【技術領域】

本發明涉及大氣顆粒物調控技術領域，具體涉及一種調控大氣顆粒物的道路防護林配置結構及方法。

背景技術：

顆粒物(particulatematter，pm)是大氣環境中液體和固體顆粒物的總稱，是我國大多數城市的首要污染物。按顆粒物粒徑可以劃分為降塵(空氣動力學當量直徑大于10μm，pm>10)和飄塵(空氣動力學當量直徑小于等于10μm)。空氣動力學當量直徑小于等于10μm的顆粒即為可吸入顆粒物(pm10)，又可分為粗顆粒物(空氣動力學當量直徑介于2.5和10μm之間，pm2.5-10)和細顆粒物(空氣動力學當量直徑小于等于2.5μm，pm2.5)。國內外現有研究表明，隨著吸入的pm2.5、pm10濃度的升高，可以造成敏感人群過早死亡率升高，造成人體內部呼吸、循環、免疫、中樞神經及內分泌等系統疾病的發生。吸入高濃度的pm2.5、pm10也能影響胎兒的生長發育、兒童的生長發育和免疫功能。由于pm2.5、pm10等顆粒物粒徑非常小，在大氣中停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環境質量影響更大。

近年來，我國城市化進程不斷加快，汽車保有量不斷增加，由車流產生的街塵污染持續攀升。有研究表明，我國城市pm10和pm2.5中有20％左右來源于機動車排放(參見：環境與可持續發展，2011年，第35卷，第5期，我國大氣顆粒物來源及特征分析)。而受交通污染危害最嚴重的是交通干道及兩側街道的50m以內、1.7m以下的低空范圍，此范圍也正處于行人的呼吸區域，極易造成地面人群的受害(參見：environmentalmodellingandsoftware，2006年，第21卷，numericalinvestigationofthepollutiondispersioninanurbanstreetcanyon)。因此，有效改善城市機動車污染是改善城市質量的必要舉措。

綠色植物因其特殊的葉表面特征和冠層結構而具有滯留、吸附/吸收和過濾顆粒物的作用。因此，增大城市森林面積作為一項重要的治理大氣顆粒物的措施而加大了實施力度。從樹木個體來看，樹木的形態特征、樹木所處的生長區域、季相變化和環境因子等影響其降塵和滯塵的功能；而從樹木為主體的綠地來看，其面積大小、結構特征和季相變化等也直接影響到其對大氣顆粒物的凈化效果(參見：安徽農業大學學報，2008年，第35卷，第4期，6種城市綠地空氣pm2.5濃度變化規律的研究)。從城市污染治理的實踐來看，人們也希望通過加強綠化建設，拓展城市生態空間，發揮城市森林樹木對大氣顆粒污染物的凈化功能，為人民提供清新的空氣和相對清潔的場所。

面對迅速提高的發揮林木滯留大氣顆粒物(pm2.5、pm2.5-10、pm10、pm>10)功能的新要求，選擇合適樹種并進行合理配置顯得尤為重要。目前，在評價不同樹種滯留大氣顆粒物(pm2.5、pm2.5-10、pm10、pm>10)能力時多依據單位葉面積上的測定結果(參見：生態學報，2013年，第33卷，第8期，廣州市常見行道樹種葉片表面形態與滯塵能力)。但實際上，不同樹種的樹體大小和冠層結構等方面差別很大，其吸滯大氣顆粒物(pm2.5、pm2.5-10、pm10、pm>10)的能力也會有很大差別。因此，僅從單位葉面積尺度上的研究結果來選擇植物并不能完全真實的反應實際情況。此外，道路綠化主要依據《城市道路綠化規劃與設計規范》(cjj75—97)和造林技術規程(gb/t15776—2006)，這些規范中給出了道路綠化遵循的原則以及樹種選擇的原則，如適地適樹、優先穩定性好、抗性強、優先選擇優良的鄉土樹種以及選擇多種植物，防止樹種單一化。這對于道路綠化帶的設計是非常必要的，但卻遠不夠，因現在城市造林的主要目的之一是凈化大氣、減少大氣顆粒物危害，以及“以人為本”的城市森林建設思想。因此，考慮人的易入性，選擇合適的樹種并對林木結構進行配置，依據不同的防護功能要求，合理的配置植物是十分必要的。

技術實現要素：

為了克服上述常規造林經驗在調控大氣顆粒物中的不足，本發明的目的在于提供“以人為本”為城市森林建設思想指導下的一種調控大氣顆粒物的道路防護林配置結構及方法，本發明在配置中考慮喬灌木的種類、針闊比、郁閉度、疏透度、葉面積指數及地被覆蓋等，不同樹種和不同結構林木對大氣顆粒物(pm2.5、pm2.5-10、pm10、pm>10)的阻滯能力。采用本發明提供的道路防護林配置結構和方法具有依據不同的防護功能要求，較大限度的滯留大氣顆粒物(pm2.5、pm2.5-10、pm10、pm>10)；減少大氣顆粒物對人體健康的影響。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

一種調控大氣顆粒物的道路防護林配置方法，包括如下步驟：

(1)根據不同樹種阻滯顆粒物(顆粒物包括pm2.5、pm2.5-10、pm10、pm>10)的功能差異，將樹種分為三類，分別為高顆粒物阻滯能力的樹種、中等顆粒物阻滯能力的樹種和低顆粒物阻滯能力的樹種；依據道路綠地不同的防護功能要求，選擇抗逆性強的適宜性喬木和灌木；

(2)根據不同樹種配置方式阻滯顆粒物(顆粒物包括pm2.5、pm2.5-10、pm10、pm>10)的功能差異，利用步驟(1)分類的樹種，將不同樹種的配置方式分為三類，分別為高顆粒物阻滯能力的樹種配置方式、中等顆粒物阻滯能力的樹種配置方式和低顆粒物阻滯能力的樹種配置方式；

(3)選擇合適的林木結構：確定步驟(2)的三種樹種配置方式的郁閉度、疏透度、葉面積指數和地被覆蓋；

(4)確定高顆粒物阻滯能力的樹種配置方式中闊葉樹和針葉樹比例；

(5)針對道路防護林降低大氣顆粒物危害的林木配置。

所述步驟(1)中，根據不同樹種阻滯顆粒物的功能差異，將樹種分為三類，通過如下步驟進行：

在植物冠層不同位置采集足夠的葉片，用水洗—濾膜三級過濾法測定單位葉面積滯留顆粒物的數量；再結合單株葉量，計算整株植物對顆粒物的滯留量；再結合葉面積指數，計算單位綠化面積上植物對顆粒物的滯留量；再依據在單位葉面積、單株和單位綠化面積3級層次上植物對顆粒物的滯留量將植物分為三類：高顆粒物阻滯能力的樹種、中等顆粒物阻滯能力的樹種和低顆粒物阻滯能力的樹種。

所述用水洗—濾膜三級過濾法測定單位葉面積滯留顆粒物的數量時，采用純水或去離子水浸泡葉片，然后用不掉毛的軟毛刷刷洗葉片上下表面，得到的混懸液用于后續的濾膜三級過濾處理。

所述的三級過濾處理分別采用過濾孔徑為10μm、2.5μm和0.1μm的濾膜，分別獲得截留有粒徑>10μm顆粒物的第一級濾膜、截留有粒徑>2.5μm并且≤10μm的顆粒物的第二級濾膜和截留有粒徑>0.1μm并且≤2.5μm的顆粒物的第三級濾膜；

對截留有粒徑>10μm顆粒物的第一級濾膜、截留有粒徑>2.5μm并且≤10μm顆粒物的第二級濾膜和截留有粒徑>0.1μm并且≤2.5μm顆粒物的第三級濾膜進行烘干處理，然后分別稱重，過濾前后濾膜質量差即為各級濾膜上截留的顆粒物質量，顆粒物粒徑的范圍分別為>0.1μm并且≤2.5μm、>2.5μm并且≤10μm和>10μm的顆粒物質量與葉面積的比值即為單位葉面積的pm2.5、pm2.5-10、pm>10的滯留量。

單株植物對顆粒物的滯留量為單位葉面積的顆粒物的滯留量與單株葉量的乘積；單株葉量為使用冠層分析儀測定葉面積指數與冠面積的乘積；單位綠化葉面積上植物對顆粒物的滯留量為單位葉面積顆粒物的滯留量與葉面積指數的乘積。

所述步驟(1)中，高顆粒物阻滯能力樹種選擇為油松、檜柏、泡桐、木槿、大葉黃楊、構樹、元寶楓或玉蘭中的至少一種；

中等顆粒物阻滯能力樹種選擇為旱柳、銀杏、國槐、白蠟、毛白楊、紫葉李、榆樹、欒樹或雪松中的至少一種；

低顆粒物阻滯能力樹種選擇為紫葉小檗、小葉女貞、紫葉李、小葉黃楊、紫薇或美人梅中的至少一種。

所述步驟(2)中，高顆粒物阻滯能力樹種的配置方式為常綠喬木+常綠喬木或常綠灌木或落葉喬木或落葉灌木+地被；

中等顆粒物阻滯能力樹種的配置方式為落葉喬木+常綠喬木或常綠灌木或落葉喬木或落葉灌木+地被；

低顆粒物阻滯能力樹種的配置方式為灌木+灌木+地被。

所述步驟(3)中，在確定郁閉度、疏透度、地被覆蓋和葉面積指數時，選擇至少20個標準樣地；

標準樣地的郁閉度采用系統樣點抬頭觀測法進行調查；樣地的疏透度采用數碼照相法進行調查；樣地的地被覆蓋采用數碼照相法進行調查；樣地的葉面積指數采用冠層分析儀進行調查。

高顆粒物阻滯能力的樹種配置方式中：郁閉度為0.6—0.7、疏透度為0.2—0.3、葉面積指數為2.0—3.0和地被覆蓋為0.4—0.7；中等顆粒物阻滯能力的樹種配置方式中：郁閉度為0.4—0.6、疏透度為0.4—0.6、葉面積指數為2.0—3.0和地被覆蓋為0.3—0.6；低顆粒物阻滯能力的樹種配置方式中：郁閉度為<0.4、疏透度為>0.6、葉面積指數為<2.0或>3.0和地被覆蓋為<0.3。

所述步驟(4)中，高顆粒物阻滯能力的樹種配置方式中：闊葉樹比例為70％，針葉樹比例為30％。

所述步驟(5)中，林木配置時，依據道路不同的防護功能要求將道路從中間向兩邊依次分為中央隔離帶和同向分車帶、非機動車帶和外側防護林帶，其中：

中央隔離帶和同向分車帶：選擇高顆粒物阻滯能力樹種的配置方式；

非機動車帶：選擇中等顆粒物阻滯能力或低顆粒物阻滯能力樹種的配置方式；

外側防護林帶：

a)當外側防護林帶有人行道時，外側防護林帶最外側選擇低顆粒物阻滯能力的配置模式、林木結構和低顆粒物阻滯能力樹種；再向內側宜使用中等顆粒物阻滯能力樹種的配置方式和高顆粒物阻滯能力樹種的配置方式；

b)當外側防護林帶無人行道時，緊靠林緣處選擇高顆粒物阻滯能力樹種的配置方式。

一種調控大氣顆粒物的道路防護林配置結構，道路的中央隔離帶和同向分車帶為高顆粒物阻滯能力的樹種配置方式，非機動車帶為中等顆粒物阻滯能力的樹種配置方式或低顆粒物阻滯能力的樹種配置方式，當外側防護林帶有人行道時，外側防護林帶由外側向內側依次為低顆粒物阻滯能力樹種的配置方式、中等顆粒物阻滯能力樹種的配置方式和高顆粒物阻滯能力樹種的配置方式；當外側防護林帶無人行道時，緊靠林緣處為高顆粒物阻滯能力樹種的配置方式。

本發明具有如下有益效果：

本發明依據不同樹種阻滯大氣顆粒物的功能差異，將植物分為高顆粒物阻滯能力的樹種、中等顆粒物阻滯能力的樹種和低顆粒物阻滯能力的樹種，克服了以往研究中僅僅以單位葉面積測定的滯留顆粒物(pm2.5、pm2.5-10、pm10、pm>10)的數量來選擇植物的不足；

根據不同樹種配置方式阻滯顆粒物(pm2.5、pm2.5-10、pm10、pm>10)的功能差異，將不同樹種的配置方式分為三類，分別為高顆粒物阻滯能力的配置方式、中等顆粒物阻滯能力的配置方式和低顆粒物阻滯能力的配置方式，依據道路不同的防護功能要求，并考慮人的易入性，選擇不同的配置模式，遵循“以人為本”的城市森林建設思想，較大限度的發揮林木滯留顆粒物的功能，降低顆粒物對人健康的影響。對治理大氣顆粒物污染，營造宜居城市環境，保護人類健康具有重要意義。

選擇合適的針闊比，發揮常綠植物一年四季對顆粒物的滯留作用，尤其是在冬季大氣顆粒物污染嚴重，而闊葉樹已落葉的季節。

本發明提供的調控大氣顆粒物的道路防護林的配置結構和方法具有較高的應用價值，此項技術成果將適合條件與北京相似的北方城市，成果推廣應用前景廣闊。

【附圖說明】

圖1為本發明實施例提供的調控大氣顆粒物的道路防護林配置方法的實現流程圖。

圖2(a)為低顆粒物阻滯能力樹種的配置方式，圖2(b)為中等顆粒物阻滯能力樹種的配置方式，圖2(c)為高顆粒物阻滯能力樹種的配置方式。

圖3(a)為本發明的通道防護林種植模式1的斷面圖，圖3(b)為本發明的通道防護林種植模式1的俯視圖。

圖4(a)為本發明的通道防護林種植模式2的斷面圖，圖4(b)為本發明的通道防護林種植模式2的俯視圖。

【具體實施方式】

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步的詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定發明。

如圖1、圖2(a)至圖2(c)，圖3(a)，圖3(b)，圖4(a)和圖4(b)所示，本發明的目的在于，針對城市交通和地面灰塵是大氣顆粒物的重要來源、現有森林結構不合理導致地被缺乏和其阻塵功能降低、干旱缺水影響森林結構和限制森林增加的現實問題，依據不同樹種阻滯顆粒物(pm2.5、pm2.5-10、pm10、pm>10)功能差異、不同結構林木阻滯顆粒物(pm2.5、pm2.5-10、pm10、pm>10)功能差異以及冠層結構與林下植被的關系，提供一種調控大氣顆粒物的通道防護林配置結構和方法，該方法是在大氣顆粒物污染嚴重的交通道路兩側和中央綠化帶上進行防護林組合配置布局，合理利用土地資源，完善通道防護林體系，喬灌草結合，進行高顆粒物阻滯能力、適宜當地樹種選擇和不同林分結構的通道防護林組合配置營造技術試驗，體現以防護人為目的的整體防護效益。采用本發明提供的方法具有：高的顆粒物阻滯能力；增加地面的粗糙度，減少地面塵造成的顆粒物的特點。

參照圖1，本發明所述的調控大氣顆粒物的通道防護林配置方法，按下列步驟進行：

(1)根據不同樹種阻滯顆粒物(顆粒物包括pm2.5、pm2.5-10、pm10和pm>10)的功能差異，將樹種分為三類，分別為高顆粒物阻滯能力的樹種、中等顆粒物阻滯能力的樹種和低顆粒物阻滯能力的樹種；依據不同的防護功能要求，選擇抗逆性強的適宜性喬木和灌木；

(2)根據不同樹種配置方式阻滯顆粒物(顆粒物包括pm2.5、pm2.5-10、pm10和pm>10)的功能差異，利用步驟(1)分類的樹種，將不同樹種的配置方式分為三類，分別為高顆粒物阻滯能力的樹種配置方式、中等顆粒物阻滯能力的樹種配置方式和低顆粒物阻滯能力的樹種配置方式；

(3)選擇合適的林木結構：確定步驟(2)的三種樹種配置方式的郁閉度、疏透度、地被覆蓋、葉面積指數；

(4)確定高顆粒物阻滯能力的樹種配置方式中闊葉樹和針葉樹比例，其中闊葉樹比例為70％，針葉樹比例為30％；

(5)針對通道防護林降低大氣顆粒物危害的林木配置。

在步驟(1)中，根據不同樹種阻滯顆粒物的功能差異，將樹種分為三類，通過如下步驟進行：在植物冠層不同位置采集足夠的葉片，用水洗—濾膜三級過濾法測定單位葉面積滯留不同粒徑顆粒物的數量；再結合單株葉量，計算整株植物對不同粒徑顆粒物的滯留量；再結合葉面積指數，計算單位綠化面積上植物對不同粒徑顆粒物的滯留量；再依據在單位葉面積、單株和單位綠化面積3級層次上植物對顆粒物的滯留量將植物分為三類：高顆粒物阻滯能力的樹種、中等顆粒物阻滯能力的樹種和低顆粒物阻滯能力的樹種；

用水洗—濾膜三級過濾法測定單位葉面積滯留顆粒物的數量時，采用純水或去離子水浸泡葉片，然后用不掉毛的軟毛刷刷洗葉片上下表面，得到的混懸液用于后續的濾膜三級過濾處理；

三級過濾處理分別采用過濾孔徑為10μm、2.5μm和0.1μm的濾膜，分別獲得截留有粒徑>10μm顆粒物的第一級濾膜、截留有粒徑>2.5μm并且≤10μm的顆粒物的第二級濾膜和截留有粒徑>0.1μm并且≤2.5μm的顆粒物的第三級濾膜；

對截留有粒徑>10μm顆粒物的第一級濾膜、截留有粒徑>2.5μm并且≤10μm顆粒物的第二級濾膜和截留有粒徑>0.1μm并且≤2.5μm顆粒物的第三級濾膜進行烘干處理，然后分別稱重，過濾前后濾膜質量差即為各級濾膜上截留的顆粒物質量，顆粒物粒徑的范圍分別為>0.1μm并且≤2.5μm、>2.5μm并且≤10μm和>10μm的顆粒物質量與葉面積的比值即為單位葉面積的pm2.5、pm2.5-10、pm>10的滯留量，pm2.5和pm2.5-10二者之和即為pm10，pm2.5、pm2.5-10和pm>10三者之和即為葉面滯留的顆粒物；

單株植物對顆粒物的滯留量為單位葉面積的顆粒物的滯留量與單株葉量的乘積；單株葉量為使用冠層分析儀測定葉面積指數與冠面積的乘積；單位綠化葉面積上植物對顆粒物的滯留量為單位葉面積顆粒物的滯留量與葉面積指數的乘積。

在步驟(2)中，高顆粒物阻滯能力樹種的配置方式為常綠喬木+常綠喬木或常綠灌木或落葉喬木或落葉灌木+地被；中等顆粒物阻滯能力樹種的配置方式為落葉喬木+常綠喬木或常綠灌木或落葉喬木或落葉灌木+地被；低顆粒物阻滯能力樹種的配置方式為灌木+灌木+地被。

在步驟(3)中，在確定郁閉度、疏透度、地被覆蓋和葉面積指數時，選擇至少20個標準樣地；

標準樣地的郁閉度采用系統樣點抬頭觀測法進行調查；樣地的疏透度采用數碼照相法進行調查；樣地的地被覆蓋采用數碼照相法進行調查；樣地的葉面積指數采用冠層分析儀進行調查；

高顆粒物阻滯能力的樹種配置方式中：郁閉度為0.6—0.7、疏透度為0.2—0.3、葉面積指數為2.0—3.0和地被覆蓋為0.4—0.7；中等顆粒物阻滯能力的樹種配置方式中：郁閉度為0.4—0.6、疏透度為0.4—0.6、葉面積指數為2.0—3.0和地被覆蓋為0.3—0.6；低顆粒物阻滯能力的樹種配置方式中：郁閉度為<0.4、疏透度為>0.6、葉面積指數為<2.0或>3.0和地被覆蓋為<0.3。

在步驟(5)中，林木配置時，依據道路不同的防護功能要求將道路從中間向兩邊依次分為中央隔離帶和同向分車帶、非機動車帶和外側防護林帶，其中：

中央隔離帶和同向分車帶：選擇高顆粒物阻滯能力樹種的配置方式；

非機動車帶：選擇中等顆粒物阻滯能力或低顆粒物阻滯能力樹種的配置方式；

外側防護林帶：

a)當外側防護林帶有人行道時，外側防護林帶最外側選擇低顆粒物阻滯能力的配置模式、林木結構和低顆粒物阻滯能力樹種；再向內側宜使用中等顆粒物阻滯能力樹種的配置方式和高顆粒物阻滯能力樹種的配置方式；

b)當外側防護林帶無人行道時，緊靠林緣處選擇高顆粒物阻滯能力樹種的配置方式。

一種調控大氣顆粒物的道路防護林配置結構，道路的中央隔離帶和同向分車帶為高顆粒物阻滯能力的樹種配置方式，非機動車帶為中等顆粒物阻滯能力的樹種配置方式或低顆粒物阻滯能力的樹種配置方式，當外側防護林帶有人行道時，外側防護林帶由外側向內側依次為低顆粒物阻滯能力樹種的配置方式、中等顆粒物阻滯能力樹種的配置方式和高顆粒物阻滯能力樹種的配置方式；當外側防護林帶無人行道時，緊靠林緣處為高顆粒物阻滯能力樹種的配置方式。

通過本發明的方法配置的調控大氣顆粒物的道路防護林配置結構為：道路的中央隔離帶和同向分車帶為高顆粒物阻滯能力的樹種配置方式，非機動車帶為中等顆粒物阻滯能力的樹種配置方式或低顆粒物阻滯能力的樹種配置方式，當外側防護林帶有人行道時，外側防護林帶由外側向內側依次為低顆粒物阻滯能力樹種的配置方式、中等顆粒物阻滯能力樹種的配置方式和高顆粒物阻滯能力樹種的配置方式；當外側防護林帶無人行道時，緊靠林緣處為高顆粒物阻滯能力樹種的配置方式。

如圖2(a)至圖2(c)，圖3(a)，圖3(b)，圖4(a)和圖4(b)所示，樹種選擇為：高顆粒物阻滯能力的樹種選擇為油松、檜柏、泡桐、木槿、大葉黃楊、構樹、元寶楓或玉蘭的至少一種；中等顆粒物阻滯能力樹種選擇為旱柳、銀杏、國槐、白蠟、毛白楊、紫葉李、榆樹、欒樹或雪松的至少一種；低顆粒物阻滯能力樹種選擇為紫葉小檗、小葉女貞、紫葉李、小葉黃楊、紫薇或美人梅的至少一種。

本發明方法對樹種選擇原則和依據為：根據研究區的環境條件、污染狀況和立地條件，確定研究區樹種篩選原則為抗逆性強；以最大限度阻滯顆粒物為目的林帶選擇高顆粒物阻滯能力的樹種；以人易入的林帶則選擇低顆粒物阻滯能力的樹種。

根據研究區污染特點，依據適地、適樹和生物多樣性為目的進行實驗研究。

近年來，為應對大氣顆粒物污染，許多大城市進行了大規模的城市造林。但造林地點多空氣污染嚴重，對林木抗污能力要求突出。如林木本身不能維持健康，很難想象能發揮突出的空氣凈化、美化環境等眾多功能。因此，在樹種選擇時必須考慮林木的抗逆性。

大氣顆粒物污染嚴重，林木在阻滯顆粒物方面具有獨特的功能。但不同樹種在葉面結構和樹體大小等方面差別很大，使其吸滯顆粒物(如pm2.5、pm2.5-10、pm10和pm>10)的能力差別非常大。因此，在樹種選擇時必須考慮阻滯顆粒物的能力差異。

構建健康高效的顆粒物防護林，改善城市生態環境，豐富城市景觀，其目的是創造適宜的人居環境，維持人類健康。因此，在樹種選擇時需要考慮人的易入性，選擇合適的樹種。

受小氣候的影響，在造林中需要考慮樹種特性和造林地的立地條件相適應，以利于成活，發揮生產潛力，達到高效、高效益。因此，在樹種選擇時需考慮適地適樹。

為了使植物能在城市生態環境中持續、穩定、健康地存在和發展，在樹種的選擇上必須堅持生物多樣性原則，使樹木在城市環境中發揮最大的生態效益，達到較為理想的景觀效果，并實現城市生態環境的可持續發展。

實施例

參照圖1，本實施例的調控大氣顆粒物的道路防護林配置方法，包括如下步驟：

步驟s01，評價不同樹種阻滯顆粒物的功能差異，評價不同樹種的抗逆性；

評價不同樹種阻滯顆粒物的功能差異的方法為：每個物種至少選擇5株樣樹，在冠層四個不同方向和高、中、低不同的位置采集足量葉片；闊葉中較大的取30—40片，較小的取150—300片；針葉取30—50簇；將選取的植物葉樣放入盛有純水或去離子水的燒杯中，用不掉毛的小毛刷仔細清洗葉上的附著物，然后用鑷子將葉片小心夾出，并用少量純水或去離子水沖洗3次；將浸洗液首先用已烘干稱重的孔徑10μm的微孔濾膜過濾，濾后的濾出液繼續用已烘干稱重的孔徑2.5μm的微孔濾膜過濾，濾后的濾出液繼續用已烘干稱重的孔徑0.1μm的微孔濾膜過濾；這樣，不同粒徑范圍的顆粒物即被微孔濾膜截留，分別為：>10μm(標記為pm>10)、2.5—10μm(標記為pm2.5-10)和0.1—2.5μm(標記為pm2.5)；然后將微孔濾膜放于40℃烘箱中烘干至恒重(兩次測定值≤0.0002g)，再以0.0001g電子天平稱重，其與干凈濾膜的重量差即為相應粒徑范圍的顆粒物重量；相應粒徑范圍的顆粒物的質量差與葉面積的比值即為單位葉面積的pm2.5、pm2.5-10或pm>10)滯留量，pm2.5和pm2.5-10二者之和即為pm10，pm2.5、pm2.5-10和pm>10三者之和即為葉面滯留的顆粒物；

用冠層分析儀測定不同樹種葉面積指數，用卷尺測定不同樹種冠幅；葉面積指數與冠面積的乘積即為單株植物葉量；單株顆粒物滯留量為單位葉面積顆粒物滯留量與單株葉量的乘積；

單位綠化葉面積上顆粒物滯留量為單位葉面積顆粒物滯留量與葉面積指數的乘積；

在單位葉面積、單株和單位綠化面積三級層次上采用聚類分析，將植物顆粒物滯留量分為三類：分別為高顆粒物阻滯能力的樹種、中等顆粒物阻滯能力的樹種和低顆粒物阻滯能力的樹種；

高顆粒物阻滯能力樹種選擇為油松、檜柏、泡桐、木槿、大葉黃楊、構樹、元寶楓或玉蘭中的至少一種；

中等顆粒物阻滯能力樹種選擇為旱柳、銀杏、國槐、白蠟、毛白楊、紫葉李、榆樹、欒樹或雪松中的至少一種；

低顆粒物阻滯能力樹種選擇為紫葉小檗、小葉女貞、紫葉李、小葉黃楊、紫薇或美人梅中的至少一種；

評價不同樹種的抗逆性：

在污染程度不同的區域，調查植物的生長狀況，記錄樹齡、高度、落葉率、變色率、冠層厚度、冠幅、胸徑/地徑、一年生枯枝樹、枯稍長度、樹干顏色、病害、蟲害，在這些測定和調查的基礎上，評價植物的污染抗性；

步驟s02，不同樹種配置方式阻滯顆粒物的功能差異：

選擇至少20個以上的標準樣地，采用步驟s01所述的測定植物顆粒物滯留量，評價不同樹種配置下樣地滯留顆粒物總量和單位綠化面積上的顆粒物滯留量；

在樣地和單位綠化面積兩級層次上采用聚類分析，將不同樹種的配置方式分為三類：

高顆粒物阻滯能力樹種的配置方式，具體為常綠喬木+常綠喬木或常綠灌木或落葉喬木或落葉灌木+地被；

中等顆粒物阻滯能力樹種的配置方式，具體為落葉喬木+常綠喬木或常綠灌木或落葉喬木或落葉灌木+地被；

低顆粒物阻滯能力樹種的配置方式，具體為灌木+灌木+地被；

步驟s03，選擇至少20個以上的標準樣地，測定郁閉度、疏透度、地被覆蓋和葉面積指數；

調查標準樣地的郁閉度采用系統樣點抬頭觀測法；調查樣地的疏透度采用數碼照相法；調查樣地的地被覆蓋采用數碼照相法；調查樣地的葉面積指數采用冠層分析儀；

選擇合適的林木結構是依據調查樣地總的顆粒物滯留量和單位綠化面積上的顆粒物的滯留量與樣地的郁閉度、疏透度、葉面積指數和地被覆蓋之間的關系；

將林木結構分為三類：高滯留顆粒物的林木結構為：郁閉度為0.6—0.7、疏透度為0.2—0.3、葉面積指數為2.0—3.0和地被覆蓋為0.4—0.7；中等滯留顆粒物的林木結構為：郁閉度為0.4—0.6、疏透度為0.4—0.6、葉面積指數為2.0—3.0和地被覆蓋為0.3—0.6；低滯留顆粒物的林木結構為：郁閉度為<0.4、疏透度為>0.6、葉面積指數為<2.0或>3.0和地被覆蓋為<0.3；

步驟s04，高顆粒物阻滯能力的樹種的闊葉樹比例為70％，針葉樹比例為30％；

所述的針葉樹比例為30％選擇依據為《生態公益林建設技術規程》(gb/t18337·3—2001)以及至少對20個標準樣地的觀測結果；

步驟s05，依據防護功能要求可供選擇的植物種類和配置模式分別為：

中央隔離帶和同向分車帶：主要功能是最大程度的滯留顆粒物，減少其向林帶外擴散，減輕對人行道行人健康的危害，選擇高顆粒物阻滯能力樹種的配置方式：常綠喬木+常綠喬木或常綠灌木或落葉喬木或落葉灌木+地被，選取顆粒物滯留量大的樹種，并選擇高滯留顆粒物的林木結構，即郁閉度0.6—0.7、疏透度0.2—0.3、葉面積指數2.0—3.0和地被覆蓋0.4—0.7；

非機動車帶：主要功能是減少機動車行駛中帶動顆粒物向人行道的擴散，選擇具有中等顆粒物阻滯能力樹種的配置方式或低顆粒物阻滯能力樹種的配置方式，中等顆粒物阻滯能力樹種的配置方式：落葉喬木+常綠喬木或常綠灌木或落葉喬木或落葉灌木+地被，選擇顆粒物滯留量中等的植物，并選擇中等滯留顆粒物的林木結構為：郁閉度為0.4—0.6、疏透度為0.4—0.6、葉面積指數為2.0—3.0和地被覆蓋為0.3—0.6；低顆粒物阻滯能力樹種的配置方式：灌木+灌木+地被，選擇顆粒物滯留量小的樹種，并選擇低滯留顆粒物的林木結構為：郁閉度為<0.4、疏透度為>0.6、葉面積指數為<2.0或>3.0和地被覆蓋為<0.3；

外側防護林帶：具有分割空間、提供綠茵、滯塵、減噪、吸收有毒氣體、提供休閑場所等功能，植物配置應主要考慮外側有無人行道；

如果有人行道(如圖4(a)和圖4(b)所示)，外側防護林帶外側選擇低顆粒物阻滯能力樹種的配置方式，再向內使用中等顆粒物阻滯能力樹種的配置方式、林木結構和低顆粒物阻滯能力樹種，再設置中等顆粒物阻滯能力樹種的配置方式和高顆粒物阻滯能力樹種的配置方式；

低顆粒物阻滯能力樹種的配置方式為灌木+灌木+地被；

樹種選擇為步驟01確定的低顆粒物阻滯能力樹種；

低滯留顆粒物的林木結構為：郁閉度為<0.4、疏透度為>0.6、葉面積指數為<2.0或>3.0和地被覆蓋為<0.3；

所述的中等顆粒物阻滯能力樹種的配置方式為落葉喬木+常綠喬木或常綠灌木或落葉喬木或落葉灌木+地被；樹種選擇為步驟s01確定的中等顆粒物阻滯能力樹種；中等滯留顆粒物的林木結構為：郁閉度為0.4—0.6、疏透度為0.4—0.6、葉面積指數為2.0—3.0和地被覆蓋為0.3—0.6；

所述的高顆粒物阻滯能力樹種的配置方式為常綠喬木+常綠喬木或常綠灌木或落葉喬木或落葉灌木+地被；樹種選擇為步驟s01確定的高顆粒物阻滯能力樹種；

林木結構選擇為步驟s03所述的高滯留顆粒物的林木結構，即郁閉度0.6—0.7、疏透度0.2—0.3、葉面積指數2.0—3.0和地被覆蓋0.4—0.7；

如果沒有人行道(如圖3(a)和圖3(b)所示)，緊靠外側防護林帶林緣處選擇高顆粒物阻滯能力樹種的配置方式，以最大限度的阻滯和吸收顆粒物；

樹種選擇為步驟01確定的高顆粒物阻滯能力樹種；

林木結構選擇為步驟03所述的高滯留顆粒物的林木結構，即郁閉度0.6—0.7、疏透度0.2—0.3、葉面積指數2.0—3.0和地被覆蓋0.4—0.7；

如圖2(a)所示，本實施例低顆粒物阻滯能力樹種的配置方式所種樹種選用木槿+大葉黃楊或小葉女貞+紫葉李的配置方式，在10m×10m范圍內可種植0—2株喬木，郁閉度為<0.4，疏透度為>0.6，葉面積指數<2.0，地被覆蓋<0.3；

如圖2(b)所示，本實施例中等顆粒物阻滯能力樹種的配置方式所種樹種選用大葉黃楊+油松、旱柳+銀杏、紫葉李+油松、銀杏+紫葉李+油松、小葉女貞+紫葉李+油松、銀杏純林或旱垂柳+大葉黃楊，在10m×10m范圍內種植5—6株喬木，郁閉度為0.4—0.6，疏透度為0.4—0.6，葉面積指數為2.0—3.0和地被覆蓋為0.3—0.6；

如圖2(c)所示，本實施例高顆粒物阻滯能力樹種的配置方式種樹種選用油松純林、油松+泡桐、檜柏+油松、泡桐純林、檜柏+刺槐、檜柏純林或碧桃+油松，在10m×10m范圍內種植6—8株喬木，郁閉度為0.4—0.7，疏透度為0.2—0.3葉面積指數2.0—3.0和地被覆蓋0.4—0.7。

本發明以在北京市中國林業科學研究院至北京植物園段的綠化帶為例，在該綠化帶內選擇了23種植物測定了不同尺度上植物顆粒物(顆粒物包括pm2.5、pm2.5-10、pm10和pm>10)滯留量，經聚類分析發現，高顆粒物阻滯能力樹種有油松、檜柏、泡桐、木槿、大葉黃楊、構樹、元寶楓和玉蘭；中等顆粒物阻滯能力樹種有旱柳、銀杏、國槐、白蠟、毛白楊、紫葉李、榆樹、欒樹和雪松；低顆粒物阻滯能力樹種有紫葉小檗、小葉女貞、紫葉李、小葉黃楊、紫薇和美人梅。

本發明在污染程度不同的區域調查了23種植物的抗逆性，包括樹齡、高度、落葉率、變色率、冠層厚度、冠幅、胸徑/地徑、一年生枯枝樹、枯稍長度、樹干顏色、病害、蟲害。發現，這23種植物均具有較強的適應性，能夠在道路防護林中使用。

本發明在北京市朝陽區安立路奧林匹克森林公園南園東門至安立路科萃路十字之間路段的道路綠化帶，進行了調控大氣顆粒物道路防護林配置結構和方法的研究。共選擇面積約為10m×10m的樣地16塊。1號樣地(5株檜柏+4株油松)、2號樣地(6株碧桃+3株油松)、3號樣地(6株泡桐+3株油松)、4號樣地(5株旱柳+3株銀杏)、5號樣地(4株檜柏+4株刺槐)、6號樣地(4株紫葉李+5株油松)、7號樣地(3株油松+2株銀杏+4株紫葉李)、8號樣地(2株大葉黃楊+7株油松)、9號樣地(5株小葉女貞+3株油松+1株紫葉李)、10號樣地(5株小葉女貞+3株紫葉李)、11號樣地(5株旱柳+4株大葉黃楊)、12號樣地(5株木槿+5株大葉黃楊)、13號樣地(8株銀杏)、14號樣地(8株泡桐)、15號樣地(10株油松)、16號樣地(10株檜柏)。

通過測定樣地顆粒物(顆粒物包括pm2.5、pm2.5-10、pm10和pm>10)滯留量，發現1、3、6、14、15號樣地屬于高顆粒物阻滯能力的配置；2、5、7、8、9、16號樣地屬于中等顆粒物阻滯能力的配置；發現4、10、11、12、13號樣地屬于低顆粒物阻滯能力的配置。

高滯留顆粒物的林木結構為郁閉度0.6—0.7、疏透度0.2—0.3、葉面積指數2.0—3.0和地被覆蓋0.4—0.7。中等滯留顆粒物的林木結構為郁閉度為0.4—0.6、疏透度為0.4—0.6、葉面積指數為2.0—3.0和地被覆蓋為0.3—0.6。低滯留顆粒物的林木結構為郁閉度為<0.4、疏透度為>0.6、葉面積指數為<2.0或>3.0和地被覆蓋為<0.3。