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《科学》杂志:种错树,反而带来环境风险

2017年04月29日 12:50 来源于 财新网
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首要考虑树种的存活率。另外,树种的搭配结构也很重要
随着霾污染天增多,很多城市都希望通过植树绿化来吸附霾颗粒与煤烟尘土,提升空气质量。近几年,山东、河北、江苏、湖北等省份都开展过规模或大或小的城市造林工程。但是,在城市里种植更多的树真的可以解决被污染的空气吗?

  撰文 | 张弘毅(《知识分子》编译小组)

  “我们的同伴都在吸露,都在玩凉凉的云。而我们呢?我们唯一的装饰,正如你所见的,是一身抖不落的煤烟。”张晓风在《行道树》里讲述的城市里种在马路边的树,大概是人们的普遍印象。

  随着霾污染天增多,很多城市都希望通过植树绿化来吸附霾颗粒与煤烟尘土,提升空气质量。近几年,山东、河北、江苏、湖北等省份都开展过规模或大或小的城市造林工程。但是,在城市里种植更多的树真的可以解决被污染的空气吗?

  英国皇家植物园(Royal Botanic Garden)科学部总监凯瑟琳•J•威利斯(Katherine J. Willis)和牛津大学研究员吉利安•彼得罗科夫斯基(Gillian Petrokofsky)两位学者在Science上发表的最新文章表明,如果想更好地发挥净化空气的作用,最好审慎考虑城市植树的品种,否则可能适得其反。

  在城市种树的好处

  在城市种树可以带来种种好处,比如吸收二氧化碳、缓解城市热岛效应、吸附大气颗粒物等。根据i-Tree(一款由美国森林局[U.S. Forest Services]开发的在线工具,用来收集树木吸附污染物的相关数据)的统计,一年之内法国斯特拉斯堡(Strasbourg, France)地区的树木吸附了88230千克的污染物,相当于约1520个亚洲成年人的体重之和。

  不同树木吸附污染物的方法有所不同,吸附能力也不尽相同。例如,在伦敦大小街道上常见的英桐(London plane[Platanus x hispanica])每到树皮脱落的时候,体内会自动开启一种污染物净化机制来清洗空气。另一些树木则像天然滤网一样,通过树叶上的气孔来过滤吸附颗粒物和污染气体。

  由于树叶面积、叶覆盖量和树木外型上的差异,不同品种的树木吸附污染物的能力也有高低之分,其间的差异可以达到14倍之多。榆树、梣树、冬青、木兰是吸附颗粒物的能手,而一些爬藤类植物甚至比树木吸附颗粒物的能力还要强,它们或许可以成为城市墙面绿化时的优选对象。相较而言,银杏(Ginkgo biloba)和金银花(Lonicera maackii)捕捉颗粒物的能力就较弱。

  树木的落叶性是影响其吸附污染物能力的另一重要因素。在考察了27种位于挪威和波兰境内的树种后,科学家们发现针叶树种能够最有效地吸附颗粒物,其中以欧洲赤松(Scots pine[Pinus sylvestris])尤甚。相比之下,像小叶椴(lime[Tilia cordata])这样的阔叶落叶树种的吸附作用就没那么显著。

  除了净化空气之外,在城市里种树还可以给人的身心带来积极的影响。一份在加拿大多伦多市的研究发现,社区街道上的树木密度越高,社区人群的健康状况就越好,患心脏病和代谢疾病的可能性越低。

  科学家们算了一笔账,只需在每个街区多种10棵或者更多的树,就能为每个家庭的医疗开支节省至少10000加元,这远远多于种树的花费。与此同时,在美国威斯康星州开展的一项研究发现,社区里的树越多,居住其间的人的精神健康状态也会越好。这一现象在55岁及以上的人群身上表现得尤为明显。

  错误的树种带来环境风险

  虽然种树有种种益处,但如果选择了错误的树种,反倒会引来一系列新问题。例如,一些树木的气传花粉会造成人体的过敏反应。山毛榉目(Fagales)、唇形目(Lamiales)、山龙眼目(Proteales)以及松杉目(Pinales)的树木是著名的花粉来源;而纽约、伦敦、上海等大城市里常见的树种,如桦树(birch[Betula spp.])、梣树(ash[Fraxinus spp.])、豆科灌木(mesquite[Prosopis juliflora])、梧桐(Platanus spp.)、柏树(cypress[Cupressus spp.]),恰恰属于这些纲目。

  这些大城市在选择绿化树种的时候,往往更多考虑树种是不是在当地生长的。即便讨论到选择树种的潜在风险,通常也仅限于树种的果实是否有毒之类的话题,很少会提及树种的花粉致敏性,更遑论其他不显见的潜在问题。

  城市绿化计划还经常容易忽视树种可能排放生物挥发性有机物的问题。常常用于街道绿化的树种,如黑紫树(Black gum[Nyssa sylvatica])、杨树(poplar[Populus spp.])、橡树(oak[Quercus spp.])、洋槐(false acacia[Robinia pseudoacacia])、梧桐(plane[Platanus spp.])还有枫木(sycamore[Acer spp.]),实际上都是排放挥发性有机物的高手。大量的生物挥发性有机物将抵消掉控制人为挥发性有机物所取得的工作成效。

  树木的形状和高度也有可能引发棘手的问题。不少研究都表明,过高、过密的树木和植被会影响空气对流,进而将颗粒物锁住,使其滞留在地面高度。英桐这种树木就尤其需要及时修剪,以防它稠密的枝桠结构会让颗粒物持续停留在地面附近,无法进入空气对流。

  可见,不同树种将给城市环境带来不同的裨益和风险。挑选绿化树种时宜将树种的生理特征、物理形态等多方面特点都纳入考量范畴。凯瑟琳•威利斯和吉利安•彼得罗科夫斯基认为,选择绿化树种时注意保持树种的多样性十分重要,多元的树种能够保证生态环境具有一定的弹性与耐受性。

  对于文章中提出的选择绿化树种时要注意多样性这一点,凯瑟琳•威利斯通过邮件向《知识分子》作了更细致的说明:“树种多样性对于抵御病害和气候变化很重要。有些树种对害虫和病害有更强的抵御能力。例如,如果树种有更厚的叶、更实的树干和更长的根,通常会对干旱和高温有更高的耐受性。”另外,稀有树种也是一个不错的绿化种植选项。银杏曾一度是濒临消亡的稀有树种,后来由于被广泛用于城市绿化,现在已遍布全球各地。

  均衡利弊尚待全面研究

  北京林业大学水土保持学院教授张志强在给《知识分子》的邮件中表示,就树种可能会同时给环境带来的积极与消极两方面影响这一问题,凯瑟琳•威利斯和吉利安•彼得罗科夫斯基的文章提供了一个较为均衡的视角,提醒人们在做城市绿化规划时要做好全面的考量。文章也为相关课题的研究提出了一些值得探究的方向。

  张志强指出,未来的研究可以进一步探讨不同树种在排放生物挥发性有机物方面的特点和差异。“树种排放的生物挥发性有机物并不全都是有害的。一些生物挥发性有机物常被视为植物激素,在植物的生长、繁殖、交流、抵御其它生物和外界环境威胁的方面都发挥着作用。”另外,生物挥发性有机物转化成污染物的过程也尚未得到清晰展现。

  除此之外,凯瑟琳•威利斯和吉利安•彼得罗科夫斯基的这篇文章还强调了跨学科研究的重要性。芝加哥大学环境神经学实验室的奥米德•卡丹(Omid Kardan)曾与团队共同研究过社区绿化对人体健康的影响。“在研究城市绿化与人类身心状况之间的关系时,研究者很少对树种进行区分,”奥米德•卡丹在邮件中告诉《知识分子》说。他或许也会考虑在未来的研究中加入对树种的分析,因为“有数据足够支撑我们在树种方面做更细致的研究,我们只需采用合适的数据处理方法就好了。”

  在城市绿化的实操层面,除了需要考量树种的形状、叶覆盖量、树龄、街道情况、楼房高度等因素,凯瑟琳•威利斯在邮件中再次提醒人们应关注树种的特性及其可能带来的正、负两方面影响。

  张志强则就通过城市绿化治理空气污染给出了更细致的建议,“一些树种对特定的污染物十分敏感,并可能因之患病。所以,在工业重污染区域(做绿化),选择树种时宜首要考虑树种的存活率。”另外,树种的搭配结构也很重要,“因为这会影响空气流通的情况,进而直接影响空气污染物的聚集情况”。

 《知识分子》是由饶毅、鲁白、谢宇三位学者创办的移动新媒体平台,致力于关注科学、人文、思想

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责任编辑:于达维 | 版面编辑:周东旭
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