西宁市城市绿化常见灌木和绿篱树种滞尘功能的研究

2021-06-18赵文洁张锦梅

青海农林科技 2021年2期

赵文洁,张锦梅

(西宁市林业科学研究所，青海西宁 810003)

植物叶片因其表面(如茸毛和腊质表皮等)可以截取和固定大气尘埃，使其脱离大气环境而成为净化城市的重要过滤体，因此利用城市绿地净化空气中的尘埃是一种实用而有效的方法，植物滞尘能力更是成为了城市绿地植物选择的重要指标[1]。在城市园林绿化中，充分掌握不同园林树种的滞尘能力，在此基础上，科学合理的选择、配置滞尘能力强的树种，已成为当前林业领域研究的重点。

本研究以西宁常见灌木和绿篱绿化树种为例，通过调查、测定两种环境下雨后3d、6d和9d树种的滞尘量，分析不同环境类型下紫丁香、花叶丁香、暴马丁香、榆叶梅、卫矛、红刺玫、黄刺玫、水蜡、金叶莸、红叶小檗、沙棘和连翘12个树种的滞尘量和滞尘能力，对树种的滞尘能力进行排序，选择出滞尘能力较强的树种，并从叶片结构上对树种的滞尘能力差异进行微观上的探讨，对西宁市常见绿化灌木和绿篱树种的滞尘功能进行初步探索。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

1.2 研究方法

因西宁市绿化树种生长季中叶片灰尘基本是由大风和车辆扬尘引起，故采样点选择西宁市车流量最多城北区宁大路(敞开式环境)和无车地段文化公园(封闭式环境)。

本研究设计为确保滞尘量测定的准确性，样本调查以降雨量超过15mm为基准，在雨后3d、6d和9d后进行测定。基于了解同树种在不同环境条件下的滞尘量变化，树种选择文化公园和宁大路均有的品种。其中绿篱树种(水蜡、紫丁香、金叶莸、红叶小檗、沙棘、连翘)在宁大路作为隔离带种植品种，在文化公园不作为绿篱品种进行测定。

1.2.1 样品采集

根据各调查点树种的高度，选择高度一致的树种，针叶树种和阔叶树种在树冠上部、中部、下部随机取样。其中针叶树种每次取样250g-300g，阔叶树种每次取样30片-50片，重复3次。绿篱树种以各树种修剪高度为准，在最高处随机选取叶片样30片-50片，重复3次。采集叶片时尽量避免叶片上的灰尘脱落和其它叶枝灰尘混入，带回的途中尽量避免震动。

1.2.2 样品处理及测定

叶片用蒸馏水浸泡2h，清洗叶片上的附着物并刷洗装叶片的自封袋，将洗净的叶片用镊子小心夹出、擦干；浸洗液用已烘干称重(W1)的滤纸过滤，将滤纸于60℃下烘24h，再以1/10000d平称重(W2)，两次重量之差即为采集样品上所附着的降尘颗粒物重量即为滞尘量(g)，颗粒物质量与样品叶片总面积的比值即为树种的滞尘能力(g/m2)。

夹出的叶片擦干后求算叶面积。针叶树种的叶面积计算公式如下：

4年前，李丽刚进入大学的时候，上一级的师兄回来做交流时告诉他们，这个专业的就业率一直很差，要他们早一点做好准备。虽然没有多少同学把师兄的提醒放在心上，但是李丽却记下了师兄的这句话。在报告结束后，李丽找到了师兄，问道：“那怎么才能在毕业时找到好的工作呢？”师兄想了一下说：“如果你不介意我可以帮你留意一下。”李丽很开心地记下了师兄的联系方式。

其中：A为叶面积；L为针叶长度；n为针叶数；V为针叶体积

阔叶树种的叶面积用打孔法进行求算：用一定面积的空心钻在叶面打孔，根据空心直径得到面积，称出打出的一个(或几个)空心圆的重量与整片叶的重量，则一个叶片的重量可求得。

本研究采用Excel和DPS统计软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同环境中树种的滞尘量和滞尘力统计

表1为调查的树种在封闭式和敞开式两种环境下，15mm雨量后滞尘3d、6d和9d的滞尘量统计描述。各树种在敞开环境中滞尘量均比封闭环境中的滞尘量大，在敞开环境中，3d、6d和9d的平均滞尘量分别为4.69g、69.0889g和20.0291g；封闭环境中，平均滞尘量分别为1.7385g、45.6136g和7.6312g。

续表

表2为调查的树种在封闭式和敞开式两种环境下，15mm雨量后滞尘3d、6d和9d的滞尘力统计描述。各树种在敞开环境中滞尘力均比封闭环境中的滞尘力大，在敞开环境中，3d、6d和9d的平均滞尘力分别为1.5633g/m2、12.3482g/m2和2.2255g/m2；封闭环境中，平均滞尘力分别为0.5795g/m2、7.6023g/m2和0.8479g/m2。

在敞开环境中3d滞尘力排在前5位的依次是沙棘、榆叶梅、水蜡、金叶莸和红刺玫；6d滞尘力排在前5位的树种依次是沙棘、红刺玫、榆叶梅、黄刺玫、金叶莸；9d滞尘力排在前5位的树种依次是黄刺玫、红刺玫、榆叶梅、沙棘和红叶小檗。在封闭环境中，3d滞尘力排在前5位的树种依次为榆叶梅、沙棘、水蜡、紫丁香和金叶莸；6d滞尘力排在前5位的树种依次为沙棘、金叶莸、红刺玫、榆叶梅和黄刺玫；9d滞尘力排在前5位的树种依次为红刺玫、黄刺玫、榆叶梅、沙棘和金叶莸。

通过对各树种在两种环境条件下滞尘力分析(表3)，敞开环境和封闭环境中树种的平均滞尘力分别为5.3789g/m2和3.0099g/m2，各树种在敞开环境的滞尘力均比封闭环境中滞尘力强。在敞开环境中12种树种平均滞尘力约是封闭环境中滞尘力1.8倍，主要是由于在文化公园封闭式环境条件下，车辆行人少、环境清幽、扬尘较小；相比而言宁大公路周围敞开式环境车辆行人多、环境纷乱、扬尘较大。树种滞尘量和滞尘力随着环境中空气扬尘的增加而增大，第二次扬尘也相对增加了空气中扬尘量，此时树种的滞尘功能明显发挥了作用。

综合考虑滞尘天数和滞尘环境因素(表3)，平均滞尘力最大的树种是沙棘，为7.7486g/m2，滞尘力最小的树种是卫矛，为2.0526g/m2，平均滞尘力排在前5位的树种依次是沙棘、红刺玫、榆叶梅、金叶莸和黄刺玫。各树种间的滞尘力有明显差异(表4)，这与树种的滞尘环境、叶面类型、滞尘天数等有密切关系。

表4 各树种滞尘力方差分析Table.4 Analysis of variance of dust retention ability of different tree species

2.2 滞尘量、滞尘力与滞尘天数的关系

从表5看出，12种树种在敞开环境中，6d平均滞尘量(69.0889g)>9d平均滞尘量(20.0291g)>3d平均滞尘量(4.69g)；6d平均滞尘力(12.3482g/m2)>9d平均滞尘力(2.2255g/m2)>3d平均滞尘力(1.5633g/m2)。在封闭环境中，6d平均滞尘量(45.6136g)>9d平均滞尘量(7.6312g)>3d平均滞尘量(1.7385g)；6d平均滞尘力(7.6023g/m2)>9d平均滞尘力(0.8479g/m2)>3d平均滞尘力(0.5795g/m2)。在敞开或者封闭环境下，滞尘量和滞尘力均是6d的为最大。从图1能够看出12种西宁市主要绿化树种从雨量为15mm开始滞尘测量时，滞尘量与滞尘力在6d内随着天数的增加而增加，6d后滞尘量和滞尘力减弱，从样本数据可以基本说明一周左右(6d)各树种的滞尘量和滞尘力达到最高峰。这是植物叶片最大滞尘量与表面自由能、色散分量、极性分量和叶接触角等有关系所致[8]。

表5 两个环境中树种在三次测量中滞尘量与滞尘力对比Table.5 Comparison of dust retention number and ability of tree species in two environments during three measurements

图1 (a，b)各树种在两种环境中三次测量的平均滞尘量和平均滞尘力变化Fig.1 (a，b)Variation of dust retention number and ability of tree species in two environments during three measurements

2.3 树种叶面形态对滞尘量和滞尘力的影响

植物滞尘是借助两种方式进行的：一是滞留或停着，大气颗粒物随机落在叶表面，这种滞留很容易被风刮起，如枝叶茂密，则植株周围和内部风速较低，大气颗粒物在叶表面滞留稍稳定，空气中携带的粒径较大的颗粒物就会下降，一般叶片狭小，叶片光滑的多为停着，这种滞留很容易被风刮起；二是附着，因为叶表面的凹凸结构,能够吸附一定量的大气颗粒物,通常叶片宽大，小枝张度大，叶片粗糙，有绒毛则表现为附着，这种方式滞尘比较稳定,不易被风刮起,附着的尘土经较大的风或雨淋才被带走。

本研究对观测树种从叶面粗糙、光滑和被毛、无毛进行了划分，划分结果基本为3类，叶面粗糙+被毛、叶面光滑+被毛和叶面光滑+无毛。通过分析可得出(表6)，滞尘量和滞尘力最大的类型为叶面粗糙+被毛，极大值分别是144.4151g、24.0692g/m2，树种有沙棘、榆叶梅、红刺玫和黄刺玫；其次类型为叶面光滑+被毛，极大值分别是84.6994g、14.1166g/m2，树种有金叶莸；滞尘能力最差的类型为叶面光滑+无毛，滞尘量和滞尘力极大值分别为64.7223g和10.7871g/m2，树种有卫矛、花叶丁香、红叶小檗、紫丁香、水蜡、连翘和暴马丁香。