《科學》雜誌：種樹凈化空氣？品種不對，反添新累！

城市裡的樹。圖片來自Pixabay

撰文 | 張弘毅（《知識分子》編譯小組）

責編 | 李曉明

「我們的同伴都在吸露，都在玩涼涼的雲。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。」張曉風在《行道樹》里講述的城市裡種在馬路邊的樹，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，提升空氣質量。近幾年，山東、河北、江蘇、湖北等省份都開展過規模或大或小的城市造林工程。但是，在城市裡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）科學部總監凱瑟琳·J·威利斯（Katherine J. Willis）和牛津大學研究員吉利安·彼得羅科夫斯基（Gillian Petrokofsky）兩位學者在Science上發表的最新文章表明，如果想更好地發揮凈化空氣的作用，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、吸附大氣顆粒物等。根據i-Tree（一款由美國森林局[U.S. Forest Services]開發的在線工具，用來收集樹木吸附污染物的相關數據）的統計，一年之內法國斯特拉斯堡（Strasbourg, France）地區的樹木吸附了88230千克的污染物，相當於約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，體內會自動開啟一種污染物凈化機制來清洗空氣。另一些樹木則像天然濾網一樣，通過樹葉上的氣孔來過濾吸附顆粒物和污染氣體。

由於樹葉面積、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牆面綠化時的優選對象。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種位於挪威和波蘭境內的樹種後，科學家們發現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麼顯著。

除了凈化空氣之外，在城市裡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現，社區街道上的樹木密度越高，社區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。

科學家們算了一筆賬，只需在每個街區多種10棵或者更多的樹，就能為每個家庭的醫療開支節省至少10000加元，這遠遠多於種樹的花費。與此同時，在美國威斯康星州開展的一項研究發現，社區里的樹越多，居住其間的人的精神健康狀態也會越好。這一現象在55歲及以上的人群身上表現得尤為明顯。

錯誤的樹種帶來環境風險

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。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、上海等大城市裡常見的樹種，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.])，恰恰屬於這些綱目。

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地生長的。即便討論到選擇樹種的潛在風險，通常也僅限於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。

城市綠化計劃還經常容易忽視樹種可能排放生物揮發性有機物的問題。常常用於街道綠化的樹種，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性有機物的高手。大量的生物揮發性有機物將抵消掉控制人為揮發性有機物所取得的工作成效。

樹木的形狀和高度也有可能引發棘手的問題。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構會讓顆粒物持續停留在地面附近，無法進入空氣對流。

可見，不同樹種將給城市環境帶來不同的裨益和風險。挑選綠化樹種時宜將樹種的生理特徵、物理形態等多方面特點都納入考量範疇。凱瑟琳·威利斯和吉利安·彼得羅科夫斯基認為，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環境具有一定的彈性與耐受性。

對於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》作了更細緻的說明：「樹種多樣性對於抵禦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禦能力。例如，如果樹種有更厚的葉、更實的樹榦和更長的根，通常會對乾旱和高溫有更高的耐受性。」另外，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，後來由於被廣泛用於城市綠化，現在已遍布全球各地。

均衡利弊尚待全面研究

北京林業大學水土保持學院教授張志強在給《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劃時要做好全面的考量。文章也為相關課題的研究提出了一些值得探究的方向。

張志強指出，未來的研究可以進一步探討不同樹種在排放生物揮發性有機物方面的特點和差異。「樹種排放的生物揮發性有機物並不全都是有害的。一些生物揮發性有機物常被視為植物激素，在植物的生長、繁殖、交流、抵禦其它生物和外界環境威脅的方面都發揮著作用。」另外，生物揮發性有機物轉化成污染物的過程也尚未得到清晰展現。

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了跨學科研究的重要性。芝加哥大學環境神經學實驗室的奧米德·卡丹(Omid Kardan)曾與團隊共同研究過社區綠化對人體健康的影響。「在研究城市綠化與人類身心狀況之間的關係時，研究者很少對樹種進行區分，」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「有數據足夠支撐我們在樹種方面做更細緻的研究，我們只需採用合適的數據處理方法就好了。」

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關注樹種的特性及其可能帶來的正、負兩方面影響。

張志強則就通過城市綠化治理空氣污染給出了更細緻的建議，「一些樹種對特定的污染物十分敏感，並可能因之患病。所以，在工業重污染區域（做綠化），選擇樹種時宜首要考慮樹種的存活率。」另外，樹種的搭配結構也很重要，「因為這會影響空氣流通的情況，進而直接影響空氣污染物的聚集情況」。

參考文獻

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

製版編輯：鄧志英丨

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