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Patterns of dust retention by five common tree species for urban greening in Aksu City, Northwest China

阿克苏市5种常见绿化树种滞尘规律


绿化树种在截留沙尘、降低大气颗粒污染物浓度、改善城市生态环境等方面发挥着不可替代的作用。该文选取新疆南部典型绿洲城市——阿克苏市不同功能区的绿化树种, 用多重比较法对比分析了二球悬铃木(Platanus × acerifolia)、新疆杨(Populus alba var. pyramidalis)、圆冠榆(Ulmus densa)、天山梣(Fraxinus sogdiana)和垂柳(Salix babylonica) 5个树种叶片平均滞尘量随时间变化及不同高度叶片的滞尘能力, 探讨了阿克苏市主要绿化树种的滞尘规律, 得出以下结论: 不同绿化树种单位叶面积滞尘量差异显著, 差距在1.15-2.17倍之间, 绿化树种滞尘量随着时间延长而增加; 同一树种在城市不同功能区的滞尘能力不同: 工业区>交通枢纽区>居民区>清洁区; 不同高度的叶片, 其滞尘量在工业区和交通枢纽区差异显著: 高度1 m的叶片滞尘量>高度2 m的叶片滞尘量>高度4 m的叶片滞尘量。

 Aims Air pollution poses a long-term threat to human health and life quality of urban residents. In particular, dust pollution in oasis cities of arid regions has been associated with reduced life expectancy. Trees (especially their leaves) in cities can absorb airborne particulate matter and reduce the impacts of air pollution on people and urban environment. This study examined dust retention capacity of the leaves of Platanus × acerifolia, Populus alba var. pyramidalis, Ulmus densa, Fraxinus sogdiana, and Salix babylonica in different functional areas in Aksu City, Northwest China. Our objectives were to determine that how much dust can be removed on unit leaf area basis by each of the tree species and that how the patterns of dust removal may vary with time, among different sites, and the height where leaves are positioned.
Methods Dust samples were washed off the leaf surfaces and weighed by electronic scales with an accuracy of 1 μg (PTX-FA-210, Polestar, Hartford, USA). Individual leaf area was measured with a Laser Leaf Area Meter and the sediments on each leaf were analyzed by a Laser Particle Size Analyzer. Data were tested by multiple comparisons (ANOVA) using procedures in SPSS, with the level of significance set at p < 0.05.
Important findings The amount of dust per unit leaf area differed among the five tree species and the four functional areas. The leaves of Platanus × acerifolia had the highest dust retention, and those of Salix babylonica had the lowest dust retention. Among different areas, the amount of dust retention ranked in the order of industrial area > transportation hub area > residential area > clean area. Leaves at a height of 1 m retained the most dust as compared with leaves at 2 m and 4 m, with the pattern being consistent across sites and among species.


全 文 :植物生态学报 2014, 38 (9): 970–977 doi: 10.3724/SP.J.1258.2014.00091
Chinese Journal of Plant Ecology http://www.plant-ecology.com
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收稿日期Received: 2014-01-02 接受日期Accepted: 2014-05-30
* 通讯作者Author for correspondence (E-mail: umut.halik@gmail.com)
阿克苏市5种常见绿化树种滞尘规律
阿丽亚·拜都热拉1 玉米提·哈力克1,2* 塔依尔江·艾山1,2 艾克热木·吾布力1
喀哈尔·扎依木1 金 华1
1新疆大学资源与环境科学学院, 新疆维吾尔自治区绿洲生态重点实验室, 乌鲁木齐 830046; 2Faculty of Geography and Mathematics, Catholic Univer-
sity of Eichstaett-Ingolstadt, Eichstaett 85071, Germany
摘 要 绿化树种在截留沙尘、降低大气颗粒污染物浓度、改善城市生态环境等方面发挥着不可替代的作用。该文选取新疆
南部典型绿洲城市——阿克苏市不同功能区的绿化树种, 用多重比较法对比分析了二球悬铃木(Platanus × acerifolia)、新疆杨
(Populus alba var. pyramidalis)、圆冠榆(Ulmus densa)、天山梣(Fraxinus sogdiana)和垂柳(Salix babylonica) 5个树种叶片平均滞
尘量随时间变化及不同高度叶片的滞尘能力, 探讨了阿克苏市主要绿化树种的滞尘规律, 得出以下结论: 不同绿化树种单位
叶面积滞尘量差异显著, 差距在1.15–2.17倍之间, 绿化树种滞尘量随着时间延长而增加; 同一树种在城市不同功能区的滞尘
能力不同: 工业区>交通枢纽区>居民区>清洁区; 不同高度的叶片, 其滞尘量在工业区和交通枢纽区差异显著: 高度1 m的叶
片滞尘量>高度2 m的叶片滞尘量>高度4 m的叶片滞尘量。
关键词 阿克苏市, 不同功能区, 滞尘, 多重比较, 绿化树种
Patterns of dust retention by five common tree species for urban greening in Aksu City,
Northwest China
Aliya BADRULLA1, Umut HALIK1,2*, Tayierjiang AISHAN1,2, Akram UBUL1, Kahaer ZHAYIMU1, and Jin HUA1
1College of Resources & Environmental Science, Xinjiang University/Key Laboratory of Oasis Ecology, Xinjiang Uygur Autonomous Region, Ürümqi 830046,
China; and 2Faculty of Geography and Mathematics, Catholic University of Eichstaett-Ingolstadt, Eichstaett 85071, Germany
Abstract
Aims Air pollution poses a long-term threat to human health and life quality of urban residents. In particular,
dust pollution in oasis cities of arid regions has been associated with reduced life expectancy. Trees (especially
their leaves) in cities can absorb airborne particulate matter and reduce the impacts of air pollution on people and
urban environment. This study examined dust retention capacity of the leaves of Platanus × acerifolia, Populus
alba var. pyramidalis, Ulmus densa, Fraxinus sogdiana, and Salix babylonica in different functional areas in Aksu
City, Northwest China. Our objectives were to determine that how much dust can be removed on unit leaf area
basis by each of the tree species and that how the patterns of dust removal may vary with time, among different
sites, and the height where leaves are positioned.
Methods Dust samples were washed off the leaf surfaces and weighed by electronic scales with an accuracy of 1
μg (PTX-FA-210, Polestar, Hartford, USA). Individual leaf area was measured with a Laser Leaf Area Meter and
the sediments on each leaf were analyzed by a Laser Particle Size Analyzer. Data were tested by multiple com-
parisons (ANOVA) using procedures in SPSS, with the level of significance set at p < 0.05.
Important findings The amount of dust per unit leaf area differed among the five tree species and the four func-
tional areas. The leaves of Platanus × acerifolia had the highest dust retention, and those of Salix babylonica had
the lowest dust retention. Among different areas, the amount of dust retention ranked in the order of industrial area
> transportation hub area > residential area > clean area. Leaves at a height of 1 m retained the most dust as com-
pared with leaves at 2 m and 4 m, with the pattern being consistent across sites and among species.
Key words Aksu City, different functional area, dust retention, multiple comparisons, urban greening trees

随着国家西部大开发政策的逐步落实和国民经
济的迅速发展, 西部干旱区, 尤其是新疆南部绿洲
城市的自然、社会转型和城市化进程进一步加快,
造成绿洲城市原有绿地格局的变化, 城市森林面积
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减少和城市沙尘天气频发(阿依古丽·艾力亚斯等,
2014)。南疆地区干旱缺水、严寒多风、易扬尘, 因
此在现有的绿地规划建设中, 应尽量保留传统绿洲
的自然绿脉, 多选用具有高效滞尘、防风、治沙的
乡土树种(Halik, 2003)。
绿化树种在截留沙尘、降低大气颗粒污染物浓
度、净化空气、改善城市生态环境等方面有着不可
替代的作用(何兴元等, 2002)。不同树木截留空气中
沙尘污染物并抑制其再次扬起的能力有所差异(孟
紫强等 , 2008)。Litter (1977)、Verma等 (2011)和
Langner等(2011)的研究表明树木的叶片构造对捕捉
沙尘颗粒物十分重要。Beckett等(1998)、Prusty等
(2005)和俞学如(2008)的研究表明: 粗糙、多毛及有
分泌物的叶片具有有效的吸附粉尘作用, 是城市沙
尘的有效过滤器; 树木的滞尘能力与树冠高度、总
叶面积、叶片大小、叶片着生角度、叶片表面的粗
糙度等参数有关(陈玮, 2005; 李海梅和刘霞, 2008;
Simkhovich et al., 2008)。一般认为, 表面粗糙、叶
毛浓密、叶脉凸出、具有黏性表面的短柄叶片吸附
大气颗粒污染物的能力较强(胡舒等 , 2012)。而
Fernández Espinosa和Rossini Oliva (2005)提出叶片
滞尘量与其表面粗糙度无关。在树木叶片滞尘能力
达到极限之前, 叶片的滞尘量随着环境中粉尘含量
的增多而增大(Pope & Dockery, 2006), 叶片的最大
滞尘量与叶片表面的自由能及其色散分量呈显著正
相关关系(王会霞等, 2010); 另外, 树木叶片的滞尘
作用是一个复杂的动态过程, 受到季节、滞尘累积
时间、植物所处的环境、海拔高度、风向、植物本
身的生理生态特征等诸多因素影响, 呈现出一定的
变化趋势(Schleicher et al., 2011)。
目前国内对绿化树种滞尘的过程、机理及响应
等方面的研究主要集中在沿海湿润地区绿化树种
上, 干旱区绿化树种的滞尘能力研究相对较少, 新
疆南部地区城市绿化树种滞尘规律方面的研究更是
空白。本研究以国家森林城市阿克苏市的绿化树种
为例, 分析了不同功能区的二球悬铃木(Platanus ×
acerifolia)、新疆杨(Populus alba var. pyramidalis)、
圆冠榆(Ulmus densa)、天山梣(Fraxinus sogdiana)和
垂柳(Salix babylonica) 5个树种的叶片平均滞尘量
及其随时间和高度的变化规律, 对阿克苏市绿化树
种的滞尘效益进行了初步探索。
1 材料和方法
1.1 样品采集
1.1.1 采样点
按土地利用性质, 对阿克苏市功能分区进行分
层次随机抽样调查, 共设5个采样区, 分别为工业区
(IA)(主要为工业生产区, 包括: 西湖工业园区, 水
泥厂)、商业交通区(THA)(主要为交通繁华区, 如大
十字、东大街、西大街、红桥夜市区)、居住区(RA)(主
要为城市居民小区, 如电视台居民区、阿克苏职业
技术学院居民区)、清洁对照区(CA)(主要为人为干
扰较少的区域, 包括: 刀郎公园、胡杨公园、柯柯
牙防护林带)。
1.1.2 采样树种
对阿克苏市内32条主要街道、3个公园、3处街
道公共绿地、5个居住区的绿化树种进行调查统计,
结果表明: 二球悬铃木、新疆杨、圆冠榆、天山梣
和垂柳为城市绿化树种中的主要树种, 故选这5种
具有代表性的树种作为实验树种。采样树种胸径为
25–50 cm, 树高6–14 m。
1.1.3 采样方法
每年春季是南疆地区沙尘天气频发期, 因此,
根据阿克苏市天气条件, 从2013年5月4日到6月4日,
每隔4天采样1次, 连续采样28天, 共计7次, 时间间
隔及次数基本满足实验需求。采样前人工冲洗植物
叶片, 使其进入新的滞尘周期, 一般认为15 mm的
降水或17 m·s–1的大风可冲刷干净植物叶片上积累
的灰尘(邱媛等, 2008), 采样开始时阿克苏市没有出
现15 mm的降水或17 m·s–1的大风天气, 因此选用了
用喷壶(喷壶内为蒸馏水)人工冲洗的待采集叶片。
每个树种采集树冠1 m、 2 m、 4 m高处(从地面算
起)不同方向的健康成熟叶片30–50枚。
1.1.4 样方选择
按不同功能区分别设定21个样方, 样方大小15
m × 15 m, 每个样方都有所选树种, 调查记录树木的
基本情况, 包括树高、胸径、枝下高、冠幅和株数。
1.2 样品测定
滞尘量的测定: 样品用蒸馏水清洗, 用微孔滤
膜装置(Φ = 0.45 μm)过滤清洗液, 过滤前后烘干滤
膜, 用精度为1/10000的电子秤对滤膜称重, 收集附
在滤膜上的降尘, 分别为W1、W2。用手持激光叶面
积仪(CI-203, CID Bio-Science, Camas, USA )测定清

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洗过的叶片的面积S。单位叶面积滞尘量的表达式为
(W2–W1)/S, 单位为g·m–2。测量同一树种不同时间段
的滞尘量时, 取不同高度滞尘量的平均值; 测量同
株树种不同高度的滞尘量时, 取不同时间同一高度
滞尘量的平均值。
1.3 数据处理
筛选树种主要生态指标详见表1。应用SPSS
15. 0统计软件对阿克苏市5种绿化树种在4个不同功
能区单位叶面积的滞尘量进行了多重比较, 图表用
Excel软件制作完成。采样期间, 由阿克苏气象局提
供的阿克苏市降水量、最大风速及可吸入颗粒物指
数详见图1。
2 结果和分析
2.1 树种滞尘量随时间的变化规律
研究区7次采样期内不同树种单位叶面积的滞
尘量随时间逐渐增加(表2)。
人工喷洗清零后第4天滞尘量最低, 到第28天
时工业区不同功能区树种滞尘量达到最大值, 接近
饱和。用SPSS软件Post Hoc多重比较最小显著差法
LSD分析了不同树种滞尘量的差异, 并得知, 同一
功能区的不同树种滞尘量差异显著。人工喷洗清零
后的第28天不同功能区滞尘总量的排序为二球悬铃
木(36.2 g·m–2) >新疆杨(27.4 g·m–2) >圆冠榆(24.3
g·m–2) >天山梣(19.1 g·m–2) >垂柳(16.6 g·m–2), 二球
悬铃木单位叶面积的滞尘量最大, 是垂柳的2.17倍。
方差分析结果显示, 工业区几种树种单位叶面积滞
尘量在第24天和第28天无显著差异(p > 0.05)。其他
实验区树种滞尘量第24天与第28天差异亦不明显,
有饱和的趋势。不同树种的滞尘量在相同环境下达
到饱和所用的时间有所差异; 同一树种在不同环境
下达到饱和所用的时间也存在显著差异。如石家庄
市街道绿化树种大叶黄杨(Buxus megistophylla)单位
叶面积滞尘量在15天内达到饱和(王赞红和李纪标,
2006), 北京市居民区的国槐(Sophora japonica)滞尘
量在30天左右才能达到饱和(张新献等, 1997), 说明
大气颗粒物的多少是影响叶片滞尘量及达到饱和时
间的重要因素。
不同功能区同一树种的滞尘量也有差别。图2
比较了不同功能区所选树种单位叶面积滞尘量之

表1 树种调查统计表
Table 1 Survey statistics of tree species
树种
Species
株数
Number of samples
树高
Tree height (m)
冠幅
Crown diameter (m)
枝下高
Under branch height (m)
二球悬铃木 Platanus × acerifolia 12 14.3–16.8 4.5–5.1 0.9–3.5
新疆杨 Populus alba var. pyramidalis 13 15.0–17.5 1.5–2.3 0.6–2.6
圆冠榆 Ulmus densa 12 7.0–7.7 2.1–2.9 0.5–1.2
天山梣 Fraxinus sogdiana 10 10.0–13.4 3.5–4.9 0.8–1.8
垂柳 Salix babylonica 12 5.7–6.5 2.1–2.5 0.3–1.1



图1 阿克苏市主要气象要素的日变化。
Fig. 1 Daily variations of main meteorological variables in Aksu City.

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表2 不同时间段树种叶片滞尘量(平均值±标准误差)
Table 2 Amount of dust retention at different times by tree species (mean ± SE)
滞尘量 Amount of dust retention (g·m–2)
人工喷洗清零后的天数 Days after cleaning (2013.05.04–2013.06.04)
样点
Site
样本数
No. of
samples
树种
Tree species
4 d 8 d 12 d 16 d 20 d 24 d 28 d
3 二球悬铃木 Platanus ×
acerifolia
1.23 ± 0.07a 1.97 ± 0.24a 3.88 ± 0.47a 5.63 ± 0.42a 7.35 ± 0.44a 10.2 ± 0.5a 10.24 ± 0.62a
3 新疆杨 Populus alba var.
pyramidalis
0.32 ± 0.04b 1.14 ± 0.13b 2.47 ± 0.35b 3.22 ± 0.08b 4.91 ± 0.28b 6.81 ± 0.32b 7.57 ± 0.16b
3 圆冠榆 Ulmus densa 0.358 ± 0.05b 1.03 ± 0.07b 1.54 ± 0.35c 2.14 ± 0.12c 3.99 ± 0.30c 5.89 ± 0.29b 6.55 ± 0.19c
3 天山梣 Fraxinus sogdiana 0.176 ± 0.03c 0.717 ± 0.02c 2.07 ± 0.11bb 2.65 ± 0.18c 3.354 ± 0.42c 4.07 ± 0.41c 5.28 ± 0.21d
THA
3 垂柳 Salix babylonica 0.410 ± 0.02c 0.883 ±0.07c 0.891 ± 0.17c 1.71 ± 0.10d 3.54 ± 0.71c 4.32 ± 0.22c 4.52 ± 0.25d
3 二球悬铃木 Platanus ×
acerifolia
1.09 ± 0.22a 1.94 ± 0.07a 2.52 ± 0.23a 4.91 ± 0.43a 6.85 ± 0.46a 8.90 ± 0.07 a 9.24 ± 0.06a
3 新疆杨 Populus alba var.
pyramidalis
0.376 ± 0.06c 1.63 ± 0.19a 2.68 ± 0.08a 3.35 ± 0.58b 3.85 ± 0.04b 5.65 ±0.14b 6.51 ± 0.16b
3 圆冠榆 Ulmus densa 0.708 ± 0.06b 1.17 ± 0.14b 1.39 ± 0.11c 1.92 ± 0.15c 3.01 ± 0.06c 4.58 ± 0.15c 5.41 ± 0.12c
3 天山梣 Fraxinus sogdiana 0.410 ± 0.06c 0.642 ± 0.05c 1.27 ± 0.33c 1.37 ± 0.10cd 2.38 ± 0.14c 2.66 ± 0.33d 4.47 ± 0.10d
RA
3 垂柳 Salix babylonica 0.155 ± 0.03d 0.599 ± 0.09c 0.718 ± 0.06c 0.813 ± 0.06d 1.46 ± 0.18 d 2.04 ± 0.04e 3.24 ± 0.42e
3 二球悬铃木 Platanus ×
acerifolia
2.07 ± 0.08a 2.74 ± 0.13a 4.35 ± 0.12a 5.87 ± 0.07a 8.23 ± 0.12a 11.0 ± 0.1a 11.3 ± 1.01a
3 新疆杨 Populus alba var.
pyramidalis
1.45 ± 0.10b 2.41 ± 0.07a 3.81 ± 0.09b 5.58 ± 0.04a 6.81 ± 0.06b 8.88 ± 0.12b 9.43 ± 0.87b
3 圆冠榆 Ulmus densa 1.08 ± 0.09c 1.63 ± 0.05b 3.46 ± 0.05c 5.21 ± 0.06c 6.43 ± 0.05c 8.13 ± 0.08c 8.39 ± 0.54c
2 天山梣 Fraxinus sogdiana 0.879 ± 0.07c 1.21 ± 0.19c 3.04 ± 0.04d 4.25 ± 0.06d 4.76 ± 0.13d 6.05 ± 0.10d 6.55 ± 0.12d
IA
2 垂柳 Salix babylonica 0.454 ± 0.05d 0.812 ± 0.08d 2.19 ± 0.10e 3.37 ± 0.07e 4.17 ± 0.08e 6.30 ± 0.10d 6.31 ± 0.25d
3 二球悬铃木 Platanus ×
acerifolia
0.990 ± 0.02 2.23 ± 0.07 2.82 ± 0.11 3.21 ± 0.14 4.22 ± 0.21 4.58 ± 0.15 5.42 ± 0.25
3 新疆杨 Populus alba var.
pyramidalis
0.765 ± 0.05 1.77 ± 0.12 1.82 ± 0.20 2.62 ± 0.13 3.35 ± 0.16 3.37 ± 0.16 4.07 ± 0.21
3 圆冠榆 Ulmus densa 0.654 ± 0.03 0.945 ± 0.23 1.01 ± 0.01 1.54 ± 0.07 2.87 ± 0.14 3.61 ± 0.23 3.88 ± 0.18
3 天山梣 Fraxinus sogdiana 0.453 ± 0.05 0.505 ± 0.07 1.88 ± 0.09 1.17 ± 0.06 1.60 ± 0.08 2.10 ± 0.41 2.76 ± 0.13
CA
3 垂柳 Salix babylonica 0.155 ± 0.01 0.599 ± 0.05 0.718 ± 0.04 1.43 ± 0.07 1.89 ± 0.09 1.98 ± 0.14 2.56 ± 0.11
不同字母标注的数据显示同一功能区相同时间段内不同树种间差异显著(p < 0.05)。CA, 清洁区; IA, 工业区; RA, 居民区; THA, 交通枢纽区。
Values designated by different lowercase letters indicate significant differences among tree species at the same time in the same area (p < 0.05). CA,
clean area; IA, industrial area; RA, residential area; THA, transportation hub area.


和, 误差为单个树种标准误差值之和。一般而言, 同
一树种单位叶面积的滞尘量排序为: 工业区>交通
枢纽区>居民区>清洁区。
人工喷洗清零后第28天, 阿克苏市4个功能区5
种植物叶片单位叶面积总滞尘量分别达到42.5、
33.4、28.9和18.7 g·m–2; 第20天达到30.4、14.1、12.1
和8.24 g·m–2, 分别是湿润地区的惠州市相应功能区
20天内滞尘量的8.06倍、4.89倍、4.28倍和4.98倍。
2.2 滞尘量的高度差异
不同高度叶片的滞尘量表现为随高度的增加而
降低。不同高度的叶片滞尘量的差异在工业区表现
最为显著。在工业区, 5个树种3个不同高度(1 m、2
m、4 m)的单位叶面积滞尘量在0.05水平上差异显著
(图3)。交通枢纽区次之, 除天山梣在1 m和2 m高处
叶片单位面积滞尘量差异不显著外, 其余树种差异
显著(图4)。在清洁区, 不同高度叶片的滞尘量差异
不显著, 二球悬铃木、圆冠榆、垂柳等树种在3个高
度的叶片滞尘量都没有明显差异(图5)。在居民区,
新疆杨和圆冠榆不同高度的叶片滞尘量存在明显的
差异, 其余树种差异不明显(图6)。二球悬铃木不同
高度叶片的滞尘量在交通枢纽区和工业区有显著差
异, 而在清洁区和居民区没有显著差异; 新疆杨不
同高度叶片的滞尘量在交通枢纽区和居民区有显著
差异, 而工业区和清洁区差异不明显; 圆冠榆不同
高度叶片的滞尘量在居民区和工业区差异显著, 在
其余功能区差异不明显。说明树木叶片滞尘量的高
度差异受到环境的影响, 即使是同一个树种同一个
高度的叶片, 在不同的环境下其滞尘量也有所不
同。相同环境条件下的不同树种在同一个高度的叶
片滞尘量亦不相同。
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图2 不同功能区树木总滞尘量(平均值±标准误差) CA, 清
洁区; IA, 工业区; RA, 居民区; THA, 交通枢纽区。
Fig. 2 Total amount of dust retention by trees in different
functional areas (mean ± SE). CA, clean area; IA, industrial
area; RA, residential area; THA, transportation hub area.

3 讨论
3.1 干旱区树种滞尘能力的差异性
由于长期适应恶劣的自然环境, 干旱区植物叶
片表面凹凸特征比较明显。一般叶脉凸出、叶正反
面有毛、叶柄较短的叶片更容易截留沙尘, 盾形、
椭圆形叶片(如二球悬铃木、新疆杨)比条形、披针
形叶片(天山梣、垂柳)能截留更多的沙尘。二球悬
铃木的叶片表面密生星状短绒毛, 绒毛有利于尘埃
附着于叶片表面, 不易被风吹落。天山梣叶片表面
光滑、无绒毛, 不利于长时间留住沙尘颗粒物, 因
此, 其单位叶面积滞尘量明显低于其他树种。本研
究涉及的干旱区不同绿化树种叶片单位面积滞尘量
的平均值, 远高出其他沿海湿润地区及东北地区绿
化树种叶片单位面积滞尘量。例如, 梁淑英和胡海
波(2008)研究得出: 南京市不同绿化树种, 乔木林
叶片春季平均滞尘量为0.504 g·m–2; 邱媛等(2008)
得出广东惠州市乔木树种高山榕(Ficus altissima)叶
片平均滞尘量最高为0.98 g·m–2。而干旱区绿洲城市

图3 工业区单位叶面积滞尘量随高度变化(平均值±标准误
差)。不同字母代表同一功能区相同时间段内不同树高处叶
片滞尘量差异显著(p < 0.05)。
Fig. 3 Changes of dust retention with height in industrial area
(mean ± SE). Different letters indicate significant differences
among different tree heights at the same time in the same area
(p < 0.05).


图4 交通枢纽区单位叶面积滞尘量随高度变化(平均值±标
准误差)。不同字母代表同一功能区相同时间段内不同树高
处叶片滞尘量差异显著(p < 0.05)。
Fig. 4 Changes of dust retention with height in transportation
hub area (mean ± SE). Different letters indicate significant dif-
ferences among different tree heights at the same time in the
same area (p < 0.05).


阿克苏市典型绿化树种春季叶片平均滞尘量最高可
达11.3 g·m–2, 是南京市典型绿化树种春季平均滞尘
量的22.6倍、惠州市典型绿化树种春季滞尘量的11.5
倍, 说明干旱区城市绿化树种经受着比内地城市更
严重的沙尘污染, 且具有更强的滞尘能力, 截留沙
尘阈值更大。
分析其原因, 树木叶片滞尘量受到当地气象条
件、沙尘积累时间、人类活动及植物本身的形态特
征影响(赵勇等, 2002)。阿克苏市坐落于塔克拉玛干
阿丽亚·拜都热拉等: 阿克苏市 5种常见绿化树种滞尘规律 975

doi: 10.3724/SP.J.1258.2014.00091


图5 清洁区单位叶面积滞尘量随高度变化(平均值±标准误
差)。不同字母代表同一功能区相同时间段内不同树高处叶
片滞尘量差异显著(p < 0.05)。
Fig. 5 Changes of dust retention with height in clean area
(mean ± SE). Different letters indicate significant differences
among different tree heights at the same time in the same area
(p < 0.05).



图6 居民区单位叶面积滞尘量随高度变化(平均值±标准误
差)。不同字母代表同一功能区相同时间段内不同树高处叶
片滞尘量差异显著(p < 0.05)。
Fig. 6 Changes of dust retention with height in residential
area (mean ± SE). Different letters indicate significant differ-
ences among different tree heights at the same time in the same
area (p < 0.05).


沙漠北缘, 降水稀少, 气候干燥, 全年(尤其是在春
夏季节)盛行西北风且伴有沙尘天气。风可以扬起地
面的沙尘, 提高叶片截留沙尘的几率, 同时振动叶
片使原来滞留在叶片上的尘埃再次飘落到地面形成
尘源。在外界环境相同的条件下, 植物叶片滞尘量
的多少由植物的树冠高度、冠幅、叶片结构、叶片
倾斜角度等形态特征决定(柴一新等, 2002)。对冠幅
较大、叶片密集的较高树种而言, 高处叶片抖落的
沙尘降到低处的叶片上, 增大了低处叶片的滞尘
量。据研究, 降水有利于叶片表面的沙尘被清洗到
土壤中。一般认为, 15 mm的雨水可以冲洗掉植物叶
片上的滞尘(赵勇等, 2002; 贾彦等, 2012)。阿克苏市
平均年降水量约65 mm, 一次性降水15 mm的情况
出现频率很低, 在采样时间内没有出现, 即雨水没
冲洗掉植物叶片上的滞尘, 故暂不考虑降水对植物
叶片滞尘的影响。
3.2 植物滞尘量与生长区域及叶片所处高度的关系
阿克苏市不同功能区的滞尘量有明显差异, 工
业区>交通枢纽区>居民区>清洁区。工业区滞尘量
最大, 原因是在城市南部的工业区浮尘浓度较大。
塔里木盆地的浮尘有两个来源, 一是自发性的, 即
本地扬尘所造成; 二是输入性的, 来源于遥远的扬
尘区, 即塔克拉玛干沙漠(李巧云, 2012)。因此, 工
业区的浮尘可能包括输入性沙尘天气从城市外围区
域吹来的沙尘颗粒物, 和工业区内部第二次扬起的
地表面灰尘和工业区排放的粉尘。阿克苏市交通枢
纽区滞尘量较高的原因可能是密集的交通流通、建
筑施工和活跃的人类活动。施工路段植物叶片滞尘
量大于重度污染路段和风景区路段 (程政红等 ,
2004)。交通排放是路域颗粒物浓度显著高于庭院内
部的主要原因(戴斯迪等, 2012)。作为国家森林城市,
阿克苏市有着良好的交通绿化带, 2011年全市道路
绿化面积约633 hm2, 绿地率约21%, 而交通绿化带
宽度一般都小于5 m。根据相关研究, 欲实现交通绿
化带明显的净化作用, 交通绿化带宽度应不小于5
m, 最佳为10 m (殷杉等, 2007)。本研究的清洁区,
柯柯牙城郊防护林区曾被联合国环境资源保护委员
会列为“全球500佳境”之一, 绿化工程一期绿地面
积1 333.4 hm2, 森林覆盖率约85%, 交通量较少且
绿地覆盖面积较大, 这些是导致叶片滞尘量较低的
重要原因。
阿克苏市绿化树种低处叶片滞尘量明显高于高
处叶片(1 m > 2 m > 4 m), 在工业区、交通枢纽区差
异显著, 在清洁区差异不显著。车辆行驶等人为活
动的扰动, 即自身排放的污染物颗粒及地面灰尘的
扬起使空中颗粒污染物浓度加大, 重力作用促使灰
尘被低处的叶片滞留, 而高处的叶片更容易受到强
风的影响, 使已滞留的灰尘降落于地面, 降低其滞
尘量(潘瑞等, 2012)。同一树种在封闭式和敞开式两
种环境下, 不同高度叶片的滞尘量亦不相同, 敞开
976 植物生态学报 Chinese Journal of Plant Ecology 2014, 38 (9): 970–977

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式环境下滞尘量更高(张景和吴祥云, 2012)。阿克苏
市清洁区交通流量低, 人为干扰较少, 城郊防护林
和公共绿地有效地降低了强风的干扰, 大致可视为
封闭式环境。因此, 清洁区树种滞尘量比其他功能
区低, 不同高度叶片的滞尘量无明显差异。
4 结论
阿克苏市不同绿化树种滞尘能力存在显著差异
(p < 0.05)。春季选取的5个树种单位叶面积滞尘量排
序为二球悬铃木>新疆杨>圆冠榆>天山梣>垂柳。
同一树种在4个不同功能区的滞尘总量亦有显
著差异(p < 0.05): 工业区>交通枢纽区>居民区>清
洁区。
在工业区、交通枢纽区和居民区, 1 m、2 m、4 m
高度的叶片滞尘量差异显著(p < 0.05), 1 m > 2 m > 4
m; 在清洁区, 不同高度叶片的滞尘量差异不显著。
基金项目 国家自然科学基金(31270742和31360-
200)和德国科研部SuMaRio项目子课题4.3 “Eco-
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责任编委: 蒋高明 责任编辑: 王 葳