模拟降雨频率对路边攀援植物五叶地锦颗粒物再积累的影响及其环境修复潜力

本研究针对城市大气颗粒物(PM)污染治理难题，创新性探讨了模拟降雨频率对五叶地锦(Parthenocissus quinquefolia)叶片可冲刷颗粒物(R PM)清除效率及再积累动态的影响。通过量化不同降雨频率(每日ED、六日6D、十二日12D)对R PM、表面PM(S PM)和蜡层PM(W PM)的清除效果，发现ED处理可实现3倍于12D的累积R PM清除量，且不影响植物生理功能。该研究为优化城市植被PM生物修复策略提供了重要数据支撑。

　　

随着全球城市化进程加速，大气颗粒物(PM)污染已成为威胁公共健康的重大环境问题。世界卫生组织数据显示，2023年全球114个首都城市中有107个PM_2.5
浓度超标，凸显传统治理手段的局限性。植物修复作为可持续解决方案备受关注，但存在叶片PM饱和、清除效率不稳定等瓶颈。五叶地锦(Parthenocissus quinquefolia)因其特殊叶片形态和强适应能力成为理想研究对象，然而如何通过人工干预维持其PM捕获效能尚缺乏系统研究。

波兰国家科学中心资助的研究团队在《Environmental Pollution》发表论文，创新性地采用原位绿色屏风栽培系统，通过控制实验比较不同模拟降雨频率(每日ED、两日2D、六日6D、十二日12D)对五叶地锦PM清除与再积累的影响。研究运用分级过滤法量化三类PM组分，结合光合仪测定生理参数，首次揭示了ED处理可实现总_R
PM清除量达12.5-17.7 μg cm^-2
，且累积清除量显著高于低频处理3倍以上，同时保持植物正常生理功能。

关键技术方法
研究建立自由站立式绿色屏风实验系统，划分8个环境均质化区块。采用分级洗脱法分离_R
PM、_S
PM和_W
PM，通过0.2-100 μm孔径滤膜分级收集PM。使用LI-6400XT光合仪测定净光合速率(P_n
)、气孔导度(g_s
)、蒸腾速率(E)等参数。统计学分析采用ANOVA与Tukey检验。

植物准备
选择0.7-1.8m高度健康植株，标准化采样位置与相邻叶修剪，确保实验条件一致性。

模拟降雨频率对PM清除与再积累的影响
数据显示ED处理能持续清除各粒径_R
PM(PM_10-100
、PM_2.5-10
、PM_0.2-2.5
)，12D处理虽单次清除量最高(23.1 μg cm^-2
)，但累积效率显著低于ED。值得注意的是，_S
PM和_W
PM再积累未呈现规律性变化，暗示降雨主要影响可冲刷组分。

讨论
研究突破了传统植物修复研究的静态观察模式，首次证实高频模拟降雨(ED)可提升五叶地锦PM清除效率300%以上，且不引发生理胁迫。这一发现对PM持续排放的城市环境具有特殊价值，为开发"植物-人工干预"协同系统提供了理论依据。研究同时指出，_W
PM的稳定性使其成为长期PM封存的重要载体。

结论
该研究确立了每日模拟降雨作为优化五叶地锦PM修复效率的最佳频率，累计清除量达低频处理的3.3倍。创新性地提出"可冲刷PM池"(_R
PM pool)概念，为动态评估植物修复效能提供新指标。研究成果对发展可持续城市空气质量管理策略具有重要实践意义，特别是在交通污染严重的路边环境中。未来研究需延长观测周期以验证长期效应，并探索不同气候区下的适用性。