高效吸滞PM2.5的园林树种筛选及滞尘机理研究

PM2.5 is one of the major pollutants in the air, it not only has great harm to human health, but also seriously affect production and people life. Landscape plants have a significant role in adsorbing and arresting PM2.5, and effectively improving urban air quality. However, the research on selection of garden plants with a high ability of adsorption to PM2.5 and mechanism of plant adsorbing PM2.5 are currently still at the stage of exploration. With the aim of improving urban air quality, total mass of PM2.5 adhered to the leaf surface of 20 kinds of typical garden trees in central China will be measured in different seasons, and the efficiency of different species adsorb PM2.5 will be compared in this project. To study the ability of anti-pollution among different species, physiological and biochemical responses will be measured when the 20 kinds of garden trees explored to different levels of pollution. Scientific evaluation system will be established based on the abilities of dust-retention and anti-pollution, and the trees with the highest ability of adsorption to PM2.5 will be selected. Moreover, to reveal the internal mechanism of landscape plant adsorbing and arresting PM2.5, the appearance of selected trees and micro morphology of leaf will be observed. This project will provide an effective strategy for governing air pollution in central China on the perspective of landscaping, which is of great practical significance.

PM2.5是大气的重要污染物之一，它不仅对人体健康具有很大的危害性，而且严重影响人们的生产和生活。园林植物具有显著阻滞、吸附空气PM2.5的作用，能有效改善城市空气质量。但是，目前关于高吸附PM2.5园林植物的筛选，以及植物吸滞PM2.5的形态机制的研究尚处于探索阶段。本项目以改善城市空气污染为目标，通过测定华中地区20种主要园林树种在不同季节吸滞PM2.5，以及累积吸滞PM2.5的能力，比较和分析各树种吸滞PM2.5的效率；通过测定20种园林树木在不同程度污染区下的生理生化响应特征，探讨不同树种的抗污染能力；结合园林树木的滞尘效率和抗污能力筛选出适宜华中地区的高吸附PM2.5的园林树木；最后，通过对筛选出的园林树木进行叶表面微形态结构、显微解剖结构观察，揭示园林植物阻滞、吸附PM2.5的形态学机制。本项目以期从园林绿化的角度为华中地区城市空气污染提供有效的策略，具有重要的现实意义。

高速的城市化进程已经导致严重的空气污染问题，影响人类的健康和生活。园林植物可以阻挡、过滤及滞留大气中的粉尘颗粒物，改善城市大气污染状况。针对地域植物分布特点，筛选具有较强滞尘能力的绿化树种对建设城市宜居环境具有重要意义。本研究以华中地区园林植物为研究对象，通过野外观测与室内测试，测定了15种乔木不同季节滞留各粒径颗粒物的能力，以及20天时间内的累积滞尘量；通过测定各乔木在不同滞尘时间段的光合特性的变化，分析了各树种对粉尘污染的生理响应特征；通过扫描电镜观察比较了各乔木的叶表面微形态结构，分析了其对植物滞尘能力的影响。结果表明：（1）15种乔木单位叶面积滞尘量存在显著差异（P<0.05），滞留不同粒径颗粒物能力最强的植物为二球悬铃木、桂花和石楠，除以上3者外，女贞滞留PM10的能力较强，广玉兰滞留PM2.5的能力较强。（2）各树种在不同季节的滞尘能力存在显著差异（P<0.05），常绿乔木的单位叶面积滞尘量表现为秋季＞冬季＞春季＞夏季，落叶乔木的单位叶面积滞尘量表现为秋季＞夏季＞春季＞冬季，年平均单位叶面积滞尘量和PM2.5滞留量最大的乔木为石楠、桂花和二球悬铃木。（3）各树种在20天时间内的滞尘量随采样时间而增加，达到饱和滞尘量的天数不同，最大滞尘量也存在显著差异。（4）植物叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度与叶表面滞尘量呈显著负相关，香樟、构树和银杏的光合所用受粉尘污染影响小，二球悬铃木、日本晚樱和乌桕受粉尘污染影响大。（5）叶表面粗糙、褶皱较多，或被有蜡质层的植物有利于粉尘颗粒物的附着，上下表皮的沟槽宽度越小，越有利于细微颗粒物的滞留，下表皮的沟槽宽度增加，有利于粉尘总颗粒的滞留。本项目初步阐明了华中地区主要园林绿化树种的滞尘能力与耐尘机制，项目的研究结果可以为城市大气污染治理过程中合理选择绿化树种提供理论依据。