园林景观植物群落分布对城市空气污染的消减作用研究

关键词：空气污染；颗粒物污染；园林景观；植物群落分布；消减作用

中图分类号：X51 文献标志码：B

前言

空气中的大气颗粒污染物，是城市环境污染的主要来源之一。空气中包含大量的PM_2.5、PM₁₀等直径小于2.5μm或小于10μm的颗粒物是城市空气污染的主要因素，具有输送距离远、粒径小、有毒有害的特点。这些颗粒物由于粒径小、有毒有害，且输送距离远，可以直接进入人体肺部，造成健康风险，还因其携带的有毒有害物质，给城市环境带来巨大压力。因此，控制城市空气中的颗粒污染物，是改善城市质量的重要方式。园林景观植物作为城市中的“天然空气净化器”，具有吸附颗粒物的作用。这些植物通过叶片表面的气孔和绒毛，以及所分泌的黏液，能够吸附并固定空气中的颗粒物，长时间与空气作用，有效降低空气中颗粒污染物的浓度。充分利用自然界植物的自我清洁机制，对园林景观植物群落进行合理规划与配置，可以达到相对理想的空气污染消减目的。

在以上背景下，研究园林景观植物群落分布对城市空气污染的消减作用，探讨不同园林景观植物群落分布下，城市空气污染的消减效果。以期明确不同植物群落对颗粒污染物的吸附能力和消减效果，为城市园林景观植物群落分布优选和绿地植物配置模式的优化提供基础，为治理城市大气污染提供科学依据。

1材料与方法

1.1试验地概况

选取河南省作为试验地，该城市呈现明显的北方气候特点。夏季降水量较多，春季、秋季降水量较少。各市区空气中含有大量的细颗粒污染物。从地形条件上分析，河南省地势西高东低，北、西、南三面由大山呈半环形分布存在明显的盆地效应，城市空气中的颗粒污染物消散较为困难。

1.2试验方法

1.2.1选取典型样地

依据试验地的道路分布，以及所设置园林景观植物群落分布的具体类型，在该省驻马店、信阳、济源、洛阳4个不同城市地区的主要道路旁，设置试验典型样地。测试样地不同园林景观植物群落分布对空气污染的消减作用。

1.2.2园林景观植物群落分布

所选取的不同试验地点，园林景观植物群落配置结构存在明显的差异。不同配置的园林景观植物群落呈现不同的植物分布。

1.2.3城市空气污染监测方法

在所选取的4个不同地区的典型样地中，在与道路垂直方向，各设置3个监测点，距离道路边缘每10m设置一处监测点。由于夏季植物生长较为旺盛，园林景观群落的结构较为完整，因此设置监测时间为2021年7月1日-2021年7月30日，监测频率为每日一次，测定监测点的PM_2.5。选取青岛大森环保有限公司的塞纳维款CW-HAT200型便携式监测仪，测定监测点的空气污染指标。监测采样点的空气质量时，采样高度设置为1.55m。监测日每小时监测一次，每个采样点的数据采样时间为60s，每次采样5次，取5次采样的平均值，作为最终的空气污染监测浓度数值。

1.2.4消减率计算方法

不同分布的园林景观植物群落对城市空气污染消减作用的百分率计算公式如式（1）：

1.3数据分析方法

选取Microsoft Excel 2018软件，对采集的试验数据，进行整合与分析。

2结果与分析

2.1园林景观植物群落分布结构特征

城市空气污染物指标监测前，统计不同地区园林景观植物群落分布的结构特征，统计结果见表1。

分析表1的园林景观植物群落分布结构特征，不同地区的园林景观植物群落呈现不同的分布状态。通过乔木、灌木等不同类型植物的搭配，组成园林景观植物群落。不同区域的园林景观植物群落分布与配置呈现明显的差异，有助于深入分析植物群落分布对城市空气污染的消减作用。

由以上结果可以看出，园林景观植物对空气中的污染物有明显的消减作用。C区的PM_2.5污染物消减率明显高于其它区域，表示C区的园林景观植物分布较为合理，对于空气中污染物的消减作用更加明显。综上可知，植物对空气中污染物有明显的消减作用，C区园林景观的植物配置，对污染物的消减作用更加明显。

研究区域的园林景观植物群落分布，主要为乔草型、乔灌草型、纯林型和草坪型四种类型。统计不同类型的园林景观植物群落分布，对空气污染的消减作用，统计结果见图1。

植物群落分布与空气中的颗粒物浓度存在直接关联，空气污染情况受绿地类型以及绿地结构影响。通过图1结果可以看出，纯林与乔灌草型的植物群落分布，对城市空气污染的消减作用，明显优于乔灌型以及草坪型的植物群落。乔灌草型的园林景观植物群落分布，属于多层复合结构，其覆盖面积和树木郁闭度较高，因此具有更好地污染物吸收效果。乔灌草型的群落分布，具有高密度、多样性的特征，乔木规格大，配置模式稳定，因此可以起到更加明显的污染消减作用。提升植物多样性以及丰富度，可以获取理想的污染消减作用。园林景观植物群落具有降低空气中颗粒污染物浓度的作用，对于城市空气环境质量具有明显的改善作用。植物通过对污染物的吸附作用净化空气。

2.3郁闭度对污染物消减作用的影响

选取TOP-1000型的冠层分析仪测量园林景观植物的郁闭度。统计不同郁闭度的植物群落分布，对城市空气中污染物的消减情况，统计结果见图2。

相同面积的园林景观植物群落，对城市空气污染物的净化作用，呈显著的正相关关系。为了充分发挥园林景观植物群落的消减能力，配置园林景观植物时，需要考虑植物的郁闭度。采用多复层结构配置的植物群落，相比于单层结构的植物，郁闭度明显提升。采用乔灌草型的植物群落分布，可以达到高于75%的林内郁闭度，有助于更好的发挥污染物的消减作用。研究结果充分表明，植物种类以及植物群落分布，对于城市空气污染的消减作用存在直接影响。为了缓解城市环境污染，配置园林景观植物群落分布时，植物类型以及植物群落应该更加具有多样性，建议采用乔灌草型的植物结构，通过较高郁闭度的植物配置模式，发挥更大的污染物消减作用。在城市空气中度以及重度污染时，获取良好的空气污染消减作用。

2.4斑块面积对污染物消减作用的影响

统计园林景观植物群落斑块面积不同时，对空气中污染物的消减作用，统计结果见图3。

通过图3的斑块面积对污染物消减作用结果可以看出，斑块面积越大，对污染物的消减率越高。斑块面积越大，表示植物群落中，种植的植物数量越多。通过大量种植植物的方式，获取理想的污染物消减结果。斑块面积显著影响植物对空气污染物的消解能力。斑块面积越大，植物群落的消减能力越强，对空气的净化性能更强。

2.5消减污染的园林景观植物群落设计建议

综合文章园林景观植物群落分布对污染物消减作用的研究结果，为了获取更好的污染物消减结果，需要对园林景观植物群落分布进行优化。增加城市污染区域的植物数量，利用科学合理的方法，将不同类型的植物，组合为发挥高效消减作用的植物群落。搭配园林景观植物群落树种时，应该尽量选择功能性植物，充分发挥植物对污染物的吸附与消减作用。例如榆树、女贞等植物，具有良好的防尘作用，适宜种植在交通密集的区域；罗汉松、垂柳等植物，具有极强的吸附二氧化硫的作用；银杏、悬铃木等植物，对于空气中的臭氧，吸收作用良好。在城市交通发达区域，可以设置灌木绿带作为防尘材料。灌木绿带的叶子面积，相比于占地面积大20倍左右，有效吸附道路中车辆排放的尾气，以及车辆经过形成的粉尘，将污染物截留在绿地周围或绿地中。大量种植包含茎叶的草本植物，充分发挥草本植物对粉尘的吸附作用，达到城市空气净化的目的。

文章研究结果表明，采用乔灌草型的园林景观植物配置分布，相比于其他类型的植物配置，具有更佳的污染物消减作用。乔木和灌木在消解PM_2.5等颗粒污染物中，占据重要作用。乔灌草结构的植物配置，在水平面以及竖直面，均采用复层混交的分布结构。通过多层混交的分布结构，组合道路绿地结构，提升植物群落对污染物的消减水平。乔灌草型的植物配置分布，具有更高的郁闭度。组合乔灌草型的植物配置时，同时应该考虑植物的疏透度，避免由于植物密度过高，影响植物群落的通风，不利于空气中颗粒污染物的输送与扩散。采用乔灌草结构设计典型道路绿地群落时，可以采用乔+草+灌-乔、乔+灌+草-乔、灌+乔+草-乔、草+乔+灌-乔四种植物群落分布方式。针对城市污染严重的区域，设计园林景观植物群落，选择植物时，尽量选择适宜当地气候环境生长的，净化功能更佳的植物。保证植物郁闭度以及通透度的基础上，采用多层次复杂化组合方式，组合乔木、灌木与草木，提升植物群落对污染物的消减能力，令所设计的植物群落结构更加具有应用性。

3结束语

园林景观植物是改善城市空气质量的重要方式，植物通过呼吸作用可以吸收空气中的二氧化碳等有害气体，并释放氧气，从而有助于改善城市空气质量。此外，不同种类的植物在不同季节或时间段都具有吸附和净化空气的能力，合理规划植被分布可以发挥更好的调节作用。因此，探讨不同类型的园林景观植物群落分布对城市空气污染的消减作用。选取某省4个不同的地区作为试验地。研究结果表明，园林景观植物配置方式，对城市空气中的污染物消减存在直接影响。园林景观植物群落分布的多样性越高、郁闭度越高时，对空气污染物的消减作用更加明显。该结果为城市园林景观植物群落的优选提供了参考，也为绿地植物配置模式的优化提供了借鉴。