长三角地区典型常绿阔叶树种对细颗粒物滞留能力及机理

Fine paticulate matter(PM2.5) is an air contaminant in urban and industrial areas that often exceeds limit value,creating serious problems due to its harmful effects on health. Planting trees and shrubs as sir filters is a way to improve air quality in these areas. However, further knoledge on species effectiveness in air purification is essential. Although relatively much is known about the mechanisms of praticulate deposition on vegetation, less is known about the differences between species in PM accumulation, especially for the smallest PM fractions (<2.5 um). Such information is important, especially in view of the large number of tree and shrub species and cultivars being used in urban areas. Choice of species and planting design could have a major influence on the PM filtering performance of urban vegtation. The aim of this study will examine PM accumulation by 4 commonly cultivated in urban areas in Yangtze Delta Region. The starting hypotheses of the research are that: 1)trees and shrub species differ in their capture of PM on their foliage; and that accumulation of PM on leaves increass with 2) wax layer quantity, 3) leaf hair density and 4) leaf micro topography.

利用植物对污染的大气环境进行修复具有很大的潜力，而林木则因为其较大的叶面积指数，被认为是吸附颗粒物最有效的一种植被类型。选择合适的树种作为大气过滤器，进而对城市环境进行净化就显得尤为重要。目前植物叶片对颗粒物的滞留机理进行了部分研究，但仍显薄弱，且关于不同树种滞留能力比较的研究很少，尤其是对细颗粒物PM2.5的滞留比较研究鲜有报道。本研究拟以长三角地区5种典型的城市绿化常绿阔叶树种为研究对象，基于受控实验，通过对不同污染水平下树种叶片PM2.5滞留量的观测，结合叶片表面形态特征、叶片生理生化参数、PM2.5的浓度及成分监测，以及常规气象因子的观测，对比分析不同树种对PM2.5的滞留能力和影响因素，以及滞留颗粒物后对自身的影响，并进一步探寻树种叶片滞留机理和树种对污染颗粒物的适应机制，为城市绿化树种选择提供指导，也为最大程度发挥城市绿地生态效益提供参考。

利用植物对污染的大气环境进行修复具有很大的潜力，选择合适的树种作为大气过滤器，进而对城市环境进行净化就显得尤为重要。本研究以长三角地区典型的城市绿化常绿阔叶树种为研究对象，对比分析不同树种对PM2.5的滞留能力和影响因素，以及滞留颗粒物后对自身的影响，结果表明：.（1）春季，金边黄杨和海桐对总颗粒物的滞留量最大值分别为188.47±3.72μg·cm-2和80.70±1.38μg·cm-2，夏季，金边黄杨的滞尘能力最高，海桐最弱，其总滞尘量分别为152.45±11.47μg·cm-2、66.70±4.31μg·cm-2。金边黄杨和海桐在春季的滞尘能力均显著高于夏季，且金边黄杨滞尘能力的季节性差异更加明显。. 高速杜鹃滞留总颗粒物（TSP）最高，校园红叶石楠最低。植物表面滞留量（sPM）最高的是高速杜鹃，最低的是校园红叶石楠。大颗粒物（10~100μm）占sPM、蜡质层滞尘量(wPM)的比例最高，sPM为52.17%~90.60%、wPM为45.36%~72.20%。冬季细颗粒物（0.22~2.5μm）占sPM的比例明显高于秋季。.（2）当植物受到颗粒物胁迫，三种植物的净光合速率均出现显著下降，可溶性糖含量下降幅度最大的是海桐，金边黄杨、红叶石楠、海桐的超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性均呈现出先上升后下降的趋势。随着滞尘时间的延长，植物的丙二醛含量出现明显上升。三种植物的MDA含量以及SOD、POD活性均在滞尘的第12天达到峰值。. 植物光合气体交换参数受颗粒物污染影响显著降低，其中植物气孔导度(Gs)下降最明显。植物滞留PM2.5的量与净光合速率(Pn)呈显著负相关。植物在重度颗粒物污染条件下滞尘能力高于轻度污染时的能力。在不同的颗粒物污染程度下红叶石楠的光合气体交换参数受到的影响最小。.（3）干旱胁迫下金边黄杨吸附颗粒物能力较强，最高滞尘量达130.40µg∙cm-2。随着胁迫时间的增加，处理组的金边黄杨的可溶性糖含量和SOD酶活性整体都是先上升再下降，叶绿素含量成下降趋势。4种处理对金边黄杨影响依次为尾气污染组＞交互胁迫组＞干旱组＞对照组。