唐山市工矿区主要园林植物滞尘能力的初步研究

唐明

摘要：通过采样调查和实验室分析，对唐山市工矿区常见园林植物的滞尘能力进行了比较研究，探讨了唐山市不同植物类型、不同区域园林植物单位叶面积滞尘量的异同。结果表明，同一区域不同树种的单位面积滞尘量存在较大差异，不同区域同一类型树种的滞尘能力也存在较大差异，从大到小为灌木、乔木、草本植物。针叶乔木中以白皮松（Pinus bungeana）和油松（Pinus tabulaeformis）的滞尘能力较强；阔叶乔木中以玉兰（Magnolia denudata）和悬铃木（Platanus acerifolia）的滞尘能力较强；灌木中以木槿（Hibiscus syriacus）、金银木（Lonicera maackii）和铺地柏（Sabina procumbens）等的滞尘能力较强；草本植物中以地被菊（Chrysanthemum morifolium）和萱草（Hemerocallis fulva）的滞尘能力较强。同一植物的滞尘能力在不同地点表现出明显差异，说明园林植物的滞尘能力不仅与植物品种有关，还与生境有关。因此，选择滞尘能力强的园林植物，精细养护，合理配置不同生活型的园林植物，是充分发挥园林绿地滞尘效应的有效方法。

关键词：滞尘能力；园林植物；唐山市；工矿区

中图分类号：S731.6 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）19-3664-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.19.017

Abstract： The dust retention effects of common landscape plants in industrial mining areas of Tangshan city were researched by sampling investigation and laboratory analysis. The dust retention ability of landscape plants for different plant species and different regions was analyzed， saturated amount of dust retention for different test plants by landscape plants in industrial mining areas of Tangshan city were estimated. The results showed that， in the same region， there was an obvious difference on dust retention ability in different plant species， and there was different dust retention ability with the same species in different regions. The dust retention ability of tree species in different types had bigger difference and they were： defoliate trees>shrubs>grass. In coniferous arbor trees， the dust retention ability of Pinus bungeana and Pinus tabulaeformis was higher. In latifoliate arbor trees， the dust retention ability of Magnolia denudata and Platanus acerifolia was higher. In shrub trees， the dust retention ability of Hibiscus syriacus，Lonicera maackii and Sabina procumbens was higher. In grass， the dust retention ability of Chrysanthemum morifolium and Hemerocallis fulva was higher. The dust retention ability of the same trees pecies in different locations showed significant difference，indicatied that dust retention ability of trees is not only related to tree pecies，but also to the environment quality. It could be concluded that the effective way to improve the dust-retention effect of garden green space was to choose plants with strong dust-retention ability，strengthen the maintenance and management， and to dispose the arbor， shrub and herb layer rationally to increase vegetation quantity.

Key words： dust detaining ability；landscape plants；Tangshan city；industrial mining area

随着经济的发展和城市化进程的加快，工业生产带来的污染及人为活动使生态环境恶化，空氣污染加剧，粉尘、烟雾、有害气体增多，空气中微生物含量增加，对人们的健康造成了极大的影响。园林植物作为改善和美化城市环境的主体，在改善空气质量、阻滞粉尘、抑菌杀菌、防风固沙以及维护生态平衡、改善生态环境等方面起着主导和不可替代的作用，具有很高的美学和观赏价值。在城市绿化植物的选择过程中，不同植物对生态环境改善作用的差异日益受到重视，对于常见园林植物的滞尘效益进行研究，国内众多城市如杭州[1]、北京[2]、武汉[3]、徐州[4]等地也有相关的文献报道。唐山市作为重工业城市，空气质量差，目前缺少关于植物滞尘能力相关的报道，为此，主要分析了唐山市工矿区常见园林植物的滞尘能力，从而为进一步筛选和应用综合生态效益高的观赏植物种类，建立有益于城市环境的观赏植物配置提供理论基础。

1 研究对象与方法

1.1 研究区域概况

唐山市位于北纬39°36′，东经118°11′，隶属河北省地级市。唐山位居燕山南麓，地势北高南低，自西、西北向东及东南趋向平缓，直至沿海。气候类型为由寒温带向暖温带半湿润大陆性、季风型燕山山地气候，年平均气温10.0～11.3 ℃，气温年较差31.6 ℃，光照资源丰富，年日照总时数2 650.2 h，年无霜期182 d，年平均降水量649.4 mm，降水主要集中在7-8月[5，6]。唐山市是中国重要的能源装备制造基地，作为河北省重工业城市，唐山矿产和冶金行业发达，为中国三大铁矿集中区之一，煤矿、金矿等其他多类矿产亦十分富足，而且唐山以及河北的其他地区， 冬季取暖和发电用燃煤很多，过多燃煤和对工业的过度依赖都导致唐山市空气质量差，尤其是工矿区空气中粉尘含量很高。

1.2 采样地点及采样树种的选择

1.2.1 采样地点的选择 在唐山市按照不同工业类型设置3个采样点采集样品，分别为河钢集团唐钢公司、大唐国际陡河发电厂、开滦集团唐山矿。选择这3个采样点，主要缘于以下两个原因：一是这3个采样点具有代表性，是唐山市钢厂、煤矿、发电厂的代表，二是这3个采样点处于城市市区位置，园区绿地面积较大，植物种类较为丰富。

1.2.2 不同植物的滞尘能力分析 为了测定不同植物滞尘能力的差异，选择唐山主城区最具代表性的工业区作为研究地区，选择32种常见绿化植物作为研究对象，其中包括6种针叶乔木、1种针叶灌木、10种阔叶乔木、9种阔叶灌木以及6种草本植物（表1）。

1.3 采样方法

一般认为，15 mm的降雨量可以冲掉植物叶片的降尘，然后重新滞尘[7]。根据唐山市的降雨特点，于2016年5月5日雨后（雨量>15 mm）5 d、5月27日雨后（雨量>15 mm）5 d和6月7日雨后（雨量>15 mm）5 d对选择的树种依据其自身特点采集叶片。

为便于不同采样点之间植物滞尘作用的比较分析，不同采样地点选择同规格的植物品种进行采样，其中乔木胸径为10 cm左右，灌木地径为5 cm左右。采样位置为树冠东、南、西、北4个方向的枝条，同时兼顾上、中、下各部位，针叶树种采集50 g左右的叶片；阔叶树种叶长小于3 cm的叶片取50～80片，叶长3～8 cm的叶片取30～40片，叶长在8～15 cm的叶片取20～30片，叶长大于15 cm的叶片取10～15片；草本植物叶片剪取10 cm×10 cm大小。采集时不要触碰叶片表面，采下的叶片要立刻装入准备好的密封袋中，并编号，设3次重复。

1.4 滞尘量的测定

取若干直径12 cm的定性滤纸，编号后放入电热恒温鼓风干燥箱（101型，北京中兴伟业仪器有限公司）中，温度60 ℃下干燥12 h。取出滤纸后迅速称取滤纸质量（W0）。将采集的植物叶片置于烧杯中用蒸馏水浸泡2 h，针叶和革质叶片用小刷子轻轻刷洗叶片表面，密封袋内残留尘迹用水冲洗至烧杯中。用已称重的滤纸过滤浸泡液，过滤后的滤纸小心放入新的密封袋中，待所有样品浸泡、过滤完毕后，将滤纸与密封袋一同放入干燥箱中，60 ℃下干燥24 h。取出滤纸并称取质量（W1），W1-W0即为灰尘的质量。将浸泡后的阔葉树种和草本植物叶片用纱布擦净、压平，放在坐标纸上拍照，利用Adobe Photoshop CS5软件分析照片，得出坐标纸单位格子所占像素P0和叶片所占像素P，则叶片面积S1=P/P0，因此，滞尘量TSP=（W1-W0）/S1。对于针叶树种，使用毛刷充分刷洗后，将叶片烘干至衡重，称重W，用（W1-W0）/W表示滞尘能力。试验所得数据采用SPSS 17.0数据处理软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 针叶树种的滞尘能力分析

试验测定了7种针叶树种的滞尘能力，从表2可以看出，几种针叶树种的滞尘能力差异明显，其滞尘能力从大到小为：铺地柏、白皮松、油松、圆柏、龙柏、雪松、侧柏，铺地柏的滞尘量最大，为11.24 g/kg，其次为白皮松、油松，与铺地柏的差异不显著，侧柏的滞尘量最小，为8.07 g/kg。影响滞尘能力的因素主要有针叶树植株高度、叶表面结构形状和汁液分泌物等，铺地柏较乔木植株高度低，对地面扬尘的吸滞能力强，滞尘量最大，铺地柏、白皮松、油松、圆柏叶片簇生且枝叶能分泌树脂、黏液等，粉尘只有大雨冲刷下才能被部分清洗，对粉尘的滞留时间较长；侧柏的叶片扁平，粉尘容易被冲刷掉，滞尘能力最差。由此可见，在工矿区园林植物绿化中，可以优先选择铺地柏、白皮松、油松、圆柏作为常绿树种，从而达到更好的滞尘效果，净化大气中的尘埃。

2.2 阔叶乔木的滞尘能力分析

由表3可以看出，10种阔叶乔木的滞尘能力差异明显，其滞尘能力从大到小为：玉兰、悬铃木、榆、银杏、加杨、日本晚樱、臭椿、紫叶李、国槐、西府海棠，滞尘量最大的是玉兰和悬铃木，这主要与不同树种的树型、叶片形态结构、叶片的粗糙程度有很大的关系。一般株型紧凑、叶片宽大、叶表粗糙、叶柄粗壮、风吹不易抖动的树种能够吸附更多的粉尘。如玉兰和悬铃木叶片较大，叶片较厚，叶表有毛粗糙，附着的粉尘不易被风吹或雨淋带走；榆、银杏叶表粗糙，有明显的沟槽，滞尘能力较强；西府海棠、臭椿、国槐的叶片表面光滑、紫叶李叶片较薄，容易被风吹动，滞尘能力差。为此，在工矿区园林植物绿化中，可以优先选择玉兰、悬铃木、银杏、日本晚樱等品种，榆、紫叶李抗病害能力差，不建议大量应用。

2.3 阔叶灌木的滞尘能力分析

由表4可以看出，9种阔叶灌木的滞尘能力差异明显，其滞尘能力从大到小为：木槿、金银木、榆叶梅、紫薇、紫丁香、金钟花、月季、金叶女贞、紫叶小檗。滞尘量最大的是木槿，高达2.02 g/m2，其次是榆叶梅和金银木。测定的阔叶灌木单位叶面积滞尘量总体比测定的阔叶乔木高，这主要由于灌木的植株低矮，株型紧凑，更容易吸附更多的粉尘。不同阔叶灌木的滞尘能力主要与叶片的质地、形态结构、叶表的粗糙程度有很大的关系。与阔叶乔木相同，叶表粗糙、叶质较硬、不易抖动的植株滞尘能力更强，如叶表粗糙有毛的木槿、金银木、榆叶梅滞尘能力强；同样叶表光滑的植物，叶质较厚的紫薇、紫丁香、月季比叶质较薄的金叶女贞、紫叶小檗滞尘能力强。

2.4 草本植物的滞尘能力分析

由表5可以看出，6种草本植物的滞尘能力差异明显，其滞尘能力从大到小为：地被菊、萱草、鸢尾、马蔺、玉簪、早熟禾，滞尘量最大的是地被菊，其叶片表面粗糙多毛，有利于滞留更多的粉尘；其次是萱草，其叶片交错，叶表的叶脉明显，从而使其单位面积的叶片滞尘量相对较大；鸢尾和马蔺植株扁平，叶片表面有疏水层，不利于粉尘积累；玉簪叶片表面疏水，早熟禾叶片较为短小，质地薄，容易抖动，滞尘能力差。

2.5 不同类型植物滞尘能力比较

不同类型的植物由于植株高度不同，周围空气中灰尘量也不同，从而影响了滞尘效果。试验结果表明，滞尘能力从大到小为：阔叶灌木（1.52 g/m2）、阔叶乔木（1.26 g/m2）、草本（1.23 g/m2）。因针叶树种滞尘量计算方法不同，故未与其他类型树种一起进行比较。阔叶乔木植株高大，枝干开展，主要滞阻、过滤外界的降尘及飘尘；灌木因为所处高度比乔木低，能够有效地减少地面的扬尘和工业粉尘；草本植物虽然滞尘能力最低，却可以阻滞地表的扬尘。由此可见，对于空气严重污染的工业区绿地，除了栽植滞尘能力较强的阔叶乔木和针叶树种，还需要增加栽植滞尘能力较强的灌木植物和草本植物，丰富植物群落的绿化层次，全面提高滞尘效果。

2.6 不同区域植物滞尘能力分析

为了比较不同环境条件下同一树种单位叶面积滞尘量的差异，将由3处采集到的植物叶片的单位叶面积滞尘量进行了比较，结果见表6、表7、表8。从比较结果可以看出，同一树种在不同采样点其滞尘量有明显差异。

大唐国际陡河发电厂的园林树种单位叶面积滞尘量普遍较高，针叶树种、阔叶树种的滞尘量均明显高于其他两处，其原因可能是大唐国际陡河发电厂主要以燃煤发电，且位于市区边缘，重型运输车辆多，地面扬尘严重，厂区的绿化以乔木为主，灌木和草本植物的种类和数量较少，空气中可吸入颗粒物含量高。

开滦集团唐山矿园林树种单位叶面积滞尘量针叶树种、阔叶树种均明显高于河钢集团唐钢公司，草本植物的滞尘量总体高于其他两处，这主要是由于其生产中产生粉尘、焦油等物质，容易粘附在如玉簪、萱草等草本植物表面，使其吸附更多的微粒，同时厂区内有部分植物植株老化，养护管理不及时，影响了其滞尘能力。

河钢集团唐钢公司的园林树种单位叶面积的滞尘量居第3位，其原因可能是该区虽处于工业区，但烟尘排放量并不高，加上厂区及周边绿化较好，乔灌草的植物品种丰富，搭配合理，养护精细、到位，生长健壮，采用喷灌系统及时浇水，有效地淋洗掉了植物叶片上的粉尘，降低了大气中的粉尘含量。

3 小结与讨论

不同类型的园林植物滞尘能力方面存在明显差异，从大到小为阔叶灌木、阔叶乔木、草本，这与杨瑞卿等[4]对徐州市主要园林植物滞尘效应的调查研究、李寒娥等[8]对佛山市主要园林植物滞尘效应的调查研究和陈芳等[9]对武汉钢铁公司厂区绿地植物滞尘效应的研究结论一致。这主要与测定的植物品种、数量和取样的位置有关，本试验处于重工业区，颗粒物污染大，且颗粒较其他区域粘附能力强，灌木、草本植株低矮，叶片较为密集，更易粘黏粉尘。

在测定的园林植物中，乔木以玉兰、悬铃木、白皮松和油松等的滞尘能力较强；灌木以木槿、金银木和铺地柏等的滞尘能力较强；草本植物中地被菊和萱草的滞尘能力较强。对供试样品的观察发现，滞尘量较大植物叶片表面普遍比较粗糙，有毛，推断园林植物的滞尘量与其叶片的粗糙度相关，同时也与叶片的质地有很大关系。叶片硬挺，叶片表面粗糙，凹凸不平且有毛的植物更容易滞留较多的灰尘，而叶片光滑无毛、叶柄纤细、叶片容易晃动的植物则滞尘能力相对较弱，这与赵松婷等[10]对植物叶片表面进行显微镜观察的结果一致。

不同区域同种植物的滞尘效应不同，同一树种在不同地点的滞尘能力也表现出明显差异，这说明绿化树种的滞尘作用除与树种自身的叶片特征有关外，与其周围环境质量也存在一定的关系。杨瑞卿等[4]和王蕾等[11]的研究也得出了相同的结论。综合分析不同区域的植物周边环境，可以推断绿化植物滞尘量大小随污染源颗粒物污染程度增大而增加。大唐国际陡河发电厂周围空气中扬尘多，煤矿区域空气中的黏性颗粒多，植物叶片的单位滞尘量也较多。

根据调查，目前唐山地区工矿区植物类型配置比较单一，多以地被植物和乔木搭配为主，忽视了灌木显著的滞尘效果；植物品种也较为单调，灌木、藤木和草本植物品种缺乏；植物的养护管理也不够精细，部分植物修剪不及时，植株病虫害严重，这些都是影响植物发挥滞尘作用的原因。由于不同类型的植物株高不同，留置的粉尘种类不同，乔木主要滞阻、过滤外界的降尘及飘尘；灌木和草本植物有效减少地面的扬尘；藤本植物可以阻滞不同高度的灰尘。不同类型植物的合理搭配不仅可以提高叶面积绿量水平，提供豐富优美的园林景观，更能有效降低空气中的粉尘含量。因此，在工矿区园林绿化中，在选择适生树种的同时，应优先选择滞尘能力强的树种，还要注意不同结构类型的植物合理配置，加强对园林植物的精细管理，从而减轻厂区内各种降尘，提高工矿区的环境质量。

参考文献：

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