孫勇 劉玉波 王永勖 呂偉偉

(吉林市林業(yè)科學(xué)研究院，吉林，132013)

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5種榆屬植物滯塵量1)

孫勇 劉玉波 王永勖 呂偉偉

(吉林市林業(yè)科學(xué)研究院，吉林，132013)

為了解黃榆的滯塵特性，選取黃榆和其他4種榆屬植物進(jìn)行初步比較。2014年7月份應(yīng)用質(zhì)量法對(duì)不同樹(shù)種單位葉面積滯塵量進(jìn)行測(cè)定，使用SAS9.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA)和Duncan多重比較分析。結(jié)果表明：5種植物滯塵能力存在極顯著差異，黃榆單位葉面積滯塵能力最強(qiáng)，大葉榆(Ulmuslaevis)次之，垂榆(Ulmuspumila‘Pendula’)和榆(Ulmuspumila)稍弱，抗蟲(chóng)榆最弱；黃榆的樹(shù)齡對(duì)單位葉面積滯塵能力有顯著影響，3年生以上的黃榆滯塵能力增速緩慢，隨樹(shù)齡的變化趨于穩(wěn)定；5年生黃榆單位葉面積滯塵能力隨雨后時(shí)間變化較為明顯，雨后7 d內(nèi)滯塵量急速增加，10 d后趨于平緩，經(jīng)過(guò)約25 mm降水的沖刷后，葉片重新開(kāi)始滯塵。

黃榆；滯塵能力；單位葉面積滯塵量

We selectedUlmusmacrocarpaand other four kinds ofUlmusplant to study dust retention features preliminarily. In July 2014, we used gravimetric method to measure the dust retention of unit leaf area among different trees with SAS9.0 including the single factor analysis of variance (ANOVA) and Duncan multiple comparison analysis. The dust retention capacity of unit leaf area had an extremely significant difference among five kinds of plant,U.macrocarpawas the best followed byU.laevis,U.pumilacv.Pendula,U.pumila, and the insect-resistantUlmus. The age ofU.macrocarpahad a significant effect on dust retention capacities of unit leaf area, the dust retention capacity of more than three-yearU.macrocarpawas increased slowly, and tended to be stable along with the change of age. The dust retention capacities of five-yearU.macrocarpahad more obvious change after raining, was increased rapidly within 7 d after raining, and became flat after 10 d. After the 25 mm rain, the leaves began to dust again.

隨著科技的發(fā)展和工業(yè)進(jìn)程的加快，大氣污染已成為現(xiàn)階段人類(lèi)需要解決的一個(gè)重要難題。目前大氣顆粒物主要以揚(yáng)塵、粉塵、PM10和PM2.5等形式存在著，其來(lái)源十分復(fù)雜，既有包括人為排放和自然散發(fā)，又有有組織排放和無(wú)組織擴(kuò)散，最終形成了困擾人類(lèi)生活的霧霾。城市綠地的滯塵作用是城市綠地重要的生態(tài)功能之一[1]，合理地對(duì)城市綠地進(jìn)行植物選擇和配置是構(gòu)建功能景觀的重要因素[2]，它不僅可以美化環(huán)境、調(diào)節(jié)氣候，還可以有效的吸收有害氣體、凈化空氣、改善空氣質(zhì)量，因此，將植物滯塵能力作為綠地配植的一個(gè)重要指標(biāo)十分必要。

黃榆(Ulmusmacrocarpa)，別名大果榆，榆科榆屬，主要分布在中國(guó)，朝鮮和俄羅斯也有少量分布。其生長(zhǎng)速度快、適應(yīng)性強(qiáng)、樹(shù)形優(yōu)美、葉色多變，是半干旱地區(qū)優(yōu)良的先鋒樹(shù)種和水土保持樹(shù)種及用材樹(shù)種[3]。現(xiàn)階段，對(duì)黃榆變種——蒙古黃榆(Ulmusmacrocarpavar.mongolica)研究較為廣泛，研究領(lǐng)域涉及群落結(jié)構(gòu)、空間格局、結(jié)實(shí)規(guī)律、培育技術(shù)、組織培養(yǎng)等，而針對(duì)黃榆的研究尚少，只體現(xiàn)在栽培技術(shù)[4]、無(wú)性系引種[5]、種子性狀[6]等方面，尚無(wú)對(duì)黃榆滯塵效應(yīng)方面的研究。對(duì)蒙古黃榆研究較多的原因是因?yàn)槠浞植荚诖嗳跎鷳B(tài)區(qū)，其生命力、抗病蟲(chóng)害能力極強(qiáng)，具有重要的生態(tài)意義。但由于蒙古黃榆生長(zhǎng)緩慢，尤其結(jié)果規(guī)律和種植技術(shù)難以掌握，大批量人工栽掊技術(shù)還在探索之中。而黃榆同樣具有蒙古黃榆的優(yōu)良特性，如抗寒、抗干旱、抗病蟲(chóng)害等，并且黃榆速生、生態(tài)幅度寬等性狀是蒙古黃榆所不具備的。因此，對(duì)黃榆進(jìn)行相關(guān)研究更具現(xiàn)實(shí)與長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。

文中從黃榆滯塵能力的角度闡述黃榆的特點(diǎn)，對(duì)比其他幾種常用榆屬植物，對(duì)黃榆滯塵功能進(jìn)行分析，旨在為黃榆在園林綠地配植應(yīng)用和推廣中提供科學(xué)的參考依據(jù)。

1 研究地概況

吉林市位于(42°31′～44°40′N(xiāo)，125°40′～127°56′E)吉林省中部偏東地區(qū)，屬長(zhǎng)白山山脈，地貌類(lèi)型復(fù)雜。屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，年平均氣溫3.9 ℃，全年平均降水量700 mm，全年日照時(shí)間為2 300～2 500 h。全市林業(yè)用地總面積161.8萬(wàn)hm2，森林覆蓋率54.6%，主要綠化樹(shù)種有垂柳(Salixbabylonica)、杏(Armeniacavulgaris)、紅皮云杉(Piceakoraiensis)、核桃楸(Juglansmandshurica)、連翹(Forsythiasuspensa)等。

2 材料與方法

通過(guò)對(duì)吉林地區(qū)榆屬植物的調(diào)查和篩選，最終選擇研究材料主要有黃榆(Ulmusmacrocarpa)、大葉榆(Ulmuslaevis)、榆(Ulmuspumila)、垂榆(Ulmuspumila‘Pendula’)和榆抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因品種。其中，黃榆分別選取1、2、3、4、5a樹(shù)齡作為試驗(yàn)對(duì)象。

采樣時(shí)間與方法：根據(jù)吉林市的天氣狀況和降水量特點(diǎn)，試驗(yàn)安排在2014年7月份進(jìn)行，采樣地點(diǎn)在吉林市林科院四合基地內(nèi)。在雨季，通過(guò)降水量計(jì)算出適合試驗(yàn)的降水量(對(duì)于植物滯塵試驗(yàn)的研究，一般認(rèn)為15 mm的降水量就可以將葉面的滯塵量洗刷干凈，然后植物將重新開(kāi)始滯塵)，根據(jù)試驗(yàn)需要，在雨后第3、7、10、15 d分別采集待測(cè)樹(shù)種的葉片，采集后送試驗(yàn)室待測(cè)。

試驗(yàn)前，對(duì)供測(cè)樹(shù)種進(jìn)行實(shí)地踏查，選取每種榆樹(shù)各30株待測(cè)。采集葉片時(shí)，在30株榆樹(shù)中隨機(jī)選取3株進(jìn)行樣品采集，采集時(shí)應(yīng)均勻采集樹(shù)冠四周及其樹(shù)冠上中下不同部位的葉片，每樹(shù)采集30片樹(shù)葉。

統(tǒng)計(jì)分析方法：使用軟件SAS 9.0對(duì)5種榆屬植物的單位葉面積滯塵量進(jìn)行分析，采用ANOVA單因素方差分析和Duncan多重比較(α=0.05)差異顯著性分析，使用EXCEL 2003和SigmaPlot 12.5繪制圖表。

3 結(jié)果與分析

3.1 黃榆與其他4種榆屬植物滯塵能力的比較

在對(duì)雨后第7日采回的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，供試5種榆屬植物平均單位葉面積滯塵量比較、方差分析和多重比較結(jié)果分別見(jiàn)表1、表2和表3。從而看出，5種榆屬植物平均單位葉面積滯塵量為0.132 6～1.024 0 g·m-2，單位面積滯塵量的極值黃榆是抗蟲(chóng)榆的7.7倍；樹(shù)種間平均單位葉面積滯塵量差異顯著(P<0.000 1)，其中黃榆平均單位葉面積滯塵量最大(0.857 7 g·m-2)，大葉榆次之(0.311 5 g·m-2)，抗蟲(chóng)榆最小(0.147 3 g·m-2)。

表1 5種榆屬植物平均單位葉面積滯塵量比較

g·m-2

表2 5種榆屬植物單位葉面積滯塵量方差分析結(jié)果

表3 5種榆屬植物單位葉面積滯塵量多重比較結(jié)果

注：N=90；標(biāo)有不同字母的兩平均數(shù)間差異顯著。

3.2 不同樹(shù)齡黃榆滯塵能力的比較

對(duì)雨后第7日采回的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，供試5種樹(shù)齡的黃榆平均單位葉面積滯塵量比較、方差分析和多重比較結(jié)果分別見(jiàn)表4、表5和表6。結(jié)果顯示，1年生～5年生黃榆平均單位葉面積滯塵量為0.305 2～1.024 0 g·m-2；5年生黃榆平均單位葉面積滯塵量最大(0.857 7 g·m-2)，1年生黃榆最小(0.503 2 g·m-2)，5年生是1年生黃榆的1.7倍；樹(shù)齡間平均單位葉面積滯塵量存在顯著差異(P<0.000 1)，5年生與4年生黃榆之間無(wú)顯著差異，與其他樹(shù)齡差異顯著；4年生黃榆分別與5年、3年生黃榆之間差異不顯著，與其他樹(shù)齡差異顯著，2年生與1年生黃榆差異不顯著。

經(jīng)測(cè)量，3年生黃榆樹(shù)高平均可達(dá)1.9 m，分枝已經(jīng)明顯，樹(shù)形基本穩(wěn)定，可以在綠化應(yīng)用中顯現(xiàn)出良好的滯塵效果。

表4 不同樹(shù)齡黃榆平均單位葉面積滯塵量比較

g·m-2

表5 黃榆不同樹(shù)齡單位葉面積滯塵量方差分析結(jié)果

表6 黃榆不同樹(shù)齡單位葉面積滯塵量多重比較結(jié)果

注：N=90；標(biāo)有相同字母的兩組均數(shù)間無(wú)顯著差異。

3.3 黃榆滯塵能力隨時(shí)間推移的變化規(guī)律

在對(duì)5年生黃榆雨后第3、7、10、14 d采回的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，5年生黃榆平均單位葉面積滯塵量的變化規(guī)律見(jiàn)圖1。

圖1 5年生黃榆單位葉面積滯塵量隨時(shí)間推移的變化規(guī)律

圖1的結(jié)果顯示，雨后前7 d黃榆單位葉面積滯塵量呈急速上升階段，第7天達(dá)到0.857 7 g·m-2；7～10 d增長(zhǎng)緩慢，第10天為0.975 8 g·m-2；10～12 d趨于平緩，預(yù)計(jì)第14天至第15天將達(dá)到峰值，其值為1.020 0 g·m-2；由于第15天天氣情況突然變化，進(jìn)行緊急采樣，采樣時(shí)有大風(fēng)天氣并伴有小雨，導(dǎo)致滯塵量下降，僅為0.935 6 g·m-2；雨后第15天開(kāi)始新一輪降雨，持續(xù)到第16天午夜，經(jīng)測(cè)量降雨量為25 mm，第17天測(cè)得黃榆滯塵量為0.031 0 g·m-2，可以認(rèn)為黃榆葉面滯塵量已被大于15 mm的降雨洗刷干凈，開(kāi)始新一輪滯塵。

綜上所述，黃榆滯塵周期約14 d，其中前7 d滯塵量貢獻(xiàn)最大，達(dá)到0.857 7 g·m-2，占滯塵總量的84%，平均每天增長(zhǎng)0.122 5 g·m-2；7～10 d占滯塵總量的12%，平均每天增長(zhǎng)0.039 4 g·m-2；10～12 d占滯塵總量的2.4%，平均每天增長(zhǎng)0.012 2 g·m-2；預(yù)計(jì)第14天至第15天將達(dá)到峰值。

4 結(jié)束語(yǔ)

吉林地區(qū)5種榆屬植物對(duì)空氣中的顆粒物均具有顯著的阻擋、截留與吸滯作用，且葉片單位葉面積滯塵量存在明顯差異。供試榆屬植物中，黃榆單位面積滯塵能力最強(qiáng)，抗蟲(chóng)榆單位面積滯塵能力最弱。其中，黃榆隨著樹(shù)齡的增長(zhǎng)，其單位面積滯塵能力逐步升高，3 a樹(shù)齡后增長(zhǎng)緩慢。在綠化應(yīng)用中，使用3年生以上的黃榆，綠化效果較好，其滯塵能力也已明顯。

黃榆是吉林省鄉(xiāng)土樹(shù)種，具有種源優(yōu)勢(shì)，但是由于重視程度不夠，僅被當(dāng)做普通榆樹(shù)對(duì)待，野生資源的盜砍盜伐現(xiàn)象嚴(yán)重，優(yōu)良的種質(zhì)資源將面臨流失。相比較其變異種蒙古黃榆(Ulmusmacrocarpavar.mongolica)，黃榆生長(zhǎng)速度更快、觀賞效果更佳、適應(yīng)性更強(qiáng)，其潛在價(jià)值巨大。多項(xiàng)研究表明，葉片表面特征、被毛情況[7]、葉面構(gòu)造[8]等因素決定著樹(shù)種單位葉面積滯塵能力。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，黃榆的葉面與其他榆屬植物的葉面有所不同，其葉面滯塵原理尚有待深入探究。

目前，在城市綠地規(guī)劃設(shè)計(jì)與園林植物景觀配置的過(guò)程中，植物的滯塵能力已成為樹(shù)種選擇的重要因素。因此，研究黃榆的滯塵能力，提高黃榆在園林綠化中的應(yīng)用價(jià)值，豐富黃榆在功能景觀中的應(yīng)用比例是本研究的目的與意義所在，經(jīng)過(guò)研究與討論以期為吉林地區(qū)提供更多滯塵能力強(qiáng)的綠化樹(shù)種，使得空氣污染得到緩解，改善城市大氣環(huán)境質(zhì)量，提升綠地的功能價(jià)值。

[1] 郭偉,申屠雅瑾,鄭述強(qiáng),等.城市綠地滯塵作用機(jī)理和規(guī)律的研究進(jìn)展[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2010,19(6):1465-1470.

[2] 戚繼忠.園林植物功能與功能景觀[J].北華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006,7(1):71-74.

[3] 劉琪璟.黃榆在遼西山地森林生態(tài)系統(tǒng)中的地位：大力營(yíng)造以黃榆等闊葉樹(shù)為主的針闊混交林是發(fā)展遼西林業(yè)的必經(jīng)之途[J].生態(tài)學(xué)雜志,1987,6(2):54-56.

[4] 劉盛芳,李琪,曹鵬云.黃榆的栽培技術(shù)[J].山東林業(yè)科技,2004,34(4):23.

[5] 王偉,陳聰.黃榆優(yōu)良無(wú)性系選擇引種試驗(yàn)[J].林業(yè)勘查設(shè)計(jì),2012,41(3):83-84.

[6] 張鵬,沈海龍.黃榆優(yōu)樹(shù)種子性狀變異及其子代苗期生長(zhǎng)表現(xiàn)[J].經(jīng)濟(jì)林研究,2012,30(2):19-22.

[7] 王會(huì)霞,石輝,李秧秧.城市綠化植物葉片表面特征對(duì)滯塵能力的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2010,21(12):3077-3082.

[8] 俞學(xué)如.南京市主要綠化樹(shù)種葉面滯塵特征及其與葉面結(jié)構(gòu)的關(guān)系[D].南京:南京林業(yè)大學(xué),2008.

[9] 于志會(huì),趙紅艷,莊園園.吉林市6種常見(jiàn)綠籬植物滯塵能力的比較[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,53(12):2824-2826.

[10] 王洪俊.吉林市濱水綠地群落結(jié)構(gòu)與生態(tài)效益及優(yōu)化對(duì)策研究[D].哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué),2014.

[11] 楊波,趙紅艷,莊園園.吉林市十種宿根花卉滯塵能力比較[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,53(23):5762-5764.

[12] 戚繼忠,魏進(jìn)華,張倩,等.城市樹(shù)木滯塵能力研究及存在的問(wèn)題與對(duì)策[J].世界林業(yè)研究,2013,26(3):52-56.

[13] 邱媛,管東生,宋巍巍,等.惠州城市植被的滯塵效應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2008,28(6):2455-2462.

[14] 張靈藝,秦華.城市園林綠地滯塵研究進(jìn)展及發(fā)展方向[J].中國(guó)園林,2015,31(1):64-68.

[15] 凱麗比努爾·努爾麥麥提,玉米提·哈力克,古麗卡瑪爾·迪力木拉提,等.阿克蘇市主要行道樹(shù)葉面滯塵對(duì)葉片氣體交換的影響[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2015,43(11):28-31.

[16] 蘇欣.哈爾濱25種植物滯留顆粒物及綠地細(xì)粒物變化特征研究[D].哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué),2015.

[17] 王漫.11種灌木用于邊坡綠化適用性分析[D].哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué),2014.

[18] LIU L, GUAN D S, PEART M R, et al. The dust retention capacities of urban vegetation: a case study of Guangzhou, South China[J]. Environmental Science and Pollution Research,2013,20(9):6601-6610.

Dust Retention of FiveUlmusPlants//

Sun Yong, Liu Yubo, Wang Yongxu, Lü Weiwei

(Jilin City Academy of Forestry, Jilin 132013, P. R. China)//Journal of Northeast Forestry University，2016,44(9)：54-57.

Ulmusmacrocarpa； Dust retention capacity； Dust retention of unit leaf area

孫勇，男，1982年6月生，吉林市林業(yè)科學(xué)研究院，工程師。E-mail:ylsy2001@163.com。

2015年11月23日。

S792.19;X513

1)吉林省林業(yè)科技項(xiàng)目(2013-012)。

責(zé)任編輯：任 俐。