近年來大範圍的霧霾汙染頻繁發生，有效調控和消除PM2.5等顆粒物成了呼聲最高、最亟待解決的重大環境問題。2013年1月，國家林業局適時應急啟動了國家林業公益性行業重大科研專項，開展了森林對PM2.5等顆粒物的調控功能與技術研究。這樣的應急科研項目的設立，在林業科技史上並不多見。
北京潭柘寺附近拍攝的一棵白皮松古樹
經過四年攻關，項目組全面完成了項目的預期目標和研究任務——科研人員構建了首都圈森林大氣環境監測網絡，科學地揭示和評價了森林調控PM2.5等顆粒物的機理和功能，篩選出了具有防霾治汙功能的適宜樹種，提出了針對城市典型區域高效滯塵的森林優化配置技術，集成了城市森林調控PM2.5等顆粒物的技術體系並開展示範。
到森林公園晨練應改為下午
該項目由北京林業大學負責，聯合中國林業科學研究院、中國科學院生態環境研究中心、中國環境監測總站、北京市農林科學院、北京市園林綠化局、廣東省林業科學研究院等單位的100多名研究人員協同開展項目研究工作。
項目主持人、北京林業大學教授餘新曉教授告訴記者，2016年北京市PM2.5平均濃度較2013年下降18.4%。森林作為生態系統的主體，在防霾治汙方面有其獨特不可替代的作用。
科研人員建立了覆蓋首都圈的森林環境監測網絡。研究發現，北京市森林植被對PM2.5的調控作用年均量為每年每平方公裡309.03公斤。其中沉降作用佔比最大，為43.57%；其次為阻滯作用，為34.80%；吸附作用為21.50%，吸入作用佔比最小，僅為0.13%。在北京地區混交林調控PM2.5作用能力最強，其次順序為闊葉林、針葉林和灌木林，草地調控作用能力最低。
一是沉降作用。大氣顆粒物通過重力沉降和湍流擴散等空氣動力作用降落到森林等下墊面中。研究發現，白天PM2.5的沉降量大於晚上的沉降量。這主要是由於白天人為活動使得大氣層擾動程度比夜裡大，顆粒物更容易通過碰撞吸附等過程沉降在植物體上。同一時間，鷲峰公園的沉降速度大於奧體公園的沉降速度，主要是因為鷲峰公園的植被覆蓋類型更有利於顆粒物的沉降。從日沉降量來看，一天中10時至14時大氣顆粒物沉降量最大，早上的沉降量大於下午。從季節來看，夏季大氣顆粒物在森林內沉降量最大。
二是阻滯作用。林帶具有複雜的枝葉結構，通過改變林帶內部大氣顆粒物的運動形態，使其運動能量和方式發生變化，從而導致顆粒物在林帶內滯留。研究發現，人工林對PM2.5等細顆粒物的阻滯效率，下午高於早上。因此研究人員建議，人們在城市森林的晨練應變成下午的鍛鍊。
三是吸附作用。科研人員稱，植物個體捕集到大氣顆粒物，是植物的葉、枝、莖幹等各器官表面與顆粒物相互作用的結果，主要依靠植物葉表面結構和特殊的分泌物沾粘降塵。這種方式最穩定。樹種間滯塵能力的差異，由葉表面的特性、樹冠結構、枝條密度等決定。
四是吸入作用。大氣顆粒物可以經植物葉片氣孔進入植物體內參與植物代謝反應。
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行了排序。
第一類單位葉面積吸附顆粒物能力最強的植物，有懸鈴木、構樹、栓皮櫟和杜仲；第二類吸附能力較強的植物，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、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。科研人員認為，植物葉片吸附顆粒物的能力，受到植物葉表面微觀結構的影響，植物葉片結構隨季節發生變化，影響對顆粒物的吸附。
根據北京市的地理氣候特點，經過對北京市綠化植物種類和生長狀況進行全面調查，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。研究得出的結論是，針葉樹種的滯塵量要高於闊葉樹種。滯塵能力較強的前十種樹種：雪松、白皮松、油松、圓柏、側柏、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，分別篩選出了不同汙染環境下的建議樹種、社區不同功能區的建議樹種，具有較高的實用價值。
社區綠地配置應遵循5條原則
關於社區的綠地配置，科研人員研究後提出了5條具體建議。
一是選擇滯塵能力高、耐瘠薄、耐乾旱、壽命長、病蟲害少的樹種作為居住區綠化的主調樹種。
二是將樓體四周統一成整塊綠地加以設計配置。綠地具有一定規模後，能更有效地發揮生態功能。居住區中心區域以高層、低密度的點式住宅散布，可有效提高綠地的整體性和連貫性。
三是居住區主道兩側應定距種植滯塵能力強、分枝較高的喬木鄉土樹種，能夠有效降低大氣顆粒物濃度、減少噪聲，有利於沿街住宅的安靜與衛生。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，增強道路綠地對地面揚塵的淨化作用。道路峽谷的綠化首先應考慮通風問題，在保障行道樹遮陰效果和景觀效果的前提下，降低植被種植密度和鬱閉度，可在道路一側列植樹冠水平伸展的闊葉喬木作為行道樹。
四是樓旁綠地植物配置時應考慮建築物的朝向及室內的通風、採光等環境因素。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；山牆及圍牆可選用美國凌霄、五葉地錦等藤本植物進行垂直綠化，增加綠量的同時起到夏季降溫的效果。樓前高大喬木與樓之間應保持大於8米的範圍，以減輕對低樓層採光及通風的影響。
五是應將居住區廣場綠地、中心綠地等開放活動空間，布置在顆粒物汙染較輕或顆粒物不易滯留的區域，並根據汙染擴散的途徑及方式合理配置綠地植物。半封閉式的廣場綠地，在汙染物來源方向以喬灌草結合可阻擋汙染物侵入。在汙染較輕的方向，留出通風口。與開放式廣場綠地和中心綠地相比，合理配置的半封閉式廣場綠地能夠更加有效地改善活動空間的空氣品質。
來源：北京晚報 記者 代麗麗 通訊員 鐵錚