南京市常见抗氮氧化物和二氧化硫污染物的园林植物调查研究与应用文献综述

 2022-04-14 20:58:52

文献综述

1.国内外同类研究概况

园林植物是城市生态环境的重要组成部分,对于一定浓度范围内的大气污染物,不仅有一定的抵抗能力,而且也有相当程度的吸收净化能力[7]。目前,在园林植物对大气污染气体(如NOx、SO2等)的抗性和降解方面,国内外已有学者做了探索。赵晓丽[1]等认为植物的净化作用可分为两部分,一是植物表面直接吸附有害气体,二是植物将其吸收到体内,再降解或转化成为无毒害作用的物质[1]

1.1园林植物净化NOx污染研究

园林植物对城市大气污染物有一定的吸收作用,不同种类的园林植物由于生态功能的差异,它们的吸收能力不同。Morikawa等[8]研究了217种天然植物对NO2的吸收能力,结果表明不同种类的植物,吸收NO2能力差异性高达600多倍,同一科的植物吸收能力之间的差异也达26倍之多,其中属茄科和杨柳科对NO2的吸收能力较高。张梦[9]研究了园林绿化植物对NO2的吸收净化能力,她将其研究的园林植物对大气氮的净化能力分为4级:吸污能力弱的植物物种有女贞、美国红枫和红瑞木;吸污能力较弱的植物物种有夹竹桃、朴树、石楠和麦冬;吸污能力较强的物种有樟树、吉祥草、杜鹃、刺槐和构树;吸污净化能力最强的为栾树。贾明云等[10]在研究南京5种园林植物对大气污染物的综合净化能力中表明:雪松、女贞广玉兰、石楠、桂花的综合净化能力表现为广玉兰gt;雪松gt;女贞gt;桂花gt;石楠。此外,多项研究表明,不同的植物类型具有不同的吸收有害有毒气体的能力。Takahashi等[11]对70种行道树种抗NO2的能力进行排序,表明落叶树强于常绿树,而李嘉钰等[12]研究了70种木本植物对NO2的同化能力,表明在受到高浓度NO2胁迫时,落叶阔叶树具有最快的生长速度和生物量,其中洋槐、国槐、杨树具有最强的恢复能力。然而,多种植物搭配的复合结构相较于单种来说,对NOx的消减能力更为出色。王慧等[13]研究了多种植物复合的绿化带对SO2和NO2的阻滞吸收效应,发现绿带郁闭度在0.40~0.65之间疏透度适宜的绿化带对NO2有较高的净化效应,绿化带树木高大并且栽植乔灌草复层结构,会增大绿化带的对大气污染物的净化效应。

1.2园林植物净化SO2污染研究

除吸收NOx以外,园林植物对SO2也有一定的吸收作用,不同种类的园林植物对二氧化硫的吸收能力也有所不同,张莉[14]研究中比较了十五种常见道路绿化树种,同一树种的含硫量会呈现出季节性动态变化。其中杨树、金叶女贞、二球悬铃木、鸡爪槭和红花檵木吸收能力较强。鲁敏等[15]对园林绿化树种净化污染物研究中,也得出对二氧化硫吸收量高的一系列树种,如:加杨、花曲柳、臭椿、刺槐、卫矛、丁香、旱柳、枣树、玫瑰、水曲柳、新疆杨、水榆。在胡舒等[16]对徐州市植物分析中,研究得出了13个树种对大气SO2吸收积累的潜在能力。其中,女贞、意大利杨、法国梧桐和雪松是用于净化大气SO2污染的理想树种。因此在选取抗污植物时应考虑在污染区和相对清洁区均对大气SO2吸收积累能力强的树种,如女贞;同时考虑污染区比相对清洁区具有显著的潜在吸收积累大气SO2差异的树种,如意大利杨、法国梧桐和雪松。此外,多项研究表明,不同的植物类型具有不同的吸收二氧化硫的能力。张莉[14]通过对南京常见道路绿化树种含硫量分析表明:全年含硫量大小排序呈现出灌木gt;落叶乔木gt;常绿乔木的现象。阔叶乔木高大、树冠伸张、叶量多,位于上层空间,相对SO2吸收量多。而李珍珍[17]对沈阳市植物的硫含量研究表明:阔叶乔木gt;阔叶灌木gt;针叶乔木。在日本测定大阪市的40多种树木含硫量中,得出吸硫能力最强的是落叶树,其次是常绿阔叶树,针叶树最弱[18]。赵勇等对平顶山市绿化植物SO2吸收量研究表明:平顶山绿化植物中乔木吸硫量占植物吸硫总量的59.1%,灌木占40.9%,说明对大气SO2的净化植物主要是乔木[19]

不同污染条件下绿化树种对大气二氧化硫吸收积累能力也有所区别,在环境污染区选择抗性强和吸收精华有害气体能力强的绿化植物,从而建立不同类型的人工绿化生态工程体系,可作为防止污染环境的重要途径之一。相关研究[16]中将实验试点分布在污染区和相对清洁区,并得出以下数据:随着大气SO2污染浓度的升高,吸收能力差异越显著。李珍珍对[17]沈阳东陵公园与陨石山森林公园的研究表明:东陵公园的SO2含量超标1.58倍,致使树木含硫量明显增高;而陨石山公园则近乎无硫污染,主要乔木平均含硫量低于前者91.5%。潘文等[20]对广州市园林绿化苗木的研究表明:在不同SO2质量浓度下(0.259和0.448·m-3),黄淮、鸡冠刺桐、红花银桦、大花紫薇、复羽叶栾树吸收能力较强。

综上,园林植物作为城市生态系统的重要组成部分,对于二氧化硫和氮氧化物有一定的吸收能力。不同种类的植物对于大气污染物的吸收能力略有不同,不同植物类型如乔灌草、落叶阔叶针叶均对植物的吸收能力有一定的影响。此外,处于不同污染物浓度的外界条件下,园林植物吸收空气污染物的能力也不尽相同。通过关于植物对污染气体的净化研究,能够为下一步南京地方的园林植物配置研究做好前期准备,明确地区常见抗性强的树种和植被配置模式。同时也为研究的未来应用,即如何选择适宜的树种,提出行之有效的植物配置模式建议打下良好基础。

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