全 文 ：第 38 卷 第 2 期
2 0 1 1 年 6 月
福 建 林 业 科 技
Jour of Fujian Forestry Sci and Tech
Vol. 38 No. 2
Jun.，2 0 1 1
doi:10． 3969 / j． issn． 1002 － 7351． 2011． 02． 15
厦门市行道树芒果和高山榕叶面尘理化特性研究
彭 丹1，2，3，陈进生1，任 引1，2
(1. 中国科学院城市环境与健康重点实验室、中国科学院城市环境研究所，福建 厦门 361021;
2. 厦门市城市代谢重点实验室，福建 厦门 361021;3. 中国科学院研究生院，北京 100039)
摘要:选取滨海城市厦门的沧虹路(工业区)、仙岳路(商贸区)、厦门大学(文教区)和汀溪水库(农业区)4 个功能区为研究
对象，对该市主要行道树种芒果和高山榕的滞尘能力、叶面尘粒径分布以及叶面尘水溶性离子含量进行测定，比较不同树
种的环境滞尘效应。结果显示:芒果和高山榕单位叶面积滞尘量分别为(2. 2020 ± 1. 08)g·m －2和(1. 2979 ± 0. 61)g·
m －2，芒果显著高于高山榕(P ＜ 0. 05) ;高山榕总体上比芒果更易吸附较小粒径颗粒物;受车流量大及道路施工的影响，商
贸区滞尘量较大但颗粒偏大，工业区不仅滞尘量大且粒径偏小，说明工业区粉尘污染状况比其他功能区严重;2 个树种的叶
面尘来源基本一致，主要为海盐颗粒、机动车尾气以及燃煤，其中商贸区和工业区受自然源影响较其他功能区大，文教区和
工业区交通尾气对叶面尘来源的贡献高于农业区。
关键词:芒果;高山榕;叶面尘;粒径分布;水溶性离子;滞尘能力
中图分类号:X173 文献标识码:A 文章编号:1002 － 7351(2011)02 － 0062 － 06
Study on Foliar Dust’s Physicochemical Characteristics of Mangifera indica
and Ficus altissima Trees on Roads
PENG Dan1，2，3，CHEN Jin-sheng1，REN Yin1，2
(1. Key Laboratory of Urban Environment and Health，CAS;Institute of Urban Environment，CAS，Xiamen 361021，
Fujian，China;2. Key Laboratory of Xiamen Urban Metabolism，Xiamen 361021，Fujian，China;
3. Graduate School，CAS，Beijing 100039，China)
Abstract:This paper chose Canghong Road(industrial area) ，Xianyue Road(business area) ，Xiamen University (cultural and edu-
cational area) ，and Tingxi reservoir (agricultural area)in the southeast coastal city，Xiamen，China as study sites，and foliar dust of
Mangifera indica and Ficus altissima were collected to measure dust retention capacity of the two species，distribution of different par-
ticle sizes and the amount of different water-soluble ions for comparing different species environmental dust retention capacities. The
results showed that:1)dust retention per area unit of Ficus altissima was significantly lower than that of Mangifera indica(P ＜
0. 05) ，the amount of dust retention by Mangifera indica and Ficus altissima were 2. 2020 ± 1. 08 g /m2 and 1. 2979 ± 0. 61 g /m2，re-
spectively. 2)On the whole，the particle sizes of Ficus altissima foliar dust were lower than that of Mangifera indica. 3)Affected by
the higher vehicle flowrate and pavement construction，foliar dust in business area had a higher amount with larger particle
size. industrial area had higher amount but finer particles，illustrating that dust pollution in industial area was much more serious. 4)
The main sources of Mangifera indica foliar dust were generally consistent with those of Ficus altissima，which were mainly from sea
salt，mobile emissions，and fuel coal. 5)Natural source affected business area and industrial area more than other sites，however，foli-
ar dust in cultural and educational area and industrial area were affected by traffic source more than agricultural area，etc.
Key words:Mangifera indica;Ficus altissima;foliar dust;particle distribution;water-soluble ions;dust retention capacity
快速的城市化与工业化造成了环境与生态胁迫效应，伴随着机动车尾气和工业废气排放量的不断上
升，可吸入颗粒物(PM10)已经成为我国城市大气环境中最主要的污染物之一。可吸入颗粒物累积在呼吸
收稿日期:2011 － 01 － 05;修回日期:2011 － 02 － 12
基金项目:厦门科技计划项目:厦门城市森林生态系统服务价值评估(3502Z20092005) ;福建省自然科学基金面上项目:
城市森林结构对碳汇功能的影响机制(2009J01189)
作者简介:彭丹(1985—) ，女，湖南岳阳人，中国科学院研究生院硕士研究生，从事城市生态学研究。
通讯作者:任引(1979—) ，男，博士，从事城市森林、城市生态学研究;E-mail:yren@ iue. ac. cn。
第 2 期 彭丹，等:厦门市行道树芒果和高山榕叶面尘理化特性研究
系统中，会引发许多疾病，其中细颗粒物更可能引发心脏病、肺病、呼吸道疾病以及肺功能降低等［1 － 2］。水
溶性离子是大气颗粒物的重要化学成分，研究颗粒物中水溶性离子的构成和含量，对于判断颗粒物来源及
其可能对人体健康造成的危害有着十分重要的意义［3 － 7］。绿化植物作为城市生态环境的重要组成部分，
通过粗糙湿润的叶面能有效地滞留大气颗粒物［8］，对一定范围内的空气粉尘有净化作用，被称为“城市粉
尘过滤器”，其滞尘效应不仅能够产生良好的健康生态效益［9］，还可以作为反映空气污染暴露水平的良好
指标［10］。
在颗粒物逐渐成为我国众多城市主要大气污染物的背景下，测定树种的滞尘能力也成为城市绿地系
统设计的依据之一。目前已有不少关于城市道路植被叶表面滞尘能力的比较和城市大气颗粒物粒径分布
的研究报道，北京、哈尔滨、武汉、石家庄以及惠州等城市都开展绿化树种滞尘能力的相关研究［11 － 15］。但
对于叶面尘粒径分布特征、利用水溶性离子成分分析叶面尘来源的研究还相对较缺乏 ［16 － 18］。粒径是颗
粒物的基本特征，影响着颗粒物其他物理化学性质;通过测量水溶性离子组分进行植物叶面尘来源的解
析，可以揭示一段时间内大气粉尘的来源，这比短期内的采样分析更准确。因此结合粒度特征、以及水溶
性离子分析的叶面尘研究更有利于深入理解大气颗粒物与植物相互作用的基本规律和揭示不同植物的健
康生态效益，具有更重要的现实意义。
至今针对厦门市行道树的滞尘效应相关研究还鲜有报道，且芒果树(Mangifera indica)和高山榕(Fi-
cus altissima)是目前厦门市栽种最为广泛的行道树种。因此本文以厦门市为例，通过测定厦门市主要街
道两侧的芒果树和高山榕的滞尘能力、选择典型功能区样点的叶面尘样品进行粒度分析以及水溶性离子
测定，分析这 2 种植物叶面尘的理化特性，对 2 个树种在厦门市的滞尘量、叶面尘粒径以及水溶性离子进
行对比，以期为厦门市行道树的选择和最大程度地发挥行道树的健康生态效益提供参考。
1 研究区域和研究方法
1. 1 研究区域
厦门市位于福建省东南部，东经 117°53—118°25、北纬 24°25—24°54，地处亚热带地区，属南亚热
带季风气候，兼具海洋性气候特征。气候温和，年平均气温为 21 ℃，相对湿度 76%，年平均降水量在1 100
mm左右，多集中在 5—8 月，地形地貌以丘陵、台地为主。全市主要行道树有芒果、洋紫荆(Bauhinia
blakeana)、高山榕、凤凰木(Delonix regia)等。其中，芒果和高山榕共 1. 2 万株左右，相对频度之和约为
17%［19］。
2009 年，厦门市环境空气质量总体良好，优良率达 98. 6%，轻微污染的天数为 5 d。SO2、NOX 浓度均
达到国家环境空气质量一级标准，但 PM10只达到国家环境空气质量二级标准
［20］。PM10已成为厦门市大气
环境首要污染物。
1. 2 研究方法
1. 2. 1 采样地点与方法 选取厦门市各条道路两侧生长健壮的芒果树和高山榕，于 2010 年 7 月选择雨
后 7 d且晴朗微风的天气，连续 2 d进行叶片采样收集［21］。采集成熟健康的叶片，每个样点约 60 ～ 100 片
叶片，树冠上中下以及各方向都进行收集，保存于自封袋中。
1. 2. 2 滞尘量测定 将叶片浸泡于装有蒸馏水的塑料盒内，超声清洗 15 min 后辅以软毛刷刷去叶片表
面灰尘。清洗液用已编号并烘干称重(m1)的滤纸过滤，过滤后将滤纸烘干，用精度为万分之一的天平称
重(m2)。用打孔称重法测定叶面积(A)。单位面积滞尘量 Ld =(m2 －m1)/A。每个样品做 3 份平行样。
1. 2. 3 叶表面颗粒物粒径分析及水溶性离子测定 选择 4 个代表不同功能区的典型采样点(图 1) ，即海
沧工业区(沧虹路，CH，24°2949″N、118°0203″E)、商贸区(仙岳路，XY，24°2935″N、118°0644″E)、文教区
(厦门大学，XD，24°2620″N、118°0550″E)和同安农业区(汀溪水库附近，TX，24°4743″N、118°0832″E) ，
对这 4 个样点采集的行道树芒果树和高山榕树叶表面阻滞的颗粒物进行粒径分布分析以及水溶性离子测
定。相同样点的芒果树和高山榕大气背景和下垫面环境状况基本一致。
1)叶表面颗粒物粒径分析。用少量的蒸馏水清洗采集的叶片样品，使用激光粒度仪(英国马尔文，
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福 建 林 业 科 技 第 38 卷
图 1 研究区分布图
Mastersizer 2000)对叶面尘清洗液进行粒径分析。
2)水溶性离子测定。叶片用去离子水超声清洗 20 min，所
得悬浊液用去离子水定容。摇匀后静置，用 1 mL 的一次性针管
抽取测定上层清液，经 0. 45 μm微孔滤头将液体转移至 2 mL的
进样瓶中后进行离子色谱(美国戴安公司，ICS － 3000 型)分析。
测定的 10 种水溶性离子为 F －、Cl －、NO －2 、NO
－
3 、SO
2 －
4 、Na
+、K +、
NH4
+、Ca2 +、Mg2 +。
2 结果与分析
2. 1 厦门市主要街道芒果树与高山榕滞尘能力
采集了厦门市近 40 条主要交通道路两侧种植的芒果树和高
山榕树叶，测定其滞尘量，见表 1、表 2。单位叶面积滞尘量在
0. 3562 ～ 4. 8073 g·m －2之间，最小值为兴隆路的高山榕，最大值
为海沧大桥海沧区出口处的芒果叶样品。23 个芒果叶样品和 22
个高山榕样品的平均滞尘量分别为(2. 2020 ± 1. 08)g·m －2和
(1. 2979 ± 0. 61)g·m －2，芒果树叶片平均滞尘能力显著大于高
山榕(P ＜ 0. 05)。
表 1 厦门市主要街道芒果树与高山榕叶片单位面积滞尘量
样点 树种
单位面积滞尘
量 /(g·m －2) 样点 树种
单位面积滞尘
量 /(g·m －2) 样点 树种
单位面积滞尘
量 /(g·m －2)
海沧大桥 芒果 4. 8073 沧虹路 芒果 1. 7709 华泰路 高山榕 1. 4140
孙坂南路 芒果 4. 0067 湖滨北路 芒果 1. 6023 浔江路 高山榕 1. 3701
湖里大道 芒果 3. 3374 同顶路 芒果 1. 5144 仙岳路 高山榕 1. 3444
银江路 芒果 3. 2659 海天路 芒果 1. 1665 沧裕路 高山榕 1. 3033
厦禾路 芒果 3. 1340 厦门大学 芒果 1. 0267 县黄路 高山榕 1. 2988
湖滨西路 芒果 3. 0845 悦华路 芒果 0. 8382 沧虹路 高山榕 1. 1728
华荣路 芒果 2. 9839 虎园路 芒果 0. 6608 厦门大学 高山榕 1. 0914
机场大道 芒果 2. 4091 祥桥路 芒果 0. 5406 厦大白城 高山榕 0. 8664
东渡路 芒果 2. 3967 金山路 高山榕 2. 6150 枋湖路 高山榕 0. 8605
吕岭路 芒果 2. 3419 南山路 高山榕 2. 2682 汀溪水库 高山榕 0. 8177
湖滨东路 芒果 2. 2198 金尚路 高山榕 2. 1660 前埔东路 高山榕 0. 7872
湖光路 芒果 2. 0536 钟林路 高山榕 2. 0235 湖光路 高山榕 0. 7111
仙洞路 芒果 1. 8777 鹭江大道 高山榕 1. 7282 祥桥路 高山榕 0. 6451
仙岳路 芒果 1. 8140 悦华路 高山榕 1. 6669 吕岭路 高山榕 0. 4417
汀溪水库 芒果 1. 7927 会展中心 高山榕 1. 6045 兴隆路 高山榕 0. 3562
表 2 芒果树和高山榕植株及滞尘量概况
树种 样点数量 平均树高 /m 平均胸径 /cm
单位面积滞尘量 /(g·m －2)
最大值 最小值 平均值
变异系数 /%
高山榕 22 4. 9 24. 9 2. 6150 0. 3562 1. 2979 ± 0. 61 46. 70
芒果 23 6. 4 27. 2 4. 8073 0. 5406 2. 2020 ± 1. 08 49. 12
2. 2 叶面尘粒径分布特征
图 2 为各功能区采样点芒果树和高山榕叶面尘粒径分布曲线，横轴表示颗粒物粒径(μm) ，纵轴表示
颗粒物体积百分比(%)。厦门市各功能区的芒果树和高山榕叶面尘粒径分布曲线均在 10 ～ 100 μm之间
出现 1 个主峰(XY芒果树除外) ，且 10 ～ 100 μm的体积分数基本都在 50%以上，说明高山榕和芒果树叶
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第 2 期 彭丹，等:厦门市行道树芒果和高山榕叶面尘理化特性研究
片最易于吸附粒径较大的颗粒物。这可能是大颗粒物易受重力作用沉降以及叶片结构和特性共同作用的
结果。总体来说，商贸区 XY 平均粒径最大，工业区 CH 最小。偏小的粒径分布和较大的单位面积滞尘
量，间接反映出工业区 CH的粉尘污染更为严重。
图 2 叶面尘粒径分布曲线图
图 3 芒果树和高山榕滞尘能力和叶面尘粒径体积百分比
尽管芒果树和高山榕叶片主要滞留粒径较大的
颗粒物，但对 PM10和 PM2. 5也具有一定的阻滞能力
(图 3)。粒度分析结果显示各叶面尘样品中直径小
于 10 μm 的颗粒物体积占 5% ～ 33%左右，其中
XD芒果树样品比重最大，为 33. 28%;XY芒果树值
最小，为 5. 78%。直径小于 2. 5 μm 的颗粒物体积
占 1. 5% ～ 8. 9% 左右，XD 芒果树值最大，为
8. 91%;XY芒果树值最小，为 1. 52%。单位面积滞
尘量与叶面尘 PM2. 5、PM10体积比重不存在正相关关
系，其原因可能是不同样点间大气环境中颗粒物组
分不同。
除文教区(XD)外，其他样点高山榕的叶面尘粒
径分布曲线都较芒果树叶面尘粒径曲线偏左，这表
明高山榕叶片吸附粒径较小颗粒物的能力可能比芒果叶片更强。另外，高山榕粒径在 10 μm 和 2. 5 μm
以下的颗粒物体积比重大多高于芒果叶片样品，进一步说明高山榕叶片比芒果叶片更倾向于吸附粒径较
小颗粒物。叶片结构特征对植物滞尘有重要影响［12］。芒果树和高山榕叶片表面均无纤毛结构且不具有
分泌功能的腺毛或腺体，主要都是通过附着方式截留降尘。使用 5 400 万像素超景深三维显微系统
(KEYENCE公司生产)拍摄的芒果树和高山榕叶片照片见图 4，芒果叶片表面较粗糙，易附着颗粒物，这可
能是其单位面积滞尘量较大的原因;高山榕叶表面较光滑，主要依靠细胞壁间沟状结构截留降尘，因此其
叶面尘中细小颗粒物比重较高。已有试验结果表明，在吸附细粒子方面，气孔数量、叶面积是重要影响因
素，进一步利用扫描电镜(SEM)研究叶片元素形态将有助于解释这些结果［23］。
2. 3 叶面尘水溶性离子含量
分析大气颗粒物中各种化学组分分布状况，对于了解颗粒物的环境效应以及解析颗粒物的来源具有
重要的指导作用［24］。因此，分析叶面尘水溶性离子的组成也有助于分析叶面尘来源以及了解植物滞尘的
环境健康效应。
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福 建 林 业 科 技 第 38 卷
叶面尘各水溶性离子含量见表 3。经配对样本 t 检验结果显示，除 XD 样点外，相同样点的芒果树和
高山榕叶面尘水溶性离子含量差异不显著(P ＞ 0. 05) ，说明 2 个树种叶面尘的来源基本一致。K +、Ca2 +、
SO4
2 －、Na +质量比重较大，表明芒果树和高山榕叶面尘的主要来源可能是海盐颗粒、机动车尾气以及燃
煤。已有研究表明，无机离子成分主要富集在 PM2. 5和 PM2. 5 － 10上
［5］。XD 芒果叶面尘水溶性离子含量较
高，XY芒果叶面尘多数离子含量偏低，这也从另一方面证实了 XD 和 XY 芒果叶面尘中可吸入颗粒物比
重分别较高和较低。
图 4 芒果树和高山榕叶片滞尘情况
表 3 叶面尘水溶性离子含量
树种 研究区
单位面积滞尘量 /
(g·m －2)
单位质量叶面尘水溶性离子含量 /(mg·g －1)
F － Cl － SO4
2 － NO2
－ NO3
－ K + Na + Ca2 + Mg2 +
芒果 XD 1. 0267 4. 5953 3. 2805 7. 3649 3. 0599 4. 5549 12. 0287 22. 6896 10. 6639 4. 9255
XY 1. 7069 0. 0430 0. 9610 3. 1381 5. 9741 0. 1401 4. 5565 3. 2264 7. 1320 2. 4122
CH 1. 8140 0. 6728 2. 0710 5. 3411 1. 0878 2. 8330 3. 8971 6. 6716 9. 1771 2. 4436
TX 1. 7927 1. 6390 1. 0687 1. 2046 1. 0384 2. 8927 6. 4103 1. 1067 3. 3848 2. 3869
高山榕 XD 1. 0914 0. 2311 3. 4513 2. 4190 2. 4023 2. 4500 3. 3141 2. 5464 4. 8130 1. 8711
XY 1. 1728 0. 7176 2. 2033 3. 9822 0. 0812 3. 1719 4. 1650 2. 8387 10. 3849 2. 1824
CH 1. 3444 0. 7187 2. 7111 7. 3708 1. 4581 5. 2502 3. 1807 4. 9737 11. 3406 2. 1266
TX 0. 8177 0. 1166 4. 1857 4. 3166 0. 4554 0. 1271 5. 1270 7. 0935 9. 1764 3. 0214
* :所有样品均未检测出 NH +4 ，故未列出。
地壳污染因子 Ca2 +在芒果叶面尘中的含量普遍低于高山榕叶面尘，说明高山榕更易于阻滞自然源排
放的颗粒物。下垫面性质是影响 2 次扬尘颗粒物组成的因素之一，CH和 XY 2 个采样点下垫面无其他灌
木或草本植被覆盖，可能是这 2 处叶面尘 Ca2 +较高的原因。
Na +和 Cl －是 2 种典型的海盐成分，部分 Cl －还可能来源于石化燃料燃烧。XD 和 CH 处的样品 Na +
浓度较高，可能与这两处离海洋较近有关。另外，所有叶面尘样品中 Na + /Cl －的质量比均大于二者分子
当量比，而大气颗粒物中的情况通常与此相反［5，25］。这可能是由于叶面尘中部分 Cl －与叶表面接触的过
程中被芒果和高山榕叶片吸收。
NO －3 与 SO
2 －
4 的质量比(NO
－
3 /SO
2 －
4 )可以用来比较固定源(如燃煤)和移动源(如汽车尾气)对大气中
硫和氮贡献量的大小。如果该值较高，说明机动车对大气中 SO2 和 NOX 的贡献较大，反之，则说明 SO2 和
NOX 主要来自于煤的燃烧
［23］。除 XD 样点外，高山榕叶面尘的 NO －3 /SO
2 －
4 质量比都大于芒果叶面尘，说
明高山榕可能比芒果易于吸收机动车尾气排放产生的颗粒物。位于建成区 XD、CH 的 NO －3 浓度明显高
于郊区 TX样点，说明在 XD和 CH交通尾气对叶面尘来源的贡献高于 TX。各样品 NO －3 浓度总体偏低，
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第 2 期 彭丹，等:厦门市行道树芒果和高山榕叶面尘理化特性研究
可能是与夏季高温情况下不利于 NO －3 产生机理有关。
3 结论与讨论
厦门市主要行道树种芒果的平均滞尘能力大于高山榕。高山榕叶面尘平均粒径小于芒果，且叶面尘
中 PM2. 5和 PM2. 5 － 10的体积分数大于芒果，表明高山榕比芒果更易吸附粒径较小的颗粒物。芒果和高山榕
叶片较易吸附 10 ～ 100 μm颗粒物，与庞博［8］、王亚超［16］等人的研究结果一致，其原因可能是由于大颗粒
物易沉降以及叶片结构的影响。芒果和高山榕叶面尘的主要来源基本一致，可能是机动车尾气、海盐颗粒
以及燃煤颗粒。高山榕叶片对自然源以及汽车尾气排放产生的颗粒物阻滞能力要强于芒果叶片。
工业区 CH样点的单位面积滞尘量偏大且平均粒径最小，一定程度上反映了该区域的粉尘污染状况
更为严重。位于厦门市交通要道的商贸区 XY样点滞尘量最大，粒径也偏大，可能是由于该样点种植芒果
树一侧的人行道处于施工期，使得该样点受试植株尤其是芒果叶面尘中大颗粒物所占百分比较重。邱
媛［26］、程政红［27］等人的研究也证实道路施工会对植物滞尘量有较大影响。另外，不同功能区样点间滞尘
量与叶面尘可吸入颗粒物百分比变化不一致，可能是因为各样点大气环境中颗粒物组分不同。受下垫面
性质影响，商贸区和工业区受自然源影响较其他样点大。文教区和工业区交通尾气对叶面尘来源的贡献
高于农业区。
高山榕对粒径在 10 μm以下的颗粒物截留能力更强，因此在可吸入颗粒物污染较重的地区可以考虑
种植该树种。但考虑到芒果滞尘量大，所以可能叶面尘中可吸入颗粒物的总量并不低。今后可以结合三
维绿量等要素对芒果和高山榕阻滞可吸入颗粒物的能力进行进一步的比较研究。此外，要将粉尘粒度特
征作为城市植物选择的标准，还需要进一步开展大量的基础研究。
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福 建 林 业 科 技 第 38 卷
多样性具有重要意义。
保护区内野生食用菌资源十分丰富，有不少是珍稀种类，如正红菇、梨红菇等，具有较高的经济价值，
当地农民也有采食这些野生食用菌的习惯［7 － 10］。建议有关部门采取有效措施，本着保护与适度开发的原
则，合理开发利用保护区内的野生食用菌资源。
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