景觀生態(tài)課程論文

城市化在我國的迅速發(fā)展給我們的生活環(huán)境帶來了巨大的壓力，霧霾天氣現(xiàn)在已經(jīng)成為我國首要的環(huán)境問題。隨著生活環(huán)境的惡化，園林植物的生態(tài)效益越來越受到人們的關(guān)注，園林植物可以有效地阻滯灰塵，提高空氣質(zhì)量。本文主要對城市中常見園林植物滯塵能力的情況進(jìn)行綜述，多角度分析了不同植物及群落的滯塵能力及影響植物滯塵能力的因素，以便以后在城市綠地規(guī)劃時(shí)選擇出滯塵效果較好的園林植物，并作出最佳的植物配置，更好地發(fā)揮園林植物的美學(xué)和生態(tài)功能。關(guān)鍵詞：園林植物 霧霾PM2.5生態(tài)功能隨著城市的大規(guī)模開發(fā)和建設(shè)，城市生態(tài)建設(shè)日益受到重視。城市化改變了自然的空氣環(huán)境，粉塵、煙霧、有害氣體增多，大氣顆粒物污染已經(jīng)成為城市的主要環(huán)境問題，對這些生態(tài)問題的治理，城市綠地規(guī)劃及設(shè)計(jì)極其重要。選擇適合一定地區(qū)發(fā)展的、滯塵能力強(qiáng)的樹種，無疑是城市綠地設(shè)計(jì)中的重要組成部分。城市綠地規(guī)劃、園林設(shè)計(jì)不僅要考慮美觀，還須兼顧生態(tài)效應(yīng)。迄今為止，許多學(xué)者就不同植物種類之間滯塵能力和不結(jié)構(gòu)綠地系統(tǒng)滯塵效果2個(gè)水平上進(jìn)行了對比研究。對于單株植物滯塵能力研究包括喬木、灌木和攀藤植物，綠地系統(tǒng)滯塵能力研究包括防護(hù)林、專類園和觀賞性草坪、多行復(fù)層履帶和單行喬木綠帶。然而，不同的植物對滯塵的能力和滯塵的積累量有較大差異，不同的植物葉片結(jié)構(gòu)、生長階段、樹冠結(jié)構(gòu)、外界環(huán)境因素等都對降塵有著不同作用。1園林植物防止霧霾的機(jī)理1園林植物的滯塵效應(yīng)園林植物覆蓋地表，可減少空氣中粉塵的出現(xiàn)和移動，特別是一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的植物群體對空氣污染物的阻擋，使污染物不能大面積傳播，有效地杜絕了二次揚(yáng)塵。園林植物特別是木本植物繁茂的樹冠，有降低風(fēng)速作用，空氣中攜帶的大顆?；覊m隨風(fēng)速降低下沉到樹木的葉片或地面，而產(chǎn)生滯塵效應(yīng)。園林植物葉片表面有的多絨毛，有的葉分泌黏性的油脂和汁液等，能吸附大量的降塵和飄塵。沾滿灰塵的葉片經(jīng)雨水沖刷，又可恢復(fù)吸滯灰塵的能力。園林植物葉片在光合作用和呼吸作用過程中，通過氣孔、皮孔等吸收一部分包含重金屬的粉塵。1.2園林植物能吸收和轉(zhuǎn)化有毒物質(zhì)園林植物能吸收和轉(zhuǎn)化有毒物質(zhì)，如大氣中的硫等有害氣體和鉛等重金屬。例如，在低濃度二氧化硫污染時(shí)，園林植物可吸收空氣中的二氧化硫成為植物生長的養(yǎng)料亞硫酸和亞硫酸根離子。研究表明，華山松每月可吸收二氧化硫70kg/hm2，垂柳50kg/hm2，銀杏16kg/hm2，刺槐15kg/hm2，臭椿155kg/hm2，核桃10kg/hm2。研究鉛和鋅等城市大氣顆粒物含量較高的元素發(fā)現(xiàn)，圓柏對鉛的吸收量為4.85mg/kg，雪松4.57mg/kg。日本女貞和海桐等灌木吸收鋅的量分別為26.53mg/kg、37.58mg/kg.3園林植物的光合作用能保持空氣清新園林植物的光合作用能增加空氣中的氧，對保持空氣清新有十分重要的作用。城市中人口和工業(yè)密集，導(dǎo)致二氧化碳濃度偏高。園林植物可吸收二氧化碳并釋放出氧氣，平衡二氧化碳和氧氣在空氣中的濃度。在二氧化碳的濃度達(dá)到0.05%時(shí)人會略感不適，當(dāng)濃度達(dá)到0.2%~0.6%時(shí)就會對人體造成危害。據(jù)研究，在晴天適宜的條件下，25m2的樹林就可吸收一個(gè)人釋放的二氧化碳和提供所需的氧氣。2園林植物的防治能力差異1園林植物種類對防治霧霾能力差異的影響城市的建筑、公路的表面粗糙程度低，降塵顆粒在其表面上很容易被風(fēng)刮起，而植物在單位土地面積上巨大的葉面積、葉表面的細(xì)微結(jié)構(gòu)和葉的分泌組織，通過附著、吸附與直接攔截等方式進(jìn)行滯塵。此外，植物還能隨著生長不斷擴(kuò)大葉面積，年年更新新葉，這是其他界面所不能比的。因此從滯塵方面對樹種進(jìn)行選擇有很大的意義。經(jīng)測定，不同的植物由于受到葉片結(jié)構(gòu)、生長階段、樹冠結(jié)構(gòu)、外界因子等多因素的影響，植物個(gè)體之間滯塵能力有很大的差異。高大的喬木能起到滯阻、吸附外界降塵的作用，較密的灌草則能有效減少地面揚(yáng)塵。攀緣植物是最佳的垂直綠化植物材料。葉片光滑的植物如月季等其吸塵方式多為停留葉面粗糙、有絨毛的樹木如刺槐其吸塵方式多為附著葉或枝十分泌樹脂、粘液等如側(cè)柏、核桃其吸塵方式則為粘著，待到下雨時(shí)，葉、莖、干等表面吸附的灰塵再被雨水沖刷下來隨水流走。大量研究資料表明，無論是灌木還是喬木，個(gè)體之間滯塵能力存在較大的差異。園林植物的滯塵效益研究表明：丁香的滯塵能力是紫葉李的6倍多；落葉喬木中毛白楊為垂柳的3倍多?；睒?、楊樹等闊葉樹的過濾效果大于松、杉等針葉樹。在灌木樹種中石楠、大葉黃楊和海桐滯塵能力強(qiáng)，連翹和貼梗海棠滯塵能力較弱。各樹種滯塵能力大小與樹冠總?cè)~面積有密切關(guān)系，因此，一般情況下闊葉喬木大于針葉樹喬木大于灌木。在城市綠地系統(tǒng)中喬木樹種構(gòu)成的綠地其滯塵量要高于草本植物十倍至幾十倍，喬木樹種是滯塵的主體，約占總滯塵量的87%，灌木為11%，草坪植被滯塵量最小僅占總滯塵量的2%。2.2不同結(jié)構(gòu)和配置的園林植物對防治霧霾能力的影響根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，不同結(jié)構(gòu)植物群落對pm2.5的減塵率大小順序?yàn)椋簡棠炯硬荼拘汀祮棠拘汀挡萜盒停締棠炯庸嗄拘汀祮棠炯庸嗄炯硬荼拘停竟嗄炯硬荼拘?。不同的綠地類型之間大氣污染程度不同大氣污染物含量具有明顯的差異性，這與不同綠地類型的植物組成、立體結(jié)構(gòu)及其綠量有密切關(guān)系，具有喬、灌、草垂直結(jié)構(gòu)、綠體含量高的綠地類型表現(xiàn)出較好的滯塵效應(yīng)和吸收大氣有害氣體的效應(yīng)，如喬灌草林、喬木混交林、灌木林等。而結(jié)構(gòu)單一或綠量低的綠地類型凈化大氣的功能則明顯下降。在城市空間環(huán)境里，大部分的pm2.5的污染源來自于汽車尾氣，且在道路綠地系統(tǒng)中滯留的一部分粉塵顆粒物容易在道路人流、車流的影響下對其形成二次揚(yáng)塵。由于人和汽車形成的低空污染氣流對群落中下部影響較大，上層的高大喬木不易受低空氣流影響，能夠有效滯塵，而下層草本覆蓋地面土壤阻滯路面揚(yáng)塵。所以，沒有灌木層的喬木加草本型的復(fù)層結(jié)構(gòu)減塵率最高，單一結(jié)構(gòu)的喬木型和草坪型其次，而灌木型植物群落既沒有喬木層的滯塵作用，反而受低空污染氣流影響較大，所以減塵率最低。植物群落通過阻截空氣中粉塵顆粒物使其滯留于枝葉表面，達(dá)到滯塵的效果，但植物葉面的滯塵于粉塵脫落同時(shí)存在。喬木灌木草本型植物群落結(jié)構(gòu)層次較喬木灌木型更豐富，能夠更有效地降低環(huán)境風(fēng)速，截留空氣中更多的顆粒物于群落中，而草本和灌木阻截的粉塵越多，當(dāng)其隨低空氣流再次揚(yáng)起時(shí)，也會使其減塵率降低。3.影響植物滯塵能力的因素3.1植株高度、距塵源距離、葉片傾斜角度對滯塵的影響通過一些學(xué)者對同株植物葉片不同高度滯塵量的比較發(fā)現(xiàn)，低位的滯塵量明顯高于高、中位，這是由于車輛行人繁多，造成路面較大程度的二次揚(yáng)塵。通過對道路常用綠化樹種葉片的滯塵能力的研究，表明了植物的葉片的傾斜角度和距離塵源的遠(yuǎn)近對葉片的滯塵能力產(chǎn)生較大的影響。3.2葉綠素含量對滯塵能力的影響葉綠素是光合作用中重要的光能吸收色素，其含量直接影響著植物的生長發(fā)育。植物葉片受到粉塵及大氣污染的影響后，葉片葉綠素Ca/Cb值呈上升趨勢，葉片葉綠素總含量（C）呈下降趨勢。有學(xué)者對青島市城陽區(qū)5種常用綠化植物的滯塵及抗塵能力作了研究，結(jié)果表明5種植物中葉綠素Ca/Cb值變化較大的為金葉女貞，抗污染能力較弱；Ca/Cb值升高較小的為火棘，抗染能力較強(qiáng)。3季節(jié)對滯塵量的影響在不同的季節(jié)，植物單株的生長勢有所不同，其葉片的密集程度也不同，對空氣中粉塵的阻滯作用存在顯著差異。有學(xué)者分析了季節(jié)因素對南京市常見綠化樹種滯塵能力的影響，指出同一地點(diǎn)大部分綠化樹種滯塵能力的季節(jié)動態(tài)規(guī)律為春季高，夏季降低。秋季增高，冬季達(dá)一年的最大值，這與大氣污染的季節(jié)動態(tài)相關(guān)，而同一季節(jié)不同樣點(diǎn)的滯塵能力還沒有顯著規(guī)律。許多研究也表明，在城市綠地中植物枝葉對空氣中粉塵的截留和吸附受到時(shí)間的影響，但具體的變化規(guī)律則依樹種、周圍環(huán)境等條件的不同而有所差異。有學(xué)者就提出，城市綠地滯塵作用與葉片生長季節(jié)的長短等因素有密切關(guān)系，在不同季節(jié)城市綠地植物的滯塵作用會有很大區(qū)別。3.4外界環(huán)境條件對滯塵的影響一些學(xué)者對北京市具有代表性的綠化植物在封閉式和開敞式兩種環(huán)境條件下滯塵量進(jìn)行分析，結(jié)果表明同種類植物在封閉式環(huán)境條件下葉片滯塵量明顯低于開敞式環(huán)境條件，說明同種類植物葉片滯塵量隨環(huán)境中粉塵顆粒物含量的增多而增大。更有國外的學(xué)者在研究開放環(huán)境中城市道路灌木葉片滯塵能力時(shí)發(fā)現(xiàn)，葉片阻滯的空氣中的顆粒物量易受機(jī)動車尾氣排放的影響，樹種冠幅越大、枝條密集度越大，則樹冠內(nèi)風(fēng)速低，葉片阻滯的顆粒物在葉面的滯留越穩(wěn)定，空氣中攜帶的大顆粒降塵含量將會下降。在當(dāng)前低碳城市、生態(tài)園林城市建設(shè)的過程中，園林植物發(fā)揮著不可替代作用，而植物滯塵效益也是其中一個(gè)重要方面。植物阻滯灰塵，可以減少城市除塵過程中對機(jī)器的使用，減少機(jī)器工作中碳的排放;而在城市康復(fù)花園建設(shè)中，通過植物的合理配置，更可以減少大氣中粉塵等可吸入顆粒物對人體的傷害。然而，當(dāng)前缺乏一種有效的評價(jià)植物滯塵效益的機(jī)制，通過研究植物滯塵的經(jīng)濟(jì)效益，估算出常用園林植物滯塵的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，對城市生態(tài)環(huán)境的建設(shè)提供價(jià)值上的參考，在生態(tài)、低碳城市建設(shè)中具有重要的意義，這些需要今后園林科研工作者的進(jìn)一步研究。同時(shí)，目前只是對園林植物生態(tài)效益的少數(shù)幾方面進(jìn)行了研究，而對其多方面的生態(tài)效益及相互影響的研究不多;外界因素對植物滯塵作用的影響，當(dāng)前的研究也不是很充分，今后需要做進(jìn)一步的研究。同時(shí)，在植物滯塵的研究中，國內(nèi)只是對其各個(gè)城市內(nèi)植物進(jìn)行了研究，每個(gè)城市的研究結(jié)果不盡相同，怎么在全國形成一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)還需要各地學(xué)者進(jìn)一步地探討。參考文獻(xiàn)吳中能合肥主要綠化樹種滯塵能力的研究.1999江勝利，金荷仙《園林植物滯塵能力研究概述》.2011[2]黃樞.2002.城市綠化建設(shè)的目標(biāo)應(yīng)是改善生態(tài)環(huán)境[J].環(huán)境保護(hù)，(7):22-24.林秀芝，韓秀英，田潤吉.1998.淺談城市綠化與生態(tài)環(huán)境建設(shè)[J]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