4种校园常见观赏灌木滞尘效果分析

杨有芹，余　燕

(1.西华师范大学 生命科学学院，四川 南充　637009；2.楚雄师范学院 化学与生命科学学院，云南 楚雄　675000)

随着工业化进程日趋加快，大气污染问题日益加剧。我国许多城市，可吸入颗粒物(PM 10)在空气污染物中占据首位[1]。空气中的颗粒物不仅使温室效应加剧、视野能见度范围变小[2]，还是城市居民罹患呼吸系统疾病的重要诱因。其中，粒径小于2.5 μm的颗粒物(PM 2.5)被认为是最具危险性的，据报道它能进入人体肺部进而导致肺泡发炎[3]。当空气中的粉尘含有重金属，或携带细菌、病毒等对人体有害的微生物时，对人的身体健康会造成更大的影响[4]。

城市中的园林绿化植物通过特殊的叶片结构，以停着、吸附或黏附3种方式达到滞尘效果[5]，进而对空气起到很好的净化作用。3种方式作用机理不相同，与植物叶表面粗糙程度、气孔大小等结构的变化相关[6]。植物叶片表面滞尘量是目前植物滞尘效果研究的重点[7]，同时是国内外学者在植物滞尘能力研究方面的主要部分[8]。不同的植物滞尘能力存在差异[9]，对于植物滞尘能力的差异及影响因素也有很多学者做了丰富的研究。齐飞艳[10]等人发现，作为叶片表面附属结构的绒毛有较强的滞尘能力。刘玲[11]等人通过对香樟、女贞等植物进行研究，发现气孔密度大、气孔口大对悬浮颗粒物的吸附效果较好。郑素兰等[12]人从单叶面积滞尘量、叶片特征方面分析了鹅掌柴、红花继木等植物的滞尘效果，鹅掌柴滞尘效果较红花继木好。孙晓丹等[13]人通过对滞尘量的测定，得出火棘单位叶面积滞尘量在春季雨后30 d达到最大。贾宗锴等[14]人通过对石家庄市具有代表性的样地植物进行单位叶面积滞尘量的分析，得出单位叶面积滞尘量随着树冠的大小逐渐增加，且灌木有很好的滞尘效果。

良好的校园环境对有利于学生的学习生活，合理选择滞尘能力好的绿化树种对于校园植物景观的塑造尤为重要。校园是人口较为密集的地方，作为实验的对象具有代表性。基于前人的研究，本文从校园观赏灌木的单位叶面积滞尘量、叶表面结构、叶表面气孔、叶片横切、叶柄横切等方面，分析了楚雄师范学院校园中4种常见观赏灌木叶片的滞尘效果，希望为该学校的校园植物配置提供参考。

1　材料与方法

1.1　研究地概况

楚雄属亚热带季风气候，日照充足，降雨量少。日温差较大，年温差小。楚雄师范学院位于楚雄市内，实验材料选自花果山校区笃学楼以东的道路旁，是学校的主干道，人流较为集中。

1.2　材料与仪器

材 料：选取校内应用频度较高，生长状况良好的鹅掌柴(Scheffleractophylla)、红花继木(Loropetalumchinensevar.rubrum)、火棘(Pyracanthafortuneana)、锦绣杜鹃(Rhododendronpulchrum)四种观赏灌木作为实验材料。

仪器：OLYMPUS BX63型光学显微镜、电子天平(万分之一精度)、电热鼓风干燥箱。

1.3　植物叶片的选择与处理

在楚雄师范学院花果山校区笃学楼以东的道路旁设置4个取样点，每个样点每种植物选取三株生长健康的植株，且做到同一种树木树高和胸径等生长情况相似[15]。在挑选好的植株上不同部位选取适量成熟叶片并标记。火棘与锦绣杜鹃分别标记了20片叶片，鹅掌柴与红花继木分别标记了10片叶片。

将选定的叶片用蒸馏水反复冲洗至叶表面清洁以达到初始状态一致[16]。之后，使叶片在自然环境中暴露7 d。7天后，用洁净密封袋套住叶片并将叶片小心剪下，避免震动，带回实验室以供分析。

1.4　单位叶面积滞尘量的测定

同一植株上的叶片作为一个组进行处理，每种植物3个重复。

滞尘量的测定采用差重法[17]：将叶片采回后用蒸馏水浸泡4～5 h，再用小喷雾瓶喷洒蒸馏水冲洗叶片，将灰尘充分冲洗下来。用5 min前烘干称重的滤纸(质量记为m)来过滤浸洗液。过滤后的滤纸放在培养皿中置于40 ℃ 电热鼓风干燥箱中烘干24h后，使用电子天平称重(质量记为M)。两次重量之差(M-m)即为采集样品上所附着的灰尘的重量，求出每组的灰尘重量。使用ImageJ 1.48V(Wayne Rasband National Institutes of health.USA )软件计算每片叶子的叶面积，求出每组平均叶面积(A)。

根据公式：单位叶面积的滞尘量=(M-m)/A，求出每组滞尘量。每种植物的3个重复求平均值。

1.5　叶片表面结构的观察

1.5.1叶片表面特征及其附属结构

使用放大镜或显微镜，观察叶面的粗糙程度以及是否有绒毛分布等。

1.5.2叶表皮气孔器形态

印迹法观察叶表皮气孔器形态。将透明指甲油均匀地涂刷于1.4中洗净的叶片表面，晾干后用镊子撕下指甲油膜放于载玻片上，显微镜下观察、拍照并进行显微测量。

1.5.3叶片横切结构

将植物叶片距主叶脉2 mm，叶边缘2 mm的部分剪下，徒手切片。OLYMPUS BX63型光学显微镜下观察、拍照、显微测量。

1.5.4叶柄横切结构

徒手切片。OLYMPUS BX63型光学显微镜下观察、拍照、显微测量。

2　结果与分析

2.1　四种灌木的单位叶面积滞尘量

从表1可以看出，在四种观赏灌木中，每种灌木都有一定的滞尘效果，鹅掌柴的平均单位叶面积滞尘量相对高，锦绣杜鹃次之，其次是红花继木，火棘的相对较低。从一种灌木的单位叶面积滞尘量来看，每组的数值有一定的波动，可能是选择的样品在树上的生长位置不同造成的。

2.2　四种灌木的叶片表面特征

2.2.1叶片表面特征及其附属结构

鹅掌柴和火棘的叶片光滑，红花继木和锦绣杜鹃叶片粗糙，四种植物叶片表面均有绒毛(见表2)。

表1　四种灌木的单位叶面积滞尘量

注：数值为平均值±标准误

表2　四种灌木的叶片表面特征

2.2.2叶表皮气孔器形态

由图1可以看出，不同树种的叶片气孔大小与密度有一定的差异，其中鹅掌柴叶片气孔密度相对较大，火棘的气孔密度最小。从叶表皮气孔图上可以看出红花继木和锦绣杜鹃叶片上均有沟状组织，且锦绣杜鹃叶片的沟状组织较红花继木的深且粗。

2.2.3叶片横切结构

对四种植物叶片同一部分横切结构进行观察，由图2可以看出，除火棘叶片厚度较小之外，其他三种相差不大。

2.2.4叶柄横切结构

由图3可以看出，鹅掌柴的叶柄较粗，维管束较多，木质部较为宽广，导管单个散在或数个相聚。锦绣杜鹃、红花继木和火棘的导管聚集成束，锦绣杜鹃的排成扇形较红花继木和火棘的多，红花继木的呈环状，火棘的呈心形，且火棘的木质部较红花继木的宽广。

3　讨　论

植物单位叶面积滞尘能力影响因素很多，叶片结构特征，被毛情况及滞尘方式等[18]。同时叶片粗糙程度大滞尘效果好[19]，厚的叶片由于其不易压垮变形，所以能滞留更多的颗粒物[20]。结果显示，鹅掌柴叶片光滑，但其单位叶面积滞尘量相对较高，其原因可能是其气孔密度较大、维管束较多或是叶片较厚，同时大的叶表面积为粉尘的落置提供了更多的空间，对于叶面都是粗糙且表皮具有纤毛的红花继木和锦绣杜鹃，单位叶面积滞尘量锦绣杜鹃稍高。

由图1看出锦绣杜鹃的沟状组织较深，红花继木叶片的沟状组织浅且细，这样减小了滞尘时灰尘与叶表面的接触面积，从而使植物的滞尘效果降低，这与贾彦等[21]人的研究结果一致。同时，锦绣杜鹃的维管束比红花继木的发达，因为植物进行蒸腾作用时植物叶片周围保持一定的湿度，灰尘吸湿后重量增加更易降落[22]。维管束中的木质部主要由导管和管胞组成，其主要作用是运输水分，因而导管对于植物的蒸腾作用有很重要的影响。所以植物维管束越发达，其叶片蒸腾作用相对较高，其滞尘效果可能也相对较好。火棘的气孔较大，但其单位叶面积滞尘量相对较低，可能与其叶片薄而光滑，且气孔密度小等原因有关。其次火棘植株较其他三种高，学校以人流为主，地面扬尘量可能相对较低。

综上所述，不同灌木植物叶片滞尘效果并不是由叶片的单一因素决定的，而是由多种因素共同决定的。本论文虽从叶片的多方面分析得出不同观赏灌木叶片滞尘效果有一定差异，但单位叶面积滞尘量相差不大，更精确的结果有待进一步研究。

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