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城市森林植被净化大气颗粒污染物的功能受到了广泛的重视,但定量评价其净化大气颗粒污染物能力非常困难,本文以北京市典型绿化植物为研究对象,采用称重法以天然降雨与人工模拟降雨相结合的方式定量测定植物对PM2.5等颗粒物的滞尘能力;采用扫描电镜观测叶片表面微观形态结构,利用景观格局软件定量分析叶表微观结构,剖析植物清除细颗粒物(Fine Particles PM2.5)的机制。旨在筛选出反复滞尘能力较强的树种,确定滞尘最佳林带宽度,为北京及周边地区今后的环境绿化以及周边林带的规划设计提供理论依据和数据支撑。研究结果表明:1、不同植物单位叶面积滞尘能力随季节变化而有所改变,从各种植物对总悬浮颗粒物(total suspended particulate,TSP)的吸附能力来看,在各个季节中油松单位叶面积滞尘量均显著高于其他树种。除油松外,春季吸附能力较强的树种为粗榧(5236.66±153.75 mg/m2)和榆树(4999.56±96.24 mg/m2);夏季为毛白杨(7820.16±649.63 mg/m2)、臭椿(2818.21±139.40 mg/m2)、榆树(2466.05±50.62 mg/m2)、矮紫杉(2392.13±141.22 mg/m2)和水杉(2011.73±31.6 mg/m2);秋季为毛白杨(2249.36±118.78 mg/m2)、栾树(2230.19±116.09 mg/m2)和栓皮栎(2117.25± 198.18 mg/m2),冬季为早园竹(6010.32±280.89mg/m2)。各树种吸附PM2.5的能力存在差异,在春季吸附能力最强的树种为油松(6163.03±630.43 mg/m2)、榆树(3511.12±198.63 mg/m2)和粗榧(1880.1±213.31 mg/m2);夏季为油松(15325.76±1363.70 mg/m2)、毛白杨(3767.79±363.26 mg/m2)、臭椿(1505.91±116.58 mg/m2)、矮紫杉(1226.16±118.48 mg/m2)和榆树(1105.59±112.46 mg/m2);秋季为油松(1509.22±90.82 mg/m2)、榆叶梅(846.17±74.16 mg/m2)、西府海棠(672.9±66.15 mg/m2)和毛白杨(664.68±49.20 mg/m2);冬季为油松(4934.64±212.13 mg/m2)和早园竹(3532.02±316.8 mg/m2)。2、不同树种叶表滞尘对降雨的抗冲刷能力差异显著。在29 mm降雨条件下叶表TSP冲刷率最高的树种为毛白杨(90.74±0.53%)、臭椿(82.94±0.4%)、油松(70.53±1.66%);PM2.5冲刷率最高的树种为毛白杨(90.78±0.74%)、臭椿(88.94±0.74%)、油松(65.78±3.34%);中雨可以冲刷掉植物叶表20.74-90.74%的总颗粒物、11.92-89.91%PM>10粒级颗粒物及10.5-90.78%PM2.5粒级颗粒物。3、通过单位叶面积滞尘量、叶面积指数、叶片寿命、当年降雨事件估算单位面积土地植物全年滞尘量,得出北京市2014年全年叶片总滞尘为9.70万吨,其中PM>10为5.28万吨,PM10-2.5为0.13万吨,PM2.5为4.32万吨。4、林带滞尘能力受多种因素影响。林缘0 m处受季节影响最大,各个粒径主要是春秋季滞尘量高,夏季受风力和降雨的影响有所下降。林内20 m处春夏季植物对PM>10的吸附量接近,秋季增多;夏季对PM2.5的吸附量低于春季,秋季升高。植物对PM2.5吸附的季节变化存在种间差异。5、五叶地锦、太平花等植物具有条状凸起结构;榆树、大叶黄杨、矮紫杉等植物具有沟槽结构,具沟槽结构的植物滞留PM2.5能力更强。用Fragstats软件分析电镜扫描照片得出,PARA、PAFRAC、PROX指标较小,ENN指标较大的叶表微观几何结构更有利于滞留PM2.5。综上所述,常绿树种对TSP、PM2.5冬季滞尘量最高,春季高于夏秋季节;对PM>10吸附量则在春季最高;落叶树种对TSP、PM2.5、PM>10滞留量均呈现春秋季节高于夏季的规律。从生活型看,常绿乔木是各季吸附颗粒物最好的树种,在实际布设时林带宽度需要超过20 m才能有效降尘。此外降雨对叶片吸附的大颗粒物PM>10冲刷作用较强,叶表吸附的PM2.5不易清除,滞尘量更稳定,中雨(29mm)可以有效去除各个粒级的叶表颗粒物。叶表微观几何结构具较小且相对规则趋于圆形斑块的树种更适用于滞留PM2.5。