高架道路交通污染对城市行道树及植被影响的综合评估——以印度德拉敦为例

本综述通过对比高架桥与平面道路对空气质量及路边植被的影响，揭示了PM10和NOx是城市空气污染（AQI）的主要贡献因子。研究发现芒果（APTI 8.09）比四种九重葛品种（APTI≤4.65）更具污染耐受性，为城市绿化树种选择及植物生物监测（Biomonitoring）提供了科学依据。

　　

研究背景与意义

城市空气污染已成为全球性挑战，交通污染是其中重要贡献源。车辆排放的复杂混合物，包括氮氧化物（NO_x）、颗粒物（PM）、硫氧化物（SO_x）等，不仅威胁人类健康，也对路边植被构成严重压力。植被作为天然污染吸附剂，其生理生化响应是评估空气质量的敏感指标。本研究以印度北阿坎德邦德拉敦市为案例，首次系统比较了高架桥（飞越道路）与平面道路对周边空气污染水平及路边树木和观赏植物（芒果和四种九重葛）的影响，旨在为城市绿色基础设施规划和污染耐受树种选择提供依据。

材料与方法

研究地点与设计

研究沿德拉敦市交通最繁忙的哈里德瓦尔路进行，选取了三个采样点：站点1（高架桥前平面道路）、站点2（高架桥上）、站点3（高架桥后平面道路）。监测期为2024年10月至2025年3月，每月进行一次24小时连续监测。

空气污染与气象监测

使用呼吸性粉尘采样器（APM 460）和气体采样装置（APM 410）分别监测PM₁₀、SO₂和NO_x浓度。空气质量指数（AQI）通过PM₁₀、SO_x、NO_x浓度与其对应标准值的比值计算得出。气象数据（温度、气压、湿度、风速）从公开数据库获取。

植物材料与生化分析

选择当地常见且分布广泛的芒果树（Mangifera indica）以及四种盆栽九重葛（Bougainvillea spectabilis，红、粉、金、白品种）作为研究对象。测定了叶片生化参数，包括叶绿素a和b、类胡萝卜素、抗坏血酸含量、叶片提取液pH值、相对含水量（RWC），并据此计算了空气污染耐受指数（APTI = [AA (TCh + pH) + RWC] / 10）。

交通数据收集

在早晚高峰及午间非高峰时段，通过视频记录并分类统计了三个站点的交通流量，车辆分为轻型、中型和重型。

研究结果

污染物时空分布特征

污染物浓度呈现明显的季节和空间差异。站点2（高架桥上）在整个监测期内污染最严重，尤其在2024年12月（冬季）达到峰值，PM₁₀浓度为58 μg/m³，NO_x浓度为33 μg/m³，AQI高达270（属于“差”的级别）。站点1和站点3的污染水平相对较低。从冬季到春季（2024年12月至2025年3月），所有站点的AQI均呈现下降趋势，其中站点2的月下降速率最快。相关性分析表明，PM₁₀和NO_x与AQI呈极强正相关（r = 1.00 和 r = 0.90），是影响AQI的主要因素。气象条件，特别是低风速和低温，有利于冬季污染物的积累。

植物生理生化响应

所有研究植物在污染暴露下均表现出应激反应，但程度因物种和地点而异。

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  光合色素： 芒果和所有九重葛品种的总叶绿素和类胡萝卜素含量在污染较重的站点（尤其是站点2）和冬季月份普遍降低。九重葛的色素减少幅度大于芒果。
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  抗坏血酸（AA）： 作为重要的抗氧化剂，其含量在污染胁迫下下降，九重葛（尤其是粉花品种）的减少更为显著。
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  相对含水量（RWC）与叶片pH： 多数植物的RWC在污染站点有所下降，叶片pH也呈现降低趋势，表明水分胁迫和细胞液酸化。
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  空气污染耐受指数（APTI）： 芒果表现出最高的污染耐受性，其APTI值在站点1的11月份达到8.09。九重葛品种的APTI值较低（最高为金九重葛在站点3的12月份达9.49，但多数情况下低于4.65），表明白、粉等品种对污染更为敏感。站点2的植物通常APTI值最低，印证了该地点污染压力最大。

交通流量分析

交通流量数据显示，站点1在早高峰轻型车辆较多，站点3在晚高峰中型和重型车辆污染贡献较大。站点2作为连接要道，持续承受高流量交通压力，这与该站点高污染水平相符。

讨论与结论

本研究证实，道路类型（高架桥 vs. 平面道路）通过影响局地空气动力学和污染物扩散，显著改变了路边植被的暴露环境。高架桥由于车辆通行需要更大动力（上坡）导致燃料消耗和排放增加，加之可能存在的污染物滞留效应，使其成为污染热点区域。植物，特别是九重葛等观赏植物，通过光合色素减少、抗氧化系统受损等生化指标的变化，敏感地反映了这种污染梯度。

芒果较高的APTI值表明其更适合作为污染较重地区的绿化树种。而九重葛，尽管耐受性较差，但其明显的应激反应使其可作为有效的生物指示剂，用于城市空气质量生物监测。

研究结果强调了在城市化进程中，将植物耐污性评估纳入绿色基础设施规划的重要性。选择高APTI值的树种进行路边绿化，不仅可以增强城市生态系统的恢复力，还能通过植被的吸附和过滤作用，间接改善城市空气质量。未来的研究应关注更多植物物种的耐污性，并深入探讨污染物对植物作用的分子机制，为可持续城市发展提供更精准的科技支撑。