基于有效降低PM2.5的园林植物选种对策研究

严有光

摘要：指出了PM_2.5超标的新闻时常拨动人们敏感的神经，全国190座城市的PM_2.5年均浓度平均为60.8μg/m³，其中PM_2.5年均浓度达到“国标”35 μg/m³的城市仅18座，超标城市占90%以上。多个省市因各种原因，导致PM_2.5严重超标，其中保定、石家庄、菏泽、聊城等城市问题尤其突出。如何应对日益突出的环境问题，成为摆在人类面前的刻不容缓课题，提出了利用园林植物有效降低大气中的PM_2.5的对策，这既是园林部门的工作，也是园林人不可推卸的责任。

关键词：细微颗粒物;园林植物;降低

中图分类号：TU986

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）04-0022-03

1 PM_2.5概述

1.1PM_2.5的含义

PM，是英文particulate matter（颗粒物）的缩写。PM_2.5是由美国在1997年提出的，主要是为了更有效地监测随着工业化日益发达而出现的、在旧标准中被忽略的对人体有害的细小颗粒物。它指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物，又称可入肺颗粒物.能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。它对空气质量和能见度等有重要的影响。与大气中其它粒径较大的颗粒物相比，PM_2.5粒径小，量大，活性强，易附带有毒、有害物质（例如有害气体、有毒重金属、有害微生物等）。PM_2.5在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。PM_2.5指数已经成为一个重要的测控空气污染程度的指数。

1.2

PM_2.5的来源

PM_2.5的来源主要通过两种途径，一种是自然源。自然界中的灾害事件，如火山爆发向大气中排放了大量的火山灰;森林大火，燃烧物向大气中排放的烟雾会将大量细颗粒物输送到大气层中。还包括植物花粉、孢子、细菌等。另一种是人为源。人为源包括各种燃料燃烧源，如发电、冶金、石油、纺织印染等各种工业过程，供热、烹调过程中燃煤与燃气或燃油排放的烟尘;各类交通工具在运行过程中使用燃料时向大气中排放的尾气和道路扬尘。

PM_2.5可以由硫和氮的氧化物转化而成。人类对化石燃料（煤、石油等）和垃圾的燃烧造成这些气体污染物的产生。有些国家，煤炭燃烧是家庭取暖和能源供应的主要方式。经常相对落后国家的柴油汽车也是颗粒物的来源。在室内，二手烟是颗粒物最主要的来源。颗粒物的来源是不完全燃烧、因此只要是靠燃烧的烟草产品，一定会产生具有严重危害的颗粒物;焚烧冥纸和香、点燃蚊香都会产生有害的PM_2.5。

1.3 PM_2.5的危害

PM_2.5能被吸人人体，不易被阻挡。它通过鼻腔进入，经过支气管，再到达肺部，从而干扰肺部的气体交换，引发哮喘、心血管病等方面的疾病。这些颗粒还可以进入人体血液当中，部分有害气体、重金属等会溶解在血液中.对人体健康的影响就更可怕。而PM_2.5还可成为病毒和细菌的载体，为呼吸道传染病的传播推波助澜。研究显示，大气中粒径在2. 5μm以下的颗粒物.75%停留在肺泡内。而人体呼吸系统是一个敏感并且复杂的环境系统.颗粒物长期停留在呼吸系统内，会让呼吸系统不适，当超过人体自身的免疫幅度就会引发炎症。有害微生物、多环芳烃、油烟等致癌物质被一起带人体内，造成更严重的危害。细颗粒物可以自由进入呼吸系统.其他致病的物质如细菌、病毒，来到呼吸系统的深处.造成感染。另一个间接的方式是，细颗粒物刺激呼吸道产生炎症后，呼吸道释放细胞因子引起血管损伤，最终导致血栓的形成。流行病学的调查发现，城市大气颗粒物中的多环芳烃与居民肺癌的发病率和死亡率相关。

2 能降低PM_2.5植物种类的性状

在大气中的PM_2.5、PM₁₀， PM₁₀₀等顆粒物污染中，PM_2.5是影响最为突出的一个因素。实践证明，人类单一依赖污染源治理的方法来解决环境问题.效果不显著，而综合利用各种手段，能更有效地治理PM2.-等造成的环境问题。其中借助自然界的绿肺一园林植物是缓解当前大气中PM_2.5污染压力的有效途径。

研究表明，一株植物的所有叶片表面积之和是它冠幅面积的20倍以上，这些叶片表面直接跟空气接触.一方面通过光合作用吸收大气当中的二氧化碳放出氧气，另一方面能吸附灰尘;乔灌木能降低风速，拦截颗粒物;叶面上生长的茸毛，能吸收、阻滞和过滤PM_2.5等污染物。植物叶片由表皮和叶肉两部分组成。表皮细胞扁平，排列紧密，形成气孔或向外突出形成毛茸。叶肉由栅栏组织、海绵组织和叶脉构成。栅栏组织紧密排列呈栅栏状，内含较多的叶绿体。海绵组织细胞形状多不规则，排列疏松，状如海绵。叶脉为贯穿于叶肉间的维管束。这些组织，在主脉下方凸出部分通常较多而特别发达。因其表面这种结构的特殊性，叶片可以有效吸收和净化大气中PM_2.5。植物叶片滞尘量越大.对大气颗粒物的消减作用越强，降低PM_2.5作用越明显。因此.叶片上有茸毛、产生分泌物、表面凹凸不平的树种，吸附作用更明显，降低大气中的PM_2.5效果更好;叶片数量多、表面积大的品种，吸尘效果更好;常绿乔灌木由于一年四季叶片常在，吸附效果更好;阔叶乔灌木植物叶片表面积较大.滞尘量较好。

此外，就单个叶片而言，阔叶灌木与阔叶乔木几乎滞尘效果相同。因此，常绿灌木植被的叶片滞尘效应降低PM_2.5在城市环境污染研究中有重要意义，应得到一定重视。如武汉市常见的绿篱树种大叶黄杨，其叶片表面平滑、具厚层腊质、气孔凹陷.具备吸收大气中PM_2.5的植被特征，但目前对其叶片降低PM_2.5效应的认识仍较为粗浅。

3有利于降低城市大气中PM_2.5植物种植结构分析

PM_2.5作为一项城市环境监测指标，在我们国家提出来不久，所以它在学术领域的研究才开始起步，尤其在城市园林植物方面，可以说在我国城市植物对PM的影响还没有形成专门的研究方向。那么目前主要是借鉴植物的滞尘效应研究成果。尽管PM粒径很小（小于或等于2.5 μm），但是它仍属于大气中的颗粒物.同样具有颗粒物的性质.所以此借鉴有一定的应用意义。

3.1 植物选择的原则

3.1.1 坚持本土树种和外来树种相结合

只有自己生长良好的植物.才能发挥其生态效应，吸收大气中的PM_2.5颗粒物。在本地长期的生长过程中，逐渐适应本地环境，会出现一批适应性强、优良性状明显、抗逆性好的主要树种，这些树种应成为城市园林绿化的骨干树种。除了大量应用这些树种外，还要尝试引种一些已经在外地被证明过对PM_2.5有明显抑制作用的树种.只有这样的结合，才能丰富品种.稳定树木结构，才能更有效地减少大气中的PM_2.5颗粒物。

3.1.2 坚持常绿树种与落叶树种相结合

城市植物降低PM_2.5，净化城市空气的主要途径是依赖植物叶片对PM_2.5吸收，对于落叶树种，到了冬季，叶片枯黄脱落，发挥的生态作用会大大地减弱，尤其是吸收PM_2.5。所以绿化的主体应该是常绿乔木。

3.1.3 坚持乔木、灌木、草坪相结合

不同的植物，在降低PM_2.5浓度方面能发挥不同的作用。像草坪在对付扬尘方面.效果就比乔木要好。

由北京林业大学环境科学与工程学院王毅力教授提供的实验研究数据显示，如果是乔木、灌木、草坪相结合的复层绿地，每年的滞尘量是公园式绿地的1. 52倍，是草灌木林的6.9倍，更是地被的39倍多。

3.2有利于降低PM_2.5的园林措施

3.2.1 丰富植物种类

PM_2.5的贡献主体之一为城市，与自然园林生态系统相比，城市园林生态系统属于人工生态，结构简单，生物链单一，属于非常脆弱的一种生态系统，容易受外界环境的影响。每年要使用大量的化肥农药来维持城市园林植物正常生长，这种简单粗暴的管理方式带来的后果是养护成本高和增加环境的负担。丰富城市种植的种类能够提高城市园林生态系统的稳定性。植物生长稳定.对环境的生态作用会更明显，对PM_2.5的吸收作用更显著。

3.2.2 增设道路绿化带

道路绿化带具有美化城市，消除道上司机视觉疲劳的作用，种植乔木绿化带还可以改变道路的空间尺度，使道路空间具有良好的宽高比。此外，还有净化环境作用，能滞尘，减弱噪声。在车道之间建立大量的立体绿化带，增加道路两边的绿化，可种植夹竹桃、黄馨、杨柳，冬季增加常绿树种龙柏、爬地柏等，这些植物吸收二氧化硫和机动车尾气的效果好，也有助于吸收PM_2.5。此外，将柏油路逐渐改成渗水的沥青路也十分有利，在下雨天尤其有利于吸附PM_2.5。

道路绿化带种植原则应满足以下要求：①道路绿化应以乔木为主，乔木、灌木、地被立体种植。②道路绿化必须满足行车视线和行车净空要求。③种植应适地适树，优先选择本土树种。④道路绿地应根据需要配备灌溉设施;并与城市排水系统结合，防止绿地内积水和水土流失。

3.2.3 充分利用立体空间

世界园林绿化建设的趋势是向立体空间发展。不仅可以美化环境，更主要是可以立体地吸收PM_2.5，极大降低其在空气中的含量。例如德国、日本，在地面上利用乔、灌、草的搭配进行立体种植，另外，还在房屋顶部、墙体周边和高架桥立柱也进行了植物的种植。

每种植物都其生物学特性，因此处在不同生态的位置，占据一定的空间。因此，将乔、灌、草和地被等植物搭配种植，可以充分发挥植物的生态作用.同时合理利用空间。

除了将乔、灌、草、藤和地被植物搭配种植外，利用屋顶和墙体，也是很好的降低PM_2.5的种植形式。植物能有效地是吸附大气中PM_2.5等有害颗粒物，起到净化空气的作用。大多数城市特别是特大型城市，中心区所缺少的正是植物。立体绿化是解决城市绿量不足.让城市拥有更多的绿色。例如屋顶绿化，日本、新加坡在2000年后的新建建筑已做到100%的覆盖率，相比之下，我国屋顶绿化只是城市少见的一道风景。我国被誉为“世界园林之母”，有丰富植物资源，特别是藤木植物和地被植物，这些都是很好的立体绿化材料。如用来进行墙体、坡面和廊架绿化的植物有爬山虎、五叶地锦、金银花、藤本月季、紫藤等多种;用来进行林间和坡面绿化的地被植物有花叶曼长春、白三叶、迎春花、钻石月季。完全可以在楼顶进行屋顶绿化，形成空中花园、草坪等;墻体也可以种植一些藤类植物，尤其是在环路及主干道两侧。

目前，武汉市的常见城市绿化树种中，应用较多的有樟树、桂花等常绿乔木，法桐、杨树等落叶树，杜鹃、小叶栀子等色块植物，白三叶、美女樱等地被植物，因吸收粉尘能力强，都能够在一定程度上降低大气中的PM_2.5，但其个体滞尘能力到底有多大，乔、灌、草结合模式如何搭配才能达到最佳效果.还有待通过进一步监测和比对，对树木花草治理PM_2.5的能力进行细化研究，优选更多治理PM_2.5的植物高手。