园林绿化树木对大气污染的净化和指示作用

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摘要：指出了树木作为园林的重要组成部分,具有能美化环境,陶冶情操等功用，探讨了园林绿化树木对大气污染的净化机理和指示机理,并归纳了园林绿化中具有较强净化和指示作用的树种,以期为园林绿化树种选择提供依据。

关键词：园林；树木；大气污染；净化作用；指示作用

中图分类号：Q948文献标识码：A文章编号：16749944(2011)04012203

1 引言

树木是园林的重要组成部分,没有树木就没有真正的园林。园林设计中,常通过各种不同的植物之间的组合配置,创造出千变万化的不同景观,不仅可以改善生活环境,为人们提供休息和文化娱乐活动的场所,而且还可以为人们创造游览、观赏的艺术空间。因此,植物在园林景观中有举足轻重作用。园林植物不但具有美化环境、陶冶情操的功能,还具有改善环境、净化空气的作用,如减弱光照、降低噪音、改善小环境内的空气湿度、分泌杀菌素、吸收有毒气体、阻滞尘埃、减少水土流失等。

2 绿化植物对大气污染的净化作用

城市大气污染是当前人类面临的日益严重和亟待解决的环境危机之一,它不仅严重危害人类健康,而且已成为人类社会可持续发展的主要阻碍,受到世界各国普遍关注和重视。利用植物修复技术来治理大气污染尤其是近地表大气的混合污染,是近年来国际上正在加强研究和迅速发展的前沿性新课题。植物净化大气污染的主要过程是截留和去除。截留过程涉及植物截获、吸附和滞留等,去除过程包括植物吸收、降解、转化、同化等。

2.1 植物对大气污染的净化机理

2.1.1 绿化植物对城市大气物理性颗粒的净化作用

城市大气中物理性颗粒主要是指粉尘。研究表明：城市的绿化植物可以通过吸滞粉尘,以及减少空气含菌量而起到净化空气的作用,城市绿化植物的滞尘能力一直是城市森林设计中的重要依据。

2.1.2 植物对城市化学性气体污染物的净化作用

城市大气中化学性气体主要是指各种有毒、有害的气态、液态物质,包括二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、一氧化碳、臭氧、氟化氢、氯气、光化学烟雾等有害的化学物质。植物对化学性气体的净化作用表现为以下几个方面。

(1)吸收与吸附。植物的枝干表面可以吸收吸附固体颗粒及溶液中的离子、气体分子；植物叶面的皮孔能够吸收并储存有害气体,特别是植物对可溶性气体的吸收量随湿度增大而增加。

(2)代谢降解。植物降解是指植物通过代谢过程来降解污染物或通过植物自身的物质如酶类来分解植物体内外来污染物的过程,通过代谢,将代谢的产物以被束缚的状态保存。

(3)植物转化和同化。植物转化是指利用植物的生理过程将污染物由一种形态转化为另一种形态的过程。通常,植物不能将有机污染物彻底降解为CO2和HO2O,而是经过一定的转化后隔离在植物细胞的液泡中或与不溶性细胞结构,如木质素相结合,也有人认为一旦有机污染物进人植物体首先进行的就是木质化的过程。因此,植物转化是植物保护自身不受污染物影响的重要生理反应过程。

植物同化是指植物对含有植物营养元素的污染物的吸收,并同化到自身物质组成中,促进植物体自身生长的现象。植物通过其生理过程可将污染物转化为其它形态并同化到自身体内。大气有害物质中的硫、碳、氮等同时是植物生命活动所需要的营养元素。植物通过气孔将CO2、SO2、NO2吸入体内,参与代谢,最终以有机物的形式储存在氨基酸和蛋白质中。

2.1.3 植物对城市大气生物性颗粒的净化作用

城市大气生物性颗粒,主要包括放线菌、酵母菌和真菌等空气中的微生物,及一些病原性微生物,这些空气微生物和病原微生物危害人体健康的主要途径是空气传播。这些空气中有害的微生物可能附着在尘埃上随着空气流动。但是,植物的树冠能够阻挡空气流动，因此能有效地让病原体的传播减少,从而间接地让周围空气中的菌落数量减少。另外,植物的挥发性分泌物也具有一定的杀菌能力。

2.2 对污染气体抗性强的植物特点

（1）叶片的结构不利于有害气体进入，即叶片较厚、革质,外表皮角质化或叶的表面有蜡层,叶片的气孔稀少或气腔内有腺毛等附属物以阻挡气孔口,叶背多毛的植物一般抗性都较强。

(2)植物的生理特性有利于抵抗污染气体的侵害。有些植物能吸收大量污染物而不受损害,对污染物质有转移、积累或消耗的能力；有些植物在有害气体侵袭时会关闭气孔,减少污染气体进入,因而可以提高其抗性 具有乳汁或胶状物质的植物,一般抗性都较强。

(3)具有较强的再生能力,在工矿附近它们虽易受害,但其枝叶的萌生能力很强,故在污染物质较多的污染区,它们仍然能够顽强地生长。

2.3 园林绿化中对大气污染抗性强的植物

(1)抗氟化氢的植物。冬青卫茅、小叶黄扬、女贞、构树、梧桐、棕榈、榆树、朴树、凤尾兰、桑树、臭椿、旱柳、美人蕉、苦楝、木槿、柳树、国槐等。

(2)抗氯气的植物。夹竹桃、玉兰、朴树、木槿、冬青卫矛、小叶黄扬、紫藤、梓树、臭椿等。

(3)抗SO2的植物。国槐、夹竹桃、冬青、卫矛、女贞、苦楝、台欢、泡桐、旱柳、紫荆、小叶黄杨、构树、凤尾兰、油松、臭椿、刺槐等。

3 绿化植物对大气污染的指示作用

早在19世纪,就有人开始利用敏感植物的伤害症状对大气中的SO2进行监测。20世纪以来,国外基于植物叶片受污染的症状研究了对大气污染指示作用。利用植物对大气污染的反应,监测有害气体的成分和含量以了解大气环境质量状况,称为环境污染的植物检测。进入21世纪,依据植物的受害症状确定环境污染物和依据叶片含污量估测环境污染程度方面,指示植物的利用与选择都积累了很多丰富资料。

通常在污染物浓度较低的情况下,受害症状比较显著,对大气环境状况起到指示作用,称为指示性植物。具备以下条件的植物可以称为环境污染指示植物：对污染物反应敏感,受污染后的反应症状明显且干扰症状少；生长期长,能不断萌发新叶；栽培管理和繁殖容易,具有一定的观赏或经济价值。如果环境一旦发生改变,植物群落里最容易受害、污染反应最快、出现污染症状最早的植物往往是敏感植物。人们可以根据发出的各种信息来判断环境污染状况,对当地环境质量作出评价。

3.1 植物对大气污染指示作用的机理

植物受到污染后,常见的可见症状是在叶片上出现肉眼可见的伤斑。症状受不同的污染物质和浓度程度各不相同。植物上的污染物使植物光合作用强度下降、蒸腾率下降、叶绿素含量减少、呼吸作用加强,令植物内部新陈代谢活动发生变化；从而进一步使植物发生叶面积变小、植物矮化、生长量减少、叶片早落及落花落果等生长发育情况。而且,植物内部某些成分的含量也会在吸收污染物后发生变化。所以,根据植物对环境污染的生物反应可以用来检测环境的污染状况。

指示性植物能够综合反映大气污染对生态系统的影响,是无法用理化方法直接进行测定的。当大气受到多种污染物复合污染时,污染物之间会发生协同作用,比各自单独的影响更加强烈,而且这些影响只有通过对植物的各种反应进行分析观察和测试来了解。指示性植物能够较早地发现大气污染,对大气污染反应比人类更敏感。因此,利用指示性植物能够及早地发现大气污染。能够检测出不同的大气污染物,不同的污染物会使值物的叶片出现不同的受害症状,易于辨别。

3.2 受伤害植物的典型症状

(1)二氧化硫。症状主要出现在叶脉间、呈现大小不同的、无一定分布规律的点、块状伤斑,与正常组织之间界线明显,也有少数伤斑分布在叶片边缘或全叶褪绿黄化。

（2）氟化氢。伤斑多半分布在叶尖和叶缘,与正常组织之间有一明显的暗红色界线,少数为脉间伤斑,幼叶易受害。

（3）氯气。大多为脉间点块状伤斑,与正常组织之间界线模糊,或有过渡带,严重时全叶失绿漂白甚至脱落。

（4）氨气。大多为脉问点块状伤斑,伤斑褐色或褐黑色,与正常组织之间界线明显,症状一般出现较早,稳定得快。

（5）二氧化氮。大多为叶脉间不规则形伤斑,呈白色、黄褐色或棕色,有时出现全叶点状斑。

（6）臭氧。大多为叶面散布细密点状斑,呈棕色或黄褐色,少数为脉间块斑。

（7）过氧乙酰硝酸酯。叶片背面变为银白色、棕色、古铜色或玻璃状,不呈点、块状伤斑,有时在叶片的尖端、中部或基部出现坏死带。

（8）乙烯。叶片发生不正常的偏上生长(叶片下垂),或失绿黄化,并常常发生落叶、落花、落果以及结实不正常的现象。

3.3 园林绿化中具有指示作用的植物种类

（1）二氧化硫污染指示植物。百日菊、麦秆菊、红花鼠尾草、玫瑰、紫丁香、柳树、中国石竹、苹果树、月季、合欢、杜仲、梅花、悬铃木、水杉、白杨、白桦、雪松、油松、马尾松和落叶松等。

(2)氟化物污染指示植物。唐菖蒲、小苍兰、杏、李、紫荆、(梅和某些柑橘类,以及郁金香、葡萄、落叶松、玉簪、苔藓、烟草、芒果、榆树、郁金香、银杏、凤仙、山桃树、金丝桃树、慈竹、池柏、南洋楹雪松等植物也可用来监测氟化物。

(3)臭氧污染指示植物。矮牵牛花、丁香、牡丹、光叶榉、女贞、银槭、桦树、皂荚、丁香、葡萄、牡丹等。

(4)过氧乙酰硝酸酯污染指示植物。常用的有早熟禾、矮牵牛、繁缕等。

(5)乙烯污染指示植物。常用的有香石竹等。

(6)氯气污染指示植物。常用的有向日葵、藜、翠菊、万寿菊、鸡冠花、女贞、臭椿、凤仙花、桃树、枫扬、雪松、复叶槭、落叶松、油松等

(7)二氧化氮污染指示植物。 常用的有悬铃术、向日葵、秋海棠等。

4 结语

城市的大气污染越来越严重,其污染成份主要是石油和煤等燃烧产生的煤烟、汽车尾烟以及工厂在生产过程中放掉的有害气体。因此,工业越发达,居住人口越稠密,绿化面积越缩小,环境污染的程度就可能越大。

鉴于城市空气污染越来越严重,一些学者研究了植物的抗污机理,利用植物修复技术来治理大气污染,尤其是近地表大气的混合污染,并找出了一些用于绿化的树木种类。但是,也有人认为,鼓励种植抵抗“三废”污染能力强的树木是不可取的,因为种植抗性强的植物,表面上郁郁郁葱葱,掩盖了污染的实质,对人们的保健反而有害,反而应该积极引种一些抵抗污染能力弱的树种,以引起人们对污染的警惕。

既然有的植物可以净化空气、防治污染,而有的植物对大气污染敏感,有很好的指示作用,因此,在园林绿化中,利用植物营造景观的同时,可以将净化植物和指示植物有机结合、合理配置,不仅净化环境,而且可以监测大气污染变化,对于更好得保护好人类的生存环境有实际意义。

树木是园林的重要组成部分,在园林景观中有举足轻重的作用。在环境污染日益严重的情况下,园林造景应注重生态环境的建设,合理选用抗性树种和敏感树种,将净化植物和指示植物有机结合、合理配置,可以美化环境,监测、净化和降低大气污染,对环境污染的治理和监测具有重要意义。

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