園林植物滯留不同粒徑大氣顆粒物的特征及規律之淺析

楊學忠

摘要：北方地區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。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。

關鍵詞：PM2.5污染 滯塵樹種 降塵和飄塵

隨著社會經濟的迅速發展，北方地區的大氣環境問題愈來愈突出。目前，國內外學者在園林植物滯留大氣顆粒物機理和改善城市環境等方面進行了一些開拓性的工作影響因素（例如葉表面微形態）也有初步探討的阻滯和吸收作用仍沒有定量化的研究，只有少量的關于不同植被對PM2.5等顆粒物的阻滯和吸附的定性研究，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。

一、材料與方法

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2012 年夏季雨后（雨量>15 mm）5 d、雨后（雨量>15 mm）10d對選好的樹種依據其自身特點從上、中、下不同高度采集葉片，喬木的縱向高度差距在75cm以上，灌木的縱向高度差距在25cm以上，采集時選擇生長狀態良好且具有代表性的葉片，并同時立即將葉片封存于干凈塑封袋中以防擠壓或葉毛被破壞。

2.葉片表面的電鏡掃描

本研究采用Hitachi臺式TM3000電鏡觀測葉片表面，每一觀測葉片均是在葉片上隨機裁剪的直徑小于70mm的部分葉片，選擇TM3000電鏡電壓15KV，觀測模式為分析模式，放大倍數為1200倍，存儲格式為TIFF。

3.顆粒物統計分析

對觀測影像上葉片顆粒物進行提取，首先利用Photo shop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Arc GIS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（王蕾等，2006），得出顆粒物的不同粒徑分布情況。結果分析，植物滯留不同粒徑大氣顆粒物的分布特征分析利用Arc GIS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。

4.葉表面顆粒物的體積-粒度分布

粒度分布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，雖然Dp>10μm（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，9種樹種粗顆粒物的體積百分比均在20%以上，其中大葉黃楊的粗顆粒物百分比最高，達到了49%，小葉黃楊僅次大葉黃楊，為45%，說明大葉黃楊和小葉黃楊滯留粗顆粒物的能力較強；而在總體數量上貢獻較大的Dp≤2.5μm（PM2.5）范圍內的顆粒物對體積的貢獻最小，9種樹種在8.5%-17.6%之間，除月季以外9種園林植物滯留PM2.5時表時現出喬木比灌木的滯留能力強，這與PM2.5自身特點有關，粒徑小，懸浮于空氣中，更易被較高樹木葉片吸附和滯留；通過對比分析得出，滯留大氣顆粒物能力由高到低的微形態結構依次是蠟質結構并且這些微形態結構越密集、深淺差別越大，越有利于滯留大氣顆粒物。

5.累積滯塵規律分析

葉表面滯留顆粒物數量累積比較在相同觀測葉面積下，園林植物滯塵10d之后葉表面顆粒物數量均有所增加，增幅最大的是小葉黃楊，顆粒物總顆數增加了3.6倍，其次是大葉黃楊，增加了2.5倍，增幅最小的是月季，滯塵10d的葉表面顆粒物總顆數僅為滯塵5d時的1.06倍，兩次滯塵葉表面滯留顆粒物數量最少的均為絳柳，可能與絳柳葉片的表面結構特點、著生方式和易受風等因素影響有關。在相同觀測葉面積下，滯塵10d后9種園林植物葉表面滯留PM2.5的數量變化趨勢與葉表面滯留總顆粒物的數量變化趨勢基本一致，兩次滯塵結果均顯示葉表面滯留PM2.5的數量對葉表面滯留總顆粒物的數量貢獻較大。通過對9種園林植物滯塵10d后的葉表面顆粒物數量進行方差分析與多重比較發現，在相同觀測葉面積下，不同樹種滯留不同粒徑的顆粒物數量有所差異，由大到小排序：大葉黃楊>小葉黃楊>國槐>鉆石海棠>雜交馬褂木>金葉女貞>月季>銀杏>絳柳，其中，絳柳在滯留TSP、PM10和PM2.5時顆粒物數量顯著低于除銀杏之外的其它7種樹種，大葉黃楊、小葉黃楊和國槐葉表面滯留顆粒物的數量較多，并且顯著高于月季、銀杏和絳柳葉表面滯留的顆粒物數量。

二、結論與討論

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，葉片具有表面蠟質結構、表面粗糙、多皺、葉面多絨毛、分泌黏性的園林植物滯留不同粒徑大氣顆粒物的特征及規律種園林植物葉表面滯留不同粒徑顆粒物數量較滯塵5d的葉表面顆粒物數量均有所增加，方差分析結果表明絳柳滯留的顆粒物數量顯著低于除銀杏之外的其它7種樹種，大葉黃楊、小葉黃楊和國槐葉表面滯留顆粒物的數量較多，并且顯著高于月季、銀杏和絳柳葉表面滯留的顆粒物數量；滯留10d后9種園林植物葉片顆粒物總面積均未超過觀測葉面積的25%，至于葉片持續滯留顆粒物多少天后達到飽和狀態仍需進一步研究。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。

參考文獻：

[1]劉濱誼.人居環境學科群中的風景園林學科發展坐標系[J].南方建筑，2011（3）：4-5.

[2]劉濱誼.現代景觀規劃設計[M].第1版.南京：東南大學出版社，1999.endprint