天津市10种常绿植物冬季滞尘量分析

杨静慧，翟彤彤，王茂思，刘艳军，桂毓，武春霞



天津市10种常绿植物冬季滞尘量分析

杨静慧，翟彤彤，王茂思，刘艳军，桂毓，武春霞

（天津农学院园艺园林学院，天津 300384）

为研究天津市冬季常绿植物的滞尘能力，以校园、公园、道路旁为样地，选择其中的10种常绿植物为样株，测定了植物单位叶面积滞尘量和单株总滞尘量。结果显示：道路旁植物的滞尘量最高（5.757 1 g/m2）、其次是校园（4.502 7 g/m2），公园最低（3.979 0 g/m2）；10种植物的单位叶面积的滞尘量为2.358 5～7.458 1 g/m2，滞尘量从大到小依次为：大叶黄杨＞白皮松＞小叶黄杨＞ 圆柏＞黑松＞油松＞凤尾兰＞沙地柏＞雪松＞龙柏；常绿绿篱及地被类植物单株总滞尘量依次是沙地柏（1.073 3 kg/株）、大叶黄杨（0.916 3 kg/株）、小叶黄杨（0.463 6 kg/株）、龙柏（0.428 8 kg/株）；常绿松柏类乔木单株总滞尘量依次是圆柏（19.592 7 kg/株）、黑松（1.653 3 kg/株）、白皮松（0.776 3 kg/株）、油松（0.461 3 kg/株）、雪松（0.407 1 kg/株）。其中，圆柏的单株总滞尘量是其他常绿乔木的12～48倍，是很好的降尘树种。沙地柏和大叶黄杨是滞尘能力较强的地被植物和绿篱。

天津；常绿植物；滞尘量；降尘树种；冬季

随中国城市化的飞速发展，城市中的建筑物高度和密度不断增加，城市逆温等阻止了颗粒物在垂直方向上的飘散，使颗粒物在低空和近地面积聚[1]，颗粒物尤其是细微颗粒物（PM2.5）被认为是产生雾霾天气的主要原因，雾霾天气不仅影响人们出行、生活，而且危害人们的身体健康[2]。大量研究表明，植物可通过其吸附作用截取和固定大气颗粒物，有效消减城市大气污染[3-6]。因此，植物的滞尘能力已成为城市绿化树种选择的重要指标。

近几年，学者在植物滞尘方面进行了广泛研究，如李新宇等对60个树种进行了研究[7]。也有人对北京[8]、大连[9]、保定[10]、徐州[11]等地的绿化树种的滞尘量分别进行了研究，但对经常出现雾霾天气的天津市研究报道较少，未见对天津冬季常绿树种单株总滞尘量的研究报道。

在大气颗粒物浓度偏高的北方冬季，落叶树种因其落叶失去了降尘效应，只有常绿植物仍具有降尘作用。因此对天津常绿植物滞尘能力的研究具有重要意义。笔者以天津市的校园、公园、道路3个功能区常见的10种冬季常绿植物作为研究对象，研究不同区域、不同植物种类的滞尘能力，为天津市园林规划及树种选择提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究材料

本试验研究材料为天津市常见的10种常绿绿化树种：凤尾兰（L.）、大叶黄杨（Thunb）、小叶黄杨 [Rehd. et Wils.）Cheng ssp.varM. Cheng]、白皮松（Zucc.）、黑松（Parl.）、油松（Carr.）、雪松 [（Roxb.）G. Don]、圆柏 [L.）Ant.]、沙地柏（Ant.）、龙柏（cv. Kaizuka）。

1.2 研究方法

1.2.1 植物叶片样品的采集

叶片样品采集于2016年1月9 —10日，20 d无降水且无大风的天气。以道路区（天津市南开区复康路）、公园区（天津市水上公园）、校园区（天津农学院及天津城建大学）作为不同的研究区域分别采样。选择生长健壮、成片的成年植株林地为样地。每个样地20 m × 20 m，对角线选取样株，每种植物选3～5株（3～5次重复）。每株植物采样30～40个叶片（凤尾兰5片）。其中松类植物一针为一叶，柏类植物2 cm左右小枝为一叶。采集树冠外围上、中、下、各个部位，多点采样，采集后放入自封袋中待测。

1.2.2 植物叶片灰尘的收集和称重

将采集的植物叶片样品放入盛有蒸馏水的烧杯中浸泡20 h，并用软毛刷刷掉叶片上残留的灰尘。将浸洗液倒入离心管中离心，去上清液、烘干、称重。

1.2.3 叶面积测定

将浸泡过并已去尘的叶片晾干后，分别用胶粘于洁净白纸上，并拍照，将照片转至计算机上，用Photoshop软件进行分析，得到植物单叶的叶面积。

1.2.4 全株叶数计算

对乔木类树种采用标准枝分层法先对植株分层、分级，直至小枝，将小枝作为标准枝，统计叶数/标准枝（）和标准枝数量/株（）。全株叶片总量＝×。绿篱及地被类植物是将其垂直投影面积1 m2的植株叶片数作为其单株叶片数量。

1.2.5 滞尘量的计算

树种单位叶面积滞尘量＝灰尘重量/叶面积；

树种单株总滞尘量＝××。

2 结果与分析

2.1 不同功能区植物叶片单位叶面积滞尘量比较

天津市不同研究地点常绿园林植物的单位叶面积滞尘量调查结果见图1、图2。由图1可见，不同地点同种植物滞尘量有明显差异，总体上同一植物生长在道路旁的滞尘量最大，在公园中的滞尘量最小。除白皮松外，其他9种植物滞尘量大小均呈现道路＞校园＞公园的趋势，不同研究区域的凤尾兰单位叶面积滞尘量由大到小为：道路（7.640 6 g/m2）＞校园（6.050 7 g/m2）＞公园（3.522 0 g/m2）。

2.2 不同植物种类叶片单位叶面积滞尘量比较

水上公园10种树种滞尘量结果如图3所示。由图3看出，不同种植物的滞尘能力有明显差异。总的来看，单位叶面积滞尘量最强的为黄杨类树种，其平均滞尘量为5.756 5 g/m2，松类的滞尘量较低，为3.837 6 g/m2，柏类最低为3.135 0 g/m2。在10个树种中，单位叶面积滞尘能力由大到小的顺序是：大叶黄杨＞白皮松＞圆柏＞小叶黄杨＞黑松＞油松＞凤尾兰＞沙地柏＞雪松＞龙柏，最大的是大叶黄杨，为7.458 1 g/m2，最小的是龙 柏，为2.358 5 g/m2，最大为最小的3.16倍。同类植物滞尘能力也不同，其中黄杨类树种中大叶黄杨（7.458 1 g/m2）＞小叶黄杨（4.054 9 g/m2）；松类树种中白皮松（5.048 1 g/m2）＞黑松（3.877 6 g/m2）＞油松（3.568 0 g/m2）＞雪松（2.856 6 g/m2）；柏类树种中圆柏（3.976 7 g/m2）＞沙地柏（3.069 8 g/m2）＞龙柏（2.358 5 g/m2）。

树种的差异使其形态学特性不同，如叶表面粗糙程度、表皮毛的有无、油脂分泌数量等均不相同[12]。此外，树冠大小、枝叶的疏密程度、叶片的大小等也影响滞尘量。

2.3 4种常见常绿绿篱和地被植物总滞尘量比较

4种园林常绿绿篱及地被类植物的植株总滞尘量如图4所示。图4表明，沙地柏的滞尘能力最强，为1.073 3 kg/株，其他树种滞尘量由大到小依次为：大叶黄杨（0.916 3 kg/株）、小叶黄杨（0.463 6 kg/株）、龙柏（0.428 8 kg/株）。黄杨类树种单位叶面积滞尘能力较强，可能是因为大叶黄杨和小叶黄杨单叶面积较大，容易滞留颗粒物。同时大叶黄杨叶片宽大，叶片不平整，坚硬，不易随风抖动，使颗粒物更易停留在叶片上，因而表现出较强的滞尘能力。

2.4 5种常绿乔木裸子植物总滞尘量比较

从图5可以看出，相比于低频情况扩张状态观测器的估计误差存在一定的波动，但估计效果还是比较理想的.由图6可知，在高频扰动信号影响下，自抗扰控制器仍可使系统摆角达到一个较高的稳态控制精度，且响应时间很短.

5种常绿乔木裸子植物平均单株总滞尘量如图5所示。图5表明，圆柏的总滞尘能力远高于其他几种乔木，为19.592 7 kg/株，其他树种滞尘量由大到小依次为：黑松、白皮松、油松、雪松，其滞尘量分别为1.653 3、0.776 3、0.461 3、0.407 1 kg/株。

白皮松、黑松等松类植物叶片滞尘量高于柏类，与松类植物的针叶分泌出的黏性油脂物质对粉尘的黏附作用有关[13]，但相比黄杨类植物（见图3），松树类植物因其叶片窄小而吸附的灰尘量相对较少。圆柏及沙地柏滞尘量略大于龙柏，与它们的刺状叶有关，因为刺叶的沟槽处更易集聚粉尘。

另外，圆柏树冠成紧凑的尖塔形或圆锥形，枝叶短小密集，多油脂，这些特性都利于粉尘的滞留[14]，而且圆柏树体高大，单株叶量远多于其他树种，这可能是其成为5种裸子植物中单株滞尘量最大的树种的主要原因。松树通常植株层间距较大，枝条和叶片密度相对较低，因此滞尘能力较弱。松类树种中黑松的单株滞尘量最多，这与其生长旺盛、单株叶量多有关。

3 讨论

植物的滞尘量与许多因素有关，如环境中尘埃的数量[15-17]、植物的栽植方式、绿地的类型[18]、植物的种类[17]、不同植物种类的配置方式[19]、植株的叶幕厚度、树冠结构[20]和枝叶密度[21]以及叶片的大小、叶表面的结构[22]、叶片表面的黏性分泌 物[23-24]等。由于京津冀冬季的雾霾较严重，所以比较冬季常见常绿植物的植株总滞尘量和叶片滞尘量更为重要，因为此时北方占主导地位的落叶植物已经全部落叶和休眠，能够吸附尘埃的只有常绿植物。本试验结果显示，10种常绿植物的滞尘量以阔叶常绿植物的最高。因此，在城市园林绿化中，种植这类植物更有利于降尘。

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Analysis of Dust Retention on 10 Species of Evergreen Plants in Winter of Tianjin

YANG Jing-hui, ZHAI Tong-tong, WANG Mao-si, LIU Yan-jun, GUI Yu, WU Chun-xia

（College of Horticulture and Landscape, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China）

In order to understand the capacity of evergreen plants on dust retention in the winter in Tianjin, the dust deposition per leaf and plant among ten species planted in campus, park and street were measured. The results showed that plants on the side of the street had the most dust accumulation（5.757 1 g/m2）, then was in the campus（4.502 7 g/m2）, and the least in the park（3.979 0 g/m2）; The average dust accumulation per unit leaf area of the ten species was range from 2.358 5 g/m2to 7.458 1 g/ m2, and the dust capacity of these plants were. The dust capacity of four evergreen hedgerows and cover plant was followed by（1.073 3 kg/plant）,0.916 3 kg/plant）,0.463 6 kg/plant）,（0.428 8 kg/plant）from more to less sequencing. The dust accumulation per plant of the five kinds of arbors were decreased in the order of（19.592 7 kg/plant）,（1.653 3 kg/plant）,（0.776 3 kg/plant）,（0.461 3 kg/plant）,（0.407 1 kg/plant）. Meanwhile, the dust accumulation per plant ofwas 12-18 times as lager as other arbors. Thereforeis a pretty good dust tree species.andwere stronger in dust retention capacity in evergreen hedgerows and cover plant.

Tianjin; evergreen plant; dust retention; dust tree species; winter

X173

A

1008-5394（2016）03-0031-04

2016-03-30

天津市科技成果转化及产业化推进计划项目“优质彩叶北美海棠新品种种苗的规模化繁育”（14ZXNZNC0040）；天津市农业科技成果推广与转化项目“彩叶树优良品种繁殖、栽培技术示范与推广”（201502100）

杨静慧（1961-），女，甘肃兰州人，教授，博士，主要从事园艺植物栽培、抗逆生理和分子育种研究。E-mail：jinghuiyang2@aliyun.com。