根据欧盟委员会最近公布的一项国际调查，俄斯特拉发是欧洲生活质量改善最明显的城市之一。俄斯特拉发的受访者对公共交通、医疗保健、体育设施和文化生活特别满意。然而，尽管近年来该地区有了重大改善，但该市的居民仍将空气质量视为一个问题。

CLAIRO 项目旨在解决俄斯特拉发的空气质量问题。根据该项目，将在城市种植新的绿化植物，以改善空气质量。奥帕瓦西里西亚大学的Milos Zapletal、Vít Kaspar 和 Pavel Samec 为该项目的两个目标区域创建了绿化结构和组成的详细设计。规划是一个复杂而漫长的过程，因为需要记住一系列变量才能确定最适合新种植园的物种。

但是植物究竟是如何支持空气质量改善的呢？绿色植物可以通过两种主要方式帮助降低污染物和大多数颗粒物的浓度。

植被在通过扩散控制空气污染物的流动和分布方面起着重要作用。绿色植物会带来湍流，结果污染物的浓缩云在空气中分散和稀释。

当污染物粘附在叶子表面时，另一部分污染通过沉积去除。由于其相对较大的表面积，植物冠层用作颗粒物的汇。树木和灌木的蜡质多毛叶子会增加沉积率。植被作为有效的防风林，在下风侧由于气流减少，悬浮颗粒沉积在地面上，它们在空气中的浓度降低。此外，植物叶片在某种程度上可以同化污染物，叶片表面或叶片内的微生物可以生物降解污染物或将污染物转化为毒性较小的分子。

树木还可以通过降低温度间接改善空气质量。空气温度的局部降低可导致有害空气污染物的浓度降低，特别是减少导致臭氧形成的光化学反应，主要是由于阴影表面和空气湿度增加的影响。

哪些是减少空气污染的最佳树种？

有些树木在捕捉空气污染物方面比其他树木更有效。在选择合适的植物物种以捕获污染物时，需要考虑许多植被特征。

树木的过滤活动主要取决于冠层的大小。毫不奇怪，较大的檐篷比较小的檐篷可以捕获更多的污染物。树叶的密度是一个关键因素，因为它实际上决定了可用于沉积的植被面积。树的密度受树冠分枝和叶子特征的影响。除了树的高度和树叶密度之外，树冠的形状也很重要。例如，球冠被发现比金字塔形状的冠更有效。与仅由草本层组成的低矮植被相比，具有密集多层连接的成熟树木在去除污染物方面的效率要高得多。

粗糙的叶面支持污染物捕获（来源：Stefan Steinbauer，Unsplash）

叶子的寿命是另一个重要方面。与落叶树在冬天落叶不同，常绿树种可以作为全年的过滤器。然而，常绿物种可能对某些环境压力因素更敏感，例如吃水和热量。在落叶树种中，那些表现出较长叶内季节的树种是优选的。

尽管较大的树冠可以比较小的树冠捕获更多的颗粒，但有迹象表明叶子的大小也很重要。叶子较小的物种往往比叶子较大的物种更有效。针叶茂密的针叶树似乎比落叶树种更有效地支持颗粒物的沉积。

叶面的特征也影响植物的过滤潜力。包括凹槽和脊的粗糙、多毛和崎岖的表面是最好的微粒生物过滤器。还发现叶子的粘性对于将颗粒捕获到针叶树和落叶树中具有重要意义。

支持设计绿色基础设施以改善空气质量的植物数据库

位于奥帕瓦的西里西亚大学正在开发一个在线植物数据库，其中包括对空气污染具有更高耐受性和更强捕获污染物能力的选定树种。

该数据库将包括许多相关参数，其中包括植物分类、生态区、气候要求、对酸沉积的敏感性、对臭氧的敏感性以及去除灰尘颗粒的能力。

Vít Kaspar 强调，由于该数据库面向在欧洲工作的景观设计师、城市规划师和其他城市从业者，因此它不仅包括捷克共和国本土的物种，还包括来自其他生物地理区域的植物。

定义合适的植被组成和结构

影响捕获效率的各种有益植被特性不会自动使某些植物物种适合任何环境。简单地选择有很大潜力减轻空气污染的树种不会产生理想的结果。由于需要在俄斯特拉发的两个目标地点建立复杂、运行良好的城市生态系统，重点不应仅仅放在过滤效率和个别树木上。

在规划期间，人们必须询问首选物种是否会在给定的环境条件下茁壮成长。首先，选择的植物必须适应当地的地形、土壤和气候条件。

Milos Zapletal 强调植物多样性也是一个决定性因素。更大的物种多样性导致更大的生态系统健康和对环境压力的适应能力。在定义物种组成时，还需要考虑各种植物物种之间的生态联系。新种植园的适当设计需要对生态系统有全面的了解。

鉴于这些方面，Milos Zapletal、Vít Kaspar 和 Pavel Samec 假设将具有整体较高物种多样性的落叶植物和针叶植物的多个物种组合起来，可以更有效地控制更广泛的污染物.

资料来源：Dave Hoefler，Unsplash

污染物的过滤受森林垂直分层的影响很大。由于更大的绿地面积会导致更高的污染物捕获率，因此预计新种植园将覆盖多层树木。俄斯特拉发的规划植被结构包括多层树木，在灌木丛中辅以灌木层。

在规划过程中，还需要考虑拟建绿地对空气污染的敏感性。由于目标地点位于空气污染物浓度增加的工业区，因此优先选择对空气污染具有更高耐受性的物种。更复杂的是，个别植物物种对污染物浓度的敏感性差异很大。特别是在地面臭氧浓度高的地区，选择能够耐受此类污染的物种至关重要。植物的敏感性是一个关键方面，但在空气质量差的地区，生态系统的健康对于长期恢复力也至关重要。

综上所述，规划城市森林以改善空气质量就像拼图一样，需要将所有环环相扣的部分组装起来，最终才能形成一幅完整的图画。这是一个复杂的过程，需要考虑物种的捕获效率、当地环境条件、生态联系和生态系统健康、植被层和绿色植物对空气污染的敏感性。

为俄斯特拉发的目标地点设计绿化

考虑到所有这些变量，位于奥帕瓦的西里西亚大学团队为 CLAIRO 的两个目标地点制定了绿化结构和组成的详细设计。指定了与当地栖息地条件相对应的具有相似生态需求的多种植物物种群落。将创建一个多层次的树木覆盖物，以最大限度地捕获空气污染物。优先选择枝叶茂密的树种，以及一年四季都能捕捉污染的常绿树种。专门选择本地树种进行种植。

在 Radvanice 场地的大部分地区，无柄橡树将占种植树木的三分之一，辅以梧桐树、大叶椴树和枫树。在场地较小的较湿部分选择了喜水物种。

Radvanice 的草地将种植树木

Bartovice 位于矿渣沉积区边缘的地块是一个非常不利的栖息地。由于目前该地区没有植被元素，欧洲红松、欧洲落叶松和银桦等先锋树种将在这里发挥重要作用。

在 Bartovice 的目标区域中将被绿化的空白区域

在这两个地点，将建立不同类型的社区，以监测其捕集空气污染物的有效性。

Radvanice 拟建植被计划（来源：奥帕瓦的西里西亚大学）

在 CLAIRO 下开发的模型表明，在 Radvanice，规划的绿化将非常有效，预计每片叶面积捕获的颗粒物是原始植被的两倍。这背后的原因是，虽然目前 Radvanice 的区域主要被低矮的草地植被覆盖，并出现一些个别树木，但新的绿色植物将包括不同高度和灌木的树木，即使是年轻的森林也能更有效地诱捕污染物比目前的植被。在巴托维采地区，主要被飞灰、污泥和建筑瓦砾覆盖，目前几乎没有植被，污染物捕获的变化将更加显着。

这实际上是一个非常有前景的前景。它只需要确认。俄斯特拉发技术大学在 CLAIRO 进行的连续空气质量测量将有助于验证绿色植物对减少空气污染物的影响。通过测量获得的数据对于将项目结果传输到该地区和整个欧洲的其他城市也至关重要。

编译 陈讲运

资料来源：

Barwise, Y., Kumar, P. (2020) 为城市空气污染减排设计植被屏障：对适当植物物种选择的实际审查。npj Clim Atmos Sci 3, 12 (2020)。https://doi.org/10.1038/s41612-020-0115-3。

大伦敦管理局（2019 年）利用绿色基础设施保护人们免受空气污染。

Hewitt, N.、Ashworth, K.、MacKenzie, AR (2019) 利用绿色基础设施改善城市空气质量 (GI4AQ)。环境 2020, 49 (1), 62-73。

Wei, X., 等。(2017) 空气污染物的叶状修复：利用植物叶片和叶片相关微生物的潜力。正面。植物科学，2017 年 7 月 28 日。

Zapletal, M., Kaspar, V., Bílek, J., Samec, P., Víchová, P., Jurán, S., Hladík, J. (2020) Modelování záchytu emisí látek znecistujících ovzdusí n.波德尼库。工业企业附近空气污染物捕获的建模。会议论文：Macala, J. (eds.)：Ochrana ovzdusia 2020，Air Protection 2020，Hotel Bratislava，斯洛伐克共和国，2020 年 11 月 26 日，布拉迪斯拉发，第 70-78 页。http://www.cechkachliarov.sk/files/Aktuality/2020/01---OCHRANA-OVZDUSIA-2020---Zbornik-prispevkov.pdf

https://www.bbc.com/future/article/20200504-which-trees-reduce-air-pollution-best

https://fajnova.cz/language/en/quality-of-life-ostrava-success-in-the-international-ranking/

https://www.lanl.gov/museum/news/newsletter/2016-02/pubs-conifers.php