高 云,汪小飛，陳 健

(黃山職業(yè)技術學院，安徽 黃山 245000)

近年來，隨著城市化和工業(yè)化的飛速發(fā)展，環(huán)境污染問題愈發(fā)嚴重，如何控制和治理環(huán)境成為當今世界急需解決的關鍵問題之一[1]。大氣顆粒物污染是環(huán)境污染主要方式之一[2]，其來源主要是化石燃料燃燒、汽車尾氣等[3]，大量聚集不僅會降低大氣能見度、產(chǎn)生光化學煙霧，而且削弱近地層紫外線，致使大氣中病菌活性增強，易引發(fā)支氣管及呼吸道等疾病，嚴重影響人類健康[4,5]。

大量研究表明，城市園林綠化植物具有明顯的凈化功能，通過過濾、阻擋和吸附可有效降低大氣中的顆粒懸浮物（TSP）含量，從而起到城市粉塵過濾器的作用[6-9]。植物滯塵能力往往與自身的生長特性密切相關（如葉片大小、毛被、氣孔等），不同園林綠化植物因生物學特性存在明顯差異，所以滯塵能力往往存在較大差異，能否正確、合理地選擇和配置園林綠化樹種已成為城市綠化建設和改善環(huán)境質量的關鍵所在[10,11]。近年來，黃山市工業(yè)發(fā)展和汽車數(shù)量的迅猛增加，大氣污染已成為城市污染的主要問題之一，尤其是可吸入顆粒物含量較高，嚴重影響城市生態(tài)環(huán)境和居民的身心健康[12]。目前，我國對園林綠化樹種的滯塵能力進行了大量研究，但是主要集中于北方城市，而南方城市綠化樹種滯塵能力研究較少，尤其尚未見關于黃山市園林綠化樹種滯塵能力研究方面的相關報道。

鑒于此，本研究以黃山市濱江路5 種常見灌木為研究對象，對其滯塵能力和生理生化響應進行了比較研究，以期為黃山市園林綠化植物選擇及生態(tài)景觀配置提供一定的科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為黃山市5 種常見灌木：黃山杜鵑（Rhododendron maculiferum subsp.anwheiense）、桂花（Osmanthus fragrans(Thunb.)Lour.）、紫葉小蘗（Berberisthunbergiicv.atropurpurea）、茶樹（Camellia sinensis(L.)O.Ktze.）和小葉黃楊（Buxus sinica var.parvifolia M.Cheng）。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品采集

樣品采集地點選在黃山市綠化樹木種類豐富，車流量相對較大的濱江路，采集日期分別為2017年9 月5 日（雨后0d）、9 月8 日（雨后3d）、9 月11 日（雨后6d）、9 月14 日（雨后9d）、9 月17 日（雨后12d）、9月20 日（雨后15d）、9 月25 日（雨后20d）。采樣時，從同一植株上、中、下三部位各采取葉片10 張裝入自封袋并標記，同時在采摘及攜帶過程中盡量減少震動以避免顆粒物脫落對實驗結果造成影響。每種類型灌木選長勢一致的植株5株，進行5次重復。

1.2.2 測定指標及方法

滯塵量、滯塵粒徑及比葉重測定參照周旭丹等[13]方法進行；相對電導率測定采用浸泡法進行測定；丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸比色法測定；脯氨酸（Pro）、可溶性糖（SS）、可溶性蛋白（SP）含量分別采用磺基水楊酸提取法、蒽酮比色法和考馬斯亮藍G-250法進行測定。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel2007 軟件進行數(shù)據(jù)整理、計算及作圖，用SPSS18.0軟件進行差異性分析。

2 結果與分析

2.1 5種常見灌木葉片的滯塵能力比較

滯塵量指單位葉片面積在單位時間內滯留粉塵的重量，是衡量滯塵能力的重要指標。如圖1 所示，隨著滯塵時間的延長，5 種常見灌木葉片的滯塵量均呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，當雨后滯塵時間達到15d 時，滯塵量不再發(fā)生明顯變化。不同灌木葉片的滯塵量存在顯著差異，滯塵量從大到小依次為紫葉小蘗>茶樹>桂花>小葉黃楊>黃山杜鵑，在雨后滯塵時間達到15d時，黃山杜鵑葉片的滯塵量為4.06g/m2，小葉黃楊、桂花、茶樹和紫葉小蘗的滯塵量分別較黃山杜鵑提升12.32%、23.65%、34.24%和43.6%，其中桂花的滯塵量較黃山杜鵑達到顯著差異水平（P<0.05），茶樹和紫葉小蘗的滯塵量均較黃山杜鵑達到極顯著差異水平（P<0.01）。這說明，5 種常見灌木葉片的滯塵能力存在顯著差異，其中紫葉小蘗滯塵能力最強，依次為茶樹、桂花和小葉黃楊，黃山杜鵑滯塵能力最弱。

圖1 5種常見灌木的滯塵量

2.2 5種常見灌木葉片的滯塵粒徑

大量研究表明，大氣顆粒物種PM10(<10μm)是危害人類健康的最主要顆粒物，而PM2.5(<2.5μm)則常引起人體肺泡發(fā)炎。由表1 可知，黃山市5 種常見灌木葉片的PM2.5、PM10、TSP 及>100μm 顆粒物的相對含量均以紫葉小蘗最高，依次為茶樹、桂花、小葉黃楊和黃山杜鵑，其中，紫葉小蘗和茶樹的PM2.5相對含量較桂花達到顯著差異水平（P<0.05），較小葉黃楊和黃山杜鵑達到極顯著差異水平（P<0.01）；紫葉小蘗的PM10相對含量較桂花達到顯著差異水平（P<0.05），較小葉黃楊和黃山杜鵑達到極顯著差異水平（P<0.01）；5 種常見灌木葉片的TSP 相對含量均達到99%以上，彼此間含量差異均未達到顯著差異水平（P>0.05）；5 種常見灌木葉片>100μm 顆粒物的相對含量均較小，且紫葉小蘗和茶樹相對含量較小葉黃楊和黃山杜鵑達到顯著差異水平（P<0.05）；5 種常見灌木葉片滯塵顆粒物的平均粒徑范圍為9.32-10.98μm，其中紫葉小蘗和茶樹平均粒徑較桂花和小葉黃楊達到顯著差異水平（P<0.05），較黃山杜鵑達到極限著差異水平（P<0.01）。上述結果表明，黃山市5 種常見灌木葉片的滯塵粒徑主要集中于2.5-100μm，葉片滯塵顆粒物的粒徑小于100μm 的含量達到99%以上，降塵物主要以在大氣中經(jīng)一定距離漂移的TSP為主。

表1 5種常見灌木葉片的滯塵粒徑

2.3 滯塵對5種常見灌木比葉重的影響

比葉重是指單位葉片面積的干重，是反映葉片質地厚薄與輕重的重要指標。由圖2 可知，隨著滯塵時間的延長，5 種常見灌木葉片的比葉重均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。滯塵時間達到15d 時，黃山杜鵑葉片的比葉重達到115.82g/m2，桂花、紫葉小蘗、茶樹及小葉黃楊葉片的比葉重分別較其提升11.72%、24.38%、17.71%和6.92%，其中桂花較黃山杜鵑達到顯著差異水平（P<0.05），茶樹和紫葉小蘗較黃山杜鵑達到極顯著差異水平（P<0.01）。這說明，5 種常見灌木葉片的比葉重存在顯著差異，其中紫葉小蘗比葉重最高，依次為茶樹、桂花和小葉黃楊，黃山杜鵑比葉重最低，其原因可能是由于紫葉小蘗受滯塵的影響較小，因此生長狀況優(yōu)于其他4種灌木所致。

圖2 滯塵對5種常見灌木比葉重的影響

2.4 5種灌木對滯塵的生理生化響應

2.4.1 滯塵對5種灌木葉片細胞膜透性的影響

相對電導率和丙二醛（MDA）含量是衡量細胞膜透性的重要指標。由圖3-a可知，5種常見灌木葉片的相對電導率隨著滯塵時間的延長均呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。滯塵時間達到20d 時，黃山杜鵑的電導率為55.16%，桂花、紫葉小蘗、茶樹及小葉黃楊葉片的相對電導率分別較其降低8.28%、15.13%、13.08%和5.35%，其中紫葉小蘗和茶樹較桂花達到顯著差異水平（P<0.05），較小葉黃楊和黃山杜鵑均達到極顯著差異水平（P<0.01）。滯塵對5 種常見灌木葉片MDA含量的影響如圖3-b所示，隨著滯塵時間的延長，5 種常見灌木葉片的MDA 含量均呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。滯塵時間達到20d 時，黃山杜鵑的MDA 含量達到42.83nmol/g，桂花、紫葉小蘗、茶樹及小葉黃楊葉片的MDA 含量分別較其降低12.58%、21.11%、16.39%和7.05%，其中紫葉小蘗較茶樹和桂花達到顯著差異水平（P<0.05），較小葉黃楊和黃山杜鵑均達到極顯著差異水平（P<0.01）。上述結果表明，滯塵會明顯增加5 種常見灌木葉片的細胞膜透性，且紫葉小檗和茶樹的細胞膜透性顯著低于桂花、小葉黃楊和黃山杜鵑。

圖3 滯塵對5種常見灌木細胞膜透性的影響

2.4.2 滯塵對灌木葉片滲透調節(jié)物質含量的影響

脯氨酸、可溶性糖及可溶性蛋白是植物抵御逆境脅迫下的主要滲透調節(jié)物質。滯塵對5種常見灌木葉片脯氨酸含量的影響如表2所示，5種常見灌木葉片的脯氨酸含量均隨著滯塵時間的延長而呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。滯塵時間達到20d時，黃山杜鵑、桂花、紫葉小蘗、茶樹及小葉黃楊的脯氨酸含量分別達到36.33、39.08、45.73、42.33 和37.83μg/g，分別較0d 提升356.98%、387.28%、473.06%、421.95%和369.95%，其中紫葉小蘗較茶樹達到顯著差異水平（P<0.05），較桂花、小葉黃楊和黃山杜鵑均達到極顯著差異水平（P<0.01）；由表2 可知，隨著滯塵時間的延長，5 種常見灌木葉片的可溶性糖及可溶性蛋白含量均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。滯塵時間達到15d 時，5 種常見灌木葉片的可溶性糖均達到最大，分別為60.06、66.22、80.16、69.69 和63.23ug/g，分別較0d 提 升62.9%、73.71%、115.19%、85.2% 和68.39%，其中紫葉小蘗較茶樹、桂花和小葉黃楊達到顯著差異水平（P<0.05），較黃山杜鵑均達到極顯著差異水平（P<0.01）；滯塵時間達到15d 時，5 種常見灌木葉片的可溶性蛋白含量均達到最大，分別為45.23、51.06、68.89、64.28 和48.09μg/g，分別較0d 提升170.03%、206.48%、302.16%、282.16%和186.42%，其中紫葉小蘗和茶樹均較桂花和小葉黃楊達到顯著差異水平（P<0.05），較黃山杜鵑均達到極顯著差異水平（P<0.01）。上述結果表明，滯塵會顯著增加5 種常見灌木葉片的滲透調節(jié)物質含量，且紫葉小檗和茶樹的滲透調節(jié)物質含量顯著高于桂花、小葉黃楊和黃山杜鵑。

表2 滯塵對5種灌木葉片滲透調節(jié)物質含量的影響

3 結論與討論

本次研究表明，植物具有明顯的凈化功能，可有效降低大氣中的顆粒懸浮物（TSP）含量，植物滯塵能力往往與自身特征特性密切相關（如葉片大小、毛被、氣孔等），不同園林綠化植物間滯塵能力往往存在較大差異[7-11]。本實驗研究結果表明，隨著滯塵時間的延長，黃山市5 種常見灌木葉片的滯塵量均呈現(xiàn)逐漸上升后趨于平穩(wěn)的趨勢；不同灌木葉片的滯塵量存在顯著差異，滯塵量依次為紫葉小蘗>茶樹>桂花>小葉黃楊>黃山杜鵑。雨后滯塵時間達到15d時，各植株的滯塵量不再發(fā)生明顯變化，黃山杜鵑葉片的滯塵量達到4.06g/m2，小葉黃楊、桂花、茶樹和紫葉小蘗的滯塵量分別較黃山杜鵑提升12.32%、23.65%、34.24%和43.6%，其中桂花的滯塵量較黃山杜鵑達到顯著差異水平（P<0.05），茶樹和紫葉小蘗的滯塵量均較黃山杜鵑達到極顯著差異水平（P<0.01）。大量研究表明，大氣顆粒物種PM10(<10μm)是危害人類健康的最主要顆粒物，而PM2.5(<2.5μm)則常引起人體肺泡發(fā)炎。本實驗研究結果表明，黃山市5 種常見灌木葉片的滯塵顆粒物均以PM2.5、PM10和TSP 為主，含量均達到99%以上，這說明降塵物主要以在大氣中經(jīng)一定距離漂移的TSP為主；紫葉小蘗的PM2.5、PM10和TSP 相對含量均最高且平均粒徑最小，依次為茶樹、桂花、小葉黃楊和黃山杜鵑。

比葉重是反映葉片之地厚薄與輕重的重要指標，常將其作為選擇滯塵植物的重要指標之一[14]。本實驗研究結果表明，隨著滯塵時間的延長，5 種常見灌木葉片的比葉重表現(xiàn)為先上升后下降，且不同灌木葉片的比葉重存在顯著差異，其中紫葉小蘗比葉重最高，依次為茶樹、桂花和小葉黃楊，黃山杜鵑比葉重最低。本研究的植物比葉重變化趨勢與滯塵能力變化趨勢完全相同，與前人研究結果完全一致。

相對電導率和MDA 含量是衡量植物細胞膜受傷害程度的重要指標[11]。本實驗研究結果表明，隨著滯塵時間的延長，黃山市5 種常見灌木葉片的相對電導率和MDA 含量均表現(xiàn)為逐漸上升的趨勢，且不同植物間的相對電導率和MDA 含量存在顯著差異（P<0.05），其中紫葉小蘗細胞膜受傷害程度最輕，依次為茶樹、桂花和小葉黃楊，黃山杜鵑細胞膜受傷害程度最重。

脯氨酸、可溶性糖及可溶性蛋白是植物細胞重要的滲透調節(jié)物質，通過自身積累可使植物對逆境產(chǎn)生一定的忍耐力[15]。本實驗研究結果表明，隨著滯塵時間的延長，5 種常見灌木葉片的脯氨酸含量呈逐漸上升趨勢，可溶性糖及可溶性蛋白含量則表現(xiàn)為先升高后下降趨勢，且不同植物間的上升幅度存在顯著差異（P<0.05），其中紫葉小蘗葉片的脯氨酸、可溶性糖及可溶性蛋白含量均最高，依次為茶樹、桂花和小葉黃楊，黃山杜鵑含量最低。這說明，黃山市區(qū)5種常見灌木對滯塵的抗性由強到弱依次為：紫葉小蘗>茶樹>桂花>小葉黃楊>黃山杜鵑。