1 引言
在植物滞尘的生态效益方面,前人已有了众多的研究,国内众多城市也有相关的文献报道,而杭州作为旅游之都、休闲之都,却缺少植物滞尘能力相关的报道,本文主要对常见园林植物的滞尘效益进行研究,分析常见园林植物对人类环境的改善作用,从而为进一步筛选综合生态效益高的观赏植物种类,为建立有益于人类适居环境的观赏植物配置打下基础。
1.1文献综述
随着一系列城市生态环境的出现,人们越来越关注城市环境的质量问题,而绿色植物是环境质量改善方面必不可少的因素。目前国内外关于园林植物的生态效益已有很多方面的研究,很多学者对园林植物滞尘进行了较为系统的研究。园林植物覆盖自然地表,可减少空气中粉尘的出现和移动,特别是一些结构复杂的植物群体对空气污染物的阻挡,使污染物不能大面积传播,而有效地杜绝了二次扬尘;园林植物特别是木本植物繁茂的树冠,有降低风速的作用,随着风速的降低空气中携带的大颗粒灰尘下沉到树木的叶片或地面,而产生滞尘效应;园林植物的叶片表面有的叶片多绒毛,有的叶片分泌粘性的油脂和汁液等,能吸附大量的降尘和飘尘。粘满灰尘的叶片经雨水冲刷,又可恢复吸滞灰尘的能力;园林植物叶片在光合作用和呼吸作用过程中,通过气孔、皮孔等吸收一部分包含一些重金属的粉尘。
目前,国内外对于植物滞尘效益的研究主要集中在单位叶面积滞尘量和叶面尘方面,叶面尘方面主要是叶面上阻滞的重金属种类及粒径大小方面。研究植物的滞尘作用对于城市树种选择有很重要的作用,而且众多学者对之也做了很多的研究。
1.1.1园林植物滞尘常用的研究方法
城市绿化植物滞尘效应的研究较多,主要研究方法有 2 种:一是对有限环境中的可吸入颗粒物含量进行测定,一般使用电脑粉尘仪进行直接测定;二是对一定时间内植物叶片单位面积滞尘量进行测定,即采用差重法测出叶片总滞尘量,后测定叶片总叶面积,总滞尘量与总叶面积之比即为单位叶面积滞尘量。目前常用的是单位叶面积测定法。在叶片面积的测定过程中,参照以往文献资料,目前已经有众多的测定方法。肖强、高祥斌等通过扫描仪和 photoshop 图形处理软件测定出观赏植物的叶片面积,具体方法为植物叶片面积=植物叶片像素/已知图形像素×已知图形面积。史燕山等用回归方程法测定出柿树叶面积,通过用不同的变数计算求得不同的回归方程,进而选择出适合柿树大量单叶面积测定的回归方程,测定植物叶面积。刘贯山用方格网法测定出植物叶片面积,将叶片平铺于具有刻度的方格网纸上,用铅笔描出叶片轮廓,或将透明方格纸平压在叶片上,统计叶片所占的方格数,叶片处小方格超过半个则计数,不到半个舍去,用方格数乘以单个方格面积即为待测叶片面积。
此外,叶面积的测定还有打孔称重法、称纸重法、叶面积仪法等较为简便的测定方法。打孔称重法,即先测出待测叶片重量 W,用直径一定的打孔器在叶片上打孔若干个,记为 N,称出这若干个小孔的叶的总重量 W1,小孔总面积为 NS1。小孔的叶的总重量与其面积之比乘以待测叶片重量即为待测叶片面积 S,即 S= NS1*W/ W1;称纸重法:取一张规则的 A4 纸,面积已知 S1,称取其重量 W1,将叶片放于纸上,用笔描出其叶片轮廓,然后用剪刀将描好的轮廓剪下,称取其重量 W,则待测叶片的面积 S= S1*W/ W1;叶面积仪法:将叶片放于 AM200 扫描式叶面积仪上直接测定面积。陶洪斌[18]等用打孔称重法、复印称重法、长宽校正法测定水稻叶面积,研究结果表明:打孔称重法与长宽校正法和复印称重法测定的水稻叶面积呈极显著相关;打孔称重法、复印称重法所测定的叶面积经检验差异不显著,均能很好测定植物叶面积。柏军华等比较了 8 种有代表性的叶面积测定方法,在准确性方面,数值图像处理技术法、激光叶面积法测定结果略高于方格法, 差异不显著,打孔称重法、系数法、干重法和鲜重法测定结果低于方格法,特别是打孔称重法、系数法与方格法测定结果的差异极显著。
2 研究地概况及方法
2.1 研究地概况
杭州是浙江省省会,是全省政治、经济、科教和文化中心,是国务院确定的全国重点风景旅游城市和历史文化名城,杭州历史悠久,自秦时设县治以来,已有 2200多年历史。杭州是华夏文明的发祥地之一。早在 4700 多年前,就有人类在此繁衍生息,并产生了被称为文明曙光的良渚文化。杭州古称钱塘,是我国七大古都之一,隋朝开皇九年(589 年)废钱塘郡,置杭州,南宋建炎三年(1129 年),高宗南渡至杭州,升杭州为临安府。绍兴八年(1138 年)南宋正式定都临安,历时 140 余年。民国元年(1912 年)以原钱塘、仁和县地并置杭县。民国十六年(1927 年),析出杭县城区设杭州市,杭州置市始此。2.1.1 地理概况杭州地处长江三角洲南翼,地理坐标为东经 118°21′-120°30′,北纬29°11′-30°33′市区中心地理坐标为北纬 30°16'、东经 120°12'。杭州的城市原点(零公里标志)设在上城区紫薇园,紫薇园坐标原点从 1913 年开始就作为杭州市的中心。杭州位于浙江省西北部,东临杭州湾,南与绍兴、金华相接,北与湖州、嘉兴两市毗邻,西与徽州(黄山市)交界,是长江三角洲重要中心城市和中国东南部交通枢纽。其地形复杂多样,西北部和西南部系浙西中山丘陵区,东北部和东南部属浙北平原,地势低平,河网密布,具有典型的“江南水乡”特征。
杭州有着江、河、湖、山交融的自然环境,全市丘陵山地占总面积的 65.6%,平原占 26.4%,江、河、湖、荡、水库占 8%,市内有钱塘江、东苕溪、京杭大运河、萧绍运河和上塘河等江河。杭州市中心的西湖,南北长 3.3km,东西宽 2.8km,水面面积 5.66km2,是全国重点风景名胜区,市西南部的主要山脉为天目山、白际山、千里岗山,东南部为龙门山。2.1.2 自然资源杭州处于中亚热带常绿阔叶林植被带,全市森林覆盖率 64%,生物种类繁多,种植林果、茶桑、花卉等品种 260 多个,资源十分丰富,仅西湖山区和西天目山等地维管束植物就有 178 科、790 属、1640 种,木本植物 509 种,藤本植物 150 种。其中,国家一级陆生野生动物 10 种,二级陆生野生动物 64 种,国家一级保护植物 3 种,二级保护植物 18 种。临安市的天目山、清凉峰被列为国家级自然保护区。香樟是杭州市市树,桂花是杭州市市花。杭州土壤以红壤和水稻土为主。
3 道路绿化植物滞尘能力研究 ...................................31-64
3.1 杭州常见行道树滞尘能力分析................................... 31-39
3.2 道路常见绿化灌木滞尘能力研究................................... 39-48
3.3 乔灌木不同类型植物滞尘能力研究................................... 48-50
3.4在一天中不同时间段滞尘能力研究................................... 50-51
3.5 同一样地不同植物滞尘能力分析................................... 51-52
3.6 不同样地绿化植物滞尘能力的分析................................... 52-54
4 常见公园绿化植物滞尘能力研究...................................64-68
4.1 公园绿化植物滞尘能力测定...................................64-65
4.2 公园绿化植物的滞尘能力综合................................... 65-66
4.3 小结................................... 66-68
5 群落的滞尘效益研究...................................68-73
5.1 研究方法................................... 68-69
5.1.1 实验仪器...................................68-69
5.1.2 实验方法................................... 69
5.2 结果与分析...................................69-72
5.2.1 不同群落的绿地类型滞尘效益研究...................................69-70
5.2.2 群落滞尘效益的日变化................................... 70-71
5.2.3 群落滞尘效益的季节变化................................... 71-72
5.3 小结................................... 72-73
结论
9 行道树中,冬季滞尘能力的顺序为:枫香>黄山栾树>鹅掌楸>香樟>无患子>悬铃木>杜英>银杏>乌桕,冬季绿化中可减少银杏、乌桕的种植;春季,香樟叶片的单位叶面积滞尘能力明显低于杜英,两者相差 5.5 倍;夏季,行道树滞尘能力的顺序为:香樟>杜英>枫香>无患子>黄山栾树>鹅掌楸>悬铃木>银杏>乌桕。在道路交通复杂,人流、车流量大的道路,以及经常有施工车辆经过的地方,可以加大香樟、杜英等滞尘能力强的绿化树种的种植,以减少粉尘污染对该地环境的影响;秋季,各行道树的滞尘能力从大到小的顺序为:黄山栾树>无患子>香樟>杜英>枫香>银杏>乌桕>鹅掌楸>悬铃木,黄山栾树滞尘能力最大,为 0.4811 g/m2,悬铃木的滞尘能力最差为 0.2509 g/m2,相差不到 2 倍。
9 种常见的道路行道树中,一年中平均滞尘能力顺序为:杜英>黄山栾树>枫香>无患子>香樟>鹅掌楸>悬铃木>银杏>乌桕,杜英的平均滞尘能力最强为0.5173g/m2;黄山栾树、银杏、悬铃木、无患子、枫香、鹅掌楸的四季滞尘能力从强到弱顺序均为冬季>秋季>夏季,杜英四季滞尘能力顺序为:春>秋>冬>夏,香樟四季滞尘能力顺序为:冬>秋>夏>春,乌桕四季滞尘能力顺序为:秋>冬>夏。通过聚类分析,将其滞尘能力分为 3 类:第 1 类是银杏、悬铃木、乌桕,滞尘能力较差;第 2 类是杜英,滞尘能力最强;第 3 类是鹅掌楸、枫香、香樟、黄山栾树、无患子,滞尘能力较强。
5 种灌木类植物中,冬季滞尘顺序为:无刺枸骨>紫薇>金边黄杨>红叶石楠>红花檵木,无刺枸骨的单位叶面积滞尘量最大,为 1.4044 g/m2; 4 种植物在春季的平均滞尘能力的顺序为:无刺枸骨>红叶石楠>红花檵木>金边黄杨; 5 种灌木在夏季的滞尘能力顺序为:紫薇>无刺枸骨>红叶石楠>红花檵木>金边黄杨,紫薇的单位叶面积滞尘量最大,为 0.9409 g/m2,金边黄杨单位叶面积滞尘量最小;秋季,浙大路 4 种常用绿化灌木滞尘能力的顺序为:红花檵木>金边黄杨>红叶石楠>无刺枸骨,教工路 5 种灌木滞尘能力的顺序为:无刺枸骨>金边黄杨>紫薇>红叶石楠>红花檵木,丰潭路 5 种绿化灌木的滞尘能力顺序为:无刺枸骨>紫薇>金边黄杨>红花檵木>红叶石楠,汽车西站 4 中灌木滞尘能力顺序为:红花檵木>紫薇>无刺枸骨>金边黄杨,天目山路 5 种灌木滞尘能力顺序为:无刺枸骨>红花檵木>红叶石楠>紫薇>金边黄杨,所选 5 种绿化灌木秋季平均单位叶面积滞尘能力顺序为:紫薇>无刺枸骨>红花檵木>金边黄杨>红叶石楠; 5 种灌木中,一年中平均滞尘能力顺序为:无刺枸骨>紫薇>红叶石楠>金边黄杨>红花檵木,无刺枸骨的单位叶面积滞尘能力最强,为 1.166 g/m2,紫薇其次,为 1.1297 g/m2,红花檵木最弱,为 0.8421 g/m2。