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摘 要：选择宿迁地区常見的6种园林绿化树种（龙柏、女贞、枇杷、桂花、木香、海桐）为研究对象，每隔3d、连续7次，监测叶片滞留可吸入量，对比分析树木单位叶面积滞留可吸入量（DPLA）、单叶滞留可吸入颗粒物量（DPL）以及单株滞留颗粒物量（DPP）。结果表明：6种园林绿化树种的单位叶面积滞留PM10量按大小排序：枇杷（0.1642mg·cm-2）>桂花（0.1249mg·cm-2）>海桐（0.1181mg·cm-2）>龙柏（0.0936mg·cm-2）>大叶女贞（0.0702mg·cm-2）>木香（0.0340mg·cm-2）;乔木中枇杷单叶滞留PM10颗粒量最大，灌木中海桐明显高于其他树种;6种园林绿化树种的单株滞留PM10量的能力表现为：大叶女贞（1153·28mg·plant-1）>枇杷（1145·96mg·plant-1）>龙柏（480.47mg·plant-1）>桂花（470.08mg·plant-1）>海桐（400.22mg·plant-1）>木香（100.78mg·plant-1）。说明冠幅较大，株体较高的乔木明显优于灌木的滞尘效果。
关键词：园林树种;滞留;PM10;宿迁市
中图分类号 X173 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）21-0078-03
近年来，随着现代工业的快速发展，城市内大气颗粒物浓度急速上升，导致雾霾天气频繁，城市环境问题日益严重。可吸入颗粒物（空气动力学直径小于10μm的空气颗粒物）是雾霾的主要成分之一，它能在空气中长期悬浮而不易沉降，并能诱发多种疾病[1]，现已成为影响城市人居环境和居民身体健康的主要污染物之一。园林绿化树种具有改善环境、滞留空气悬浮颗粒物等多种功能[2-3]，对减少可吸入颗粒物方面发挥着无法替代的重要作用[4]。目前，国内外许多城市已对滞留PM10开展了相关研究，主要集中在来源分析[5-6]、动态变化[7-8]、健康效益[9-10]等方面，而对于不同园林绿化树种滞留PM10能力差异的相关研究甚少，在苏北地区则几乎没有。为此，本研究对宿迁市常见的6种园林绿化树种滞留PM10能力进行了监测，重点对不同树种单位叶面积滞留PM10进行了定量定性分析，以期为科学指导绿地规划和缓解城市大气粉尘污染提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 研究区概况 宿迁属于暖温带季风气候区，年均气温14.2℃，年均降水量910mm，年均日照总时数2291h。光热资源比较优越，四季分明，气候温和，太阳总辐射量约为117kJ·cm-2，全年日照数2271h。2019年1—3月，选择宿迁地区常见的6种园林绿化树种为研究对象，分别为龙柏、女贞、枇杷、桂花、木香、海桐（见表1），6种树种皆在宿迁学院内部，周边环境条件一致。
1.2 监测内容及记录指标 一般认为，15mm以上的降雨可将植物叶片上的灰尘淋洗干净[11]。如果进行实验时该地区没有自然降雨不足以冲洗叶面灰尘，可在采用装有蒸馏水的喷壶替代，使其达到零滞尘量。本研究每隔3d进行1次样本叶片的采集，共计7次。为保证样品采集尽量一致，采样时采取分层取样法，将树冠分为上、中、下3个部分，在各部位随机均匀取样，采集的叶片放于密封样品袋中带回实验室，避免震动。使用万分之一天平称取采摘的样品树种叶片以及样品袋的总重，采用C1-203手持式激光叶面积仪测量叶面积，重复3次取平均值。
1.3 数据处理
1.3.1 指标计算 采用质量差值法，利用既定的公式换算，得出树木单位叶面积滞留可吸入颗粒物量（DPLA）单叶滞留可吸入颗粒物量（DPL）及单株滞留可吸入颗粒物量（DPP）。计算公式如下：
式中：Y为叶面积总量（m2）;H为树冠高度（m）;D为树冠直径（m）;S=D（H+D）/2，可根据表1中选树种的生态指标来求得，单位叶面积滞量用树种第21天的不同树种滞尘量。
1.3.2 统计分析 数据采用在SPSS 21.0软件分析，并用最小显著差数法（LSD）检测数据之间的差异性，图表采用EXCEL 2010软件绘制。
2 结果与分析
2.1 6种园林绿化树种滞留PM10时间变化规律 从图1可以看出，人工喷洗3d后，各树种滞留PM10的量较小，第2次采样以后，桂花、枇杷、龙柏的滞尘量变化明显，分别为第1次采样的358%、151%、246%，而大叶女贞、海桐和木香的变化较小，仅为前次采样的105%、126%、113%。这可能是由于桂花、枇杷、龙柏的叶表面有较多的凹槽，且枇杷有绒毛，在前期滞尘效果明显，而大叶女贞、海桐和木香叶片表面较为光滑，不易吸附空气颗粒物。随着采样次数的增加，6种园林绿化树种叶片的单位叶面积滞留PM10颗粒量都在不断上升，7次采样后，各树种的滞留量都趋于饱和。6种园林绿化树种的单位叶面积滞留PM10颗粒量的能力表现为：枇杷（0.1642mg·cm-2）>桂花（0.1249mg·cm-2）>海桐（0.1181mg·cm-2）>龙柏（0.0936mg·cm-2）>大叶女贞（0.0702mg·cm-2）>木香（0.0340mg·cm-2）。乔木枇杷滞留颗粒物量最大，大叶女贞和龙柏滞留量较小，灌木中桂花滞留颗粒物量最大，海桐和木香滞留量较小。
2.2 6种园林绿化树种单叶滞留PM10量 由图2可知，6种不同园林绿化树种单叶PM10的滞留量在0.33～10.06mg·leaf-1。其中，枇杷单叶滞留PM10的量大，达到了10.06μg·leaf-1，而木香单叶滞留PM10量最小，仅为0.33μg·leaf-1。6种绿化树种单叶滞留PM10颗粒量的能力表现为：枇杷（4.54mg·leaf-1）>桂花（2.96μg·leaf-1）>大叶女贞（2.20μg·leaf-1）>海桐（1.48μg·leaf-1）>龙柏（0.55μg·leaf-1）>木香（0.33μg·leaf-1）。乔木中枇杷单叶滞留PM10颗粒量最大，龙柏和大叶女贞滞留量相对较小，灌木中海桐明显高于其他树种。 2.4 6种绿化树种单株PM10滞留量 由图3可知，6种不同园林绿化树种单株PM10的滞留量在100.78～1153.28mg·plant-1。其中，大叶女贞单株滞留PM10量最大，达1153.28mg·plant-1，而木香单株滞留PM10颗粒量最小，仅为100.78mg·plant-1。6种绿化植物单株滞留PM2.5颗粒量的能力表现为：大叶女贞（1153.28mg·plant-1）>枇杷（1145.96mg·plant-1）>龙柏（480.47mg·plant-1）>桂花（470.08mg·plant-1）>海桐（400.22mg·plant-1）>木香（100.78mg·plant-1）。灌木中桂花单株PM10颗粒滞留量最大，海桐和木香滞留量较小。
3 结论与讨论
本研究对宿迁6种常见园林绿化树种滞留PM10能力进行了定性定量分析，结果表明：6种园林绿化树种单位叶面积滞留PM10颗粒量的能力表现为：枇杷（0.1642mg·cm-2）>桂花（0.1249mg·cm-2）>海桐（0.1181mg·cm-2）>龙柏（0.0936mg·cm-2）>大叶女贞（0.0702mg·cm-2）>木香（0.0340mg·cm-2）;乔木中枇杷单叶滞留PM10颗粒量最大，龙柏和大叶女贞滞留量较小，灌木中海桐单叶滞留PM10颗粒量较大，桂花和木香滞留量较小，这与孙晓丹等的研究结果基本一致[13]。
6种园林绿化树种单株滞留PM10颗粒量的能力表现为：大叶女贞（1153·28mg·plant-1）>枇杷（1145·96mg·plant-1）>龙柏（480.47mg·plant-1）>桂花（470.08mg·plant-1）>海桐（400.22mg·plant-1）>木香（100.78mg·plant-1）。冠幅较大，株体较高的乔木单株滞尘量优于灌木的。这也说明，在滞尘效率方面还是应选择绿量大的乔木，特别在冬季，常绿阔叶乔林对降低绿地内PM10浓度的效果显著，同时在下层结合花灌木，能建立良好的生态微环境[14]，对吸附空气颗粒物能到促进作用。本研究的时间段为1—3月，并非全年时间段，存在一定的局限性，还需今后进一步研究。
参考文献
[1]BECKETT K P，FREER-SMITH P H，TAYLOR G. Urban woodlands：their role in reducing the effects of particulate pollution[J].Environmental Pollution，1998，99：347-360.
[2]张衍燊，马国霞，於万，等.2013年1月灰霾污染事件期间京津冀地区PM2.5污染的人体健康损害评估[J].中华医学杂志，2013，93（34）：2707-2710
[3]柴一新，祝宁，韩焕金.城市绿化树种的滞尘效应——以哈尔滨市为例[J].应用生态学报，2002，13（9）：1121-1126.
[4]张桂芹，焦红云，齐鸣，等.济南市灰霾期大气复合污染特征分析[J].山东建筑大学学报，2012，27（1）：84-87.
[5]屈海燕，陆秀君.沈阳市3条街道绿带PM10、PM2.5浓度特征及影响因素分析[J].西北林学院学报，2017，32（4）：57-62.
[6]刘宇，王晓立，董蓉，等.采暖季4种结构的城市绿地对PM2.5和PM10的调控作用[J].生态环境学报，2017，26（12）：2134-2139.
[7]陈玮，何兴元，张粤，等.东北地区城市针叶树冬季滞尘效应研究[J].应用生态学报，2003，14（12）：2113-2116.
[8]徐伟嘉，李红霞，黄建彰，等.佛山市机动车尾气颗粒物PM2.5的排放特征研究[J].环境科学与技术，2014，37（3）：152-158.
[9]王兵，张维康，牛香，等.北京10个常绿树种颗粒物吸附能力研究[J].环境科学，2015，（2）：408-414.
[10]陈波，李少宁，鲁绍伟，等.北京西山冬季针叶树种叶片滞纳PM2.5功能研究[J].环境科学与技术，2018，41（6）：28-33.
[11]王曉磊，王成.城市森林调控空气颗粒物功能研究进展[J].生态学报，2014，34（8）：1910-1921.
[12]段嵩岚，闫淑君，吴艳芳，等.福州市11种绿化灌木春季滞留颗粒物效应研究[J].西南林业大学学报：自然科学版，2017，37（4）：47-53.
[13]孙晓丹，李海梅，刘霞，等.不同绿地结构消减大气颗粒物的能力[J].环境化学，2017，36（2）：289-295.
[14]吕铃钥，李洪远，杨佳楠.植物吸附大气颗粒物的时空变化规律及其影响因素的研究进展[J].生态学杂志，2016，35（2）：524-533.
（责编：张宏民）
关键词：园林树种;滞留;PM10;宿迁市
中图分类号 X173 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）21-0078-03
近年来，随着现代工业的快速发展，城市内大气颗粒物浓度急速上升，导致雾霾天气频繁，城市环境问题日益严重。可吸入颗粒物（空气动力学直径小于10μm的空气颗粒物）是雾霾的主要成分之一，它能在空气中长期悬浮而不易沉降，并能诱发多种疾病[1]，现已成为影响城市人居环境和居民身体健康的主要污染物之一。园林绿化树种具有改善环境、滞留空气悬浮颗粒物等多种功能[2-3]，对减少可吸入颗粒物方面发挥着无法替代的重要作用[4]。目前，国内外许多城市已对滞留PM10开展了相关研究，主要集中在来源分析[5-6]、动态变化[7-8]、健康效益[9-10]等方面，而对于不同园林绿化树种滞留PM10能力差异的相关研究甚少，在苏北地区则几乎没有。为此，本研究对宿迁市常见的6种园林绿化树种滞留PM10能力进行了监测，重点对不同树种单位叶面积滞留PM10进行了定量定性分析，以期为科学指导绿地规划和缓解城市大气粉尘污染提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 研究区概况 宿迁属于暖温带季风气候区，年均气温14.2℃，年均降水量910mm，年均日照总时数2291h。光热资源比较优越，四季分明，气候温和，太阳总辐射量约为117kJ·cm-2，全年日照数2271h。2019年1—3月，选择宿迁地区常见的6种园林绿化树种为研究对象，分别为龙柏、女贞、枇杷、桂花、木香、海桐（见表1），6种树种皆在宿迁学院内部，周边环境条件一致。
1.2 监测内容及记录指标 一般认为，15mm以上的降雨可将植物叶片上的灰尘淋洗干净[11]。如果进行实验时该地区没有自然降雨不足以冲洗叶面灰尘，可在采用装有蒸馏水的喷壶替代，使其达到零滞尘量。本研究每隔3d进行1次样本叶片的采集，共计7次。为保证样品采集尽量一致，采样时采取分层取样法，将树冠分为上、中、下3个部分，在各部位随机均匀取样，采集的叶片放于密封样品袋中带回实验室，避免震动。使用万分之一天平称取采摘的样品树种叶片以及样品袋的总重，采用C1-203手持式激光叶面积仪测量叶面积，重复3次取平均值。
1.3 数据处理
1.3.1 指标计算 采用质量差值法，利用既定的公式换算，得出树木单位叶面积滞留可吸入颗粒物量（DPLA）单叶滞留可吸入颗粒物量（DPL）及单株滞留可吸入颗粒物量（DPP）。计算公式如下：
式中：Y为叶面积总量（m2）;H为树冠高度（m）;D为树冠直径（m）;S=D（H+D）/2，可根据表1中选树种的生态指标来求得，单位叶面积滞量用树种第21天的不同树种滞尘量。
1.3.2 统计分析 数据采用在SPSS 21.0软件分析，并用最小显著差数法（LSD）检测数据之间的差异性，图表采用EXCEL 2010软件绘制。
2 结果与分析
2.1 6种园林绿化树种滞留PM10时间变化规律 从图1可以看出，人工喷洗3d后，各树种滞留PM10的量较小，第2次采样以后，桂花、枇杷、龙柏的滞尘量变化明显，分别为第1次采样的358%、151%、246%，而大叶女贞、海桐和木香的变化较小，仅为前次采样的105%、126%、113%。这可能是由于桂花、枇杷、龙柏的叶表面有较多的凹槽，且枇杷有绒毛，在前期滞尘效果明显，而大叶女贞、海桐和木香叶片表面较为光滑，不易吸附空气颗粒物。随着采样次数的增加，6种园林绿化树种叶片的单位叶面积滞留PM10颗粒量都在不断上升，7次采样后，各树种的滞留量都趋于饱和。6种园林绿化树种的单位叶面积滞留PM10颗粒量的能力表现为：枇杷（0.1642mg·cm-2）>桂花（0.1249mg·cm-2）>海桐（0.1181mg·cm-2）>龙柏（0.0936mg·cm-2）>大叶女贞（0.0702mg·cm-2）>木香（0.0340mg·cm-2）。乔木枇杷滞留颗粒物量最大，大叶女贞和龙柏滞留量较小，灌木中桂花滞留颗粒物量最大，海桐和木香滞留量较小。
2.2 6种园林绿化树种单叶滞留PM10量 由图2可知，6种不同园林绿化树种单叶PM10的滞留量在0.33～10.06mg·leaf-1。其中，枇杷单叶滞留PM10的量大，达到了10.06μg·leaf-1，而木香单叶滞留PM10量最小，仅为0.33μg·leaf-1。6种绿化树种单叶滞留PM10颗粒量的能力表现为：枇杷（4.54mg·leaf-1）>桂花（2.96μg·leaf-1）>大叶女贞（2.20μg·leaf-1）>海桐（1.48μg·leaf-1）>龙柏（0.55μg·leaf-1）>木香（0.33μg·leaf-1）。乔木中枇杷单叶滞留PM10颗粒量最大，龙柏和大叶女贞滞留量相对较小，灌木中海桐明显高于其他树种。 2.4 6种绿化树种单株PM10滞留量 由图3可知，6种不同园林绿化树种单株PM10的滞留量在100.78～1153.28mg·plant-1。其中，大叶女贞单株滞留PM10量最大，达1153.28mg·plant-1，而木香单株滞留PM10颗粒量最小，仅为100.78mg·plant-1。6种绿化植物单株滞留PM2.5颗粒量的能力表现为：大叶女贞（1153.28mg·plant-1）>枇杷（1145.96mg·plant-1）>龙柏（480.47mg·plant-1）>桂花（470.08mg·plant-1）>海桐（400.22mg·plant-1）>木香（100.78mg·plant-1）。灌木中桂花单株PM10颗粒滞留量最大，海桐和木香滞留量较小。
3 结论与讨论
本研究对宿迁6种常见园林绿化树种滞留PM10能力进行了定性定量分析，结果表明：6种园林绿化树种单位叶面积滞留PM10颗粒量的能力表现为：枇杷（0.1642mg·cm-2）>桂花（0.1249mg·cm-2）>海桐（0.1181mg·cm-2）>龙柏（0.0936mg·cm-2）>大叶女贞（0.0702mg·cm-2）>木香（0.0340mg·cm-2）;乔木中枇杷单叶滞留PM10颗粒量最大，龙柏和大叶女贞滞留量较小，灌木中海桐单叶滞留PM10颗粒量较大，桂花和木香滞留量较小，这与孙晓丹等的研究结果基本一致[13]。
6种园林绿化树种单株滞留PM10颗粒量的能力表现为：大叶女贞（1153·28mg·plant-1）>枇杷（1145·96mg·plant-1）>龙柏（480.47mg·plant-1）>桂花（470.08mg·plant-1）>海桐（400.22mg·plant-1）>木香（100.78mg·plant-1）。冠幅较大，株体较高的乔木单株滞尘量优于灌木的。这也说明，在滞尘效率方面还是应选择绿量大的乔木，特别在冬季，常绿阔叶乔林对降低绿地内PM10浓度的效果显著，同时在下层结合花灌木，能建立良好的生态微环境[14]，对吸附空气颗粒物能到促进作用。本研究的时间段为1—3月，并非全年时间段，存在一定的局限性，还需今后进一步研究。
参考文献
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[5]屈海燕，陆秀君.沈阳市3条街道绿带PM10、PM2.5浓度特征及影响因素分析[J].西北林学院学报，2017，32（4）：57-62.
[6]刘宇，王晓立，董蓉，等.采暖季4种结构的城市绿地对PM2.5和PM10的调控作用[J].生态环境学报，2017，26（12）：2134-2139.
[7]陈玮，何兴元，张粤，等.东北地区城市针叶树冬季滞尘效应研究[J].应用生态学报，2003，14（12）：2113-2116.
[8]徐伟嘉，李红霞，黄建彰，等.佛山市机动车尾气颗粒物PM2.5的排放特征研究[J].环境科学与技术，2014，37（3）：152-158.
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[11]王曉磊，王成.城市森林调控空气颗粒物功能研究进展[J].生态学报，2014，34（8）：1910-1921.
[12]段嵩岚，闫淑君，吴艳芳，等.福州市11种绿化灌木春季滞留颗粒物效应研究[J].西南林业大学学报：自然科学版，2017，37（4）：47-53.
[13]孙晓丹，李海梅，刘霞，等.不同绿地结构消减大气颗粒物的能力[J].环境化学，2017，36（2）：289-295.
[14]吕铃钥，李洪远，杨佳楠.植物吸附大气颗粒物的时空变化规律及其影响因素的研究进展[J].生态学杂志，2016，35（2）：524-533.
（责编：张宏民）