綠化樹木葉片滯塵量差異性分析

摘要：為揭示安陽市綠化樹種的滯塵規律，選擇3個功能區12種綠化樹木對其葉片滯塵量進行分析。結果表明，毛白楊（Populus tomentosa Carr.）、國槐（Sophora japonica L.）、紫葉李（Prunus cerasifera Ehrh. f. atropupurea Rehd.）、臭椿[Ailanthus altissima（Mill.）Swingle]、大葉女貞（Ligustum lucidum Ait.）、白蠟（Fraxinus chinensis Roxb.）、枇杷[Eriobotrya japonica（Thunb.）Lindl.]、欒樹（Koelreuteria paniculata Laxm.）、小葉黃楊[Buxus sinica（Rehd. et Wils.） Cheng ex M. Cheng subsp. sinica var. parvifolia M.Cheng]、紫荊（Cercis chinensis Bunqe）、構樹[Broussonetia papyrifera （L.） L'Hér. ex Vent.]、欏木石楠（Photinia davidsoniae Rehd. et Wils.）的單葉滯塵量分別為8.144、1.912、2.993、4.512、2.139、0.936、55.552、1.398、0.190、8.172、5.417和0.465 mg，單位面積滯塵量分別為0.344、0.366、0.309、0.484、0.101、0.054、0.841、0.132、0.625、0.067、0.194和0.113 mg/cm2。以枇杷和小葉黃楊的葉片單位面積滯塵能力較強，構樹、欒樹、欏木石楠、大葉女貞、紫荊和白蠟相對較弱，臭椿、國槐、毛白楊和紫葉李居中。對單葉滯塵量而言，枇杷、紫荊和毛白楊的最大，構樹、臭椿、紫葉李、大葉女貞、國槐和欒樹居中，白蠟、欏木石楠和小葉黃楊最小。

關鍵詞：綠化樹木；葉片；滯塵；差異性

中圖分類號：S79；X511；X820.6 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）18-4423-04

隨著社會進步和城市發展，人類對自然的破壞越來越嚴重，如工業生產及城市規模擴大使生態環境惡化，有害氣體及粉塵增多日趨明顯，，造成人與自然之間的矛盾也日益突出。而城市綠化樹種是城市生態系統的組成部分，也是改善環境的重要載體，不但有調節小氣候、殺菌等方面的功能，而且對阻擋、吸附粉塵起著不可替代的作用。近年來，國內外許多學者開展了城市綠化樹種的滯塵效應研究，一方面是關于樹種的滯塵機制研究[1-4]，另一方面是關于時間（季節）變化對不同樹種的葉片滯塵量的影響[5-7]。另外，還有許多學者對中國的東北、華北、華東、華南、西南及西北等地區諸多城市開展了不同方式的植物滯塵效應研究[8-17]，而針對中原地區的工業城市安陽市開展綠化樹木滯塵規律研究鮮見報道。為此試驗在安陽市選擇了3個功能區12種綠化樹木開展了調查，對綠化樹種的滯塵規律進行了分析，以期為安陽市綠化樹種的選擇和配置提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 植物材料

根據安陽市城市功能分區狀況設立采樣點，分別在工業區（GYQ）的化工路、文教區（WJQ）的大學城和鬧市區（NSQ）的解放路3個功能區選取常見道路綠化樹木12種， 12種道路綠化樹木分別是毛白楊（Populus tomentosa Carr.）、國槐（Sophora japonica L.）、紫葉李（Prunus cerasifera Ehrh. f. atropu-purea Rehd.）、臭椿[Ailanthus altissima（Mill.）Swingle]、大葉女貞（Ligustum lucidum Ait.）、白蠟（Fraxinus chinensis Roxb.）、枇杷[Eriobotrya japoni-ca（Thunb.）Lindl.]、欒樹（Koelreuteria paniculata Laxm.）、小葉黃楊[Buxus sinica（Rehd. et Wils.）Cheng ex M. Cheng subsp. sinica var. parvifolia M.Cheng]、紫荊（Cercis chinensis Bunqe）、構樹[Broussonetia papyrifera（L.）L'Hér. ex Vent.]、欏木石楠（Photinia davidsoniae Rehd. et Wils.）。

1.2 樣品采集、處理與測定

在2011年秋季的第一場雨后第五天，于各采樣點選定生長健康的各綠化樹種，每種樹木測量胸徑和高度，盡量保持生長狀況的一致性。每樹種選定3株采集葉樣，采樣位置選擇樹冠外圍多個方向，同時結合樹冠上、中、下各層次，將采集后的葉片封存于塑料袋中并盡快帶回實驗室處理。具體操作上先將樣品用去離子水浸泡2 h、浸洗掉葉片上的附著物，用鑷子將葉片夾出，再用已烘干并稱重（電子天平）的濾紙（W1）過濾浸洗液；將濾紙于74 ℃下烘24 h，然后再稱重濾紙（W2），2次稱重的質量之差即為采集樣品上所附著的降塵物質量，重復10次，取均值。另外分別采集每一參試樹種的葉片10～20片，在室內用打孔器打孔，應用小圓片面積與10～20片葉的面積比例關系計算出全部葉面積（a）。單位面積滯塵量G=（W2-W1）/a，單葉滯塵量=測試某一樹種所有取樣葉片滯塵量/葉片數目。

1.3 數據處理

試驗數據采用Microsft Office Excel 2000軟件進行處理，再應用SPSS 17.0和Word 2003軟件完成數據的統計、分析及圖表制作。

2 結果與分析

2.1 12種綠化樹木的單葉滯塵量

對安陽市常見綠化樹種的胸徑、高度與各功能區的單葉滯塵量測定、計算結果見表1。從表1可見，工業區和鬧市區的各樹種單葉滯塵量絕大部分位居文教區之上，具體地說，工業區同樹種的單葉滯塵量如國槐（2.345 mg）、白蠟（1.072 mg）、枇杷（71.246 mg）、小葉黃楊（0.256 mg）、欏木石楠（0.653 mg）分別是文教區同樹種（分別為1.718、0.762、30.213、0.121、0.231 mg）的1.36、1.41、2.36、2.12、2.83倍；鬧市區的毛白楊（10.323 mg）、紫葉李（4.788 mg）、臭椿（6.098 mg）、大葉女貞（2.855 mg）、欒樹（1.653 mg）、紫荊（11.475 mg）、構樹（8.688 mg）分別是文教區同樹種（分別為4.156、1.502、2.091、1.315、1.004、3.783、3.017 mg）的2.48、3.19、2.92、2.17、1.65、3.03、2.88倍。不同樹種在不同的功能區其單葉滯塵量之間差異較大，如工業區、鬧市區和文教區的枇杷單葉滯塵量分別為71.246、65.196、30.213 mg，而小葉黃楊單葉滯塵量在工業區、鬧市區和文教區分別為0.256、0.192、0.121 mg，枇杷單葉滯塵量分別是小葉黃楊的279、340、250倍；又如毛白楊在工業區、鬧市區和文教區的單葉滯塵量分別為9.954、10.323、4.156 mg，分別是小葉黃楊的39、54、34倍。

單葉面積（S）是不同種類的樹木單葉滯塵量存在較大差異的重要影響因素之一，對3個功能區各樹種單葉滯塵量與單葉面積作線性關聯分析，結果單葉滯塵量=7.542 S+0.671，R2=0.747，表明單葉滯塵量與單葉面積線性關聯分析的相關性顯著（P<0.05）。根據樹木單葉滯塵量均值的大小對其進行排序，結果為枇杷、紫荊、毛白楊、構樹、臭椿、紫葉李、大葉女貞、國槐、欒樹、白蠟、欏木石楠、小葉黃楊。

2.2 12種綠化樹木葉片的單位面積滯塵量

城市里不同功能區的污染程度對植物截留粉塵能力的影響非常明顯，試驗對安陽市3個功能區常見樹種葉片的單位面積滯塵量測定結果見表2。從表2可見，多數樹種的葉片單位面積滯塵量空間差異明顯，以工業區的大多數樹種葉片單位面積滯塵量居首位，如國槐（0.622 mg/cm2）、臭椿（0.743 mg/cm2）、白蠟（0.077 mg/cm2）、枇杷（1.146 mg/cm2）、欒樹（0.175 mg/cm2）、小葉黃楊（0.838 mg/cm2）、欏木石楠（0.153 mg/cm2）分別是文教區同樹種（分別為0.158、0.191、0.028、0.315、0.076、0.252、0.072 mg/cm2）的3.94、3.89、2.75、3.64、2.30、3.33、2.13倍；并且鬧市區的毛白楊（0.521 mg/cm2）、紫葉李（0.549 mg/cm2）、大葉女貞（0.125 mg/cm2）、紫荊（0.092 mg/cm2）、構樹（0.368 mg/cm2）葉片的單位面積滯塵量高于工業區。部分樹種的葉片單位面積滯塵量差異較大，如工業區的臭椿、枇杷、小葉黃楊的葉片單位面積滯塵量分別是同一功能區紫荊（0.075 mg/cm2）的9.91、15.28、11.17倍；文教區的臭椿、枇杷和小葉黃楊分別是同一功能區白蠟（0.028 mg/cm2）的6.82、11.25、9.00倍。對3個功能區各種樹木葉片單位面積滯塵量的平均值進行比較、排序，結果從大到小排列為枇杷、小葉黃楊、臭椿、國槐、毛白楊、紫葉李、構樹、欒樹、欏木石楠、大葉女貞、紫荊、白蠟。

3 小結與討論

試驗結果表明，樹種的單葉滯塵量與單葉面積之間存在一定的正相關關系，因此單葉面積較大可能是導致供試樹種枇杷、紫荊、毛白楊單葉滯塵量較多的重要因素之一，另外與植物葉面毛被密度也有相關[3]。俞學如[18]對南京市道路綠化樹的研究表明，構樹全年的平均單葉滯塵量大于大葉女貞，這與本研究結果一致。黃慧娟[19]研究了保定市常見綠化樹種的環境效應，結果表明，雨后第七天，道路旁的樹木單葉滯塵量大于校園內的樹木，史曉麗[20]對不同地點樹種的滯塵能力進行比較，發現道路旁的國槐、白蠟、構樹和紫葉李在21 d內的滯塵總量分別是校園內同種樹木的1倍以上，本研究結果表明，綠化樹種在工業區的單葉滯塵量也大于文教區，與黃慧娟、史曉麗的研究結果一致。

葉片單位面積滯塵量能在一定程度上反映樹木葉片滯塵能力的大小，試驗發現紫荊、大葉女貞、白蠟和欏木石楠的葉片滯塵能力相對較差，原因可能是它們的葉片具有蠟質表層或葉片表面光滑、滯留的顆粒物易被風刮掉所致；而枇杷、國槐、小葉黃楊、臭椿和紫葉李的葉片滯塵能力較強，原因可能是國槐葉片表面的自由能較高、枇杷和臭椿與紫葉李葉片表面結構粗糙、小葉黃楊對地面揚塵的攔截能力較強造成的；但是植物葉片滯塵能力強弱最終受多種因素的影響，如還與樹種葉片的氣孔數量、毛被密度、葉表面結構、葉片表面潤濕性和表面自由能有關。王會霞等[3]研究表明，葉片滯塵量與塵埃和葉面的接觸角呈顯著的負相關，與表面自由能呈顯著正相關。國槐、欒樹葉片的正面接觸角大于90°，其色散分量占表面自由能的90%以上；而大葉女貞葉片的正面接觸角小于90°，其色散分量占表面自由能的80%以下，這表明各種樹木滯塵能力高低受多個內部因素影響，有促進的、也有限制性的，最終決定于各個因素貢獻的比率大小。

試驗結果表明，毛白楊、國槐、紫葉李、臭椿、大葉女貞、白蠟、枇杷、欒樹、小葉黃楊、紫荊、構樹和欏木石楠單葉滯塵量分別為8.144、1.912、2.993、4.512、2.139、0.936、55.552、1.398、0.190、8.172、5.417和0.465 mg，單位面積滯塵量分別為0.344、0.366、0.309、0.484、0.101、0.054、0.841、0.132、0.625、0.067、0.194和0.113 mg/cm2。以枇杷和小葉黃楊的葉片單位面積滯塵能力較強，構樹、欒樹、欏木石楠、大葉女貞、紫荊和白蠟相對較弱，臭椿、國槐、毛白楊和紫葉李居中。對單葉滯塵量而言，枇杷、紫荊和毛白楊的較大，構樹、臭椿、紫葉李、大葉女貞、國槐和欒樹居中，白蠟、欏木石楠和小葉黃楊較小。

試驗僅在2011年秋季對12個樹種的葉片單位面積滯塵量和單葉滯塵量進行了比較分析，雖然能從一個方面反映不同樹種的滯塵能力，但離全面反映不同樹種不同季節在阻擋、截留與吸滯塵埃方面的差異還遠遠不夠。因此在城市綠化植物滯塵效應研究中應選擇適合本地生長的、滯塵能力強的植物，并與喬灌草進行合理搭配，讓多株樹木組成群體形成片林或小森林，這樣的群體滯塵能力將大大強于孤立樹木，并且這種群體在不同季節阻擋、截留與吸滯塵埃方面更具有試驗的可信度與代表性。

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