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城市森林具有重要滞尘功能,但北方高纬度地区树木滞尘量、滞尘化学组分种间差异及城市森林滞尘功能提升潜力尚不明晰。本文在对哈尔滨城市森林树种组成、配置结构等信息实地调查的基础之上,以城市常见树种为研究对象,分别在非采暖期和采暖期,采集叶片表面和深入蜡层的颗粒物（Particulate matter,PM）,利用X射线衍射、X射线光电子能谱、傅里叶谱变换红外光谱和电感耦合等离子体发射光谱技术,并结合扫描电镜及植物解剖等技术手段,分析树种间滞尘量、滞尘组分差异以及树种滞尘能力与叶形态结构耦合关系,建立树木、叶片形态特征与滞尘功能的关系模型,设置不同森林树种场景,模拟分析树种配置结构调整对城市森林滞尘功能的提升潜力。研究结果表明:1)城市森林木本植物一共98种,隶属26科54属,树种组成简单,多集中于少数科、属中。蔷薇科（Rosaceae）、杨柳科（Salicaceae）和松科（Pinaceae）为优势科,包含18属41种,分别占城市森林总属数的33.3%和总种数的41.8%;杨属（Populus）、榆属（Ulmus）、槭属（Acer）为优势属,包含19种,占总种数的19.3%;单种属32个,占总种数的32.7%。经样方调查,哈尔滨城市森林常见树木51种,其中,高大乔木25种、小乔木14种、灌木12种,分别占城市森林配置总量的29.4%、9.2%和61.4%。按生活型划分,落叶树木41种、常绿树木10种,分别占配置总量的95.6%和4.4%。总体上,哈尔滨城市森林以杨柳科树木为优势种群,落叶树木占绝对优势、常绿树木配置较低,存在较大的优化及调整空间以更好的发挥城市森林滞尘功能。2)非采暖期（5月-10月上旬）,针、阔叶树种共同发挥滞尘功能。针叶树种滞尘量是阔叶树种的2.7-3.4倍。针叶树种PM中C、Fe元素含量是阔叶树种的1.1-1.2倍,官官能团V（C-O＆O-H及Si-O-Si伸缩振动带）含量是阔叶树的1.2-2.1倍,重金属Pb、Cu、Ni、Cd含量是阔叶树种的3.2-4.1倍,然而,阔叶树种PM中矿物元素N、O、Si、K、Ca的含量是针叶树种的1.3-5.9倍,官能团Ⅰ（O-H和N-H伸缩振动带）、Ⅱ（C-H伸缩振动带）、Ⅳ（COO-伸缩振动带＆C-H弯曲振动带）、VI（C-H弯曲振动带）含量是针叶树1.1-3.6倍。杜松（Juniperus rigida）清除空气颗粒物和重金属能力强（p＜0.05）,家榆（Ulmus pumila）（O、Si、Ca）、糖槭（Acer saccharum）（O、N）、野梨（pyrus ussuriensis）（N、Fe）、皂荚（Gleditsia japonica）（Ca、Fe）、水曲柳（Fraxinus mandshurica）（Na、K）等树种对特定矿物元素吸附能力较强。非采暖期叶表层滞尘量（s PM）稍高于蜡层滞尘量（w PM）,其中表层矿物晶体含量是蜡层的1.5-3.1倍（p＜0.05）,重金属含量是蜡层的0.7-2.0倍,官能团V、VI的含量是蜡层的1.3-1.5倍,然而,蜡层中官能团Ⅱ、III（C=O伸缩振动带）、Ⅳ的含量却是表层的1.5-2.4倍。叶形态对滞尘能力影响表现为:叶片大而厚实、气孔密而小、叶蜡较少,有利于叶表层对N、O、K的吸附;伴随着叶片小而厚实、叶蜡多、气孔大,有利于s PM、w PM、C元素及重金属吸附量的增加,但对官能团Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ的吸附能力可能会随之降低。3)采暖期（10月中旬-翌年4月下旬）,常绿针叶树木发挥主要滞尘功能。杜松滞尘量是黑皮油松（Pinus tabuliformis var.mukdeais）和红皮云杉（Picea koraiensis）的2.0-2.5倍,重金属（Pb、Cu、Ni、Cr、Cd）含量是黑皮油松和红皮云杉的1.7-2.2倍。其中,蜡层滞尘分配比例为23.1%-38.9%。比较常绿针叶树种采暖期与非采暖期滞尘差异,可知:采暖期总滞尘量是非采暖期的2.6-5.2倍,重金属Pb、Cu、Ni、Cd含量是非采暖期的1.2-12.6倍;采暖期和非采暖期叶蜡层均发挥着重要的滞尘功能,尤其是非采暖期蜡层滞尘分配比例高达53.6%-62.4%。树种叶片滞尘能力受多个形态因子共同影响,采暖期与非采暖期树种叶形态特征与滞尘能力耦合关系基本吻合,叶形态指标（叶片大小、含水量等）对叶滞尘能力解释效应最为显著。4)基于城市森林调查数据和树种滞尘量及组分数据,建立了树木形态特征与滞尘能力指标的数学模型,形成了以树种配置调整为基础的城市森林滞尘潜力模拟分析方法。模拟分析结果显示:非采暖期增加针叶树、减少阔叶树的配置调整,能够促进城市森林滞尘量（t PM、s PM、w PM）最大提升61.0%-82.2%,重金属吸附量（F1主成分）提升41.6%;进一步模拟增加刺柏属配比,减少云杉属和松属配比,可促使城市森林滞尘能力继续增加21.3%-78.4%,重金属的去除能力增加1.8倍。结构方程模型分析显示,树木大小相关形态特征与叶片滞尘能力对于城市森林滞尘能力提高具有同等重要性,未来需要关注垂直空间的绿化和大树的保护。综上所述,哈尔滨城市森林树木滞尘能力不仅表现在叶片表面滞尘,还可以深入蜡质层,且存在明显的种间滞尘总量差异,同时也需要关注滞尘组分（红外官能团和重金属）的差异。基于树种组成的乔木配置模拟研究显示,提高常绿针叶树种的配置比例,是增强城市森林滞尘能力的一个有效途径。杜松、红皮云杉、樟子松（Pinus sylvestris var.mongolica）、白扦（Picea meyeri）等乡土常绿树种是提升城市森林滞尘潜力较为理想的树种选择。本文研究结果为北方高纬度地区,城市森林的滞尘管理提升实践提供了数据支持。