. ZHAO Songting, LI Xinyu, LI Yanming. Fine Particle-retaining Capability of Twenty-nine Landscape Plant Species in Beijing [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(6): 1004-1012.

随着社会经济的迅速发展，城市的大气环境问题愈来愈突出。空气中的细颗粒物（Particulate matter less than 2.5 micros in diameter，PM2.5），已逐渐成为空气污染的首要污染物。PM2.5因其危害人体健康、携带病菌和污染物、且沉降困难影响范围广，控制和治理难度大，已经成为国内外公众政府和学者共同关注的重要问题（Wang等，2006；Dai等，2013；Poschl，2005；Stracquadanio等，2007）。在目前尚不能完全依赖污染源治理以解决环境问题下，借助自然界的清除机制是缓解城市大气污染压力的有效途径，城市园林绿化就是其一（Ottele等，2010；Nowak等，2010；Beckett等，2000a）。

国内外已有许多关于植物滞留细颗粒物方面的研究（Hwang等，2011；Freer-Smith等，2005；Beckett等，2000b；Prusty等，2005；于志会等，2012；赵晨曦等，2013），大多数学者通过环境扫描电镜直接对叶片上颗粒物或者对过滤叶片尘所用滤纸（孔径一般为0.45 μm）上的颗粒物的大小、数量进行量算（Freer-Smith等，1997；王赞红和李纪标，2006；刘任涛等，2008；余海龙和黄菊莹，2012；胡舒等，2012；刘璐等，2013；石辉等，2011a；石辉等，2011b），从而得出叶片尘中粗颗粒和细颗粒物的比例（赵松婷等，2014），同时对颗粒物的组成成分进行分析（邱媛等，2008；王蕾等，2007)，并以此推断其来源与当地主要的排放源分布（戴斯迪等，2013）。目前的研究仅仅定性地说明植被对PM2.5的阻滞吸收作用，不够具体化，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。本研究在北京城区选择常用园林植物14种乔木、14种灌木和1种藤本，对选定的29种常用园林植物进行植物叶片滞留不同粒径颗粒物尤其是细颗粒物的定量分析，明确各个树种单位叶面积上颗粒物的滞留数和滞留量，提炼出园林植物应对PM2.5污染的基础研究成果，为应对PM2.5污染的城市绿地建设提供技术支撑。

1　材料与方法

1.1供试植物种

根据北京市2009年绿化普查数据，选取在北京市园林绿化中应用频率较高的29种植物进行叶片电镜分析（表1），包括14种乔木、14种灌木和1种藤本，进而得出园林植物滞留PM2.5的能力，每种植物均选择生长状况良好的成年植株。29种园林植物材料均采自同一区域内，避免不同环境条件下大气污染不同带来的误差。

1.2研究方法

1.2.1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）。于夏季雨后（雨量>15 mm）7 d对选好的树种依据其自身特点从上、中、下不同高度及不同方向采集叶片，乔木的纵向高度差距在75 cm以上，灌木的纵向高度差距在25 cm以上，根据叶片大小采集叶片数量由30～300片不等，对每种树种进行3次重复采样，采集好的叶片立即封存于干净保鲜盒中用于滞尘实验。同时，对每种树种上、中、下不同高度各采集叶片3片，每种植物在3株生长状况良好的个体重复采样3次，采集好的叶片同样封存于干净保鲜盒中用于电镜分析实验，采集时选择生长状态良好且具有代表性的叶片。

1.2.2叶片处理

叶片用蒸馏水浸泡2h以浸洗掉附着物，并用不掉毛的软毛刷刷掉叶片上残留的附着物，最后用镊子将叶片小心夹出；浸洗液用已烘干称重（W1）的滤纸抽滤，将滤纸于80℃下烘24h，再以1/10000天平称重（W2），两次重量之差即为采集样品上所附着的降尘颗粒物重量。

夹出的叶片晾干后用3000c叶面积仪求算叶面积A。(W2-W1)/A即为滞尘树种的滞尘能力（g·m-2）。

另外，及时采用Hitachi台式TM3000扫描电镜观测电镜分析实验所采集叶片的表面，获取叶片上、下表面图像。

1.2.3颗粒物统计分

对观测影像上叶片颗粒物进行提取，首先利用Photoshop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ArcGIS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（王蕾和李纪标，2006），得出颗粒物的不同粒径分布情况。具体流程如图1所示。

表1　选定的29种园林绿化树种Fig. 1 29 selected tree species

2　结果分析

2.1植物滞留不同粒径大气颗粒物的分布特征分析

利用ArcGIS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。

图1　观测影像颗粒物提取流程图Fig.1 The flow chart of extracting particulate matter on observation images

2.1.1叶表面颗粒物的数量-粒度分布

由图2可以看出，在相同观测叶面积下，29种园林植物叶面颗粒物主要是PM10，叶片表面PM10数量占颗粒物总数的平均比例均为94%以上，PM2.5均在85%以上，29种树种叶表面滞留粗颗粒物的数量对总体数量的贡献非常小，均在6%以下。按照粒径大小0.25、0.5、1、2.5和10 μm进行统计分级时发现，86%以上的树种叶表面滞留量最大的颗粒物数量在0.25～0.5 μm之间，其中紫叶李叶表面滞留量达到最大值46.7%。

图2　29种园林植物叶表面颗粒物不同粒径数量分布情况Fig. 2 The quantitative distribution of particulate matter in different sizes on leaf surface of 29 plant species

图3　29种园林植物叶表面颗粒物不同粒径体积百分比Fig. 3 The volume percent of particulate matter in different sizes on leaf surface of 29 kinds of plants

2.1.2叶表面颗粒物的体积-粒度分布

体积-粒度分布在一定程度上反映了颗粒物的质量-粒度分布，并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（图3），虽然DP>10 μm（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，29种树种粗颗粒物的体积百分比平均为28.7%，在2%～70.3%之间，其中沙地柏的粗颗粒物百分比最高，达到了70.32%，雪松仅次沙地柏，为60.58%，说明沙地柏和雪松滞留粗颗粒物的能力较强；而在总体数量上贡献较大的DP≤2.5 μm（PM2.5）范围内的颗粒物对体积的贡献最小，29种树种在4.22%～26.14%之间，平均为15%；除了雪松、沙地柏和紫藤以外，其余26种树种叶表面滞留的颗粒物体积百分比最大的均在粒径范围2.5～10μm内；29种园林植物叶片滞留PM10的体积在总体积中的比例在29%以上，平均为71.3%，对颗粒物总体积贡献最大。

2.229种园林植物滞留颗粒物能力研究

2.2.129种园林植物滞尘能力

由图4和5可知，不同园林树种之间的滞尘量差异显著，树种之间的滞尘能力可相差数十倍以上，乔木单位叶面积滞尘能力为：滞尘较强的有雪松、圆柏、银杏和臭椿，7天平均滞尘量大于或接近1 g·m-2，滞尘能力一般的有国槐、紫叶李、杜仲、油松和北京丁香，7天平均滞尘量的范围在0.5～1 g·m-2之间，滞尘能力较弱的有旱柳、栾树、白蜡和绦柳，7 d平均滞尘量小于0.5 g·m-2。其中最大值（雪松）是最小值（绦柳）的43倍以上，雪松在乔木树种中的滞尘能力很强，而绦柳的滞尘能力处于劣势，这与很多学者的研究结果相吻合。

图4　乔木每周单位叶面积滞尘量Fig. 4 Dust detained by trees in every unit leaf area every week

图5　灌木和藤本每周单位叶面积滞尘量Fig. 5 Dust detained by shtubs and vines in every unit leaf area every week

灌木单位叶面积滞尘能力为：滞尘最强的是小叶黄杨，每周平均滞尘量6.102 g·m-2，比乔木中滞尘量最大的雪松要多出2.697 g，滞尘较强的有大叶黄杨和榆叶梅，每周平均滞尘量接近1.5 g·m-2，滞尘能力一般的有金叶女贞、迎春、紫藤、钻石海棠、木槿和沙地柏，滞尘能力较弱的有紫丁香、月季、金银木、连翘、紫叶小檗和紫荆，其中小叶黄杨的滞尘量是紫荆的28倍以上。

对于滞尘能力强的树种，应种植在城市的一些特殊地带，如污染重的工厂、尘土飞扬的街道，充分发挥这些树种生态功能，为了避免绿化树种的单一性，还应尽量选择多样的滞尘树种。

2.2.229种园林植物单位叶面积滞留PM2.5能力研究

假设颗粒物密度相同，PM2.5质量百分比即PM2.5体积百分比，29种园林植物单位叶面积滞留PM2.5的量（g·m-2）=29种园林植物滞尘量（g·m-2）×29种园林植物PM2.5质量百分比；29种园林植物整株树每周滞留PM2.5的量（g）=29种园林植物整株树每周滞尘量（g）×29种园林植物PM2.5质量百分比。

通过对29种园林植物单位叶面积滞留PM2.5能力大小分析，包括14种乔木（图6）、14种灌木和1种藤本（图7），得出灌木和藤本植物中小叶黄杨滞留PM2.5的能力最强，单位叶面积滞留1.168 g·m-2，大叶黄杨次之，为0.388 g·m-2，沙地柏滞留PM2.5的能力最弱，仅为小叶黄杨的3.4%；乔木中银杏滞留PM2.5的能力最强，单位叶面积滞留0.225 g·m-2，杜仲次之，为0.171 g·m-2，绦柳滞留PM2.5的能力最弱，单位叶面积滞留量为银杏的1/13。

2.2.329种园林植物整株树滞留PM2.5能力研究

考虑不同植物的树冠结构影响因子，计入绿量大小的统计，计算不同植物整株滞留PM2.5量。

29种园林植物整株树每周滞留PM2.5能力排序如图8、图9所示，通过分析发现，除北京丁香和紫叶李以外，乔木其余树种整株树每周滞留PM2.5量均高于灌木和藤本植物。

图6　乔木单位叶面积滞留PM2.5量Fig. 6 PM2.5detained by trees in every unit leaf area every week

图7　灌木和藤本植物单位叶面积滞留PM2.5量Fig. 7 PM2.5detained by shrubs and vines in every unit leaf area every week

乔木中整株树每周滞留PM2.5能力较强的有国槐、银杏、臭椿、毛白杨、旱柳、圆柏和杜仲，每周滞留量均超过16 g，滞留PM2.5较弱的有绦柳，北京丁香和紫叶李，每周滞留量不足3 g。其中，落叶乔木中国槐整株树每周滞留PM2.5量是紫叶李的47倍多，常绿乔木中圆柏是雪松的3倍以上。

灌木和藤本中整株树每周滞留PM2.5能力较强的有榆叶梅、木槿、钻石海棠、紫丁香和小叶黄杨，滞留PM2.5较弱的有紫荆、紫叶小檗和沙地柏。

2.3叶表面颗粒物特征分析

由于园林植物个体叶表面特性的差异，对大气颗粒物滞留能力也不同，图10是29种园林植物叶片上表面滞留颗粒物形态的电镜图像。从图像中可以清晰地看出叶片颗粒物形状为不规则块体、球体和聚合体，粒度小于10 μm居多，其中大叶黄杨（15a）和小叶黄杨（21a）表层有蜡质，容易滞留颗粒物；国槐（4a）叶表面褶皱多且有较多腺毛，有助于颗粒物的滞留；圆柏（13a）叶表面有密集的脊状突起，凸起之间形成沟槽，可深藏许多小颗粒物；臭椿（2a）叶表面有较密集的条状突起，突起间藏有大量颗粒物；银杏（10a）上表皮细胞轮廓较清晰，细胞多为长条形，垂周壁下陷成沟状结构，可见散在颗粒物；木槿（19a）上表面凹凸不平，细胞轮廓不清晰，表面有不规则褶皱，可见颗粒物存于褶皱处；毛白杨（6a）叶片表面有较浅沟槽，可见颗粒物存于沟槽中；紫叶李（14a）上表面凸凹不平，细胞轮廓不清楚，有深浅不一，形态不均的沟状结构与增厚的角质层突起共同形成表面褶皱，角质层突起上具线性纹饰，有散在的颗粒物存在，无气孔及毛被；而绦柳（7a）叶片表面有较宽的条状突起，突起间分布着气孔与较浅的纹理组织这样的微形态结构不利于颗粒物稳定固着；紫叶小檗（28a）上表皮细胞呈不规则体，且不规则排列，细胞之间有沟槽，颗粒物多聚集于此；洋白蜡（9a）和紫荆（26a）叶表面细胞均呈不规则排列，细胞之间的沟槽较浅，可见少量颗粒物。

图8　乔木整株树滞留PM2.5能力大小Fig. 8 PM2.5detained by the whole trees every week

图9　灌木和藤本整株滞留PM2.5能力大小Fig. 9 PM2.5detained by the whole shrubs and vines every week

结合植物滞留颗粒物能力大小分析得出，植物叶表面不论是通过细胞之间的排列形成的沟槽还是通过各种条状突起、波状突起和脊状突起形成的沟槽，只要沟槽越密集、深浅差别越大，越有利于滞留大气颗粒物，且叶表面有蜡质（如小叶黄杨和大叶黄杨）、腺毛（如国槐）等结构及叶片能分泌黏性的油脂和汁液（如雪松和圆柏）也有利于大气颗粒物的滞留。

3　结论与讨论

3.1讨论

北京市的空气质量多处在轻微污染，影响空气质量的主要是颗粒物即降尘和飘尘。北京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。

图10　29种园林植物叶表面微形态环境扫描电镜图像（×1 200倍）Fig. 10 The SEM images of particulate matter morphology on leaf surface of 29 kinds of plants(×1 200)

通过对园林植物滞留大气颗粒物的能力进行分析可知：园林植物叶片表面滞留颗粒物大部分为PM10，占94%以上，说明园林植物可以对大气可吸入颗粒物起到很好的过滤效应，有利于人体呼吸健康，按照不同粒径分级统计时发现，86%以上的树种叶表面滞留量最大的颗粒物数量在0.25～0.5 μm之间，复旦大学公共卫生学院一项研究也证实，粒径在0.25～0.5 μm范围内颗粒物数浓度与健康危害关系最显著；且粒径越小，健康危害越大。这为我国大气颗粒物污染防治提供了新方向，即应重点关注更小粒径颗粒物，而不仅仅是PM2.5。

29种园林植物叶片滞留的PM10对颗粒物总体积贡献最大，PM2.5对体积的贡献最小；29种园林植物单位叶面积滞留PM2.5能力大小比较：灌木中小叶黄杨滞留PM2.5的能力最强，为1.168g·m-2，大叶黄杨次之，沙地柏最弱；乔木中银杏滞留PM2.5的能力最强，单位叶面积滞留0.225g·m-2，绦柳最弱；29种园林植物整株树滞留PM2.5能力大小比较：乔木中整株树每周滞留PM2.5能力较强的有国槐、银杏、臭椿、毛白杨、旱柳、圆柏和杜仲，灌木和藤本中整株树每周滞留PM2.5能力较强的有榆叶梅、木槿、钻石海棠、紫丁香和小叶黄杨，滞留PM2.5较弱的有紫荆、紫叶小檗和沙地柏。

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，叶片表面具有蜡质结构、表面可形成较深且密集沟槽、叶面多腺毛、能分泌黏性的油脂和汁液等特性的园林植物能吸附大量的降尘和飘尘。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。

此外，颗粒物对植物和生态系统会产生负面影响，光合作用的减弱、土壤盐度的变化以及硝酸盐、硫酸盐、酸及重金属沉降对植被的影响等定量反应已经被研究者所观测到。在未来研究哪些树种滞尘能力强的同时也应该考虑颗粒物对植物产生的潜在危害，如在大气污染严重的条件下颗粒物是否影响植物的寿命等。

3.2结论

（1）29种园林植物叶片表面大部分为PM10，均在94%以上，PM2.5在85%以上，粗颗粒物的数量对总体数量的贡献非常小，均在6%以下；以体积进行统计时，得出PM10的体积在总体积中的比例平均为71.3%，对颗粒物总体积贡献最大，滞留的PM2.5体积占总体积4.22%～26.14%，粗颗粒物的体积占总体积平均为28.7%。

（2）对乔灌木单位叶面积滞尘量进行比较，植物个体之间滞尘能力有很大的差异。雪松是绦柳的43倍以上，小叶黄杨的滞尘量是紫荆的28倍以上。

（3）29种园林植物单位叶面积滞留PM2.5能力大小比较：灌木和藤本中：小叶黄杨>大叶黄杨>迎春>女贞>榆叶梅>紫藤>钻石海棠>紫丁香>木槿>金银木>连翘>紫叶小檗>月季>紫荆>沙地柏；乔木中：银杏>圆柏>杜仲>国槐>雪松>臭椿>旱柳>毛白杨>油松>紫叶李>北京丁香>栾树>白蜡>绦柳。

（4）考虑不同植株的绿量大小，计算园林植物整株树每周的滞留PM2.5的能力，分析个体之间滞尘能力差异。29种园林植物整株树滞留PM2.5能力大小比较：乔木中整株树每周滞留PM2.5能力较强的有国槐、银杏、臭椿、毛白杨、旱柳、圆柏和杜仲，灌木和藤本中整株树每周滞留PM2.5能力较强的有榆叶梅、木槿、钻石海棠、紫丁香和小叶黄杨。

（5）植物叶表面不论是通过细胞之间的排列形成的沟槽还是通过各种条状突起、波状突起和脊状突起形成的沟槽，只要沟槽越密集、深浅差别越大，越有利于滞留大气颗粒物，且叶表面有蜡质、腺毛等结构及叶片能分泌黏性的油脂和汁液也有利于大气颗粒物的滞留。

参考文献：

PRUSTY B A, MISHRA P C, AZEEZY P A.2005. Dust accumulation and leaf pigment content in vegetation near the national highway at Sambalpur, Orissa, India [J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 60(2): 228-235.

BECKETT K P, FREER-SMITH P H, TAYLOR G. 2000a. The capture of particulate pollution by trees at five contrasting urban sites [J]. Arboricultural Journal, 24(2-3): 209-230.

DAI W, GAO J Q, CAO G, et al. 2013. Chemical composition and source identification of PM2.5in the suburb of Shenzhen, China [J]. Atmospheric Research, 122: 391-400.

HWANG HEE-JAE, YOOK SE-JIN, AHN KANG-HO. 2011. Experimental investigation of submicron and ultrafine soot particle removal by tree leaves [J]. Atmospheric Environment, 45(38): 6987-6994.

BECKETT K P, FREER-SMITH P H, TAYLOR G. 2000b. Effective tree species for local air-quality management [J]. Tree species and Air Quality, 26(1): 12-19.

NOWAK D J, CRANE D E, STEVENS J C. 2006. Air pollution removal by urban trees and shrubs in the United States [J]. Urban Forestry and Urban Greening, 4(3-4): 115-123.

OTTELE M, VAN BOHEMEN H D, FRAAIJ A L A. 2010. Quantifying the deposition of particulate matter on climber vegetation on living walls [J]. Ecological Engineering, 36(2): 154-162.

FREER-SMITH P H, KPBECKETT, GAIL TAYLOR. 2005. Deposition velocities to Sorbus aria, Acer campestre, Populusdeltoidstrichocarpa ‘Beaupre’, Pinusnigra and Cupressocyparisleylandii for coarse, fine and ultra-fine particles in the urban environment [J]. EnvironmentalPollution, 133(1): 157-167.

FREER-SMITHPH, HOLLOYWAY SOPHY, GOODMAN A. 1997. Theuptakeofparticulatesbyanurbanwoodland:sitedescriptionandparticul atecomposition [J].Environmentalpollution, 95(1): 27-35.

POSCHL U. 2005. Atmospheric aerosols: composition, transformation, climate and health effects [J]. Atmospheric Chemistry, 44(46): 7520-7540.

STRACQUADANIO M, APOLLO G, TROMBINI C. 2007. A study of PM2.5and PM2.5-associated polycyclic aromatic hydrocarbons at an urban site in the Po Valley (Bologna, Italy) [J]. Water, Air, and Soil Pollution, 179(1/4): 227-237.

WANG X H, BI X H, SHENG G Y. 2006. Chemical composition and sources of PM10and PM2.5aerosols in Guangzhou, China [J]. Environmental Monitoring and Assessment, 119(1/3): 425-439.

戴斯迪, 马克明, 宝乐, 等. 2013. 北京城区公园及其邻近道路国槐叶面尘分布与重金属污染特征[J]. 环境科学学报, 33(1): 154-162.

胡舒, 肖昕, 贾含帅, 等. 2012. 徐州市主要落叶绿化树种滞尘能力比较与分析[J]. 中国农学通报, 28(16): 95-98.

刘璐, 管东生, 陈永勤. 2013. 广州市常见行道树种叶片表面形态与滞尘能力[J]. 生态学报, 33(8): 2604-2614．

刘任涛, 毕润成, 赵哈林. 2008. 中国北方典型污染城市主要绿化树种的滞尘效应[J]. 生态环境, 17(5): 1879-1886.

邱媛, 管东生, 宋巍巍. 2008. 惠州城市植被的滞尘效应[J]. 生态学报, 28(6): 2455-2462.

石辉, 王会霞, 李秧秧, 等. 2011a. 女贞和珊瑚树叶片表面特征的AFM观察[J]. 生态学报, 31(5): 1471-1477.

石辉, 王会霞, 李秧秧. 2011b. 植物叶表面的润湿性及其生态学意义[J].生态学报, 31(15): 4287-4298.

王蕾, 高尚玉, 刘连友. 2006. 北京市11种园林植物滞留大气颗粒物能力研究[J]. 应用生态学报, 17(4): 597-601.

王蕾, 哈斯, 刘连友. 2007. 北京市六种针叶树叶面附着颗粒物的理化特征[J]. 应用生态学报, 18(3): 487-492.

王赞红, 李纪标. 2006. 城市街道常绿灌木植物叶片滞尘能力及滞尘颗粒物形态[J]. 生态环境, 15(2): 327-330.

于志会, 赵红艳, 杨波. 等. 2012. 吉林市常见园林植物滞尘能力研究[J].江苏农业科学, 40(6): 173-175.

张新献, 古润泽, 陈自新. 1997. 北京城市居住区绿地的滞尘效益[J]. 北京林业大学学报, 19(4): 12-17.

余海龙, 黄菊莹. 2012. 城市绿地滞尘机理及其效应研究进展[J]. 西北林学院学报, 27(6): 238-241.

赵晨曦, 王玉杰, 王云琦, 等. 2013. 细颗粒物(PM2.5)与植被关系的研究综述[J]. 生态学杂志, 32(8): 2203-2210.

赵松婷, 李新宇, 李延明. 2014. 园林植物滞留不同粒径大气颗粒物的

特征及规律[J]. 生态环境学报, 23(2): 271-276.

FineParticle-retaining Capability of Twenty-nine LandscapePlant Species in Beijing

ZHAOSongting*, LIXinyu*, LIYanming
Beijing institute of landscape architecture, Beijing Key Laboratory of Ecological Function Assessment and Regulation Technology of Green Space, Beijing100102, China

Abstract:In order to research retention capacity of airborne particulate matters (PM) by common plants, 29 species of representative plants in Beijing were chosen to systematically analyze the characteristics of deposition of PM with different size on them by using direct sampling, electron microscope analysis, image processing and statistical analysis methods. The results showed that: (1) Over 94% of PM deposition on plants’ leaf surface were PM10(DP≤10 μm), PM2.5(DP≤2.5 μm) accounted for over 85%, whereas, coarse particles accounted for less than 6%; The average volume percentage of PM10was 71.3%, that of PM2.5was 4.22%～26.14%, and the average volume percentage of coarse particulate was over 28.7%. (2) There are great difference in the per unit leaf area particulate adhesion ability among different tree species, The amount of particle-retaining per unit area byCedusdeodara（3.405 g·m-2）is 43 times that of Salix pendula(0.079 g·m-2). The amount of particle-retaining per unit area by Buxusmicrophylla（6.102 g·m-2）is 28 times higher than that of Cercischinensis(0.213 g·m-2).(3) The capability of PM2.5detained by 29 kinds of plants in every unit leaf area showed that Buxusmicrophyllahad better PM retention ability than other shrubs, which could reach 1.168 g·m-2. Within arbor species, Ginkgo biloba had the best PM retention ability, which could reach 0.225g·m-2. (4) The capability of PM2.5detained by the whole 29 kinds of plants showed that Sophora japonica , Ginkgo biloba , Ailanthus altissima, Populustomentosa, Salix matsudana, Sabina chinensisandEucommiaulmoideshad better PM retention ability than other arbor species, Within shrubs and vines species, Amygdalustriloba, Hibiscus syriacus, Malus sparkler, Syringa oblate and Buxusmicrophyllahad better PM retention ability. (5) whether the groove on the plant leaf surface formed by arranged cells or through a variety of strip protuberance, wave protrusions and ridges, as long as the groove is more intense and of greater depth difference, the plant could detain more particulate matters. What’s more, The plants whose leaf surface had waxy, more glandular hairs and cohesive juices could more easily detain particles.

Key words:landscape plant; electron microscope analysis; particulate matters; PM2.5; PM10

收稿日期：2015-03-16

*通信作者：赵松婷，E-mail:zhaosongting1986@163.com 李新宇，E-mail:lxy09618@163.com

作者简介：赵松婷（1986年生），女（满族），工程师，硕士，研究方向为园林生态。E-mail: zhaosongting1986@163.com

基金项目：国家科技支撑计划课题（2013BAC17B03）

中图分类号：X173

文献标志码：A

文章编号：1674-5906（2015）06-1004-09

DOI:10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.06.015