燕山地区环保型和保健型植物配置初探

丁 扬，迟文涛，王志伟，卜 砚，沈 平，卢少奇

(北京市环境保护科学研究院，北京 100044)

1 引言

种植绿色植物一直被认为是改善生态环境的重要手段。近年来，国内外学者在寻找环保型植物方面已经进行了广泛的研究[1～4]，对降尘[5～7]、降低PM2.5[8,9]、吸收SO2[10]和NOX[11～13]能力强的植物,吸收水污染物[14, 15]、降解土壤[16, 17]污染物的植物、降噪[18]能力强的植物都进行了深入的研究。但在植物配置方面，现有研究多集中在园林造景等观赏方面，少量的环保型植物配置研究多集中于单一功能区，如公园[19]、校园[20]、道路[21]、医院[22]、工业区[23, 24]等。极少的研究涉及一个地区，如徐萃等[25]对武汉市从生态环保角度推荐了适合种植的植物。对一个地区环境的主要污染物进行调研，从整体上进行配置，让植物改善环境效果形成合力，这对一个地区的环境质量改善作用更强。把燕山地区作为一个整体考虑，根据燕山地区的主要环境问题，提出道路、居住小区、工业区、医院和养老院、公园、水体6种土地利用形式的环保型植物的配置建议，同时兼顾保健型植物的配置，有利于改善当地的生态环境质量、提高人们的生活水平。

2 燕山地区环境现状及应关注的环境问题

20世纪60年代初为保障北京市成品油供应，中央决定在北京西南建设一座现代化炼油基地。1969年东方红炼油厂建成投产，与之配套的化工深加工装置也相继建成。1970年北京石油化工总厂正式成立，成为我国第一个炼油化工联合企业，该厂于1979年更名为燕山石油化学总公司，所在地1980年成立为北京市燕山区。1987年燕山区和房山县合并后成立房山区，燕山区自此改为燕山地区。

燕山石化目前原油加工能力850万t/年，乙烯生产能力71万t/年，拥有生产装置88套，辅助生产装置71套，总资产217亿元，职工总数1.6万人，占地面积37.64 km2。燕山石化主要大气污染物有颗粒物、SO2、NOX、VOC，特征污染物有氯化氢、氟化氢、氯气，铜、锰及其化合物，砷、镍及其化合物，废气有机特征污染物等，主要水污染物除化学需氧量、生化需氧量、氨氮、总氮、总磷等常规污染物外，还有石油类，总砷、总镍、总锰、总锌、总铜、总铅等重金属。燕山石化建厂初期实行粗放管理，污染物随大气循环、地表径流影响河流水质和土壤环境质量。土壤污染具有累积性，自20世纪80年代起，燕山地区的土壤污染已经开始受到关注。

根据北京市大气污染防治攻坚战的要求，降低PM2.5浓度是目前北京市大气治理工作的核心任务。根据北京市生态环境局公布的资料，2018年，房山区全年PM2.5浓度53 μg/m3，对比35 μg/m3的年均值标准差距较大。燕山地区区域内PM2.5及PM10浓度超标，短期内空气质量达到国家标准存在较大困难。PM2.5是燕山地区大气污染物重点关注对象。SO2、NOX作为燕山地区石化行业大气污染物的总量控制指标，应受到重视。氯化氢、氟化氢、氯气作为石化行业的特征污染物，也应引起关注。

燕山地区地表水体属大清河水系，境内有周口店河、东沙河、丁家洼河、马刨泉河等主要河流，均为大石河支流。它们自西北向东南穿过燕山地区，最终汇入大石河。2018年，丁家洼河、东沙河氨氮、总磷部分月份超标，其中东沙河超标月数较多，丁家洼河、马刨泉河部分月份化学需氧量超标，见表1。水污染物化学需氧量、氨氮、总磷应受到重视。参考石化行业的特征污染物，燕山地区土壤中石油类、重金属污染物也应受到关注。

3 燕山地区环保型植物选择

3.1 净化大气植物的选择

根据燕山地区气候、土壤的实际情况，经过调研，推荐适合燕山地区净化大气的植物分为五类，见表2[5～13]。其中常绿乔木通常降尘性较好，且四季常青，植物配置时应选一定量的常绿植物。落叶乔木中很多种类既有很好的降尘性能，又有很高的观赏价值，灌木和地被植物观赏性也较高，应适当选用。藤本植物通常用于垂直绿化，在有限的空间内可以进一步提高绿量。

表1 2018年燕山地区主要河流现状水质

表2 适合燕山地区净化大气的植物

续表2

3.2 净化水植物的选择

根据燕山地区的实际情况，推荐四类净化水植物，为挺水植物、浮水植物、湿生植物和沉水植物，详见表3[14,15]。这些植物均具有吸收水中N、P污染物的能力，有些还能吸收重金属和有机物。挺水植物、浮水植物、湿生植物中很多非常美观，属于造水景常用的植物。

3.3 净化土壤植物的选择

根据燕山地区环境特点，推荐适合燕山地区种植的净化土壤植物分为5类，分别是常绿乔木、落叶大乔、落叶小乔、灌木和地被植物，见表4[16,17]。其中油松、白皮松、柳树、杨树、紫花泡桐、紫薇、女贞、向日葵、紫花苜蓿等既能降解石油类污染物，又能降解重金属。

3.4 降低噪声植物的选择

研究证明，四季常绿、枝叶茂密、冠幅较大、叶面积大的乔木有较好的降噪效果。推荐燕山地区可种植消除噪声能力较强的植物分为4种，分别为常绿乔木、落叶大乔、落叶小乔和灌木，见表5。其中雪松、圆柏、龙柏、云杉为常绿乔木，四季均可发挥隔音降噪功能，可适当选用。此外，植物配置结构也非常重要，应采用乔灌草结合的复杂结构[18]。

表3 适合燕山地区净化水植物

表4 适合燕山地区净化土壤植物

表5 适合燕山地区的降噪植物

3.5 保健型植物的选择

保健植物通常具有杀菌、释放负离子的功效，能清新空气，有益人的身心健康。

适宜儿童的保健植物，应满足无刺、无飞絮、无毒，通过花形美观、颜色鲜艳而吸引儿童。适宜成年人的保健植物，应有提神醒脑的功效。适宜老年人的保健植物应对心血管系统有保健作用，达到延年益寿的作用。适宜特殊人群的保健植物应具备杀菌、抗病毒的功效，减少病情的传播、有益于病人的身心健康。对不同人群有保健作用且适宜燕山地区种植的保健植物见表6[26]。

4 燕山地区环保型植物配置建议

4.1 道路植物配置

4.1.1 道路植物

降低PM2.5是目前北京市大气污染防治工作的重中之重，在植物的配置过程中，应引起足够重视。受汽车尾气的影响，道路的特征污染物为NOX。燕山地区道路植物的配置应以降尘类植物为主，以降NOX的植物为辅。另外，对于燕山地区高速路、主干道或噪声比较高的道路，建议配置降噪比较好的植物。

4.1.2 道路植物的结构配置

建议路侧绿带前层尽量选用“乔+灌+草-乔”配置结构[27]。如果道路宽度不够时，建议多种植高大的乔木，乔灌草结合，创造层次丰富的道路景观。图1燕东路以悬铃木作为行道树，在道路中心隔离带上可以增加一些藤本植物如藤本月季等，路边人行道上可以增加一些花池，种上碧冬茄、一串红、鼠尾草、孔雀草等颜色鲜艳的花卉，在进一步增大绿量的同时，提高观赏性。道路边有墙壁的，可增加垂直绿化。

表6 适合燕山地区的保健植物

图1 燕东路现状

4.2 居住区植物配置

4.2.1 居住区植物

居住区建议配置以降尘类和保健类植物为主，可配置一些降SO2、降NOX的植物，对声环境要求高时，配置降噪声的植物。因居住区占地面积大，优先考虑大气污染防治的首要问题，建议配置降尘类植物。居住区是人们休息、生活的地方，考虑配置一些保健类植物，特别是适合老人和儿童的保健类植物。同时根据燕山地区污染物排放特点，可配置一些吸收SO2和NOX的植物。居住区对声环境要求较高，如果建在高速路边，或存在其他噪声污染时，可配置降噪声类植物。

燕山地区的公共建筑和商业区可以参考居住区的植物配置，以降尘类和保健类植物为主，保健类植物主要配置适合成年人的保健类植物。

4.2.2 居住区植物的结构配置

传统的乔灌草藤结构能最大限度的增大绿量，发挥植物的环保效应，形成多层次的植物景观。燕山地区现有居住区种植的藤本植物较少。要想改变城市的污染状况，首先应加强立体绿化[28]。对于墙体、楼体外侧，可考虑多种植攀缘类植物，如常春藤、爬山虎、凌霄、地锦等，充分利用可绿化的空间，降低建筑的能耗，还有利于减少碳排放。

4.2.3 居住区植物的空间分布

居住区有两个部分应引起注意，一个是门口及内部道路旁，一个是休憩区域。门口及内部道路旁，考虑到因车流量引起的尘土飞扬，植物配置方面以降尘类为主。休憩区域是人们活动的主要区域，考虑到老年人、儿童接触时间较多，建议主要配置适合老年、儿童的保健型植物。

4.3 工业区植物配置

4.3.1 工业区植物

燕山石化是燕山地区最主要的工业企业，产生的污染物主要有烟尘、SO2、NOX、 VOC等，土壤要防范重金属及石油类的污染。在植物配置上，建议配置降尘类、吸收SO2、降低NOX、降低土壤重金属和石油类污染的植物。在工业区有Cl2和HF排出时，可配置吸收相应污染物能力强的植物。

4.3.2 工业区植物结构配置

乔灌草藤复合植物配置模式在空气净化方面效果最为显著，层次结构复杂多样，有很好的绿化和美化效果。调研可知，燕山地区工业区植物配置藤本植物少。可以适当增加藤本植物的配置。在花园式工厂中工作，能使人心情舒畅、愉悦，提高工作效率。

4.3.3 工业区植物空间配置

建议根据不同工厂的产污情况配置植物，如化工车间要考虑污染物的稀释、扩散，植物配置时不能封住污染源，要留一定的扩散空间，再有针对性的配置能吸收相应污染物的植物。粉碎车间会产生大量的粉尘，精密仪器车间对周围环境颗粒物要求高，这两种车间周围应配置降尘类植物，适当种植常绿植物，保证冬季的降尘效果，还可大量种植草坪、藤本植物减少地面裸露的程度，进一步降尘。在工厂的入口处、内部道路旁，考虑到车流量影响，建议以降尘类植物为主，辅以吸收NOX能力强的植物。

4.4 医院和养老院植物配置

4.4.1 医院和养老院植物

医院聚集了很多患者。保健植物一般具有杀菌作用，既防止了病菌的传播，又有一定辅助治疗作用，非常适合在医院种植。建议医院配置保健类植物为主，降尘类植物为辅。对于保健类植物，医院可以多种植特殊类型、适合老年人、成年人的保健植物，如果是儿童医院，可多种植适合儿童的保健植物。

燕山地区即将建设养老产业基地，养老院的植物除了种植适合老年人的保健植物和降尘类植物外，根据老年人孤独的心理特点，还应种植一些吸引鸟类的植物，如海棠、樱桃、柿树、枣树等有果实的植物。

医院和养老院对声环境要求较高，在紧邻道路等噪声大的地方，根据需要可配置降噪类植物。

4.4.2 医院和养老院植物的结构配置

除了传统的乔灌草配置结构外，因为医院、养老院的白色墙体给人一种阴森森的感觉，更应重视藤本植物和室内植物的应用。有条件的还可以建设屋顶花园，最大限度地增加绿量。建设花园式医院和养老院，给人以积极乐观的心理暗示，有利于病人康复，使老年人更积极乐观地面对老年生活。

4.4.3 医院和养老院植物的空间配置

在医院和养老院的入口处，容易受街道尘土、噪声影响，建议多配置降尘、降噪类植物；医院门诊区域一般靠近入口处，建议配置降尘类和保健型的植物；医院住院区域，建议多配置一些保健型植物；在传染病及呼吸病人病区，建议多配置一些抗菌能力强的保健植物。

4.5 公园植物配置

4.5.1 公园植物

公园是人们休息、娱乐的地方，植物种类丰富，除了满足生态环保需求外，还应重点考虑植物的景观效应。在植物配置上，除了配置环保型和保健型植物外，还应配置一些吸引鸟类的植物，如海棠、樱桃等浆果类植物，营造鸟语花香的自然景观。

4.5.2 公园植物结构配置

为了满足环保要求，应尽可能的增加公园单位面积的绿量。建议燕山地区的公园增加植物的层次结构，采用垂直结构配置。如图2为燕山公园一角，10 m高的白蜡，5 m高的桧柏，3 m高的红叶石楠，2.5 m高的金叶女贞，0.5 m高的孔雀草、鼠尾草等地被植物构成多层次的绿化。这些植物多处于不同的花期，多层次绿化不仅构建了垂直型植物群落，还延长了观赏期。

图2 燕山公园一角

4.5.3 公园植物的空间配置

公园的入口处和内部道路旁，建议配置降尘类植物；以观赏游览为主的区域，建议配置降尘、吸收气态空气污染物和吸收CO2能力强的植物；以休息娱乐为主的区域，建议配置保健型植物和吸收CO2能力强的植物；在公园水体上，可以根据需要配置吸收水污染物的植物。根据燕山地区土壤污染物特点，公园可以设置向日葵园等颜值高、能同时降低石油类和重金属污染物的专类花园，既满足了环保需求，又增加了与众不同的景点，还可以对游人进行科普教育。

4.6 水体植物配置

目前，燕山地区个别水体存在氨氮、总磷、化学需氧量超标的现象，建议采用植物辅助修复水体。

燕山地区河岸边建议采用生态护坡，避免裸露的地面，配置柳树、杨树、紫穗槐、高羊茅、黑麦草、荆条、胡枝子等植物。图3为丁家洼河河边，存在土地裸露的现象，在雨季给河道水环境造成了极大的隐患。

图3 丁家洼河河边

目前，水体的生物修复技术主要有生物浮岛和人工湿地两种。

生物浮岛技术的原理是利用水生植物根系的吸收以及与微生物的共同代谢作用，有效地将水体中有机颗粒和胶体吸附、降解，将氨氮等营养盐吸收、转化，从而达到水质净化、重建并恢复水生生态系统的目的。生物浮岛挺水植物建议配置芦苇、香蒲、千屈菜、菖蒲、水葱、美人蕉、再力花等。浮水植物建议配置睡莲，沉水植物配置伊乐藻等。

人工湿地净化原理是在其水生植物的作用下，通过吸收、吸附、富集、降解、沉淀水体和土壤中的营养物质，这些营养物质随着水生植物的收割而离开水体，从而净化水质。根据湿地内水深的差异，分别种植挺水植物、浮水植物、沉水植物等水生植物。建议燕山地区浅水区种植芦苇、香蒲、菖蒲、水葱等，深水区可以种植金鱼藻、伊乐藻等。

5 结论

绿色植物多具有环境保护的生态效应，但不同植物对不同污染物的净化作用差异很大，每个地区又有各自特有的环境问题，不同土地利用形式也存在不同的环境关注点。对于不同的问题，有针对性地提出适合的植物配置建议，可最大限度地发挥环保型植物的生态效应。此外，园林绿化工作还要考虑到景观、文化等其他需求。基于不同的需要，不同的配置方式应相互渗透，最大限度地满足生物多样性的需要，实现环保效应、景观效应“双赢”。

该研究参考以往环保型植物选择和单一功能区环保型植物配置的研究成果，根据一个地区的环境问题从总体上进行植物配置，同时也兼顾了保健型植物的配置，可在我国北方地区推广。