陈颖佳　刘中兵

摘要：对城市道路植物群落结构的研究进行了综述和分析，提出了城市道路滞尘植物群落结构的内涵和构建，对有关植物群落结构稳定性与变异性、滞尘功能与多功能组合、滞尘植物群落结构与绿地系统的构建及其发展等方面进行了讨论。

关键词：城市道路;滞尘;植物群落结构;构建;绿地系统

中图分类号：Q948.116;X173         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2020）02-0102-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.02.021           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Research on the detaining dust plant community structure in urban road

CHEN Ying-jia，LIU Zhong-bing

（Wuhan University of Bioengineering，Wuhan 430415，China）

Abstract： The study on the community structure of urban road plants was reviewed and analyzed， and the connotation and construction of the structure of the plant community in the urban road were put forward. The stability and variability of plant community structure， the combination of detaining dust function and multi-function， the construction and development of detaining dust plant community structure and green space system were discussed.

Key words： urban road; detaining dust; plant community structure; construction; green space system

城市绿地植物群落是城市绿地系统的基本单元，是城市绿地系统功能的基础。不同植物群落结构在景观功能、生态功能、环保功能等方面表现的功能范畴和功能强度不同。城市道路滞尘植物群落结构对通过其本身功能效益的发挥，以及通过道路连接城市各类绿地构成绿地系统的功能效益的发挥都有着重要的影响，因此，构建科学、合理的滞尘植物群落结构对城市生态环境、生活、生产和经济的发展都具有重要意义。本研究旨在通过对城市道路植物群落结构已有研究的综合分析，探讨城市道路滞尘植物群落结构配置，以便为进一步开展道路滞尘植物群落结构研究和充分发挥城市道路园林绿地的滞尘作用提供资料。

1  城市道路滞尘植物群落结构的内涵

基于广义的植物群落概念，可以认为滞尘植物群落结构包括物种结构、空间结构和时间结构，其物种结构是植物的种类及其组合比例，空间结构是植物的垂直结构和水平结构（包括植物种类的空间组合、郁闭度、疏透度、空间距等）及其与控制粉尘浓度空间变化的配套滞尘，时间结构是常绿与落叶植物组合比例、速生与慢生植物组合比例、植物生长节律及其与控制粉尘浓度时间变化的配套滞尘。

2  城市道路滞尘植物群落结构的构建

滞尘植物群落结构的构建，需从滞尘植物群落的物种结构、时间结构和空间结构方面进行规划设计。处理好功能需求、立地條件、群落结构三者之间的关系，尽力找到以功能需求为主要目标的三者之间的结合点，构建出主体功能突出、综合功能充分发挥的植物群落结构。

2.1  物种结构

在植物物种的选择方面，已有很多研究者研究了自然条件下植物滞尘能力的强弱[1-6]。研究了植物滞尘量随时间的变化及达到饱和滞尘量的时间[2，7-9]。包鹏威等[10]研究了静风、恒温、恒湿条件下常绿景观植被对空气中PM10、PM2.5的阻滞作用。范舒欣等[11]综合对单位叶面积滞尘量、单叶滞尘量以及单株滞尘量3个因子进行聚类分析，研究了8种常绿（含半常绿）阔叶树种的综合滞尘能力。在不同植物种类滞尘能力强弱方面的研究虽然较多，但因试验研究时植物所处位置不同，试验环境和试验方法不同，以及受研究者主观因素的影响，导致结论不同。无论是乔木、灌木或草本植物的种类或是由他们通过各种植物配置组成的不同植物群落，其滞尘能力均存在较大的差异[12]。选择好植物物种虽是构成物种结构的基础，但是物种结构也同样重要，要在选好植物物种的基础上，安排好各种植物的搭配，即植物的种类和各种植物的组合比例，在这方面尚需大力开展研究。

丰富和优化植物物种组成结构是提高植物群落滞尘能力的基础。在构建滞尘植物群落物种结构方面，应丰富和优化物种组成结构，首先要选择最优的植物种，该物种具有下列特性：①滞尘功能强，即滞尘能力强、植物滞尘饱和时间长、饱和量大、滞尘效率高、滞尘持久;②适地能力强，即对气候、土壤及其他环境条件适应性强;③综合功能配合能力强，即与其他植物在景观、生态、环保等方面共同发挥综合效益的配合能力强;④对控制粉尘浓度时空变化的配套滞尘能力强;⑤对构建优良稳健的滞尘植物群落和绿地系统的配合能力强。在此基础上，安排好各种植物的搭配，使植物的种类和各种植物的组合比例适宜，形成优良稳健、可持续发展的物种组成结构。

2.2  空间结构

植物群落的空间结构包括垂直结构与水平结构。群落的垂直结构指群落在垂直方向的配置状态，其最显著的特征是成层现象。群落的水平结构指群落在水平方向的不均匀性，表现为以斑块出现，在不同的斑块上，植物种类、数量比例、郁闭度、生产力以及其他性质都有不同。在空间结构方面已有一些研究[13-21]。其中，冯建军等[13]研究表明，若植物种类多、乔-灌-草立体结构明显、绿化带宽，则对TSP的净化效果越显著。罗曼[16]通过多重比较分析不同群落结构的绿地对颗粒污染物的消减率得出，乔灌草>乔草、灌草>乔木>草坪。殷杉等[17]研究表明，为达到较高的TSP净化效益，交通绿化带宽度应不小于5 m，最佳为10 m;绿地内植物郁闭度的最佳范围为0.70～0.85，疏透度的最佳范围为0.25～0.33。在垂直结构方面的研究结论较为一致，以乔灌草结合的类型滞尘效益较好，以乔木为主的复层结构绿地能有效地提高绿地的滞尘效益。绿化带宽度、郁闭度和疏透度等对TSP的消减率都有重要影响。

道路大气中粉尘浓度有着明显的空间变异规律，因此，在滞尘植物群落的空间结构方面应有与道路大气中粉尘浓度的空间变异规律相适应的植物配置。在滞尘植物群落空间结构方面，其空间结构力争具有下列特性：①滞尘植物配置适于控制粉尘浓度水平方向变化进行滞尘，即纵向和横向水平结构的树种类型搭配、均匀性和连贯性，所形成平面上疏密相间的结构适于植物群落滞尘效益的发挥;②滞尘植物配置适于控制粉尘浓度垂直方向变化进行滞尘，即垂直结构的树种类型搭配、层次性和连贯性以及速生与慢生、深根与浅根、喜光与耐阴等不同生理特性的植物配置构建的立体植物结构适于植物群落滞尘效益的发挥;③空间结构的疏密程度和林带宽度适宜，即在空间结构的构成中具有适宜于植物群落充分稳定发挥其功能效益的植物株行距、密度、覆盖度、疏透度、郁闭度和林带宽度;④适于与其他植物组合发挥多功能效益;⑤适于与其他植物组合构成优良稳健、可持续发展的滞尘复合系统。

2.3  时间结构

研究者研究了植物在不同季节的滞尘能力[1，6，15，22]。其中，张莉[1]的研究表明，在南京市同一采样地点大部分道路绿化树种滞尘量的季节动态规律为冬季>秋季>春季>夏季，冬季达到一年的最大值。殷杉等[17]研究显示，交通绿化带对机动车引起的TSP污染有明显的净化作用，其中夏、秋季净化百分率较高，春、冬季较低。闫生荣等[23]提到在不同季节，绿地植物的生长状态与其各项生理特征，如植株高度、枝叶密度、叶片大小、叶面微结构特征等发生变化，因此其消减PM2.5污染的效果也会产生差异。已有研究表明，常绿与落叶植物的生理特性、生长发育习性、生态环境功能、景观、栽培管理要点等都有不同。研究了各地常绿与落叶植物的搭配、速生与慢生植物的搭配和植物群落生态结构演替。

道路大气中粉尘浓度有着明显的时间变异规律，其季节变化规律对滞尘植物群落配置影响较大，在滞尘植物群落时间结构方面，其时间结构力争具有下列特性：①滞尘植物物种和群落配置适于控制粉尘浓度季节变化进行滞尘，即植物群落滞尘与尘埃浓度时间分配变化的搭配适宜，同时有主要基于滞尘要求的景观、生态、环保方面的季候季相变化和优良的季候季相结构;②常绿与落叶植物、速生与慢生植物、闊叶与针叶植物配置适宜，即有基于滞尘要求的常绿与落叶植物、速生与慢生植物、阔叶与针叶植物的合理搭配，同时有树种龄级的优化组合;③植物配置结构发展适于植物群落演替规律，即植物群落生态结构演替符合充分发挥植物群落服务功能和可持续发展的要求，使结构具有稳定性和自维持的机制和能力，能形成优良、有序和稳定的群落;④适于与其他植物组合发挥多功能效益;⑤适于与其他植物组合构成优良稳健、可持续发展的滞尘复合系统。

在城市道路滞尘植物群落结构的构建中，可通过对植物配置物种结构、空间结构、时间结构的协同组合，达到其群落结构能充分、持续发挥功能效益的目的。

3  城市道路滞尘植物群落结构构建问题的讨论

3.1  城市道路滞尘植物群落结构的变异性和稳定性

研究者从各种角度研究了植物群落结构的变异性和稳定性。党承林[24]提出生态系统的稳定性在很大程度上取决于植物群落对干扰的抵抗能力和自我修复能力。陈利顶等[25]提出干扰直接影响着生态系统的结构和功能演替。林源祥等[26]提出在一个稳定的生物群落中由于多种群在群落中具有各自的生态位，种群间能避免直接的竞争，从而保证了群落的稳定性。王旭东等[27]提出城市绿地植物群落结构是多重因素综合作用的结果，是人工形成、自然进程、人工干预的动态过程的体现。

基于植物群落结构变异性和稳定性问题的一般概况，可以看出：①植物群落结构的变异和稳定是必然同时存在的，由于自然环境、植物生长、人为干扰都在变，因此变异是必然的，但在相对稳定的变异条件影响下会逐步达到一种稳定状态，如果在群落结构自调的基础上进行正确的人为干预，就会使群落结构成为既符合群落结构的自然发展规律又符合人们对功能需要的稳定的可持续发展群落结构;②变异和稳定是动态发展的。③变异和稳定是系统统一的。城市道路自然环境条件和人为干预条件变化较大;道路绿地线性分布、范围较小、植物群落结构较单一;道路绿地的立地条件如土壤与大气条件较差;道路绿地植物配置随着人们的功能需要而变化;植物个体生长与群体生长的差异性变化等，这些都易导致城市道路植物群落结构演变、稳定性较差。特别是城市道路滞尘植物群落受到强烈的人为干扰，其结构常常是一个稳定性较差的临时性架构，在频繁的人为干扰下，城市道路植物群落结构存在着稳定性较差、植物配置结构不良、植物生长不良、功能衰退等问题，但是，如果根据人们的功能需要，采用拟自然的人为干预就会构建出优良稳定的滞尘植物群落结构。

因此，在城市道路滞尘植物群落结构的构建中应充分注意立地条件的变异性与稳定性、植物生长的变异性与稳定性、人为干扰的变异性与稳定性，处理好人、植物、环境三者间的关系。依据道路园林植物对区域自然与人为环境的适宜性，针对普遍存在植物群落结构稳定性较差的问题，需要掌握植物群落变异的因素和规律，采用拟自然的人为干预建成优良、稳定、可持续发展的滞尘植物群落结构;遵循结构与功能的关系原理，实行动态调控，严防植物群落结构退化，促进优良植物群落结构可持续发展;对植物配置结构不良、植物生长不良和功能衰退的植物群落结构进行更新或重构。

3.2  城市道路滞尘植物群落结构的滞尘功能与多功能组合

关于植物群落的功能类型，林源祥等[26]提出要根据主导功能，如污染防护、防风、特定小气候环境的改善或观赏游憩环境的构筑等目标，进行群落结构优化设计，并以相应的群落结构来实现综合功能的优化。一些研究者根据主导功能的不同，分别将林带结构模式、植物群落结构、行道树种配置模式及植物群落配置模式分成各种类型[28-31]。

基于植物群落结构滞尘功能与多功能组合问题的一般概况，可以看出：①滞尘功能与生态、景观、环保其他方面功能是同时存在的，是统一地存在于一个特定的区域;②滞尘功能与生态、景观、环保其他方面功能是相辅相成的，如提高了滞尘能力，就能改善环保中大气环境的其他因素，就能改善生态、景观等方面的条件，如果找到其中的良好结合点，就会创造更优良的综合功能发挥的基础;③滞尘功能与多功能组合是相协调、动态发展的。城市道路滞尘植物群落结构是以滞尘为主要目标建立的植物群落结构，但是也对景观、生态、环保、文教、建造、经济功能等方面作用的发挥有很大的影响。因此，应在构建城市道路滞尘植物群落结构时，尽力找出充分发挥滞尘效应与综合效应的结合点，形成适于当地道路滞尘效应与综合效益都能充分发挥的、稳定的植物群落结构。为此，需在突出植物群落结构滞尘功能的同时，选择适于与其他植物组合充分发挥多功能效益，适于与其他植物组合构成优良稳健、可持续发展的滞尘复合系统的植物群落结构。

3.3  城市道路滞尘植物群落结构与绿地系统的构建及其发展

在绿地的内部结构和空间布局及城市绿地系统研究方面，已有一些研究。周志翔等[32]提出，当绿地覆盖率小于40%时，绿地整体生态效益的发挥主要取决于绿地的内部结构和空间布局。魏斌等[33]提出，通过对国内外城市绿地效果的分析发现，当绿地覆盖率小于40%～60%时，绿地的内部结构和空间分布的程度更显示其重要性。张浪等[34]提出，城市绿地系统的布局结构对于城市绿化整体效能的发挥和环境质量的改善具有决定性意义。王国玉等[20]提出从更大尺度看，绿地消减PM2.5污染更重要的是发挥城市绿地系统的作用。

从植物群落结构与绿地系统的一般概况可以看出：①一个多区域的群落结构必然组成绿地系统，因此群落结构总是绿地系统的基本单元，是绿地系统发挥功能的基础;②植物群落结构组成的各类绿地系统是同时存在的，各类绿地系统合理组合更能发挥绿地系统的功能效益;③植物群落结构与绿地系统构建和发展是相辅相成的，其中存在着植物群落结构与绿地系统的关系，植物群落结构构建与发展的关系，绿地系统构建和发展的关系，处理好这些关系是植物配置的重要环节。

优良的植物群落结构是优良绿地系统构建和发展的基础，优良绿地系统构建和发展又是植物群落结构构建目标功能的提升，而且构建是发展的基础，发展是构建的提升，因此首先要构建好优良的植物群落结构与绿地系统，随后要对其进行动态调控、成为可持续发展的优良植物群落结构与綠地系统。在基于滞尘及其他功能发挥而进行植物配置和植物栽培时，从植物种类到植物群落再到绿地系统是一个连续的过程，前者为后者打基础，绿地系统则是发挥植物滞尘效益及综合功能效益的最高级植物配置形式，因而应通过城市道路绿地系统的规划和管理，充分发挥植物滞尘效益及综合功能效益。从滞尘的角度来看，将具有较强滞尘能力的植物群落合理配置成的道路滞尘绿地系统能更有效地、更充分地发挥城市道路绿化植物的滞尘作用。

道路滞尘绿地系统是各级道路廊道绿地与各类块状绿地在平面与立面数量、规模、层次和分布上，在结构、特性和功能上，构成的相互联系、相互制约的有机的、系统的、动态的、开放的、网络化的绿地系统;城市道路大气中粉尘浓度存在明显的时空变异，为了全时域、全方位防治城市大气粉尘污染，优选出相应的滞尘植物配置模式，需从滞尘植物种的选择、滞尘植物群落选择、滞尘绿地系统选择进行三级优选，构建适应道路大气中粉尘浓度时空变异规律的、滞尘效益高的滞尘植物配置模式[35]。在道路滞尘植物群落与绿地系统中，植物生长、人为干预、自然环境条件等有水平纵向、水平横向、垂直竖向三维动态变化，这三维动态变化同时随着时间连续变化，导致滞尘植物群落与绿地系统纵、横、竖、时的四维动态变化，因此，需要根据道路大气中粉尘浓度时空变异规律进行植物配置和植物栽培的四维动态调控。在植物物种、植物群落和绿地系统植物配置三级协同优选构成的优良的绿地系统基础上，进行植物配置和植物栽培的四维动态调控，形成三级优选与四维调控模式，可构建出适应道路大气中粉尘浓度时空变异规律、滞尘效益高、综合功能强、可持续发展的城市道路滞尘植物群落结构与绿地系统。

4  小结

城市道路滞尘植物群落结构包括物种结构、时间结构和空间结构。优化物种组成结构是提高植物群落滞尘能力的基础，其空间结构应有与道路大气中粉尘浓度的空间变异规律相适应的、在垂直结构与水平结构方面能充分稳定发挥其滞尘功能效益的植物配置，其时间结构应有与道路大气中粉尘浓度的季节变异规律和植物群落发展与动态演替规律相适应的，能持续稳定发挥其滞尘功能效益的植物配置。在城市道路植物群落结构构建中要充分处理好有关其稳定性与变异性、滞尘功能与多功能组合、滞尘植物群落结构与绿地系统的构建及其发展之间的关系。

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收稿日期：2019-05-20

作者简介：陈颖佳（1997-），女，湖北武汉人，在读本科生，研究方向为园林绿地规划与设计，（电话）13618659652（电子信箱）yjchen97@163.com;

通信作者，刘中兵（1978-），男，湖北枝江人，副教授，高级园艺师，硕士，主要从事园林植物资源利用与繁殖、园林绿地规划与设计等

方面的研究，（电话）13871496378（电子信箱）lzb_whsw@sohu.com。