[01232250]5种常用绿化植物对空气污染物的净化及抗性机理研究

一、研究背景 近几十年来,我国在经济发展的同时,忽视了生态效益,致使大气污染严重,雾霾污染范围广、持续时间长、污染程度重、污染物累积迅速。雾、霾的出现造成大气质量严重下降,同时导致城市中大气污染物不易扩散,加重了如二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等物质的毒性,不仅危害人体健康,还对公路、铁路、航空、航运、供电系统、农作物生长等产生负面影响。2016年（未能查到17年环境状况公报）中国环境状况公报显示,按照《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）评价, 2016年全国338个地级及以上城市,有84个城市环境空气质量达标,占全部城市数24.9%,254个城市环境空气质量超标,占75.1%。338 城市发生重度污染2464 天次、严重污染784 天次,以PM2.5 为首要污染物的天数占重度及以上污染天数的80.3%,以PM10 为首要污染物的占20.4%。SO2 浓度范围为3 ～ 88 μg/m3, 平均为22 μg/m3,超标天数比例为0.5%。NO2 浓度范围为9 ～ 61 μg/m3,平均为30 μg/m3,超标天数比例为1.6%。 建立大气污染物防控体系,逐步改善大气环境质量已然成为当前需要解决的最为迫切的问题之一。 二、研究目标 本研究通过对5种常用绿化植物对大气污染物的吸收净化能力及其对SO2、NO2抗性机理研究,以期为不同环境污染地区绿化植物的选择、配置及环境效益评价等方面提供理论基础。 三、论点与论据 植物可以利用其叶片上的气孔和枝条上的皮孔,通过呼吸作用吸收大气重金属元素,在体内通过氧化还原过程进行中合成无毒物质（即降解作用）,是空气中重金属的极好接收体和收集器,是一种化学探测器。因植物叶片的结构及叶细胞生理生化特性的差异,不同植物叶片重金属元素含量的不同,同一植物叶片对不同重金属吸收净化能力不同,植物叶片中重金属含量随大气中浓度的变化而改变,植物叶片重金属含量对大气重金属污染有一定的监测作用,植物叶片中重金属含量还与采样时间相关,随采样时间的增加重金属含量呈富集状态。Cu和Zn为两种常见元素,是植物体的必需矿质元素。 四、本项目的特色与创新 本研究重点研究5种常用绿化植物对大气、及重金属的净化及抗性机制,有一定的理论和实践意义。主要创新之处体现在： 1. 国内外对农作物的抗性研究较多,本研究选择5种常用绿化植物研究其对大气污染的净化及抗性能力,比较不同植物抗污染能力的差异及适应策略,对于指导绿化树种的选择有一定的参考。 2.国内多针对植物对SO2的抗性研究较多,植物对NO2、大气重金属的净化及其机理方面的研究相对较少,本研究从植物对不同浓度的SO2 NO2抗性进行分析测定及对重金属的净化做具体分析。 3. 山西省是以煤炭、钢铁为主要能源的工业型城市,本研究采样点选取具有典型代表性的山西省污染较严重的工矿企业,采用人工气体胁迫与野外现场采样同时进行的方式,测定植物对大气污染的响应。 4.本研究运用主成分分析、聚类分析、模糊数学隶属函数法等数学方法对数据进行分析。 5.本研究以山西省环境生态建设为背景探讨山西省的污染特点与抗污染绿化树种选择,为减轻污染、净化空气,同时为进一步把太原市建成生态型城市,并在全省初步形成山川秀美的生态环境体系提供借鉴。 五、社会效益 园林植物是城市生态系统最重要的初级生产者之一,不仅可以发挥美化城市环境的功能,还对维持生态平衡方面起着不可或缺的作用。植物功能性状（plant functional traits）是植物长期适应环境后所形成的可以影响生态系统功能的结构特征,与植物的资源利用能力关系密切,是植物表征对环境适应的重要指示信息。而叶片是植物与环境接触面积最大的器官,主要与外界进行物质交换,对环境变化最为敏感。所以,叶功能性状与植物的正常生长发育关系密切,能够体现出植物为了更好的适应环境、减小外界环境所造成的有害影响而形成的最佳适应策略,是植物功能性状的重要组成,此外,叶功能性状能较好反映植物的生理功能,从而成为生态学者研究植物与环境之间相互关系的主要选择。由于植物与外界环境间紧密的相互作用,通过研究大气污染物对植物的影响,来探讨植物对大气污染物以及气候变化所表现出的指示与响应功能,已然成为近年来研究领域的重要热点话题之一。较好的修复型植物既能吸收过量的污染气体同时以转移、同化等生理代谢的方式将污染物转化为自身可利用的物质,又能在污染环快速恢复正常生长,从而达到高效率降低大气污染物浓度、改善大气环境的目的。因此,在城市园林植物精准配置方面,亟需建立相关遴选体系以筛选较强修复功能和吸收净化能力的抗污染园林植物。