趙文潔,張錦梅

(西寧市林業(yè)科學(xué)研究所，青海 西寧 810003)

植物葉片因其表面(如茸毛和臘質(zhì)表皮等)可以截取和固定大氣塵埃，使其脫離大氣環(huán)境而成為凈化城市的重要過濾體，因此利用城市綠地凈化空氣中的塵埃是一種實用而有效的方法，植物滯塵能力更是成為了城市綠地植物選擇的重要指標(biāo)[1]。在城市園林綠化中，充分掌握不同園林樹種的滯塵能力，在此基礎(chǔ)上，科學(xué)合理的選擇、配置滯塵能力強的樹種，已成為當(dāng)前林業(yè)領(lǐng)域研究的重點。

本研究以西寧常見灌木和綠籬綠化樹種為例，通過調(diào)查、測定兩種環(huán)境下雨后3d、6d和9d樹種的滯塵量，分析不同環(huán)境類型下紫丁香、花葉丁香、暴馬丁香、榆葉梅、衛(wèi)矛、紅刺玫、黃刺玫、水蠟、金葉蕕、紅葉小檗、沙棘和連翹12個樹種的滯塵量和滯塵能力，對樹種的滯塵能力進(jìn)行排序，選擇出滯塵能力較強的樹種，并從葉片結(jié)構(gòu)上對樹種的滯塵能力差異進(jìn)行微觀上的探討，對西寧市常見綠化灌木和綠籬樹種的滯塵功能進(jìn)行初步探索。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

1.2 研究方法

因西寧市綠化樹種生長季中葉片灰塵基本是由大風(fēng)和車輛揚塵引起，故采樣點選擇西寧市車流量最多城北區(qū)寧大路(敞開式環(huán)境)和無車地段文化公園(封閉式環(huán)境)。

本研究設(shè)計為確保滯塵量測定的準(zhǔn)確性，樣本調(diào)查以降雨量超過15mm為基準(zhǔn)，在雨后3d、6d和9d后進(jìn)行測定?；诹私馔瑯浞N在不同環(huán)境條件下的滯塵量變化，樹種選擇文化公園和寧大路均有的品種。其中綠籬樹種(水蠟、紫丁香、金葉蕕、紅葉小檗、沙棘、連翹)在寧大路作為隔離帶種植品種，在文化公園不作為綠籬品種進(jìn)行測定。

1.2.1 樣品采集

根據(jù)各調(diào)查點樹種的高度，選擇高度一致的樹種，針葉樹種和闊葉樹種在樹冠上部、中部、下部隨機取樣。其中針葉樹種每次取樣250g-300g，闊葉樹種每次取樣30片-50片，重復(fù)3次。綠籬樹種以各樹種修剪高度為準(zhǔn)，在最高處隨機選取葉片樣30片-50片，重復(fù)3次。采集葉片時盡量避免葉片上的灰塵脫落和其它葉枝灰塵混入，帶回的途中盡量避免震動。

1.2.2 樣品處理及測定

葉片用蒸餾水浸泡2h，清洗葉片上的附著物并刷洗裝葉片的自封袋，將洗凈的葉片用鑷子小心夾出、擦干；浸洗液用已烘干稱重(W1)的濾紙過濾，將濾紙于60℃下烘24h，再以1/10000d平稱重(W2)，兩次重量之差即為采集樣品上所附著的降塵顆粒物重量即為滯塵量(g)，顆粒物質(zhì)量與樣品葉片總面積的比值即為樹種的滯塵能力(g/m2)。

夾出的葉片擦干后求算葉面積。針葉樹種的葉面積計算公式如下：

4年前，李麗剛進(jìn)入大學(xué)的時候，上一級的師兄回來做交流時告訴他們，這個專業(yè)的就業(yè)率一直很差，要他們早一點做好準(zhǔn)備。雖然沒有多少同學(xué)把師兄的提醒放在心上，但是李麗卻記下了師兄的這句話。在報告結(jié)束后，李麗找到了師兄，問道：“那怎么才能在畢業(yè)時找到好的工作呢？”師兄想了一下說：“如果你不介意我可以幫你留意一下?！崩铥惡荛_心地記下了師兄的聯(lián)系方式。

其中：A為葉面積；L為針葉長度；n為針葉數(shù)；V為針葉體積

闊葉樹種的葉面積用打孔法進(jìn)行求算：用一定面積的空心鉆在葉面打孔，根據(jù)空心直徑得到面積，稱出打出的一個(或幾個)空心圓的重量與整片葉的重量，則一個葉片的重量可求得。

本研究采用Excel和DPS統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同環(huán)境中樹種的滯塵量和滯塵力統(tǒng)計

表1為調(diào)查的樹種在封閉式和敞開式兩種環(huán)境下，15mm雨量后滯塵3d、6d和9d的滯塵量統(tǒng)計描述。各樹種在敞開環(huán)境中滯塵量均比封閉環(huán)境中的滯塵量大，在敞開環(huán)境中，3d、6d和9d的平均滯塵量分別為4.69g、69.0889g和20.0291g；封閉環(huán)境中，平均滯塵量分別為1.7385g、45.6136g和7.6312g。

續(xù)表

表2為調(diào)查的樹種在封閉式和敞開式兩種環(huán)境下，15mm雨量后滯塵3d、6d和9d的滯塵力統(tǒng)計描述。各樹種在敞開環(huán)境中滯塵力均比封閉環(huán)境中的滯塵力大，在敞開環(huán)境中，3d、6d和9d的平均滯塵力分別為1.5633g/m2、12.3482g/m2和2.2255g/m2；封閉環(huán)境中，平均滯塵力分別為0.5795g/m2、7.6023g/m2和0.8479g/m2。

在敞開環(huán)境中3d滯塵力排在前5位的依次是沙棘、榆葉梅、水蠟、金葉蕕和紅刺玫；6d滯塵力排在前5位的樹種依次是沙棘、紅刺玫、榆葉梅、黃刺玫、金葉蕕；9d滯塵力排在前5位的樹種依次是黃刺玫、紅刺玫、榆葉梅、沙棘和紅葉小檗。在封閉環(huán)境中，3d滯塵力排在前5位的樹種依次為榆葉梅、沙棘、水蠟、紫丁香和金葉蕕；6d滯塵力排在前5位的樹種依次為沙棘、金葉蕕、紅刺玫、榆葉梅和黃刺玫；9d滯塵力排在前5位的樹種依次為紅刺玫、黃刺玫、榆葉梅、沙棘和金葉蕕。

通過對各樹種在兩種環(huán)境條件下滯塵力分析(表3)，敞開環(huán)境和封閉環(huán)境中樹種的平均滯塵力分別為5.3789g/m2和3.0099g/m2，各樹種在敞開環(huán)境的滯塵力均比封閉環(huán)境中滯塵力強。在敞開環(huán)境中12種樹種平均滯塵力約是封閉環(huán)境中滯塵力1.8倍，主要是由于在文化公園封閉式環(huán)境條件下，車輛行人少、環(huán)境清幽、揚塵較小；相比而言寧大公路周圍敞開式環(huán)境車輛行人多、環(huán)境紛亂、揚塵較大。樹種滯塵量和滯塵力隨著環(huán)境中空氣揚塵的增加而增大，第二次揚塵也相對增加了空氣中揚塵量，此時樹種的滯塵功能明顯發(fā)揮了作用。

綜合考慮滯塵天數(shù)和滯塵環(huán)境因素(表3)，平均滯塵力最大的樹種是沙棘，為7.7486g/m2，滯塵力最小的樹種是衛(wèi)矛，為2.0526g/m2，平均滯塵力排在前5位的樹種依次是沙棘、紅刺玫、榆葉梅、金葉蕕和黃刺玫。各樹種間的滯塵力有明顯差異(表4)，這與樹種的滯塵環(huán)境、葉面類型、滯塵天數(shù)等有密切關(guān)系。

表4 各樹種滯塵力方差分析Table.4 Analysis of variance of dust retention ability of different tree species

2.2 滯塵量、滯塵力與滯塵天數(shù)的關(guān)系

從表5看出，12種樹種在敞開環(huán)境中，6d平均滯塵量(69.0889g)>9d平均滯塵量(20.0291g)>3d平均滯塵量(4.69g)；6d平均滯塵力(12.3482g/m2)>9d平均滯塵力(2.2255g/m2)>3d平均滯塵力(1.5633g/m2)。在封閉環(huán)境中，6d平均滯塵量(45.6136g)>9d平均滯塵量(7.6312g)>3d平均滯塵量(1.7385g)；6d平均滯塵力(7.6023g/m2)>9d平均滯塵力(0.8479g/m2)>3d平均滯塵力(0.5795g/m2)。在敞開或者封閉環(huán)境下，滯塵量和滯塵力均是6d的為最大。從圖1能夠看出12種西寧市主要綠化樹種從雨量為15mm開始滯塵測量時，滯塵量與滯塵力在6d內(nèi)隨著天數(shù)的增加而增加，6d后滯塵量和滯塵力減弱，從樣本數(shù)據(jù)可以基本說明一周左右(6d)各樹種的滯塵量和滯塵力達(dá)到最高峰。這是植物葉片最大滯塵量與表面自由能、色散分量、極性分量和葉接觸角等有關(guān)系所致[8]。

表5 兩個環(huán)境中樹種在三次測量中滯塵量與滯塵力對比Table.5 Comparison of dust retention number and ability of tree species in two environments during three measurements

圖1 (a，b)各樹種在兩種環(huán)境中三次測量的平均滯塵量和平均滯塵力變化Fig.1 (a，b)Variation of dust retention number and ability of tree species in two environments during three measurements

2.3 樹種葉面形態(tài)對滯塵量和滯塵力的影響

植物滯塵是借助兩種方式進(jìn)行的：一是滯留或停著，大氣顆粒物隨機落在葉表面，這種滯留很容易被風(fēng)刮起，如枝葉茂密，則植株周圍和內(nèi)部風(fēng)速較低，大氣顆粒物在葉表面滯留稍穩(wěn)定，空氣中攜帶的粒徑較大的顆粒物就會下降，一般葉片狹小，葉片光滑的多為停著，這種滯留很容易被風(fēng)刮起；二是附著，因為葉表面的凹凸結(jié)構(gòu),能夠吸附一定量的大氣顆粒物,通常葉片寬大，小枝張度大，葉片粗糙，有絨毛則表現(xiàn)為附著，這種方式滯塵比較穩(wěn)定,不易被風(fēng)刮起,附著的塵土經(jīng)較大的風(fēng)或雨淋才被帶走。

本研究對觀測樹種從葉面粗糙、光滑和被毛、無毛進(jìn)行了劃分，劃分結(jié)果基本為3類，葉面粗糙+被毛、葉面光滑+被毛和葉面光滑+無毛。通過分析可得出(表6)，滯塵量和滯塵力最大的類型為葉面粗糙+被毛，極大值分別是144.4151g、24.0692g/m2，樹種有沙棘、榆葉梅、紅刺玫和黃刺玫；其次類型為葉面光滑+被毛，極大值分別是84.6994g、14.1166g/m2，樹種有金葉蕕；滯塵能力最差的類型為葉面光滑+無毛，滯塵量和滯塵力極大值分別為64.7223g和10.7871g/m2，樹種有衛(wèi)矛、花葉丁香、紅葉小檗、紫丁香、水蠟、連翹和暴馬丁香。

表6 不同葉面形態(tài)的滯塵量與滯塵力統(tǒng)計Table.6 Statistics of dust retention number and dust retention ability in different leaf morphology

3 結(jié)論

3.1西寧市12種城市綠化灌木和綠籬樹種在敞開環(huán)境中平均滯塵力為5.3789g/m2，封閉環(huán)境中平均滯塵力為3.0099g/m2；敞開環(huán)境中樹種的滯塵量和滯塵力均高于封閉環(huán)境的滯塵量和滯塵力。

3.2西寧市城市綠化樹種在雨后一周左右(6d)時滯塵量和滯塵力達(dá)到高峰。

3.3西寧市12種城市綠化灌木和綠籬樹種中，滯塵力由大至小樹種排序為沙棘>紅刺玫>榆葉梅>金葉蕕>黃刺玫>紫丁香>花葉丁香>暴馬丁香>水蠟>紅葉小檗>連翹>衛(wèi)矛。

3.4通過滯塵量和滯塵力與葉面形態(tài)分析得出，葉面粗糙+被毛的樹種滯塵量和滯塵力最高，葉面光滑+被毛的樹種滯塵量和滯塵力居中，葉面光滑+無毛的樹種滯塵量和滯塵力最低。

3.5樹種環(huán)境、滯塵天數(shù)、葉面形態(tài)對樹種滯塵量、滯塵力都有影響。