5种榆属植物滞尘量1)

孙勇 刘玉波 王永勖 吕伟伟

(吉林市林业科学研究院，吉林，132013)



5种榆属植物滞尘量1)

孙勇 刘玉波 王永勖 吕伟伟

(吉林市林业科学研究院，吉林，132013)

为了解黄榆的滞尘特性，选取黄榆和其他4种榆属植物进行初步比较。2014年7月份应用质量法对不同树种单位叶面积滞尘量进行测定，使用SAS9.0软件进行单因素方差分析(ANOVA)和Duncan多重比较分析。结果表明：5种植物滞尘能力存在极显著差异，黄榆单位叶面积滞尘能力最强，大叶榆(Ulmuslaevis)次之，垂榆(Ulmuspumila‘Pendula’)和榆(Ulmuspumila)稍弱，抗虫榆最弱；黄榆的树龄对单位叶面积滞尘能力有显著影响，3年生以上的黄榆滞尘能力增速缓慢，随树龄的变化趋于稳定；5年生黄榆单位叶面积滞尘能力随雨后时间变化较为明显，雨后7 d内滞尘量急速增加，10 d后趋于平缓，经过约25 mm降水的冲刷后，叶片重新开始滞尘。

黄榆；滞尘能力；单位叶面积滞尘量

We selectedUlmusmacrocarpaand other four kinds ofUlmusplant to study dust retention features preliminarily. In July 2014, we used gravimetric method to measure the dust retention of unit leaf area among different trees with SAS9.0 including the single factor analysis of variance (ANOVA) and Duncan multiple comparison analysis. The dust retention capacity of unit leaf area had an extremely significant difference among five kinds of plant,U.macrocarpawas the best followed byU.laevis,U.pumilacv.Pendula,U.pumila, and the insect-resistantUlmus. The age ofU.macrocarpahad a significant effect on dust retention capacities of unit leaf area, the dust retention capacity of more than three-yearU.macrocarpawas increased slowly, and tended to be stable along with the change of age. The dust retention capacities of five-yearU.macrocarpahad more obvious change after raining, was increased rapidly within 7 d after raining, and became flat after 10 d. After the 25 mm rain, the leaves began to dust again.

随着科技的发展和工业进程的加快，大气污染已成为现阶段人类需要解决的一个重要难题。目前大气颗粒物主要以扬尘、粉尘、PM10和PM2.5等形式存在着，其来源十分复杂，既有包括人为排放和自然散发，又有有组织排放和无组织扩散，最终形成了困扰人类生活的雾霾。城市绿地的滞尘作用是城市绿地重要的生态功能之一[1]，合理地对城市绿地进行植物选择和配置是构建功能景观的重要因素[2]，它不仅可以美化环境、调节气候，还可以有效的吸收有害气体、净化空气、改善空气质量，因此，将植物滞尘能力作为绿地配植的一个重要指标十分必要。

黄榆(Ulmusmacrocarpa)，别名大果榆，榆科榆属，主要分布在中国，朝鲜和俄罗斯也有少量分布。其生长速度快、适应性强、树形优美、叶色多变，是半干旱地区优良的先锋树种和水土保持树种及用材树种[3]。现阶段，对黄榆变种——蒙古黄榆(Ulmusmacrocarpavar.mongolica)研究较为广泛，研究领域涉及群落结构、空间格局、结实规律、培育技术、组织培养等，而针对黄榆的研究尚少，只体现在栽培技术[4]、无性系引种[5]、种子性状[6]等方面，尚无对黄榆滞尘效应方面的研究。对蒙古黄榆研究较多的原因是因为其分布在脆弱生态区，其生命力、抗病虫害能力极强，具有重要的生态意义。但由于蒙古黄榆生长缓慢，尤其结果规律和种植技术难以掌握，大批量人工栽掊技术还在探索之中。而黄榆同样具有蒙古黄榆的优良特性，如抗寒、抗干旱、抗病虫害等，并且黄榆速生、生态幅度宽等性状是蒙古黄榆所不具备的。因此，对黄榆进行相关研究更具现实与长远意义。

文中从黄榆滞尘能力的角度阐述黄榆的特点，对比其他几种常用榆属植物，对黄榆滞尘功能进行分析，旨在为黄榆在园林绿地配植应用和推广中提供科学的参考依据。

1 研究地概况

吉林市位于(42°31′～44°40′N，125°40′～127°56′E)吉林省中部偏东地区，属长白山山脉，地貌类型复杂。属温带大陆性季风气候，四季分明，年平均气温3.9 ℃，全年平均降水量700 mm，全年日照时间为2 300～2 500 h。全市林业用地总面积161.8万hm2，森林覆盖率54.6%，主要绿化树种有垂柳(Salixbabylonica)、杏(Armeniacavulgaris)、红皮云杉(Piceakoraiensis)、核桃楸(Juglansmandshurica)、连翘(Forsythiasuspensa)等。

2 材料与方法

通过对吉林地区榆属植物的调查和筛选，最终选择研究材料主要有黄榆(Ulmusmacrocarpa)、大叶榆(Ulmuslaevis)、榆(Ulmuspumila)、垂榆(Ulmuspumila‘Pendula’)和榆抗虫转基因品种。其中，黄榆分别选取1、2、3、4、5a树龄作为试验对象。

采样时间与方法：根据吉林市的天气状况和降水量特点，试验安排在2014年7月份进行，采样地点在吉林市林科院四合基地内。在雨季，通过降水量计算出适合试验的降水量(对于植物滞尘试验的研究，一般认为15 mm的降水量就可以将叶面的滞尘量洗刷干净，然后植物将重新开始滞尘)，根据试验需要，在雨后第3、7、10、15 d分别采集待测树种的叶片，采集后送试验室待测。

试验前，对供测树种进行实地踏查，选取每种榆树各30株待测。采集叶片时，在30株榆树中随机选取3株进行样品采集，采集时应均匀采集树冠四周及其树冠上中下不同部位的叶片，每树采集30片树叶。

统计分析方法：使用软件SAS 9.0对5种榆属植物的单位叶面积滞尘量进行分析，采用ANOVA单因素方差分析和Duncan多重比较(α=0.05)差异显著性分析，使用EXCEL 2003和SigmaPlot 12.5绘制图表。

3 结果与分析

3.1 黄榆与其他4种榆属植物滞尘能力的比较

在对雨后第7日采回的样本数据进行分析后，供试5种榆属植物平均单位叶面积滞尘量比较、方差分析和多重比较结果分别见表1、表2和表3。从而看出，5种榆属植物平均单位叶面积滞尘量为0.132 6～1.024 0 g·m-2，单位面积滞尘量的极值黄榆是抗虫榆的7.7倍；树种间平均单位叶面积滞尘量差异显著(P<0.000 1)，其中黄榆平均单位叶面积滞尘量最大(0.857 7 g·m-2)，大叶榆次之(0.311 5 g·m-2)，抗虫榆最小(0.147 3 g·m-2)。

表1 5种榆属植物平均单位叶面积滞尘量比较

g·m-2

表2 5种榆属植物单位叶面积滞尘量方差分析结果

表3 5种榆属植物单位叶面积滞尘量多重比较结果

注：N=90；标有不同字母的两平均数间差异显著。

3.2 不同树龄黄榆滞尘能力的比较

对雨后第7日采回的样本数据进行分析后，供试5种树龄的黄榆平均单位叶面积滞尘量比较、方差分析和多重比较结果分别见表4、表5和表6。结果显示，1年生～5年生黄榆平均单位叶面积滞尘量为0.305 2～1.024 0 g·m-2；5年生黄榆平均单位叶面积滞尘量最大(0.857 7 g·m-2)，1年生黄榆最小(0.503 2 g·m-2)，5年生是1年生黄榆的1.7倍；树龄间平均单位叶面积滞尘量存在显著差异(P<0.000 1)，5年生与4年生黄榆之间无显著差异，与其他树龄差异显著；4年生黄榆分别与5年、3年生黄榆之间差异不显著，与其他树龄差异显著，2年生与1年生黄榆差异不显著。

经测量，3年生黄榆树高平均可达1.9 m，分枝已经明显，树形基本稳定，可以在绿化应用中显现出良好的滞尘效果。

表4 不同树龄黄榆平均单位叶面积滞尘量比较

g·m-2

表5 黄榆不同树龄单位叶面积滞尘量方差分析结果

表6 黄榆不同树龄单位叶面积滞尘量多重比较结果

注：N=90；标有相同字母的两组均数间无显著差异。

3.3 黄榆滞尘能力随时间推移的变化规律

在对5年生黄榆雨后第3、7、10、14 d采回的样本数据进行分析后，5年生黄榆平均单位叶面积滞尘量的变化规律见图1。

图1 5年生黄榆单位叶面积滞尘量随时间推移的变化规律

图1的结果显示，雨后前7 d黄榆单位叶面积滞尘量呈急速上升阶段，第7天达到0.857 7 g·m-2；7～10 d增长缓慢，第10天为0.975 8 g·m-2；10～12 d趋于平缓，预计第14天至第15天将达到峰值，其值为1.020 0 g·m-2；由于第15天天气情况突然变化，进行紧急采样，采样时有大风天气并伴有小雨，导致滞尘量下降，仅为0.935 6 g·m-2；雨后第15天开始新一轮降雨，持续到第16天午夜，经测量降雨量为25 mm，第17天测得黄榆滞尘量为0.031 0 g·m-2，可以认为黄榆叶面滞尘量已被大于15 mm的降雨洗刷干净，开始新一轮滞尘。

综上所述，黄榆滞尘周期约14 d，其中前7 d滞尘量贡献最大，达到0.857 7 g·m-2，占滞尘总量的84%，平均每天增长0.122 5 g·m-2；7～10 d占滞尘总量的12%，平均每天增长0.039 4 g·m-2；10～12 d占滞尘总量的2.4%，平均每天增长0.012 2 g·m-2；预计第14天至第15天将达到峰值。

4 结束语

吉林地区5种榆属植物对空气中的颗粒物均具有显著的阻挡、截留与吸滞作用，且叶片单位叶面积滞尘量存在明显差异。供试榆属植物中，黄榆单位面积滞尘能力最强，抗虫榆单位面积滞尘能力最弱。其中，黄榆随着树龄的增长，其单位面积滞尘能力逐步升高，3 a树龄后增长缓慢。在绿化应用中，使用3年生以上的黄榆，绿化效果较好，其滞尘能力也已明显。

黄榆是吉林省乡土树种，具有种源优势，但是由于重视程度不够，仅被当做普通榆树对待，野生资源的盗砍盗伐现象严重，优良的种质资源将面临流失。相比较其变异种蒙古黄榆(Ulmusmacrocarpavar.mongolica)，黄榆生长速度更快、观赏效果更佳、适应性更强，其潜在价值巨大。多项研究表明，叶片表面特征、被毛情况[7]、叶面构造[8]等因素决定着树种单位叶面积滞尘能力。本试验发现，黄榆的叶面与其他榆属植物的叶面有所不同，其叶面滞尘原理尚有待深入探究。

目前，在城市绿地规划设计与园林植物景观配置的过程中，植物的滞尘能力已成为树种选择的重要因素。因此，研究黄榆的滞尘能力，提高黄榆在园林绿化中的应用价值，丰富黄榆在功能景观中的应用比例是本研究的目的与意义所在，经过研究与讨论以期为吉林地区提供更多滞尘能力强的绿化树种，使得空气污染得到缓解，改善城市大气环境质量，提升绿地的功能价值。

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Dust Retention of FiveUlmusPlants//

Sun Yong, Liu Yubo, Wang Yongxu, Lü Weiwei

(Jilin City Academy of Forestry, Jilin 132013, P. R. China)//Journal of Northeast Forestry University，2016,44(9)：54-57.

Ulmusmacrocarpa； Dust retention capacity； Dust retention of unit leaf area

孙勇，男，1982年6月生，吉林市林业科学研究院，工程师。E-mail:ylsy2001@163.com。

2015年11月23日。

S792.19;X513

1)吉林省林业科技项目(2013-012)。

责任编辑：任 俐。