城市工业区园林绿地滞尘效应的研究--以武汉钢铁公司厂区绿地为例

在测定武钢工业区园林植物滞尘能力的基础上,结合绿地实地调查和武钢工业区园林绿地GIS,比较分析了园林绿地不同植物种类和层片类型的滞尘能力,并定量研究了武钢厂区园林绿地的滞尘效应.结果表明,不同园林植物的滞尘能力有较大差异,这主要与不同植物的叶表面特性、树冠结构、枝叶密集程度等差异有关.不同层片类型滞尘能力依次为落叶阔叶灌木＞常绿阔叶灌木＞绿篱＞常绿阔叶乔木＞落叶阔叶乔木＞针叶乔木＞草本.武钢厂区园林绿地的日滞尘量是9.51 t,年总滞尘量为3 089.98 t.其中常绿阔叶乔木层片年滞尘量最大,达991.68 t,落叶阔叶灌木层片最小,只有0.0181 t.由于园林绿地的滞尘量取决于所构成植物的滞尘能力及其叶面积绿量,因此,选择滞尘能力强的植物,并以乔灌草不同生活型植物进行合理配置,是提高园林绿地滞尘效应的有效途径.     

武钢厂区绿地景观类型空间结构及滞尘效应

应用景观生态学原理和对比分析方法分别对武钢厂区绿地景观类型的空间结构及滞尘效应进行了研究。结果表明,武钢厂区绿地斑块数目多,破碎化指数高,体现了工业区见缝插绿的绿化特点,以道路绿带为骨架,成片防护林和观赏绿地为中心,将各分厂绿地连接成四大绿化区域的武钢厂区绿地系统已初步形成,其滞尘效应主要表现为对交流污染物及二次飞扬的阻滞作用,以乔木为主的防护林斑块平均面积大,滞尘效果好,滞尘率达38.9%-46.1%,但优势度不高,专类园和观赏草坪斑块植物种类丰富,景观效果好,但滞尘效果较差,道路绿带优势度和破碎化指数最高,构成了厂区绿色廊道网络,并在阻滞交通污染中起着重要作用,其中多行复层绿带的滞尘率（46.2%-60.8%)比单行乔木绿带的滞尘率（14.8%-39.2%)高,但道路绿带仍不完整,多行复层绿带的比例不高。     

武汉钢铁公司厂区绿地绿量的定量研究

针对城市绿地结构复杂、破碎化程度高的特点,在武汉钢铁公司厂区园林绿地层片结构及其盖度调查的基础上,借助GIS对其绿量进行了定量研究.结果表明,不同生活型植物的单叶面积和叶面积指数差异较大,植物种的叶面积指数大小不仅取决于单叶面积,而且取决于树冠的冠形和枝叶的密集程度.该厂区园林绿地的平均叶面积指数为7.75,总绿量为1 694.2 hm².其中,乔-灌-草型和乔 灌型绿地的面积和绿量分别占厂区总绿地面积和总绿量的79.7%和92.3%,反映了该厂区绿化以乔木为主,乔-灌-草型和乔-灌型绿地类型占绝对优势.结构单一的纯草坪型绿地在厂区应用较少,但草本层片的绿量占总绿量的22.9%.园林绿地的绿量取决于绿地面积、绿地的层片结构、不同层片植物的叶面积指数及其盖度.城市园林绿地应在扩大绿地面积的基础上,尽量选择叶面积指数较高的树种,完善层次结构,以增加总体绿量.以层片作为基础定量单元,在各层片代表种叶面积指数测定的基础上,通过绿地群落类型的层片结构及其盖度调查,并借助遥感影像和GIS提取各类群落的面积,可较为准确地定量城市园林绿地的绿量.     

北京城市绿地的蒸腾降温功能及其经济价值评估

尽管已有大量研究证实,城市绿地具有明显降温作用,但是从生态经济学角度定量评估城市绿地降温功能及其价值的研究不多.以夏季高温热害显著的北京建成区为研究区,在前人多项绿地降温功能实测结果基础上,利用第七次园林绿地资源调查数据,定量评估了城市绿地夏季蒸腾降温的功能及其价值.结果表明:北京建成区6.1万hm2绿地每年夏季蒸腾吸热可达4.61×1015 J,平均每公顷绿地每天吸热8.4×108 J,相当于10台1000瓦空调的降温作用.参照居民用电价格,建成区绿地夏季降温价值为6.4亿元,单位绿地降温价值约1.05元/m2.此外,不同绿地类型和区县绿地的降温功能差异较大,主要受绿地面积和组成结构的影响.     

绿地滞尘效应和机理评估进展

绿地滞尘是指大气颗粒物在植物表面的干沉降过程,植物个体特征、绿地结构及环境因素均会对绿地滞尘效应产生影响,模型模拟、实地监测和风洞试验是评估绿地滞尘效应的3种主要方法。现有研究基本上是采用上述方法,从绿地滞尘量或绿地对大气质量的改善作用两方面对城市绿地滞尘效应进行评估,然而评估方法相对单一,影响因素纷繁复杂,评估结果难有定论。为了避免评估方法的滥用和误用,加深对机理的理解,使绿地滞尘研究更好的服务于城市绿地建设,对绿地滞尘效应评估的研究状况进行梳理至关重要。通过仔细分析相关研究的原理及方法发现,绿地滞尘研究多集中在较大尺度上对绿地滞尘量的评估,研究方法虽然一直在更新,且不同方法相互结合已成为趋势,但仍然缺乏大的革新,难以取得较大突破;未来,应加强中小尺度绿地滞尘的研究,深入探讨绿地滞尘机理,在研究方法上寻求创新与突破。     

惠州城市植被的滞尘效应

城市植被对城市环境质量的改善发挥了巨大作用.研究了广东省惠州市不同功能区4种主要绿化乔木(大叶榕、小叶榕、高山榕、紫荆)的滞尘能力,比较了不同功能区叶面降尘的重金属和S含量差异,并利用遥感影像技术估算了惠州城市植被的地面总生物量及叶总生物量,推算了惠州市的总滞尘量.结果表明:在达到饱和之前,4种绿化乔木叶面滞尘量随时间延长而增长,大叶榕、高山榕与紫荆、小叶榕两组植物的滞尘能力存在显著性差异 (p<0.05),滞尘能力差异为1.2～2.44 倍,不同植物滞尘量由大到小排列为:高山榕>大叶榕>小叶榕>紫荆;不同植物滞尘能力的差异尤其与植株的叶面积、叶倾角、枝条硬度、枝条伸展角度等相关.不同功能区植物滞尘量差异显著(p<0.01),4种植物在不同功能区的滞尘总量排序为:工业区>商业交通区>居住区>清洁区.不同功能区植物叶面降尘的重金属和硫含量存在显著性差异(p<0.05),降尘综合污染指数由大到小为:工业区(包括电厂)、商业交通区、居住区、清洁对照区;降尘中重金属含量高负荷.惠州建成区植被的地面生物量为3.2×105 t,叶面积总量为808.4 km2,全年滞尘量达4430.7 t,可去除大气中Cr、Cu、Zn、Cd、Pb、S的量分别为1.63,2.70,5.54,0.04,1.84,19.52 t.     

生态型厂区绿地景观格局及其优化配置

合理的绿地景观格局和群落配置是城市绿地系统发挥其生态效应的基础,也是城市绿地系统规划、设计需要考虑的重要方面,对生态型工业(厂)区的绿地系统则尤为重要.本文在遥感影像和地理信息系统的支持下,对宝钢厂区12个功能区的绿地景观格局和群落配置进行分析.结果表明:宝钢厂区的绿地以乔-灌、乔-灌-草和灌-草3种复合配置类型为优势景观类型,但部分功能区的绿地景观破碎化程度较高,隔离距离较大,影响其生态效益的发挥.针对上述问题,提出增加绿地斑块面积、设置绿地景观廊道增加景观的连接度、改进单一群落配置为复合配置、增加群落乡土树种比例以及提高三维绿量的景观格局优化措施.     

绿地格局对城市地表热环境的调节功能

城市绿地作为一种稀缺资源,为城市可持续发展提供多种生态服务功能保障.探讨如何在有限的土地资源内合理配置城市绿地,使其发挥最大的生态服务功能非常重要.研究基于北京市2002年7月的QuickBird数据和Landsat 7 ETM+数据分别提取城市绿地格局和地表温度,分析城市绿地格局(绿地面积、形状指数、邻接关系)与绿地地表温度及冷岛强度的相关关系.邻接关系包括邻接绿地斑块个数百分比和邻接绿地斑块面积百分比.邻接绿地斑块面积百分比采用缓冲区分析法,主要以乔木林地对地表热环境的调节作用为例.结果表明绿地格局参数对地表温度的影响相差较大:①城区主要的绿地类型(乔木林地、水体、草地)的温度都与其面积呈显著负相关,其中水体的相关系数最高;②只有乔木林地、水体的温度与其形状指数呈显著负相关,而灌木林地的温度与各个格局参数不相关;③乔木林地的缓冲区分析显示温度与其大小、形状、邻接绿地面积百分比关系都呈负相关,其中与邻接绿地面积百分比的相关关系最强,其冷岛强度也主要受邻接绿地面积百分比的影响.基于遥感识别的城市绿地微气候调节功能研究,有助于提高有限的城市绿地的生态服务功能,并可为城市绿地的规划管理和景观分析提供依据.     

武钢工业区绿地景观格局分析及综合评价

城市绿地作为工业区生态系统中主要的自然成分和初级生产者,在改善环境质量、调节生态平衡、维持生态安全上具有不可替代的作用。近年来,城市绿地景观生态研究虽然得到普遍关注,但现有的研究多倾向于一般空间格局分析,针对不同功能区的绿地景观生态综合比较评价研究却少见报道。以武钢工业区为例,选用IKONOS为主要信息源,结合外业调查,建立工业区绿地地理信息系统,以景观生态学理论为指导,从物种丰富度、群落结构、绿地类型斑块特征、景观异质性等方面进行了武钢工业区绿地景观生态学分析,并运用主成分分析法,对不同功能区绿地景观生态学作了综合评价,为区域景观生态综合评价提供一定的参考。研究结果表明：工业区中普遍运用的是抗性较强的树种,种类较丰富,其中物种数量为7～8的斑块出现频率及面积均最高。武钢绿化覆盖率为30．58％,绿地破碎,主要由中小型绿地斑块组成,附属绿地是工业区绿化主体。公园绿地物种搭配最为丰富,绿化质量较高,其它绿地空间呈团聚状态分布,防护绿地形态格局比较简单,生产绿地分离度最大(0．718)。不同区域绿地景观格局表现差异显着,生活区绿地斑块规模普遍较大,绿化覆盖率高(43．27％),景观多样性高(3．39);主厂区绿地破碎度为1．3246,物种丰富度低(0．8941);工业港绿地物种丰富多样(1．1765),各景观格局指数居中。通过主成分分析,利用主成分与贡献率乘积的累积值,对不同区域绿地进行景观生态学综合评价,将评价指标综合为景观格局及物种多样性2项指标,由于主厂区绿地破碎,覆盖率低,分布不合理,物种单一,生活区普遍较好,最后得出生活区绿地景观生态最优,工业港次之,主厂区最差。该方法为绿地景观生态评价指标选择提供了一定的参考价值,为工业区绿地系统的景观结构优化提供依据。     

武汉市65个园林树种的生态功能研究

园林树种是建设生态园林城市的主体,其生态功能的定量研究是园林植物筛选、配置和管理的重要依据.本研究通过测量武汉市65个常见园林树种的光合、蒸腾日变化及冠幅、叶面积指数等指标,发现树种间、乔木与灌木、常绿与落叶植物之间的水分利用、固碳释氧、蒸腾降温及滞尘能力均有显著差异.根据分层聚类分析,可将它们划分为5大功能类群.其中低固碳低滞尘型26种;高固碳高降温型8种(分别为垂柳Salix babylonica、火棘Pyracantha fortuneana、栾树Koelreuteria paniculata、木芙蓉Hibiscus mutabilis、枇杷Eriobotrya japonica、西府海棠Malus micromalus、银木Cinnamomum septentrionale和重阳木Bischofia javanica);高滞尘低降温型9种(分别为枫杨Pterocarya stenoptera、桂花Osmanthus fragrans、夹竹桃Nerium indicum、马褂木Liriodendron chinense、石楠Photinia serrulata、悬铃木Platanus hispanica、雪松Cedrus deodara、银杏Ginkgo biloba和樟树Cinnamomum camphora);低水分利用高蒸腾型11种;高水分利用型11种.     

宜昌城区绿地景观格局与大气污染的关系

在湖北省宜昌市中心城区4种景观绿地分布格局分析的基础上,对比观测了各景观中的环境噪声和大气SO2、NOx、TSP含量。结果表明,以无绿化道路廊道和建筑铺装斑块为主要景观构成的对照景观绿地破碎化指数最高(18．1253ind·hm^-2),绿化覆盖率仅为1．00％,其景观中环境噪声较大、大气TSP含量高(0．4918mg·m^-3);大面积绿地斑块占优势的景观绿化覆盖率高(达43．59％),绿地破碎度指数最小(0．4539 ind·hm^-2),与对照景观相比,大气噪声减弱28．12％,TSP含量降低86．42％;中小面积绿地斑块和绿化廊道呈均匀分布的景观绿化覆盖率(11．34％)和绿地破碎度指数(2．7511 ind·hm^-2)均较低,与对照景观相比平均滞尘率为46．62％;以绿化廊道占绝对优势的景观绿化覆盖率仅为6．13％,绿地破碎度指数均较高(6．8700 ind·hm^-2),绿化廊道密度指数最大(0．8443hm·hm^-2),其景观中环境噪声、TSP和NOx含量分别比对照景观增加21．47％、5．08％和9．06％.可见,在城市景观中绿地斑块平均面积越大、破碎度指数越低,则其对大气污染净化的作用越大。     

浙江省生态公益林碳储量和固碳现状及潜力

生态公益林是为保护和改善人类生存环境,维持生态平衡而建立的。以浙江省的生态公益林为研究对象,共调查和估算了全省21个县149个样地(年龄从5a到50a),包括常绿阔叶林、针阔混交林、马尾松林和杉木林4种主要林型的碳储量和碳平衡。结果说明:浙江省生态公益林生态系统碳密度的加权平均值为164.43tC.hm-2;其中常绿阔叶林生态系统碳储量最高,达216.18tC.hm-2;针阔混交林其次,达181.36tC.hm-2;针叶林最低。浙江省森林以幼龄林(小于30a的占87.5%)和马尾松林(大于55%)为主离成熟状态还相差很远,尤其是针叶林远低于全国平均水平和中高纬度地区碳密度。全省生态公益林净生态系统生产力加权平均得0.08tC.hm-.2a-1,在碳积累上还有很大的潜力。通过封育改造、择伐补阔或以灌促阔等森林管理措施,加快针叶林向针阔混交林直至常绿阔叶林演替,将最大化中国亚热带地区的幼林或受干扰森林的未来碳储量(最高增长31.44%),并成为较大的碳汇。     

城市绿地空间格局及其环境效应——以宜昌市中心城区为例

城市绿地在改善城市环境及维护城市生态系统平衡中起着极为重要的作用 ,而当绿地覆盖率小于 4 0 %时 ,绿地整体生态效益的发挥主要取决于绿地的内部结构和空间布局 ,但迄今为止缺乏绿地景观分布格局与环境效应关系的研究报道。本研究应用景观生态学原理 ,分析了湖北省宜昌市中心城区斑优格局、斑匀格局、廊道格局和对照格局等四种景观结构及其绿地分布格局 ,选取了气温、相对湿度、环境噪声和大气 SO2 、NOx、TSP含量等环境监测指标 ,观测了不同绿地景观格局下的环境效应 ,并对比分析了绿地分布格局指标与综合环境效应间的关系 ,以便提出城市绿地系统布局合理性指标 ,为城市绿地系统的景观结构优化提供依据。研究结果表明 ,斑优格局、斑匀格局、廊道格局和对照格局等四种不同景观在斑块总面积、建筑斑块面积和无绿化道路面积等景观总体格局上较均衡 ,但由于其绿化覆盖率及绿地景观分布格局差异较大 ,致使其环境效益也表现出明显的差异。其中 ,对照格局景观的绿地斑块总面积最小 ,绿地破碎化指数最高 ,绿化覆盖率仅为 1.0 0 % ,以建筑铺装斑块和无绿化道路廊道为主要景观构成。因此 ,对照格局景观的环境气温较高、空气相对湿度低、环境噪声较大、大气 TSP含量高 ,景观环境恶劣。斑优格局景观主要表现为绿     

北京市8种常绿阔叶树种滞尘能力

为筛选适用于北京地区的具有优良滞尘能力的常绿阔叶型绿化树种,提高城市植被滞尘能力,选取北京地区园林绿化应用广泛的8种常绿(含半常绿)阔叶绿化树种,应用洗脱-质量差值法,于2014年冬、春季节对其单位叶面积滞尘量进行测定,计算单叶滞尘量和单株滞尘量,并对树种综合滞尘能力进行聚类分析.结果表明: 小叶黄杨、冬青卫矛、小叶女贞、金叶女贞、胶东卫矛、箬竹、早园竹和黄槽竹8种主要常绿(含半常绿)阔叶树种的滞尘能力存在较大差异,冬青卫矛具有最大的单位叶面积与单株滞尘能力,为1.36 g·m^-2和59.63 g·plant^-1,而箬竹的单叶滞尘能力最强(1.62 mg·leaf^-1).选择不同的滞尘量计量单位,树种滞尘量排序会发生变化.对8种常绿(含半常绿)阔叶树种做基于多指标综合滞尘能力的聚类分析可得到相应的分类,各类别代表不同级别的综合滞尘能力水平.其中,冬青卫矛、早园竹的综合滞尘能力较优良,而小叶黄杨、金叶女贞和黄槽竹的综合滞尘能力较弱.     

The phenology of leaf quality and its within‐canopy variation is essential for accurate modeling of photosynthesis in tropical evergreen forests

Leaf quantity (i.e., canopy leaf area index, LAI), quality (i.e., per‐area photosynthetic capacity), and longevity all influence the photosynthetic seasonality of tropical evergreen forests. However, these components of tropical leaf phenology are poorly represented in most terrestrial biosphere models (TBMs). Here, we explored alternative options for the representation of leaf phenology effects in TBMs that employ the Farquahar, von Caemmerer & Berry (FvCB) representation of CO₂ assimilation. We developed a two‐fraction leaf (sun and shade), two‐layer canopy (upper and lower) photosynthesis model to evaluate different modeling approaches and assessed three components of phenological variations (i.e., leaf quantity, quality, and within‐canopy variation in leaf longevity). Our model was driven by the prescribed seasonality of leaf quantity and quality derived from ground‐based measurements within an Amazonian evergreen forest. Modeled photosynthetic seasonality was not sensitive to leaf quantity, but was highly sensitive to leaf quality and its vertical distribution within the canopy, with markedly more sensitivity to upper canopy leaf quality. This is because light absorption in tropical canopies is near maximal for the entire year, implying that seasonal changes in LAI have little impact on total canopy light absorption; and because leaf quality has a greater effect on photosynthesis of sunlit leaves than light limited, shade leaves and sunlit foliage are more abundant in the upper canopy. Our two‐fraction leaf, two‐layer canopy model, which accounted for all three phenological components, was able to simulate photosynthetic seasonality, explaining ~90% of the average seasonal variation in eddy covariance‐derived CO₂ assimilation. This work identifies a parsimonious approach for representing tropical evergreen forest photosynthetic seasonality in TBMs that utilize the FvCB model of CO₂ assimilation and highlights the importance of incorporating more realistic phenological mechanisms in models that seek to improve the projection of future carbon dynamics in tropical evergreen forests.     

小良植被生态恢复的生态经济价值评估

应用生态经济学的核算方法,对中国科学院小良热带人工林生态系统定位站植被生态恢复系统的服务功能进行了定量评估。结果表明,小良恢复生态系统具有极高的生态经济价值。以20世纪90年代不变价计,小良植被生态恢复系统43a的累积服务功能价值超过621亿元人民币。其中直接使用价值为7．65亿元,占总生态经济价值的1．23％,间接使用价值为613亿元,占总生态经济价值的98．77％,间接使用价值远远大于直接使用价值。间接使用价值中净化环境服务功能的生态经济价值,仅以固C、释放O2、吸收SO2和滞尘计,就已达577亿元。与此同时,小良热带沿海台地的植被恢复通过复合农林经营等渠道促进了当地生态、经济与社会的协同发展。     

鼎湖山森林生态系统演替过程中的能量生态特征

以时空替代的方法,将灌草丛、针叶林、针阔叶混交林和季风常绿阔叶林等４个处于同一空间下的群落当作同一样落演替进程中的４个阶段,研究了鼎湖山南亚热带森林演替过程中的能量生态特征。结果表明,鼎湖山南亚热带森林群落演替过程中,其垂直层次、叶面积指数、冠层对太阳辐射能的截获量、叶生物量、总生物量、总初级生产力、总呼吸量、净初级生产力、枯树木现存量和年输入量、昆虫啃食量、群落的能量现存量等随演替的进程而增加,     

新疆超高产棉花冠层光分布特征及其与群体光合生产的关系

以新疆超高产棉田(皮棉产量在4000 kg·hm^-2以上)为研究对象,分析不同生育时期棉花冠层光分布、群体光合速率和干物质积累量的变化,研究不同产量水平棉田冠层的光环境变化特征及其与群体光合生产的关系.结果表明： 超高产田盛花期到盛铃后期冠层上、中、下层光吸收率的比例为2∶2∶1,呈均匀分布,群体散射辐射和直射辐射透过系数分别为0.20～0.55和0.22～0.56,处于较适宜范围,中、下层叶片受光良好,冠层各层次叶片群体光合速率差异较小.与高产(3500 kg·hm^-2)和一般高产(3000 kg·hm^-2)棉田相比,超高产田在盛铃前期具有较高的叶面积指数和群体光合速率峰值,在初絮期和盛絮期的叶面积指数下降缓慢,群体光合速率峰值仍保持较高值,非叶绿色器官对产量形成的光合贡献增大,群体干物质积累量较高.在栽培过程中,调节冠层结构,使垂直方向上光辐射和群体光合能力分布均匀是确保棉花高效利用光能、实现超高产的重要途径.     

围填海对潍坊北部沿海地区湿地生态系统服务功能损害影响研究

本文以潍坊北部沿海地区为例,利用市场价值法、造林成本法、影子工程法、成本替代法、成果参照法等方法,分别从湿地生态系统提供的食品生产、原料生产、氧气生产、气候调节、水质净化、旅游娱乐和知识扩展服务等7个方面,计算得出了该区域围填海造成的湿地生态系统服务功能价值损失值为1．02×104万元／年,单位面积损失为1．06万元／hm2·年。通过对湿地生态系统服务功能进行科学、全面的分析和评价,为分析围填海工程综合损益提供了科学依据,也为围填海形成后的生态恢复提供了技术参考。