中国绿色时报：森林是人类的“绿色穹顶”

  ——再访“森林对PM2.5等颗粒物的调控功能与技术研究”项目负责人余新晓

　　近日，一部广泛传播的新闻调查视频再度唤起人们对于雾霾的关注。一时间，本报一年前刊发的访谈文章《森林治霾，作用几何？》也在微信朋友圈内广为流传。那时，文中谈及的“森林对PM2.5等颗粒物的调控功能与技术研究”这个国家林业公益性行业科研专项才刚刚取得初步成果，很多问题正在研究中，项目负责人、北京林业大学教授余新晓甚至无法给出非常明确的答案。一年后的今天，余教授告诉《中国绿色时报》记者，项目进展顺利，是时候再谈谈森林和PM2.5的“纠葛”了。

　　森林是有效的“吸尘器”吗？

　　余新晓说，目前，可以肯定地说，森林是非常有效的“吸尘器”，它就像一个“绿色穹顶”，虽然对雾霾的阻挡能力有限，但作用不可忽视。

　　他说，植物对颗粒物的滞留吸附作用通过三种途径进行：一是滞留或停着，降尘随机落在树叶表面。这种滞留很容易被风刮起。二是附着。叶表面的凹凸结构能吸附一定量的降尘，且不易被风刮起，需较大的风或雨淋才能带走。三是粘附。靠植物叶表面特殊的分泌物沾粘降尘，这种方式最稳定。因此，树种间滞尘能力的差异是由叶表面的特性、树冠结构、枝条密度等决定的。

　　“叶表面粗糙的树种比叶面光滑的树种能捕获更多的颗粒物。针叶树种的蜡质层较厚，吸附固定颗粒物的能力更强，且冬季不‘断档’。”余新晓拿出一组数据，这是项目组以23种北京常见植物为对象做的“吸尘”实验。数据显示，木槿单位叶面积的滞尘量最高，为3.44克/平方米，一半以上的植物滞尘量大于1克/平方米。

 
　　“净霾英雄榜”看哪些指标？

　　据研究，叶片对细颗粒物的吸附还得看叶面微结构的尺寸，当沟壑宽度小于或等于粉尘颗粒粒径时，将不会增强植物叶片的滞尘能力。此外，不同植物叶面的滞留能力差异也与颗粒物与叶面的作用方式有关，比如能分泌油脂的油松，叶面滞留颗粒物的总量较高，但滞留PM2.5的量居中，可能与叶面分泌的油脂使细颗粒物粘附在一起形成了较大颗粒有关。

　　单位叶面积滞尘量与叶面积指数的乘积即单位绿化面积滞尘量，是评价植物滞尘功能的合理指标。通过北京的实验，单位绿化面积的滞尘量在1.12-20.59克/平方米。

　　余新晓建议，造林中，可以在适地适树的原则下优先选择滞留PM2.5等颗粒物能力较强的树种，并进行不同生活型和不同叶习性植物的合理空间配置。比如在北京，城市森林建设可以栽植滞留PM2.5等颗粒物能力较强的悬铃木、垂柳、榆树、元宝枫等树种，并混交油松、雪松、大叶黄杨等常绿树种和低矮灌木，同时尽可能考虑引入藤本植物，会在提高绿量水平的基础上提高植被的滞尘能力，增强植被减轻雾霾危害的功能与治理效果。 

　　植物能“消灭”PM2.5吗？

　　颗粒物可以被植物叶片“转化吸收”吗？答案是肯定的。

　　余新晓说，课题组通过在毛白杨和黑杨两种表面结构不同的叶片表面涂抹稳定同位素15N，然后追踪PM2.5颗粒物中铵根离子（NH4＋）在植物体内的转化。研究表明，毛白杨与黑杨的叶片同样可以快速吸收叶表面PM2.5的主要成分NH4＋，吸收高峰出现在施用溶液后24小时。NH4＋在植株上部和下部均有运输。除叶片外，毛白杨把吸收的NH4＋主要积累到茎部，而黑杨主要积累在根部。总体来看，植物叶表面NH4＋的吸收促进了光合速率的提高，达到了“以N促C”的效果。

　　森林能吸收多少大气颗粒物？

　　项目组利用北京市园林绿化局公布的北京市各区县的森林调查数据，以及中国气象科学数据共享服务网公布的每小时的气象和北京市环境监测总站提供的污染物浓度数据来计算2013年森林滞尘量。比较发现，北京市北部区县密云、怀柔和延庆的森林对大气颗粒物滞尘量最大，对PM10的吸附量分别为3378.11吨/年、 2899.74 吨/年和2813.39吨/年；平均每年对PM2.5的吸附量分别为83.33吨/年、79.23吨/年和68.28吨/年。他们认为，这与三个地区森林覆盖率高有很大关系，相反，城区的森林覆盖率较低，滞尘量较小。

　　城市污染环境下高滞尘树种如何搭配？

　　余新晓说，“森林对PM2.5等颗粒物的调控功能与技术研究”项目研究的目的就是构建高滞尘健康森林，改善城市生态环境，丰富城市景观，创造适宜的人居环境。如何达到这一效果？

　　他建议，城市森林建设应该坚持地带性原则、适地适树原则和生物多样性原则，选择依据包括树种的滞尘量、叶期、健康状况、滞尘动态变化，以及环境污染程度。

　　据了解，项目组现在可以针对相对清洁区、交通繁忙区、工业区，或者郊区绿地、隔离绿地、道路绿地、居住绿地、公园等不同功能区、不同地段提出相应的树种选择建议。总之，为了增强绿地滞留PM2.5等颗粒物的效果，项目组建议，选择乔木时应在考虑单位叶面积滞尘量的基础上，选择总叶面积较大的植物，如油松和泡桐；选择灌木时，应选择单位叶面积滞留PM2.5等颗粒物量较大的树种，如木槿和大叶黄杨。

　　什么样的森林配置模式能增强滞尘作用？

　　余新晓告诉记者，绿地植物配置模式与其滞尘效果密切相关，将乔木与灌木配合种植可使绿地滞尘效果优于单一树种。一来乔木树冠距地面高度较大，配合种植灌木可减小绿地疏透度，从而增加绿地单位面积立体绿量，增强绿地滞尘效果；二来，受风力和枝叶摆动影响从乔木叶表面脱落的颗粒物可被灌木再次滞留；三来灌木对道路两旁行人与车辆造成的高度较低的扬尘有更好的捕集作用。因此，二者相结合滞尘效果优于单一生活型植物。此外，适当引入常绿树种，可保证绿地在秋冬与初春时的滞尘效果。

　　但他也提醒，虽然植物数量越多，种植得越紧密，对PM2.5和总悬浮颗粒物的滞留效果越好，但是如果配置得过于紧密，不但不利于空气的扩散，而且乔木的密度过大，会影响其持续旺盛地生长，最终可能导致植物群落的衰落。因此，建议合适的郁闭度和疏透度分别为0.7和0.3左右。

　　而对于道路防护林带来说，不同配置的道路防护林带能在不同层面“捕捉”PM2.5。

　　怎样让森林的“绿色穹顶”作用最大化？

　　要使森林更好地发挥森林调节空气质量，阻滞吸附颗粒物的作用，应该遵守哪些原则呢？

　　余新晓认为，一是常绿树种由于其叶片“服役”时间长，可以长时间吸附颗粒物，因此，可以考虑常绿树种作为行道树和园林绿化树种；二是植物自身也会排放一些挥发性物质，这些物质有可能会在一定条件下发生光化学反应生成二次气溶胶，导致颗粒物浓度局部上升，所以要避免这类树种；三是行道树虽然可以滞留颗粒物，但马路两侧的行道树也会阻碍汽车尾气的扩散，形成局部颗粒物浓度过高，所以应合理配置行道树结构，既有利于截留颗粒物又利于大气污染物的及时扩散；四是城市森林建设可以考虑乔灌草配置，带状、点状交替配置模式，最大限度地阻滞和吸附大气颗粒物。

　　他说，总体而言，森林阻滞PM2.5的作用虽然是有限度的，但它是可再生和可恢复的，只要科学合理地进行城市森林布局，就能够使森林的穹顶防霾作用最大化。（A21）