13种绿化树种叶片滞尘量的比较

13种绿化树种叶片滞尘量的比较

1生物处理技术随着国家西部大发展政策的逐步实施和经济的快速发展，新疆南部绿洲城市的自然、社会转型和城市化进程更加加快，导致了绿洲城市原有绿地模式的变化和绿脉的丧失，加剧了城市水污染的加剧。空气污染的加剧导致城市人居环境质量下降,给当地人民生产、生活造成了严重的危害。绿化树种作为城市的“肺腑”,在截留沙尘、降低大气中的颗粒污染物浓度等方面有着良好的效果,其粗糙、多毛或有分泌物的枝叶具有截留和吸附粉尘的作用,是城市沙尘的有效过滤器,在改善城市生态环境方面发挥着不可替代的净化作用。新疆南部阿克苏市具有典型的暖温带大陆性干旱气候特征,降水稀少、气候干燥、全年干旱、多风,常伴有浮尘天气。该市是消耗原煤为主的城市,近年来能源消费量不断上升,煤烟污染也越发严重,导致该市呈现出典型的沙尘和煤烟型污染态势。因此需要采取有效的措施来防止阿克苏市环境污染程度的加深,逐步深入开展绿化树种截留沙尘机制的基础研究,寻求如何充分利用绿化树种的滞尘功能来减轻城市空气污染是有着重要科学意义。许多城市已开展城市绿化树种滞尘能力及其耐尘机理的研究,而干旱区的相关研究尚为欠缺。本文选取阿克苏市常见绿化树种作为研究对象,对污染区与对照区受试树种叶片滞尘量进行测定,旨在探明不同树种的滞尘特征,估算常见绿化树种的单株滞尘量,初步筛选出滞尘效果好、抗风沙能力强的树种,为该地区城市绿化树种的科学选配提供参考依据。2材料和方法2.1选择常见绿化树种供试树种包括新疆杨(Populusbolleana)、圆冠榆(Ulmusdensa)、垂柳(Salixbabylonica)、小叶白蜡(Fraxinusbungeana)、法国梧桐(Platanusorientalis)、桑树(Morusalba)、香梨(Pyrussinkiangensis)、沙枣(Elaeagnusangustifolia)、樱桃(Cerasuspseudocerasus)、葡萄(Vitisvinifera)、苹果(Maluspumila)、杏(Arminiacavulgars)、石榴(Punicagranatum)等13种常见绿化树种。2.2样品采集叶片在污染区(水泥厂)和对照区(柯柯牙城郊防护林区)对供试的13种绿化树种分别采集试验样品(叶片),样品采集时间为2013年6月上旬,所有树种在1.0~2.0m高度处随机采集叶片,单叶面积相对小的树种取30片叶,大叶树种取15片叶,样品选择能充分接受粉尘的植物叶片,采集叶片时避免叶片上的灰尘脱落,带回实验室的途中尽量避免震动。2.3调查全株叶量的测定每个样本中取健康叶片,用去离子水冲洗干净,擦干称量叶片质量m,扫描仪扫描后用WinFOLIA软件分析叶面积S,然后用去离子水超声振荡4min,洗涤液用已烘至恒重的混纤微孔滤膜(Ø0.45μm)抽滤,得到载尘滤膜,烘至恒重,滤膜两次烘干后均称重,得到质量差Δm。调查全株叶量采用分层取样法,先用目测法将所调查的植株进行分区、分层。其中可先按枝划分,也可把几个大枝归为几等分,接着再对各主枝或一等分进行继续等分分级,一直到可以容易计数叶片的标准小枝为止,标准小枝一般长30cm,当调查记数出标准小枝的叶片数量后,再计算全株叶量。2.4统计分析与处理用Excel2010软件来处理数据,运用SPSS17.0统计软件对采样区与对照区13种绿化树种滞尘含量的数据进行方差分析、聚类分析,图像处理用Photoshop来完成。3结果与分析3.1乔木单株滞尘量由表1可知,所选绿化树种的叶面滞尘量有显著差异(p<0.05),法国梧桐叶面滞尘量最高,在污染区、对照区平均值分别为7.598g·m-2、5.537g·m-2,次之为圆冠榆,平均值分别为6.153g·m-2、4.671g·m-2;最低是垂柳,平均值分别为1.090g·m-2、0.736g·m-2;单株树木的滞尘量不仅与与其叶片的滞尘量有关,也与树冠及单株树木的总叶面积有关。13种乔木树种单株滞尘量在30.89~619.77g,分布范围较广。法国梧桐单株滞尘量最大,达到476.56~619.77g,其次为圆冠榆,单株滞尘量为233.04~271.47g,苹果单株滞尘量最小,为30.89~39.52g。最大值为最小值的20倍,两者差异显著。3.2水泥粉污染的危害表1表明,除垂柳、苹果和石榴之外,其他树种叶面滞尘量污染区和对照区存在显著性差异(p<0.05),13种试验树种滞尘量都呈现污染区高于对照区的特征。由于水泥厂内粉尘排放量大,较大粒径的颗粒物都较难扩散到高空而在本区域或附近区域沉降,只有粒径较小的颗粒物能够随气流迁移,沉降在清洁区等城市其他区域,因此水泥厂粉尘污染比较严重;而在对照区的绿化较好,植被多,车流少,粉尘污染较少。由此可以推断,树种叶片的滞尘量都随着空气中粉尘含量的增多而增大。造成同一树种不同地点滞尘差异不仅与树种叶片的外部形态结构、内部生理生化以及基因有关,而且主要与环境污染程度强弱有关,这与许多学者的研究结果一致。3.3主要滞尘量分布为了更科学地筛选出耐尘树种,将阿克苏市13种绿化树种进行适当的分类,应用SPSS17.0的类平均聚类法对各树种滞尘量进行聚类分析,输出谱系聚类图(图1,图2)。通过SPSS软件对R2、半偏R2、伪F、伪t2等主要统计量进行比较分析,并结合SPSS输出的谱系聚类图,依据污染区或对照区树种滞尘量可划分为3类。第1类的滞尘量最高,包括法国梧桐,滞尘量为5.537~7.598g·m-2,可作为污染地区的绿化树种。第2类的滞尘量较高,包括桑树、圆冠榆,分别为4.671~6.153g·m-2、3.427~5.174g·m-2。第3类的滞尘量较少,包括新疆杨、垂柳、小叶白蜡、香梨、沙枣、樱桃、葡萄、杏和石榴等10种树种,滞尘量为0.736~3.483g·m-2。不同树种的滞尘量有显著差异(p<0.05),第1类、第2类、第3类的叶面滞尘量平均值分别为6.567g·m-2、4.856g·m-2、1.941g·m-2。4乔木树种的内在滞尘量不同绿化树种叶面的滞尘量有着显著差异(p<0.05)。所调查的13种树种中,无论对照区或者污染区,法国梧桐和圆冠榆的叶面滞尘量较高,分别为5.537~7.598g·m-2、4.671~6.153g·m-2,垂柳和苹果滞尘量较低,分别为0.736~1.090g·m-2、0.891~1.564g·m-2。法国梧桐由于单位面积滞尘量大,单株总叶面积(86.43~81.57m2)也大,所以法国梧桐单株滞尘(476.56~619.77g)效果明显。圆冠榆叶面单位面积滞尘量较大,单株总叶面积较大(49.89~44.12m2),其单株滞尘量(271.47~233.04g)仅次于法国梧桐。垂柳等单株总叶面积(46.66~53.69m2)较大,但单位叶面积滞尘量较低,其单株滞尘量(39.52~50.86g)不高。13种乔木树种单株滞尘量在30.89~619.77g,分布范围较广,最大值为最小值的20倍,两者差异显著。单株树木的滞尘量不仅与其叶片的滞尘量有关,也与树冠及单株树木的总叶面积有关。通过与湿润地区的绿化树种的叶面滞尘量对比分析,发现阿克苏市绿化树种的叶面滞尘量明显高于哈尔滨、北京、西安、徐州等城市。如法国梧桐(阿克苏7.598g·m-2,徐州2.278g·m-2,西安0.267g·m-2)、圆冠榆(阿克苏6.153g·m-2,哈尔滨1.145g·m-2)、小叶白蜡(阿克苏3.191g·m-2,北京0.138g·m-2)、垂柳(阿克苏1.090g·m-2,西安0.1104g·m-2,哈尔滨0.169g·m-2)。这也反映出阿克苏市的颗粒物污染相当严重。这是因为阿克苏市气候干燥,春秋季多风,借助风力因素,极易产生扬尘,造成空气中颗粒物、降尘浓度变大。另外,降水量偏少,全球气温的上升趋势使地表的水分蒸发增大,致使地表层土质疏松干燥,地表微颗粒物极易被大风扬起,再次进入到空气中形成颗粒物。目前最主要的空气污染物以颗粒物和降尘为主(均超过国家二级标准),污染主要是自然风和二次扬尘等因素所致。由此可以推断空气中颗粒物浓度越高,树种叶面的滞尘量也越大。5不同树种滞尘量同一采样点不同植物滞尘量有显著差异,同种植物在不同采样点的滞尘量也有很大差别。依据污染区或对照区树种滞尘量可划分为3类。第1类的滞尘量最高,包括法国梧桐,滞尘量为5.537~7.598g·m-2,可作为污染地区的主要绿化树种。第2类的滞尘量较高,包括桑树、圆冠榆,分别为4.671~6.153g·m-2、3.427~5.174g·m-2。第3类的滞尘量较少,包括新疆杨、垂柳、大叶白蜡、香梨、沙枣、樱桃、葡萄、杏和石榴等10种树种,滞尘量为0.736~3.483g·m-2。不同树种的滞尘量有显著差异(p<0.05),第1类、第2类、第3类的叶面滞尘量分别为6.567g·m-2、4.856g·m-2、1.941g·m-2。13种试验树种滞尘量都呈现污染区高于对照区,差异显著(p<0.05)。这表明颗粒物的释放在逐渐加重,在绿化时应选择耐尘能力强的树种,如法国梧桐、桑树和圆冠榆等。因此,建议在阿克苏市进行城市绿地规划设计时,在选择适合当地生长的树种的同时,应优先选择滞尘能力强的树种,并进行乔木、灌木、藤本等植物类型的合理搭配,以便降低粉尘污染,提高人居环境质量。阿衣古丽·艾力亚斯,玉米提·哈力克,依力哈木·艾力亚斯,等.新疆阿克苏市13种绿化树种滞尘量特征[J].中国沙漠,2014,34(6):1475-1479.[AyiguliAiliyas