全 文 ：热带亚热带植物学报 2003，1 1(4)：329-335
Journal of Tropical and Subtropical Botany
大气污染对 35种园林植物生长的影响
刘世忠 薛克娜 2 辉 胡袭聪 陆耀东 2 吴芝扬 2
(1．中国科学院华南植物研究所 ．f’尔 J州 510650；2．蜘I b林 It, 学研究所，广东 佛山 528000)
摘要：对广东省佛山市大气监测的结果表明，眩 b ,2， 1化物和毒性氟化物 址 说工业产生的主要污染物质。采用现场盆
栽试验方法 ，比较分析了生长在佛山市陶瓷 Ⅲ近幅浓度 SO 州氟化物 人气污染环境下的 35种园林绿化植物 的株
高、基径、冠幅等生长指标的差异，并采用综合牛 K指标评价方法对参试}{If物进行相应的抗性分级，选出 8种抗性植物
(铁冬青、菩提榕、环榕、仪花、小叶榕、红花 々、 个枫 、自桂木 )，1 7种r} 等抗性植物 (小叶胭脂、腊肠树、毛黄 肉楠 、
红桂木、茶花、吊瓜 、火焰 木、铁力木、柳叶抽 、 小、版莉 、密纯 、街 1钆红豆、复羽叶栾树 、灰木莲 、大头茶、印度紫
檀)，8种敏感植物 (华润楠、海南木莲、格木 、¨ 奉札英、蓝花楹、观光木、蝴蝶树、自木香、乐昌含笑、无忧树 )。
关键词：大气污染；园林植物；生长：抗性；陶瓷 I‘、l，；
中图分类 号 ：X503．235 文 献标识 码 ：A 文章编 号 ：1005—3395(2003)04-0329-07
Effects of Air Pollution on the Growth of 35 Garden Plants
LIU Shi-zhong XUE Ke-na KONG 6uo．hui HU Xian．chong LU Yao．dong WU Zhi．yang
(1．South China Institute of Botcm)：the Chinese Accutemy of Sciences，Guangzhou 510650，China；
2．Foshan Institute of Forestry Scien( Foshan 528000，China)
Abstracts：Air monitoring data showed that acidic sulfate and toxic fluoride were the major source of polutants
from ceramic industry in Foshan citY,Guangdong Province．Thirty—five garden plant species were grown in pots at
two polluted sites near ceramic factories and a relatively clean site as control to measur e the growth of plant
height，basal diameter，crowIl cover，and the complex growth rate as indexes of pollution toleran ce of the species．
One to tw o—year—old seedlings incubated in pots lbr about 5 months of exposure to air pollutants were examined．
The results indicate that al the species tested can be grouped into three types：I．tolerant species(Ilex rotunda，
Ficus religiosa， Ficus annulata， Lysidice rhodostegia， Ficus ，n rm(wpa， Camellia semiserrata， Heteropatw~
嚼 0 ， A rtocarpus hypargyreus)； II．middling tolerant species (A rtocarpus styracifolius． Co．~sia tula,
Actinodaphne I~ilosa,Artocarpus nitidus ssp．gin．grumer~is，Cameli．，japonica,Kigelia 印athoden
campanulatc~Mesua rre a’Machilus salicinc~Dolichandrone caud．felina,Fagraea ceilanicc~Myrsine seguini,
Ormosia pinnata,KoeIrcuteria bipinnata,Manglietia Gordonia axilaries，Pterocarpus indicus)：and II．
sensitive species(Machtlus chinensis，Mcmglietia hainanensis，Er) throphloeum fordi，Elaeocarpus japonicus，
帆如 mimosifolia,Tsoongiodendron odorlzm，Heritiera part,／folia,A quilaria sinens~，Michelia chaper~is，
Saraca chinensis)．
Key words：Air pollution；Garden plant； i OX＼’th；Resistance；Ceramic industry
陶瓷工业是广东省佛山市的传统产、 和经济
支柱产业之一，目前，佛山拥有陶瓷生产 r 350多
家 ，总产值超过 200亿 ，约 占该市国民 ’ ．■直的
收稿 13期 ：2003—07-07 接 受 13期 ：2003—08—0g
基金项目：佛山市科学技术局科技发展专项资 l()二ljil _、)资助
l／5Ⅲ。陶瓷业在创造巨大经济效益的同时，由于消耗
大鼋的燃料，产生大量的大气污染物，主要为硫化
物 、氟化糊、粉尘等。据佛 山市南海区环保局统计资
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330 热 带亚热带植物 学报 第 11卷
料，2001年南海区煤炭消耗总量为 1．O1 Mt，燃油消
耗 总 量 为 1．20 Mt，燃 料 燃 烧 产 生 工 业 废 气
345．6亿标 m ，排放二氧化硫 42 185 t，烟尘 5 333 t，
工业粉尘排放量 1 605 t，陶瓷业和火力发电业为主
要排污行业[21。由此产生的诸多环境 问题 已成为制
约南海 以及佛 山地 区经济 良性发展和严重危害居
民健康的主要因素之一。
利用植物对大气污染物 的吸附、吸收、转移等
净化能力作为防治空气污染的一种有效的补充措
施，正 日益为人们所重视和利用，其前提是利用科
学的方法，筛选出抗性较强的植物 。以往较多采用
熏气等方法观测单一大气污染物质对植物的伤害
程度来确定植物的抗性等级【3。。，或者通过一个或多
个生理指标的测定来评价植物的抗性 “】，但前者模
拟大气污染环境，试验结果无法直接应用于真实复
杂的实际环境 ，而后者则需要配备高精仪器设备，
研究条件受到一定的限制。利用污染现场栽培，观
测植物在复合大气污染环境下 的生长差异来筛选
抗性植物 ，少见报道[1刁，而且利用这种方法筛选出的
抗性植物可以不再经过中试，直接应用于污染地区
的园林绿化，因此具有一定的现实可行性。
本文通过研究植物在高浓度 SO2和氟化物大
气污染环境下的生长差异 ，采用综合生长指标评价
方法对参试植物进行相对抗污染能力分级。建议将
其中抗污染能力强的植物种类，推广应用到佛山地
区及其它类似的污染地区的园林绿化工程中，从而
有效地改善当地人民群众的生产生活环境，增加城
市园林绿化植物的多样性和选择性。
1试验地环境概况
试验在大气污染强度不同的 2个地点进行：五
星试验点 (、 )，位于佛山市南海区五星，附近有
多家大型陶瓷厂 ，代表典型污染区；东村试验点
(DC)，位于佛 山禅城区东村，紧靠陶瓷生产车间，
周围陶瓷生产企业众多，代表重度污染区；同时选
取广州华南植物 园 (BG)作为相对清洁区对照点。
据试验期间现场监测，五星点和东村点的硫酸盐化
速率和氟化物含量分别达 2．160 mg sO3 100 cm。d～、
44．131 ugF100cm d 和 9．978mgS03100cm。d～、
54．368 u g F 100cm。d～，分别为对照点的 15．21倍、
17．43倍和 70．26倍、21．47倍。可见两污染试验点的
大气污染情况都非常严重 ，尤 以东村点为甚，两污
染点的主要污染物均是源于陶瓷工业的酸性硫化
物和氟化物。
表 1 2002年 6-l0月各试验点部分大气污染物监测结果
Table l The concentration ofair pollutants at diferent experimen tal
sites(average from Jun．to Oct．，2002)
2材料和方法
试验材料 试验植物 35种，全部为乔木或
小乔木 。每个试验点每种植物 5个重复，苗木苗龄
为 I一2 a生，个别种为无性繁殖。试验植物于 2002
年 3-4月上盆，栽培土壤、施用肥料一致，置于佛 山
市林业科学研究所(南海区小塘镇)内统一管理，待
苗木生长稳定正常后，于 2002年 6月 3日一6日先
后将试验苗木送至五星、东村和对照点华南植物园
进行盆栽摆放。为使每种参试植物在试验地内所处
的小生境尽可能一致，以消除因不同位置、不同风
向对植物影响的差异，盆苗摆放时，不同种类分散
摆放，同一种的 5个重复植株在场地内呈梅花型分
布。试验期间各试验点进行一致的水肥管理。
测定 记录每株植物的基径、株高、冠幅等。
第一次测定在苗木进入试验场地前 2-3 d完成，第
二次测定在当年生长季节将结束时 (2002年 10月
25日)进行。
数据处理和植物生长状况评价方法 以相
对清洁区华南植物园的净增长量 (株高、基径、冠
幅 )为基数 (100％)，以污染区测定的相应数值 与
之相 比，得出污染区各项生长量比值 ，表示污染区
植物相对于清洁区植物的相对生长优劣程度。计算
方法为：
R=IP／lcx100％
式中 尺为污染区植物的株高 (或基径、或冠
幅) 增长量相对于清洁区增长量的比值； 为污染
区植物 的株高 (或基径 、或冠幅)增长量 ；，c为相对
清洁区植物的株高 (或基径、或冠幅)增长量。生长
量 比值越大，表示参试植物在污染区生长受影响程
度越小。
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第 4期 刘世忠等：大气污染对 35种园林植物生长 的影响 33l
3结果和分析
3．1植株 高增长 量
由表 2可见，五星点株高增长比值大于 60％的
有：幌伞枫、腊肠树、灰莉、复羽叶栾树、火焰木、铁
力木、环榕等 18种植物，且前 4种植物的增长 比值
甚至大于 100％，小于 30％的只有蝴蝶树、无忧树 2
种，其余 l5种则介于 3O％至 60％之间：东村点所有
植物株高增长 比值均小于 100％，大于 60％的只有
腊肠树、环榕、幌伞枫 、猫尾木 、菩提榕 5种 ，介于
60％至 30％之 间的有铁冬青 、火焰木、毛黄 肉楠等
l7种 ，小于 30％的则有格木、蝴蝶树等 l3种，格
木、蝴蝶树、白木香 3种甚至小于 10％。结果表明，
五星点有 l8种植物株高生长未受较大的影响，而
东村则只有 5种。至于受大气污染影响较大，株高
生长明显受抑制的，五星只有 2种，而东村则达 l3
种之多，由此亦反映出东村点大气污染明显 比五星
严重 。
3．2 植株基径增长量
由表 3看出，五星点植物基径增长 比值大于
60％的有红花油茶、红桂木、白桂木、毛黄肉楠、环榕
等 17种，其 中红花油茶大于 100％，而小于 30％的
只有观光木 1种，其余 l7种介于 30％一6o％。东村
点基径增长比值大于 60％的则有环榕、红花油茶、
小叶榕、幌伞枫等 11种，其中环榕、小叶榕、红花油
裹 2 3个试验点的檀株离增长■
Table 2 Increment ofplant height(cm)from the beginning ofJune to 25 October
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332 热 带亚热带植 物学报 第 11卷
表 3 3个试验点的植株基径增长量
Table 3 Increment ofbasal diameter(cm)
茶三种甚至超过 100％，小于 30％的则有乐昌含笑、
无忧树等 l4种，乐昌含笑、无忧树 、海南木莲甚至
小于 10％，其余 l0种位于 30％-60％之间。植物的
基径生长结果与株高生长结果非常接近，尤其是五
星点，基径生长较正常和生长较差的分别有 l7种
和 1种，株高则为 l8种和 2种。东村基径生长受影
响较小、生长相对正常 的有 11种 ，影响较大、生长
受抑制较 明显的则有 l4种，与株高生长相比，受影
响较小的种类明显增多，这可能因为基径增长是在
植株基部，没有幼嫩部位，因此直接伤害较小，而株
高增长则因幼嫩的项芽易受伤害直接影响较大。
3．3植株的冠幅增长量
大气污染对植物最直接最 明显的就是对叶片
及嫩栈的损害，因此在株高、基径、冠幅 3个生长指
标中，冠幅是受污染影响最显著的。从表 4可见，冠
幅增长比值大于 60％的，五星点有铁冬青、菩提榕、
白桂术等 7种，东村点则只有菩提榕、铁冬青、仪花
等 6种。在 30％-60％之间的，五星有海南红豆、毛
黄 肉楠、茶花等 l7种 ，东村有小叶胭脂、茶花等 4
种。小于 30％的，五星有蓝花楹 、观光木、猫尾木等
1 1种，东村则有蓝花楹、观光木、猫尾木等 25种。东
村更有蓝花楹、观光木、猫尾木等 l7种的比率小于
10％，其中蓝花楹、观光木、猫尾木、复羽叶栾树、火
焰木、海南木莲 6种植物的冠幅甚至近于零增长。
总之，冠幅生长受污染影响较小的，五星和东村各
仅有 7种和 6种，而影响较大、受明显抑制的，五星
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第 4期 刘世忠等：大气污染对 35种园林植物生长的影响 333
有 1 1种，东村则达 25种之多 (占总种数的 71％)。
试验结果反映出冠幅受大气污染的影响较明显 、较
直接，也反映出东村污染较严重。
3．4 试验植物综合生长状况 比较
由于植物对人气污染反应非常复杂，单一生长
指标难于准确 比较评价植物的受影响程度，本文采
用综合生长 比值 (Complex Growth Rate，GRC)对
参试植物进行比较排列。本试验 的分析结果表 明，
大气污染对树木基径的影响最小，对株高影响次
之，对冠幅影响最大 。对基径、株高、冠幅分别赋 以
0．25、0．30、0．45的加权系数，计算各污染点的加权
综合生长比值，计算公式为：
GRc=O．25~R8~+0．30~R~+0．45~R
式 中 G c为综合增长比值 ，尺肌 尺 、尺 分别为
基径、株高、冠幅的增长比值。综合增长比值越高，
表示植物受大气污染影响越小，生长较为正常；反
之，则受大气污染影响较大，生长受较严重的抑制。
综合增长比值计算结果见表 5。
由表 5可看出，两污染点植物的相对抗性强弱
排列并不完全一致，但其排列的相对位置是基本稳
定的，如五星点增长 比值较高、相对抗性较 强的铁
冬青、幌伞枫、红花油茶、白桂木、腊肠树、仪花等种
类，在东村点亦是排在相对抗性较强 的位 置；而增
长比值低 、相对抗性较弱的观光木、乐昌含笑、蓝花
楹、白木香、无忧树、蝴蝶树、日本杜英等种类，在东
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334 热带亚 热带植物 学报 第 11卷
表 5 两个污染点植物的综合增长比值
Table 5 Complex growth rate ofplants grown at two polluted experimental sites
村点亦处于相似的位置。虽然五星点和东村点的污
染水平相差较大，特别是硫化物浓度相差达 5倍
(表 1)，但两试验点均是源于陶瓷工业的以酸性硫
化物和氟化物为主的大气污染，由于植物对相同污
染物的生长反应是基本相同的，因此两污染点的试
验结果是趋于一致的，这一结果与 以往的研究结果
亦近似【3， ’旧，说明采用综合生长指标评价植物抗性
的方法是可行的。
为消除试验间的误差，本文根据两污染点的平
均综合增长 比值的大小，将参试植物按相对抗性强
弱分为 3级，分级标准及结果如下：
抗性植物 (综合增长 比值 >60％，受污染影响较
小)：铁冬青 、菩提榕 、环榕、仪花 、小叶榕、红花油
茶、幌伞枫、白桂木 8种；
中等抗性植物 (30％<综合增长比值 <60％，受
污染影响较大)．，J、叶胭脂、腊肠树、毛黄肉楠、红桂
木 、茶花、吊瓜、火焰木 、铁力木、柳叶楠、猫尾木 、灰
莉、密花树 、海南红豆、复羽 叶栾树 、灰木莲、大头
茶、印度紫檀 l7种；
敏感植物 (综合增长比值 <30％，受污染影响严
重)：华润楠、海南木莲、格木、日本杜英、蓝花楹、观
光木、蝴蝶树、白木香、乐昌含笑、无忧树 l0种。
4小 结
不同植物对同一大气污染物有不同的反应特
点，且不同植物在不同时期有不同的增长模式，在
幼龄阶段 ，有的植物主要表现为纵 向生长，有 的则
为横 向生长。同时，株高、基径、冠幅等对污染的反
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第 4期 刘世忠等 ：大气污染对 35种 园林植物生长的影响 335
应亦不完全一致 。本文试验结果表明，冠幅对污染
反应最显著，表现出的差别也最大 ，而株高、基径则
没那么明显，尤其是基径 。因此单一的生长指标无
法准确反映植物对大气污染的响应。采用株高、基
径、冠幅等多因子综合评价方法，则能较为全面准
确地反映植物的抗性强弱。本研究中，参试植物在
不同污染水平下的综合生长反应 ，相对一致 ，如环
榕、小叶榕、腊肠树、幌伞枫、铁冬青等，在不同大气
污染水平环境中，均表现 出较强的抗性能力，显示
综合生长指标评价方法是可行的。
以往对植物抗性的研究，多采用不同浓度的单
一 污染物处理方法，用植物的不同反应阈值进行抗
性分级。然而，实际的大气污染环境不可能是单一
的污染物质，阈值的研究结果无法直接应用。合理
的生理指标方法虽然是可行的，但需要配备高精仪
器设备和专业人员，采用污染现场观测方法，可行
而简单，并较能直接地反映不同植物对特定大气污
染环境的响应特点，并且试验结果能直接推广应用
于相类似 的污染地区 ，因而具有较强的实际应用
前景。
利用污染现场盆栽观测方法研究植物生长指
标对大气污染的反应从而进行抗性植物筛选，只是
对植物的外观特性的观测 ，试验的结果亦会出现一
定的偏向性，特别对一些生长特快或特慢的种类。
例如试验植物中的茶花，因其本身的生物学特性，
生长较慢，在各个指标中表现较差，最后导致排位
相对靠后 ，而实际上它是所有参试植物中唯一完全
没有出现叶片表观伤害症状的种类，以往的研究也
证实茶花是一种抗二氧化硫和抗氟耐氟植物【3t堋。这
说明单纯的生长指标也并不能完全准确地反映不
同植物的抗性能力。植物生理生态指标的测定，能
较为精确反映出植物抗性强弱的内在机理，但也会
受各种客观条件的限制。因此采用综合方法能更好
更准确地确定植物抗性的强弱。
本试验结果表 明，桑科 、山茶科植物对大气典
型污染及重度污染均有较强的抗性，而木兰科植物
的抗性普遍较弱，这一结果可为类似的污染区今后
在筛选及引种新的园林植物种类时提供参考。
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