近年来，随着城市化进程的加快和社会经济的快速发展，城市环境污染问题日益突出，特别是以颗粒物为主的空气污染已经成为影响城市人居环境和居民身体健康的重要因素。国家环境保护总局规定将监测的目标直接指向对人体健康有害的污染物PM10。PM10是直径小于10 μm，在空气中能够长期悬浮而不易沉降的颗粒状物质。PM10对人体的危害远远大于TSP，会诱发、引发许多疾病(Berube，1997；Zanobetti et al., 2000)，尤其对于老人、儿童、呼吸道疾病和心肺病患者(董雪玲，2004；刘泽常等2004)。

城市绿地具有改善环境、人体保健、教育文化、景观游憩等多种功能(康博文等，2005；彭镇华，2003)，是城市居民日常活动和休憩的主要场所。不同绿地类型的景观效果和生态效益是不同的(王成，2002)。许多研究就森林与灌丛、草坪和旷地等立地类型的滞尘能力进行了对比(周坚华，1998；褚泓阳等，1995；周志翔等，2002；张新献等，1997)。对于不同类型绿地空气PM10浓度在时间尺度上的变化还缺乏全面系统的研究，开展这方面的研究对于了解不同类型绿地的净化功能，科学指导绿地建设和帮助居民开展合理的绿地游憩活动具有借鉴意义。

1 研究区概况

研究区设在北京市清华大学校园内，环境条件相似。清华大学地处北京海淀区西北郊风景园林区，学校主教学楼地理坐标为40°00′E，116°19′N。选择空旷地和6种绿地类型，分别设1块样地，测点位置为每块试验地中间。各类型样地概况如下。1)草坪面积1 660 m²，为早熟禾(Poa pratensis)草坪，覆盖度99%。2)篱草面积2 900 m²，早熟禾草坪，覆盖度99%；绿篱有小檗(Berberis thumbergii)、金叶女贞(Ligustrum vicaryi)、小叶黄杨(Buxus microphylla)，草坪居中、绿篱环绕草坪四周。3)阔叶乔木泡桐(Paulownia fortunei)纯林，面积400 m²；树高12.5~13.2 m，胸径29~36 cm，冠幅5.2 m×6.5 m，郁闭度75%。4)针叶乔草面积1 600 m²，为油松(Pinus tabulaeformis)、圆柏(Sabina chinensis)、侧柏(Platycladus orientalis)与雪松(Cedrus deodara)的混交林，以油松、侧柏为主，圆柏、雪松较少。油松树高5.5~6.5 m，胸径18.7~26 cm，冠幅3 m×5.5 m；侧柏树高6.8~8.5 m，胸径23.5 cm，冠幅3 m×4 m；郁闭度90%；林下覆草为麦冬(Ophiopgon japonicus)，覆盖度为85%。5)阔叶乔草面积1 200 m²，主要树种为银杏(Ginkgo biloba)，混杂着几棵油松。银杏树高5~7.5 m，胸径9.7~12.7 cm，冠幅4.5 m×5.6 m，郁闭度75%，林下覆草为麦冬，草地覆盖度70%。6)乔灌草面积1.33 hm²，是典型的乔灌草组合的植物群落。绿地内植物种类多，约有110余种：乔木有黄栌(Cotinus coggygria)、柿树(Diospyros kaki)、油松、垂柳(Salix babylonica)、合欢(Albizzia julibrissin)、栾树(Koelreuteria paniculata)、银杏、玉兰(Magnolia denudata)和龙爪榆(Ulmus pumila var. pendula)，树木高低错落，树高2~12.4 m；灌木有紫丁香(Syringa oblata)、榆叶梅(Prunus triloba)、小檗(Berberis thumbergii)、铺地柏(Sabina procumbens)、紫薇(Lagerstroemia indica)、鸡麻(Rhodotypos scandens)和玫瑰(Rosa rugosa)等，株高2.5~3.5 m，郁闭度60%；林下覆草为麦冬，草地覆盖度60%。7)对照点远离绿地且无任何植被覆盖的柏油路面空旷地。

2 研究方法

2005-12—2006-11，每月上、中和下旬各选取1天，测试各样地内空气PM10浓度，每天09:00开始，在每个样地采集气体10 min，每2 min读取1次数据。每月3天的空气PM10浓度平均值为当月颗粒物浓度平均值。2006年7月末(非采暖季节)和11月末(采暖季节)各选取3天晴朗微风日，每天07:00—21:00，每隔2 h测试1次空气PM10浓度。所用仪器为英国Turnkey公司生产的Dustmate粉尘检测仪。每次观测时记录空气温、湿度和风速，同时观测绿地郁闭度。采样高度为距离地表 1.5 m处，与成人呼吸高度基本一致。

3 结果与分析 3.1 日变化规律

表 1表明PM10浓度日变化基本上呈双峰单谷型，即早晚高、白天低。早上与晚上相比，早上的PM10浓度低于晚上。

虽然不同时期各类型绿地内空气PM10浓度出现峰值、谷值的时间并不一致，但在观测时段内基本上是非采暖期、采暖期的最大峰值均出现在19:00—21:00，非采暖期的低谷值出现在13:00—15:00、采暖期的低谷值出现在11:00。采暖期低谷值出现的时间要比非采暖期早2 h。

从1天的空气质量来看，非采暖期好于采暖期。在观测时段内非采暖期的PM10浓度均低于国家环境空气质量标准(GB3095—1996)的二级标准(150 μg·m^-3)，符合居住区、文化区的标准，其中大部分绿地内13:00—15:00的PM10浓度最低，低于一级标准(50 μg·m^-3)，空气质量最好。在观测时段内采暖期的PM10浓度基本上在09:00—15:00低于国家环境空气质量标准(GB3095—1996)的二级标准，其他时段PM10浓度高于二级标准。

3.2 月变化规律

不同类型绿地空气PM10浓度基本上表现为2月份浓度最低，4月份浓度最高(图 1)。PM10浓度的这种变化与气候变化、植物生长状况相吻合。

北京春季风沙大、气候干旱、沙尘暴频繁且主要集中于3，4月份。根据2006年原国家环保总局的重点城市质量日报，北京3，4和5级污染天数在3月份有11天，4月份有21天。

本次观测的夏季绿地内颗粒物浓度较低，受多种因素影响：一是植物生长进入旺盛期，代谢旺盛，林内郁闭度和草坪的覆盖度都达到最高，植物起到了很好的滞尘作用；二是试验期间的平均风速和最大风速都高于春季，风对颗粒物的疏散作用很大；三是夏季的降水量多，降水起到了湿沉降的作用——许多颗粒物充当了降水凝结核，然后随着降水降落到地面，而雨滴在下降的过程中碰撞、捕获了一部分颗粒物，使得空气中的颗粒物浓度减少，特别是7月份，几乎每天晚上都下雨。

北京的秋季天高气爽，利于颗粒物的输送和扩散，因此一年之中秋季PM10浓度最低。从图 1可以看到，PM10浓度在10月份稍有升高，但从原始数据来看，10月中下旬浓度都不高、上旬较高，原因可能是国庆节前后游玩的人数增多。

北京冬季漫长，雾天和逆温层出现的天数较多，不利于颗粒物的扩散，使颗粒物逐渐积累、浓度逐渐增大，再加上年底人们繁忙，使1月份PM10浓度高于12月份。春节前后，单位都放假了，人们都回家过年，机动车和人的活动减少导致2月份的PM10浓度低。

对PM10浓度在不同季节的变化情况进行方差分析，得出PM10浓度在不同季节均存在极显著差异(P < 0.01)。用LSD方法分别在α=0.05和α=0.01水平上进行多重比较(表 2)。结果表明，PM10浓度秋季最低、春季最高，春季不同类型绿地空气PM10浓度极显著高于夏季、秋季和冬季，夏季极显著高于秋季，冬季显著高于秋季。

3.3 不同绿地类型PM10浓度的比较

方差分析结果表明，不同绿地类型空气PM10浓度在相同季节内均没有显著差异。

3月份阔叶乔草、针叶乔草绿地内空气PM10浓度最低，4与5月份均是乔灌草绿地内空气PM10浓度最低(表 3)。一方面，高大树木降低了林内的风速，利于颗粒物的沉降：根据原始资料统计，针叶乔草、阔叶乔草内的最大风速仅为草坪、对照点以及篱草内风速的50%~60%，乔灌草内的风速仅为草坪、对照点以及篱草内风速的75%~90%；另一方面，树叶、树枝、树干都对尘土起到了降尘、滞尘作用，林下覆草也减弱了二次扬尘。

夏季，PM10浓度表现为阔叶乔草>乔灌草>对照>阔叶乔木>针叶乔草>篱草>草坪(表 3)。夏季草坪、篱草中的风速最大，平均风速为0.3~1.5 m·s^-1，针叶乔草、阔叶乔草、乔灌草和阔叶乔木中的风速较小，平均风速为0~0.6m·s^-1，而夏季风对PM10的扩散作用很重要；乔灌草内的湿度比草坪、篱草、对照点的高出10%，高温高湿不仅不利于颗粒物的扩散，反而利于颗粒物的形成。因此，在夏季高温高湿的情况下，草坪、篱草内相对空旷，空气对流性好，PM10浓度低于郁闭度较高、空气对流性差的针叶乔草、阔叶乔草以及乔灌草。

秋季叶片自然脱落、落叶树由生长期进入休眠期，乔灌草、阔叶乔草、阔叶乔木内的郁闭度逐渐降低，透气性好于夏季；对照点、草坪内的平均风速最大，分别为0~1.1和0~0.9 m·s^-1，乔灌草内的平均风速最小，为0~0.3 m·s^-1；所有样地内湿度的差别小于夏季，不到10%。天高气爽的大环境、加上透气性好的小环境，使得秋季乔灌草内空气PM10浓度最低。

冬季，落叶植物进入相对休眠期，常绿树种的优势开始体现出来，以常绿树为主的针叶乔草以及以常绿树为辅的阔叶乔草、乔灌草内空气PM10浓度较低。对照点、草坪及阔叶乔木内空气PM10浓度较高。

3.4 不同天气条件下的PM10浓度

对晴天与阴天时绿地内空气PM10浓度进行独立样本T检验，得出相伴概率值为0.000，低于显著性水平0.01，可以认为晴天与阴天绿地内空气PM10浓度存在极显著差异。阴天条件下绿地内空气PM10浓度均值为600.55 μg·m^-3，比晴天条件下空气PM10浓度均值421.33 μg·m^-3高43%；雨后阴天条件下绿地内空气PM10浓度均值为506.58 μg·m^-3，比雨后晴天条件下空气PM10浓度均值213.34 μg·m^-3高137%。降水对PM10的清除作用在雨后晴天发挥得较好。

4 结论与讨论

从绿地内空气PM10浓度年均值(表 3计算得知)可看出复合结构绿地(乔灌草、乔草和篱草)内PM10浓度年均值低于单一结构绿地，而没有任何植被覆盖的对照点内空气PM10浓度高于单一结构和复合结构绿地，这与孙淑萍等(2004)的研究结果类似。

PM10浓度与绿地类型的关系较复杂，除了受绿地结构、绿地类型的影响以外，不同季节、不同时间也有变化。例如，夏季多层复合结构的乔灌草绿地中树木郁闭度和地被物覆盖度都很高、绿量大，但是它的PM10浓度却高于单层结构的草坪和绿量少于它的篱草绿地，而周坚华(1998)的研究结果是乔灌草绿地内空气颗粒物浓度最低。本研究与他人研究有所区别的原因可能与本试验样地乔灌草绿地的植物密度较高、枝下高偏低、花灌木数量多有关系。植物密度高、枝下高偏低，使得林内阴湿、通风条件不好，不利于颗粒物的输送和扩散，在城市不断有外界颗粒物输入的情况下，可能反而导致颗粒物浓度居高不下。同时，陆地表面的覆盖状况(主要是土壤和植被类型)明显影响了它与大气之间的水分、能量和其他的物质交换，从而影响大气环流和气候(赵鸣等，1995)。在城市条件下，究竟哪种绿地类型更有利于降低空气PM10浓度、有利于人的休闲活动，还需进一步深入研究。