李明 楊曉燕 劉芯妤 趙宏
摘要我國空氣污染日益惡化,越來越受到人們的廣泛關(guān)注。在眾多的空氣凈化的措施之中,植物空氣凈化是最為經(jīng)濟有效的措施,因此對植物多樣性豐富的山東省昆崳山進行了調(diào)查研究,篩選出具有較好空氣凈化效果植物23科、40屬、65種,將其用于改善城市空氣質(zhì)量和生活環(huán)境,同時為園林植物配置提供參考資料。
關(guān)鍵詞昆崳山;空氣凈化;植物資源
中圖分類號S181.3文獻標識碼A
文章編號0517-6611(2019)03-0061-03
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2019.03.020
近年來全國煙塵排放量逐年升高,大氣污染趨勢還在持續(xù)性惡化。目前我國大氣環(huán)境面臨的形勢非常嚴峻,空氣污染類型是以SO2和PM10為代表的煤煙型空氣污染[1]。國家在環(huán)保方面支出占國家財政支出比例由2003—2006年的不足1%提升至2016年的 2.7%左右,并且在全國600多個城市中,大氣環(huán)境質(zhì)量符合國家一級標準的城市不到1%[2],我國在空氣污染治理方面比較薄弱。
在眾多治理空氣污染的措施里面,植物防治措施是最經(jīng)濟實用的。研究表明,植物群落具有凈化空氣、提高空氣質(zhì)量、降噪、調(diào)節(jié)溫濕度、預(yù)防等作用。植物可以通過植物體表面的絨毛和黏液吸滯粉塵、凈化空氣以及吸收噪音;有些植物,例如樟[Cinnamomum camphora(L.)presl]和荷花木蘭(Magnolia grandiflora L.)利用葉片背面的氣孔進行呼吸的同時將大氣中的氣態(tài)污染物代謝成水和二氧化碳,還可以通過吸收環(huán)境中的熱量來調(diào)節(jié)溫濕度,緩解熱島效應(yīng)[3-6]。近幾年國內(nèi)外的研究熱點主要傾向于開發(fā)室內(nèi)凈化空氣植物,利用環(huán)保型植物吸收室內(nèi)裝修帶來的污染氣體,并且經(jīng)過進一步研究得出不同植物針對不同的污染物吸收能力存在區(qū)別,同一植株不同的部位吸收同一污染物的能力也存在區(qū)別[7-13]。室外空氣凈化植物的研究主要集中在城市園林建設(shè)方面,目前在城市園林植物配置時選擇的本地種比較單一,導(dǎo)致植物類型不夠豐富,并且引種植物對本地水土適應(yīng)性不強、抗病蟲害能力弱導(dǎo)致存活率低,養(yǎng)護成本高,且得不到很好的景觀綠化效果,綜合凈化空氣能力也較弱[14-16]。
針對這一現(xiàn)狀,筆者對植物多樣性豐富的山東省昆崳山進行了調(diào)查和研究,篩選出具有較好的空氣凈化效果植物,用于改善城市空氣質(zhì)量和生活環(huán)境,同時為園林植物配置提供參考資料。
1調(diào)查地點及方法
研究地點為山東省昆崳山,地理坐標為121°40′34″~121°48′04″E、37°11′50″~37°17′22″N。昆崳山是國家級自然保護區(qū),地處膠東半島東端,屬于暖溫帶季風(fēng)型氣候和海洋性氣候,四季分明,氣候溫和,降雨量充足,為植物生長創(chuàng)造有利條件。昆崳山植物資源豐富度高,具有大量保存完好的次生植被類型和人工林,具有種子植物122科、561屬、1 099種[17]。
調(diào)查方法為踏查法和文獻整理法。通過實地調(diào)查,采集憑證標本,標本經(jīng)趙宏鑒定后保存在山東大學(xué)(威海)植物標本室。在調(diào)查的植物物種中,經(jīng)歸納、整理,篩選出具有較好空氣凈化效果的植物。
2結(jié)果與分析
空氣中的污染物主要包括含硫化合物、含氯化合物 、含氟化合物、浮塵等。不同的植物對于不同的空氣污染物具有不同的凈化效果。為此,在查閱相關(guān)資料的基礎(chǔ)上,對昆崳山可以凈化二氧化硫、含氯化合物、含氟化合物的植物資源進行了歸類匯總,共整理出23科、40屬、65種,其中喬木物種38種、灌木物種21種、草本物種3種、藤本灌木2種、草質(zhì)攀援藤木1種;野生植物物種48種(表1)、栽培物種17種(表2)。
在已調(diào)查可凈化空氣的23科65種植物資源中,在整理分類相關(guān)文獻可得表1和表2中植物凈化空氣效益。由表1和表2可得,可吸收含硫化合物的植物資源有57種,其中旱柳、刺槐、柳杉、水榆花楸、衛(wèi)矛、水曲柳等物種具有較強的吸收能力,側(cè)柏和榆樹的吸收能力較弱[18-22];可吸收含氯化合物的植物資源20種,其中旱柳、衛(wèi)矛、花曲柳、臭椿、刺槐、連翹等物種具有較強的吸收能力[19,23];可吸收含氟化合物的植物資源17種,其中加拿大楊、酸棗、臭椿、白樺、桑樹等吸收能力較強[19];可同時吸收多種有害氣體的植物資源22種[19-23](圖1)。因此可以根據(jù)不同地區(qū)的不同空氣污染物的濃度差異,有針對性地栽培綠化植物。
3基礎(chǔ)性建議
3.1開發(fā)現(xiàn)狀
在鄉(xiāng)村和山區(qū),人口稀疏,自然植被保存較好,物種較為豐富,生態(tài)系統(tǒng)相對穩(wěn)定,主要的污染來源于居民的日常生活,植被可以明顯地吸收污染改善空氣質(zhì)量,因此這些地區(qū)空氣質(zhì)量較好?,F(xiàn)如今由于人們越發(fā)注重經(jīng)濟效益而忽視植被的重要性,人為的破壞植被比較嚴重,所以鄉(xiāng)村和山區(qū)的空氣質(zhì)量每況愈下。
對于城市而言,人口密度較高,大量的高層建筑導(dǎo)致空氣流動性差,污染物滯留難以擴散,熱島效應(yīng)嚴重。在城市環(huán)境中園林綠化的地位舉足輕重,但由于城市中缺少天然的土壤,減少養(yǎng)護成本,選擇的綠化樹種單一,對于植物空氣凈化能力考慮不多,在凈化空氣方面達不到很好的效果。
3.2開發(fā)建議
根據(jù)適地適樹的原則,在山東省城鄉(xiāng)進行園林景觀設(shè)計時合理融入本土植物,突出當?shù)氐奶厣幕?、提高綠化樹種多樣性和植物之間互惠能力。選育移栽表1中的本土野生植物作為新的綠化樹種,既提高栽培物種的成活率及多樣性,又減少了后續(xù)額外的養(yǎng)護成本及人工培育管理費用。對于較為單一的綠化栽培種可以考慮從表2中進行更新替換,并有針對性地對不同的污染地區(qū)選擇恰當?shù)木G化植物,充分發(fā)揮植物凈化空氣的能力,例如根據(jù)適地適樹原則和喬灌結(jié)合的方式,將吸收SO2能力強的昆崳山特有種山東銀蓮花、衛(wèi)矛、水榆花楸作為山東省行道路植物配置,在景觀設(shè)計中融入本土植物既改善了空氣質(zhì)量又提高植物的觀賞性以及增加了景觀的獨特性。
4小結(jié)
昆崳山植物資源豐富度高,在無人工參與管理的情況下環(huán)境質(zhì)量位于世界先列,針對我國煤煙型污染這一現(xiàn)狀,合理開發(fā)利用植物資源勢在必行,將昆崳山可以除去硫、氯、氟化合物的植物資源融入到山東省城鄉(xiāng)綠化中,全面發(fā)揮其凈化空氣的作用,為居民營造健康的生存環(huán)境。不過目前對昆崳山植物資源的利用仍存在問題,例如仍有部分植物的具體凈化能力有待進一步研究,需要在可以凈化空氣的野外植物資源方面進行更多的探索。
47卷3期李 明等昆崳山空氣凈化植物資源
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