《中国绿色时报》2017年8月1日讯 记者吴兆喆报道

　　PM2.5究竟是什么？它从哪里来？会给人类造成怎样的危害？怎样才能有效减少它在空气中的含量？森林如何调控PM2.5等颗粒物……在位于北京市西郊的森林环境空气质量检测系统——北京植物园生态站里，科研工作者们正在忙碌着，他们用科研数据告诉人们，“好空气、森林造，坏空气、森林克”。

　　目前，我国很多涉及森林植被调控PM2.5、释放负离子、区域适宜种植的树种等重点科研项目，都是在植物园生态站这个监测点上孵化孕育出来的。近日，由中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所领衔完成的《森林治污减霾功能研究——以北京市和陕西关中地区为例》项目也是由此站孕育而来。由于科研的盛名，越来越多的人把植物园生态站称为“神仙”小院。

　　空气污染总是以迅雷之势刷新人们的感官。还没来得及在春光中徜徉，5月4日，北京市气象台便发布了沙尘蓝色预警信号。之后，天安门、鸟巢、央视新大楼、国家大剧院等地标性建筑在沙尘天气的影响下集体“玩消失”。京城小伙伴们的微信朋友圈，也都被“满眼尽是黄金沙”刷屏。

　　除黄沙之外，频发的雾霾天气也令人头疼不已。研究表明，空气污染严重危害着人类健康，如高浓度空气颗粒物、二氧化硫和氮氧化物等污染物能够引起呼吸系统症状，增加肺部阻塞的危险性。众所周知的洛杉矶光化学烟雾事件，就是由于碳氢化合物和二氧化硫在强烈的紫外线照射下，产生了一种有刺激性的有机化合物所导致。

　　令人不安的是，我国的环境保护议题已经没有任何退路可言。尤其在经济、社会、政治等多面夹击下，我国的空气污染问题可能比任何发达国家都要棘手。因此，对空气污染带来的新问题进行全面、系统、深入的研究，为解决空气污染问题提供翔实的数据支撑已迫在眉睫。

　　中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所就是研究问题的先行者，经过该所科研人员的努力，《森林治污减霾功能研究——以北京市和陕西关中地区为例》于今年4月出版。该书以森林环境空气质量监测的数据，科学阐释了林业治污减霾的功能和取得的显著成绩。

　　5月16日，全国政协副主席罗富和到该所下设的北京植物园森林环境空气质量监测站调研时，充分肯定了森林生态监测的重要意义以及在森林治污减霾方面取得的相关成果，建议通过森林生态监测研究，大力推进森林康养科学研究，推动森林康养研究和产业的发展。

　　科研证明，植树造林能治污减霾

　　不管你急或是不急，沙尘和雾霾终究是来了。不管你愿或是不愿，大幅降低区域工业生产总值的方法终究不容易实现。那么，如何才能在不改变能源结构的情况下，有效治污减霾呢？

　　中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所首席专家、博士生导师王兵介绍，目前减少空气污染物主要有两条途径，控制污染物排放源和植树造林。相对于减少工厂三废排放，改变能源结构等方法，通过森林植被的吸收、滞纳等作用降低空气污染物浓度的方法更具有实操性，成本低、代价小、综合效益高。

　　早在2012年，《中国绿色时报》记者就曾森林调控PM2.5的问题采访过王兵，当时我国林业科技重大创新项目“森林对PM2.5等颗粒物的调控功能与技术研究”刚刚启动，那是国际上首次关于森林对PM2.5调控的系统研究，他参与其中。

　　在那次采访中，记者得知森林可以通过覆盖地表减少PM2.5来源，起到减尘作用。。叶面可吸附并捕获PM2.5，起到滞尘作用。。植物表面可吸收和转移PM2.5，起到吸尘作用。。树木的阻挡可降低风速促进PM2.5颗粒沉降，起到降尘作用。。林带可改变风场结构阻拦PM2.5进入局部区域，起到阻尘作用。

　　为了使研究结果获得国际认可，王兵和他的团队不断研究并科学设置了监测点的布局和监测方法。被业内称为“神仙”小院的北京植物园生态站就是一处很好的监测点，它孕育了森林氧吧观测的先进技术，特别是量化地回答了森林植被在调控PM2.5等颗粒物过程中的重要作用。

　　植物园生态站主要针对森林环境空气质量进行监测和研究，主要的监测内容包括：林内外不同粒径颗粒物浓度的变化以及理化性质，空气负离子浓度的变化，气态污染物诸如二氧化硫、氮氧化物、臭氧、一氧化碳等浓度的变化，林内外气象要素的变化等。主要的研究内容包括：森林植被对气体污染物的吸收能力，森林降温增湿功能的研究，不同植被类型对不同粒径颗粒物的调控能力，森林氧吧与人类福祉的关系等。在这里，可以实现所有在线监测数据的实时在线传输和质量监控，数据具有科学性和可靠性，为城市森林生态系统改善环境效应提供了基础数据和技术支撑。

　　北京作为首都，是全国政治、经济、文化中心，空气污染曾被人们作为“逃离”北京的首要问题。因此，《森林治污减霾功能研究--以北京市和陕西关中地区为例》项目组将北京作为主战场，进一步细化研究森林的治污减霾功能便显得尤为重要。作为空气质量监测的重要力量，中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所已在北京市按照中心城区（朝阳公园）、近郊园林区（北京植物园）、近郊浅山林区（北京西山国家森林公园）、近郊开发区（北京南海子森林公园）、远郊清洁区（北京松山国家级自然保护区）污染程度的梯度变化，建成5个环境空气质量监测站。

　　同时，为探索我国重点产业聚集区的造林绿化现状对空气污染的作用，项目组又选择了陕西关中地区。关中是我国西部唯一的高新技术产业开发带和星火科技产业带，是全国产业布局的重点区域，其大气污染日益严重。因此，选择这两个地区颇具有代表性。研究结果不仅可以为科学指导同类地区植树在林提供数据支撑，更能够充分体现林业在建设和谐社会和小康社会中的突出地位和作用。

　　监测森林的治污减霾功能，这研究厉害了

　　森林治污减霾的功能已不必再过啰唆。可是，对这项研究比较感兴趣的小伙伴们一定想知道，怎么才能准确测算出一片树叶上滞留的PM10和PM2.5的重量呢？要知道，这些颗粒物达不到一定数量时，可是看不见摸不着的。

　　王兵介绍，森林治污减霾功能方法学研究主要有两部分：森林吸收气体污染物的方法学研究和森林滞纳空气颗粒物的方法学研究。前者的研究方法，国内外比较统一，但后者目前还没有统一标准。因此，《森林治污减霾功能研究--以北京市和陕西关中地区为例》项目组重点探讨了森林滞纳空气颗粒物的方法，研究中所采用的森林滞纳空气颗粒物的检测方法均为颗粒物再悬浮法。

　　颗粒物再悬浮法，是指将叶片表面附着的颗粒物在密闭室内经过强风吹蚀，使其附着的颗粒物从表面脱落重新释放到空气中，在空气中再悬浮形成溶胶，通过测试空气中颗粒物浓度前后变化，结合测试样本的叶面积，推算叶片表面滞纳颗粒物功能的方法。

　　如是，只要检测出密闭空间内颗粒物浓度前后变化，就能测出其滞纳量。它的特点是可以直接定量测定叶片滞纳不同粒径颗粒物的浓度，测量过程不受颗粒物的种类、形状、颜色和化学组成等因素的影响，只与叶片上附着粒子的大小和质量浓度有关。

　　为了科学测定北京市和陕西关中地区森林治污减霾的效果，项目组通过森林治污减霾功能生态连清体系的构建，采用分布式测算方法，分别在北京市和陕西关中地区建立了2720个和1190个均值化测算研究单位。同时，在满足代表性、全面性、简明性、可操作性及适应性等原则的基础上，选取了9个指标，包括森林提供负氧离子、吸收二氧化碳、吸收氟化物、吸收氮氧化物、固碳、释氧、滞纳总悬浮颗粒物、滞纳可吸入颗粒物、滞纳细颗粒物，对北京市和关中地区森林植被治污减霾功能进行研究。

　　森林治污减霾功能生态连清体系是一个新名词。王兵解释，这一体系是以生态地理区划为单位，以国家现有森林生态站为依托，采用长期定位观测技术和分布式测算方法，定期对同一森林生态系统生态要素全指标体系进行连续长期观测与清查的技术体系。这项技术以国家森林资源连续清查数据为基础，形成国家森林资源清查综合调查新体系，用以评价一定时期内森林生态系统的质量状况，进一步了解森林生态系统的动向变化。

　　这一项目之所以在北京和关中分别建立那么多研究单位，就是因为不同植被类型吸滞空气污染物的能力存在差异，且森林消减空气颗粒物的能力还与区域环境、空气颗粒物特性、季节变化等因素有关。

　　王兵表示，尽管《森林治污减霾功能研究——以北京市和陕西关中地区为例》的出版为相关地区植树造林等治理雾霾、净化空气质量等提供了数据依据，为城市绿化树种选择和山地森林经营抚育提供了理论指导，但全国治污减霾还有很长的路要走。在今后的研究中，还需要量化研究更多树种的滞尘能力，加强研究颗粒物的理化性质、组成及叶片的微观结构对颗粒物滞纳能力的影响。同时，要结合树种滞纳能力的动态变化情况，根据树种滞留颗粒物能力的高低，筛选出研究区域的适宜树种，确定研究区域调控空气颗粒物功能的优势树种组合，有针对性地挑选易于吸附相应化学物质的植被类型，并为政府的大气污染防治行动计划提供科学依据。

　　对此，罗富和在日前的调研中也提出了建设性意见，他建议将北京植物园环境空气质量监测站的仪器设备和建设思想投放到大林区里，通过从目前关注大都市里的小森林到为森林康养提供服务的大林区，将不同型号设备的监测结果进行对比，选取质高价低的设备开展多项环境空气质量指标的监测，最终筛选出除空气负离子指标外的其他主要指标，用实测数据来支撑森林对康养产业的巨大作用。

　　森林可以治污减霾，随便种树不就行了吗

　　森林治污减霾功能，是指森林生态系统通过吸附、吸收、固定、转化等物理和生化过程，实现对空气颗粒物、气体污染物的消减作用，同时能够提供空气负离子、吸收二氧化碳并释放氧气，从而达到改善区域空气质量的能力。

　　既然森林可以治污减霾，是不是就可以随便种树了？

　　答案是否定的。科学研究，不同树种滞纳的颗粒物不同，滞纳量更有着天壤之别。植树造林要坚持生物多样性原则。

　　以陕西关中地区为例，2010年—2015年，关中地区的造林工程每年滞纳空气总悬浮颗粒物、PM10、PM2.5分别为3622.2吨、2903.5吨和526.1吨，年吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物分别为2.34万吨、313.5吨和809.8吨，年提供负离子59.54×1022个，年固碳23.41万吨、释氧40.02万吨。

　　截至2015年，在不考虑森林砍伐等森林损失的情况下，关中地区这5年造林工程治污减霾功能的比例占3.59%-25.01%，其中新造林颗粒物滞纳功能的贡献显著，PM2.5滞纳量的比例占25.57%，尤其是新造林对二氧化硫的年吸收量可以抵消同期关中地区工业二氧化硫的排放量。如果按照每人年耗氧量为0.292吨，关中地区森林年释放氧气能够满足2411.08万人的年需氧量。

　　进一步分析得知，就滞纳空气颗粒物而言，年滞纳量最大的是栎类、灌木林和其他软阔类，其滞纳不同粒径空气颗粒物质量占关中地区森林滞纳颗粒物质量的比例范围为15.17%-35.52%。滞纳量最小的为水杉、铁杉和杉木等其他针叶类，占比不到0.005%。在提供负离子，吸收污染物、固碳释氧等过程中，栎类、灌木林和其他软阔类也均明显优越于水杉、铁杉和杉木。

　　同时，通过北京市森林治污减霾功能的研究可知，不同树种在不同树龄阶段单位面积滞尘的能力也明显不同。针叶树种中，柏类和松类各林龄阶段滞纳颗粒物能力均较强。阔叶树种中，刺槐、国槐和枫树等滞纳颗粒物能力较强，栎类和桦树滞纳能力较差。造成这种现象的主要原因与树种叶片表面结构有关，如叶片表面粗糙度、绒毛长短、气孔密度、蜡质层、油脂厚度等。

　　对于同一个树种，在不同林龄阶段，其滞纳空气颗粒物的能力也存在显著差异。针叶树种滞尘能力为：成熟林和过熟林大于中龄林和近熟林，幼龄林较低。阔叶树的滞尘能力则为：中龄林和近熟林大于成熟林和过熟林，幼龄林较低。

　　中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所副研究员牛香介绍，北京市阔叶树种多为速生树种，林龄在10年-20年时，林分结构和冠层结构达到稳定，即阔叶树种在中龄林、近熟林时，林冠层已郁闭，叶面积指数达到最大，而在成熟林、过熟林时，由于树种的更新和演替，种间竞争激烈，导致林中出现林窗，树木枯死，多样性指数和叶面积指数下降，致使成熟林、过熟林的滞尘能力下降。幼龄林的滞尘能力较低，主要是由于其树木较小，林冠层还没有郁闭，林间空隙较大，叶面积指数较低所导致。

　　尽管森林治污减霾的成效有限，不能从根源上解决空气污染的问题，但是在目前尚不能完全依赖治理污染源解决环境问题的情况下，森林对空气污染物的防治已被认为是当下最普遍、最广泛、最有效的手段。

　　因此，罗富和强调，广大科技工作者还要加强空气相对湿度、氮肥使用、氮氧化物排放与雾霾相关关系的研究，要注意PM2.5不是简单的固体颗粒物，是在气溶胶状态上发生电化反应及光化学反应，希望相关科研人员通过森林生态监测研究，为森林康养提供翔实的数据支撑，从而推动森林康养研究和产业的发展。

　　牛香表示，通过对北京市和陕西关中地区森林治污减霾的测算及研究，能够为两地乃至同类地区的造林规划及树种选择方面提供翔实的数据支撑，为建设天蓝、地绿、水净的家园助力，为人类的健康事业注入新的活力，这就是科学研究的最终目的。