園林植物在成都市霧霾治理中的應用研究

　　摘要：隨著我國經濟建設的快速發展，經濟結構的不合理等諸多因素導致大氣污染嚴重，霧霾天氣頻發，從2010-2013年成都市霧霾天氣有逐年加重的趨勢，2014～2017年有所緩解，但大氣中NO2濃度和可吸入顆粒物濃度仍然嚴重超標。園林植物有明顯的滯塵作用及對SO2、NO2有毒氣體吸收和轉化的作用，如何科學地利用園林植物的生理特性來防治霧霾值得深思。針對成都市霧霾天氣的發生特征，根據園林植物防治霧霾的機理，探討如何來選擇園林植物和搭配植物，以及重視城市綠地規模化和發揮城市道路綠地的生態廊道作用，以期為成都市霧霾治理工作提供借鑒和參考。

　　關鍵詞：霧霾;園林植物;霧霾修復;園林植物配置

　　《現代園林》是甘肅省農業信息中心與中國農業大學觀賞園藝與園林系聯合主辦的技術性期刊，已被CNKI中國期刊網全文數據庫等收錄。

　　近年來，隨著經濟的快速發展，經濟結構的不合理導致大氣污染嚴重，全國各大城市霧霾天氣頻發，成都由于自身的地理、氣候、高密度人口及高速發展的經濟等多種原因，也難逃霧霾厄運。霧霾對人們的日常生活和社會經濟的正常運轉構成了嚴重威脅。通過對大量流行病學研究發現，細顆粒物污染與人口的死亡率之間呈高度正相關[1]，具體表現為呼吸系統疾病高發和心腦血管疾病增加[2]。不僅如此，以氣溶膠形式存在的細微顆粒物對城市大氣光學性質的影響可達到99%[3]。?低能見度造成交通阻塞、交通事故、航班延誤等各種問題。此種情況下，霧霾治理刻不容緩，現階段霧霾治理研究主要集中在改變產業結構降低污染源上，治理周期長，難度大。園林植物可以有效地改善空氣環境質量，降低霧霾天氣的發生概率，且技術要求相對較低，容易為社會民眾接受。主要分析成都市霧霾發生的特征，以及園林植物防治霧霾的主要機理，提出如何利用園林植物來治理霧霾，以期為成都市現階段霧霾治理工作提供一定的參考依據。

　　1 成都市霧霾發生的特征

　　成都由于地處盆地，雨量充沛，濕氣流動受阻，再加上成都市近幾年城市化進程較快，人口聚集，城市資源消耗和污染物排放均迅速增加，同時汽車的保有量也急速攀升，加劇了空氣污染。截至2017年，近7年來成都空氣質量情況如圖1。成都市大氣中SO2濃度(μg/m3)，2010～2013年呈逐年上升趨勢，最高為2013年，年平均為30.25μg/m3，2014～2017年呈逐年下降的趨勢，同時SO2濃度表現出季節特征，春、冬季節濃度較夏、秋季節高。依據環境空氣質量標準(GB3095-2012)二級標準，SO2年平均濃度為60μg/m3(二級標準適用于二類區，為居住區、商業交通居民混合區、文化區、工業區和農村區域。)結果顯示成都市空氣中 SO2濃度未超標準。

　　圖2顯示，大氣中NO2濃度(μg/m3)，2010-2017年NO2濃度并未表現出年季變化，最高為2013年，年平均濃度達62.25μg/m3，最低為2010年，年平均濃度達50μg/m3。NO2濃度季節表現也不是很明顯，春冬季節稍高于夏秋。依據環境空氣質量二級標準，NO2年平均濃度為40μg/m3，成都市大氣中NO2年平均濃度從2010～2017年年平均濃度均超過標準值，成都市NO2污染嚴重。

　　圖3顯示，成都市大氣中可吸入顆粒物濃度(μg/m3)變化特征(可吸入顆粒物為粒徑≤10μm的顆粒物)，其變化稍有年季變化，從2010～2013年有逐年升高的趨勢，至2017年有逐年降低的趨勢，最高為2013年149.75μg/m3，最低為2017年84.25μg/m3，且季節性變化特征明顯，春冬季節可吸入顆粒物濃度較春夏兩季高。依據環境空氣質量二級標準，可吸入顆粒物年平均濃度70μg/m3，成都市大氣中可吸入顆粒物濃度從2010～2017年均超標，可吸入顆粒物濃度污染嚴重。

　　2 園林植物修復霧霾的機理

　　園林植物作為改善環境的主體，能夠吸收和轉化有毒有害氣體，同時有效地阻滯粉塵，改善空氣質量，在當今城市環境中的地位不可或缺。園林植物利用自身特性能夠有效地降低霧霾天氣發生的頻率，主要體現在以下幾個方面：

　　2.1 園林植物對SO2、NO2的吸收和轉化

　　園林植物能夠吸收和轉化大氣中的SO2和NO2等有毒有害氣體，在低濃度SO2和NO2存在下，植物葉表面及表皮的氣孔能夠吸收污染氣體，通過自身代謝，將其同化，最終以有機物的形式儲存，如氨基酸和蛋白質。SO2通過氣孔進入葉肉細胞后，能夠溶于水，然后生成HSO3-和SO32-，二者毒性很強，隨后均被氧化成毒性很低的SO42-，部分參與植物的生長代謝，部分則以硫形態排出體外[4]。有研究表明，刺槐每月可吸收SO215kg/hm2，銀杏吸收16kg/hm2，垂柳吸收50kg/hm2，華山松吸收70kg/hm2[5]。植物對NO2的吸收凈化主要包括植物對NO2的同化和超同化作用(Omasa提出某些植物可將含有植物所需營養元素的大氣污染物作為營養物質源高效吸收與同化，同時促進自身的生長)，有的植物可以很好地利用NO2，使之參與代謝。在植物的生長旺盛季節，植物的吸收作用可大大降低大氣中的H+、NO3-和NH4+含量，有數據表明可減少50%～70%，NH3幾乎被全部吸收[6]。還有學者研究發現，在光和類胡蘿卜素的作用下，園林植物可吸收大氣中的NO2-，通過氧化還原反應，生成NO，NO參與一系列的植物的種子萌發、根伸長、側根形成、抑制下胚軸伸長、葉擴張以及植物抗逆反應等一系列生長發育過程[7]。因此，有些園林植物在低濃度NO2脅迫下，不僅具有較強吸收能力，同時生長狀況良好。還有研究表明不同科屬植物同化NO2的能力差異很大，一般來說，桃金娘科、菊科、楊柳科和茄科等植物同化能力較強，且野生植物>人工培育植物。就不同樹種來說，落葉樹>常綠樹，闊葉樹>針葉樹。若再考慮落葉過程對修復作用的負面影響，則常綠樹更適用于霧霾的修復[8]。