杭州市常見道路綠化植物滯塵能力研究

江勝利，金荷仙，許小連

（1. 浙江農林大學園林學院，浙江 臨安 311300；2.《中國園林》雜志社，北京 100835）

隨著經濟的發展，城市化進程加快，人類破壞自然和改造自然的規模增大，與自然的矛盾日益突出，工業生產帶來的污染，使生態環境嚴重惡化，對人們的身心健康造成了很大的影響。粉塵等顆粒物是重要的大氣污染物之一，其隨空氣進入人體肺部，滯留在呼吸道不同部位，損傷粘膜、纖毛，導致慢性鼻咽炎、氣管炎等疾病，還會誘發慢性阻塞性肺部疾患，最終加劇肺心病死亡率[1]。園林植物是改善環境的主體，在改善空氣質量、阻滯粉塵等可吸入顆粒物及改善生態環境方面起著不可替代的作用。

目前，眾多城市已開展其城區常見植物滯塵效益的研究，定量分析植物的生態效益，而杭州還未有相關研究出現。在人們越來越關注環境質量和身心健康的今天，杭州作為風景優美的旅游城市，對其道路綠化植物滯塵效益進行研究意義重大。通過對杭州西湖區常用道路綠化植物滯塵效益進行研究，定量分析其滯塵能力，篩選出滯塵能力較強的植物，進而為城市道路綠化樹種的選擇及綠化植物滯塵方面生態服務功能的評估提供一定的參考。

1 研究地概況

杭州地處我國東南沿海的長江三角洲南翼，浙江省省會，也是政治、經濟、文化中心，是中國最著名的風景旅游城市之一，自古就有“上有天堂、下有蘇杭”的美譽。杭州市屬亞熱帶季風性氣候，四季分明，溫暖濕潤，其年平均氣溫15.9 ～ 17.0℃，年平均相對濕度76% ～ 81%，年平均降水量1100 ～ 1600 mm，年降雨日130 ～160 d。市域西北部、中部、西南部山區雨水豐沛，年平均降水量在1500 mm以上，雨日大于160 d，為多雨區。其植被屬中亞熱帶常綠闊葉林植被帶，全市森林覆蓋率64%，生物種類繁多，僅西湖山區和西天目山等地植物就有178科790屬1640種，木本植物509種，藤本植物150種。植物區系的溫帶、亞熱帶東亞區系成分的特征顯著。植被垂直分布海拔 500m以下的丘陵為常綠闊葉次生林，但多數丘陵為馬尾松林、毛竹林、人工杉木林；海拔500 ～ 1000 m的低山為常綠落葉闊葉混交林，海拔1000 m以上多落葉闊葉樹。

2 試驗材料與方法

2.1 材料選擇

路面揚塵是造成空氣中懸浮顆粒物污染產生的主要原因之一[1]。本文主要針對杭州西湖區道路綠化植物進行分析，通過對道路及其綠化植物進行全面調查，選擇出18種常用的綠化植物進行滯塵能力的測定，分析比較各植物滯塵能力的差異，實驗所選植物見表1。

表1 實驗選取植物名錄Table1 The plant list for experiment

2.2 實驗方法

2.2.1 實驗儀器 高枝剪，剪刀，AM300手持式葉面積儀，循環式真空泵，標簽紙，牛皮紙袋等。

2.2.2 實驗方法 一般認為15 mm雨量可以沖掉植物葉片上的降塵，然后重新開始滯塵[2]。查閱杭州近幾年氣象資料，以每月雨后（雨量15 mm以上）3、6、9、12 d采樣，一般采樣3次或4次，每個樹種選取3棵，草坪類選3個樣塊。采樣時在樹冠四周與內部的上、中、下各部位隨機均勻地采集植物葉片，喬木用高枝剪采樣，闊葉樹30片（大葉10片），草坪類剪取10 cm×10 cm面積范圍內地上部分。采后盡量不要抖動，小心放入袋子中，做好標記備用。

用差重法計算滯塵量。將采集的葉片放于燒杯中，用蒸餾水浸泡2 h，毛刷刷下葉片上附著物。浸泡液在真空泵上用已烘干稱質量（W1）的濾紙抽濾，再將此濾紙60℃烘24 h，用1/10000天平稱質量（W2），兩次質量之差（W2－W1）即為葉片滯留顆粒物的總質量[3]。用AM-300葉面積儀測葉片總面積A，計算葉片單位面積滯塵量（W2－W1）/A，單位g/m2。

3 結果與分析

道路綠化植物作為清除大氣顆粒污染物的重要途徑，越來越廣泛地受到人們的重視，其對減少大氣降塵量和飄塵量的效果顯著[4]。通過杭州西湖區道路的實地調查，在同一環境下選擇常見且有代表性的9種行道樹、5種灌木、4種草本植物進行采樣，減小外界環境對實驗的影響。

3.1 西湖區常見行道樹滯塵能力的分析

道路兩邊灰塵較大，行道樹在道路中發揮著舉足輕重的作用，可遮陰，又可發揮滯塵效益，通過對9種常見行道樹滯塵能力測定，比較分析各樹種在道路綠化中滯塵能力，結果見表2。

表2 西湖區常見道路綠化植物單位面積滯塵量Table 2 The dust blocking quantity of unit leaf area of common road green species in West Lake district g/m2

從表2看到，單位面積滯塵量較大的為楓香、黃山欒樹，分別為0.5534、0.5434 g/m2；單位面積滯塵量較小的為銀杏、烏桕，分別為0.3287、0.1961 g/m2。植物滯塵能力的顯著差異和其葉面結構有密切的關系[5～8]，楓香、黃山欒樹的葉面較為粗糙，容易滯留空氣中的降塵；而銀杏、烏桕葉面較為光滑，不易于灰塵的滯留。另外，行道樹的樹冠結構，枝葉密度，葉面傾角與其滯塵能力也有一定關系[9]。

劉光立，董希文[10～11]等的研究表明，在相同環境下，不同類型植物的滯塵能力存在顯著差異，由表2可看出，植物種類不同，發揮的滯塵作用也不同，這和其葉面結構、樹冠大小、植株高度[12]等都有一定關系。同時，多數情況下，同一植物葉片上所滯留的灰塵量會隨時間的積累而增加，直至下一次降雨前達到最大值。杭州降雨頻繁，據歷年降雨日數統計[13]（表3），杭州秋季多數情況下10 ～ 12 d將會降雨1次，結合表2每次葉片滯塵量的增加，可以看出多數道路綠化植物滯塵過程中，其滯塵量不會達最大值，如表2中杜英、楓香等隨時間的增加，其滯塵量總在增加，直至下次降雨，這主要因為在其一次滯塵周期中，滯塵量還未達最大值時受到降雨影響，而進入下一滯塵周期。

表3 杭州市區歷年秋季降雨日數Table3 The rainfall days of calendar year in Hangzhou in autumn d

3.2 西湖區道路常見灌木滯塵能力分析

綠化植物可吸附空氣中粉塵，道路綠化所用的灌木一般高度在40 ～ 200 cm，位于人呼吸高度，其對道路空氣中灰塵的阻滯及人體的健康有很重要的作用。

由表2知，道路綠化所用的灌木中，單位面積滯塵能力大小順序為金邊黃楊、紅葉石楠、紫薇、無刺枸骨、紅花檵木、金邊黃楊和紅葉石楠的滯塵能力最大，分別為1.7451、1.7393 g/m2；滯塵能力最低的為紅花檵木，為1.0118 g/m2；5種灌木的單位面積滯塵量均隨時間的增加而增大。

3.3 草本植物滯塵能力分析

草皮的減塵作用也很重要，生長茂盛的草皮，葉面積為其占地面積的20倍，其根莖與土表緊密結合，不僅固定地表塵土，而且在草坪上沉積了各種灰塵，有風時也不易出現二次揚塵，對減塵有特殊功效[14]。杭州西湖區道路綠化中，草本主要以沿階草、闊葉麥冬、麥冬草、蘭花三七為主，故本文以這4種草本植物為代表進行滯塵的測定。

從表 2中可以看出，4種所選草本單位面積滯塵量也隨時間的增加而積累，其單位面積滯塵能力最大的是沿階草，為0.8195 g/m2，其次依次為麥冬草、闊葉麥冬、蘭花三七，這與沿階草葉片密度大，植物密集有很大關系。草本植物在城市道路綠化中占有很大的比例，對空氣中灰塵的阻滯也起著很重要的作用。

3.4 喬冠草不同類型植物滯塵能力的比較

在所選道路綠化植物中，喬木、灌木、草本的平均單位葉面積滯塵能力為0.4289、1.5099、0.5337 g/m2，灌木滯塵能力占三者總滯塵能力的61%。因為灌木的高度易于揚塵的阻滯，且灌木葉片較密集，容易滯留空氣中的灰塵。雖然這與吳中能[15]、姜衛紅等[16]研究結果不同，他們認為不同類型綠化植物滯塵能力大小順序為喬木 ＞ 灌木 ＞ 草本地被，這些結果的差異與綠化植物所處的環境、地理位置等有很大的關系。在不同的環境下，同一植物的滯塵能力不同[17]，植物受到外界環境的影響不同，車流量、人流量及不可避免的外界條件都會對植物的滯塵產生影響，在車流量大、綠化差的的地方，易引起路面的二次浮塵，增加植物的滯塵量。

3.5 所選18種道路綠化植物的滯塵能力比較

由表2可看出，在同一環境條件下，所選的18種常見道路綠化植物滯塵能力表現不同，滯塵能力最大的為金邊黃楊，是最小滯塵能力烏桕的9倍，這主要是因為金邊黃楊在道路綠化中通常作為綠籬使用，葉片的密集程度較高，且其高度也在空氣中灰塵含量較高的位置，易于車流等引起的飄塵沉降。

3.6 道路綠化植物不同高度的滯塵能力比較

植物葉片的滯塵能力常受到外界環境的影響，而在同一環境下，其滯塵能力與其葉片在垂直方向的高度位置有一定的關系。

通過對同一環境下 4種常見的道路綠化植物在不同高度的滯塵能力進行測定表明，4種所選植物在其垂直高度上滯塵能力各不相同，但均表現出下部葉片滯塵能力高于中部和上部。因為在道路環境中，車流量、人流量大，植物葉面的滯塵與粉塵脫落同時存在，容易造成路面較大程度的二次揚塵，因此同株植物葉片低的位置滯塵量明顯高于中部和上部的葉片[18]。

表4 植物不同高度滯塵能力分析Table4 The analysis of dust retention capacity of different height of leaf g/m2

4 結論與討論

（1）所選18種道路綠化植物，滯塵能力最佳的是金邊黃楊，滯塵能力最差的是烏桕。

（2）行道樹單位面積滯塵量較大的為楓香、黃山欒樹，滯塵量較小的為銀杏、烏桕；灌木以金邊黃楊和紅葉石楠的滯塵能力最大，滯塵能力最弱的為紅花檵木；草本植物沿階草單位面積滯塵能力最強。不同類型植物的滯塵能力大小順序為灌木 ＞ 草本植物 ＞ 喬木。

（3）在植物葉片不同高度的滯塵能力研究中，香樟、杜英、紅葉石楠、無刺枸骨均表現為下部滯塵能力最強，其次為中部、上部。

（4）道路綠化植物的滯塵效益研究中，還有一些常見植物未作研究，對這些植物進行滯塵測定，篩選出滯塵能力強的植物，進而大面積運用于城市道路綠化，對城市生態環境的改善有重要的作用。同時，空氣中粉塵含量、車流量、風速等因素對于植物滯塵有很大影響，至于其影響機理今后還要做進一步的研究。

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