近年來大范圍的霧霾污染頻繁發(fā)生，有效調(diào)控和消除PM2.5等顆粒物成了呼聲最高、最亟待解決的重大環(huán)境問題。
2013年1月，國家林業(yè)局適時(shí)應(yīng)急啟動(dòng)了國家林業(yè)公益性行業(yè)重大科研專項(xiàng)，開展了森林對PM2.5等顆粒物的調(diào)控功能與技術(shù)研究。這樣的應(yīng)急科研項(xiàng)目的設(shè)立，在林業(yè)科技史上并不多見。經(jīng)過四年攻關(guān)，項(xiàng)目組全面完成了項(xiàng)目的預(yù)期目標(biāo)和研究任務(wù)——科研人員構(gòu)建了首都圈森林大氣環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，科學(xué)地揭示和評價(jià)了森林調(diào)控PM2.5等顆粒物的機(jī)理和功能，篩選出了具有防霾治污功能的適宜樹種，提出了針對城市典型區(qū)域高效滯塵的森林優(yōu)化配置技術(shù)，集成了城市森林調(diào)控PM2.5等顆粒物的技術(shù)體系并開展示范。

幸運(yùn)四葉草

到森林公園晨練應(yīng)改為下午
該項(xiàng)目由北京林業(yè)大學(xué)負(fù)責(zé)，聯(lián)合中國林業(yè)科學(xué)研究院、中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、中國環(huán)境監(jiān)測總站、北京市農(nóng)林科學(xué)院、北京市園林綠化局、廣東省林業(yè)科學(xué)研究院等單位的100多名研究人員協(xié)同開展項(xiàng)目研究工作。
項(xiàng)目主持人、北京林業(yè)大學(xué)教授余新曉教授告訴記者，2016年北京市PM2.5平均濃度較2013年下降18.4%。森林作為生態(tài)系統(tǒng)的主體，在防霾治污方面有其獨(dú)特不可替代的作用。
科研人員建立了覆蓋首都圈的森林環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。研究發(fā)現(xiàn)，北京市森林植被對PM2.5的調(diào)控作用年均量為每年每平方公里309.03公斤。其中沉降作用占比最大，為43.57%；其次為阻滯作用，為34.80%；吸附作用為21.50%，吸入作用占比最小，僅為0.13%。在北京地區(qū)混交林調(diào)控PM2.5作用能力最強(qiáng)，其次順序?yàn)殚熑~林、針葉林和灌木林，草地調(diào)控作用能力最低。

別墅庭院花園

一是沉降作用。大氣顆粒物通過重力沉降和湍流擴(kuò)散等空氣動(dòng)力作用降落到森林等下墊面中。研究發(fā)現(xiàn)，白天PM2.5的沉降量大于晚上的沉降量。這主要是由于白天人為活動(dòng)使得大氣層擾動(dòng)程度比夜里大，顆粒物更容易通過碰撞吸附等過程沉降在植物體上。同一時(shí)間，鷲峰公園的沉降速度大于奧體公園的沉降速度，主要是因?yàn)辁惙骞珗@的植被覆蓋類型更有利于顆粒物的沉降。從日沉降量來看，一天中10時(shí)至14時(shí)大氣顆粒物沉降量最大，早上的沉降量大于下午。從季節(jié)來看，夏季大氣顆粒物在森林內(nèi)沉降量最大。
二是阻滯作用。林帶具有復(fù)雜的枝葉結(jié)構(gòu)，通過改變林帶內(nèi)部大氣顆粒物的運(yùn)動(dòng)形態(tài)，使其運(yùn)動(dòng)能量和方式發(fā)生變化，從而導(dǎo)致顆粒物在林帶內(nèi)滯留。研究發(fā)現(xiàn)，人工林對PM2.5等細(xì)顆粒物的阻滯效率，下午高于早上。因此研究人員建議，人們在城市森林的晨練應(yīng)變成下午的鍛煉。
三是吸附作用。科研人員稱，植物個(gè)體捕集到大氣顆粒物，是植物的葉、枝、莖干等各器官表面與顆粒物相互作用的結(jié)果，主要依靠植物葉表面結(jié)構(gòu)和特殊的分泌物沾粘降塵。這種方式最穩(wěn)定。樹種間滯塵能力的差異，由葉表面的特性、樹冠結(jié)構(gòu)、枝條密度等決定。
四是吸入作用。大氣顆粒物可以經(jīng)植物葉片氣孔進(jìn)入植物體內(nèi)參與植物代謝反應(yīng)。

橙花

北京綠化最宜種雪松白皮松
科研人員按植物葉表面的吸附能力對植物進(jìn)行了排序。
第一類單位葉面積吸附顆粒物能力最強(qiáng)的植物，有懸鈴木、構(gòu)樹、栓皮櫟和杜仲；第二類吸附能力較強(qiáng)的植物，有紫葉李、紫葉桃和山楂；第三類吸附能力中等的植物，有欒樹、銀杏、水杉、黃檗、暴馬丁香、七葉樹、火炬樹和核桃；第四類吸附能力較弱的植物，有白玉蘭、四葉草、白榆、旱柳、元寶楓、龍爪槐、絲棉木、椴樹、加拿大楊和皂莢；第五類吸附能力弱的植物，有白蠟、毛白楊、鵝掌楸、香椿、黃金樹、臭椿、刺槐、國槐和水曲柳。科研人員認(rèn)為，植物葉片吸附顆粒物的能力，受到植物葉表面微觀結(jié)構(gòu)的影響，植物葉片結(jié)構(gòu)隨季節(jié)發(fā)生變化，影響對顆粒物的吸附。
根據(jù)北京市的地理氣候特點(diǎn)，經(jīng)過對北京市綠化植物種類和生長狀況進(jìn)行全面調(diào)查，科研人員選擇了最為常見的60種植物作為滯留PM2.5等顆粒物量測定的研究對象。研究得出的結(jié)論是，針葉樹種的滯塵量要高于闊葉樹種。滯塵能力較強(qiáng)的前十種樹種：雪松、白皮松、油松、圓柏、側(cè)柏、紅松、欒樹、丁香、山桃、刺槐。
科研人員還分南方、北方兩種地域情況，分別篩選出了不同污染環(huán)境下的建議樹種、社區(qū)不同功能區(qū)的建議樹種，具有較高的實(shí)用價(jià)值。

不同污染環(huán)境下建議樹種

社區(qū)不同功能區(qū)建議樹種

社區(qū)綠地配置應(yīng)遵循5條原則
關(guān)于社區(qū)的綠地配置，科研人員研究后提出了5條具體建議。
一是選擇滯塵能力高、耐瘠薄、耐干旱、壽命長、病蟲害少的樹種作為居住區(qū)綠化的主調(diào)樹種。
二是將樓體四周統(tǒng)一成整塊綠地加以設(shè)計(jì)配置。綠地具有一定規(guī)模后，能更有效地發(fā)揮生態(tài)功能。
三是居住區(qū)主道兩側(cè)應(yīng)定距種植滯塵能力強(qiáng)、分枝較高的喬木鄉(xiāng)土樹種，能夠有效降低大氣顆粒物濃度、減少噪聲。高大喬木林下空間比較寬敞的位置可種植大葉黃楊、紫葉小檗等低矮綠籬，增強(qiáng)道路綠地對地面揚(yáng)塵的凈化作用。道路峽谷的綠化首先應(yīng)考慮通風(fēng)問題，可在道路一側(cè)列植樹冠水平伸展的闊葉喬木作為行道樹。
四是樓旁近窗不宜種植高大喬木，多以小喬木、花灌木及宿根花卉布置；山墻及圍墻可選用美國凌霄、五葉地錦等藤本植物進(jìn)行垂直綠化，增加綠量的同時(shí)起到夏季降溫的效果。樓前高大喬木與樓之間應(yīng)保持大于8米的范圍，以減輕對低樓層采光及通風(fēng)的影響。
五是應(yīng)將居住區(qū)廣場綠地、中心綠地等開放活動(dòng)空間，布置在顆粒物污染較輕或顆粒物不易滯留的區(qū)域，并根據(jù)污染擴(kuò)散的途徑及方式合理配置綠地植物。