北方常见绿化树种的滞尘效应

J1SHANXIAGRIC1UNIV1(NaturalScienceEdition)

学报(自然科学版)2008,28(4)

002430

北方常见绿化树种的滞尘效应

郑少文1,邢国明1,李军2,李锦生3

(11山西农业大学园艺学院,山西太谷030801;21山西省林业厅植造处,山西太原030002;

31山西省建设厅,山西太原030013)

摘 要:以地处山西省晋中盆地的山西农业大学校园为试验区,研究了主要绿化树种单位叶面积(单位叶重)的滞尘能力和滞尘机理以及各树种的植株滞尘量。结果表明:植株间滞尘能力有较大差别。从叶片形态观察的结果可以看出:阔叶树中,叶面皱缩、多毛和具有分泌液树种的单位叶面积滞尘能力强;针叶树单位叶重滞尘量的差异主要是由于集生叶片数量不同和叶片的着生角度不同引起的。落叶乔木的植株滞尘量大于灌木。关键词:绿化树种;叶面特征;滞尘量

中图分类号:X173 文献标识码:A 文章编号:1671-8151(2008)04-0383-05

EffectofDustCatchingCapacityofCommonVirescenceTreeSpeciesintheNorthofChinaZHENGShao-wenetal.

(CollegeofHorticulture,ShanxiAgriculturalUniversity,TaiguShanxi030801,China)

Abstract:Dustcatchingcapacityinunitleafarea,dustcatchingmechanismanddustcatchingquantityperplantofmainvirescencetreespecieswerestudiedinShanxiAgriculturalUniversity,JinzhongBasin,ShanxiProvince.there-sultshowedthatthedustcatchingcapacityofdifferenttreespecieswasprominentlydifferent.Inviewofleafmorpho-logicalstructure,thebroadleaftreespecieswithsurfacecrimple,morehairandexcreteliquid,dustcatchingcapacityofunitleafareawasstronger;differenceofdustcatchingquantityperunitleafweightwithinconifertreespeiceswasmainlyduetodifferentcollectednumberandinsertedangleofleaf.Fromdustcatchingcapacityperplant,thehard-woodwasletterthanshrub.

Keywords:Virescencetreespecies;Facialcharacteristicsofleaf;Dustcatchingquantity

TSP(总悬浮颗粒物)为大气中主要污染物之一,其成分复杂,危害较大[1]。目前,我国TSP超标现象严重。2000年统计结果表明:全国338个城市中有202个城市的TSP浓度年均值超过国家二级标准(0120mg#m-3),占统计城市的60%。大量研究证明,植物能净化空气中的颗粒物。植物净化大气中颗粒状污染物的主要途径有两条:一是吸附和附着在植物体上,植物叶片表面特性和本身的湿润性决定植物的滞尘能力;二是通过降水的淋洗,粉尘保留一段时间后被雨水冲洗掉,使植物重新恢复吸附能力[3~4]。植物滞尘量大小,与叶片形态结构、叶面粗糙程度、叶片着生角度、叶片湿润性,以及树冠大小、疏密度等因素有关。

本试验研究了主要绿化树种单位叶面积(单

[5]

[2]

位叶重)的滞尘能力和滞尘机理以及各树种的植株滞尘量,为城市绿化树种选择提供理论参数。

1 材料与方法

111 试验时间和地点

本试验于2003年8月~2004年11月在山西农业大学校园进行。山西农业大学位于山西省中部晋中盆地的太谷县,面积约145hm2。试验区人口高度密集,人员结构以18~25岁青年学生为主,白天有大量活动人群。试验区有大量的植被覆盖,绿化覆盖率50%,高于周边地区,形成一个特殊的小环境。春季风较小,夏季凉爽,能见度较高。校园内粉尘主要来源于道路及建筑工地。试验区共有树种120属255种,大部分生长良好,只有极少数南方树种因气候不适生长不良。

[6]

收稿日期:2008-06-03 修回日期:2008-06-10作者简介:郑少文(1980-),男(汉),山西盂县人,助教,硕士,主要从事植物学方面的研究。通讯作者:邢国明,教授,硕士生导师。Tel:0354-6288331;E-mail:[email protected]

384山西农业大学学报(自然科学版)2008

112 试验材料

试验材料为银杏等40个树种,其中落叶乔木21种,常绿针叶乔木6种,灌木11种,藤本2种。113 树种的滞尘能力测定11311 滞尘量测定方法

将定量滤纸编号,烘干,称重,放入干燥器中备用。大雨后2d、4d、6d采集样品。从树冠的四周、内部及上、中、下各部位均匀采集叶样,记录树种,将叶样当即封存于塑料袋中。阔叶树种每次采集30~50片,针叶树种采集50~80束,特别小的叶片可适量多采。在实验室对样品用蒸馏水在烧杯中进行冲洗,过滤。滤纸放入烘箱中烘干,取出冷却称重。叶面积仪测定阔叶叶片面积。分析天平测定针叶树叶重。11312 绿化树种的叶面特征比较

摘取新鲜的植物叶片,清洗后置于显微镜下观察叶片的上下表面、叶缘以及叶脉等处。11313 植株滞尘量测定方法

利用陈自新等建立的叶面积回归模型,选取22个主要树种,各树种调查50株。落叶乔木测定叶面积、胸径和冠高,灌木测定叶面积、冠幅和株高;针叶树测定叶重、胸径和冠高,然后利用以叶面积、叶重为因变量的相关数字回归模型计算整株滞尘能力,比较各树种整体滞尘能力。

[7]

落叶乔木中,毛泡桐、二球悬铃木、毛白杨、梓树的叶片单位面积滞尘能力较强,合欢、垂柳、杜仲、白蜡的叶片单位面积滞尘能力较弱。其中毛泡桐2d单位叶面积滞尘量达113659g#m-2,6d的单位叶面积滞尘量达114526g#m-2。而合欢2d单位叶面积滞尘量仅为010312g#m-2,6d的单位叶面积滞尘量仅有010561g#m。毛泡桐2d单位叶面积滞尘量是合欢2d单位叶面积滞尘量的43178倍。

灌木中金银木滞尘力强,连翘、木槿、月季等滞尘力弱。金银木2d单位叶面积滞尘111048g#m-2,6d单位叶面积滞尘111518g#m-2。连翘2d单位叶面积滞尘012756g#m-2,6d单位叶面积滞尘012959g#m。金银木2d单位叶面积滞尘量是连翘2d单位叶面积滞尘量的4101倍。

藤本植物中,山荞麦2d单位叶面积滞尘013547g#m

-2

-2

-2

-2

,6d单位叶面积滞尘量014257

g#m。紫藤2d单位叶面积滞尘量为012194

-2

g#m,6d单位叶面积滞尘量014116g#m-2。山荞麦2d单位叶面积滞尘量是紫藤2d单位叶面积滞尘量的1162倍。

针叶树中圆柏的单位叶重滞尘量明显高于其它树种,白皮松最小(见表2)。圆柏2d的单位叶重滞尘为811951g#kg

-1

-1

,6d单位叶重滞尘

2 结果与分析

211 绿化树种的单位叶面积(叶重)滞尘量比较

供试树种单位叶面积(叶重)滞尘量见表1。

量为812237g#kg。白皮松2d单位叶重滞尘量012178g#kg-1,6d单位叶重滞尘量为013146g#kg-1。圆柏2d单位叶重滞尘量是白皮松2d单位叶重滞尘量的37163倍。

2

表1 主要阔叶树单位叶面积滞尘量/g#m-

Table1 Dustcatchingcapacityofmainbroadleafunitleafarea/g#m-2

类别Type

树种Treespecies毛泡桐

二球悬铃木毛白杨臭椿梧桐梓树

落叶乔木

紫叶李银杏皂荚香椿五角枫红瑞木玉兰龙爪槐刺槐雨后2d2daysafterraining

[***********][***********][***********][***********][***********]雨后4d4daysafterraining

114253

[***********][***********][***********][***********][1**********]6雨后6d6daysafterraining

114526

[***********][***********][***********][***********][1**********]5滞尘能力排序

Order1

[***********]15

类别Type落叶乔木

树种Treespecies

榆树

白蜡杜仲垂柳合欢金银木华北紫丁香榆叶梅大叶黄杨

灌木

华北珍珠梅

碧桃贴梗海棠月季木槿雪柳连翘

藤本

山荞麦紫藤

雨后2d2daysafterraining

013418

[***********][***********][***********][***********][***********][1**********]4

雨后4d4daysafterraining

013746

[***********][***********][***********][***********][***********][1**********]7

雨后6d6daysafterraining

013881

[***********][***********][***********][***********][***********][1**********]6

滞尘能力排序

Order

[***********]9101112

表2 主要针叶树单位叶重滞尘量/g#kg-1

Table2 Dustcatchingcapacityofmajorconiferunitleafweight/g#kg-1

树种Treespecies

圆柏雪松侧柏樟子松油松白皮松

雨后2d2daysafterraining

[***********][***********]

雨后4d4daysafterraining

[***********]

[***********]

雨后6d6daysafterraining

[***********]

[***********]

滞尘能力排序

Order123

456

212 主要绿化树种的叶面特征比较

各树种之间单位叶面积(单位叶重量)的叶片滞尘能力与植物叶片表面特性有相关关系,与

叶片表面的湿润程度也有关系。表3为若干绿化树种的叶面特征,可以大致反映叶面特征和滞尘能力的关联程度。

表3 主要绿化树种叶面特征

Table3 Morphologicalstructurecharacteristicsofleafofdifferentvirescencetreespecies

类型

树种Treespecies毛泡桐二球悬铃木毛白杨

阔叶树

臭椿金银木梧桐梓树华北紫丁香

叶面特征Facialcharacteristics

腹面具长柔毛,背面密被毛腹面较平滑,背面具短绒毛腹面平滑或稍有毛,背面密被灰白色毛,后渐脱落,先端具腺体

腹面平滑,背面沿中脉有毛,叶基部具腺点

腹面较平滑,背面微显粗糙腹面平滑,背面有星状毛腹面、背面都具短绒毛腹面平滑,背面有些许绒毛

滞尘量排序Order12345678

树种Treespecies五角枫红瑞木雪柳月季木槿玉兰龙爪槐刺槐

叶面特征

Facialcharacteristics

腹面平滑,背脉腋有簇毛,网脉两面明显隆起两面均贴生绒毛

背腹两面均较平滑,叶背微被白粉

腹面平滑,背面微粗糙,两面无毛

腹面微皱缩,背面脉上稍有毛腹面平滑,幼时背面有毛,后渐脱落

背腹两面均较平滑背腹两面均较平滑

滞尘量排序Order[**************]5

类型

树种Treespecies榆叶梅大叶黄杨华北珍珠梅紫叶李银杏

阔叶树

碧桃贴梗海棠皂荚香椿

针叶树

圆柏雪松侧柏

叶面特征

滞尘量排序Order[***********]23

树种Treespecies

国槐山荞麦紫藤榆树白蜡连翘杜仲垂柳合欢樟子松油松白皮松

叶面特征

Facialcharacteristics

腹面平滑,背面有白粉及柔毛背腹两面均较平滑

幼时两面有白色柔毛,后渐脱落腹面粗糙,多褶皱,背面无毛腹面光滑,脉腋有柔毛

腹面平滑,幼时背面有毛,后渐脱落

老叶腹面网脉下陷,呈皱纹状,两面无毛

背腹两面均较平滑,叶背微被白粉

腹面较平滑,仅叶缘及背面叶脉有毛叶针状

叶针状,短枝顶端有腺点叶针状

滞尘量排序Order[***********]456

Facialcharacteristics

腹面粗糙,两面有少量绒毛叶腹面革质,光滑,两面无毛腹面平滑,背面微粗糙腹面平滑,背面脉腋有簇毛腹面较平滑,两面无毛两面无毛,叶缘锯齿处有细毛腹面无毛有光泽,背面无毛或脉上有毛

腹面较平滑,背面网脉明显,两面无毛

腹面较平滑,两面无毛叶刺型或鳞型

叶针状,在短枝端聚生20~60枚鳞叶形小,背面有腺点

213 树种间植株滞尘量比较

二球悬铃木、泡桐的植株滞尘量最大(见表4)。二球悬铃木2d滞尘2441636g#株,6d

-1

滞尘2641054g#株,泡桐2d滞尘量2031892g#株-1,6d滞尘2161834g#株-1;白蜡的植株滞尘量最小,2d滞尘51868g#株,6d滞尘81400g#株-1。

供试落叶乔木植株平均2d滞尘量为1041745g#株,6d滞尘1111687g#株

-1

-1

-1

-1

-1

g#株-1。落叶乔木植株2d和6d的滞尘量分别是灌木植株滞尘量的8139和8143倍。

毛白杨、悬铃木树种单位叶面积滞尘能力强,

整株叶面积也大,所以植株滞尘量较大;垂柳等树种单位叶面积滞尘量虽然不大,但由于植株叶面积大,滞尘量亦较大。见表4。

针叶树中,圆柏的植株滞尘量高于其它树种,2d滞尘1181501g#株-1,6d滞尘1181915g#株

-1

;供试灌木植。白皮松的植株滞尘量最小,2d滞尘量为

-1

株平均2d滞尘12149g#株,6d滞尘[1**********]g#株,6d滞尘41599g#株。见表5。

-1

表4 主要落叶乔木、灌木植株滞尘量

Table4 Dustcatchingcapacityofmajorarborandshrub

类别Type

树种Treespecies

二球悬铃木

泡桐

落叶乔木

臭椿毛白杨银杏垂柳国槐刺槐白蜡金银木榆叶梅丁香

灌木

木槿连翘珍珠梅贴梗海棠碧桃月季

叶面积/m2Leafarea[***********][***********][***********][***********][***********][***********]2

2d滞尘量/g2days

[***********][***********][***********][***********][***********][**************]

4d滞尘量/g4days

[***********][***********][***********][***********][***********][**************]

6d滞尘量/g6days

[***********][***********][***********][***********][***********][**************]

滞尘能力排序

Order

[***********]415161718

28(4)郑少文等:北方常见绿化树种的滞尘效应

表5 针叶树植株滞尘量

Table5 Dustcatchingcapacityofmajorconifer

树木

叶重/kgLeafweight[***********]131462

2d滞尘量/g

2days1181501

[**************]2

4d滞尘量/g4days1181774

[**************]1

6d滞尘量/g

6days1181915

[**************]99

滞尘能力排序

Order1

234

387

Treespecies

圆柏雪松油松白皮松

3 结论与讨论

311 结论

植株间滞尘能力有较大差别。落叶乔木中,泡桐、二球悬铃木、毛白杨和梓树等的单位叶面积滞尘能力较强,合欢、垂柳、杜仲和白蜡等的单位叶面积滞尘能力较弱。针叶树中圆柏的单位叶重滞尘量明显高于其它树种,而白皮松的单位叶重滞尘量最小。灌木中金银木的单位叶面积滞尘能力强,连翘、木槿和月季等的单位叶面积滞尘能力弱。从叶片形态观察的结果可以看出,阔叶树叶面皱缩、多毛和具有分泌液的树种,单位叶面积滞尘能力要强;针叶树的单位叶重滞尘量的差异主要是由于叶片集生数量不同和叶片的着生角度不同引起的。从植株滞尘量上来说,落叶乔木的滞尘量要大于灌木。

312 讨论

引起植物个体间滞尘能力差异的原因主要有3个方面:一是不同个体叶表面特性的差异,叶面多皱、表面粗糙、叶面多绒毛或多油脂,这些特征都有利于阻挡、吸附和粘滞大气颗粒物,因此叶面粗糙、有绒毛或有分泌物的植物就有较强吸附粉尘的能力,而叶片光滑无绒毛滞尘能力就相对较弱;二是滞尘量与树冠结构、枝叶密度、叶面倾角也有一定关系;三是气象因素的影响,主要是降水和大风天气的影响。

由于各地的气候、水文、土壤等条件的不同,植株的生长情况也会不同。本试验引用陈自新等的植株叶面积(叶重)回归模型进行计算,要更准确反映晋中地区的植株滞尘量,需要进一步建立本地各树种的叶面积回归模型。

参 考 文 献

[1]AlzevedoDA,MoreiradosSantosCY,RadlerdeQquinoF.Indentificationandseasonalvariationofatmosphericorganicpollutantisin

CamposdosGoytacazes,Brazil[J].AtmosphericEnvironment,2002,36(14):2383-2395.[2]黄风林.车用燃料脱硫技术进展[J].西安石油学院学报:自然科学版,2001,16(1):43-46.[3]冯采芹.绿化环境效应研究[M].北京:中国环境科学出版社,1992:56-58.

[4]赵勇,李树人,阎志平.城市绿地的滞尘效应及评价方法[J].华中农业大学学报,2002,21(6):582-586.[5]孔国辉,汪嘉熙,陈庆诚.大气污染与植物[M].北京:中国林业出版社,1985:41-43.

[6]高润梅,石晓东,郭晋平,等.山西农业大学校园木本植物资源现状调查初报[J].山西农业大学学报:自然科学版,2006,26

(1):52-56.

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