叶面滞尘对火电厂周边绿化树种叶片反射光谱及光合作用的影响

以宁东能源化工基地典型火电厂周边5种常见绿化树种白蜡、臭椿、火炬树、山槐、榆树的叶片为对象，并在雨后第1天和第15天分别采用洗脱法分析其滞尘能力，地物光谱仪测定滞尘对叶面反射光谱的影响，Li-6400便携式光合仪测定滞尘对光合特征参数（净光合速率、气孔导度和蒸腾速率）的影响。结果表明，5种绿化树种的滞尘能力由大到小表现为:火炬树、臭椿、榆树、山槐、白蜡。光谱反射曲线总体特征是洁净叶片反射率大于滞尘叶片反射率，主要表现在740~1 300 nm波段，而在350~680、1 500~2 500 nm波段，则无一致性规律，存在波动。叶面滞尘量与叶片光谱反射率相关性研究表明对叶面滞尘敏感的波段主要集中在可见光波(700~750 nm)和近红外波段(1 390~1 500 nm)。滞尘不改变叶面特有的反射特征，但存在增强或削弱效果，且这种增强或者削弱效果存在种间差异。滞尘对叶片反射光谱曲线一阶导数的三边位置没有明显影响，说明三边位置对滞尘的干扰不敏感；三边幅值和三边面积对滞尘有明显的响应，5种绿化树种均表现为洁净叶片大于滞尘叶片。在相同的污染环境下，滞尘会对绿化树种的光合生理特征产生抑制作用，但并非滞尘量越大、光合特征损失率越大，而损失的幅度因植物种类的不同而异，存在种间差异。综合各树种受滞尘影响的光合特征参数变化，发现榆树和山槐对当地大气降尘污染的抗性较强。     

不同滞尘环境下植物叶片高光谱特征变化研究

利用FieldSpec Pro野外光谱仪和电子分析天平对北京玉渊潭公园周边不同环境下的大叶黄杨叶片滞尘量、叶片除尘前后的光谱反射特征进行了测定与分析,通过微分变换,引入多组变量,研究了滞尘对大叶黄杨叶片光谱特征的影响,并建立了光谱特征参数与园林植物滞尘量的关系模型。结果表明:不同环境下大叶黄杨单位叶面积滞尘量表现为公园周边主干道公园外围防护绿带公园园内。叶片除尘前后光谱反射率存在明显差异,除尘后的光谱反射率值整体大于除尘前,其中在750～1 350 nm和1 500～1 850 nm波段差异显著。除尘前后三边位置没有发生明显改变,而三边幅值和三边面积均表现出除尘后大于除尘前,叶片滞尘对黄边、蓝边幅值以及黄边、蓝边面积影响不明显,但对红边幅值与红边面积影响较大。叶片滞尘对光谱特征参数均有影响且表现出一定规律性,其中利用红边面积构建的滞尘抛物线模型最优,估算精度及验证系数均相对较高,为基于高光谱技术估测植物叶片滞尘量提供了重要参考。     

叶面滞尘量对大叶黄杨光谱特征影响研究

  目的  叶面滞尘会影响植被光谱特征，削弱植被指数对植被的响应能力，影响反演评估的准确性。为探究叶面滞尘量对植被光谱响应特征及预测模型的影响，本文以北京市常见常绿绿化树种大叶黄杨为研究对象展开研究。  方法  从封闭区域、半封闭区域、开放区域，采集叶片样本，并收集环境灰尘。通过室内控制试验，利用ASD FildSpec Handheld光谱仪测量不同滞尘量叶片的高光谱数据，选取5个特征波段，通过光谱角的方法研究了叶面滞尘量对叶片光谱特征的影响，以及滞尘量对叶面滞尘量预测模型的精度和稳定性影响。  结果  随着叶面滞尘量的增加，植被光谱曲线特征逐渐减弱，灰尘的特征逐渐增强，但光谱曲线的总体变化趋势基本一致。当叶面滞尘量 > 120 g/m2时，光谱曲线的基本表现为灰尘的光谱特征。当叶面滞尘量较少时，预测模型的模拟精度相对较高，随着滞尘量的增加，所有模拟预测模型的决定系数均减小；当叶面滞尘量 > 120 g/m2时，预测模型对叶面滞尘量的模拟预测能力将更差，并且均方根误差（RMSE）随着叶片单位面积滞尘量的增加而增大，模拟预测模型的稳定性及预测精度逐渐降低。光谱角对滞尘叶片350 ~ 1 770 nm波段区间的光谱变化十分敏感，利用叶片光谱角检测滞尘程度不需要分区域讨论，只需与阈值做简单的比较，方法简便易行。  结论  本研究通过室内控制试验，研究叶面滞尘量对植被光谱响应特征，可为建立滞尘植被光谱反射物理模型提供参考与借鉴。      

基于叶面尘的银杏叶片光谱变化特征研究

沿北京市主道路网二、三、四、五环路均匀设置12个采样点,采集银杏叶片样本120片,研究其反射光谱与叶面尘土量的关系。利用光谱仪和电子分析天平获取除尘前后叶片反射光谱及叶面尘土量,分析数据并寻求银杏叶片光谱变化特征波段,筛选出与叶面尘土量相关性高的光谱反射率,利用传统回归和偏最小二乘(PLS)回归方法分别建立模型。结果表明:除尘前后叶片光谱曲线在300~710 nm范围内,叶面尘土量与叶片反射光谱特征呈负相关关系;在710~850 nm范围内,有尘叶片光谱率无尘叶片;在叶面尘土量与叶片光谱各波段组合关系研究中,红边面积和归一化指数与叶面尘土量具有相对较好的相关性,基于可见光波段与部分近红外波段的银杏叶片叶面尘土量预测结果较准;在叶片表面尘土量反演研究中,用偏最小二乘算法可在一定程度上提高叶面尘土量反演精度,在3种回归模型中偏最小二乘法反演效果相对较好。     

乌鲁木齐市快速路绿化树种滞尘量与叶片结构特性分析

为深入了解城市快速路林带不同绿化树种的滞尘能力,选择乌鲁木齐市河滩快速路林带落叶乔木、常绿乔木和灌木等12个树种为试验对象,分别从树冠向车道和背车道方向上不同高度处采集叶片,通过测定其滞尘量和采用Hitachi台式TM3000电镜观测叶片显微结构,探讨树冠不同位置叶片的滞尘量及叶表面显微结构的差异及其相关性。结果表明,1）不同树种叶片滞尘量具有显著差异（P＜0.01）,12个树种滞尘能力由大到小排序为:樟子松、云杉、榆树、刺槐、黄金树、山桃、水蜡、山楂、丁香、白蜡、红瑞木、火炬树;2）各树种叶面滞尘量在不同生活型之间差异极其显著（P＜0.01）,平均单位叶面积滞尘量由大到小排序为常绿乔木（201.71 μg/cm²）、灌木（83.68 μg/cm²）、落叶乔木（58.97 μg/cm²）;3）常绿、落叶乔木树种向车道方向的叶片滞尘量均大于背车道方向的叶片滞尘量,而灌木则相反,对树冠高度而言,12个树种叶片滞尘量在树冠高度由大到小均呈现为:1、2、4 m;4）不同树种叶片微结构的差异均表现在叶面气孔大小、密度、数量、蜡质结构和周围细胞的褶皱度等指标,而这些差异对滞尘量的排序影响较大;气孔分布不规则、粗糙或平滑、有无叶毛等指标对叶片滞尘量的影响不明显。研究结果可为揭示城市林带对颗粒污染物的阻滞规律、干旱区绿洲城市绿化方案的优化和城市绿化树种的科学选培提供参考。     

8种乔木的滞尘效果及对光合作用的影响

【目的】研究青岛市城阳区道路绿地8种乔木的滞尘能力及其与光合作用的关系,为城市园林绿化提供科学依据。【方法】通过洗脱法对8种乔木的滞尘能力进行测定,用JEOL7500F电子显微镜进行叶表面结构的观测,用光合仪对滞尘后的光合速率进行测定。【结果】8种乔木秋季雨后平均单位叶面积滞尘量大小表现为:紫叶李Prunus cerasifera悬铃木Platanus orientalis女贞Ligustrum lucidum洋白蜡Fraxinus pennsylvanica毛白杨Populus tomentosa国槐Sophora japonica栾树Koelreuteria paniculata绦柳Salix matsudana。8种乔木滞尘后,植物叶片的净光合速率、胞间CO_2浓度、气孔导度和蒸腾速率普遍受到抑制,在连续滞尘60 d内,8种乔木的净光合速率、胞间CO_2浓度、气孔导度和蒸腾速率普遍呈现明显下降趋势,在滞尘后期均有一定程度地恢复。8种乔木光合特征参数损失最大的是女贞,其次是绦柳和国槐,栾树和紫叶李的光合特征参数损失率较小。8种乔木叶片光合特征参数损失率与单位叶面积滞尘量的相关分析表明,多项式方程拟合效果较好,r值均较高。【结论】紫叶李滞尘能力最强,绦柳最弱;绦柳、女贞和国槐叶片对于大气颗粒物的抗性较差,栾树和紫叶李对于大气颗粒物的抗性强,具有较强的抗粉尘污染能力;8种乔木光合特征参数损失率与滞尘量均存在着明显的正相关关系,植物叶片滞尘量越大,光合损失越多,各种光合特征参数也显示出很强的正相关性。     

不同氮营养水平与夏玉米光谱特性关系初报

【目的】揭示关中地区夏玉米叶面光谱特性与施氮量间的相关性,探索不同施氮水平下夏玉米叶片含氮量与叶绿素等生化指标及其光谱反射率特征。【方法】在田间设置不同施氮水平(纯氮施用量分为0,120和240kg/hm2)的试验小区,分别于喇叭期、抽穗期、吐丝期和乳熟期,采用FieldSpec光谱仪于室内标准光源下测定夏玉米叶片的光谱反射率,采用H2SO4-H2O2消煮,连续流动注射分析仪测定叶片氮含量,采用叶绿素仪测定穗位叶片的叶绿素含量,并对所得数据进行相关性分析。【结果】夏玉米叶片含氮量与叶绿素含量之间呈显著相关性,作物施氮水平对叶片的叶绿素含量及含氮量有直接影响;不同施氮水平下夏玉米叶面的反射波谱曲线趋势大致相同,均明显在绿波段(550 nm左右)有1个反射峰,在近红外波段(760~1 070 nm)有1个较高的反射率平台,在近红外波段(760~1 070 nm)处的反射率随氮肥用量的增加而提高,在可见光波段(400~760 nm)处的反射率则正好相反;在可见光波段,不同生长期玉米的叶面光谱反射率表现为乳熟期>抽雄期>喇叭口期>吐丝期,而在近红外波段其光谱反射率表现为乳熟期>喇叭口期>抽雄期>吐丝期;在可见光(400~760 nm)波段处,夏玉米不同生育期叶片的反射率与叶片含氮量及叶绿素含量呈负相关,而在近红外(760~1070 nm)波段处,除抽雄期外,其余生育期叶片的反射率与叶片含氮量及叶绿素含量均呈正相关,且相关性较为显著;高光谱遥感监测显示,关中地区夏玉米氮素营养水平的敏感时期分别是喇叭口期、吐丝期及乳熟期,敏感波段为可见光波段的500~720 nm和近红外区的760~1 070 nm。【结论】夏玉米的氮营养水平与叶面光谱反射率存在显著的相关性,利用高光谱遥感数据监测关中地区夏玉米的营养状况是可行的。     

北方常见绿化树种的滞尘效应

以地处山西省晋中盆地的山西农业大学校园为试验区,研究了主要绿化树种单位叶面积(单位叶重)的滞尘能力和滞尘机理以及各树种的植株滞尘量。结果表明:植株间滞尘能力有较大差别。从叶片形态观察的结果可以看出:阔叶树中,叶面皱缩、多毛和具有分泌液树种的单位叶面积滞尘能力强;针叶树单位叶重滞尘量的差异主要是由于集生叶片数量不同和叶片的着生角度不同引起的。落叶乔木的植株滞尘量大于灌木。     

阿克苏市主要行道树叶面滞尘对叶片气体交换的影响

以新疆南部典型绿洲城市——阿克苏市主要行道树法国梧桐(Platanus×acerifolia)、圆冠榆(Ulmus densa)和桑树(Morus alba)作为观测对象,分别测定城市不同功能区3种树种洁净叶片和蒙尘叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)等气体交换参数,运用相关性分析和回归分析等方法,对比分析了植物叶面滞尘对叶片气体交换强度的影响,探明了叶面滞尘量与气体交换参数损失率的关系。结果表明:城市不同功能区同一个树种叶片气体交换能力有明显区别,由大到小的顺序表现为清洁区、居住区、工业区;同一个功能区不同树种叶片气体交换参数差异显著(p0.05);不同绿化树种洁净叶片气体交换参数明显大于蒙尘叶片;树种叶片气体交换参数变化率与叶面滞尘量之间存在正相关关系,相关系数为0.909 1~0.998 2;植物叶片的气体交换参数损失率随叶面滞尘量的增加而增大。     

聊城市常见园林树木滞尘能力与叶片微形态解析

以聊城市内常见的12种木本植物为研究对象,分析叶片单位面积与单株滞尘能力,通过显微镜观察叶表形态结构,研究植物滞尘能力与叶表微形态的关系.结果表明:单位叶面积滞尘量(TSP)从大到小为白皮松>紫叶李>雪松>紫叶桃>悬铃木>白蜡>榆树>国槐>油松>银杏>胡桃>七叶树.单株植物滞尘能力(TSP)大小顺序为国槐>紫叶李>胡桃>紫叶桃>悬铃木>七叶树>雪松>白蜡>白皮松>油松>榆树>银杏.植物滞尘能力与叶面结构、冠层结构及树体高度有关.雪松吸附PM10的能力最强,白皮松吸附PM2.5和PM0.1的能力最强.叶片越粗糙、绒毛和褶皱越多、气孔多且开口较大的植物滞尘能力越强;树冠覆盖面积大的植株滞尘能力较强,叶片小而疏的植株滞尘能力相对较弱,高度为2～6m的植株滞尘效果最佳.     

5个榕树品种叶表面微形态结构与滞尘能力比较

【目的】测定不同榕树品种的滞尘能力,为正确选用榕树作为城市绿化树种提供科学依据。【方法】以细叶榕（Ficus microcarpa）、柳叶榕（Ficus heteropleura）、对叶榕（Ficus hispida）、高山榕（Ficus altissima）、黄褐榕（Ficusvirens）等5个榕树品种的成熟叶片为试验材料,应用扫描电子显微镜和滤纸恒重法观察叶片表面微形态结构,测定叶片滞尘量,并进行5个榕树品种滞尘能力比较。【结果】5个榕树品种的叶表面在表皮细胞、表皮纤毛、气孔等微形态结构上存在明显差异,对叶榕叶表面结构粗糙,具有蜂窝状的凹坑组织和表皮纤毛;细叶榕有不规则的岛状表皮细胞突起和大小不等的坑状组织,没有表皮纤毛;黄褐榕叶表面支脉细胞突起形成一个个的网格结构,无表皮纤毛;柳叶榕和高山榕叶表面较光滑,均无表皮纤毛。5个榕树品种因叶表面结构不同,滞尘能力也表现出明显差异。【结论】榕树叶片的形态特征是决定榕树叶片滞尘量的关键,5种榕树品种滞尘能力大小依次为：对叶榕〉细叶榕〉黄褐榕〉高山榕〉柳叶榕。     

郑州市常见公园绿化植物的滞尘能力及叶片性状分析

开展城市园林植物的滞尘研究,筛选滞尘能力强的树种对于改善城市环境具有重要意义。以郑州市10种常见的公园绿化植物为研究对象,采用滤膜过滤法测定植物叶片滞留不同粒径颗粒物（TSP、PM_>10、PM₁₀和PM_2.5）的质量,并分析叶片特征和蜡质含量对植物滞尘的影响。结果表明,不同植物叶片的滞尘能力以及滞留不同粒径颗粒物的能力均存在显著差异（P<0.05）。总体来说,滞尘能力乔木>灌木,雪松和龙柏滞留TSP和PM>10的能力最强,雪松、石楠和夹竹桃具有较强的滞留PM₁₀和PM_2.5的能力;南天竹对TSP、PM_>10、PM₁₀和PM_2.5的滞留能力均最差。叶表面形态会对滞尘能力产生影响,叶表面粗糙度较大、能分泌粘性油脂或叶脉突出的雪松、龙柏、石楠以及夹竹桃叶片滞尘能力强。叶片蜡质含量与滞尘量具有一定的相关关系,蜡质含量与PM₁₀和PM_2.5的滞尘量呈显著正相关关系,与TSP和PM_>10的相关性不显著。蜡质含量对叶片吸附细颗粒物的能力影响较大,随着蜡质含量的增加,叶片对PM₁₀和PM_2.5的滞留量增大。由此可见,叶表面形态以及叶片蜡质含量均会对植物的滞尘量产生影响,在郑州城市绿化中可以考虑雪松、龙柏和石楠等滞尘能力强的树种。     

18种绿化树木叶片铅、镉、氯、硫含量的比较

为了探究绿化树木叶片富集大气污染物的差异性,对新乡市 18种道路绿化树木叶片铅、镉、氯和硫的含量进行测定分析。结果表明:绿化树木对大气污染物具有一定的吸收净化能力,并依污染元素和植物的不同具有明显差异;同种园林植物叶片累积4种污染元素的含量不同,总体来说对氯和硫的累积能力大于铅和镉;对铅累积量高的树木有枇杷、榆树和杨树;对镉累积量高的有枇杷、广玉兰、毛泡桐和杨树;对氯累积量高的有卫矛、大叶黄杨、杨树、榆树和臭椿;对硫累积量相对较高的有杨树、卫矛、毛泡桐和珊瑚树。运用隶属函数法对 18种绿化树木叶片污染元素含量进行归类,杨树和枇杷归为第1类,卫矛、大叶黄杨、毛泡桐、广玉兰、榆树和栾树为第2类,银杏、珊瑚树、臭椿、悬铃木、构树、鸡爪槭、海桐、白蜡、国槐和凤尾兰归为第3类。     

新疆南疆6种果树叶片滞尘能力分析

通过采集南疆6种果树滞尘叶片并对其滞尘量和叶表形态结构进行了观测,分析了其浮尘沉降的气象条件、果树叶片滞尘能力及其与叶表形态结构的关系。结果表明,所试果树叶片滞尘能力大小顺序为楹桴〉石榴〉无花果〉杏〉刺枣〉苹果;叶片形态结构与滞尘量的关系表明,若叶片表皮具有沟状组织,其滞尘能力较强;相反,宏观叶表面有轻微凹凸而细微结构为瘤状突起的树种,滞尘能力可能也强;就研究地区而言,叶片下表皮有无绒毛与叶片滞尘量没有显著关系。     

吉林市6种街道绿化树种叶片滞尘特性研究

[目的]研究树种叶片滞尘特性,为滞尘型绿地树种的选择提供参考。[方法]通过水浸法和图像法,测定吉林市6种常见街道绿化树种的单位叶面积滞尘量、叶片固着颗粒物粒径组成,分析微结构与叶片滞尘的关系。[结果]1能够较长时间稳定地固着于叶片表面的粉尘以小粒径颗粒物为主,6种树木叶片固着PM_(10)的数量比例均超过97.76%;叶片累计固着PM_(2.5)的数量比例均超过65.33%。2在各树种滞尘量比较中,大粒径颗粒物发挥了重要作用。6种树木叶片固着PM_(10)的体积比例为47.87%~78.22%,体积最大的是金焰绣线菊(Spiraea×bumalda cv.Cold flame),最小的是杏(Prunus armeniaca L.);叶片固着PM_(2.5)的体积比例为4.41%~14.66%,比例最大的是紫丁香(Syringa oblata Lindl.),最小的是杏。36种街道绿化树种叶片滞留颗粒物、PM_(2.5)、PM_(10)总量差异显著,树种滞尘存在特异性,表现在滞尘量及粒径组成两方面。4叶片微结构对较小颗粒物(粒径20μm)滞留具有重要影响。通常,叶片的皱褶、凹凸程度越大,固着颗粒物量越多。[结论]能够较长时间稳定地固着于树种叶片表面的粉尘以小颗粒物为主,固着量和粒径组成与叶片表面微结构有关。     

6种植物叶片的滞尘能力与其叶面结构的关系

为研究不同绿化树种在单位叶面积上对于不同粒径颗粒物的滞留能力及叶表颗粒物粒度分布特性,分析叶表微观结构与滞尘能力的关系,以期为绿化植物选择及降低社区颗粒物污染提供依据。本实验以北京林业大学校园内社区绿化树种为研究对象,定量测量了6个常见树种的单位叶表面滞尘能力,并利用Mastersizer 2000对叶表滞留颗粒物的粒度分布特征进行分析,采用扫描电镜分析比较了各树种叶表面微观结构。结果表明:对于不同树种,在单位叶面积上所滞留颗粒物的能力方面有较大差异,滞留量由大到小依次为:油松>金银忍冬>大叶黄杨>暴马丁香>洋白蜡>元宝枫,油松的滞留颗粒物能力为元宝枫的44倍。在叶表颗粒物滞留粒径的分布方面,颗粒物主要粒径分布在10~50 μm,按照平均粒径(D50)从小到大的顺序为:元宝枫＜暴马丁香＜大叶黄杨＜洋白蜡＜金银忍冬＜油松。在比表面积大小方面,植物叶面滞留颗粒物从大到小的顺序为:元宝枫>暴马丁香>大叶黄杨>洋白蜡>油松>金银忍冬。植物叶表的滞尘能力与叶表气孔的数目及气孔是否开放无显著关系,而与植物叶表的气孔大小有关:对于气孔大的树种,滞尘能力相对较强。叶表微观性状对颗粒物滞留能力的影响排序为:分泌物>沟状组织>凹槽>褶皱>条状突起。依据不同绿化树种滞尘能力,提出树种选择建议,为科学合理的选择抗颗粒物污染树种提供基础。      

长春地区常用绿化树种滞尘能力研究

对长春市20个常用绿化树种的滞尘效果进行了研究,结果表明,不同绿化树种因其叶片特征、枝叶形态和周边环境影响因子等不同,其滞尘量差异较大。针叶树种、乔木树种和灌木树种中滞尘能力较强的植物分别是桧柏、山桃稠李和小叶女贞,其滞尘量分别为13.46、11.15和7.74g/m^2。京桃和东北山梅花的滞尘能力相对较弱,滞尘量分别为0.3675和0.4326g/m^2。同一树种因其栽植地不同,其滞尘量也有较大差异,即在道路上的滞尘能力远高于其在公园内的滞尘能力。     

基于综合服务功能评价的北方城市绿化树种筛选

以杨陵区内常见24种绿化树种为对象，通过野外综合调查、采样和室内试验，测定获得每个树种的绿量、绿叶期、美观度、涵养水分、滞尘、降温增湿和固碳释氧能力等指标数据，应用主成分分析法，进行了绿化树种的综合服务功能评价。结果表明:1)从树木单项服务功能来讲，绿量密度较大的树种有广玉兰、雪松、刺柏(222.2~253.6 g·m^-3)；单位冠体树叶滞尘能力较强的树种有悬铃木、广玉兰(32.0~39.0 g·m^-3)；单位冠体叶日固碳释氧能力较强的树种有栾树、悬铃木和广玉兰(1 000~1 700 g·m^-3)；根区土壤较非根区田间持水量提高较大的树种有苦楝、银杏、白皮松、圆柏和广玉兰(14.32%~18.44%)；树木美观度评分较高的树种有紫荆、桂花、樱树、广玉兰 (10.2~10.9分)；单位冠体绿量降噪能力较强的有广玉兰、刺柏、龙柏和雪松(10.2~13.2 dB·m^-3)；单位冠体树叶降温增湿能力较强的有广玉兰、悬铃木、紫荆(1.92~2.48 g·m^-3)。2)综合考虑树种的景观服务功能与生态服务功能对树种进行综合评价与筛选，在落叶阔叶树中，悬铃木、七叶树、梧桐、银杏和栾树可以作为城市绿化的首选树种。在常绿树种中，广玉兰、圆柏和刺柏可以作为城市绿化的首选树种。