随着城市化的持续推进和人居生活水平的提高，城市空气质量影响着居民的生活满意度。根据《2023年中国生态环境状况公报》数据显示，全国136个地级及以上城市环境空气质量超标，其中105个城市细颗粒物（PM2.5）超标。交通排放产生的颗粒物是城市大气颗粒物污染的主要来源之一[1]。Maher等[2]研究发现，道路污染产生的污染物扩散范围主要在0～0.3 m和1.5～2.0 m两个区间，其对街道两侧行人及临街市民的健康产生了一定威胁。陈小平等[3]探讨了街谷绿化调控颗粒物扩散的研究方法和机制，分析了街谷绿化对颗粒物扩散的影响效果及相关影响因素。因此，探究街道颗粒物扩散的途径对改善空气质量具有重要意义。
行道树是指成行栽植在公路或道路两旁的树木，是城市绿地系统的主要组成部分，在城市道路景观建设和园林绿化中具有重要作用。作为城市街道绿化的主要形式，行道树具有美化环境、降温增湿、吸滞粉尘等多种功能，是城市建设和景观营造中不可或缺的组成部分[4]。然而，近年来部分研究结果显示，行道树对颗粒物的扩散影响具有两面性，其可以通过叶片有效吸滞颗粒物，但某些情况下行道树种植会造成空气流速降低，局部颗粒物浓度升高，从而导致局部空气质量恶化[5-7]。例如，行道树树冠和叶面积密度（LAD）过大会降低街道空气交换速率，导致通风效应减弱、颗粒物浓度升高；行道树株距过小会降低冠层内部的透风率，从而使颗粒物浓度升高。因此，为有效改善街道空气质量问题，本文综述了街道颗粒物扩散的研究方法，行道树种植对街道颗粒物扩散的调控机制，并在此基础上系统梳理了行道树参数对街道颗粒物扩散的影响，为人居环境改善提供参考。
1 街道颗粒物扩散的研究方法
行道树主要通过滞尘和影响颗粒扩散来改善空气质量，前者主要包括洗脱称重法、电子显微镜等方法，后者主要包括现场实测法、风洞试验法与数值模拟法，各类方法的概念、优势及局限性如下。
1.1 现场实测法
现场实测法是通过在现实街道内布设固定或移动监测点，利用各类型的监测仪器对目标街道进行实地调查，通过数据统计分析得到街道颗粒物扩散的客观规律[8]。该方法是常见的研究街道颗粒物扩散的方法之一，其核心优势在于能获取真实环境下的颗粒物扩散数据，结果可信度高，且可通过风洞试验、数值模拟等手段对实测结果进行交叉验证，进一步提升数据可靠性。该方法存在一定的局限性，一是需要大量的人力、物力、财力，观测周期较长，时间成本较高；二是受实际条件限制，布点数量通常较少，难以实现空间全覆盖，街道环境中的风况、温湿度及污染源强度等背景条件持续变化，易对观测结果产生干扰，导致难以精准量化颗粒物扩散程度。因此，实测法在当前街道颗粒物扩散研究中的应用相对较少。
1.2 风洞试验法
风洞试验是基于相似准则，将街道制作成缩尺比例的物理模型，模拟街道内颗粒物扩散的情况，其结果可为数值模拟提供校核[3]。风洞试验的优势在于能够排除街道建筑环境、气象条件和污染物排放强度的影响，整个研究过程易于控制。然而，试验环境为人工模拟场景，难以完全复现实际街道中多种因素共同作用的真实环境，导致测定结果与实际情况存在一定偏差，匹配度较低；物理模型的设计、制作需耗费大量人力与时间，且研究聚焦于微尺度区域；风洞设备的运行与维护成本高，费用昂贵，限制了其在较大场景模拟研究中的应用。
1.3 数值模拟法
现阶段的数值模拟研究方法主要是基于计算流体动力学模型的数值模拟计算得到流体的流场分布，进而得到数值模拟下污染物的空间分布情况，常用的软件包括流体仿真软件Ansys Fluent和三维微气候模拟软件ENVI-met等。数值模拟的模型建构方法可严格控制天气、交通、街道、建筑等因素，还可模拟流体运动轨迹。因此，其既能量化各因素对污染物扩散的影响，又能得到连续变化的动态流场模拟结果。与现场实测和风洞试验相比，该方法经济高效，样点数据更全面，已成为相关研究的主要研究方法。但该方法也存在植物简化模型精度不够、较难重现与现实情况完全相同的场景等不足[3]。
2 行道树种植对街道颗粒物扩散的调控机制
2.1 空气动力学
行道树种植会影响颗粒物的扩散和沉降，从而影响街道的空气质量[3]。行道树树冠通过改变周围气体流场作用于含颗粒物气流的扩散过程，当携带颗粒物的气流经过树冠区域时，树冠的阻挡会直接干扰气流运动轨迹，减缓气流速度，从而影响颗粒物的扩散路径与范围。这种影响的程度与植物冠层的形状、高度及枝叶密度密切相关，树冠结构复杂且叶片小的植物沉降速率相对较高。
2.2 叶片吸滞
植物叶片可通过滞留、附着和黏附3种方式吸滞颗粒物[3]。行道树叶片吸滞颗粒物的能力与植物种类有关，主要由叶片的形态结构、表面特性及生理特征参数共同决定，尤其是叶片形状、大小、粗糙度、接触角、润湿度、气孔大小及密度、绒毛长度及密度等特征参数。此外，植物叶片的颗粒物吸滞量与周围环境颗粒物浓度有关，植物离颗粒物排放源越近，吸滞量越高。
3 影响街道颗粒物扩散的行道树参数
行道树参数主要包括种类、树高、树冠形状及密度等，影响街道颗粒物扩散的行道树参数具体如下。
3.1 行道树种类
3.2 树高
树高是行道树的主要参数之一，其与冠幅、枝下高等存在一定的关系[13]。树冠高度会影响街道的通风能力，进而影响颗粒物的扩散能力，但树高与颗粒物的垂直扩散效果并非线性关系；其冠幅越大，街道开阔度越小，可能会影响街道空气质量。裴婷婷等[14]系统分析了行道树种植对街谷PM2.5浓度的作用效应，结果表明，行道树种植会导致街谷PM2.5浓度显著上升，其中斜交风向下街道背风侧的浓度增幅尤为明显，与无植物场景相比，该区域PM2.5平均浓度提升了233%；随着行道树树高的增加，街谷两侧PM2.5平均浓度呈逐步上升的趋势；斜交风向下，迎风侧8 m以上高度的树木对空间PM2.5浓度影响较小。He等[15]研究发现，种植10 m高的行道树有利于街道颗粒物的垂直扩散。任思佳[16]研究发现，斜交风向下，当枝下高从5 m增加到6 m时，背风侧及两侧颗粒物平均浓度降幅最大。此外，树高与街道两侧建筑的相对高度也对颗粒物扩散有显著影响，当树梢高于两侧建筑顶部时，枝下高会影响街谷颗粒物浓度。徐伟嘉等[17]研究发现，随着树冠位置的升高，街谷内漩涡中心逐步上移并偏向迎风侧，影响整体风速，进而导致污染物浓度呈逐步升高趋势。
3.3 树冠形状及密度
3.4 种植方式
4 结论与展望
本文分析了街道颗粒物扩散的研究方法，行道树种植对街道颗粒物扩散的调控机制，以及行道树参数对街道颗粒物扩散的影响。街道颗粒物扩散的研究方法主要包括现场实测法、风洞试验法与数值模拟法，各方法优势、局限性有所不同，数值模拟法是当前研究的主要途径。行道树种植主要通过空气动力学和叶片吸滞对街道颗粒物扩散进行调控。影响街道颗粒物扩散的行道树参数主要包括行道树种类、树高、树冠形状及密度、种植方式。
未来将从以下三个方面深入行道树种植对街道颗粒物扩散的影响研究。（1）多参数耦合研究。本研究仅从行道树的特征参数切入，分析了各参数对街道颗粒物浓度的影响，尚未考虑街道布局、气象因子、污染程度等指标。未来研究需综合多个因子对特定环境的影响，尤其是街道布局与绿化模式对颗粒物扩散的耦合效果。（2）多功能权衡研究。当前，部分研究仅考虑行道树种植对气流及颗粒物扩散的影响，暂未考虑行道树降温增湿、遮阴、美化环境等方面的功能。（3）AI赋能。利用AI等技术寻找行道树种植的最优模式，并基于此探索改善街道空气质量或多功能的街道绿化模式。