广州城市公园不同绿地植物群落配置模式的抑菌功能分析
熊咏梅+冯毅敏
摘要：以广州市3个公园不同配置模式的植物群落为样地，测定分析其抑菌功能。结果表明：植物群落具有良好的抑菌作用；抑菌效果强度大小依次是乔灌草结构>乔草结构>草坪结构>灌草结构；植物群落的抑菌效果在不同时刻的表现也不尽相同，乔灌草、灌草和草坪的抑菌效果均在16：00点达到最好，灌草和草坪结构在8：00点最差。
关键词：城市公园绿地；植物配置模式；抑菌功能；广州
中图分类号：S718.8 文献标识码：A
文章编号：1671-2641（2016）05-0001-01
Abstract： An experiment was conducted to study the antibacterial function of plant communities under different collocation patterns in three urban parks in Guangzhou city as the testing objects. The results showed that the plant communities had good antibacterial action， which was decreased in order of T+S+H>T+H>L>S+H. The antibacterial actions at different times of the day varied with the different plant structures. The first three plant community structures got the best antibacterial effects at 16：00， i.e.， T+S+H， S+H， and L， and the latter two got the worst at 08：00.
Key words： Green spaces in urban parks； Plant communities； Antibacterial functions； Guangzhou
*基金項目：广州市科技支撑计划项目“十种园林绿化苗木标准化生产和风景林生态功能研究——广州市风景林生态功能研究（编号：2009Z1-E571）”。
城市是人口高度集中的地域空间，是物质流、能量流和信息流高度集中的生态系统，其环境压力巨大。城市绿地系统是城市生态系统唯一能自我净化的系统，是城市生态环境的建设者，具备美化环境和提升城市环境质量的功能[1]。近年来，城市绿地生态系统的生态功能尤其是对空气微生物的影响作用受到国内外研究者的普遍关注[2-4]。任启文等[5]的研究表明城市绿地具备明显减菌效应，潘剑彬等[6]，李晓储等[7]的研究表明不同植被覆盖类型的空气菌类在数量和时空分布上有显著差异。城市公园作为公众游览、观赏、休憩及锻炼身体的主要公共场所，其空气菌类种类和含量的高低直接关系到市民的生活质量和身体健康状况[6]，不同植物群落配置具有不同程度的抑菌效果[1]，探明城市公园绿地不同植物群落配置模式的抑菌效果，不仅可为构建城市生态保健型绿地的植物配置模式提供参考依据，还可指导市民科学地选择强身健体场地。本文研究广州市天河公园、雕塑公园和越秀公园的绿地植物群落抑菌功能，以期为公园绿地植物配置模式的科学筛选和布局等提供参考依据。
1 研究地和研究方法
1.1 研究地概况
广州市位于北纬22°26′～23°56′、东经112°57′～114°03′，东接惠州市博罗、龙门两县，西邻佛山市的三水、南海和顺德市，北靠清远市和佛冈县及韶关市的新丰县，南连东莞市和中山市。广州市属亚热带海洋季风气候，年均气温21.4℃～21.9℃。本研究选择了越秀公园、天河公园和雕塑公园，均为植被覆盖程度较高，植物种类和配置非常丰富的公园。其中，越秀公园占地64 hm2，绿地率达73%，被评为“广州市十佳旅游景点”；天河公园占地70.7 hm2，绿地率达95%；雕塑公园占地46 hm2，绿地率达80%。
1.2 研究方法
1.2.1 样地设置
对越秀公园、天河公园和雕塑公园进行全面踏查，并在每个公园选择了乔灌草、乔草、灌草、草坪等4种植物群落配置模式的样地，面积为600-1200 ㎡。在每块样地的中心位置设立3个采集点，并在远离绿地无植被的空旷水泥地另设1个非绿地观测点作为对照。每次采集的样品为4个重复。采集样地的植物概况如表1所示。
1.2.2 测定方法
空气含菌量的测定：在晴朗天气，用自然沉降法在15个样点同步采集。采样高度为距地面1.3 m。采样皿规格为90 mm×18 mm，内底面积为55.4 cm2。采样时，取牛肉膏培养基在空气中暴露时间15 min；采样后放入恒温培养箱中经37℃连续培养42 h后取出，统计各样皿内的菌落数。根据下列公式计算每立方米空气中的含菌量：
E=50 000N/A·T[8] （1）
式中E为单位体积空气中含菌数（cfu/m3 ），N为培养皿中的菌落平均数（个），A为培养皿的面积（cm2），T为打开培养皿盖的时间（min）[8]。每处理重复4次。
抑菌效果计算：抑菌率（%）=（对照值—测定值）/对照值×100%
抑菌日变化测定：每2 h测定1次，测定时间为8：00～16：00，分别在08：00，10：00，12：00，14：00，16：00进行5次。
测定数据用STATISTICA 10.0统计软件处理，数值为平均值±标准差。
2 结果与分析
2.1 不同公园绿地抑菌效果
天河公园、越秀公园和雕塑公园的绿地抑菌的整体效果如图1所示，天河公园绿地的抑菌效果最高，为35.1±11.5%，越秀公园的次之，为33.7±9.4%，雕塑公园的最低，为31.3±13.8%，3个公园绿地抑菌的整体效果无显著性差异（p>0.05）。
2.2 不同植物配置模式的抑菌效果
不同植物配置模式抑菌的整体效果如图2所示，乔灌草的抑菌效果最高，为46.7±5.4%；乔草的次之，为32.8±5.1%；草坪的较低，为30.2±9.1%；灌草的最低，为23.8±11.8%。4种植物配置模式的抑菌效果呈显著性差异（p<0.05）。其中，乔灌草和乔草结构的抑菌效果显著高于灌草结构（p<0.05），与草坪结构的差异性不显著（p>0.05）。
3个公园绿地的不同植物配置模式抑菌的整体效果如图3所示。越秀公园绿地草坪结构的抑菌效果最高，为35.8±4.4%；天河公园的次之，为25.3±5.9%；雕塑公园的最低，为14.1±2.8%。越秀公园绿地灌草结构的抑菌效果最高，为23.5±4.6%；天河公园的次之，为15.5±4.1%；雕塑公园的最低，为11.5±21.6%。天河公园绿地乔草结构的抑菌效果最高，为30.1±4.9%；雕塑公园的次之，为27.2±4.9%；越秀公园的最低，为22.7±4.0%。天河公园绿地乔灌草结构的抑菌效果最高，为47.1±6.5%；越秀公园的次之，为39.5±4.3%；雕塑公园的最低，为38.6±3.4%。
2.3 抑菌效果的日变化
公园绿地抑菌效果的日变化如图4所示，随着时间的推移，公园绿地抑菌效果逐渐增强。其中，8：00抑菌率为27.6±10.6%，10：00为32.7±10.5%，12：00为32.9±10.0%，14：00为34.9±11.6%，16：00为38.8±13.2%。8：00的抑菌率显著低于其他时间段（p<0.05）。
不同公园绿地抑菌效果的日变化如图5所示，随着时间的推移，公园绿地抑菌效果呈先增强，再减弱，后增强的变化趋势。8：00天河公园抑菌率为47.1±13.2%，越秀公园为39.5±8.6%，雕塑公园为38.6±12.5%；10：00天河公园抑菌率为52.3±12.3%，越秀公园为42.7±10.5%，雕塑公园为47.5±12.4%；12：00的天河公园抑菌率为43.8±9.1%，越秀公园为49.5±12.7%，雕塑公园为44.9±11.6%；14：00的天河公园抑菌率为51.8±12.2%，越秀公园为48.9±8.8%，雕塑公园为43.9±14.9%；16：00的天河公园抑菌率为60.9±14.2%，越秀公园为43.2±10.0%，雕塑公园为45.7±17.7%。
不同植物配置模式抑菌效果的日变化如图6所示，随着时间的推移，不同植物配置模式抑菌率的大小所呈现的规律不一致。其中，乔灌草结构的抑菌率在10：00降至最低，为43.8±3.0%，16：00达到最高，为60.9±9.6%；乔草结构的抑菌率在10：00降至最低，为29.0±4.6%，14：00达到最高，为39.8±7.3%；草坪结构的抑菌率在8：00降至最低，为25.3±10.8%，16：00达到最高，为38.9±12.2%；灌草结构的抑菌率在8：00降至最低，为15.5±6.1%，16：00达到最高，为27.1±23.2%。
3 结论与讨论
3.1 植物群落具有良好的抑菌功能
有些植物能分泌出杀灭空气微生物的挥发物，故植物群落作为植物的聚集体具有良好的抑菌功能。本研究表明，天河公园绿地的抑菌率平均值为35.1±11.5%，越秀公园为33.7±9.4%，雕塑公园为31.3±13.8%。可见，城市公园绿地植物群落可抑制1/3的空气微生物含量，效果显著。
3.2 植物群落配置模式与抑菌效果密切相关
不同植物群落配置模式的抑菌效果存在显著的差异。广州城市公园绿地不同植物群落结构的抑菌效果呈显著性差异（p<0.05），其中，乔灌草结构的抑菌率最高（46.7±5.4%），乔草次之（32.8±5.1%），草坪较低（30.2±9.1%），灌草最低（23.8±11.8%）。由此可见，具有乔木层的植物群落抑菌效果更好，其中，具有3层结构的（乔灌草）抑菌效果又比2层结构的（乔草）效果明显。
3.3 更科学地享用公园绿地的生态保健功能
公园绿地具有改善小气候、杀菌滞尘等多种功能，因此，城市公园是民众最为热衷的活动场所之一。公园绿地空气微生物含量直接关系到民众所享用的生态保健功能的效果，甚至直接关系到人体健康。从整体上看，随着时间的推移（8：00—16：00），广州公园绿地抑菌效果逐渐增强。然而，具体到每个公园、每种植物配置模式时，抑菌效果呈先增强，再减弱，后增强的变化趋势。基于此结论，最适宜民众前往公园的时间为10：00—16：00。
3.4 继续开展不同植物群落配置模式的抑菌效果研究
本研究还表明，不同的植物群落配置模式对于空气菌含量和种类的作用明显不同，因此今后还将继续开展不同植物种类、不同植物配置模式在不同时间、空间上抑菌功能，探索最佳植物和群落配置模式。
致谢
感谢以朱纯研究员为负责人的广州市科技支撑计划项目“十种园林绿化苗木标准化生产和风景林生态功能研究——广州市风景林生态功能研究”的项目组成员所提供的帮助。
参考文献：
[1] 罗英，何小弟，黄利斌，等. 城市公园绿地植物群落配置模式的抑菌功能[J].东北林业大学学报，2010，38（3）：73-75.
[2] Bertolini V， Gandolfi I， Ambrosini R， et al. Temporal variability and effect of environmental variables on airborne bacterial communities in an urban area of Northern Italy[J]. Applied microbiology and biotechnology， 2013， 97（14）： 6561-6570.
[3] Nicholas A B， Thissen J B， Fofanov V Y， et al. Metagenomic analysis of the airborne environment in urban spaces[J]. Microbial ecology， 2015， 69（2）： 346-355.
[4] Yassin M F， Almouqatea S. Assessment of airborne bacteria and fungi in an indoor and outdoor environment[J]. International Journal of Environmental Science & Technology， 2010， 7（3） 535-544.
[5] 任啟文，李洁，郄光发，等. 城市绿地空气微生物浓度时间变化特征及绿地减菌效应[J]. 林业实用技术，2013（5）：6-9.
[6] 潘剑彬，乔磊，董丽. 北京奥林匹克森林公园空气菌类浓度特征研究[J]. 中国园林，2010，26（12）：7-11.
[7] 李晓储，万志洲，徐海兵，等. 城市生态风景林——中山陵景区异龄复层景观林抑菌功能研究[J]. 江苏林业科技，2008，35（5）：1-7.
[8] 李伟华，陈章和.城镇绿地对空气质量的影响——以中山市小榄镇为例[J].应用与环境生物学报，2003，9（4）：362-366.
作者简介：
熊咏梅/1981年生/女/湖北鄂州人/硕士/高级工程师/从事城市绿地生态研究
摘要：以广州市3个公园不同配置模式的植物群落为样地，测定分析其抑菌功能。结果表明：植物群落具有良好的抑菌作用；抑菌效果强度大小依次是乔灌草结构>乔草结构>草坪结构>灌草结构；植物群落的抑菌效果在不同时刻的表现也不尽相同，乔灌草、灌草和草坪的抑菌效果均在16：00点达到最好，灌草和草坪结构在8：00点最差。
关键词：城市公园绿地；植物配置模式；抑菌功能；广州
中图分类号：S718.8 文献标识码：A
文章编号：1671-2641（2016）05-0001-01
Abstract： An experiment was conducted to study the antibacterial function of plant communities under different collocation patterns in three urban parks in Guangzhou city as the testing objects. The results showed that the plant communities had good antibacterial action， which was decreased in order of T+S+H>T+H>L>S+H. The antibacterial actions at different times of the day varied with the different plant structures. The first three plant community structures got the best antibacterial effects at 16：00， i.e.， T+S+H， S+H， and L， and the latter two got the worst at 08：00.
Key words： Green spaces in urban parks； Plant communities； Antibacterial functions； Guangzhou
*基金項目：广州市科技支撑计划项目“十种园林绿化苗木标准化生产和风景林生态功能研究——广州市风景林生态功能研究（编号：2009Z1-E571）”。
城市是人口高度集中的地域空间，是物质流、能量流和信息流高度集中的生态系统，其环境压力巨大。城市绿地系统是城市生态系统唯一能自我净化的系统，是城市生态环境的建设者，具备美化环境和提升城市环境质量的功能[1]。近年来，城市绿地生态系统的生态功能尤其是对空气微生物的影响作用受到国内外研究者的普遍关注[2-4]。任启文等[5]的研究表明城市绿地具备明显减菌效应，潘剑彬等[6]，李晓储等[7]的研究表明不同植被覆盖类型的空气菌类在数量和时空分布上有显著差异。城市公园作为公众游览、观赏、休憩及锻炼身体的主要公共场所，其空气菌类种类和含量的高低直接关系到市民的生活质量和身体健康状况[6]，不同植物群落配置具有不同程度的抑菌效果[1]，探明城市公园绿地不同植物群落配置模式的抑菌效果，不仅可为构建城市生态保健型绿地的植物配置模式提供参考依据，还可指导市民科学地选择强身健体场地。本文研究广州市天河公园、雕塑公园和越秀公园的绿地植物群落抑菌功能，以期为公园绿地植物配置模式的科学筛选和布局等提供参考依据。
1 研究地和研究方法
1.1 研究地概况
广州市位于北纬22°26′～23°56′、东经112°57′～114°03′，东接惠州市博罗、龙门两县，西邻佛山市的三水、南海和顺德市，北靠清远市和佛冈县及韶关市的新丰县，南连东莞市和中山市。广州市属亚热带海洋季风气候，年均气温21.4℃～21.9℃。本研究选择了越秀公园、天河公园和雕塑公园，均为植被覆盖程度较高，植物种类和配置非常丰富的公园。其中，越秀公园占地64 hm2，绿地率达73%，被评为“广州市十佳旅游景点”；天河公园占地70.7 hm2，绿地率达95%；雕塑公园占地46 hm2，绿地率达80%。
1.2 研究方法
1.2.1 样地设置
对越秀公园、天河公园和雕塑公园进行全面踏查，并在每个公园选择了乔灌草、乔草、灌草、草坪等4种植物群落配置模式的样地，面积为600-1200 ㎡。在每块样地的中心位置设立3个采集点，并在远离绿地无植被的空旷水泥地另设1个非绿地观测点作为对照。每次采集的样品为4个重复。采集样地的植物概况如表1所示。
1.2.2 测定方法
空气含菌量的测定：在晴朗天气，用自然沉降法在15个样点同步采集。采样高度为距地面1.3 m。采样皿规格为90 mm×18 mm，内底面积为55.4 cm2。采样时，取牛肉膏培养基在空气中暴露时间15 min；采样后放入恒温培养箱中经37℃连续培养42 h后取出，统计各样皿内的菌落数。根据下列公式计算每立方米空气中的含菌量：
E=50 000N/A·T[8] （1）
式中E为单位体积空气中含菌数（cfu/m3 ），N为培养皿中的菌落平均数（个），A为培养皿的面积（cm2），T为打开培养皿盖的时间（min）[8]。每处理重复4次。
抑菌效果计算：抑菌率（%）=（对照值—测定值）/对照值×100%
抑菌日变化测定：每2 h测定1次，测定时间为8：00～16：00，分别在08：00，10：00，12：00，14：00，16：00进行5次。
测定数据用STATISTICA 10.0统计软件处理，数值为平均值±标准差。
2 结果与分析
2.1 不同公园绿地抑菌效果
天河公园、越秀公园和雕塑公园的绿地抑菌的整体效果如图1所示，天河公园绿地的抑菌效果最高，为35.1±11.5%，越秀公园的次之，为33.7±9.4%，雕塑公园的最低，为31.3±13.8%，3个公园绿地抑菌的整体效果无显著性差异（p>0.05）。
2.2 不同植物配置模式的抑菌效果
不同植物配置模式抑菌的整体效果如图2所示，乔灌草的抑菌效果最高，为46.7±5.4%；乔草的次之，为32.8±5.1%；草坪的较低，为30.2±9.1%；灌草的最低，为23.8±11.8%。4种植物配置模式的抑菌效果呈显著性差异（p<0.05）。其中，乔灌草和乔草结构的抑菌效果显著高于灌草结构（p<0.05），与草坪结构的差异性不显著（p>0.05）。
3个公园绿地的不同植物配置模式抑菌的整体效果如图3所示。越秀公园绿地草坪结构的抑菌效果最高，为35.8±4.4%；天河公园的次之，为25.3±5.9%；雕塑公园的最低，为14.1±2.8%。越秀公园绿地灌草结构的抑菌效果最高，为23.5±4.6%；天河公园的次之，为15.5±4.1%；雕塑公园的最低，为11.5±21.6%。天河公园绿地乔草结构的抑菌效果最高，为30.1±4.9%；雕塑公园的次之，为27.2±4.9%；越秀公园的最低，为22.7±4.0%。天河公园绿地乔灌草结构的抑菌效果最高，为47.1±6.5%；越秀公园的次之，为39.5±4.3%；雕塑公园的最低，为38.6±3.4%。
2.3 抑菌效果的日变化
公园绿地抑菌效果的日变化如图4所示，随着时间的推移，公园绿地抑菌效果逐渐增强。其中，8：00抑菌率为27.6±10.6%，10：00为32.7±10.5%，12：00为32.9±10.0%，14：00为34.9±11.6%，16：00为38.8±13.2%。8：00的抑菌率显著低于其他时间段（p<0.05）。
不同公园绿地抑菌效果的日变化如图5所示，随着时间的推移，公园绿地抑菌效果呈先增强，再减弱，后增强的变化趋势。8：00天河公园抑菌率为47.1±13.2%，越秀公园为39.5±8.6%，雕塑公园为38.6±12.5%；10：00天河公园抑菌率为52.3±12.3%，越秀公园为42.7±10.5%，雕塑公园为47.5±12.4%；12：00的天河公园抑菌率为43.8±9.1%，越秀公园为49.5±12.7%，雕塑公园为44.9±11.6%；14：00的天河公园抑菌率为51.8±12.2%，越秀公园为48.9±8.8%，雕塑公园为43.9±14.9%；16：00的天河公园抑菌率为60.9±14.2%，越秀公园为43.2±10.0%，雕塑公园为45.7±17.7%。
不同植物配置模式抑菌效果的日变化如图6所示，随着时间的推移，不同植物配置模式抑菌率的大小所呈现的规律不一致。其中，乔灌草结构的抑菌率在10：00降至最低，为43.8±3.0%，16：00达到最高，为60.9±9.6%；乔草结构的抑菌率在10：00降至最低，为29.0±4.6%，14：00达到最高，为39.8±7.3%；草坪结构的抑菌率在8：00降至最低，为25.3±10.8%，16：00达到最高，为38.9±12.2%；灌草结构的抑菌率在8：00降至最低，为15.5±6.1%，16：00达到最高，为27.1±23.2%。
3 结论与讨论
3.1 植物群落具有良好的抑菌功能
有些植物能分泌出杀灭空气微生物的挥发物，故植物群落作为植物的聚集体具有良好的抑菌功能。本研究表明，天河公园绿地的抑菌率平均值为35.1±11.5%，越秀公园为33.7±9.4%，雕塑公园为31.3±13.8%。可见，城市公园绿地植物群落可抑制1/3的空气微生物含量，效果显著。
3.2 植物群落配置模式与抑菌效果密切相关
不同植物群落配置模式的抑菌效果存在显著的差异。广州城市公园绿地不同植物群落结构的抑菌效果呈显著性差异（p<0.05），其中，乔灌草结构的抑菌率最高（46.7±5.4%），乔草次之（32.8±5.1%），草坪较低（30.2±9.1%），灌草最低（23.8±11.8%）。由此可见，具有乔木层的植物群落抑菌效果更好，其中，具有3层结构的（乔灌草）抑菌效果又比2层结构的（乔草）效果明显。
3.3 更科学地享用公园绿地的生态保健功能
公园绿地具有改善小气候、杀菌滞尘等多种功能，因此，城市公园是民众最为热衷的活动场所之一。公园绿地空气微生物含量直接关系到民众所享用的生态保健功能的效果，甚至直接关系到人体健康。从整体上看，随着时间的推移（8：00—16：00），广州公园绿地抑菌效果逐渐增强。然而，具体到每个公园、每种植物配置模式时，抑菌效果呈先增强，再减弱，后增强的变化趋势。基于此结论，最适宜民众前往公园的时间为10：00—16：00。
3.4 继续开展不同植物群落配置模式的抑菌效果研究
本研究还表明，不同的植物群落配置模式对于空气菌含量和种类的作用明显不同，因此今后还将继续开展不同植物种类、不同植物配置模式在不同时间、空间上抑菌功能，探索最佳植物和群落配置模式。
致谢
感谢以朱纯研究员为负责人的广州市科技支撑计划项目“十种园林绿化苗木标准化生产和风景林生态功能研究——广州市风景林生态功能研究”的项目组成员所提供的帮助。
参考文献：
[1] 罗英，何小弟，黄利斌，等. 城市公园绿地植物群落配置模式的抑菌功能[J].东北林业大学学报，2010，38（3）：73-75.
[2] Bertolini V， Gandolfi I， Ambrosini R， et al. Temporal variability and effect of environmental variables on airborne bacterial communities in an urban area of Northern Italy[J]. Applied microbiology and biotechnology， 2013， 97（14）： 6561-6570.
[3] Nicholas A B， Thissen J B， Fofanov V Y， et al. Metagenomic analysis of the airborne environment in urban spaces[J]. Microbial ecology， 2015， 69（2）： 346-355.
[4] Yassin M F， Almouqatea S. Assessment of airborne bacteria and fungi in an indoor and outdoor environment[J]. International Journal of Environmental Science & Technology， 2010， 7（3） 535-544.
[5] 任啟文，李洁，郄光发，等. 城市绿地空气微生物浓度时间变化特征及绿地减菌效应[J]. 林业实用技术，2013（5）：6-9.
[6] 潘剑彬，乔磊，董丽. 北京奥林匹克森林公园空气菌类浓度特征研究[J]. 中国园林，2010，26（12）：7-11.
[7] 李晓储，万志洲，徐海兵，等. 城市生态风景林——中山陵景区异龄复层景观林抑菌功能研究[J]. 江苏林业科技，2008，35（5）：1-7.
[8] 李伟华，陈章和.城镇绿地对空气质量的影响——以中山市小榄镇为例[J].应用与环境生物学报，2003，9（4）：362-366.
作者简介：
熊咏梅/1981年生/女/湖北鄂州人/硕士/高级工程师/从事城市绿地生态研究
