基于ENVI-met的道路绿带规划设计对PM2.5消减作用的模拟研究

城市道路绿地是城市绿地系统重要的组成部分,道路绿带承担着城市道路重要的生态环境改善功能,道路绿带的断面布局是道路绿地规划设计的核心内容。首次将ENVI-met运用于城市道路断面绿带规划设计模拟中,定量研究城市道路绿带断面形式对PM2.5的消减作用,结果表明: 1）道路横断面绿化类型对PM2.5分布有显著影响。道路绿化导致机动车道PM2.5浓度增加,非机动车道及人行道PM2.5浓度减少;2）道路绿化能明显消减人行道PM2.5浓度。从PM2.5的消减面积来看,四板五带式>两板三带式>一板两带式>三板四带式;从PM2.5的消减程度来看,两板三带式>四板五带式> 一板两带式>三板四带式。3）两板三带式、四板五带式绿化消减效果最佳,人行道消减率最大提高了18%。研究证实了道路绿化确能改善非机动车道及人行道的颗粒物污染,为绿色基础设施消减PM2.5浓度提供了有力的支撑。     

不同群落结构风景游憩林生态保健效应——以北京西山国家森林公园为例

风景游憩林是城市森林的重要组成部分,具有减菌、降噪、滞尘、释氧及调节人体舒适度等生态保健效应,探索具有良好综合生态保健效应的景观模式对游憩林的建设和管理尤显重要。以北京西山国家森林公园乔-灌-草、乔-草和灌-草等9种不同群落结构风景游憩林为研究对象,通过野外监测和室内分析相结合等方法,研究了空气负离子浓度、PM_2.5浓度及消减率、噪音消减率、减菌率及人体舒适度的动态变化,分析了温度、湿度、风速等环境因子对生态保健效应的影响,运用综合指数法对生态保健效应进行定量评价。结果表明：（1）空气负离子浓度年变化范围为296.67-1090.00个/cm³,乔-灌-草结构年均最高,为（755.62±110.11）个/cm³,灌-草结构最低为（637.53±121.90）个/cm³;（2） PM_2.5浓度年变化范围为6.83-63.04 μg/m³,且夏季 < 秋季 < 春季 < 冬季,乔-灌-草结构对PM_2.5消减率最大（10.95%）,灌-草结构最低（1.17%）;（3）噪音消减率随着距离的增加均有一个最佳消减场,不同群落结构平均减噪率表现为乔-灌-草 > 乔-草 > 灌-草;（4）减菌率变化范围为11.65%-44.60%,且乔-灌-草 > 乔-草 > 灌-草;（5）乔-草结构人体舒适度最好,灌-草结构最弱;（6） PM_2.5浓度和温度呈负相关,与湿度和风速呈正相关,细菌数量与温度、湿度、风速均呈正相关,噪音与温度、风速呈正相关,与湿度呈负相关,空气负离子浓度与湿度和风速呈负相关;（7）生态保健效应综合指数范围为1.6565-9.1387,总体排序乔-灌-草>乔-草>灌-草。北京风景游憩林的建设,在群落结构上以乔-灌-草为宜,在树种选择上优先考虑油松、刺槐、侧柏等具有生态保健效应的乡土树种。     

寒地校园植物群落对大气细颗粒物浓度的消减作用

近年来随着我国城市的快速发展，空气污染作为城市生态环境破坏的首要问题日益严重。因此探究城市绿地中的植物群落是否能够消减大气细颗粒物浓度及其变化特征成为公众和学者广泛关注的焦点。选取位于寒地城市哈尔滨的东北林业大学作为研究对象，通过对校园PM_2.5浓度进行测定和校园植物群落进行调查，定量地分析不同植物群落对PM_2.5浓度的消减作用、PM_2.5浓度的时间变化规律、PM_2.5浓度与温度和空气相对湿度之间的关系。结果显示：（1）PM_2.5浓度日变化呈"双峰单谷"型，早晚偏高；季节变化是夏季PM_2.5浓度最低，秋季PM_2.5浓度最高。（2）不同结构的植物群落对大气细颗粒物的削减效果略有差异，乔灌草配置型绿地的PM_2.5消减率为30.30%，消减效果最佳；乔草和灌草的PM_2.5消减率分别为14.30%和7.77%，消减效果较差。（3）PM_2.5浓度与温度呈负相关关系，与空气相对湿度呈正相关关系。     

北京紫竹院公园绿地生态保健功能综合评价

为综合评价城市公园绿地的生态保健功能,指导城市绿地建设与城市居民绿色出行,选取北京市紫竹院公园内4种结构类型13种不同植物配置模式的绿地为研究对象,对其空气负离子浓度、人体舒适度(涉及温度、湿度、风速)、PM2.5浓度、噪音4种生态保健因子的单项及综合生态保健功能进行了定量评价。结果表明:在春夏两季,紫竹院公园所有绿地均能提高空气负离子浓度,负离子浓度日变化均呈早晚低中午高的单峰趋势,且日变化范围分别为75~750个·cm~(-3)、123~1074个·cm~(-3);秋冬两季绿地空气负离子浓度日变化范围较小,分别为324~527个·cm~(-3)、277~523个·cm~(-3);四季空气负离子浓度大小为夏季春季秋季冬季;各类型绿地在春夏两季均能降低空气中的PM2.5浓度,而在秋冬两季少数绿地的PM2.5浓度反而高于对照;绿地内PM2.5浓度日变化趋势均表现为早晚高中午低的趋势;各样地对PM2.5的消减能力季节排序为春季冬季夏季秋季,削减率范围为-2.35%~12.02%;公园各绿地类型在春夏两季均能提高人体舒适度,尤其在夏季作用比较明显,在秋冬两季反而降低了人体舒适度;人体舒适度季节排序为春季夏季秋季冬季;紫竹院公园各绿地类型在夏季均可减弱噪音,其噪音净衰减率范围为0%~5.57%,且均有减噪最佳宽度;以典型的夏季数据进行综合评价表明,紫竹院公园所选绿地结构类型中乔灌草结构的生态保健功能最好,灌草结构较好,乔草结构次之,草坪结构最差,而生态保健功能最优的园林植物配置模式则为圆柏+元宝枫—金银木+小叶黄杨+天目琼花+榆叶梅+锦熟黄杨—苔草。     

公园绿地不同景观空间PM2.5分布特征及其影响因素研究

研究选取城市公园中6个由不同景观要素构成的空间,通过监测不同空间内PM2.5浓度、空气温度、相对湿度及风速风向,分析不同空间景观要素组成与PM2.5浓度之间的关系,探讨不同空间气象因子变化与PM2.5浓度的相关性。研究结论如下,1）不同景观要素构成的空间中PM2.5浓度存在显著差异（P< 0.05）。2）PM2.5浓度与绿量（D）呈显著负相关（R=－0.966）, 当113.57 m2相似文献   

扬州古运河风光带不同绿地类型的降温增湿效应分析

采用LI-6400型便携式光合仪测定了扬州古运河风光带不同绿地类型气温及空气相对湿度的日变化。在夏季7：30至16：30,乔-草型和灌-草型绿地的气温均随时间推移而上升,最高值出现在12：00,但各时段的气温均低于对照点（园路）。绿地内的空气相对湿度随时间推移呈梯度下降的趋势,但绿地内的空气相对湿度明显高于对照点。研究结果表明,与对照点相比,2种绿地类型均具有明显的降温增湿效应,且乔-草型绿地的降温增湿效应优于灌-草型绿地。此外,乔-草型绿地的垂柳（Salix babylonica L．）林中,距林地中心越远,林地的降温增湿效应越弱。     

城市绿地空间形态对PM2.5的消减影响——以武汉市为例

缓解大气颗粒物污染、营造清洁健康的城市环境是中国绝大部分城市须解决的问题之一。城市绿地能有效缓解PM2.5,然而当前对绿地空间形态的研究不足,导致能在规划设计中直接应用的成果不多。基于武汉市9个城市绿地空间形态要素量化差异与实地测量的PM2.5浓度大小,探索二者深层的量化关系规律。结果显示：1）PM2.5消减量随绿地规模的增加呈增长趋势,当规模大于5~10 hm2消减量减缓;2）绿地面积、周长及形状指数与PM2.5的消减量显著正相关,分维指数与近圆形形状指数相关性不显著;3）PM2.5的消减效率随绿地规模的增加急剧下降,当绿地规模超过5~10 hm2,消减效率变化不明显。通过量化分析,揭示对PM2.5消减具有显著影响的城市绿地空间形态指标,提出适当的规模、不规则或复杂的绿地形态及分散式的布局等绿地优化策略。     

城市不同植被配置类型空气负离子效应评价

通过对南宁城区、城郊绿地及农田开发区进行负离子含量的测定,找出不同植被配置类型空气负离子效应的差别。结果表明,就空气负离子而言,城郊大规模绿地的空气质量〉农田开发区〉城区;植被配置的复层结构（乔灌草）〉简单植被配置结构（乔灌、乔草、灌草）〉单一配置结构（草坪、稀乔、稀灌草）。溪流和瀑布对增加负离子浓度的作用显著。随着海拔和郁闭度的增加,空气负离子含量有上升的趋势。空气负离子含量随季节有一定的波动。     

北京公园绿地夏季温湿效应

选取北京典型的城市园林绿地--元大都城垣遗址公园北段不同覆盖率的乔-灌-草、乔-草型复层结构的公园绿地作为研究对象,以草坪型绿地作为对照,从水平和立体空间两个角度进行测试,研究局部绿地的覆盖率、复层结构对环境的温湿效应.结果表明:在夏季高温时段,绿地的温度随覆盖率的增加而降低,当覆盖率达到或高于60%时,其绿地才具有明显的降温增湿效果;覆盖率较高的乔-灌-草复合型绿地给环境带来的温湿度的空间影响范围较大,乔-灌-草复合型绿地的降温增湿效应好于草坪.合理的绿化结构及植物配置能使城市园林绿地较好地发挥其夏季的降温增湿效应,有利于改善城市热环境、减缓城市热岛效应.     

基于ENVI-met的城市道路绿地植物配置对PM2.5的影响研究

随着城市化的快速发展,大气污染尤其细颗粒物(PM_(2.5))已成为制约城市环境的重要因素,相关研究表明,在众多的PM_(2.5)来源中道路交通是在其中的重要来源之一,而道路绿地植物群落能够消减来自道路的PM_(2.5)。运用场地观测和ENVI-met模拟相结合的方法探讨城市道路绿地植物群落对PM_(2.5)的影响,分析仅有乔木(i)、乔木+树篱(ii)、乔木+树篱+灌木(iii)3种模式下的植物群落配置对PM_(2.5)的影响,揭示绿地植物群落的长度、宽度、高度和LAI对PM_(2.5)的影响。结果表明:(1)场地观测中的道路绿地植物群落的3种配置模式对PM_(2.5)的消减率分别是iii(14.2%)ii(12.9%)i(9.2%)。(2)绿地中植物的种类、绿地宽度、绿地植物的叶面指数等要素对消减作用起正面作用,高度和长度起负面作用。(3)绿地的长度的一定量的减少可以在绿地后方形成一个宽度约为绿地长度80%的、随着与绿地的距离的增加而宽度递减的较绿地长度更长环境PM_(2.5)浓度更低的低谷区,但其他没有绿地的空间的PM_(2.5)浓度会加重。(4)绿地高度的增加会迫使PM_(2.5)向更高的空间运动。     

基于“风感”的紧凑型城市开放空间风环境实测和CFD模拟比对研究

城市开放空间的风场不仅影响微环境的"风感"舒适度还影响宏观尺度的城市气候。从景感生态学的角度出发,首先阐述"风感"的定义,总结了街道峡谷空间风场的基本规律和特点。运用Kestrel NK4500手持气象站对城市开放空间的风环境进行实测,采用CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟软件Fluent 14.0对不含绿地的同一空间进行风环境模拟,通过两者的数据比对来研究紧凑型城市开放空间内绿地对行人高度风场的实际干扰程度。结果发现,紧凑型城市开放空间的"风感"受建筑和绿地空间布局的共同影响。当建筑高于绿地时,风场受建筑的控制;当林带高于建筑时,林带对风环境的影响程度受其疏密度影响。疏密度较高的常绿林带对风向和风速影响很大,而疏密度较低的林带会影响风速,对风向影响不大。影响风速的主要因素是空间围合所形成的空气域,相比实体、多孔介质,空气域对风的阻力要小的多。如铺装、草坪上方的通风廊道是影响行人高度层通风、导风的关键因素。紧凑型空间内的绿地在行人高度应保持通畅以保证通风,并通过建立平面和竖向上的通风、导风廊道体系,促进空气循环。     

基于夏季小气候效应的杭州街道适应性设计策略研究

随着城市热岛效应日趋严重,小尺度公共空间的气候研究已成为风景园林学科的研究热点之一。选取杭州市文一西路和古墩路作为实测对象,于2017年8月对各测点空间的空气温度、相对空气湿度、太阳辐射强度、风速风向进行测定,分析小气候因子日变化趋势,并运用Rayman 1.2模型评价人体舒适度,针对性提出街道空间小气候适应性设计策略。研究表明,尽可能设定与城市主导风平行或接近的街道朝向,通过人为增建遮阴空间、调控街道界面小气候一致、采用植物或绿色建筑材料、增设道路中央景观界面,且当人行道及机非分隔绿带分别种植落叶、常绿乔木,设五条绿带,选用乔—灌—草复层结构,同时增设垂直绿化时,能够有效缓解夏季极端热感受,从而营建舒适健康的城市街道空间。     

街道峡谷绿化带设置对空气流场及污染分布的影响模拟研究

合理设置道路绿化带能够改变街道空气流场进而改善空气质量。利用风洞试验结合数值模型的方法测试了树冠形状和绿化带位置对街道峡谷的风场影响。在数值模型中,采用针对植物模型不同高度赋予不同叶面积密度(leaf area density,LAD)值的新方法近似模拟不同树冠形状的植物,通过输入污染源数据,得到风场及污染物浓度数据结果;与风洞试验结果进行对比,验证了其有效性;进而,利用数值模型分析了不同绿化带设置下街道峡谷内行人的污染暴露特征,结果表明绿化带位置及树冠形状影响街道峡谷中的涡流结构,形成复杂的细小湍流,从而影响街道峡谷中的风环境和污染物分布。阔叶树冠和位于街道峡谷中央的绿化带位置有利于降低行人污染暴露风险。未来研究中,通过增加风洞试验布点、考虑热力作用及气象因子的影响,或许可以提供更加详细的改善街道峡谷微环境的绿化带布局,为城市大气环境管理和绿地系统建设提供科学依据。     

城市机动车道颗粒污染物扩散对绿化隔离带空间结构的响应

通过设置绿化隔离带以减少道路污染物的扩散是目前采用的道路生态防控措施之一。如何减少道路污染对机动车道行人的影响等问题则少有关注。基于对城市非机动车道行人生态安全的考虑,采取现场模拟方法研究道路绿化隔离带对道路中心颗粒污染物向非机动车道扩散的影响。 试验地点选择太原市城区,具体方法是在机动车道和非机动车道之间设置遮阳网。通过增减遮阳网的层数调整模拟隔离带的宽度和疏透度,每50 cm间隔1层遮阳网。为了更接近实际的绿化隔离带和更利于调整疏透度,近机动车道一侧的遮阳网均匀捆扎新鲜的离体植物枝条。实验采用三因素、四水平正交设计方法,通过测定绿带两侧污染物含量的变化评价绿带对非机动车道的净化效应。结果表明,道路绿化隔离带对于减少道路颗粒污染物向非机动车道的扩散具有明显的作用。道路绿化隔离带的诸因子净化非机动车道环境的作用有明显的差异。其中疏透度和高度所起的作用较为显著。本试验中净化PM₁₀过程中三因子的重要性排序依次为高度、疏透度、宽度。净化TSP过程中的重要性依次为疏透度、高度、宽度。三因子净化非机动车道颗粒污染物的最佳水平分别是:疏透度20%,高度350 cm,宽度250 cm,对TSP和PM₁₀的净化百分率分别达到46.10%和42.94%。各因子不同水平的净化效应排序分别为:疏透度20%、30%、40%、10% ,高度350 cm、250 cm、150 cm、50 cm,宽度250 cm、350 cm、150 cm、50 cm。     

城市道路绿地对局地空气污染扩散的影响研究进展

城市道路绿地对局地污染物扩散的影响研究近年来比较活跃,获得了大量研究结果,但因缺乏总结梳理,尚难切实指导城市绿地建设实践。本文对道路及绿带类型进行归类,以实地监测和数值模拟两种常用方法为分类前提,对相关研究涉及的污染物浓度指标、植物特征因子及其他影响因子进行系统回顾,总结了道路绿地对局地污染扩散的影响规律,进而指出未来应在拓展研究对象、综合考虑多种生态过程、融合两种基本方法、提高数据的精度和丰富度等方面加强研究。     

Metals associated with airborne particulate matter in road dust and tree bark collected in a megacity (Buenos Aires,Argentina)

Multielemental profiles in bark suber of green ash trees and road dust collected in three representative areas of Buenos Aires, Argentina were assessed as potential air pollution indicators. Ten elements: Al, Ba, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Pb and Zn, were measured by inductively coupled plasma optical emissions spectrometry and their concentrations in the Buenos Aires road dust are reported for the first time. Measured concentrations and enrichment factors were used to characterize the environmental signatures of air pollution sources with impact in the studied areas. The analysis based on enrichment factors provided a common framework for the comparison of our results on tree bark and road dust with PM10 concentrations measured in previous studies. This unified analysis proved to be a valuable tool showing the consistency of our findings. The analysis based on either concentration profiles or enrichment factors showed that bark clearly differentiated sampling areas, resulting to be a better air pollution indicator than road dust. Road dust did not provide a clear differentiation between areas; this might be indicative of a certain degree of spatial mixture on street surfaces.     

城市道路绿化带"微峡谷效应"及其对非机动车道污染物浓度的影响

研究不同绿化带结构对非机动车道污染物浓度的影响,将为城市道路绿化带格局提供依据。利用遮荫网模拟10、20、30 m隔离的道路绿化带,并模拟了3种不同结构的绿化带,分别对各类道路微气候条件(风)及SO₂、NO_x、NH₃、总悬浮颗粒物(TSP)和可吸入颗粒物(PM10)等5种主要污染物浓度进行了观测。结果表明:风速小于2 m/s时,10 m和20 m间隔的道路绿化带会产生"微峡谷效应",使绿化带间隔内风速增加。10 m间隔的绿化带较其它两种绿化带对各种污染物的净化百分率更明显,且污染物净化百分率与风速大多正相关显著。12.5 m的模拟绿化带与10 m的间隔交替的绿化带可以更有效地降低非机动车道的污染物浓度,污染物净化百分率与风速也大多正相关显著。不同结构道路绿化带会影响道路微气候条件,从而影响非机动车道污染物浓度。城市道路绿带存在合理的绿带结构,可以通过设计更合理的城市道路绿带模式有效改善城市非机动车道空气质量。