城市花粉、飞絮飞毛等植源性污染特征及其防治∗

王 成

中国林业科学研究院林业研究所 国家林业局城市森林研究中心 北京 100091

随着我国城市绿化水平的不断提高，人们可以更方便地走进森林、绿地，享受绿化建设带来的丰富多彩的生态福利，生活品质得到了显著改善。但绿色植物如果选择和使用不当，也会对环境造成污染，给人们的日常生活带来不便，甚至对人体健康产生不利的影响，造成植源性污染问题[1]。近年来杨柳飞絮已经成为困扰我国北方城市的一大难题，花粉过敏问题也呈现逐渐增加的态势，植物释放的异戊二烯造成低空臭氧污染也成为国际研究的热点问题[2－4]。2017年的4月28日仅一天，北京市119指挥中心就接到因杨柳絮引发的火灾301起[5]。在山东济南，很多法国梧桐、杨树和柳树，空气中树木花粉格外多，山东省立医院变态反应科，春季平均每天能接诊40个花粉过敏患者，比其他季节高出30%，过敏性哮喘主要就是由花粉过敏导致[6]。近年来，“花粉过敏”已成许多国家的 “新难题”，一些患者因严重过敏，不得不向公司、学校请假[7－8]。因此，在城镇绿化建设过程中，除了要了解植物的生长、观赏价值等特性以外，还要研究它与环境污染的关系、与人体健康的关系，这样才能科学地选择和配置城市绿化植物，营造自然优美、健康友好的城市绿色空间。根据作者前期在北京、成都、合肥、广州的调查成果，以及对北京城市树木、草本植物花粉飘散规律的研究[3，9－12]，本文总结提出城市花粉和飞絮等植源性污染的防治对策。

1 植源性污染的特点

植源性污染主要指绿色植物本身产生的某种物质达到某种程度时对人体和环境产生的不利影响[1]。主要包括植物花粉、飞絮、飞毛以及难闻气味和产生空气污染物的植物有机挥发物。

1.1 空气作为传播载体，防范比较困难

花粉、飞絮、飞毛等都是在空气中漂浮扩散的细小颗粒物质，通过皮肤接触、呼吸吸入等途径对人体产生影响，因此空气作为传播媒介，决定了其传播范围的广泛性和防范的困难性。

1.2 造成各种过敏反应，影响居民身体健康

从目前的研究来看，在3种主要植源性污染物中，引起过敏症状的人数排序为花粉＞飞毛飞絮＞气味 (图1)。对人体健康的影响主要是造成鼻炎、咽炎、支气管炎等呼吸道疾病和皮肤过敏，出现瘙痒、流泪、打喷嚏、胸闷等症状，一些致敏植物甚至威胁哮喘病人的生命[3，13]。

图1 4个城市植源性污染的种类[3]

1.3 具有季节性，每年都会持续反复发生

植源性污染主要与植物的物候期有关，每年在同一季节发生的污染也比较类似 (图2)[3]。目前我国的花粉变应性哮喘的发病主要有春季和夏秋季2个高峰期，以夏秋季更为重要，临床上大多数对花粉过敏的哮喘病人以夏秋季花粉过敏为主[14]。

图2 4个城市花粉污染的季节[3]

1.4 花粉和气味污染在外观上具有一定的隐蔽性，不容易被发现

花粉的粒径通常很小，飘散到空气中很难凭肉眼观察到[14－15]。而某些植物挥发的有机物造成的气味污染更是不容易看到。这就要求对植物的致敏性和挥发物的研究要加全面深入。

2 植源性污染的影响因素

2.1 植物种类

我国城市的主要绿化树种中白蜡、油松、悬铃木、火炬树、圆柏、椿树、杨树、柳树、银杏、广玉兰、泡桐和麻楝属于容易产生植源性污染的树种[3]。以北京花粉污染为例，不同地带的花粉致敏植物种类有所不同[16]，但总体上城市近郊区、城区的致敏植物种类主要有13科29种植物，以落叶阔叶乔木树种为主 (表1)。从花粉致敏性来看，在北京市致敏性最强的树种主要有火炬树、白蜡、暴马丁香；致敏性较强的树种主要有柏科植物、蔷薇科植物以及木犀科丁香属植物；致敏性较弱的植物主要有银杏、油松、白皮松和榆树。从花粉量来看，花期花粉量大的植物主要有油松、白皮松、侧柏、白桦、白玉兰、火炬树、白蜡以及杨柳科植物；花粉量少的植物主要有银杏和榆树等。花粉量大的植物致敏性不一定大，例如油松和白皮松，而花粉量少的植物致敏性不一定就弱，火炬树和白蜡树的花粉量大且致敏性也特别强。

表1 北京地区主要植源污染植物发生物候图谱

2.2 栽植密度

植源性污染危害与污染物的浓度密切相关，而浓度产生的核心是植物的使用量。一个城市同一植物栽植量过大就会造成污染，甚至有些致敏性不强的植物，由于大量使用也会造成污染。比如我国北方城市大量使用杨树、柳树造成飞絮污染，一些居民区大量使用松柏造成花粉过敏问题突出[11]。我国长江流域许多城市行道树法国梧桐，其飞毛对居民呼吸道造成影响[3]。日本柳杉林的比重很大，许多人对柳杉花粉过敏[8]。

2.3 栽植位置

有植源性污染的植物在人们生活工作的场所要尽量避免使用，特别是在房前屋后的庭院、城市和公园道路两边、游憩绿地要少用或不用。在城镇上风口处栽植的雌树会污染下方的城区。从花粉的飘散特点来看，花粉的传播随着距离的增加而浓度降低[17]。

2.4 绿地地表状况

植源性污染传播与气流有关。我们对比研究了不同树种在软、硬两种地表条件下的花粉变化特征发现 (图3)，白天花粉浓度的高峰期都出现在下午14∶00前后，而夜间硬质地表整体的花粉浓度要略高于软质地表，并且在20∶00前后又出现了一个高峰期，要显著高于软质地表[12]。其原因在于春、夏季节，硬质地面会将白天积蓄热量在夜间缓慢释放出来，使得近地空间的空气对流运动加剧，花粉粒子也在气流运动的作用下在空气中不断飘散，从而增加了近地空间空气中的花粉浓度。

图3 不同地表环境下不同树种花粉浓度均值的日变化比较[12]

2.5 气象条件

风向、风速大小在一定程度上决定着花粉、飞毛飞絮和气味的浓度，而温度和湿度的变化影响植物开花和飘散特点，决定致敏花粉的数量。在微风或者静风条件下，花粉、飞絮污染往往较为严重。降水会显著降低花粉、飞毛飞絮的浓度。另外，全球气候变暖也是导致植源性污染问题加剧的重要原因，城市化地区空气中的二氧化碳浓度越来越高，植物越长越快，很多植物提早开花，且花期明显变长，导致花粉越来越多[7]。

2.6 城镇化发展

植源性污染问题的产生除了上述原因以外，还与城镇化发展有关。从北京的情况来看，这些年造林是减少了雌性杨柳的使用，平原造林工程实施以后，杨树林所占比例由2010年的63%下降到2014年的43%[18－19]。但为什么近年来北京飞絮污染问题越来越突出?

一是有植源性污染问题的树木进城了。北京建成区面积的不断扩大，使原来处于乡村和农田背景下的森林树木特别是杨柳树，其周边背景变成了建筑区，这些市民活动空间离原来的杨柳更近了!

二是植物花粉、飞絮等无家可归了。进入城区的杨柳树被硬化的城市建筑空间所包围。原来是花粉、飞絮 (其实是树木种子)飘散到农田、草地、林地、河流水系湿地等，被吸附、滞留在这些土地里就是最终的归宿不再出来。而在城市背景下，这些飞毛、飞絮、花粉面对的是光滑、扰动频繁的下垫面，失去了附着的场所，处在无着无落，无家可归的状态，反复地在空气中飘荡，自然就感觉花粉、飞絮更多，时间更长了!

三是林地、绿地等生态空间的吸附能力降低了。城市林地、绿地包括草坪在日常养护过程中，采取的是农田的管理方式，实行的是 “纯化”“干净”的裸土式养护!严重降低了林地、绿地对这些污染物的吸附滞留功能，带来反复污染的问题!

3 植源性污染的防治对策

虽然人们对植源性污染早有认识，但这种污染不像工业污染那样对环境的破坏很严重，因此在防治方面一直未引起广泛的重视。其实，植源性污染对过敏人群的生活还是有很大影响的，比如花粉过敏带来的皮肤、呼吸道等不适直接影响人体健康；而飞絮中的多种致敏因子，也可导致皮肤过敏，出现小红疹、脱皮、红肿和瘙痒，并且飞絮还可能携带和传播病菌。目前，医学保健方面从致敏机理、季节变化动态及防治措施等方面有比较全面的研究[20－24]，而园林和林业部门也提出了一些措施，包括提倡建设近自然的城市森林[25]。基于我们前期的研究，本文提出以下防治对策和建议。

3.1 总体方针

植源性污染的防治要围绕污染源头—传播路径—吸纳能力—影响区域—敏感人群5个核心要素来考虑，在防治对策上采取5个方面的措施。

1)减少污染来源。减少花粉、飞絮等污染物的来源是关键，从植物选择和使用这个源头抓起，减少污染物的供应量，降低空气中的污染物浓度。

2)切断传播路径。植源性污染主要以空气为媒介进行传播。从空气动力学、环境化学、植物生态学、城市生态学等相关学科综合考虑，防治的重要措施是设置屏蔽区和隔离带阻断传播路径。

3)增强吸纳能力。扩大城市森林、湿地等生态空间面积，培育近自然的森林结构，实现城市绿地地表的全覆盖，发挥林地、湿地、绿地等生态空间本身对飞毛、飞絮、花粉的吸纳能力，减少反复飘散问题。

4)控制影响区域。植源性污染物是植物生长发育繁殖的产物，其传播和影响范围都有其特定的规律。在一般地区是无害的，无需防治。对于这类污染的防治重点是控制人为活动比较频繁的生产生活、休闲游憩等地区的污染。

5)庇护敏感人群。植源性污染直接影响城市环境，并对居民健康不利，也给生产生活带来一些影响。城市居民应避免或者减少与污染物的接触，合理安排出行时间和地点，回避污染高峰期和污染区域。

3.2 具体对策

1)科学选择树种，合理配置林分结构。由于植源性污染物的产生是植物体本身的生物学特性决定的，还难以完全消除。有些存在植源性污染问题的树种在城镇绿化中还具有其他的优良特性，因此，对于容易产生污染的植物，可以通过合理群落配置模式来减轻污染的程度[17]。建议如下:选择使用致敏性低的城市绿化树种；尽量避免在城市上风口使用污染树种；多树种混交，避免植源性污染树种形成大面积纯林；在居民区、公共休闲绿地等人类活动比较集中的场所避免使用植源性污染树种；减少人行道、广场、游憩绿地等硬化比重大的地带使用致敏树种；减少林地、绿地边缘区使用致敏树种；通过培育雄性个体来逐步取代有污染问题的雌树。

2)科学养护管理林地地表，增强地表对花粉、飞絮的吸附滞纳功能。无论是空气颗粒物等尘源性污染还是花粉、飞絮等植源性污染，都要回到地面，因此，林地、绿地的地表状况和土壤结构直接影响着净化功能，增强林地、绿地土壤的吸附滞留功能是关键。目前北京市比较普遍的问题是城区各类碎小的裸地多，林地、绿地本身也存在比较突出的露土问题[26]。无论是行道树下的树盘还是片林、草地、公园的地表，几乎都存在露土问题，致使花粉、飞絮不能被吸附、滞纳在绿地之中。建议如下:城区绿地 (包括草坪)、景观林地要利用有机覆盖物 (MULCH)覆盖地表[27]；生态林注意保留树下、林下草本植物；生态林要保留枯枝落叶；减少致敏植物周边的地表硬化[12]；增加城市水面，减少二次污染。

3)采取喷水等应急处理措施，减轻高发地段的污染程度。在花粉、飞絮季节，对人为活动频繁地区的树木植物，采取临时人工喷水增湿，可以减轻污染影响；利用化学药剂减少开花结实数量，促进落花落果，控制植源性污染。

4)敏感人群主动回避。合理安排出行时间，避开花粉、飞絮的高峰时段。植物散粉、飞絮高峰期减少外出，特别是在晴朗微风的日子，在下午14∶00和晚上8∶00左右避免到有植源性污染植物的地带散步、游憩[12]。科学选择休憩场所，易感人群在植源性污染高峰季节和时段，外出游憩要尽量避开植源性污染植物栽植相对集中的地区。政府部门为敏感人群规划建设 “无过敏公园”。

5)加强植源性污染的科学研究，实现植源性污染动态的预测预报。一是建立 “空气生物状态监测网络”，发布 “花粉过敏指数”。做好植源性污染发生的预测预报，为居民主动回避提供帮助[28－30]。包括城市主要游憩公园植源性污染植物的发布情况、致敏植物花粉飘散动态、污染物浓度变化等及时预报。二是加强植源性污染的科学研究。确定污染源植物在什么时间、达到多大密度时才会造成危害，进行污染程度的评价，然后根据产生的原因制定相应的防治措施。三是关注植物有机挥发物造成的臭氧污染问题。许多研究表明，有些植物释放VOCs及其次生光化学反应生成物对附近的动植物和人类产生危害，其中异戊二烯与臭氧环境污染关系密切[4]。因此，要加强这方面的基础研究，更合理地选择和使用树种。

植物花粉、飞絮、飞毛等都是植物生长发育、繁衍后代过程中的一种自然现象，也是植物呈现给人们的一种自然景观。要科学认识植源性污染问题，对于有些植物不能因噎废食，重要的是要正确使用、合理搭配和科学管理，让植物更好地为城市景观增色，为居民健康服务。

[1]王成.城市森林建设中的植源性污染[J].生态学杂志，2003，22(3):32－37.

[2]杨颖，王成，李伟.空气花粉污染研究的现状与趋势[J].中国城市林业，2007，5(2):52－53.

[3]杨颖，王成，郄光发.城市植源性污染及其对人的影响[J].林业科学.2008，44(4):151－155.

[4]郄光发，王成，彭镇华.森林生物挥发性有机物释放速率研究进展[J].应用生态学报.2005，16(6):1151－1155.

[5]央视网.北京一天内因杨柳絮引发火灾301起[DB/OL].(2017－05－01)[2017－10－10].http://news.cctv.com/2017/05/01/ARTISlKR4shR55FLXddjLRq4170501.shtml.

[6]高晓雷.花粉过敏成哮喘发作元凶，莫让花为媒成呼吸杀手.大众日报，2013－03－28

[7]环球网.“花粉过敏”已成欧洲各国“新难题”[DB/OL].(2012－05－17)[2017－05－01].http://world.huanqiu.com/exclusive/2012－05/2727898.html.

[8]环球网.花粉过敏成日本“国民病”，安倍下令砍伐源头树木[DB/OL].(2015－04－08)[2017－05－01].http://world.huanqiu.com/exclusive/2015－04/6120198.html.

[9]侯晓静，王成，孙志伟.城市郊区藜科植物花粉密度时空变化规律[J].东北林业大学学报，2010(3):76－77，86.

[10]侯晓静，王成，郄光发.北京郊区蒿属植物花粉浓度时空变化规律[J].东北林业大学学报，2010(4):77－79.

[11]侯晓静，王成，李伟.城市居民区圆柏花粉浓度的时空变化及其影响因素[J].城市环境与城市生态，2008，21(4):33－36.

[12]郄光发，杨颖，王成，等.软质与硬质地表对树木花粉日飘散变化的影响[J].生态学报，2010，30(15):3974－3982.

[13]李倩，靳颖，华振玲，等.空气致敏花粉污染研究进展[J].生态学报，2005，25(2):334－338.

[14]叶世泰，张金谈，乔秉善，等.中国气传和致敏花粉[M]，北京:科学出版社，1998.

[15]王伏雄，钱南芬，张玉龙，等.中国植物花粉形态[M]，北京:科学出版社，1997.

[16]欧阳志云，辛嘉楠，郑华，等.北京城区花粉致敏植物种类、分布及物候特征[J].应用生态学报，2007，18(9):1953－1958.

[17]杨颖，北京城区树木花粉飘散规律及影响因素研究[D].北京:中国林业科学研究院，2007.

[18]王成，郄光发，孙睿霖，等.北京平原绿化建设的差距、建设思路与战略布局[J].中国城市林业，2013，11(6):1－5.

[19]王成，贾宝全，郄光发，等.北京平原造林的成效与发展对策研究[J].中国城市林业，2017，15(6):6－11.

[20]杜睿.北京及周边地区大气边界层中花粉气溶胶的观测[J].中国环境科学，2007，27(4):477－481.

[21]MANJU S，SWATI C.Seasonal variations of airborne pollen in Allahabad，India[J].Annals of Agricultural and Environmental Medicine，2008(15):287－293.

[22]CLAUS G，HANS B，LARS M，et al.Airborne pollen records in Denmark，1977－1986[J].Grana，1988，27(3):209－217.

[23]MURRAYM G，SONAGLIONI M I，VILLAMIL C B.Annual variation of airborne pollen in the city of Bahia Blanca，Argentina[J].Grana，2002(41):183－189.

[24]李俊，王洪源，张志刚，等.空气花粉浓度与人群呼吸系统疾病的关联研究[J].环境与健康杂志，2008(6):510－513.

[25]刘兴明，王成，郄光发，等.北京海淀区道路绿地地表覆盖状况季节变化研究[J].中国城市林业，2016，14(6):7－12.

[26]王成.近自然的设计和管护:建设高效和谐的城市森林[J].中国城市林业，2003，1(1):44－47.

[27]王成，郄光发，彭镇华.有机地表覆盖物在城市林业建设中的应用价值[J].应用生态学报，2005，16(11):2213－2217.

[28]徐景先，李耀宁，张德山.空气花粉变化规律和预测预报研究进展[J].生态学报，2009，29(7):3854－3863.

[29]HELENA R，MANUELA O，ILDA A.Intradiurnal variation of allergenic pollen in the city of Porto(Portugal)[J].Aerobiologia，2008，24(3):173－177.

[30]JANEN H，JEAN E.Diurnal variation of pollen concentration in the air of north-central London[J].Grana，1991，30(1):229－234.