北京市29種園林植物滯留大氣細顆粒物能力研究

趙松婷，李新宇，李延明

北京市園林科學研究院//園林綠地生態功能評價與調控技術北京市重點實驗室，北京 100102

北京市29種園林植物滯留大氣細顆粒物能力研究

趙松婷*，李新宇*，李延明

北京市園林科學研究院//園林綠地生態功能評價與調控技術北京市重點實驗室，北京 100102

摘要：為研究北京市常用園林植物滯留顆粒物的能力，選擇北京市常用園林植物作為研究對象，通過對29種園林植物進行葉片直接采樣、電鏡分析、圖像處理和統計分析，進而對園林植物滯留顆粒物尤其是細顆粒物PM2.5的能力進行了系統分析。結果表明，（1）29種園林植物葉片表面大部分為PM10，均在94%以上，PM2.5在85%以上，粗顆粒物（空氣動力學當量直徑DP>10 μm）的數量對總體數量的貢獻非常小，均在6%以下；以體積進行統計時，得出PM10的體積在總體積中的比例平均為71.3%，對顆粒物總體積貢獻最大，滯留的PM2.5體積占總體積4.22%～26.14%，粗顆粒物的體積占總體積平均為28.7%。（2）對喬灌木單位葉面積滯塵量進行比較，植物個體之間滯塵能力有很大的差異。雪松（Cedusdeodara）（3.405 g·m-2）是絳柳（Salix pendula）（0.079 g·m-2）的43倍，小葉黃楊（Buxusmicrophylla）（6.102 g·m-2）的滯塵量是紫荊（Cercischinensis）（0.213 g·m-2）的28倍。（2）對喬灌木單位葉面積滯塵量進行比較，植物個體之間滯塵能力有很大的差異。雪松是絳柳的43倍以上，小葉黃楊的滯塵量是紫荊的28倍以上。（3）29種園林植物單位葉面積滯留PM2.5能力大小比較：灌木中小葉黃楊（Buxusmicrophylla）滯留PM2.5的能力最強，為1.168 g·m-2，大葉黃楊（Euonymus japonicus）次之；喬木中銀杏（Ginkgo biloba）滯留PM2.5的能力最強，達到0.225 g·m-2。（4）29種園林植物整株樹滯留PM2.5能力大小比較：喬木中整株樹每周滯留PM2.5能力較強的有國槐（Sophora japonica）、銀杏（Ginkgo biloba）、臭椿（Ailanthus altissima）、毛白楊（Populustomentosa）、旱柳（Salix matsudana）、圓柏（Sabina chinensis）和杜仲（Eucommiaulmoides），灌木和藤本中整株樹每周滯留PM2.5能力較強的有榆葉梅（Amygdalustriloba）、木槿（Hibiscus syriacus）、鉆石海棠（Malus sparkler）、紫丁香（Syringaoblata）和小葉黃楊（Buxusmicrophylla）。（5）園林植物葉表面不論是通過細胞之間的排列形成的溝槽還是通過各種條狀突起、波狀突起和脊狀突起形成的溝槽，只要溝槽越密集、深淺差別越大，越有利于滯留大氣顆粒物，且葉表面有蠟質、腺毛等結構及葉片能分泌黏性的油脂和汁液也有利于大氣顆粒物的滯留。

關鍵字：園林植物；電鏡分析；顆粒物；PM2.5；PM10

引用格式：趙松婷，李新宇，李延明. 北京市29種園林植物滯留細顆粒物能力研究[J]. 生態環境學報, 2015, 24(6): 1004-1012. ZHAO Songting, LI Xinyu, LI Yanming. Fine Particle-retaining Capability of Twenty-nine Landscape Plant Species in Beijing [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(6): 1004-1012.

隨著社會經濟的迅速發展，城市的大氣環境問題愈來愈突出。空氣中的細顆粒物（Particulate matter less than 2.5 micros in diameter，PM2.5），已逐漸成為空氣污染的首要污染物。PM2.5因其危害人體健康、攜帶病菌和污染物、且沉降困難影響范圍廣，控制和治理難度大，已經成為國內外公眾政府和學者共同關注的重要問題（Wang等，2006；Dai等，2013；Poschl，2005；Stracquadanio等，2007）。在目前尚不能完全依賴污染源治理以解決環境問題下，借助自然界的清除機制是緩解城市大氣污染壓力的有效途徑，城市園林綠化就是其一（Ottele等，2010；Nowak等，2010；Beckett等，2000a）。

國內外已有許多關于植物滯留細顆粒物方面的研究（Hwang等，2011；Freer-Smith等，2005；Beckett等，2000b；Prusty等，2005；于志會等，2012；趙晨曦等，2013），大多數學者通過環境掃描電鏡直接對葉片上顆粒物或者對過濾葉片塵所用濾紙（孔徑一般為0.45 μm）上的顆粒物的大小、數量進行量算（Freer-Smith等，1997；王贊紅和李紀標，2006；劉任濤等，2008；余海龍和黃菊瑩，2012；胡舒等，2012；劉璐等，2013；石輝等，2011a；石輝等，2011b），從而得出葉片塵中粗顆粒和細顆粒物的比例（趙松婷等，2014），同時對顆粒物的組成成分進行分析（邱媛等，2008；王蕾等，2007)，并以此推斷其來源與當地主要的排放源分布（戴斯迪等，2013）。目前的研究僅僅定性地說明植被對PM2.5的阻滯吸收作用，不夠具體化，園林植物對PM2.5的削減作用到底有多大，如何才能更有效的的發揮園林植物降低PM2.5污染的重要功能，這些還缺少必要的研究和總結。本研究在北京城區選擇常用園林植物14種喬木、14種灌木和1種藤本，對選定的29種常用園林植物進行植物葉片滯留不同粒徑顆粒物尤其是細顆粒物的定量分析，明確各個樹種單位葉面積上顆粒物的滯留數和滯留量，提煉出園林植物應對PM2.5污染的基礎研究成果，為應對PM2.5污染的城市綠地建設提供技術支撐。

1　材料與方法

1.1供試植物種

根據北京市2009年綠化普查數據，選取在北京市園林綠化中應用頻率較高的29種植物進行葉片電鏡分析（表1），包括14種喬木、14種灌木和1種藤本，進而得出園林植物滯留PM2.5的能力，每種植物均選擇生長狀況良好的成年植株。29種園林植物材料均采自同一區域內，避免不同環境條件下大氣污染不同帶來的誤差。

1.2研究方法

1.2.1樣品采集與測定

一般認為，15 mm的降雨量就可以沖掉植物葉片的降塵，然后重新滯塵（張新獻等，1997）。于夏季雨后（雨量>15 mm）7 d對選好的樹種依據其自身特點從上、中、下不同高度及不同方向采集葉片，喬木的縱向高度差距在75 cm以上，灌木的縱向高度差距在25 cm以上，根據葉片大小采集葉片數量由30～300片不等，對每種樹種進行3次重復采樣，采集好的葉片立即封存于干凈保鮮盒中用于滯塵實驗。同時，對每種樹種上、中、下不同高度各采集葉片3片，每種植物在3株生長狀況良好的個體重復采樣3次，采集好的葉片同樣封存于干凈保鮮盒中用于電鏡分析實驗，采集時選擇生長狀態良好且具有代表性的葉片。

1.2.2葉片處理

葉片用蒸餾水浸泡2h以浸洗掉附著物，并用不掉毛的軟毛刷刷掉葉片上殘留的附著物，最后用鑷子將葉片小心夾出；浸洗液用已烘干稱重（W1）的濾紙抽濾，將濾紙于80℃下烘24h，再以1/10000天平稱重（W2），兩次重量之差即為采集樣品上所附著的降塵顆粒物重量。

夾出的葉片晾干后用3000c葉面積儀求算葉面積A。(W2-W1)/A即為滯塵樹種的滯塵能力（g·m-2）。

另外，及時采用Hitachi臺式TM3000掃描電鏡觀測電鏡分析實驗所采集葉片的表面，獲取葉片上、下表面圖像。

1.2.3顆粒物統計分

對觀測影像上葉片顆粒物進行提取，首先利用Photoshop等軟件對影像進行增強處理，提取出顆粒物的柵格圖像，再利用ArcGIS等軟件對處理后的影像進行二值化、重分類等處理，提取出葉面顆粒物的矢量圖像，并做進一步統計分析處理（王蕾和李紀標，2006），得出顆粒物的不同粒徑分布情況。具體流程如圖1所示。

表1　選定的29種園林綠化樹種Fig. 1 29 selected tree species

2　結果分析

2.1植物滯留不同粒徑大氣顆粒物的分布特征分析

利用ArcGIS地理信息系統軟件對電鏡圖像進行處理，提取出葉面顆粒物的矢量圖像，并做進一步統計分析處理。

圖1　觀測影像顆粒物提取流程圖Fig.1 The flow chart of extracting particulate matter on observation images

2.1.1葉表面顆粒物的數量-粒度分布

由圖2可以看出，在相同觀測葉面積下，29種園林植物葉面顆粒物主要是PM10，葉片表面PM10數量占顆粒物總數的平均比例均為94%以上，PM2.5均在85%以上，29種樹種葉表面滯留粗顆粒物的數量對總體數量的貢獻非常小，均在6%以下。按照粒徑大小0.25、0.5、1、2.5和10 μm進行統計分級時發現，86%以上的樹種葉表面滯留量最大的顆粒物數量在0.25～0.5 μm之間，其中紫葉李葉表面滯留量達到最大值46.7%。

圖2　29種園林植物葉表面顆粒物不同粒徑數量分布情況Fig. 2 The quantitative distribution of particulate matter in different sizes on leaf surface of 29 plant species

圖3　29種園林植物葉表面顆粒物不同粒徑體積百分比Fig. 3 The volume percent of particulate matter in different sizes on leaf surface of 29 kinds of plants

2.1.2葉表面顆粒物的體積-粒度分布

體積-粒度分布在一定程度上反映了顆粒物的質量-粒度分布，并能進一步反映不同樹種滯留顆粒物能力的大小。與葉片表面顆粒物的數量分布不同（圖3），雖然DP>10 μm（粗顆粒物）范圍內的顆粒物對總體數量的貢獻非常小，但這一粒徑范圍的顆粒物對體積的貢獻較大，29種樹種粗顆粒物的體積百分比平均為28.7%，在2%～70.3%之間，其中沙地柏的粗顆粒物百分比最高，達到了70.32%，雪松僅次沙地柏，為60.58%，說明沙地柏和雪松滯留粗顆粒物的能力較強；而在總體數量上貢獻較大的DP≤2.5 μm（PM2.5）范圍內的顆粒物對體積的貢獻最小，29種樹種在4.22%～26.14%之間，平均為15%；除了雪松、沙地柏和紫藤以外，其余26種樹種葉表面滯留的顆粒物體積百分比最大的均在粒徑范圍2.5～10μm內；29種園林植物葉片滯留PM10的體積在總體積中的比例在29%以上，平均為71.3%，對顆粒物總體積貢獻最大。

2.229種園林植物滯留顆粒物能力研究

2.2.129種園林植物滯塵能力

由圖4和5可知，不同園林樹種之間的滯塵量差異顯著，樹種之間的滯塵能力可相差數十倍以上，喬木單位葉面積滯塵能力為：滯塵較強的有雪松、圓柏、銀杏和臭椿，7天平均滯塵量大于或接近1 g·m-2，滯塵能力一般的有國槐、紫葉李、杜仲、油松和北京丁香，7天平均滯塵量的范圍在0.5～1 g·m-2之間，滯塵能力較弱的有旱柳、欒樹、白蠟和絳柳，7 d平均滯塵量小于0.5 g·m-2。其中最大值（雪松）是最小值（絳柳）的43倍以上，雪松在喬木樹種中的滯塵能力很強，而絳柳的滯塵能力處于劣勢，這與很多學者的研究結果相吻合。

圖4　喬木每周單位葉面積滯塵量Fig. 4 Dust detained by trees in every unit leaf area every week

圖5　灌木和藤本每周單位葉面積滯塵量Fig. 5 Dust detained by shtubs and vines in every unit leaf area every week

灌木單位葉面積滯塵能力為：滯塵最強的是小葉黃楊，每周平均滯塵量6.102 g·m-2，比喬木中滯塵量最大的雪松要多出2.697 g，滯塵較強的有大葉黃楊和榆葉梅，每周平均滯塵量接近1.5 g·m-2，滯塵能力一般的有金葉女貞、迎春、紫藤、鉆石海棠、木槿和沙地柏，滯塵能力較弱的有紫丁香、月季、金銀木、連翹、紫葉小檗和紫荊，其中小葉黃楊的滯塵量是紫荊的28倍以上。

對于滯塵能力強的樹種，應種植在城市的一些特殊地帶，如污染重的工廠、塵土飛揚的街道，充分發揮這些樹種生態功能，為了避免綠化樹種的單一性，還應盡量選擇多樣的滯塵樹種。

2.2.229種園林植物單位葉面積滯留PM2.5能力研究

假設顆粒物密度相同，PM2.5質量百分比即PM2.5體積百分比，29種園林植物單位葉面積滯留PM2.5的量（g·m-2）=29種園林植物滯塵量（g·m-2）×29種園林植物PM2.5質量百分比；29種園林植物整株樹每周滯留PM2.5的量（g）=29種園林植物整株樹每周滯塵量（g）×29種園林植物PM2.5質量百分比。

通過對29種園林植物單位葉面積滯留PM2.5能力大小分析，包括14種喬木（圖6）、14種灌木和1種藤本（圖7），得出灌木和藤本植物中小葉黃楊滯留PM2.5的能力最強，單位葉面積滯留1.168 g·m-2，大葉黃楊次之，為0.388 g·m-2，沙地柏滯留PM2.5的能力最弱，僅為小葉黃楊的3.4%；喬木中銀杏滯留PM2.5的能力最強，單位葉面積滯留0.225 g·m-2，杜仲次之，為0.171 g·m-2，絳柳滯留PM2.5的能力最弱，單位葉面積滯留量為銀杏的1/13。

2.2.329種園林植物整株樹滯留PM2.5能力研究

考慮不同植物的樹冠結構影響因子，計入綠量大小的統計，計算不同植物整株滯留PM2.5量。

29種園林植物整株樹每周滯留PM2.5能力排序如圖8、圖9所示，通過分析發現，除北京丁香和紫葉李以外，喬木其余樹種整株樹每周滯留PM2.5量均高于灌木和藤本植物。

圖6　喬木單位葉面積滯留PM2.5量Fig. 6 PM2.5detained by trees in every unit leaf area every week

圖7　灌木和藤本植物單位葉面積滯留PM2.5量Fig. 7 PM2.5detained by shrubs and vines in every unit leaf area every week

喬木中整株樹每周滯留PM2.5能力較強的有國槐、銀杏、臭椿、毛白楊、旱柳、圓柏和杜仲，每周滯留量均超過16 g，滯留PM2.5較弱的有絳柳，北京丁香和紫葉李，每周滯留量不足3 g。其中，落葉喬木中國槐整株樹每周滯留PM2.5量是紫葉李的47倍多，常綠喬木中圓柏是雪松的3倍以上。

灌木和藤本中整株樹每周滯留PM2.5能力較強的有榆葉梅、木槿、鉆石海棠、紫丁香和小葉黃楊，滯留PM2.5較弱的有紫荊、紫葉小檗和沙地柏。

2.3葉表面顆粒物特征分析

由于園林植物個體葉表面特性的差異，對大氣顆粒物滯留能力也不同，圖10是29種園林植物葉片上表面滯留顆粒物形態的電鏡圖像。從圖像中可以清晰地看出葉片顆粒物形狀為不規則塊體、球體和聚合體，粒度小于10 μm居多，其中大葉黃楊（15a）和小葉黃楊（21a）表層有蠟質，容易滯留顆粒物；國槐（4a）葉表面褶皺多且有較多腺毛，有助于顆粒物的滯留；圓柏（13a）葉表面有密集的脊狀突起，凸起之間形成溝槽，可深藏許多小顆粒物；臭椿（2a）葉表面有較密集的條狀突起，突起間藏有大量顆粒物；銀杏（10a）上表皮細胞輪廓較清晰，細胞多為長條形，垂周壁下陷成溝狀結構，可見散在顆粒物；木槿（19a）上表面凹凸不平，細胞輪廓不清晰，表面有不規則褶皺，可見顆粒物存于褶皺處；毛白楊（6a）葉片表面有較淺溝槽，可見顆粒物存于溝槽中；紫葉李（14a）上表面凸凹不平，細胞輪廓不清楚，有深淺不一，形態不均的溝狀結構與增厚的角質層突起共同形成表面褶皺，角質層突起上具線性紋飾，有散在的顆粒物存在，無氣孔及毛被；而絳柳（7a）葉片表面有較寬的條狀突起，突起間分布著氣孔與較淺的紋理組織這樣的微形態結構不利于顆粒物穩定固著；紫葉小檗（28a）上表皮細胞呈不規則體，且不規則排列，細胞之間有溝槽，顆粒物多聚集于此；洋白蠟（9a）和紫荊（26a）葉表面細胞均呈不規則排列，細胞之間的溝槽較淺，可見少量顆粒物。

圖8　喬木整株樹滯留PM2.5能力大小Fig. 8 PM2.5detained by the whole trees every week

圖9　灌木和藤本整株滯留PM2.5能力大小Fig. 9 PM2.5detained by the whole shrubs and vines every week

結合植物滯留顆粒物能力大小分析得出，植物葉表面不論是通過細胞之間的排列形成的溝槽還是通過各種條狀突起、波狀突起和脊狀突起形成的溝槽，只要溝槽越密集、深淺差別越大，越有利于滯留大氣顆粒物，且葉表面有蠟質（如小葉黃楊和大葉黃楊）、腺毛（如國槐）等結構及葉片能分泌黏性的油脂和汁液（如雪松和圓柏）也有利于大氣顆粒物的滯留。

3　結論與討論

3.1討論

北京市的空氣質量多處在輕微污染，影響空氣質量的主要是顆粒物即降塵和飄塵。北京市適生的園林樹種滯塵能力有較大的差異，選擇滯塵能力強的樹種可以產生較大的滯塵效益。

圖10　29種園林植物葉表面微形態環境掃描電鏡圖像（×1 200倍）Fig. 10 The SEM images of particulate matter morphology on leaf surface of 29 kinds of plants(×1 200)

通過對園林植物滯留大氣顆粒物的能力進行分析可知：園林植物葉片表面滯留顆粒物大部分為PM10，占94%以上，說明園林植物可以對大氣可吸入顆粒物起到很好的過濾效應，有利于人體呼吸健康，按照不同粒徑分級統計時發現，86%以上的樹種葉表面滯留量最大的顆粒物數量在0.25～0.5 μm之間，復旦大學公共衛生學院一項研究也證實，粒徑在0.25～0.5 μm范圍內顆粒物數濃度與健康危害關系最顯著；且粒徑越小，健康危害越大。這為我國大氣顆粒物污染防治提供了新方向，即應重點關注更小粒徑顆粒物，而不僅僅是PM2.5。

29種園林植物葉片滯留的PM10對顆粒物總體積貢獻最大，PM2.5對體積的貢獻最小；29種園林植物單位葉面積滯留PM2.5能力大小比較：灌木中小葉黃楊滯留PM2.5的能力最強，為1.168g·m-2，大葉黃楊次之，沙地柏最弱；喬木中銀杏滯留PM2.5的能力最強，單位葉面積滯留0.225g·m-2，絳柳最弱；29種園林植物整株樹滯留PM2.5能力大小比較：喬木中整株樹每周滯留PM2.5能力較強的有國槐、銀杏、臭椿、毛白楊、旱柳、圓柏和杜仲，灌木和藤本中整株樹每周滯留PM2.5能力較強的有榆葉梅、木槿、鉆石海棠、紫丁香和小葉黃楊，滯留PM2.5較弱的有紫荊、紫葉小檗和沙地柏。

通過分析得出，葉片滯留大氣顆粒物的能力與葉片的微型態結構有關，對每一種植物進行深一步的微觀了解，可以有助于滯塵樹種的選擇。由于園林植物個體葉表面特性的差異，葉片表面具有蠟質結構、表面可形成較深且密集溝槽、葉面多腺毛、能分泌黏性的油脂和汁液等特性的園林植物能吸附大量的降塵和飄塵。因此，對于有利于附著細顆粒物的樹種，可在以飄塵為主的城市推廣此樹種，而有利于附著粗顆粒的樹種，可以在以降塵為主的城市推廣此樹種。如果在城市中種植滯塵能力強的樹種，再進行合理的結構設計，則對減輕城市中各種顆粒物的污染具有重要意義。

此外，顆粒物對植物和生態系統會產生負面影響，光合作用的減弱、土壤鹽度的變化以及硝酸鹽、硫酸鹽、酸及重金屬沉降對植被的影響等定量反應已經被研究者所觀測到。在未來研究哪些樹種滯塵能力強的同時也應該考慮顆粒物對植物產生的潛在危害，如在大氣污染嚴重的條件下顆粒物是否影響植物的壽命等。

3.2結論

（1）29種園林植物葉片表面大部分為PM10，均在94%以上，PM2.5在85%以上，粗顆粒物的數量對總體數量的貢獻非常小，均在6%以下；以體積進行統計時，得出PM10的體積在總體積中的比例平均為71.3%，對顆粒物總體積貢獻最大，滯留的PM2.5體積占總體積4.22%～26.14%，粗顆粒物的體積占總體積平均為28.7%。

（2）對喬灌木單位葉面積滯塵量進行比較，植物個體之間滯塵能力有很大的差異。雪松是絳柳的43倍以上，小葉黃楊的滯塵量是紫荊的28倍以上。

（3）29種園林植物單位葉面積滯留PM2.5能力大小比較：灌木和藤本中：小葉黃楊>大葉黃楊>迎春>女貞>榆葉梅>紫藤>鉆石海棠>紫丁香>木槿>金銀木>連翹>紫葉小檗>月季>紫荊>沙地柏；喬木中：銀杏>圓柏>杜仲>國槐>雪松>臭椿>旱柳>毛白楊>油松>紫葉李>北京丁香>欒樹>白蠟>絳柳。

（4）考慮不同植株的綠量大小，計算園林植物整株樹每周的滯留PM2.5的能力，分析個體之間滯塵能力差異。29種園林植物整株樹滯留PM2.5能力大小比較：喬木中整株樹每周滯留PM2.5能力較強的有國槐、銀杏、臭椿、毛白楊、旱柳、圓柏和杜仲，灌木和藤本中整株樹每周滯留PM2.5能力較強的有榆葉梅、木槿、鉆石海棠、紫丁香和小葉黃楊。

（5）植物葉表面不論是通過細胞之間的排列形成的溝槽還是通過各種條狀突起、波狀突起和脊狀突起形成的溝槽，只要溝槽越密集、深淺差別越大，越有利于滯留大氣顆粒物，且葉表面有蠟質、腺毛等結構及葉片能分泌黏性的油脂和汁液也有利于大氣顆粒物的滯留。

參考文獻：

PRUSTY B A, MISHRA P C, AZEEZY P A.2005. Dust accumulation and leaf pigment content in vegetation near the national highway at Sambalpur, Orissa, India [J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 60(2): 228-235.

BECKETT K P, FREER-SMITH P H, TAYLOR G. 2000a. The capture of particulate pollution by trees at five contrasting urban sites [J]. Arboricultural Journal, 24(2-3): 209-230.

DAI W, GAO J Q, CAO G, et al. 2013. Chemical composition and source identification of PM2.5in the suburb of Shenzhen, China [J]. Atmospheric Research, 122: 391-400.

HWANG HEE-JAE, YOOK SE-JIN, AHN KANG-HO. 2011. Experimental investigation of submicron and ultrafine soot particle removal by tree leaves [J]. Atmospheric Environment, 45(38): 6987-6994.

BECKETT K P, FREER-SMITH P H, TAYLOR G. 2000b. Effective tree species for local air-quality management [J]. Tree species and Air Quality, 26(1): 12-19.

NOWAK D J, CRANE D E, STEVENS J C. 2006. Air pollution removal by urban trees and shrubs in the United States [J]. Urban Forestry and Urban Greening, 4(3-4): 115-123.

OTTELE M, VAN BOHEMEN H D, FRAAIJ A L A. 2010. Quantifying the deposition of particulate matter on climber vegetation on living walls [J]. Ecological Engineering, 36(2): 154-162.

FREER-SMITH P H, KPBECKETT, GAIL TAYLOR. 2005. Deposition velocities to Sorbus aria, Acer campestre, Populusdeltoidstrichocarpa ‘Beaupre’, Pinusnigra and Cupressocyparisleylandii for coarse, fine and ultra-fine particles in the urban environment [J]. EnvironmentalPollution, 133(1): 157-167.

FREER-SMITHPH, HOLLOYWAY SOPHY, GOODMAN A. 1997. Theuptakeofparticulatesbyanurbanwoodland:sitedescriptionandparticul atecomposition [J].Environmentalpollution, 95(1): 27-35.

POSCHL U. 2005. Atmospheric aerosols: composition, transformation, climate and health effects [J]. Atmospheric Chemistry, 44(46): 7520-7540.

STRACQUADANIO M, APOLLO G, TROMBINI C. 2007. A study of PM2.5and PM2.5-associated polycyclic aromatic hydrocarbons at an urban site in the Po Valley (Bologna, Italy) [J]. Water, Air, and Soil Pollution, 179(1/4): 227-237.

WANG X H, BI X H, SHENG G Y. 2006. Chemical composition and sources of PM10and PM2.5aerosols in Guangzhou, China [J]. Environmental Monitoring and Assessment, 119(1/3): 425-439.

戴斯迪, 馬克明, 寶樂, 等. 2013. 北京城區公園及其鄰近道路國槐葉面塵分布與重金屬污染特征[J]. 環境科學學報, 33(1): 154-162.

胡舒, 肖昕, 賈含帥, 等. 2012. 徐州市主要落葉綠化樹種滯塵能力比較與分析[J]. 中國農學通報, 28(16): 95-98.

劉璐, 管東生, 陳永勤. 2013. 廣州市常見行道樹種葉片表面形態與滯塵能力[J]. 生態學報, 33(8): 2604-2614．

劉任濤, 畢潤成, 趙哈林. 2008. 中國北方典型污染城市主要綠化樹種的滯塵效應[J]. 生態環境, 17(5): 1879-1886.

邱媛, 管東生, 宋巍巍. 2008. 惠州城市植被的滯塵效應[J]. 生態學報, 28(6): 2455-2462.

石輝, 王會霞, 李秧秧, 等. 2011a. 女貞和珊瑚樹葉片表面特征的AFM觀察[J]. 生態學報, 31(5): 1471-1477.

石輝, 王會霞, 李秧秧. 2011b. 植物葉表面的潤濕性及其生態學意義[J].生態學報, 31(15): 4287-4298.

王蕾, 高尚玉, 劉連友. 2006. 北京市11種園林植物滯留大氣顆粒物能力研究[J]. 應用生態學報, 17(4): 597-601.

王蕾, 哈斯, 劉連友. 2007. 北京市六種針葉樹葉面附著顆粒物的理化特征[J]. 應用生態學報, 18(3): 487-492.

王贊紅, 李紀標. 2006. 城市街道常綠灌木植物葉片滯塵能力及滯塵顆粒物形態[J]. 生態環境, 15(2): 327-330.

于志會, 趙紅艷, 楊波. 等. 2012. 吉林市常見園林植物滯塵能力研究[J].江蘇農業科學, 40(6): 173-175.

張新獻, 古潤澤, 陳自新. 1997. 北京城市居住區綠地的滯塵效益[J]. 北京林業大學學報, 19(4): 12-17.

余海龍, 黃菊瑩. 2012. 城市綠地滯塵機理及其效應研究進展[J]. 西北林學院學報, 27(6): 238-241.

趙晨曦, 王玉杰, 王云琦, 等. 2013. 細顆粒物(PM2.5)與植被關系的研究綜述[J]. 生態學雜志, 32(8): 2203-2210.

趙松婷, 李新宇, 李延明. 2014. 園林植物滯留不同粒徑大氣顆粒物的

特征及規律[J]. 生態環境學報, 23(2): 271-276.

FineParticle-retaining Capability of Twenty-nine LandscapePlant Species in Beijing

ZHAOSongting*, LIXinyu*, LIYanming
Beijing institute of landscape architecture, Beijing Key Laboratory of Ecological Function Assessment and Regulation Technology of Green Space, Beijing100102, China

Abstract:In order to research retention capacity of airborne particulate matters (PM) by common plants, 29 species of representative plants in Beijing were chosen to systematically analyze the characteristics of deposition of PM with different size on them by using direct sampling, electron microscope analysis, image processing and statistical analysis methods. The results showed that: (1) Over 94% of PM deposition on plants’ leaf surface were PM10(DP≤10 μm), PM2.5(DP≤2.5 μm) accounted for over 85%, whereas, coarse particles accounted for less than 6%; The average volume percentage of PM10was 71.3%, that of PM2.5was 4.22%～26.14%, and the average volume percentage of coarse particulate was over 28.7%. (2) There are great difference in the per unit leaf area particulate adhesion ability among different tree species, The amount of particle-retaining per unit area byCedusdeodara（3.405 g·m-2）is 43 times that of Salix pendula(0.079 g·m-2). The amount of particle-retaining per unit area by Buxusmicrophylla（6.102 g·m-2）is 28 times higher than that of Cercischinensis(0.213 g·m-2).(3) The capability of PM2.5detained by 29 kinds of plants in every unit leaf area showed that Buxusmicrophyllahad better PM retention ability than other shrubs, which could reach 1.168 g·m-2. Within arbor species, Ginkgo biloba had the best PM retention ability, which could reach 0.225g·m-2. (4) The capability of PM2.5detained by the whole 29 kinds of plants showed that Sophora japonica , Ginkgo biloba , Ailanthus altissima, Populustomentosa, Salix matsudana, Sabina chinensisandEucommiaulmoideshad better PM retention ability than other arbor species, Within shrubs and vines species, Amygdalustriloba, Hibiscus syriacus, Malus sparkler, Syringa oblate and Buxusmicrophyllahad better PM retention ability. (5) whether the groove on the plant leaf surface formed by arranged cells or through a variety of strip protuberance, wave protrusions and ridges, as long as the groove is more intense and of greater depth difference, the plant could detain more particulate matters. What’s more, The plants whose leaf surface had waxy, more glandular hairs and cohesive juices could more easily detain particles.

Key words:landscape plant; electron microscope analysis; particulate matters; PM2.5; PM10

收稿日期：2015-03-16

*通信作者：趙松婷，E-mail:zhaosongting1986@163.com 李新宇，E-mail:lxy09618@163.com

作者簡介：趙松婷（1986年生），女（滿族），工程師，碩士，研究方向為園林生態。E-mail: zhaosongting1986@163.com

基金項目：國家科技支撐計劃課題（2013BAC17B03）

中圖分類號：X173

文獻標志碼：A

文章編號：1674-5906（2015）06-1004-09

DOI:10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.06.015