8种灌木滞尘能力及叶表面结构研究

为研究不同植物的滞尘规律,以青岛市城阳区道路绿地中的8种灌木(大叶黄杨、火棘、红叶石楠、金叶女贞、连翘、珍珠梅、红瑞木、小蜡)为研究对象,测定各植物的滞尘量,探究植物叶表面结构与其最大滞尘量的相互关系.结果表明,8种灌木中常绿灌木的滞尘量普遍比落叶灌木高,大叶黄杨、火棘在春季雨后30 d的平均单位叶面积滞尘量较高,可达到1.4 g·m-2,连翘的滞尘量较低,仅为0.9 g·m^(-2);各灌木达到单位叶面积内最大滞尘量的时间在21 d到27 d不等,平均在第24天左右,单位叶面积最大滞尘量最高的火棘(2.02 g·m^(-2))达到最低的连翘滞尘量(1.07 g·m^(-2))的近2倍;8种灌木各季节的平均滞尘量总体上表现为秋季>春季>夏季.叶表面结构观测表明,叶表面平整但蜡质层较厚、气孔密集且开口较大的植物滞尘能力较高,同时得到8种灌木最大滞尘量与叶表面结构的拟合曲线,结果表明,滞尘量与气孔大小呈正相关关系,与沟槽比例呈负相关关系,与叶毛数量、气孔密度关系不显著.

三叶木通叶表面结构的环境扫描电镜观察

利用环境扫描电镜,观察了野生三叶木通叶表面结构特征。结果表明:表皮细胞形状无规则;叶上表皮外切向面分布有明显的角质膜,加厚的角质膜表面覆盖有不同形态的蜡质,且在不同样品间有较大差异;叶下表面具三角状以及乳头状突起;气孔器为不规则型,只分布在叶下表面,散生且取向不规则。

兰州市10种常用园林绿化树种叶表面微结构对其滞尘量的影响

【目的】探讨园林植物叶表面微结构对滞尘量的影响。【方法】以兰州市西固工业区10种园林绿化植物叶片为供试材料,采用称重法测定单位叶面积滞留颗粒物总量(total suspended particulates,TSP)、PM10、PM2.5的量,采用扫描电镜获取叶表面微结构影像,对叶片滞尘能力与叶表面微结构的关系进行了定量分析。【结果】10种园林绿化植物单位叶面积滞留量存在显著性差异(P<0.05),TSP、PM10和PM2.5滞留量的变化区间分别为0.90~2.92、0.11~0.32和0.11~0.31 g/m^(2);10种绿化植物中单位面积滞尘量最多的是紫叶矮樱(Prunus×cisterna),其次是紫叶李(Prunus cerasifera)和榆叶梅(Amygdalus triloba),滞尘量最小的为银杏(Ginkgo biloba)、丁香(Syringa oblata)、五角枫(Acermono Maxim)等;PM10、PM2.5的滞留量与气孔密度、气孔个数呈极显著正相关(P<0.01),与气孔开度呈显著正相关(P<0.05),与沟槽宽度、形状系数呈显著负相关(P<0.01);叶面微结构特征指标排序为气孔宽度>形状系数>气孔长度>气孔面积>气孔个数>气孔密度>沟槽宽度>气孔开度。【结论】植物叶表面微结构特征是影响植物吸附与滞留大气中细颗粒物量的重要因素之一,其中气孔宽度、形状系数、气孔长度和气孔面积对滞留细小颗粒物量影响较大。

宜州城区常见绿化树种叶表面微观结构与滞尘能力的比较

为了筛选滞尘效果较好的绿化树种,为城镇街区大气净化提供理论支持,以宜州城区13种常见绿化树种为研究对象,采用洗脱——抽滤法测定其单位叶面积滞尘量,分析其不同粒径颗粒物的占比,并利用扫描电镜(SEM)和Image J软件观测叶表面微观结构,对不同树种叶表面微观结构与单位叶面积滞尘量的相关性进行比较分析。结果表明:1) 在宜州城区被测的绿化树种中,单位面积叶表面总颗粒物滞留量表现为交通繁忙区 > 非交通繁忙区,乔木树种的滞尘能力优于灌木树种;2) 在13种被测树种中,其叶表层滞留的大颗粒物占比均超过50 %;除鹅掌柴外,其余树种单位面积叶表层滞留的颗粒物数量均超过其蜡质层;3) 被测树种叶表面微观结构与其滞尘能力密切相关,气孔导度及气孔密度增大,叶片表面(特别是气孔附近)的颗粒物滞留量增加;4) 在13种被测树种中,杧果、白兰、木樨、雅榕和海南蒲桃的综合滞尘效益排名前5,可将其可作为当地街区道路绿化的优选树种。由于不同绿化树种的叶表面微观结构具有一定的差异,其相应的滞尘能力也有不同,因此,可将叶表面微观结构作为优良绿化树种选择的参考依据。

臭椿不同发育阶段叶片表面结构特征

利用光学显微镜和扫描电子显微镜技术,对臭椿(Ailanthus altissima(Mill.)Swingle)叶片从叶芽到成熟叶4个发育阶段(叶芽、幼叶、近成熟叶和成熟叶)的4种叶表面结构(表皮毛、气孔器、角质层、腺体)进行了详细地观察和比较。结果显示:叶片上、下表面具单细胞非腺毛和头状腺毛两种表皮毛,其密度在叶芽阶段最大,之后随着叶片的生长和展开表皮毛密度逐渐降低;气孔器主要分布于下表面,叶片近成熟时气孔器密度最大;角质层具有条纹状结构,其隆起程度在近成熟叶阶段达到最大;叶片基部两侧具锯齿状突起,每个突起上有一个腺体,腺体发育成熟后可分泌透明黏液。说明叶片表面各结构特征是臭椿对环境长期适应的结果。

八种常见行道树叶表面滞尘效果的比较分析

为了筛选优良的绿化树种,以宜州城区常见的行道树为研究对象,利用激光粒度分析仪、扫描电子显微镜及相关处理软件,对八种行道树叶表面滞留的大气颗粒物粒径、叶表面微观结构及其与单位叶面积滞尘量的相关性进行比较分析。结果表明:1) 本研究的行道树种叶表面滞留的大气颗粒物粒径大部分介于0.2 μm~ 6.0 μm之间,其中,秋枫叶表面滞留的大气颗粒物粒径主要为1 μm左右,其余7种行道树叶表面滞留的大气颗粒物粒径主要为0.2 μm~1 μm和3 μm~5 μm;2) 不同行道树种叶表面的单位面积滞尘量有较大差异,其中,小叶榕最大(平均值为0.6895 g/m2),天竺桂最小(平均值为0.1245 g/m2),不同行道树种叶表面的单位面积颗粒物滞留量排序为:小叶榕 > 红花羊蹄甲 > 高山榕 > 杧果 > 秋枫 > 桂花 > 白兰 > 天竺桂;3) 叶表面微观结构与其滞尘量相关性较大,其中,保卫细胞面积、气孔宽度与单位叶面积滞尘量呈极显著的正相关,气孔密度和气孔长度与单位叶面积滞尘量呈显著负相关或正相关。从宜州八种行道树叶片滞尘效果的综合比较分析中可知,小叶榕的滞尘能力最强,可作为当地交通繁忙区行道树的优选树种。

乔木滞留大气颗粒物能力及其与叶表面微结构关系

植物在净化城市大气颗粒物方面发挥着重要作用,为了明晰不同植物滞留大气颗粒物的能力差异及其与叶表面微观结构的关系,文章以杭州地区10种常见乔木为研究对象,采用重量分析法,结合SEM/EDS技术和ImageJ软件,观测叶表面微观结构,量化植物滞留大气颗粒物能力,并分析颗粒物的来源。结果表明:10种乔木单位叶面积滞留颗粒物质量存在显著差异,其中二球悬铃木、榔榆和桂花滞留各粒径颗粒物的能力均较强,水杉和无患子滞留TSP和PM_(10)的能力较强,玉兰和木荷滞留各粒径颗粒物的能力均较弱;叶表面存在皱褶、密集深沟槽、蜡质和突起等结构的乔木,有利于颗粒物的滞留,而叶表面平坦、沟槽较宽的乔木滞留颗粒物的能力较弱;叶片表面的沟槽宽度与叶片滞留PM_(2.5)质量呈显著负相关关系;C和O元素存在于所有被测颗粒物中,且含量较高;大多数乔木叶片上存在N、Mg、Al、Si和K元素;叶片上滞留的颗粒物主要来自汽车尾气和土壤扬尘。因此,在城市绿化建设中应结合对滞留颗粒物有利的叶表面微观结构特征选择并推广相应树种。

广州市常见行道树种叶片表面形态与滞尘能力

以广州市常见的18种行道树为对象,通过扫描电镜观察比较了行道树的叶表面形态结构、应用接触角测定仪测定了绿化树种叶片的接触角对滞尘能力的影响。结果表明:不同树种的滞尘量差异显著,18种植物叶片雨后第26天的最大滞尘量在0.066—1.831g/m2,物种间相差达27倍以上。叶表面具有网状结构,气孔密度较大(20<气孔密度<60个)且气孔开口较大(如芒果)容易滞留粉尘;叶表面平滑具有蜡质层,气孔排列整齐,无明显起伏(如红花羊蹄甲、桃花心木、大叶紫薇、鹅掌藤),滞尘能力较弱。植物叶片接触角与滞尘量呈负相关(r=-0.614),接触角<90°的表现为亲水性。易润湿的植物叶片雨后第26天最大滞尘量在1.0—1.831g/m2,叶片表面的形态结构凹凸不平,具有钩状或脊状褶皱、突起等且20<气孔密度<60范围内,测得的接触角较小(芒果、重阳木、高山榕),使得粉尘与植物叶片接触面积较大,粉尘不易从叶面脱落,滞尘能力较强。而接触角较大的盆架树、麻楝、大叶紫薇、鹅掌藤和红花羊蹄甲的滞尘量均<1.0g/m2,其特殊的表面结构和疏水的蜡质使颗粒物不易吸附在植物叶片上,因此滞尘能力较弱。由此可见,植物叶表面蜡质含量和气孔密度及其叶片接触角的大小是影响植物叶片滞尘能力的主要因素,在进行城市绿化时,适当考虑选择叶表面形态有利于滞尘的绿化树种,将可提高城市植被的环境效应。

哈尔滨市常见绿化树种叶表面形态与滞尘能力的关系

以哈尔滨常见的25种绿化树种为对象,通过测定单位叶面积滞尘量和扫描电镜观察、比较不同植物单位叶面积滞尘能力及其与叶表面形态结构的关系。结果表明,乔木中桑、梓单位叶面积滞尘量较大,灌木中金山绣线菊、珍珠绣线菊、榆叶梅、金焰绣线菊、锦带花单位叶面积滞尘量最大。通过扫描电镜观察发现细胞排列不规则形成的脊状或浅波状起伏、小室或沟槽等结构及曲折的细胞轮廓线利于固定颗粒物;较深的纹饰、分布不均匀的蜡质层利于滞留颗粒物;叶表皮毛密度越大,滞尘能力越高。

大气颗粒物对细叶小羽藓叶表面微生物群落结构的影响

苔藓植物作为一类良好的环境污染指示植物,被世界各国广泛应用于监测各类环境变化。本研究在青岛市市区街道和人工湿地污水处理系统两个采样点采集大气颗粒物样品,选取细叶小羽藓(Haplocladium microphyllum)植物作为研究对象,利用高通量测序技术比较分析不同来源大气颗粒物对苔藓植物叶表面细菌群落结构的影响。结果表明:喷洒市区街道颗粒物的苔藓叶片表面微生物丰富度指数(Chao和Shannon)最高,喷洒人工湿地颗粒物溶液的苔藓次之,喷洒无菌矿物质水的苔藓最低。不同来源颗粒物处理的细叶小羽藓叶表面优势菌门种类相同,分别有:变形菌门、蓝藻门、疣微菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门、厚壁菌门、绿弯菌门和放线菌门。在颗粒物胁迫下,细叶小羽藓叶表面能检测到许多与降解污染物有关的细菌:Limnobacter thiooxidans能还原Cr6+,Thioalkalivibrio nitratireducens可以将亚硝酸盐还原为氨,Phenylobacterium koreense可以降解石油等。

女贞和珊瑚树叶片表面特征的AFM观察

应用原子力显微镜观察了女贞(Ligustrum lucidum)、珊瑚树(Viburnum odoratissimum)幼叶和成熟叶的表面特征,并探讨了叶面微结构对滞尘能力的可能影响以及抵抗干旱、污染物等胁迫的能力。女贞幼叶和成熟叶正背面的粗糙度Ra分别为417.8、794.5、1069、957.4 nm;珊瑚树幼叶和成熟叶正背面的粗糙度Ra分别为471.3、469.6、291.1、865.9 nm。和幼叶相比,成熟叶表面的粗糙度发生变化,但2个物种的变化趋势不同,这种变化可能与气孔的发育以及外界环境条件对叶片表面形态结构、蜡质含量和成分的影响不同有关。叶片表面存在大量的沟状、孔状峰谷区域和直径约为10μm的凹陷,有利于PM10的滞留。女贞和珊瑚树成熟叶气孔只分布在叶下表皮且下陷。这些特征均说明女贞和珊瑚树具有较强的滞尘能力和抵抗干旱、污染物胁迫的能力,作为绿篱植物对消减城市大气颗粒物污染和提高空气质量具有重要的意义。

昆明市6种常见阔叶树叶表面形态与滞尘能力的关系研究

研究昆明市6种常见阔叶树滞尘机理,为城市行道树选择提供理论依据。采用室内实验对比对照法,对叶片进行滞尘量测定以及同一倍数下叶表面微结构电镜观察,并从叶表面特征分析差异原因。结果表明:不同树种滞尘量差异显著;同一树种,在不同高度滞尘能力差异显著,低位叶片的滞尘能力比高位叶片的滞尘能力强;在电镜下观察叶表面微结构,叶表面气孔密度及开口对滞尘能力影响最大。因此,在进行城市绿化树种选择时,应考虑叶片表面形态对植物滞尘的影响。

北京西山冬季针叶树种叶片滞纳PM(2.5)功能研究

以北京西山8种针叶树为研究对象,应用气溶胶再发生器对不同植物叶片冬季PM_(2.5)吸附量进行测定,应用环境扫描电镜观察了叶表面微形态特征结构,阐释了不同树种叶表面结构与吸滞PM_(2.5)关系。结果表明:冬季单位叶面积PM_(2.5)吸附量排序为雪松((3.04±0.39)μg/cm^2)>油松((2.93±0.32)μg/cm^2)>红松((2.87±0.28)μg/cm^2)>白皮松((2.79±0.29)μg/cm^2)>侧柏((2.19±0.20)μg/cm^2)>冷杉((1.89±0.33)μg/cm^2)>龙柏((1.80±0.25)μg/cm^2)>桧柏((1.75±0.19)μg/cm^2),从冬季不同月份来看,不同树种单位叶面积PM_(2.5)吸附量表现为2月((2.81±0.59)μg/cm^2)>1月((2.45±0.53)μg/cm^2)>12月((2.33±0.51)μg/cm^2)>11月((2.05±0.48)μg/cm^2);雪松、白皮松和油松有大量凹陷和突起,气孔密度和开度较大,叶表面较粗糙,吸滞PM_(2.5)能力强;冷杉、龙柏和桧柏因其叶表面平滑、气孔密度较小,绒毛较少,吸滞PM_(2.5)能力较弱。因此,为提高城市植被的环境效应,可选择叶表面形态有利于吸滞PM_(2.5)等颗粒物的树种。

柳杉与其他2种针叶树种叶片滞尘量的比较

通过研究不同季节、不同生境(林内、林外)下柳杉叶片对大气中不同粒径颗粒物的吸附情况,比较柳杉与杉木、水杉叶片的滞尘能力,分析影响针叶树种叶片吸附颗粒物的因素.结果表明,柳杉叶片对TSP和PM 10 的吸附量呈春季>夏季>秋季>冬季,而对粒径较小的PM 2.5 和PM 1 的吸附量在秋季明显高于其他季节;林外柳杉叶片对TSP、PM 10 、PM 2.5 和PM1 粒径颗粒物的吸附量都大于林内.柳杉与其他2种针叶树种(杉木和水杉)比较发现,柳杉叶片的滞尘能力总体上大于其他2种针叶树种,这与柳杉的叶表面存在较深的条纹状沟槽和不规则排列的瘤状突起有关.

3种木樨科树种叶片滞尘效应动态变化及其与叶片特征的关系

研究贵州省贵阳市3种木樨科树种桂花、女贞和迎春花叶片滞尘能力,为筛选出贵阳市滞尘能力优良的园林绿化树种提供参考。利用颗粒物再悬浮法测定3种木樨科主要园林绿化树种吸滞颗粒物的能力,结合扫描电镜分析叶片的表面特征,探讨叶片颗粒物吸滞能力的时间变化规律及叶表面微观结构对其滞尘能力的影响。结果发现:(1)不同树种叶片总悬浮颗粒物(TSP,d<100μm)滞留能力大小顺序为:桂花[(3.73±0.41)μg/cm2]>女贞[(2.49±0.41)μg/cm2]>迎春花[(1.91±0.23)μg/cm2];PM10滞留能力大小顺序为:桂花[(1.60±0.18)μg/cm2]>女贞[(1.10±0.19)μg/cm2]>迎春花[(0.85±0.10)μg/cm2];叶片PM2.5滞留能力大小顺序为:桂花[(0.11±0.01)μg/cm2]>女贞[(0.07±0.13)μg/cm2]>迎春花[(0.06±0.007)μg/cm2]。(2)在1年内,3种树种叶片TSP、细颗粒物(PM2.5)以及粗颗粒物(PM10)滞留能力随月份延长呈"高-低-高"趋势,在5月或10月最低,随后又逐渐上升。(3)在扫描电镜下观察叶表微观结构,发现气孔密度越高,其吸滞颗粒物能力越强。3种树种叶片滞尘能力表现为桂花>女贞>迎春花。

贵阳市木兰科树种叶片滞尘效应及影响因素

选择贵阳市不同地点3种木兰科树种为研究对象,应用气溶胶再发生器测定叶片滞尘能力,并用电镜扫描观察比较叶表面微形态,分析其对滞尘能力的影响。结果表明:不同树种叶片表面附着颗粒物能力不同,红花木莲最大,深山含笑次之,白玉兰最低。叶片附着的不同颗粒物PM_(10)、PM_(2.5)占TSP比例分别在40%左右和2%~3%。电镜扫描发现,红花木莲叶表面粗糙,具沟槽、突起、柔毛等结构,气孔密度大滞尘能力较强,白玉兰叶片较光滑、气孔密度较小,滞尘能力弱。生长环境和季节变化对树种的滞尘效应均有一定的影响,市区(河滨公园)滞尘量是郊区(林科院)的1.5倍左右,冬滞尘量最大,而夏季滞尘量最小。

新疆南疆三种果树叶表面微形态结构与滞尘能力比较

以新疆轮台县3种果树(苹果、核桃、杏)叶片为试材,对其滞尘量和叶片表面微形态结构进行观测,探究了3种果树叶片平均滞尘量在不同时间段和不同高度的变化及叶表面结构与其滞尘量的关系。结果表明:不同果树的滞尘量不同,其中苹果叶片的滞尘量最大,可达到5.295mg·cm^(-2),杏叶片的滞尘量最低,仅为2.697mg·cm^(-2)。叶片滞尘量随时间延长而增加(P<0.01);不同高度的滞尘量差异极显著(P<0.01),叶片平均滞尘量依次为1m[(1.716±0.800)mg·cm^(-2)]>2m[(1.217±0.355)mg·cm^(-2)]>3m[(0.950±0.362)mg·cm^(-2)]。叶片表面观察结果表明,果树叶片表面在微形态结构上存在明显差异,滞尘能力较强的苹果叶表面结构粗糙,具有绒毛;滞尘能力较弱的杏叶表面结构光滑,无毛。叶表面结构不同,滞尘能力也出现明显差异,说明滞尘能力与叶表特征密切相关。

伯乐树不同发育阶段叶片表面附属结构特征

利用石蜡切片及电子显微镜扫描技术,对伯乐树(Bretschneidera sinensis)不同发育阶段的叶表面表皮毛、角质层、乳突和气孔器4种附属结构进行了观察。结果显示:伯乐树叶的上、下表面和叶脉处分布着单细胞或多细胞的单列表皮毛,表皮毛的密度随着叶片的生长发育逐渐稀疏;叶片上表面覆盖着条纹状的角质层;叶片的下表面有鲜花状乳突,密度随叶片的生长逐渐稀疏;气孔仅见于下表面,气孔器类型为无规则型。伯乐树和叠珠树叶片具有相似的乳突结构,结合形态学、解剖学及分子证据,在一定程度上显示了伯乐树与叠珠树科可能存在较密切的关系;叶表面附属结构的特点反映了伯乐树对环境的长期适应。

武汉市主要绿化树种滞尘效应研究

本实验对武汉市城区主干道主要绿化树种的滞尘效应与叶表面结构进行了研究。结果表明:(1)同一尘源条件下,不同树种的滞尘能力差异显著。乔木中悬铃木滞尘能力较高,可达6.9345 g/m2;小乔木中紫薇和紫叶李是滞尘能力较高的树种,滞尘能力分别为1.9543 g/m2和1.8790 g/m2;灌木中红花檵木和杜鹃等有较强的滞尘能力,分别可达4.0373 g/m2和3.8875 g/m2;(2)利用扫描电镜观察叶表面结构发现:叶表具毛被、褶皱、较深的不规则网格等特征的树种滞尘能力较高,叶表平滑或叶表网格结构规则且较浅时滞尘能力较低;(3)同一树种在不同的尘源条件下滞尘能力差异显著,空气中颗粒物浓度越高,滞尘能力也越大。以车流量近似模拟尘源条件表明,滞尘能力与车流量呈正相关。

典型森林树种对大气颗粒物湿沉降的影响

选择典型森林树种油松和侧柏作为研究对象,通过在2种树的冠层不同高度处（8,6,4,2m）布设湿沉降监测装置进行定位监测,比较单位叶面积滞尘量和降水对叶表面颗粒物冲刷率来分析2种树种对于大气颗粒物湿沉降的影响,并分析了树冠层不同高度颗粒物湿沉降以及不同粒径颗粒物湿沉降通量的变化规律,最后通过叶片显微结构来分析2种树种滞尘差异的原因。结果表明：（1）油松单位叶面积的滞尘量高于栓皮栎;降雨对2种树种叶面上大气颗粒物的冲刷率表现为栓皮栎高于油松。（2）油松枝下高2m处滞尘能力最强,大气颗粒物湿沉降通量最小;栓皮栎树冠中部4m处滞尘能力最强,且湿沉降通量最小。（3）油松冠层下部对于10-100μm污染物具有明显的截留作用,而栓皮栎的树冠上部对其具有更明显的截留作用。对于0.4-3μm和3-10μm颗粒物,油松的截留能力要强于栓皮栎。（4）油松和栓皮栎在叶表面显微结构的差异导致两者吸附颗粒物能力不同,油松叶片具有更多的褶皱、开度和密度较高的气孔以及相对较深的沟槽使其具有更强的吸附颗粒物的能力。