李伯惠 张靖 赵琪茉 刘睿 张贻龙

摘    要：城市绿地提供了噪声消除、雨后排水、娱乐和文化服务等诸多生态和社会价值，但也给城市居民生活带来了花粉污染、飞毛飞絮和气味污染等负面影响。笔者以‘高分1号遥感影像为数据源，采用面向对象的图像分类技术，在获得大连市城市绿地分布图的基础上，使用致敏指数和人口暴露指数分别计算大连市植源型污染分布图与污染人口暴露度。结果表明：大连市城市建筑物密集区致敏指数值相对较低，区域內绿地面积分布不均匀是造成植源型污染致敏指数分布不均的主要原因;污染暴露度与人口居住密度有关，人口居住密度越高则造成各区居民污染暴露越高。

关键词：植源型污染;致敏指数;人口暴露度;城市绿地;大连市

中图分类号：X821          文献标识码：A           DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.09.016

Abstract：  Urban green space provides many ecosystem services such as noise elimination， drainage after rain， entertainment and cultural services， but it also brings some negative ecological effects such as pollen sensitization， catkins and odor pollution. In this paper， taking remote sensing imageries of 'GF-1' as data source， object-oriented image classification technology was adopted to digitalize the urban green space distribution map of Dalian. The plant-source pollution distribution map and the exposure degree of polluted population map were calculated by allergenicity index and population exposure index respectively. The conclusions were as follows： The allergenicity index in urban building-intensive areas of Dalian was relatively low， and the uneven distribution of green space was the main reason for the distribution of plant-source pollution; the pollution exposure was related to the population density， and the higher the density， the higher the pollution exposure of residents in each urban district.

Key words： plant source pollution; allergenicity index; population exposure; urban green space; Dalian

城市是以人为中心的“社会-经济-自然”复合生态系统[1]，是一个高度复合的人工生态系统，其不仅具有自然生态系统的物理属性、生态属性，更包含社会属性和经济属性。然而，随着社会经济的发展与人口增长，城市建成区面积不断扩张，城市周边的绿地、农田和湿地等自然景观逐渐被沥青和混凝土等不透水地面和人工建筑所取代[2]，加剧城市热岛、灰霾、雨洪雨污及水体富营养化等生态环境问题，影响城市生态系统服务和人居环境[3]。在此背景下，人们关注的焦点逐渐从关注经济发展转移到关注城市的生态作用[4-5]。作为城市绿色景观，公共绿地、森林、行道树、湿地等的生态作用受到学者和城市管理人员的关注。城市绿地提供空气过滤、微气候调节、噪声消除、雨后排水、污水处理等生态价值，以及休憩、娱乐和文化服务等社会价值，这些功能对城市居民人居环境的提升有重大影响。

尽管城市绿地是城市中珍贵的公共绿色空间，但部分植物却作为过敏原威胁着人们的健康[6]。植物体的分泌物、附着物（毛、絮和刺等）给人们的日常生活带来不便，或对人体健康产生危害的现象被称作植源型污染[7]，包括花粉污染、飞毛飞絮污染和气味污染等[8]。致敏植物的花粉飘散于空气中引起人群过敏反应，杨树、柳树的飞絮和悬铃木果实散开后的飞毛进入人的眼睛、鼻孔，引起易感人群鼻炎、咽炎、支气管炎等呼吸道疾病和皮肤过敏等问题，威胁城市居民的健康[9-11]。

因此，本研究选取辽宁省大连市作为典型的研究区，辽宁省采用遥感和地理信息系统技术相结合的手段，调查大连市城市森林建设过程中植源型污染植物，通过致敏植物分布格局和物候特征研究，结合地理信息系统空间分析和制图功能，直观表现大连城市森林植源型污染的分布情况，以期为提高大连市城市人居环境提供数据支持。

1 研究内容和方法

1.1 城市绿地遥感解译与致敏植物种类调查

以2018年‘高分1号影像为数据源，采用面向对象的图像分类技术对辽宁省大连市城市绿地进行解译，结合实地验证，获得辽宁省大连市城市植物分布图。致敏植物的识别采用实地踏勘和百度街景的形式，对大连市四区 （甘井子、沙河口、西岗区和中山区）内植物种类和数量分布较大的公园、校园、广场、居住小区、单位场院、道路等进行植物类型调查，明确了大连市城区内植物的种类结构（仅调查乔木和灌木类的致敏植物），并查阅文献确定大连市致敏植物的物候特征[8， 12-13]。

1.2 城市绿地致敏指数

2 结果与分析

2.1 城市绿地遥感解译与致敏植物种类调查结果

通过遥感解译，辽宁省大连市沙河口区、甘井子区、中山区和西岗区城市绿地面积分别为1 543，13 486，2 697和1 070 hm2，所占面积比率分别为36.9%，37.2%，55.7%和40.3%。

调查发现，大连城区内共有致敏植物17科24属58种（表1），其中裸子植物4科6属16种，被子植物13科18属42种。花粉致敏的乔木36种、灌木11种，飞毛飞絮致敏11种。

从其空间分布来看，在公园和广场绿地中花粉致敏植物种数最为多样。如针叶树种有雪松、侧柏、油松、黑松、白皮松、水杉;落叶乔木有银杏、槐树、光叶榉、紫花泡桐、构树;各类花木有西府海棠、日本樱花、迎春、连翘、丁香、榆叶梅、黄刺玫、木槿;绿篱植物有大叶黄杨、桧柏、紫叶小檗、鼠李、紫叶李、红枫、连翘、忍冬等。住宅小区的植物致敏植物种数较少。其中，灌木类有大叶黄杨、紫叶小檗、东北连翘、金叶女贞、丁香、铺地柏等;乔木类有紫叶李、青扦、白扦、光叶榉、色木槭等，而城市行道树多以飞毛飞絮致敏，如法桐、三球悬柃木、杨树、垂柳、旱柳等。

植物致敏原从时间分布上看，花粉致敏植物的花期集中在春秋两季：3月下旬到4月下旬，以致敏性较弱气传花粉为主;8月末至9月末，以强致敏性的草本植物花粉居多[11]。飞毛飞絮污染主要集中在春季：4月中下旬，杨柳科植物果实开裂、絮四处飞扬;4月下旬至5月上旬，悬铃木发芽、老果脱落，果球炸裂，在果毛脱落的同时，新生的雄花序也会散落一定量的花粉。

2.2 大连市植源型污染分布

大连市植源型污染致敏指数分布如图1所示，该指数较高的地区集中在大连市甘井子区、西岗区和中山区南部山地森林区，而在各区城市建筑物密集区致敏指数却相对较低;从各区的致敏指数平均值来看，中山区的致敏指数最高（0.69），甘井子区次之（0.68），西岗区和沙河口区分别排在第3、4位（分别为0.63和0.56）。各区城市绿地面积占其行政区面积的51.43%，37.08%，39.81%和36.83%，区域内城市绿地面积的分布不均匀是造成污染致敏指数呈不均匀分布状态的主要原因，且绿地面积比例与致敏指数的相关系数为0.901（P<0.01）。

2.3 大连市城市居民植源型污染暴露度分析

大连市人口密度图如图2a所示。其中，春柳街道人口密度最高（253.7人·hm-2）、中山公园和马栏等5个街道人口密度次之（在200～250人·hm-2之间），而南关岭和凌水等9个街道人口密度最少（小于50人·hm-2）。植源型污染分布仅反应潜在的暴露风险，并不意味着值越高风险就越高。因此，通过人口加权的暴露指数可以计算出大连市城市居民植源型污染人口暴露情况。人口居住密度不同造成各区居民污染暴露程度不同（图2a），统计分析表明两者的相关系数为0.966（P<0.01）。从各区平均污染人口暴露度来看：沙河口区（2.95）>西岗区（2.07）>中山区（1.26）>甘井子区（0.65）;从污染暴露度空间分布来看（图2b），居民暴露度较高的区域在甘井子区与沙河口区交界的区域，包括：春柳街道、中山公园街道、周水子街道等7个街道，其暴露度范围在3.5～5.0之间;而西岗区的大部分区域、中山区的西部、沙河口区的南部居民暴露度相对较低（为1.5～3.5之间），包括兴华街道、葵英街道、黑石礁街道等20個街道;而中山区的东部和甘井子区除中心区域外的大部分区域其暴露度均较低（<1.5），含泉水街道、桃源街道、海军广场街道等11个街道。

3 结论与讨论

本研究以‘高分1号影像为数据源，采用致敏指数和人口暴露指数分别计算了辽宁省大连市植源型污染致敏指数分布图与污染人口暴露度。调查发现大连市公园、广场绿地中以花粉致敏植物为主，而城市行道树多以飞毛飞絮致敏。城市中致敏指数较高区域主要集中在大连市南部山地森林区，而在城市建筑物密集区该指数相对较低，区域内城市绿地面积的分布不均匀是造成该指数异质性分布的主要原因。人口居住密度造成各区居民污染暴露不同，居民暴露度较高的区域在甘井子区与沙河口区交界处。

随着居民对城市人居环境的持续追求，城市绿地建设已成为宜居城市的重要标志之一。在城市绿地建设和更新过程中，植物种类的选择除考虑城市景观需要外，应从品种选择和育种方面（如少毛品种和雄性无性系）减少植物对居民健康的不利影响;对城市中已有的致敏性植物，可以通过修剪、水肥管理或采取化学药剂防治等措施，减少现有树木的开花数量（如悬铃木）。通过科学合理的措施避免植源型污染的发生，而不是抹杀绿色植物的有益功能，从而保证城市森林的健康发展。

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