本文關(guān)鍵詞：不同尺度下北京公園綠地顆粒物變化特征及影響因子研究

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【摘要】：為了探討城市公園綠地對(duì)大氣顆粒物污染的調(diào)控和改善作用,本研究基于城市公園、公園內(nèi)綠地斑塊、綠地斑塊內(nèi)植物群落、群落中植物個(gè)體4個(gè)不同尺度,開展多角度相結(jié)合的系統(tǒng)研究。分析了北京城市公園綠地阻滯顆粒物的影響機(jī)制,系統(tǒng)剖析了公園綠地內(nèi)大氣顆粒物的變化動(dòng)態(tài),構(gòu)建了植物個(gè)體滯塵能力綜合評(píng)價(jià)體系,量化了公園綠地阻滯顆粒的作用與生態(tài)環(huán)境因子及結(jié)構(gòu)因子的關(guān)系,優(yōu)化出幾種有效阻滯顆粒物的城市公園綠地模式,為城市綠地結(jié)構(gòu)規(guī)劃、建設(shè)提供了理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:(1)41種植物滯塵能力差異明顯。植物單葉滯塵量最高的是黃櫨,達(dá)1.071mg·leaf-1;單位葉面積滯塵量最高的喬木是側(cè)柏,達(dá)0.339g·m-2,最高的灌木是大葉黃楊,達(dá)0.373g·m-2,最高的地被是艾蒿,達(dá)0.101g·m-2,最高的竹類是早園竹,達(dá)0.141g·m-2;單株滯塵量最高的喬木是側(cè)柏、最高的灌木是大葉黃楊、最高的地被是蛇莓,最高的竹類是早園竹。側(cè)柏、黃櫨、大葉黃楊、沙地柏、蛇莓、早園竹等11種植物綜合滯塵能力強(qiáng),白蠟、雪松、珍珠梅、繡線菊、二月蘭、箬竹等14種植物綜合滯塵能力良好,國(guó)槐、白皮松、棣棠、紫薇、苔草等10種植物綜合滯塵能力一般,垂柳、紫葉小檗、狗尾草等6種植物綜合滯塵能力較弱。油松、黃櫨、側(cè)柏等植物葉片表面突起多易滯留顆粒物,毛白楊、女貞等葉片表面較平滑不易滯留顆粒物。(2)不同種類植物個(gè)體滯塵的時(shí)空變化特征差異明顯。喬木滯塵8-10d達(dá)到飽和,灌木滯塵6-8d達(dá)到飽和,地被滯塵2-4d達(dá)到飽和,竹類滯塵周期內(nèi)滯塵量持續(xù)增加。喬木、灌木、地被的單位葉面積滯塵量呈現(xiàn)“W”型日變化特征,竹類呈現(xiàn)出“V”型日變化特征。喬木內(nèi)部葉片滯塵量小于外部、中部葉片,闊葉植物底部葉片滯塵量高于中部、頂部葉片,針葉植物中部葉片滯塵量高于頂部、底部葉片。(3)7種植物群落對(duì)TSP等4種粒徑顆粒的阻滯作用差異顯著。夏季和秋季要好于冬季和春季,針葉林群落對(duì)于TSP、PM10、PM2.5的阻滯能力最強(qiáng),闊葉純林群落對(duì)PM1.0的阻滯能力最強(qiáng),草坪群落對(duì)4種粒徑大氣顆粒物的阻滯作用較差。植物群落、綠地斑塊、城市公園3個(gè)尺度顆粒物濃度變化規(guī)律均呈現(xiàn)冬季、春季高,夏季、秋季低的規(guī)律。(4)植物群落結(jié)構(gòu)因子與群落阻滯大氣顆粒物的能力存在線性相關(guān)關(guān)系。群落平均葉傾角越大阻滯能力越差,郁閉度、平均喬木高度、平均胸徑等均與其阻滯能力存在一定相關(guān)關(guān)系。喬灌草的植物群落配置模式更有利于凈化顆粒物,闊葉純林、闊葉混交林群落郁閉度在80%左右,種植密度在0.08-0.12株/m2時(shí),針葉混交林、針葉純林群落種植密度在0.13-0.15株/m2,郁閉度在85%左右時(shí),表現(xiàn)出較好的阻滯作用。(5)綠地斑塊內(nèi)距邊界不同距離、周邊不同下墊面類型、斑塊結(jié)構(gòu)因子變化是影響其阻滯作用的主要因素。綠地斑塊景觀形狀指數(shù)、周長(zhǎng)面積比、植物覆蓋率、郁閉度等結(jié)構(gòu)因子的變化,與斑塊阻滯顆粒物的能力有明顯相關(guān)性。斑塊周圍下墊內(nèi)觀賞林所占比例的影響范圍為75m,水系、草坪所占比例的影響范圍為30m,園路、廣場(chǎng)所占比例的影響范圍為60m。喬灌草結(jié)構(gòu)的常綠針葉、針葉闊葉混交、闊葉混交3種綠地斑塊類型與灌草結(jié)構(gòu)的常綠闊葉混交類型綠地斑塊,最佳綜合阻滯顆粒物的距離分別是165m、135-165m、165-210m、135m;草坪型綠地斑塊最佳距離為105-165m。(6)不同城市公園綠地顆粒物濃度變化呈現(xiàn)出一定梯度變化,公園綠地結(jié)構(gòu)因子與其阻滯作用存在一定相關(guān)性。城市公園外TSP和PM10呈現(xiàn)出“城區(qū)—郊外”濃度逐漸降低的變化趨勢(shì),冬季、春季時(shí)PM2.5和PM1.0濃度變化呈現(xiàn)出“城區(qū)—郊外”逐漸增加的趨勢(shì)。冬季、春季,天壇公園對(duì)TSP等4種粒徑顆粒物的阻滯率均為最高,夏季、秋季,對(duì)于TSP和PM10的阻滯率最高的是天壇公園,對(duì)PM2.5、PM1.0的阻滯率最高的是香山公園。公園面積與公園阻滯顆粒物的能力呈顯著正相關(guān),斑塊數(shù)量與公園阻滯顆粒物的能力呈顯著負(fù)相關(guān),植被覆蓋率僅與阻滯PM2.5呈顯著正相關(guān)。(7)城市公園綠地顆粒物濃度變化與環(huán)境因子間存在顯著相關(guān)性。春季、冬季,TSP、PM10與相對(duì)濕度呈顯著正相關(guān),與風(fēng)速呈顯著負(fù)相關(guān);PM2.5、PM1.0與相對(duì)濕度呈顯著正相關(guān),與溫度呈顯著負(fù)相關(guān)。夏季、秋季,4種粒徑顆粒物均與負(fù)離子濃度呈顯著負(fù)相關(guān),與相對(duì)濕度呈顯著正相關(guān)性,與溫度呈顯著負(fù)相關(guān)性;TSP、PM10與風(fēng)速顯著正相關(guān)。(8)結(jié)合景觀、游憩、生態(tài)等功能效益,建議構(gòu)建阻滯大氣顆粒物兼游憩型、阻滯大氣顆粒物兼觀賞型2類優(yōu)化結(jié)構(gòu),建議構(gòu)建疏林植物型、植物圍合型、闊混交型、常綠片林型4種優(yōu)化的植物配置模式。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X513;S731

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本文編號(hào)：1277085