园林植物配置对雾霾的影响.docx

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园林植物配置对雾霾的影响

园林植物配置对雾霾的影响

摘要：

近年来，我国经济迅猛发展，重工业生产导致空气中大气颗粒物含量剧增，大气染严重，全国各大城市雾霾天气频发，严重影响居民的生活，对居民身体健康产生极大的危害。

该研究阐述了雾霾的概念、产生的条件和原因、对人体的危害，从而总结出园林植物的滞尘效应，吸收和转化有毒物质，光合作用保持空气清新，蒸腾作用降低大气颗粒物浓度。

提出了扩大城市的绿化率，发挥城市道路绿地的生态廊道作用，形成乔灌草多种层次的植物配置结构，植物种类配置要有针对性等利用园林植物防治雾霾的途径，并列举出减轻PM2.5污染的相关园林植物，以期为现阶段雾霾治理开辟新途径提供新的参考理论据。

关键词：

园林植物；雾霾；PM2.5；防治

近年来，随着我国经济的迅猛发展，经济结构的不合理导致大气严重污染，全国各大城市雾霾天气频发。

报告显示，中国500个大中城市仅有不到1%符合世卫组织制定的空气质量标准，治霾刻不容缓。

现阶段雾霾治理研究主要集中在改变产业结构、降低污染源排放等方面，但是雾霾治理周期长、难度大、复杂性高，需权衡各方面因素。

园林植物可以有效地改善环境质量，降低灰霾天气的发生。

该文主要研究了园林植物防治雾霾的机理，提出了利用园林植物改善雾霾天气的有效对策，以期为现阶段雾霾治理提供参考依据。

1.雾霾及其危害

1.1雾霾的定义

雾霾由雾和霾两种天象混合形成。

雾是大量水蒸气散布在空气中导致视程在1km之内的大气浑浊现象。

霾是大量大气颗粒物散布在空气中造成视程在10km之内的大气混浊现象。

其中，雾霾形成的主要原因是大气颗粒物PM2.5含量过多。

一般情况下，城市中视程在10km之内、大气混浊的天气状况称为雾霾天气。

1.2雾霾的有害物质

当空气中含有大量水蒸气，空气稳定且不发生对流，低温的条件下会形成雾。

在低空气压稳定，大气中因细小颗粒物（灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等）含量过多造成视程低于10km的天气称为霾。

雾霾形成的因素中，可人工调控的是大气中细小颗粒物如粉尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等，其主要来自于人类生产活动中的大气污染物如车辆尾气、燃煤烟气、扬尘等。

1.3雾霾的危害

大气颗粒物与人类呼吸道、心血管、支气管、哮喘、肺癌等疾病密切相关。

近年来，国内外学者在流行病学和毒理学的指导方法下研究显示，大气中PM10和PM2.5的浓度变化对呼吸系统疾病和心血管系统疾病、住院人数以及人群死亡率等有极大影响。

其次，雾霾还会使近地层紫外线辐射衰减，空气中病菌传染性增强，传染病增多。

除此之外，雾霾天气导致能见度降低，严重影响交通安全，增加交通事故，同时还会影响海上和空中交通，给区域经济发展带来障碍。

2.园林植物防治雾霾的机理

园林植物作为改善环境的主体，能有效的阻滞粉尘，改善大气质量与生态环境，在现代城市中凸显出越来越重要地位。

园林植物能够有效减轻雾霾天气，主要通过以下四个方面。

2.1园林植物的滞尘效应

园林植物能有效滞尘，首先与叶表结构有关：

叶表因具有各种沟状组织、突起、气孔等结构，粗糙度增加，叶片表面积增加，因此叶片滞尘量增加；其次，高大的园林植物能显著的降低风速，逼制空气中粉尘出现和二次扬尘。

据测定，某工矿区PM10以上的粉尘是公园绿地的6倍。

工业区空气中直径小于10的大气颗粒物比绿化区多10％-50％。

另外有研究证明，1hm2松树林1年能滞尘34.45吨，云杉林32吨，水青冈林68吨。

叶片沾满灰尘后被雨水冲刷，又可重新恢复滞尘。

2.2园林植物能吸收和转化有毒物质

园林植物能吸收和转化有毒物质，如大气中的硫等有害气体和铅等重金属。

例如，在低浓度二氧化硫污染时，园林植物可吸收空气中的二氧化硫成为植物生长的养料亚硫酸和亚硫酸根离子。

研究表明，华山松每月可吸收二氧化硫70kg/hm2，垂柳50kg/hm2，银杏16kg/hm2,刺槐15kg/hm2，臭椿15kg/hm2，核桃10kg/hm2。

研究铅和锌等城市大气颗粒物含量较高的元素发现，圆柏对铅的吸收量为4.84mg/kg，雪松4.57mg/kg。

日本女贞和海桐等灌木吸收锌的量分别为26.53mg/kg和37.58mg/kg。

2.3园林植物的光合作用能保持空气清新

园林植物的光合作用能增加空气中的氧，对保持空气清新有十分重要的作用。

城市中人口和工业密集，导致二氧化碳浓度偏高。

园林植物可吸收二氧化碳并释放出氧气，平衡二氧化碳和氧气在空气中的浓度。

在二氧化碳的浓度达到0.05％时人会略感不适，当浓度达到0.20％-0.60％时就会对人体造成危害。

据研究，落叶阔叶林每年吸收二氧化碳和释放氧气的量分别为14、10t/hm2；常绿阔叶林分别为29、22t/hm2，针叶林分别为22、6t/hm2。

在晴天适宜的条件下，25m2的树林就可吸收一个人释放的二氧化碳和提供所需的氧气。

2.4园林植物的蒸腾作用能降低大气颗粒物浓度

园林植物的蒸腾作用可调节周边环境湿度。

通常树林内空气湿度比裸露土地高7％-14％；规模较大的绿地可以调节10-20倍树木高度范围的空气湿度，甚至达到半径500m的距离内。

据北京园林局测定，阔叶林夏季蒸腾水量为2500t/hm2，是同面积空旷土地蒸发量的20倍。

即使在冬季，绿地中的相对湿度也高10％-20％。

较高的空气湿度有利于大气颗粒物凝结，减少大气颗粒物的含量。

如果城市中树林茂密，植物的蒸腾作用产生的大量的水蒸气更可促进水汽循环，形成充沛的降雨，将大气中的颗粒物洗刷干净。

据测定，有林区比无林区降雨量高17.4％-27.6％。

3.利用园林植物防治雾霾的途径

3.1扩大城市的绿化面积

一直以来，作为城市绿色基础设施的园林绿地无论在用地保障、空间布局以及建设管控方面都未受到足够的重视。

近年来“规划建绿”虽日益提上日程，但在城市中心区一方面“见缝插绿”，“立体绿化”的零散增绿方式的依然普遍，另一方面绿地被蚕食的现象仍时有发生。

植物配置多数还停留在美观游憩功能需求层面，“三季有花、四季常绿”"步移景异”是传统园林植物配置的重心。

道路绿地的植物配置存在过于讲求秩序与节奏，重视车行人行速度下植物景观单元和视线层次，在美观的前提下，再考虑滞尘降噪、保健等生态功能。

公园绿地的植物配置大多侧重游憩功能、文化传承和景观艺术美的表达，即所谓“意境、画境”的营造，而在用量化的生态技术指标去营造“生境”方面还有待进一步提高。

在施工设计、实施阶段植物种植更是最易受到调整的项目，往往成为领导喜好的表达或投资成本控制的“牺牲品”。

城市绿地只有形成一定的规模，才能保障对治理PM2.5污染的规模效应。

反映在雾霾治理中，城市绿地可促进雨水循坏，吸收有毒物质，降低大气颗粒物浓度。

所以政府应加大对城市绿化的投资，扩大城市的绿地规模，为建设园林城市起到带头模范作用。

此外，政府也应加强对现代城市建设绿化率的监管，严格执行审批程序，特别是对某些房地产商为追求经济效益而压缩小区绿化率的行为，坚决不予审批，把城市绿地建设当成工作的重中之重来抓。

3.2发挥城市道路绿地的生态廊道作用

城市道路绿化作为城市绿化的主要形式，在改造城市环境中有着巨大的作用。

在防治雾霾中，道路绿地除了发挥一般绿地的功能外，还起着生态廊道的作用。

道路及其绿地呈带状分布于城市中，可以将城外的新鲜空气导入城中，加速空气流通，减少雾霾沉积。

因此在城市规划时，道路方向应与城市的主导风向大体一致；对城市外围的防护林，在与道路一致的方向上，应种植高度较矮的灌木，保证空气的流通将城中的污染大气导出城外。

对于道路绿带的宽度，研究发现，道路绿带对各种大气颗粒物和气体污染物削减效率最佳的宽度为10m。

因此，为了能明显净化大气颗粒物，城市中道路绿化带需大于10m的宽度。

3.3依靠园林植物配置结构改善环境

在城市绿化中，要合理搭配乔木、灌木、草本植物，形成参差错落的植物层次，最大效率的滞尘。

避免植物配置结构以草坪和乔木为主，忽视了灌木显著的滞尘效果和吸收重金属的能力。

4.植物配置对霾的影响

4.1植物配置形式

据研究，植物群落内PM2.5浓度吸附大小排序为乔灌草型>乔草型>灌草型>草坪型>纯针叶林。

乔木树体高大，能降低风速，阻滞高空飘尘；灌木因树体高度比乔木低，可吸附地面扬尘；藤本植物可阻滞不同高度的灰尘。

另外，迎风面植物配置需有一定疏透度，以利于增加空气紊流，促进PM2.5沉降。

道路绿地还应该发挥其生态廊道作用，从靠近道路的一侧向外层次配置植物，形成利于风导向的开敞面。

因此，在选择适合当地生长的树种的同时，植物配置结构要形成乔灌草多种层次，最大效率减少大气颗粒物，降低雾霾天气的发生。

4.1.1道路绿地的配置形式

群落配置空间形式为垂直于道路中线，具有水平层次梯度的“草+灌+乔”搭配类型，地形随道路展开变化或具有一定的缓坡处理。

可设置一定的慢行（步行、自行车）道路，供游人使用。

绿地宽度应在30m以上，树种选择以乡土树种为主，种植规格胸径6-12cm，常绿落叶比宜1：

4-1：

6；由路缘向外，前层为乔灌草多层次配置，宽度6-8m，具有一定景观效果；后层为混父乔木林，宽30m左右，郁闭度70％左右，形成"乔+灌+草+乔”配置层次。

后层乔木林郁闭度0.7以上，疏透度0.5-0.7，地被层以3-5种乡土草本为主。

慢行道路两侧可配置少量花灌木。

根据前层乔灌草搭配形式又分为自然式和规则式两类，其配置平面示意图如图1、图2所示。

图1自然式道路绿地配置

图2规则式道路绿地配置

4.1.2公园绿地的配置形式

结合其景观游憩功能，公园绿地消减PM2.5典型配置模式又分为非进入型植物群落类型和可进入型植物群落空间两类，非进入型植物群落类型主要功能是防护兼观赏，可进入型植物群落类型主要功能是防护兼游憩。

前者主要包括针叶片林型、自然配置型，后者以疏林草地型为典型。

（1）叶片林型

群落配置空间形式为针叶纯林，有较好的林缘线，林冠线，地形一般缓坡处理，主导风向迎风面坡度6％-18％。

搭配形式为常绿针叶树种纯林或块状混交林，内部多规则式种植，间距4-6m，间或有林窗。

植物群落基本单元规模为40×30m，骨干树种1-3种，种植规格胸径6-8cm，均为乡土树种。

垂直层数2层，乔木层郁闭度85％，地被层盖度75％。

配置平面示意图如图3所示。

（2）自然配置型

群落配置空间为围合或半围合空间，乔灌草多种类型树种合理搭配，背景为乔木斑块，中景由小乔木与灌丛斑块和草本地被斑块混合构成，前景主要是草坪与宿根花卉；一般垂直于主风向具有缓坡地形处理，迎风面坡度>8％。

植物群落基本单元规模宽度20-30m宽，长度≥40m，骨干树种6-10种，种植规格胸径6-10cm，常绿落叶比为1：

4左右，乡土树种比例达85％。

垂直层数3层，乔木层郁闭度50%，灌木层盖度30％，地被层盖度100％。

配置平面示意图如图4所示。

（3）疏林草地型

群落配置空间形式为乔草林地，部分有少量灌木层搭配，有较好的林缘线，林冠线，地形多为缓坡或平地，坡度<8％；林下空间可供游人使用，可设游憩小径或小体量铺装空间。

植物群落基本单元规模为40×20m，骨干树种5-10种，种植规格胸径6-10cm，常绿落叶比为1：

5左右，乡土树种比例>90％。

骨干乔木随机散布，间距6-10m不等，间植少量花灌木或小乔。

垂直层数2-3层，乔木层郁闭度85％，灌木层盖度65％，地被层盖度95％。

配置平面示意图如图5所示。

图3针叶片林型绿地配置

图4自然配置型绿地配置

图6疏林草地型绿地配置

4.2配置植物种类

针对雾霾防治反映在城市绿化建设中，既要遵循普通绿地园林植物配置的原则，又要根据绿地所处的环境污染状况来针对性的搭配树种。

在道路扬尘多的地方可选择悬铃木-紫薇-桂花-丰花月季等植物配置结构。

在二氧化硫污染严重的地区，可选择银杏-花石榴-美人蕉-小龙柏等植物配置结构。

在锌污染严重的地区可选择雪松-紫叶李-黄杨球-杜鹃等植物配置结构。

另外，针对污染的地区吸收植物的配置应丰富一些，利用植物吸收的不同特性，以防患于未然。

例如在锌污染的地区，可选择紫叶矮樱、桂花、南天竹、黑松等吸收另几种重金属的植物来替换雪松-紫叶李-黄杨球-杜鹃植物配置结构中相对应的植物，与雪松-紫叶李-黄杨球-杜鹃植物配置结构交替配置。

表1列举出一些常用消减PM2.5污染的园林植物。

表1消减PM2.5污染的植物推荐表

PM2.5污染类型

室内植物

室外植物

甲醛

吊兰、芦荟、龙舌兰、虎尾兰、白掌、铁线蕨、鸭芷草、常春藤

苯

菊花、长青藤、铁树、白掌、常春藤

氯化物

万年青、雏菊、龙舌兰、白掌

刺槐、构树、合欢、紫荆

二氧化硫

月季、玫瑰

夹竹桃、石竹、腊梅、杜鹃、美人蕉、石榴、广玉兰、龙柏、罗汉松、银杏、臭椿、垂柳、悬铃木、构树、侧柏、圆柏

滞尘

桂花、滴水观音、芦荟、常春藤、橡皮树

刺楸、刺槐、沙枣、国槐、白榆、构树、梧桐、重阳木、臭椿、悬铃木、泡桐、朴树、女贞、广玉兰、夹竹桃、桑树、鸡蛋花、刺桐、羽叶垂花树、苦楝、黄葛榕、高山榕、桂花、月季、珊瑚兰、榆树、桧柏、鬼树、紫薇、丝棉木

尼古丁

鸭脚木、发财树、君子兰

氟化氢

橡皮树

铅

棕竹

七叶树、紫叶矮樱、红叶臭椿、扶芳藤、北海道黄杨、爬山虎、五叶地锦、爬行卫矛

锌

棕竹

雪松、水杉、南天竹、香樟、龙柏、悬铃木、女贞、夹竹桃、黄杨、紫叶李、侧柏、柳杉、马褂木、法国冬青、杜鹃、黑松、垂柳、国槐、加拿大杨、栾树、宽叶十大功劳

铜

棕竹

桂花、侧柏、梧桐、马褂木、法国冬青、杜鹃、黑松、宽叶十大功劳、国槐

镉

棕竹

雪松、南天竹、杜鹃、黑松、国槐、栾树、宽叶十大功劳、七叶树、紫叶矮樱、红叶臭椿、扶芳藤、北海道黄杨、爬山虎、五叶地锦、爬行卫矛

臭氧

樟树、悬铃木、刺槐、海桐

氟

女贞、泡桐、刺槐、大叶黄杨

5.总结

园林植物可以有效减轻雾霾危害，虽然不能从根本上解决雾霾问题，但不失为一种有效的途径。

根据园林植物配置等规划设计和生态学知识，利用园林植物的滞尘、吸收有毒物质等生理特性，充分发挥园林绿地的生态效应，有效的防治雾霾天气。

此外，园林科研工作者及从业者应进一步探索园林植物在防治雾霾中的应用，寻找利用园林植物防治雾霾更为有效的途径和方法。

治理雾霾是一个需要全社会共同努力的系统工程。

政府应制定严格的环境标准，加快经济结构的调整，减少大气颗粒物的排放，配合园林植物的防治作用，针对雾霾防治形成一个有机的循环系统，从根本上遏制雾霾的发生，重还家园一个蔚蓝的天空。

参考文献

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