在城市发展进程中，完全依赖污染源治理来解决大气污染问题存在很大困难，但是可以通过城市园林绿化来有效缓解城市空气污染[1]。相关研究表明，绿化植物可以通过撞击拦截或静电吸引、黏着和贮存、捕获和吸引、凝固与溶解等方式消减空气悬浮颗粒物，从而在一定程度上净化空气质量[2～4]。而且城市园林绿化在缓解大气污染压力的同时还具有美学观赏价值，规划建设城市绿地时需要考虑不同植物种类的优化配置，以最大限度地发挥城市绿地的空气净化功能和美学景观功能。

植物叶片可以截取和固定空气颗粒物，使颗粒物脱离大气环境而成为消减城市大气环境污染的重要过滤体，叶片滞尘量越大，对空气颗粒物的消减作用越强[2]。贵阳市地处云贵高原黔中山原丘陵中部，是全国生态休闲度假旅游城市，其空气质量的好坏受到广泛关注，对该区开展植物滞尘效应研究具有重要意义。琴丝竹(Bambusa multiplex cv. Alphonse-Karr)是一种著名的观赏竹品种，被广泛栽植于公园及庭院，叶片上表面无毛，下表面粉绿而密被短柔毛，先端渐尖具粗糙细尖头，具备滞留吸收空气颗粒物的植被特征[5]。目前，关于竹类植物净化环境功能的研究主要从株型、时间、高度等方面开展，关于竹类叶片滞尘的定量研究和微观分析很少[6～7]。本研究选择了具不同污染程度的4个地点(贵阳市城区河滨公园和筑城广场、城郊贵州省林科院实验林场林内林外)作为实验叶片采集点，测定比较了琴丝竹的单位叶面积滞尘量及其受叶面微形态结构的影响。

1 样品采集与测试

1.1 叶片采集方法

2015年10月～2016年10月，每个季节选择降雨3天后的晴朗微风天气状况下进行叶片样品采集，以城区主要交通路段(瑞金南路)旁的筑城广场和河滨公园、城郊贵州省林业科学研究院试验林场林区和绿地4个地点作为采样点，分别代表相对重度、中度、轻度污染及无污染4种污染程度。每个地点选择3丛生长状况良好、林龄相近的个体植株，在植株生长高度1.5m处，分别在东、南、西、北4个方向采集成熟、无病虫害的完整叶片共100g左右，分为3份重复样品分别封存于密封袋中，及时带回实验室进行测量。

1.2 单位叶面积颗粒物吸附量计算

将叶片分别放入气溶胶再发生器(QRJZFSQ-I)的料盒中，利用风蚀原理，将叶片上滞纳的颗粒物吹起、混匀，再次形成气溶胶，利用与气溶胶再发生器连接的手持式环境粉尘检测仪(DUSTMATE，英国)测定气溶胶中TSP、PM10、PM2.5和PM1的质量M in (μg；i为颗粒物种类；n为重复数，取值1～3)。待测量完后，用扫描仪(Canon MP288)扫描测定叶片，使用Adobe Photoshop软件进行扫描图像的处理，并利用叶面积分析软件计算叶片面积S(cm2 )。单位叶面积吸附颗粒物量计算公式为：

 

式中，M i表示不同树种单位叶面积吸附不同粒径颗粒物的质量(单位：μg·cm-2 )，i颗粒物种类，n=3[8]。

1.3 叶表面微观结构观察

琴丝竹叶片吸滞的PM2.5占TSP的比值均较小(0.024～0.038)，PM1所占比值接近为零(0.002～0.004)，叶片吸滞的颗粒物以粒径较大的PM10组分为主(0.416～0.492)。由此可见，贵阳市大气环境中细颗粒物占总悬浮颗粒物比重较小，细颗粒物(主要指PM2.5)又是污染大气、诱发呼吸系统疾病的主要因子，说明贵阳市大气污染程度相对较小。

2 结果与分析

2.1 不同采样点琴丝竹叶片对颗粒物的滞留能力比较

由表可知，不同采样点所测树种的颗粒物附着密度存在较大差异，叶片滞尘密度依次表现为河滨公园>筑城广场>林科院林内>林科院林外，表现为城区大于郊区；4种粒径颗粒物的滞留均表现出河滨公园和林科院林外差异显著，PM2.5和PM1的滞留在河滨公园与林科院林内也表现出显著差异，其余对象间差异不显著。所选采样点中，河滨公园和筑城广场颗粒物附着密度相对林科院林内和林外的附着密度大，4个地点的颗粒物吸滞量(μg·cm-2)分别为4.430(±1.361)、2.942(±0.573)、1.469(±0.454)和0.699(±0.138)，其中河滨公园琴丝竹叶片吸滞量是林科院林外的6.34倍。可见植物滞尘与环境颗粒物污染程度紧密相关，主要原因是河滨公园处于贵阳市城区中心交通主干道旁，汽车尾气、地面扬尘较多，加之内设多种游乐设施，常年吸引游人不断，处于游乐设施包围圈的琴丝竹叶片能滞留较多的空气颗粒物。筑城广场的滞留量低于河滨公园，虽然两个采样点隔路相望，颗粒物空气背景值几乎一样，但由于筑城广场较河滨公园场地空旷且广场内无任何游乐设施，空气流通性相对较大，不利于空气颗粒物的沉降。林科院位处贵阳市东郊，属于相对清洁区，林内颗粒物滞留量高于林外，可能是因为林内采样点植被郁闭度高，风速较小，气流较稳定，颗粒物较易沉降。

创新长效退出机制，解决“过得硬”的问题。探索建立了自我加压式的脱贫目标，符合脱贫标准的严格退出，落到贫困线以下的及时纳入，并以“四卡合一”（帮扶政策明白卡、贫困户基本信息卡、帮扶工作记录卡、贫困户收益卡合为贫困户脱贫档案卡），做到帮扶措施落实情况明明白白，以“三表”（《贫困户收益确认公示表》红蓝黄表）公开，做到贫困群众每项实际收入清清楚楚，实现脱真贫、真脱贫。

各采样点琴丝竹叶表面颗粒物附着密度见表1。

 

表1 不同采样点琴丝竹叶片附着颗粒物密度/同采样点琴-2

  

地点 TSP PM10 PM2.5 PM1PM10/TSPPM2.5/TSPPM1/TSP林科院林外0.699±0.138A0.308±0.060A0.022±0.001A0.003±0.001A0.4400.0310.004林科院林内1.469±0.454AB0.611±0.192AB0.035±0.010AB0.003±0.001AB0.4160.0240.002河滨公园4.430±1.361B2.179±0.682B0.167±0.048C0.015±0.004C0.4920.0380.003筑城广场2.942±0.573AB1.358±0.253AB0.095±0.201ABC0.007±0.002ABC0.4620.0320.002

同列不同大写字母表示采样点间滞留同种颗粒物差异显著，显著水平p=0.005，极显著水平p=0.001

  

图1 不同采样点琴丝竹叶片颗粒物附着密度的季节变化

取正常生长的成熟叶片，在叶主脉中部附近切下1～2mm2小块，用蒸馏水洗净，常规临界点干燥，粘在样品台上后再用HUS-5GB高真空镀膜机镀碳，用KYKY-1000B扫描电子显微镜及NORAN SYSTEM S IX X射线能谱仪获取叶片上、下表面图像[9]。

2.2 琴丝竹叶片滞留不同粒径颗粒物的季节变化

对贵阳市不同地点琴丝竹叶片滞尘量的测定结果表明，琴丝竹叶片滞尘量依次为河滨公园>筑城广场>林科院林内>林科院林外(城区>郊区)，这与于志会等对不同环境下同种植物滞尘量的研究结果一致(同种植物的滞留量在水泥厂滞尘量高于江南公园)[13]。研究发现相同地理环境植物叶片颗粒物滞尘量随着环境开放程度的下降而增大，与王建辉等的研究结论不完全相同[14]，这可能跟所选树种性状特征和采样点的地理区域背景差异性有关，需要进一步增加测定树种进行验证。4种粒径颗粒物的滞留均表现出河滨公园和林科院林外差异显著，PM2.5和PM1的滞留量在河滨公园与林科院林内也表现出显著差异，由此可以说明植物叶片的滞尘效应与生长环境的空气颗粒物浓度背景具有一定的正相关性，需要在以后的研究中进行更全面和深入的分析研究。

植物叶表面的微结构与其滞尘能力密切相关，叶片的粗糙程度及叶片被毛数量、沟槽深浅、气孔密度大小等特征是造成滞尘能力差异的主要原因[11]。研究发现，叶片越粗糙、绒毛越多，越容易捕获空气颗粒物，滞留时间越长[12]。本研究通过电镜扫描观察植物上、下叶表面结构，如图2所示，琴丝竹叶表面结构粗糙且皱褶多，叶片上、下表面结构差异明显，叶片上表面无毛，分布紧密排列的条状突起，有深沟槽，沟槽缝隙间距大；下表面被细柔毛，多浅沟组织。从叶面微结构来看，琴丝竹属于滞尘能力较强的树种，可广泛用于园林绿化。

2.2.3 中轴线提取。该部分主要通过自主编写的ArcObjects插件实现，输入为上一步结束得到的栅格位图。从图层左下方开始运用8邻域模板顺序对各个像元进行规则判断，将图进行再赋值。输出结果为经细化处理后的中轴线栅格位图。将结果位图导入ArcGIS中进行栅格计算，背景赋为空值，由此提取出代表中轴的栅格像元。将栅格形式中轴线转矢量，至此河网中轴线提取完成。

2.3 叶面微形态结构对树种滞尘能力的影响

  

a .叶片上表面；b . 叶片下表面 图2 琴丝竹叶表面电镜扫描图像

河滨公园和筑城广场4种粒径空气颗粒物具有相同的变化趋势，总体呈上升趋势，河滨公园的冬季滞留量显著高于其他三季，夏季滞留量最小；筑城广场春季滞留量最小，冬季滞留量最大(PM1秋季滞留量略大于冬季)。琴丝竹是多年生常绿的单子叶植物，叶片表面结构在不同季节趋于一致，叶片滞尘量主要取决于采样地不同季节空气中颗粒物浓度。

3 结论与讨论

由图1可以看出，植物叶片滞留不同粒径空气颗粒物具有明显的季节变化，林科院林内和林外的TSP和PM10、PM2.5和PM1变化趋势一致，林外粗颗粒物和细颗粒物呈起伏相反的波动变化，粗颗粒物在夏季滞留量最大，秋季最小，细颗粒物在秋季滞留量最大，夏季(PM2.5)或冬季(PM1)最小；林内4种粒径颗粒物总体呈下降趋势，最大滞留量均出现在春季，粗颗粒物明显呈“V”字型变化，最小值为秋季滞留值，细颗粒物秋季上升后冬季下降，最小值为冬季滞留值。而李玉琛[10]的研究表明，植物冬季和秋季滞尘量相对较高，春季和夏季相对较低，这与本文的研究结果有所不同，分析可能是由于春季正值林内植物萌芽开花季，植物花粉、孢子等增多，对林内空气颗粒物浓度贡献值增大所导致。林科院林外四季呈波动变化主要是由于采样点位于林区消防道路旁，远离城市交通主干道，受汽车尾气、道路扬尘、植物花粉等影响较小，滞尘量变化主要受空气颗粒物浓度季节性变化和林区道路汽车运行量影响。

长时间尺度下计及光伏不确定性的配电网无功优化调度//黄伟,刘斯亮,王武,羿应棋,张勇军//(5):154

本研究发现琴丝竹叶片滞留不同粒径空气颗粒物的季节变化在不同地点呈现不同的变化趋势。林科院试验林场林外粗颗粒物和细颗粒物呈起伏相反的波动变化，TSP、PM10夏季高秋季低，PM2.5、PM1在秋季最高，夏季(PM2.5)或冬季(PM1)最低；林内则表现为春季高，秋季(TSP、PM10)或冬季(PM2.5、PM1)低。主城区两个地点的季节变化趋势相同，总体呈上升趋势，河滨公园总体表现为冬高夏低，筑城广场则表现为冬高春低。已有的研究表明，贵阳市空气颗粒物浓度季节变化表现为冬高夏低[15～18]，与本文研究结果大方向基本相符。4个地点的季节变化不完全相同的原因可能在于植物叶片滞尘过程中受到多种因素的影响，比如风力、风速、湿度等，由此也反映出以单位面积叶片滞尘量来反映植物滞尘能力具有一定的片面性，要完整准确地得出树种滞尘能力需要更为系统、全面地深入开展研究。

琴丝竹叶表面粗糙且多皱褶，符合高吸滞颗粒物植被的特征。与昆明市主城区的法国梧桐(3.632g/m2)、滇朴(1.918g/m2)、广玉兰(0.584 g/m2)等阔叶树种相比，琴丝竹(4.430 g/m2)的单位叶面积滞尘能力较强，与针叶树种龙柏(26.170 g/m2)、塔柏(21.288 g/m2)、柳杉(21.021 g/m2)、雪松(10.663 g/m2)等相比，琴丝竹的滞尘能力较弱[18]。总体而言，与其他针、阔叶树种相比，琴丝竹具有较强滞尘能力，可广泛用于园林绿化以净化空气。

图9给出了各状态下尾涡诱导速度分布, 40δ, 50δ状态模型区尾涡强度过小; 10δ状态模型区尾涡强度最大, 但其减小附面层厚度效果却较差. 主要原因是叶片前部气流存在分离, 虽然该状态下模型区尾涡强度最大, 但其距模型区过近, 反而影响其使用效果.

参考文献

[1]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．

[2]王赞红，李纪标．城市街道常绿灌木植物叶片滞尘能力及滞尘颗粒物形态[J]．生态环境，2006，15(2)：327～330．

[3]MCPHERSON G，SIMPSON J R，et al.Municipal forest benefits and costs in five US cities[J]．Journal of Forestry ，2005，103(8)：411～416．

[4]NOWAK D J，CRANE D E，STEVENS J C．Air pollution removal by urban trees and shrubs in the United States[J]．Urban Forestry and Urban Grenning，2006，4(3/4)：115～123．

[5]PAL A，KULSHRESHTHA K，AHMAD K J，et al． Do leaf surface characters play a role in plant resistance to auto-exhaust pollution?[J]．Flora，2002，197：47～55．

[6]洪茜，倪乐，吴佳木，等．紫竹等12种观赏竹春季滞尘效应研究[J]．中国农学通报，2014，30(13)：34～39．

[7]洪茜，倪乐，张迎辉，等．凤尾竹等18种观赏竹滞尘能力的研究[J]．福建林业，2013，25～29．

[8]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，2015，36(2)：408～414．

[9]张玉霞，张习敏，黄武．桂花属植物花粉粒及叶片气孔器形态的扫描电镜观察比较研究[J]．贵州师范大学学报(自然科学版)，2006,24(4)：11～15．

[10]李玉琛．济青高速公路淄博段生态防护带的环境功能与效应[D]．江苏：南京林业大学，2005．

[11]郭伟，申屠雅瑾，郑述强，等．城市绿地滞尘作用机理和规律的研究进展[J]．生态环境学报 ，2010，19(6)：1465～1470．

[12]郭二果，蔡煜，赛音．绿化植物对城市空气悬浮颗粒物消减效应的研究进展[J]．北方环境，2013，29(3)：78～81．

[13]于志会，赵红艳，杨波.吉林市常见园林植物滞尘能力研究[J].江苏农业科学，2012，06：173～175.

[14]王建辉，刘奕清，邹敏.永川城区主要绿化植物的职称效应[J].环境工程学报，2013，7(3)：1079～1084.

[15]梁隆超，仇广乐，陈卓．贵阳市城区大气颗粒物PM2.5的污染特征与季节变化规律[J]．地球与环境.2015，43(3)：290～296．

[16]杜德艳，李金娟，陶芸．贵阳市PM2.5微观特征的季节变化分析[J]．环境科学学报，2015，35(6)：1645～1650．

[17]黄世芹，彭科曼，陈海凤．贵阳市近4a空气质量特征分析[J]．贵州气象，2017，41(4)：52～56．

[18]李艳梅，陈奇伯，李艳芹，等．昆明10个绿化树种对不同污染区的滞尘及吸净效应[J]．西南林业大学学报，2016，36(3)：105～110．