一 园林树木对空气质量的改善作用

(一) 空气质量方面

大气中含N₂含量为78%，O₂含量为21%，稀有气体含量为0.68%，CO₂含量为0.32%。对人类生产、生活影响最大的为CO₂和O₂的含量，人们对它们的关注程度也最大。由于氧气的含量相对稳定，因而现在关注程度最大的是CO₂，它是导致大气温室效应的主要因子，也是人们通过努力可以在一定程度上控制的因子，其中植物起着决定性的作用。

   植物对空气质量的改善体现在以下几方面：

1 吸收CO₂释放O₂

   大气中的CO₂平均浓度为385μg/g， 但是不同地点不同时间其浓度有较大的变化。小范围而言，室内的浓度明显高于室外，晚上高于白天。较大范围内，植被丰富的森林中其浓度较低，而城市中的浓度较高。其主要原因是植物通过光合作用能吸收大量的二氧化碳，同时释放出氧气；城市中植被较少，同时大量使用了化石燃料，导致了城市中的二氧化碳浓度一直较高。以北京市为例，输入城市的空气中的CO₂浓度较低，而输出的则较高(表5-1)。氧气含量的变化则相反。

从卫生角度而言，当CO₂深度达到500μg/g时，人的呼吸就会感到不舒适，如果达到2000～6000μg/g时就会有明显的症状，通常是头疼、耳鸣、血压增高、呕吐、脉博过缓，而浓度达10%以上则会造成死亡。在城市中,由于人口密集和工厂大量排放CO₂,使大气中CO₂的体积分数高达500μg/g~700μg/g。空气中CO₂含量的多少，是衡量空气是否新鲜的主要指标之一(其它因子是空气中负离子含量、粉尘含量、细菌含量、氧气含量)。

表5-1 北京的空气流(万吨)                                                

    光合作用中每吸收44克CO₂放出32克O₂。植物光合作用释放的O₂是所消耗的O₂量的20倍。我们在森林公园、城市公园、河边或草坪上散步时，会感到这里的空气比城区高楼大厦及商业区中新鲜，原因之一是在这些小环境中氧气含量或空气负氧离子含量比高楼商业区高而二氧化碳相对含量较少。

一个体重75kg的成年人，每天呼吸O₂量为0.75kg，排出CO₂0.9kg. 通常每公顷森林每天可消耗1000kgCO₂，放出730kgCO₂ 。根据1996年德国柏林中心大公园实验结果，综合满足呼吸平衡，每人若有10 m²的森林即使满足氧气的需求，而绿地面积则需要30～40m²。    这组数据说明一方面，森林的固碳释氧的能力比草坪要强，另一方面也说明不同植物的固碳释氧能力有较大的差异。

不同树种光合作用强度不同，并且差异较大(表5-2)。实验测定表明，气温18～20℃全光照条件，1g重的新鲜落叶松针叶在1小时内能吸收CO₂ 3.4mg，松树3.3mg，柳树8.0mg，椴树8.3mg。根据植物对CO₂的吸收规律，一般情况下一天中CO₂浓度最高的时间为日出前，而最低的浓度时间为日落前，因而从氧气含量的角度，下午才是最佳的散步时间。

表5-2 不同植物单位叶面积(m²)吸收CO₂放出O₂量                          

2 分泌杀菌素

生活在森林公园中，人们会感觉空气十分清新，且很少生病，主要原因是公园中的细菌数量较少，而城市中的细菌数量多(表5-3)。一般城镇闹市区空气里的细菌比公园绿地中多7倍以上，这是公园绿地植物能分泌多种杀菌素，从而达到杀灭细菌的缘故。

表5-3 不同立地类型空气中的含菌量                               

   很多植物能分泌具有强烈芳香的挥发物质，如丁香酚、桉油、松脂、肉桂油、柠檬油等，这些物质能杀死大量细菌，如松树、香樟、桉树、肉桂、柠檬、万寿菊等都含有芳香油。据研究1公顷圆柏林在24小时内，能分泌出30kg的杀菌素。这些物质从而种类和作用效果可以分为三类：一类是芳香类，如桉树，肉桂，柠檬等树木体内含有芳香油而具有杀菌力；第二类是广谱类植物，具有杀灭细菌，真菌，原生动物的效果，如侧柏，柏木，圆柏等；第三类是选择类植物，如稠李叶捣碎物5～30秒，最多3～5分钟可杀死苍蝇，柠檬桉林中蚊子较少，夜香树具有驱虫作用。园林中具有杀灭细菌、真菌和原生动物能力的主要树种：侧柏、柏木、圆柏、雪松、柳杉、盐肤木、大叶黄杨、胡桃、月桂、欧洲七叶树、合欢、金链花、女贞、日本女贞、刺槐、银白杨、垂柳、复羽叶栾树及一些蔷薇科植物。

在实际生活中，植物杀菌效果被人们接受，并应用于生活中。如植物园、草园或森林中生活的人们很少感病，很大的一个原因是植物能分泌杀菌素和杀虫素。这在20世纪30年代被科学家所证实的。人们对于树木有益于人的健康的认识在中国具有很悠久的历史。我国3000多年前人们就利用艾蒿沐浴熏香，以洁身去秽和防病。20世纪八十年代风靡一时的505神功元气袋、药枕、香包等都是利用花卉能放出一些具有香气的物质来达到杀菌、驱病、防虫、醒脑、保健等功能。我国皇家园林和寺庙园林中种植有大量的松柏树，这里的空气新鲜，在这种环境里能健康长寿。松树林中的空气对人类呼吸系统有很大的好处。欧洲曾有过报道，在感冒流行的季节，德国和瑞士有一些大工厂工人患病率极高，几乎全部病倒。但是在某些专门使用萜品油、萜品醇和萜品烯制成溶液的工厂里的工人们却非常健康，根本不发生流感。这是因为松树枝干上流出的松脂即松节油精含有多种碳氢化合物以及萜品油、萜品醇和萜品油烯。具有杀菌功能和防腐功能的“松树维生素”就存在于这些物质及其化合物之中，它可杀死寄生在呼吸系统里的能使肺部和支气管产生感染的各种微生物。工人不得病是因为这些工厂的空气中有松节油精散发的芳香物质，工人们无意的吸入了这些芳香类物质而没有生病。

     有一些花卉的挥发性物质对昆虫也有一定的影响，有很强的驱虫作用。如四川洪雅县瓦屋山国家森林公园度假村建立在柳杉林中，这里整个夏天都没有蚊虫，而其它地方蚊虫相当多。因为柳杉能释放出杀菌素，有强力的驱虫作用。

3 吸收有毒气体

由于工业的发展，人们合成了许多新的产品，在生产过程中，还产生了许多有毒有害气体(表5-4)，这些气体散发到大气中，直接影响人们的生活和健康。因而如何降低这些物质的含量而又能生产人们所需的各种物质是关注的焦点。其中一种有效的方法就是通过植物的新陈代谢来降低空气中各种有害物质的含量。

表5-4 城市大气中部分有毒气体污染物的浓度表                                   

(1)对二氧化硫的吸收

大气中的二氧化硫主要来源于燃料燃烧和化肥、硫酸等工业产生的废气。二氧化硫具有较强的氧化作用，长期接触二氧化硫气体，大部分金属都会生锈，同时影响人们的呼吸系统，并导致病变。植物的叶片在吸收 SO₂后在中片中形成亚硫酸和毒性极强的亚硫酸根离子，亚硫酸根离子能被植物本身氧化转变成为毒性小30倍的硫酸根离子，因此达到解毒作用而不受害或受害减轻。通过这种变化，可以将有毒的二氧化硫转变为无毒的物质。

当大气中的二氧化硫浓度达到0.2～0.3μg.g^-1并持续一定时间的情况，有些敏感植物可能受到危害，达到1μg.g^-1时有些树木出现受害症状，特别是针叶树则出现明显的受害症状。达到2~10μg.g^-1时，一般树木均发生急性受害。通过有关部门试验，认为抗性强的植物主要有侧柏、白皮松、云杉、香柏、臭椿、榆树等近80种草木对二氧化硫的抗性较强。抗性中等的植物主要有20余种，如华山松、北京杨、欧美杨、枫杨、桑等。抗性弱的植物有合欢、黄金树、五角枫等。

一般的松林每天可从1平方米的空气中吸收20mg的SO₂，每公顷柳杉林每年可吸收720kgSO₂；每公顷垂柳在生长季节每月能吸收10kgSO₂；忍冬在每小时每平方米吸收250～500mgSO₂；锦带花、山桃每平方米可吸收160～250mg的SO₂；连翘、丁香、山梅花、圆柏等每平方米能吸收100～160mgSO₂。

 (2)对氟及氟化氢的吸收

氟化氢主要来自化肥、冶金、电镀等工业产生的废气。氟化氢使植物受害的原因主要是积累性中毒，接触时间的长短是危害植物的重要因素。植物对氟化氢抗性强的植物主要有40余种，如白皮松、松柏、侧柏、银杏、构树、胡颓子等。

由于树叶、蔬菜、花草等植物都能吸收大量的氟，人食用了含氟量高的粮食、蔬菜就会引起中毒，牲畜食用了含氟量高的饲料，蚕吃了含氟量高的桑叶也会引起中毒。所以，在氟化氢污染比较严重的地区，不宜种植食用植物，而适于种植多种非食用的树木、花草等植物。

   一些观赏植物对氟有一定的吸收能力。如大叶黄杨、梧桐、女贞、榉树、垂柳等。氟化氢对人体的毒害作用比二氧化硫大20倍。昆明主要的行道树银桦吸收氟的量为630μg/g，乌桕能过420μg/g；蓝桉达到250μg/g；石榴达到225μg/g；桃花达到100μg/g。

(3)对氯气的吸收

氯是一种具有强烈臭味的黄绿色气体，主要来自化工厂、制药厂和农药厂。根据有关试验说明，氯气的浓度为2μg/g 作用6小时，朝鲜忍冬即有25％的叶面积受害，小叶女贞三天之后30％的叶面积受害，而侧柏、桧柏、大叶黄杨、鸢尾等均不受害。

国外有人用0.1μg/g 氯气作试验，能使抗性弱的植物如萝卜和一些十字花科植物受害。桃树用0.56μg/g 的氯气熏气3小时便受害，松树以1ppm熏气3小时，针叶就出现明显的受害症状。对氯抗性强的植物主要有桧柏、侧柏、白皮松、皂荚、刺槐、银杏等近30种；抗性中等的植物主要有华山松、垂柳、构树、白蜡树、泡桐、桑等；抗性弱的植物主要有油松、紫微、火炬树、雪柳、苹果等。

    植物对氯气有一定的吸收和积累能力。在氯气污染区生长的植物，叶中含氯量往往比非污染区高几倍到几十倍，每万平方米植物的吸氯量为：柽柳140kg、皂荚80kg、刺槐42kg、银桦35kg、兰桉32.5kg、华山松30kg、桂香柳26kg、构树20kg、垂柳9kg、旱柳和美青杨10kg、水蜡、卫矛、花曲柳、忍冬可达7.5至10kg。

(4)植物对其他有害气体的吸收情况

汞蒸气附近植物叶中的含汞量为：夹竹桃96μg/g、棕榈84μg、樱花、桑树均为60μg、大叶黄杨为52μg、美人蕉为19.2μg、广玉兰和月桂均为6.8μg，……，而所有清洁对照点的植物中都不含汞。国外报道烟草叶片吸汞量可高达0.47％，即使吸收了如此数量的汞，也只出现轻微症状，结果表明类烟草是净化汞蒸的极好植物，但吸汞后的烟草由于含汞量高不宜再供人吸用。有人曾测定铅烟环境下植物叶中的含铅量，每克干重叶中的含铅量为：大叶黄杨为42.6μg，女贞、榆树为36.1μg，石榴、构树为34.7μg，刺槐为35.6μg。以上这些植物达到上述含铅量后均未表现受害症状。试验还说明，大多数植物都能吸收臭氧，其中银杏、柳杉、樟树、青冈栎、夹竹桃、刺槐等10余种树木净化臭氧的作用较大。

4 阻滞尘埃

     尘埃包括粉尘和飘尘，是空气中的主要固体污染物，易引起呼吸类疾病或导致其它疾病，近几年的沙尘暴对环境的影响更大。

(1) 园林植物的滞尘机理

树木滞尘的方式有停着、附着和粘着三种。园林植物覆盖地表，可减少空气中粉尘的出现和移动，特别是一些结构复杂的植物群体对空气污染物的阻挡，使污染物不能大面积传播，有效地杜绝了二次扬尘。园林植物特别是木本植物繁茂的树冠，有降低风速作用，空气中携带的大颗粒灰尘随风速降低下沉到树木的叶片或地面，而产生滞尘效应。

叶片光滑的树木其吸尘方式多为停着；叶面粗糙、有绒毛的树木，其吸尘方式多为附着。叶或枝干分泌树脂、粘液等，其吸尘方式为粘着。园林植物叶片表面有的多绒毛，有的叶分泌黏性的油脂和汁液等，能吸附大量的降尘和飘尘。沾满灰尘的叶片经雨水冲刷，又可恢复吸滞灰尘的能力。园林植物叶片在光合作用和呼吸作用过程中，通过气孔、皮孔等吸收一部分包含重金属的粉尘。

(2)园林植物单位叶面积滞尘效果

园林植物的滞尘效益受到多种因素影响，既有本身内在因素，也有外界因素。外因方面，植物周围的环境状况、尘缘距离、车流量、风速、温度、湿度、降雨量及其频率等因素会对植物滞尘能力产生影响; 内因方面，植物的种类、高度、树冠大小、疏密度、配植方式、分泌物、叶片大小、叶面粗糙程度及结构等也对其滞尘能力有影响。园林植物种类繁多,生物学特性和生长习性的不尽相同，也决定了其所发挥的滞尘效应的多样性和差异性。

不同类型植物的滞尘能力研究中，因植物所处位置、环境差异及受研究者主观因素等影响，导致结论不同，甚至有较大差异。如郑少文等研究表明认为不同植物类型的滞尘能力有较大区别，单位面积落叶乔木的滞尘量要大于灌木。Souch 等在研究不同类型植物滞尘作用时提出: 高大的乔木可大大降低绿地及周围的风速，为有效截留并吸收空气中的粉尘提供有利条件。周晓炜等分析了不同类型植物的滞尘能力，认为植物类型不同其滞尘效果也不同，其顺序为: 针叶植物＞草本植物＞灌木＞藤本＞落叶乔木。韩敬等研究了临沂市滨河大道主要绿化植物滞尘能力，得出与周晓炜等相反的结论，认为不同类型绿化植物滞尘能力的顺序为: 乔木＞灌木＞草本。王蓉丽等分析了金华市常见园林植物综合滞尘能力，认为园林植物的综合滞尘能力为: 常绿乔木＞常绿灌木＞落叶灌木＞ 落叶乔木＞草坪植物; 杨瑞卿等认为不同类型树种的滞尘能力存在较大差异，其大小顺序为: 灌木＞常绿乔木＞ 落叶乔木。吴中能等测定了合肥 15 种常见绿化树种滞尘能力，认为阔叶乔木滞尘量能力顺序: 广玉兰＞女贞＞棕榈＞悬柃木＞香樟，这些差异主要是树种生物学特性和所处的环境引起的。姜红卫对苏州高速公路的绿化植物的滞尘能力进行了研究，认为乔木中滞尘能力最好的是广玉兰，灌木中滞尘能力最好的是夹竹桃。陈玮等认为不同的针叶树滞尘能力排序为沙松冷杉＞沙地云杉＞红皮云杉＞东北红豆杉＞白皮松＞华山松＞油松。宋丽华等测定了银川市西夏区 4 种针叶树种春季的滞尘能力，指出了其滞尘能力顺序为:侧柏＞白皮松＞桧柏＞云杉。

在乔、灌、草等植物滞尘能力的研究中，还没有得出统一的定论，但总体上认为常绿树种的滞尘能力要大于落叶树种的滞尘能力，故在城市绿化中可考虑适当增加常绿植物的比例; 在某一类型的植物滞尘能力研究中，植物滞尘效益与其树种也有很大的关系，植物不同滞尘能力不同。但不同树种滞尘能力不同(表5-5)，相差可达6倍之多。

表5-5 单位面积树木的滞尘量(g/m²)                

(3)群落的滞尘效益效果

园林植物不仅单株有滞尘效益，其群落组合将发挥更佳的滞尘能力。郑少文等指出绿地具有滞尘作用，绿地中总悬浮颗粒物( TSP)值显著低于非绿地，不同类型绿地的减尘率依次为:乔灌草复合型38%，灌草型31%，草坪7%，裸地2.6%，乔灌草型绿地的滞尘效应最大，灌草型绿地次之，草坪最小。Baker研究也表明，乔灌草型的绿地组合具有相对较好的滞尘作用，也是目前较为理想的绿地类型。

罗英等研究了淮安市的绿地的群落滞尘效应，认为植物群落对空气中的粉尘有显著的截留和吸滞作用，街道绿地群落的滞尘效应最显著，以雪松为上层乔木的群落配置方式滞尘效应大于其他配置。刘坚对扬州古运河风光带不同绿地植物配置模式的滞尘能力进行了研究，指出“香樟—罗汉松+垂丝海棠+瓜子黄杨”的群落结构滞尘效应较强，“槐树—海桐+瓜子黄杨”的群落模式的滞尘效应要优于“香椽—夹竹桃+云南黄馨”的群落配置模式。

(4) 园林植物滞尘能力的经济效益

园林植物不仅具有净化大气污染的生态效益，还能在一定程度上带来可观的经济效益，关于滞尘经济效益的研究主要集中在城市植被总体滞尘量的经济效益上。

邱媛等测定了惠州不同功能区 4 种主要绿化乔木的滞尘能力，用遥感影像技术估算植被的地面总生物量及叶总生物量，推算出惠州建成区植被的地面生物量为 3.2 ×10⁵t，叶面积总量为 808.4 km²，全年滞尘量达 4430.7 t。冯朝阳等通过测定常绿乔木、落叶阔叶乔木、灌木以及草地 4 种植物类型的平均滞尘能力，再与遥感方法估算的叶面积指数及植被统计数据结合，得出门头沟区自然植被的年滞尘量为3.947×10⁵t，滞尘效益价值为 6.710×10⁷元。吴耀兴等研究了广州市城市森林净化大气的功能价值，指出全市绿地平均滞尘率为 39.93%，城市森林的滞尘总量为 60760t/a，它的滞尘功能价值为191.03万元。

(二)  改变小环境 

1 改变温度

     俗语说：“大树低下好乘冷”。为什么在大树底下人会感觉比在阳光下凉爽？其原因有以下几方面：一是庭荫树能在夏季降低温度，树冠阻拦阳光而减少辐射热，给人带来舒适的感受；二是植物的树冠对大阳辐射有再分配的功能。太阳辐射是光和热的来源。投射到树冠上的太阳辐射有10～15%被树冠反射，36～80%被树冠吸收，透入林内的光照只有10～20%左右；三是植物的蒸腾需要吸收大量的热，每公顷生长旺盛的森林，每年要向空中蒸腾8000吨水，消耗40亿卡热量。所以植物具有很好的降温作用。

    当然，植物对改变环境温度的影响程度受多个因素的影响，由于树冠的大小不同，叶片的疏密度、质地等不同，所以不同树种的遮荫能力也是不同的。遮荫力愈强，降低辐射热的效果愈显著。据测定15种合肥城市庭荫树结果显示，夏天树荫下平均能降低温度4℃左右，而以银杏、刺槐、悬铃木等为好。

    在城市中，大量的树木花卉、草坪均能降低温度，改变小环境的气候。当树木成片成林栽植时，不仅能降低林内的温度，而且由于林内，林外的气温差而形成对流的微风，即林外的热空气上升而由林内的冷空气补充，这样就使降温作用影响到林外的周围环境。微风对降低人体皮肤温度，促使人体水分蒸发，而使人感到舒服。这也是现代城市中十分注重植物综合应用的原因。

2 改变水中成分

   一般情况下，从森林中流出的水十分清澈，水中所含的泥沙和各种矿质元素含量很低，而城市中的河流往往泥沙含量相当高，各种矿质元素特别是重金属元素的含量较高。其原因主要有几下几方面：

    水体的污染主要是因为水中污染物质的浓度超过了水体自身净化的功能。如果有其它的因子能吸收水中的各种污染物质，那么它们就是对水质能起到净化作用，显然植物通过根系的吸收作用能对水中杂质和重金属等污染物有一定的吸收，从而起到净化作用。

    根系与土壤构成了污水的综合处理系统。污水经过植物和土壤的层层过滤、吸附，然后转入深层土壤，经过植物和土壤后流出后成为良好的饮用水。因而在植被覆盖良好的区域中，小河中的水质十分清澈，各种污染物质的含量相当低，即使下的是酸雨也一样。同时根系分泌的杀菌素又可杀灭水中的细菌。污水通过30～40m宽的绿带后，单位体积水中所含细菌量减少50%。大肠杆菌的数量只有1/10。

城市自来水经过消毒处理后其综合溶解物质>1%；而森林植被流出的溪水溶解物质含量只有0.6%。

3 对环境的增湿作用

 树木的增湿作用与降温作用同时进行，主要与树木的蒸腾、覆盖和降低风速有关。由于树木的存在，一方面增加了大气中的水的含量；另一方面林冠覆盖阻滞了蒸腾水蒸气的及时散出，提高了瞬时小环境的空气湿度。据测定，1 ha 松林整个夏季可向空气中散出2130吨水，可使其周围200～300m的范围内气温下降3~ 4℃，使空气湿度增加15~20%。

4  改变光照

    阳光投射到植物上，一部分被吸收，一部分被反射，一部分被散射，还有一部分透过叶片。总的来说，植物对于光能的吸收效应是比较低的，只有太阳光总量的1～3%，其中吸收的大部分光波是红橙光和蓝紫光，因而测定叶片中叶绿素含量时，测定吸收值的测定波长也是红橙光和蓝紫光。植物叶片反射的部分大部分是绿光，因而植物叶片呈现为绿色。

     从光质(波长)来讲，林中和草坪上的光线具有大量的绿色波段的光，这种光线对眼睛保健有良好的作用。特别在夏季，由于大面积的草坪和树木花卉，能使人在视觉上避免强光的刺激，因而人们觉得观看草坪十分舒服，这也是人们喜爱植物，享受自然的原因之一。

5 减弱噪音和吸滞放射性物质

绿色植物还有减弱噪声的作用。试验表明，40m宽的林带可以减低噪声10～15dB；城市公园中成片林带可把噪声减少到26～43dB，使之对人接近无害的程度。比较好的减弱噪音的树种有：雪松、桧柏、龙柏、水杉、悬铃木、梧桐、垂柳、云杉、山核桃、柏木、臭椿、樟树、榕树、柳杉、栎树、桂花、女贞等。

我国南京地区的试验测定表明，用绿色植物减弱噪音的效果与防护林带的宽度、高度、位置、配置方式以及树种等有密切的关系：林带宽度在城市中以6～15m为宜，在郊区以15～30m为宜，如能建立多条窄林带则效果更好。林带中心的高度最好在10m以上。林带应靠近声源，而不要靠近受声区，一般林带边缘至声源的距离在6～15m之间效果最好。如快车道上的汽车噪音，在穿过12m宽的悬铃木冠到达其后面的三层楼窗户时，减弱3~5 dB；公路上20m宽的多层行道树可减少5~7 dB；30m宽的杂树林与距离的空旷地相比，可减弱噪音8~10 dB；4m 宽的枝叶浓密的绿篱墙可减少6 dB。林带以乔木、灌木和草地相结合，形成一个连续、密集的障碍带，效果会更好。

绿色植物也具有吸滞放射性物质的作用。试验表明，在有辐射性污染的厂矿周围，设置一定宽度的绿化林带，可明显地防止和减少放射性物质的危害；杜鹃花科的一种乔木在中子-伽玛混合辐射剂量超过15000拉德时，仍能正常生长，这说明绿色植物抗辐射的能力是很强的。

二 园林树木对环境的保护作用

园林树木保护环境的作用体现在以下几个方面：涵养水源、保持水土、防风固沙、监测大气污染和其它防护作用。

 1  涵养水源保持水土

由于缺乏植被的覆盖，使我国的水土流失面积已达150万km²，每年损失的土壤达50亿多吨。例如黄河为由于上、中游森林植被的破坏，造成每年流失土壤约达十六亿吨，其中大部分都是表层耕种的土壤，它们的流失一方面降低了水质，另一方面降低了土质，还增加了河流途中抗击洪水的难度和费用。据研究，森林在小流域中可拦蓄洪水量的41.20%～100%，可阻挡土壤流失的79%。

在有植被的地方，大气中的降水并不能全部达到地面，总有一部分被植物的枝叶等阻截。被阻截的降水附着在植物体的表面上，大部分被直接蒸发成为水蒸汽，因此植被特别是森林中的空气经常都是湿润的。植被对降水的阻截作用，导致降雨或降雪只能通过林冠的孔隙处落到地面、或从枝叶上、茎干上往下流到地面，大大削弱了降水对地面的溅击侵蚀。植被的枯枝落叶和地被层在地表构成了一层松软疏松的保护层，水分能迅速渗入土壤中并转化为地下水。同时，植物的基部以及地上根系(如板根等)能机械地阻挡水流和吸收水分，因此，群落中在地表流淌的水是很少的，土壤中蓄积着大量的水分，溪流的潺潺流水便是由森林供给的，既使是在大旱之年，也能细水长流，这就防止了江河的暴涨暴跌。另外植被中的植物以其强大的根系把土壤牢牢地固着在自己的周围，枯枝落叶层和地被层覆盖在土壤上，从而防止了土壤被雨水冲刷。植被中涵蓄的水分除了供给自身需要外，多余的水便源源不断地流入了江河湖泊。

据各地测定，在东北红松林树冠可截留降水量的30%～73%，在福建的杉木林中，杉木可截留70%～24%,陕西的油松林可截留37%～100%。这个百分数与降水量的大小有关，降水量愈大则截留率反而会降低。树种不同，其截留率也不同，一般枝叶稠密、叶面粗糙的树种，其截留率大，针叶树比阔叶树大，耐荫树种比喜光树种大，林冠的截留量约为降水总量的15%～40%。由于树冠的截流、地被植物的截流以及死地被的吸收和土壤的渗透作用。就减少和减缓了地表径流量和流速，因而起到了水土保持作用。

在涵养水源、保持水土方面以森林最为显著。一般森林地面径流仅达13%，草原地面径流可达28～32%，土壤坚实的空旷地面径流竟达50%。同时森林群落可以将春季融雪所造成的最大流量减少50%。

在园林绿地中，为了达到涵养水源保持水土的目的，应选植树冠厚大，郁闭度强，截留雨量能力强，耐荫性强而生长稳定和能形成富于吸水性落叶层的树种。根系深广也是选择的条件之一，因为根系广、侧根多，可加强固土和固定岩石的作用，根系深则有利于水分渗入土壤的下层。常用种类有：柳、槭树类、胡桃、枫杨、水杉、云杉、冷杉、圆柏等乔木，榛、夹竹桃、胡枝子、紫穗槐等灌木。在土石易于流失、塌陷的冲沟处，最宜选择根系发达，萌蘖性强、生长迅速而又不易生病虫害的树种，如乔木中的旱柳、山杨、青杨、侧柏、白檀等，灌木中的杞柳、沙棘、胡枝子、紫穗槐等，藤本中的紫藤、南蛇藤、葛藤、蛇葡萄等。

2 防风固沙

     树木还有降低风速和降低风中沙尘的作用。当风遇到树林时，在树林的迎风面和背风面均可降低风速，但以背风面降低的效果最为显著，所以在为了防风的目的而设置防风林带时，应将被防护区设在林带背面。防风林带的方向应与主风方向垂直。

一般种植防风林带多采用3种种植结构，即紧密不易透风的结构、疏透结构和通风结构。究竟以何种结构的防风效果最好呢？中国科学院林业土壤研究所于1973年进行了研究，结果如表5-6。

表5-6 不同结构林带的防风效果(平均风速(%))                       

表5-6表明，疏透结构和通风结构的防护距离要比紧密结构的为大，减弱风速的效率也较好。紧密结构的林带因形成不透风的墙，造成回流，所以防护范围反而小了。

根据风洞试验，当林带结构的疏透度在0.5时，其防护距离最大，可达林带高度的30倍，但在实际营造防护带时，其有效的水平防护距离多按林带高度的15～25倍来计算，一般则采用20倍的距离为标准。

为了防风固沙而种植防护林带时，在选择树种时应注意选择抗风力强、生长快且生长期长而寿命亦长的树种，最好是最能适应当地气候土壤条件的乡土树种，其树冠最好呈尖塔形或柱形而叶片较小的树种。在东北和华北的防风树常用杨、柳、榆、桑、白蜡、紫穗槐、桂香柳、柽柳等。在南方可用马尾松、黑松、圆柏、榉树、乌桕、柳、台湾相思、木麻黄、假槟榔、桄榔等。

3 其他防护作用

在地震较多地区的城市以及木结构建筑较多的居民区，为了防止火灾蔓延，可应用不易燃烧的树种作隔离带，既起到美化作用又有防火作用。对防火树种日本曾作过许多研究，常用的抗燃防火树有：苏铁、银杏、青冈栎、栲属、槲树、榕属、珊瑚树、棕榈、桃叶珊瑚、女贞、红楠、柃木、山茶、厚皮香、交让木、八角金盘等。总之以树干有厚木栓层和富含水分的树种较抗燃。

美国近年发现酸木树具有很强的抗放射性污染的能力，如种于污染源的周围，可减少放射性污染的危害。此外，用栎属树木种植成一定结构的林带，也有一定的阻隔放射性物质辐射的作用，可起到一定程度的过滤和吸收作用。俄罗斯经多年的研究表明，落叶阔叶树林所具有的净化放射性污染的能力与速度要比常绿针叶林大得多。

在多风雪地区可以用树林形成防雪林带以保护公路、铁路和居民区。在热带海洋地区可于浅海泥滩种植红树作防浪林。在沿海地区亦可种植防海潮风的林带以防盐风的侵袭。

 4 监测大气污染

利用对污染物敏感的植物来监测大气浓度。

  一般选用草本或萌芽力强的植物(粗放)。

 SO2： 地衣、波菜等。

 F： 唐菖莆、郁金香、大蒜、地黄、万年青等

HCl：波丝菊、凤仙花、四季秋海棠、一串红、竹

光化学气体(O3)：菠菜、莴苣、西红柿、兰花、秋海棠

Hg:女贞

NH3：向日葵

乙烯：棉花