《科學(xué)》雜志：種樹凈化空氣？品種不對，反添新累
?城市里的樹。圖片來自Pixabay
撰文 | 張弘毅（《知識分子》編譯小組）
責(zé)編 | 李曉明
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“我們的同伴都在吸露，都在玩涼涼的云。而我們呢？我們唯一的裝飾，正如你所見的，是一身抖不落的煤煙?！睆垥燥L(fēng)在《行道樹》里講述的城市里種在馬路邊的樹，大概是人們的普遍印象。
隨著霾污染天增多，很多城市都希望通過植樹綠化來吸附霾顆粒與煤煙塵土，提升空氣質(zhì)量。近幾年，山東、河北、江蘇、湖北等省份都開展過規(guī)模或大或小的城市造林工程。但是，在城市里種植更多的樹真的可以解決被污染的空氣嗎？
英國皇家植物園（Royal Botanic Garden）科學(xué)部總監(jiān)凱瑟琳·J·威利斯（Katherine J. Willis）和牛津大學(xué)研究員吉利安·彼得羅科夫斯基（Gillian Petrokofsky）兩位學(xué)者在Science上發(fā)表的最新文章表明，如果想更好地發(fā)揮凈化空氣的作用，最好審慎考慮城市植樹的品種，否則可能適得其反。（點擊文末“閱讀原文”即可查看）
在城市種樹的好處
在城市種樹可以帶來種種好處，比如吸收二氧化碳、緩解城市熱島效應(yīng)、吸附大氣顆粒物等。根據(jù)i-Tree（一款由美國森林局[U.S. Forest Services]開發(fā)的在線工具，用來收集樹木吸附污染物的相關(guān)數(shù)據(jù)）的統(tǒng)計，一年之內(nèi)法國斯特拉斯堡（Strasbourg, France）地區(qū)的樹木吸附了88230千克的污染物，相當(dāng)于約1520個亞洲成年人的體重之和。
不同樹木吸附污染物的方法有所不同，吸附能力也不盡相同。例如，在倫敦大小街道上常見的英桐（London plane[Platanus x hispanica]）每到樹皮脫落的時候，體內(nèi)會自動開啟一種污染物凈化機(jī)制來清洗空氣。另一些樹木則像天然濾網(wǎng)一樣，通過樹葉上的氣孔來過濾吸附顆粒物和污染氣體。
由于樹葉面積、葉覆蓋量和樹木外型上的差異，不同品種的樹木吸附污染物的能力也有高低之分，其間的差異可以達(dá)到14倍之多。榆樹、梣樹、冬青、木蘭是吸附顆粒物的能手，而一些爬藤類植物甚至比樹木吸附顆粒物的能力還要強，它們或許可以成為城市墻面綠化時的優(yōu)選對象。相較而言，銀杏（Ginkgo biloba）和金銀花（Lonicera maackii）捕捉顆粒物的能力就較弱。
樹木的落葉性是影響其吸附污染物能力的另一重要因素。在考察了27種位于挪威和波蘭境內(nèi)的樹種后，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)針葉樹種能夠最有效地吸附顆粒物，其中以歐洲赤松（Scots pine[Pinus sylvestris]）尤甚。相比之下，像小葉椴（lime[Tilia cordata]）這樣的闊葉落葉樹種的吸附作用就沒那么顯著。
除了凈化空氣之外，在城市里種樹還可以給人的身心帶來積極的影響。一份在加拿大多倫多市的研究發(fā)現(xiàn)，社區(qū)街道上的樹木密度越高，社區(qū)人群的健康狀況就越好，患心臟病和代謝疾病的可能性越低。
科學(xué)家們算了一筆賬，只需在每個街區(qū)多種10棵或者更多的樹，就能為每個家庭的醫(yī)療開支節(jié)省至少10000加元，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于種樹的花費。與此同時，在美國威斯康星州開展的一項研究發(fā)現(xiàn)，社區(qū)里的樹越多，居住其間的人的精神健康狀態(tài)也會越好。這一現(xiàn)象在55歲及以上的人群身上表現(xiàn)得尤為明顯。
錯誤的樹種帶來環(huán)境風(fēng)險
雖然種樹有種種益處，但如果選擇了錯誤的樹種，反倒會引來一系列新問題。例如，一些樹木的氣傳花粉會造成人體的過敏反應(yīng)。山毛櫸目(Fagales)、唇形目(Lamiales)、山龍眼目(Proteales)以及松杉目(Pinales)的樹木是著名的花粉來源；而紐約、倫敦、上海等大城市里常見的樹種，如樺樹(birch[Betula spp.])、梣樹(ash[Fraxinus spp.])、豆科灌木(mesquite[Prosopis juliflora])、梧桐(Platanus spp.)、柏樹(cypress[Cupressus spp.])，恰恰屬于這些綱目。
這些大城市在選擇綠化樹種的時候，往往更多考慮樹種是不是在當(dāng)?shù)厣L的。即便討論到選擇樹種的潛在風(fēng)險，通常也僅限于樹種的果實是否有毒之類的話題，很少會提及樹種的花粉致敏性，更遑論其他不顯見的潛在問題。
城市綠化計劃還經(jīng)常容易忽視樹種可能排放生物揮發(fā)性有機(jī)物的問題。常常用于街道綠化的樹種，如黑紫樹(Black gum[Nyssa sylvatica])、楊樹(poplar[Populus spp.])、橡樹(oak[Quercus spp.])、洋槐(false acacia[Robinia pseudoacacia])、梧桐(plane[Platanus spp.])還有楓木(sycamore[Acer spp.])，實際上都是排放揮發(fā)性有機(jī)物的高手。大量的生物揮發(fā)性有機(jī)物將抵消掉控制人為揮發(fā)性有機(jī)物所取得的工作成效。
樹木的形狀和高度也有可能引發(fā)棘手的問題。不少研究都表明，過高、過密的樹木和植被會影響空氣對流，進(jìn)而將顆粒物鎖住，使其滯留在地面高度。英桐這種樹木就尤其需要及時修剪，以防它稠密的枝椏結(jié)構(gòu)會讓顆粒物持續(xù)停留在地面附近，無法進(jìn)入空氣對流。
可見，不同樹種將給城市環(huán)境帶來不同的裨益和風(fēng)險。挑選綠化樹種時宜將樹種的生理特征、物理形態(tài)等多方面特點都納入考量范疇。凱瑟琳·威利斯和吉利安·彼得羅科夫斯基認(rèn)為，選擇綠化樹種時注意保持樹種的多樣性十分重要，多元的樹種能夠保證生態(tài)環(huán)境具有一定的彈性與耐受性。
對于文章中提出的選擇綠化樹種時要注意多樣性這一點，凱瑟琳·威利斯通過郵件向《知識分子》作了更細(xì)致的說明：“樹種多樣性對于抵御病害和氣候變化很重要。有些樹種對害蟲和病害有更強的抵御能力。例如，如果樹種有更厚的葉、更實的樹干和更長的根，通常會對干旱和高溫有更高的耐受性?！绷硗?，稀有樹種也是一個不錯的綠化種植選項。銀杏曾一度是瀕臨消亡的稀有樹種，后來由于被廣泛用于城市綠化，現(xiàn)在已遍布全球各地。
均衡利弊尚待全面研究
北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院教授張志強在給《知識分子》的郵件中表示，就樹種可能會同時給環(huán)境帶來的積極與消極兩方面影響這一問題，凱瑟琳·威利斯和吉利安·彼得羅科夫斯基的文章提供了一個較為均衡的視角，提醒人們在做城市綠化規(guī)劃時要做好全面的考量。文章也為相關(guān)課題的研究提出了一些值得探究的方向。
張志強指出，未來的研究可以進(jìn)一步探討不同樹種在排放生物揮發(fā)性有機(jī)物方面的特點和差異?！皹浞N排放的生物揮發(fā)性有機(jī)物并不全都是有害的。一些生物揮發(fā)性有機(jī)物常被視為植物激素，在植物的生長、繁殖、交流、抵御其它生物和外界環(huán)境威脅的方面都發(fā)揮著作用?！绷硗?，生物揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化成污染物的過程也尚未得到清晰展現(xiàn)。
除此之外，凱瑟琳·威利斯和吉利安·彼得羅科夫斯基的這篇文章還強調(diào)了跨學(xué)科研究的重要性。芝加哥大學(xué)環(huán)境神經(jīng)學(xué)實驗室的奧米德·卡丹(Omid Kardan)曾與團(tuán)隊共同研究過社區(qū)綠化對人體健康的影響?！霸谘芯砍鞘芯G化與人類身心狀況之間的關(guān)系時，研究者很少對樹種進(jìn)行區(qū)分，”奧米德·卡丹在郵件中告訴《知識分子》說。他或許也會考慮在未來的研究中加入對樹種的分析，因為“有數(shù)據(jù)足夠支撐我們在樹種方面做更細(xì)致的研究，我們只需采用合適的數(shù)據(jù)處理方法就好了?！?nbsp;
在城市綠化的實操層面，除了需要考量樹種的形狀、葉覆蓋量、樹齡、街道情況、樓房高度等因素，凱瑟琳·威利斯在郵件中再次提醒人們應(yīng)關(guān)注樹種的特性及其可能帶來的正、負(fù)兩方面影響。
張志強則就通過城市綠化治理空氣污染給出了更細(xì)致的建議，“一些樹種對特定的污染物十分敏感，并可能因之患病。所以，在工業(yè)重污染區(qū)域（做綠化），選擇樹種時宜首要考慮樹種的存活率?！绷硗?，樹種的搭配結(jié)構(gòu)也很重要，“因為這會影響空氣流通的情況，進(jìn)而直接影響空氣污染物的聚集情況”。
參考文獻(xiàn)
1.K.Wills & G.Petrokofsky, The natural capital of city trees, Science, 365, 374-376 (2017). http://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aam9724
2.春曉，“種樹能吸附霾嗎？”，《綠色呼吸》，2014年，http://www.pm25.com/news/530.html
3.Human body weight. https://en.wikipedia.org/wiki/Human_body_weight
