合肥市8種行道樹秋季葉滯塵能力的研究

唐文莉，周夢鈺，劉正茂，王力婷

(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 231635；

2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 研究生院，安徽 合肥 230036；

3.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，安徽 合肥，230036；

4.華藝生態(tài)園林股份有限公司，安徽 合肥 230000)

0 引言

合肥市是首批命名的3個全國園林城市之一，四度獲得“中國人居環(huán)境范例獎”[1]，具有鮮明的生態(tài)環(huán)境。近年，已連續(xù)出現(xiàn)霧霾天氣，給廣大市民的健康和生活帶來不利影響。霧霾是一種由大氣中粉塵顆粒物(PM10和PM2.5)造成的污染現(xiàn)象，PM2.5顆粒排放量超過大氣循環(huán)能力和承載力，受靜穩(wěn)天氣影響，不能擴(kuò)散和沉降，極易形成霧霾天氣[2]。霧霾天氣危害大，會引發(fā)疾病，易造成交通堵塞和交通事故[3]。降低城市霧霾首要任務(wù)是控制道路交通揚塵[4]。行道樹凈化空氣塵埃的能力，通過3種方式同時進(jìn)行，即停著、附著和黏附[5]。

近幾年，國內(nèi)外學(xué)者對植物滯塵功能的滯塵機(jī)理研究較多[2～10]，對PM2.5的阻滯和吸收作用方面有定量和定性的研究，但對主干道行道樹樹種的定量研究較少[7]。行道樹樹體高大，冠層深厚，能有效阻礙粉塵擴(kuò)散和沉降[8]，研究其單株滯塵能力極具意義。

1 試驗對象

合肥市行道樹種類較多，根據(jù)不同時期應(yīng)用頻率和觀賞特性，選擇3種常綠闊葉樹和5種落葉闊葉樹作為研究對象，列出8種行道樹的學(xué)名、科屬分類以及葉片特征[12-15]，見表1。

表1 合肥市8種行道樹分類

2 試驗方法

2.1 試驗儀器和工具

儀器有YMJ-B葉面積測量儀(mm2)；烘箱；分析天平(萬分之一克)；超純水儀(科寧特DZG-303A)。工具有高枝剪；剪刀；標(biāo)簽；塑封袋；燒杯；漏斗；慢速定量濾紙(＞PM2.5)。數(shù)據(jù)分析軟件有Microsoft Excel和 SPSS17.0。

2.2 采樣路段

參考城市交通網(wǎng)，實地踏查合肥市8種行道樹主要干道分布以及生長狀況調(diào)查，選定試驗樣樹，見表2。采樣地點選定老城區(qū)，老城區(qū)已有的許多行道樹已郁閉，生長空間受限，老的街道人多路窄，人為活動量很大，道路粉塵量較多。

表2 合肥市8種行道樹的街道分布及生長狀況

續(xù)表2

種名 分布地點 胸徑(cm) 冠幅(m) 分枝點(m) 株行距(m) 采樣地點6 8√黃山欒樹10 7～8√烏桕6 6 6 1廬陽區(qū)四里河路廬陽區(qū)淮河路蜀山區(qū)肥西路政務(wù)區(qū)祁門路濱湖新區(qū)徽州大道廬陽區(qū)徽州大道蜀山區(qū)績溪路包河區(qū)徽州大道政務(wù)區(qū)祁門路政務(wù)區(qū)潛山路廬陽區(qū)壽春路20 30～40 10 30 5 15～20 20 30 10～20 10 10～20 8～9 5～8 7 4、5 6 8～10 6 2～3 3 2～3 2.5 2 2～3 3 2.5～3 2～6 2.5～3 2～3 2 2～2.5 2 0 6 1銀杏0 7 5√

2.3 樣品采集

行道樹種類和頻率的調(diào)查：乘坐汽車環(huán)繞合肥市主要道路調(diào)查行道樹種，結(jié)合地圖做好記錄。選擇道路環(huán)境大體一致的地點作為采樣地點。在各采樣點選擇生長健壯的，樹體結(jié)構(gòu)良好的行道樹，同一樹種選取樹高和胸徑等生長情況基本保持一致的3棵樣樹，做上標(biāo)記。分別于東南西北4個方向，選定高度在下層樹冠2～3 m處(因行道樹樹體高大，高枝剪夠不到樹冠上層的葉片)，各采集葉片3枚(n1=12)，放入袋中封存，并做好標(biāo)記帶回實驗室處理[10]。秋季落葉前的樣品在合肥市10月下旬中等降雨第10d(下次降雨前)進(jìn)行采樣，每個樹種選取3株，每次采樣在1 d之內(nèi)完成。其中女貞在降雨3d后采過一次樣，同時該路段喬灌木分層綠化，一并采取下層灌木石楠(Photinia serrulata)葉片。

2.4 測量滯塵量

滯塵量測量采樣差重法[11]。方法如下：將用超純水沖洗的燒杯做好標(biāo)記，把采集的葉片放入對應(yīng)的燒杯中浸泡，浸泡時間長，可以充分溶解葉片上的灰塵，過長時間會把葉片泡爛。8 h后取出觀測，如若葉片上仍有灰塵，可用超純水沖洗入燒杯。隨后，晾干葉片，測量葉面積A。做好對應(yīng)標(biāo)記的慢速定量濾紙過濾，烘干稱重(W1)，過濾浸洗液，過濾完的濾紙放入烘箱中烘干，設(shè)定60℃烘2 h，待濾紙冷卻后，用萬分之一天平稱重(W2)。

2.5 計算滯塵量

葉片單位面積滯塵量=(W2-W1)/A(單位：g/m2)單葉滯塵量=(W2-W)/n1(單位：g)

3 試驗結(jié)果與分析

隨著滯塵時間的增加，植物滯塵量增幅減小直至飽和，大雨過后重新滯塵[12]。合肥市2018年10月22日降雨后至下次降雨前(10 d)采樣，計算滯塵量。從對合肥市8種行道樹秋季單葉滯塵量進(jìn)行分析，結(jié)果(表3)顯示，單葉滯塵量大小為：香樟＞烏桕＞銀杏＞女貞＞黃山欒樹＞懸鈴木＞槐樹＞廣玉蘭，闊葉樹種以香樟樹為最大，廣玉蘭最??；落葉樹以烏桕為最大，槐樹為最小。香樟樹四季常青，原生長于長江以南，經(jīng)低溫馴化后應(yīng)用于江淮之間，現(xiàn)在合肥市廣泛種植。烏桕是我國亞熱帶地區(qū)出名的秋季紅葉樹種，觀賞價值很高，較耐水濕，作為行道樹應(yīng)用并不廣泛，多數(shù)作為園景樹[13]。從表3中可以看出，各樹種東南西北四個方向的滯塵量差異較大，總體來說，樹冠朝著街道方向的滯塵量最大。因是實際采樣，同一樹種相同方向數(shù)據(jù)有差別，可能是大氣顆粒物隨機(jī)被葉片滯留，但從中可以看出，葉片的滯塵量沒有達(dá)到極限。

表3 合肥市8種行道樹雨后10d的單葉滯塵量(mg/m2)

續(xù)表3

樹種名稱 株號 選取方向東南西北懸鈴木烏桕廣玉蘭香樟銀杏1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 24.79 3.27 2.39 26.17 29.85 40.65 0.46 0.89 1.65 20.29 30.36 17.32 7.34 14.92 8.42 3.58 8.80 0.39 12.01 13.83 27.29 0.62 0.33 0.31 15.14 16.94 12.94 9.92 7.68 7.32 5.32 3.18 1.91 15.97 19.57 23.62 0.97 5.23 1.61 25.99 49.31 19.16 3.72 16.50 14.95 62.10 6.49 2.42 17.40 20.14 21.16 0.05 0.31 0.15 21.46 17.36 25.03 11.33 6.71 52.22方差分析：均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差.37529 2.33412 2.96996 6.86183 3.05845.34020 3.00407 3.78225樹種槐樹女貞黃山欒樹懸鈴木烏桕廣玉蘭香樟銀杏N 3 3 3 3 3 3 3 3均值5.8267 12.9800 10.6667 10.3900 22.3067 1.0500 22.6067 13.4200標(biāo)準(zhǔn)差.65003 4.04281 5.14413 11.88504 5.29740.58924 5.20319 6.55105

選擇道路采用分層種植形式，女貞樹下有寬度1 m、高度1 m的石楠灌木帶，雨后第4 d和第11 d分別采取女貞和石楠葉片進(jìn)行滯塵量的測定，比較滯塵量的關(guān)系(表4)。表中顯示女貞葉片隨著時間的推移，滯塵量是增加的；石楠葉片在第4天和第11天滯塵量沒有增加，有減少趨勢，可能葉片所處高度(1 m)處灰塵量大，在雨后3 d葉片滯塵就達(dá)到飽和，而葉片滯塵的方式以停著為主，易被風(fēng)再次吹起。而行道樹冠層高，選取葉片在2 m以上，3 d不能達(dá)到飽和，隨著粉塵的不斷揚起，葉片滯塵量因隨之不斷增加。

表4 女貞和石楠雨后3 d單葉滯塵量(mg/m2)

4 結(jié)論

(1)觀察合肥8種常見闊葉行道樹葉片形態(tài)特性，測定并計算單位葉面積的滯塵量，槐樹、女貞、黃山欒樹、懸鈴木、烏桕、廣玉蘭、香樟、銀杏單葉滯塵量均值為 5.8267、12.9800、10.6667、10.3900、22.3067、1.0500、22.6067、13.4200 mg/m2。8 種行道樹滯塵量的大小順序為：香樟＞烏桕＞銀杏＞女貞＞黃山欒樹＞懸鈴木＞槐樹＞廣玉蘭，常綠樹種以香樟樹為最大，廣玉蘭最?。宦淙~樹種以烏桕為最大，槐樹為最小。葉片滯塵通過三種方式：停著、附著和黏附。石楠葉表面光滑以停著的方式滯塵，此種方式滯留粉塵易被風(fēng)再次刮起；香樟葉片中含有樟腦油，烏桕葉片會分泌乳汁，均以粘著方式的滯塵，最為穩(wěn)定[16]，因而滯塵量大。

(2)以女貞+石楠喬冠分層綠化為例，測定雨后3 d和10 d的滯塵量女貞分別為2.1867、12.9800 mg/m2；石楠分別為 12.7800、12.2000 mg/m2。根據(jù)數(shù)據(jù)得出：高冠層的女貞葉片滯塵量隨著時間逐漸增加，低層的石楠葉3 d和10 d滯塵量基本相等，說明低層的石楠葉3 d葉片滯塵基本飽和。由此可見，不同冠層隨著滯塵時間的變化，滯塵量明顯不同，道路綠化選擇喬冠分層配置更為適合，能更大程度將降低粉塵量，垂直立體種植融入到城市街道環(huán)保景觀設(shè)計中，能充分發(fā)揮城市園林樹木的生態(tài)效益。此外，有待進(jìn)一步研究更多冠層不同季節(jié)的滯塵量，以期獲得最佳的道路滯塵效果。