全 文 ：第 38卷 第 3期 东　北　林　业　大　学　学　报 Vol.38No.3
2010年 3月 JOURNALOFNORTHEASTFORESTRYUNIVERSITY Mar.2010
城市郊区藜科植物花粉密度时空变化规律 1)
　　　　　　　　　　侯晓静　王　成　　　 孙志伟　郝婷婷
(中国林业科学院林业研究所 ,北京 , 100091)　　　　　　(北京林业大学)
　　摘　要　采用重力法研究典型天气情况下城市郊区空气中藜科植物花粉的时空变化规律。结果表明:8:00—
12:00是 1d内藜科花粉密度较高的时段 ,主要是由植物的生理散粉作用所引起的。 16:00至凌晨 4:00藜科花粉
密度较低且无明显变化。藜科花粉在距地表 1.0和 1.5m高度分布较多 ,地表次之 , 3m以上随高度增加花粉密度
降低。垂直分布差异主要表现在上午散粉时段 , 14:00之后逐渐均匀。气象要素变化影响藜科花粉密度的日变化
规律。中午前后频繁的气流扰动可以造成距地表 3m以下高度藜科花粉密度的小范围升高。不同样地之间 , 受藜
科植物的分布情况影响 ,花粉的时空变化存在一定差异。藜科植物分布较少的样地内花粉的高峰期延后 , 垂直分
布差异减弱 , 1.5m以下的花粉比例降低。
关键词　藜科;花粉密度;日变化;垂直变化
分类号　X513DiurnalandSpatialChangesinAirbornePollenConcentrationofPlantsoftheFamilyChenopodiaceaeinSuburbofBeijing/HouXiaojing, WangCheng(KeyLaboratoryofTreeBreedingandCultivation, StateForestryAdministration(ResearchInstituteofForestry, ChineseAcademyofForestry), Beijing100091, P.R.China);SunZhiwei, HaoTing-ting(BeijingForestryUniversity)//JournalofNortheastForestryUniversity.-2010, 38(3).-76 ～ 77, 86ThegravitationalmethodwasusedtostudythediurnalandspatialchangesinairbornepollenconcentrationoftheplantsofthefamilyChenopodiaceaeinsuburbofBeijing.ResultshowedthatChenopodiaceaepolendensitywashighestduring8:00-12:00 owingtotheplantemission.However, thepolendensitywaslowerandstableat16:00 -4:00.MoreChenopodiaceaepolengrainswereobservedat1mand1.5mabovethegroundsurfacecomparedwiththoseonthegroundsurface.Ataheightof3mabovethegroundlevel, thepollendensitydeclinedwithincreasingheight.Howeverthedifferenceinverticaldistributionofpolenonlyexistedintheemissionperiodoftheplants, whichdisappearedafter14:
00.MeteorologicalfactorshadsomeinfluencesonthediurnalchangeinChenopodiaceaepolendensity.Continualanddis-orderingairflowscouldresultinasmalincreaseinpolendensityattheheightbelow3maroundnoon.ThediurnalandspatialchangesofChenopodiaceaepolen, afectedbythedistributionofChenopodiaceaeplants, werediferentindiferentsampleplots.Inthesampleplotswithfewplants, thepeakofpollendensitywasdeferred, theverticalvariationbecameweak, andthepolenproportionattheheightbelow1.5mreduced.Keywords　Chenopodiaceae;Polendensity;Diurnalchanges;Spatialchanges
　　藜科(Chenopodiaceae)植物多为 1年生草本 , 少数为半灌
木或灌木 ,稀为小乔木 , 为世界广布种 , 主要分布于非洲南部 、
中亚 、美洲和大洋洲的干草原 、沙漠 、荒漠和地中海 、黑海 、红
海沿岸海滨地区。我国有 39属 186种 , 遍布全国 , 主要产于
盐碱地和北方各省的干旱地区 [ 1] 。本科花粉特征基本一致 ,
花粉粒球形或近球形 , 直径 12 ～ 45μm, 具散孔 , 孔圆形或近
圆形 ,孔径 1 ～ 4μm, 孔上有孔膜 , 膜上有颗粒状纹饰。花粉
外壁 2层 , 外层厚于内层 ,表面颗粒状纹饰 [ 2] 。藜科花粉能结
合人体特定免疫细胞并激发其产生组胺分子 , 最终刺激到眼
鼻等器官。早在 20世纪 90年代初对哮喘病的皮肤敏感试验
表明藜科花粉的致敏率为 67.1%[ 3] ,随后殷少军等 [ 4]证明藜
草花粉是我国哮喘患者的一个重要吸入性过敏原。由于藜科
花粉的致敏性相对弱于蒿属 、豚草属花粉 ,近些年专门针对藜
科花粉的研究较少。然而藜科植物分布广泛 、花粉量大且花
粉期长。 根据国家气象局 2004 年以来北京市逐日气传
花粉的监测数据和笔者实际监测 ,藜科花粉已经成为北京地
区夏秋季节主要的气传致敏花粉之一 , 它对于过敏人群所造
成的危害已经不容忽视。为此 ,笔者选择晴朗静风的天气 ,研
究不同样地内藜科植物花粉的日变化和垂直变化规律 , 旨在
对过敏人群和绿化管理提供参考依据。
1)国家科技部科研院所社会公益研究专项(2004DIB1J031)和国
家 “十一五 ”科技支撑计划重大项目课题(2006BAD03A06)资助。
第一作者简介:侯晓静 ,女 , 1983年 11月生 , 中国林业科学研究
院林业研究所 、国家林业局森林培育重点实验室 ,硕士研究生。
通信作者:王成 ,研究员 , E-mail:wangcheng@caf.ac.cn。
收稿日期:2009年 10月 9日。
责任编辑:程　红。
1　研究方法
1.1　样地设置
选择 2块样地。 1号样地为闲置 5a的荒地,隶属于华北电
力大学,面积为 300hm2 ,以藜科和苋科植物为建群种, 视为藜科
花粉源地区,监测点位于花粉源中心;2号样地位于北京门头沟
三家店河滩,属于永定河段, 南北河面宽近 400m,近些年河水断
流 ,其中无藜科植物的明显分布,视为非藜科花粉源地区。
在每块样地中心整理出面积为 5 m×5m的空地和一条
专门用来进出的通道。监测杆放置在空地中央 , 监测高度分
别为地表 、1.0、1.5、3.0、5.0、7.0m。
1.2　试验方法
在藜科植物花期内进行采样 , 具体时间为 2007年 8月
18— 19日和 8月 30— 31日 , 天气为晴朗软风。为降低试验准
备活动对空气花粉密度可能造成的影响 , 傍晚 18:00左右进
入样地开始准备 ,晚上 20:00时正式开始监测。监测方法为
重力法 ,采样介质为涂有凡士林的载玻片。所有监测点每隔
2h监测一次 ,每次 3个重复 , 每次监测持续 2h。
挑取适量的碱性品红甘油胶放在采完样的载玻片中部 ,
微火熔化后加盖 20mm×20mm干净的盖玻片。静置一段时
间后 , 在显微镜下数出盖玻片范围内所有藜科花粉的总粒数
n。藜科花粉密度计算公式为:N=n/8,单位为粒· h-1· cm-2。
2　结果与分析
2.1　日变化规律
1号样地内藜科花粉日变化表现为单峰规律 , 高峰期出现
在 8:00— 10:00,下午 14:00之后和夜间花粉密度较低。不同
时段之间花粉密度存在显著差异(F=22.895;p<0.001)。 α
=0.01水平上 , 8:00时的花粉密度极显著地高于其他时段, 10:
00时密度次之 , 其余时段花粉密度较低且没有明显差异(表
1)。不同高度的日变化规律基本一致 , 其中地表和 1.0m的
最高峰出现在上午 8:00, 1.5、 3.0、 5.0、7.0m的最高峰均出
现在 6:00。
2号样地内藜科花粉日变化规律也表现为单峰规律 , 只
是高峰时段有所不同。 就不同高度的平均值比较:α=0.01
水平上 , 8:00、10:00、12:00的花粉密度极显著地高于其他时
段 , 也就说相对于花粉源地区藜科花粉的高峰有所延后。下
午 16:00之后和夜间花粉密度较低。就不同高度的日变化而
言 , 5.0、7.0m日变化的高峰期出现在 8:00, 1.0、1.5 m的最
高 峰出现在 10:00时 , 地表和 3.0m则为双峰曲线 , 分别是
8:00、12:00。
表 1　1号样地藜科花粉密度日变化规律
时刻 花粉密度 /粒· h-1· cm-2地表 1.0m 1.5m 3.0m 5.0m 7.0m 平均值
显著性水平
0.05 0.01
最高温
度 /℃
最低湿
度 /%
平均风速 /
m· s-1
20:00 0.6 0.5 0.6 0.2 0.3 0.1 0.4 e E 28.5 52 0
22:00 0.6 0.3 0.0 0.4 0.0 0.1 0.2 e E 24.3 98 0
0:00 0.3 0.5 0.3 0.1 0.2 0.3 0.3 e E 21.2 100 0.2
2:00 1.0 0.4 0.3 0.1 0.4 0.3 0.4 e E 21.0 100 0
4:00 0.5 0.6 1.1 0.9 1.1 0.3 0.8 e E 22.0 98 0
6:00 0.5 0.2 0.8 0.8 0.5 1.1 0.7 e E 23.4 89 0.5
8:00 59.5 63.1 48.6 44.3 20.2 8.0 40.9 a A 35.2 54 0.6
10:00 18.5 32.6 45.0 34.7 16.2 11.1 27.2 b B 41.6 44 0.5
12:00 12.2 9.7 12.2 8.9 6.5 9.3 9.9 c C 44.1 29 0.6
14:00 5.0 4.2 7.9 5.3 3.6 2.2 4.7 d D 44.5 28 0.6
16:00 4.7 5.3 6.4 3.4 3.6 1.8 4.2 d D 40.0 33 0.3
18:00 1.1 1.7 1.1 0.8 1.3 0.8 1.1 e E 32.2 45 0.3
　　注:表中同列数据后不同字母表示差异显著 ,小写字母表示 p<0.05,大写字母表示 p<0.01。
表 2　2号样地藜科花粉密度日变化规律
时刻 花粉密度 /粒· h
-1· cm-2
地表 1.0m 1.5m 3.0m 5.0m 7.0m 平均值
显著性水平
0.05 0.01
最高温
度 /℃
最低湿
度 /%
平均风速 /
m· s-1
20:00 0.5 0.4 0.6 0.3 0.3 0.3 0.4 e D 22.7 83.8 0
22:00 0.5 0.4 0.5 0.4 0.8 0.3 0.5 e D 20.7 86.8 0
0:00 0.5 0.4 0.8 0.6 0.3 0.6 0.5 e D 19.4 91.5 0.5
2:00 0.3 0.7 0.4 0.4 0.8 0.4 0.5 e D 18.6 93.1 0
4:00 0.6 0.7 0.7 1.2 0.6 0.7 0.7 e CD 18.5 90.4 0.8
6:00 0.5 0.4 1.5 1.1 1.4 1.4 1.0 de CD 18.3 91.4 0.6
8:00 5.5 6.4 5.6 7.5 8.0 6.6 6.6 a A 26.0 62.8 0.6
10:00 5.0 8.3 8.1 3.9 5.0 4.3 5.8 ab A 38.6 36.8 0.5
12:00 7.0 8.2 7.2 4.8 3.0 2.5 5.4 b A 41.4 30.1 0.6
14:00 4.1 5.6 4.7 2.2 1.6 2.0 3.4 c B 41.4 27.8 0.6
16:00 2.3 2.8 3.0 1.3 1.6 0.9 2.0 d C 37.1 30.8 0.4
18:00 0.5 0.2 0.5 0.8 0.3 0.3 0.4 e D 29.8 45.8 0.4
　　注:表中同列数据后不同字母表示差异显著 ,小写字母表示 p<0.05,大写字母表示 p<0.01。
　　总体来讲 ,植物生理作用的时间性是引起藜科花粉密度
日变化的主要原因。从气象要素的变化可以看出:8:00开始
空气温度升高 、空气相对湿度下降 , 空气流动加速 , 这使得藜
科植物的花粉囊由湿变干并逐渐开裂 、花粉溢出 ,由此造成短
时期内空气中花粉密度急剧增加并达到高峰。随时间推移 ,
花粉在空气中不断漂浮 、搬运或者沉降 ,当植物当天的散粉减
慢或者结束后 , 花粉密度开始逐渐减少。 16:00时气象要素
趋于稳定 ,空气中的花粉也基本随之稳定 , 16:00到凌晨 4:00
藜科花粉密度没有明显的差异。然而相对于 1号样地来说 , 2
号样地的高峰时段有所延后 , 尤其是在地表 、1.0和 1.5m高
度上表现得尤为明显。这主要是因为 2号样地内没有藜科植
物的大量分布 ,其监测到的花粉主要来自周围其他地方 ,花粉
粒从散发点到监测点之间的搬运过程弱化了藜科植物的散粉
时间特征。另外 ,由于受到周围植物的截流 ,必然使得生理散
粉时段内植株高度以下(1.5m以下)的花粉数量低于植株以
上高度。 10:00之后在气象要素的影响下 , 花粉运动活跃 ,但
是这种上下活跃仅局限在 3.0m以下的高度 , 即 3.0m以下
12:00时 , 甚至 14:00时花粉密度依然保持较高的状态。事
实上中午前后气象要素的影响在 1号样地也同样存在 , 只是
由于散粉时段内花粉密度很大 , 中午前后气象要素引起的次
回升没有表现出来而已。
2.2　垂直分布特征
从全天平均花粉量看 , 1号样地内藜科花粉的垂直分布
梯度为:1.5m>1.0m>地表 >3.0m>5.0m>7.0m, 2号样
地的垂直分布梯度为:1.0m>1.5m>地表 >3.0m>5.0m>
7.0m。总体来说 , 藜科花粉在 1.0和 1.5m上分布最多 , 地
表次之 ,之后随高度的增加花粉密度降低。但是这种垂直差
异并不是存在于全天所有时段 , 而是主要集中表现在 8:00—
10:00, 即藜科植物的散粉时段。
藜科花粉的这种垂直分布是由其雄花着生高度所决定
的。试验样地内藜科植物的花序高度基本维持在 1.0 ～ 1.5
m,散粉时段花粉源源不断从植物体释放出来 , 短时间内溢出
的速度高于周围空气的扩散能力 , 由此造成散粉时段 1.0 ～
1.5m高度上花粉密度明显高于其他高度(表 3)。花粉在空
气中不断运动 ,大多数花粉沉积在距离植物体不远的地面 , 因
此地表花粉密度次之。散粉结束后 , 空气中花粉的绝对增量
减少 ,在空气中的垂直分布也趋于均匀。
藜科花粉在 2块样地内的垂直分布差异在(下转 86页)
77第 3期　　　　　　　　　　　　　侯晓静等:城市郊区藜科植物花粉密度时空变化规律　　　　　　　　
流及推迟径流出现时间产生的效益最高 , 占总效益的 77% ～
83%,城市森林的这部分功能以前未得到城市经营管理决策
者的充分重视 ,而此功能对城市排水系统等基础设施建设的
影响不可忽视。
文中的研究属于城市尺度 , Citygreen模型在此尺度上主
要考虑城市森林的斑块面积 、分布格局 、当地气候 、降雨及最
大暴雨等情况 ,没有考虑树种组成及城市森林群落的立木情
况 ,这是该模型的一个缺点 ,有待改进。
城市森林功能的评估十分重要 ,但我国还没有统一的评
价工具 ,各地在计算评价城市森林效益时应用的参数差异很
大 ,结果缺乏可比性 , 而 Citygreen模型为此提供了一个可用
的平台。
参　考　文　献
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(上接 77页)于:2号样地内垂直分布差异较小 , 1号样地内花粉
密度的垂直降低幅度为 70.24%,而 2号样地仅为 38.69%。 8:00
时 , 1号样地 3.0m以上的花粉数量仅为总密度的 29.74%, 2
号样地该比例上升至 55.67%。此外 , 2号样地内花粉的垂直
分布差异在 14:00之前仍存在。 造成这种差异的原因有 2
个:首先 , 2号样地内无藜科植物的明显分布 , 不存在散粉高
度优势 ,因此 1.5和 1.0m的花粉比例低于 1号样地;其次 ,
监测点周围的植物群落会截留部分花粉 , 使得 1.5m以下地
面附近的花粉数量降低。
表 3　典型时段藜科花粉垂直分布
时刻 花粉源中心地表 1.0m 1.5m 3.0m 5.0m 7.0m
非花粉源中心
地表 1.0m 1.5m 3.0m 5.0m 7.0m
08:00 59.5 63.1 48.6 44.3 20.2 8.0 5.5 6.4 5.6 7.5 8.0 6.6
10:00 18.5 32.6 45.0 34.7 16.2 11.1 5.0 8.3 8.1 3.9 5.0 4.3
12:00 12.2 9.7 12.2 8.9 6.5 9.3 7.0 8.2 7.2 4.8 3.0 2.5
14:00 5.0 4.2 7.9 5.3 3.6 2.2 4.1 5.6 4.7 2.2 1.6 2.0
3　结论与建议
1d内藜科花粉的高峰期容易出现在 8:00— 12:00, 这主要
是由于植物的生理散粉作用所引起。 16:00之后到凌晨 4:00
之间空气中藜科花粉密度较低且无明显变化。中午前后在气
流频繁带动下藜科花粉密度会出现一定程度的上升 , 主要局
限在 3.0m以下。垂直分布方面 , 藜科花粉在 1.0和 1.5 m
高度分布较多 , 地表次之 , 3 m之上随高度增加花粉密度降
低。垂直分布差异主要表现在上午散粉时段 , 14:00之后逐
渐均匀。气象要素变化影响藜科花粉密度的日变化规律。中
午前后频繁的气流扰动可以造成 3m以下高度藜科花粉密度
的小范围升高。不同样地之间 ,受藜科植物的分布情况影响 ,
花粉的时空变化存在一定差异。藜科植物分布较少的样地内
花粉的高峰期延后 ,垂直分布差异减弱 , 1.5m以下的花粉比
例降低。
北京郊区藜科植物的花期较长 ,从 5月中旬一直持续到
9月中旬 , 在此期间过敏症患者应该减少户外活动的时间 ,避
免在花粉密度较高的时段 8:00— 12:00出行 , 可以将外出时
间安排在 6:00之前和 16:00之后;在出行目的地选择上 , 应
尽量选择藜科植物生长较少的地方 , 避免在郊区荒地进行长
时间逗留;可以选择湿度比较大 , 有流动水体的附近进行活
动。另外 , 过敏患者还应该避免暴露在与藜科花粉有交叉反
应的变应原中。从城市绿化管理的角度讲 , 除草可以在一定
程度上控制其生长 ,但对于藜科这种本土先锋型植物来讲 , 大
面积拔草不太现实。在城市区域内 , 首先应该做好裸露土地
的管理 ,及时覆盖或进行绿化 , 避免藜科植物大量生长;对于
公园 、绿地内的植物可以在其开花前剪掉花序或者个别拔草
的方式进行管理。对于城郊森林公园等地 ,可以在路缘 、林缘
等藜科植物容易生长的地方人工种植适当观赏植物 ,以占据
藜科植物的生长空间 ,这样既可以减少空气中的藜科花粉又
可以起到美化环境的效果。
参　考　文　献
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