本發(fā)明涉及一種對植物滯塵能力的評估方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

隨著全球工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，顆粒物污染已經(jīng)成為嚴重的城市環(huán)境問題。園林植物作為天然的空氣凈化器，具有較好的滯塵能力，通過其滯塵作用可以有效改善空氣質(zhì)量。

目前，植物的滯塵能力研究結(jié)果表明，對樹種間滯塵能力存在較大差異的原因主要與植物葉片表面粗糙程度、葉柄長短及葉片著生角度有關(guān)；研究不同植物滯塵能力的差異，被認為主要與葉片的 表面特性(皺紋、粗糙、絨毛、油脂等)及其濕潤性有密切關(guān)系,滯塵量的多少與樹冠總?cè)~面積、枝干分枝角度、樹冠形狀等有關(guān)（參見文獻：《生態(tài)科學》, 2006, 25(5):395-399）。在對植物滯塵能力進行評估的方法方面，文獻報道了采用相關(guān)的指標和評價分析方法,建立相關(guān)模型,同時對影響植物葉片滯塵能力的有關(guān)因子進行分析；采用差重法進行了滯塵量測定,研究葉面特性對滯塵能力的影響,并采用綜合指數(shù)法對其滯塵能力進行了評估（參見文獻：《山東林業(yè)科技》, 2015, 45(1):22-25）；文獻還報道了利用環(huán)境掃描電鏡觀察比較多種園林植物的葉表面形態(tài)結(jié)構(gòu)與滯塵量的關(guān)系（參見文獻：《應(yīng)用生態(tài)學報》, 2002, 13(9):1121-1126）。但現(xiàn)有技術(shù)僅從植物葉片表面結(jié)構(gòu)的觀察、比較來判斷植物滯塵能力，存在著一定的片面性。通過觀察葉片表面微結(jié)構(gòu)同時結(jié)合植物光合生理參數(shù)，對植物滯塵能力進行評估的方法還未見報道。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種從觀察植物葉片表面微結(jié)構(gòu)及測定光合生理參數(shù)方面對植物滯塵能力進行評估的方法，并應(yīng)用于園林或城市綠化的樹種選擇，具有全面性和科學性。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是提供一種植物滯塵能力的評估方法，包括如下步驟：

（1）選擇完全展開的植物葉片，對葉片的下表皮采用電鏡掃描，觀察葉片微結(jié)構(gòu)，包括葉片的氣孔密度，及具有纖毛的狀況；

（2）選取與步驟（1）中所觀察的生長狀況類似、葉齡和葉位相一致的植物葉片，經(jīng)充分光誘導后，對植物葉片光合生理參數(shù)Cond氣孔導度進行測定；

（3）依據(jù)步驟（1）和（2）的結(jié)果，對植物滯塵能力進行評估；葉片下表皮具有纖毛的植物，其滯塵能力隨著氣孔密度值的增大而增強。

本發(fā)明所述的植物滯塵能力的評估方法，當Cond氣孔導度值小于0.05 mol H₂O m^-2·s^-1時，植物滯塵能力弱；Cond氣孔導度值在0.05～0.10 mol H₂O m^-2s^-1時，滯塵能力中等；Cond氣孔導度值大于0.1 mol H₂O m^-2·s^-1時，滯塵能力強。

本發(fā)明技術(shù)方案還包括將所述的植物滯塵能力的評估方法的應(yīng)用于對城市、園林綠化的植物配植。

本發(fā)明對植物滯塵能力作出評估所依據(jù)的原理是：植物的氣孔主要分布在葉片的下表皮，不同植物葉片下表面的形狀，氣孔的密度和張開程度均有所差異。當植物葉片的氣孔密度較高，氣孔張開程度較大，下表皮具有纖毛時，葉片滯塵能力較高；氣孔密度較低，氣孔張開程度較小，且下表皮光滑，有較少或無纖毛時，葉片滯塵能力較弱。氣孔的張開程度即為氣孔導度（Cond），本發(fā)明通過對不同植物葉片單位面積滯塵量與葉片Cond值的統(tǒng)計分析表明，葉片的Cond值越大，其滯塵能力越強，兩者的相關(guān)系數(shù)達到0.549，呈極顯著正相關(guān)。因此，可依據(jù)植物葉片的表面結(jié)構(gòu)及其氣孔導度，對該植物的滯塵能力作出科學、有效的評估。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明從不同的方面有效地對植物的滯塵能力進行科學評估，且方法簡單快捷；應(yīng)用于園林、城市的綠化設(shè)計，可為城市不同地區(qū)對綠化樹種的不同要求選擇合適的樹種提供科學依據(jù)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的香樟和紅花檵木葉片下表面的電鏡掃描圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步描述。

實施例1

本實施例技術(shù)方案適用于常見的喬木、灌木等園林綠化樹木，通過葉片表面細微結(jié)構(gòu)觀察及光合生理參數(shù)的測定，對植物葉片滯塵能力進行評估，其具體步驟如下：

1、葉表面細微結(jié)構(gòu)的電鏡掃描

從樹體上選擇適量葉片，立即封存于樣品袋內(nèi)同時防擠壓或葉片纖毛被破壞，帶回實驗室內(nèi)，沿葉脈兩側(cè)的中部將新鮮葉片切成邊長約5mm的小方塊，立即放入2.5%戊二醛溶液中，放入4℃冰箱中固定4h；

用0.1mol的磷酸緩沖液沖洗2次，每次30min；

梯度乙醇脫水，采用30%（2次，10min）、50%（2次，10min）、70%（1次，浸泡過夜）、90%（1次，15min）和100%（1次，15min）5個梯度；

脫水后在乙酸異戊酯中置換2次，每次15min；

真空干燥，待小瓶內(nèi)有冰晶揮發(fā)后取出粘臺；

噴金，在掃描電子顯微鏡（S-570，日本日立）上觀察。

2、光合生理參數(shù)－Cond的測定

選取植物生長狀況類似，葉齡和葉位相一致的葉片，經(jīng)充分光誘導后，利用便攜式光合作用測定儀Li-6400XT（美國，Li-COR公司）測定不同植物的Cond值，測定時使用紅藍光源,樣品室流速設(shè)定為 500 μmol·s^-1，光照強度設(shè)定為1500 μmol·m^-2s^-1，大氣 CO₂ 濃度控制在 400 μmol?mol^-1 左右。

3、單位葉面積滯塵量的測定

雨停的7天后，采集喬木和灌木周圍上中下部位的葉片各30～50片，放入保鮮袋中，重復采樣3次，用蒸餾水浸泡兩個小時后，并用軟毛刷刷掉葉片上殘留的附著物，再用鑷子將葉片小心夾出，用蒸餾水沖洗干凈，浸洗液用已烘干至恒重(W1)的濾紙抽濾，將濾紙于80℃下烘干至恒重，再稱重(W2)，兩次重量之差即為采集樣品上所附著的降塵顆粒物重量。

將夾出的葉片放入保鮮袋中，利用EPSONPERFECTION V700 PHOTO根系掃描儀分析出出其葉面積為S。植物葉片的單位面積滯塵量即為（W2-W1）/S。

4、單位葉面積滯塵量與葉片表面結(jié)構(gòu)及其Cond值關(guān)系確定

根據(jù)不同植物單位葉面積滯塵量的測定與其葉片下表皮電子顯微鏡掃描結(jié)果進行對比可見：葉片下表皮具有纖毛，氣孔密度較高的植物滯塵量較大，葉片下表皮光滑、氣孔密度較低的植物滯塵量較??；通過對不同植物葉片單位面積滯塵量與葉片Cond值的統(tǒng)計分析表明：植物葉片的Cond值與葉片滯塵量呈極顯著正相關(guān)，葉片的Cond值越大，滯塵能力越強，兩者間的相關(guān)系數(shù)達到0.549；據(jù)此可將植物根據(jù)Cond值的大小分為三類：Cond值 小于0.05 mol H₂O m^-2· s^-1的植物分第一類，滯塵能力較弱；Cond為0.05～0.10 mol H₂O m^-2· s^-1的為第二類，滯塵能力適中；Cond大于0.1 mol H₂O m^-2· s^-1的為第三類，滯塵能力較強。

5、根據(jù)葉表面細微結(jié)構(gòu)和葉片Cond值評估植物滯塵能力的大小

根據(jù)單位葉面積滯塵量與葉片表面結(jié)構(gòu)及其Cond值關(guān)系可以判定，葉片下表皮光滑，較少或無纖毛，氣孔密度較低，Cond值小于0.05 mol H₂O m^-2· s^-1的植物滯塵能力較弱；葉片下表皮具有纖毛，氣孔密度較高，Cond值大于0.10 mol H₂O m^-2· s^-1的植物滯塵能力較強。

6、根據(jù)植物滯塵能力大小選擇合適園林綠化樹種

通過對葉表面微結(jié)構(gòu)觀察和Cond值的測定，確定出植物的滯塵能力大小，從而選擇合適的園林綠化樹種進行合理的植物配置。

實施例2

本實施例以香樟和紅花檵木為例，進行滯塵能力的評估，具體步驟如下：

1、香樟和紅花檵木葉表面細微結(jié)構(gòu)的電鏡掃描

從香樟和紅花檵木的樹體上選取適量葉片，通過處理后在掃描電子顯微鏡（S-570，日本日立）上觀察，觀測結(jié)果參見附圖1。

圖1是香樟和紅花檵木葉片下表面的電鏡掃描圖；其中，A圖為香樟，B圖為紅花檵木；比較圖1可見，兩種植物的下表皮具體形態(tài)表現(xiàn)為：香樟的下表皮具少量纖毛，氣孔為圓形，氣孔密度略大；紅花檵木下表皮具十字形纖毛，氣孔為長圓形且氣孔密度較大。

2、光合生理參數(shù)－Cond的測定

從香樟和紅花檵木樹體上選取生長狀況類似，葉齡和葉位相一致的葉片，經(jīng)充分光誘導后，利用便攜式光合作用測定儀Li-6400XT（美國，Li-COR公司）測定二者的Cond值，測定結(jié)果分別為：0.0089 mol H₂O m^-2· s^-1、0.1069 mol H₂O m^-2· s^-1。

3、香樟和紅花檵木滯塵能力的大小的評估

根據(jù)電鏡掃描結(jié)果及Cond值測定發(fā)現(xiàn)，香樟的葉片下表皮具有少量纖毛，Cond值為0.0089 mol H₂O m^-2· s^-1，小于0.05 mol H₂O m^-2· s^-1，而紅花檵木葉片的下表皮具十字形纖毛，氣孔為長圓形，氣孔密度較大，同時Cond值為0.1069 mol H₂O m^-2· s^-1，大于0.1 mol H₂O m^-2· s^-1，由此可以判斷紅花檵木的滯塵能力大于香樟。