城市绿化与呼吸道健康：植物如何净化空气？

一、引言

城市环境中，PM2.5、二氧化硫（ SO₂ ₂）、氮氧化物 (NO_x ）及病原微生物等污染物浓度超标，导致哮喘、支气管炎等呼吸道疾病发病率逐年上升。研究显示，空气中PM2.5 浓度每增加 10μg/m³ ，呼吸道疾病住院率上升 3.1%_c 。城市绿化植物作为 “天然空气净化器”，可通过叶片吸附颗粒物、气孔吸收有害气体、挥发物质抑制微生物等途径，降低空气污染物浓度。探索植物净化空气的作用机制与应用路径，对提升城市生态韧性、保障居民健康具有重要意义。

二、植物净化空气的核心机制

2.1 颗粒物吸附与滞留

植物通过多层结构捕获空气颗粒物：叶片表面的绒毛、皱纹及蜡质层可吸附 PM10、PM2.5 等颗粒物，单株树木的年吸附量可达 1-10kg ，叶片粗糙度越高（如构树、悬铃木），吸附效率提升 30%-50% ；树冠结构通过气流扰动使颗粒物沉降，密集的枝叶形成 “滤网效应”，使林内颗粒物浓度比空旷区域低 20%40% ；植物表层湿润时（如晨露、降雨后），颗粒物吸附能力增强，PM2.5 去除率可提高 15%-25% 。吸附的颗粒物可通过雨水冲刷或叶片更新脱离植物，实现净化循环。

2.2 有害气体吸收与转化

植物通过生理代谢清除有害气体：叶片气孔吸收 SO₂ ₂、 NO_x 等气体，在体内转化为无害物质（如 SO₂ 转化为硫酸盐储存于细胞液中），单株成年树木每日可吸收 SO₂ 10-50mg 、 NO_x 5-20mg；根系与土壤微生物协同作用，将部分挥发性有机物（VOCs）转化为二氧化碳和水，土壤有机质含量越高（ 3%-5% ），转化效率提升 20%-30% ；植物释放的挥发性物质（如萜烯类）可与臭氧（ ₃）发生反应，降低近地面 O₃ 浓度，减少其对呼吸道黏膜的刺激。

2.3 微生物抑制与灭活

植物通过化学与物理作用减少空气微生物：部分植物释放的挥发性物质（如酚类、醛类）可破坏细菌细胞膜，抑制金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌等致病菌活性，抑菌率达 30%-50% ；叶片表面的蜡质层可阻止微生物附着，减少病原真菌孢子传播；植物蒸腾作用改变局部湿度（维持 50%-60% ），避免高湿环境导致的微生物滋生，降低呼吸道感染风险。

三、高效净化空气的植物类型

3.1 颗粒物富集型植物

此类植物以叶片结构为核心净化优势：乔木中，悬铃木、构树叶片表面多绒毛和深沟，PM2.5 吸附量比光滑叶片植物高 40%60% ；灌木中，紫薇、丁香分枝密集，叶片褶皱多，对 PM10 的滞留率达 25%-35% ；草本植物中，麦冬、野牛草覆盖度高，可通过地表植被层阻挡地面扬尘，使周边 PM10 浓度降低 15%-20% 。此类植物适合配置在交通干道两侧，拦截机动车排放的颗粒物。

3.2 有害气体吸收型植物

具备强代谢能力的植物可高效清除气体污染物：乔木中，杨树、柳树对 SO₂ ₂的吸收能力突出，叶片含硫量可达干重的 0.5%-1.0% ；灌木中，黄杨、海桐能通过气孔吸收NO_x ，转化效率比普通植物高 20%-30% ；藤本植物中，爬山虎、常春藤可通过庞大的叶片面积吸收甲醛等 VOCs，单株年吸收量达 10-20g 。此类植物适合种植在工业区、锅炉房周边等有害气体浓度较高区域。

四、影响植物净化效果的关键因素

4.1 植物配置结构

群落结构决定整体净化效率：乔 - 灌 - 草复层结构的净化能力比单一树种提升50%-70% ，上层乔木拦截高空颗粒物，中层灌木吸收气体污染物，下层草本抑制地面扬尘；植物郁闭度控制在 0.6-0.8 时，既能保证通风（避免污染物滞留），又能最大化叶片接触面积，PM2.5 去除率比郁闭度过低（ <0.4: ）或过高（ >0.9 ）提升 20%-30% 。

4.2 环境条件调控

气象与土壤条件影响净化效能：温度 20-25℃时，植物气孔开放度最大，气体吸收效率提升 25%-35% ；相对湿度 60%-70% 时，叶片表面湿润，颗粒物吸附量增加15%-20% ；土壤肥力适中（有机质含量 3%-5% ）可促进植物代谢，增强酶活性，使 SO₂ 转化效率提高 30% 以上。

五、提升城市绿化空气净化效能的策略

5.1 构建健康导向的绿化布局

优化空间配置以靶向防护：在呼吸道疾病高发区（如儿童活动中心、老年社区）周边，采用 “核心区 + 缓冲区” 布局，核心区密植微生物抑制型植物，缓冲区配置颗粒物与气体净化植物；沿城市主导风向建设 “绿色通风廊道”，宽度不小于 20 米，选用高大落叶乔木（如杨树、悬铃木），提升污染物扩散与净化效率；在道路两侧设置 5-10米宽的乔灌结合绿带，降低机动车尾气对行人的暴露风险。

5.2 优化植物选择与群落设计

科学组合提升综合净化能力：颗粒物污染严重区域（如工业区）优先选用悬铃木、构树等富集型植物，搭配杨树等气体吸收植物，形成 “吸附 + 转化” 协同体系；交通干道两侧采用 “落叶乔木 + 常绿灌木” 组合，冬季保留灌木层净化功能；注重植物季相互补，确保四季均有稳定的净化能力，避免单一季节植被休眠导致的净化断层。

5.3 强化绿化养护与管理

通过精细化管理维持净化活性：定期修剪植物（每年 2-3 次）促进新叶生长，新叶的污染物吸收能力比老叶高 30%-50% ；采用高压喷水清洗叶片（每月 1-2 次），清除附着的颗粒物，恢复吸附能力；减少化学肥料使用，增施有机肥提升土壤微生物活性，增强植物对有害气体的转化效率；避免在人群活动高峰时段修剪，减少花粉、碎屑引发的呼吸道刺激。

六、结论

城市绿化植物通过吸附颗粒物、吸收有害气体、抑制微生物等机制，直接降低呼吸道疾病风险，是健康城市建设的核心要素。提升其净化效能需从布局优化、植物选择、养护管理三方面入手，构建 “结构合理、功能协同、管理科学” 的绿化系统。未来应进一步量化不同植物的净化效能参数，结合城市污染特征实现精准配置，推动城市绿化从“景观美化” 向 “健康服务” 转型，为居民呼吸道健康提供持续生态保障。

参考文献

[1] 白鸣. 如何利用植物提高住宅小区内的空气质量[J]. 农技服务,2017,34(23):188.DOI:10.3969/j.issn.1004-8421.2017.23.161.

[2] 代强. 植物多样性在居住空间设计中的应用研究[J]. 分子植物育种,2025,23(11):3831-3836. DOI:10.13271/j.mpb.023.003831.

[3] 曹辉. 植物对甲醛的净化作用的研究[J]. 北方园艺,2008(6):150-151.