北京市湿地削减大气细颗粒物PM_(2.5)功能

基于野外观测与遥感反演相结合的方法,在点位和区域尺度上研究北京城区湿地在削减大气细颗粒物PM2.5中的作用。结果表明,北京城区湿地能够显著削减周边大气环境中的细颗粒物浓度,其中翠湖湿地附近的PM2.5浓度显著低于周边裸地(P0.05),可削减空气中17%的PM2.5,降低幅度最高可达50%。而且,湖库湿地在削减PM2.5浓度方面作用更加显著,优于河流湿地(P0.05)。北京市PM2.5浓度的空间分布格局表现出西北东南、郊区城区的空间分布规律。因此,在未来的湿地建设中应合理选择湿地类型,更多地考虑紧凑型湿地如湖库湿地的建设,科学配置湿地和植物资源,使湿地更加有效地发挥其增湿、促使局地流场发生变化的作用,最终改善局地微气象条件,削减大气细颗粒物,缓解城市雾霾天气。研究结果为北京市湿地保护管理、规划和布局以及及时制定控制PM2.5的政策和措施提供了科学依据。     

陕西省关中地区主要造林树种大气颗粒物滞纳特征

应用气溶胶再发生器(QRJZFSQ-I),结合关中地区2010—2012年造林工程实际情况和降水数据,研究主要造林树种叶片对不同粒径颗粒物的饱和滞纳量,并量化造林工程的年颗粒物滞纳能力。结果表明,各树种对单位面积叶片的TSP、PM10、PM2.5和PM1.0的饱和滞纳量分别在4.02~36.46、1.22~27.70、0.11~3.71和0.04~0.83μg·cm-2。其中针叶树种高于阔叶树种;针叶树种中,柏类的饱和滞纳量高于松类;阔叶树种中常绿阔叶树种高于落叶阔叶树种。关中地区2010—2012年造林工程每年能够滞纳TSP、PM10、PM2.5和PM1.0分别为455.99×104、368.70×104、70.09×104和18.59×104kg·a-1。     

近20年来京津冀地区土壤风蚀扬尘颗粒物排放变化

京津冀地区是我国大气污染严重区域,土壤扬尘颗粒物排放变化研究对于改善京津冀地区空气质量具有重要意义。收集2000-2019年京津冀地区气候、土壤、植被覆盖数据,分析近20年来京津冀地区土壤扬尘颗粒物排放变化,揭示其变化的影响因素。结果显示2000-2019年京津冀地区土壤扬尘源总悬浮颗粒物（TSP）排放系数均值为1.79 t km^-2 a^-1,其中PM10占8.99%,PM2.5占0.25%。近20年土壤扬尘源TSP排放系数具有下降趋势,PM10和PM2.5排放系数变化过程与TSP一致。上述变化主要受气候因子变化影响,其次受植被覆盖度影响。分析发现近20年来京津冀地区土壤扬尘源TSP排放系数变化主要受年降水量影响。沧州市、天津市和石家庄市土壤扬尘源TSP、PM10和PM2.5排放系数均值较高,张家口市、保定市和沧州市土壤扬尘源TSP排放量占京津冀地区总量的19.18%、12.98%和11.63%。耕地土壤扬尘排放量最大占京津冀地区总量的59.83%,是抑制土壤扬尘源颗粒物排放的重点关注对象,其次为草地占15.66%。2019年邢台市土壤扬尘源PM10排放占观测值比例最高为12.66%,石家庄市和天津市占比也较高分别为11.09%和10.30%,沧州市和邯郸市占比分别为8.63%和8.02%。上述地区环境管理部门均应关注土壤扬尘源颗粒物排放对空气质量的影响。     

林带内PM_(10)、PM_(2.5)污染特征及其与气象条件的关系

为了研究林带对颗粒物的阻滞作用,2013年5月在北京市北五环南侧奥林匹克森林公园南园生态廊道附近观测不同林带内PM10与PM2.5的浓度变化以及气象因素,分析林带内外的PM10和PM2.5的浓度变化特征,以及气温、相对湿度对其影响。结果表明:PM10与PM2.5的变化规律基本一致,7:00左右最高,17:00左右出现最低值;林带对PM10的阻滞作用明显;林带对PM2.5的阻滞作用比较复杂,榆树林带和混交林带内PM2.5浓度降低,但杨树林带情况完全相反,林带内PM10和PM2.5的浓度随气象因素变化而变化,二者与气温呈负相关,气温升高,大气垂直对流作用加剧,有利于颗粒物扩散,PM10和PM2.5浓度降低;PM10和PM2.5的浓度与相对湿度呈正相关。     

植物叶片吸滞PM_(2.5)等大气颗粒物定量研究方法初探——以毛白杨为例

以毛白杨为例,提出一种利用激光粒度仪和天平定量评估植物叶片吸滞细颗粒物(PM2.5,直径d≤2.5μm)等大气颗粒物能力的方法——洗脱称量粒度分析法(EWPA),实现了对植物叶片吸滞大气颗粒物质量和粒径分布的直接、准确测定,可操作性强.首先,进行预试验对试验方法的稳定性进行检验;其次,通过对叶片进行清洗、离心洗液、烘干等步骤收集其吸滞的颗粒物,然后对颗粒物称量,并采用激光粒度仪测定颗粒物的粒径分布;最后,利用叶面积和林分叶面积指数数据换算得到单位面积叶片和林分的各径级颗粒物吸滞量.在北京市奥林匹克森林公园内一片毛白杨林分(27 d未经历降雨)中应用该法,测得毛白杨叶片吸滞大气颗粒物的粒径均值为17.8μm,吸滞PM2.5、可吸入颗粒物(PM10,d≤10μm)和总悬浮颗粒物(TSP,d≤100μm)的体积百分比分别为13.7%、47.2%和99.9%;叶片的PM2.5、PM10、TSP和总颗粒物吸滞量分别为8.88×10-6、30.6×10-6、64.7×10-6和64.8×10-6g·cm-2;林分的PM2.5、PM10、TSP和总颗粒物吸滞量分别为0.963、3.32、7.01和7.02 kg·hm-2.     

北京常见阔叶绿化植物滞留PM2.5能力与叶面微结构的关系

叶片是植物滞留大气颗粒物的主要载体,对城市环境质量的改善发挥着巨大作用。该文用洗脱法测定了北京市20种常见阔叶绿化植物单位叶面积滞留总悬浮颗粒物(TSP)及PM2.5(颗粒直径≤2.5μm)的质量,并利用扫描电子显微镜观察了叶表面的微结构,分析比较了20种道路绿化植物叶片去除TSP与PM2.5的能力,以探讨典型植物叶表面微结构特征对大气颗粒物拦截效果的影响机理。结果显示:(1)不同植物单位叶面积滞留TSP和PM2.5的量均存在显著差异,变化范围分别为0.40~3.44g/m2和0.04~0.39g/m2。(2)叶表面沟槽宽度的不同可能是不同植物滞留TSP和PM2.5差异的主要原因,沟槽宽度过宽和过窄均不利于叶片捕集颗粒物,且颗粒物滞留量随沟槽深度增加而增大。(3)气孔密度较大的叶片表面颗粒物滞留量较大。研究表明,灌木与藤本植物单位叶面积对TSP和PM2.5的平均滞留量均大于乔木;叶表面沟槽宽度为5μm左右时对PM2.5滞留量较大;悬铃木(Platanus acerifolia)、木槿(Hibiscus syriacus)和大叶黄杨(Buxus sinica)单位叶面积滞留TSP与PM2.5量与其他供试植物相比均较大。     

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   

大气细颗粒污染物 PM2.5 浓度及对肺上皮细胞炎性因子的影响

目的:研究大气细颗粒污染物(PM2.5)浓度及对肺上皮细胞(A549细胞)炎性因子的影响。方法:测定2013年1月至2013年12月北京市某城区PM2.5浓度,比较不同PM2.5浓度对A549细胞炎性因子IL-6、TNF-α表达水平的影响。结果:北京市细颗粒污染物PM2.5日均值春季、夏季、秋季、冬季分别为174.3μg/m3、143.5μg/m3、166.7μg/m3、189.6μg/m3,四季超标率差异无统计学意义(P>0.05);大气细颗粒污染物PM2.5对肺上皮细胞IL-6、TNF-α的影响,春季、夏季、秋季、冬季四季之间差异无统计学意义(P>0.05);随着PM2.5浓度升高IL-6、TNF-α表达水平升高,差异有统计学意义(P<0.05);随着染毒时间延长IL-6、TNF-α表达水平升高,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:大气细颗粒污染物浓度升高会使肺上皮细胞炎性因子表达增强。     

北京湿地削减大气PM2.5的生态系统服务流研究

湿地对大气颗粒物的沉降和运移有一定的影响。目前,相关研究多集中在小尺度定量湿地下垫面的颗粒物沉降速度与沉降量以及湿地植物对颗粒物的吸附或阻滞作用。但由于方法的缺失,研究无法在大尺度上定量解释有关湿地对颗粒物的产生、转移、转化和传递过程,这也导致研究结果对政策制定和城市空间规划缺少指导作用。因此,本研究引入了生态系统服务流模型的理论框架,结合颗粒物干沉降与HYSPLIT模型,量化北京市湿地削减PM_2.5服务的物理流量、流动路径以及受益地区。研究结果表明：（1）北京市湿地2015年PM_2.5沉降总量为4240 t,单位面积的平均沉降量为8.27×10^-3 kg/m²;2018年为2610 t,单位面积的平均沉降量为4.46×10^-3 kg/m²;（2）2015年和2018年北京市湿地削减PM_2.5生态系统服务物理流量最高值均出现在冬季,最低值出现在夏季,总体呈现出冬季 > 春季 > 秋季 > 夏季的趋势;（3）2015年和2018年向华北地区迁移的气流轨迹占当季气流轨迹总数的比例最大,京津冀地区与山东省为主要受益区。研究结果既为科学管理湿地资源和实现区域可持续发展提供客观准确的依据,也可为开展湿地生态系统服务流的相关研究奠定一定的基础。     

城市绿化树种女贞对 P M 2 . 5 的滞留能力

研究了西安市南郊不同功能区高频度使用的女贞叶面滞留 PM2.5(直径 D <2.5 µm 的颗粒物)的能力, 分析了交通流量及样树离开道路距离对叶面 PM2.5 滞留量的影响。研究表明 , 女贞叶面的 PM2.5 滞留量受环境污染背景值影响很大, 其均值为 0.22 g⋅m–2, 但在不同区域间差异显异(p<0.05), 由大到小依次为工业区(0.38 g⋅m–2)、交通繁忙区(0.24 g⋅m–2)、商业区(0.18 g⋅m–2)、居住文教区(0.15 g⋅m–2)、相对清洁区(0.09 g⋅m–2)。在研究区域内 , 交通流量及样树离开道路距离对女贞叶面的PM2.5 滞留量影响很大; 叶面 PM2.5 滞留量与交通流量呈显著正相关(R2=0.359, p=0.011); 与样树离开道路距离呈幂函数关系(R2=0.207, p=0.050)。综合来看, 女贞能有效滞留 PM2.5, 对降低 PM2.5 污染发挥着巨大作用。     

污染过程和不同天气下PM2.5质量浓度变化特征

从北京市环境保护监测中心发布的35个PM2.5监测点中选取6个监测点, 包括3对郊区与城区点, 分析了不同监测点PM2.5质量浓度污染过程和不同天气下的变化特征。结果发现: 污染过程时, 伴随着PM2.5质量浓度和AQI值增大、减小的过程, PM2.5质量浓度和AQI值在污染的各个阶段均表现为海淀北京植物园小于海淀万柳, 当PM2.5质量浓度较大时, 风速却较小, 较小的风速不利于大气污染物扩展稀释, 也无法带走水汽, 使得空气相对湿度较大; 在晴天、降雨过程和大风天气下PM2.5质量浓度表现为郊区小于城区; 晴天下, 郊区PM2.5质量浓度相对城区具有滞后性, 降雨过程和大风天气下无滞后性; 晴天下, 郊区PM2.5质量浓度变动相对城区较小, 降雨过程雨前雨中变化较大, 雨后变动较小, 大风天气下变动范围无明显变化。     

北京大兴南海子公园PM2.5 和PM10 质量浓度变化特征

对北京南海子公园PM2.5 和PM10 的浓度水平进行了研究, 并讨论了PM2.5 和PM10 的时间变化特征及其受气象因素的影响, 分析了南海子公园空气质量浓度差异。结果表明: 南海子公园PM2.5 和PM10 平均质量浓度分别为(110.22±19.19) μg·m3和(125.58±3.62) μg·m3, 南海子公园大气颗粒物主要是以细粒子为主, PM2.5 超标46.96 %, PM10 未超标; 南海子公园PM2.5 和PM10质量浓度的日变化以夜间低, 白天高为主, 呈现明显的双峰型, 南海子公园的PM2.5和PM10质量浓度变化幅度较大; 从不同月份来看, 南海子公园PM2.5 质量浓度6 月最大、8 月最低; 温度、风和降水与PM2.5 和PM10 质量浓度呈负相关关系, 湿度与PM2.5 和PM10 质量浓度呈正相关关系, 大风和降雨能有效的清除颗粒物, 特别是细颗粒物。     

北京市平原地区1992—2013年生态空间演变

为明确北京市平原地区生态空间的时空演变特点,并在首都平原百万亩造林工程实施背景下判定其调控关键区,本文基于3S(RS、GIS、GPS)技术和景观分析方法对这一区域1992—2013年的相关变化进行了研究。结果表明:1992—2013年,平原区生态空间比例由53.20%下降至40.97%,人均生态空间由360.61 m2下降至132.15 m2;自中心城区向郊区,生态空间比例逐渐升高,斑块也更加聚集,但这种城郊差距呈现逐渐缩小的趋势;22年来,平原区南部和东南部生态空间有较大缩减,三环附近破碎化趋势较严重,五六环之间人均生态空间降低明显,平原区乡镇/街道区域生态空间组成整体由草地-作物主导向林灌木主导演变。城市化导致的建成区扩张,人口增长和郊区耕地的转移、覆膜化可能是导致平原区生态空间负向演变的主要原因,城市林业建设对生态骨架的维持和重构起到了一定积极作用。首都平原百万亩造林工程的实施为其生态空间调控提供了新的契机,但在增加森林的同时,也需注重水体和农田的保护。     

阜新市PM2.5 污染特征及影响因素分析

运用阜新市2014 年PM2.5 质量浓度和气象数据, 经过整理分析及量化计算, 得到阜新市的PM2.5 污染时空分布特征及影响因素。结果表明, 阜新市PM2.5 污染在时间序列上呈季节性变化, 冬季均值最高为76.4 μg·m^–3, 夏季最低为41.8 μg·m^–3, 春季和秋季分别为53.6 μg·m^–3 和52.9 μg·m^–3, 一天中9 点、20 点为PM2.5 浓度值高峰时段。空间上, 阜新市自东向西PM2.5 污染逐渐加重, 但位于主城区的“长青街”点位附近PM2.5 质量浓度值均较高; 通过多因素相关分析可知PM2.5 污染分布及变化趋势是污染源排放及气象因素共同作用的结果, 在影响PM2.5 质量浓度的气象因素中, 相对湿度和气压与PM2.5 质量浓度正相关, 气温、风速和降水与PM2.5 质量浓度负相关。偏相关分析结果显示除气压外, 各气象要素间相互影响, 因此可通过建立气象要素与PM2.5 质量浓度估算模型在低浓度区估算PM2.5 质量浓度。     

造林密度对米老排凋落物量及动态的影响

在2015年10月~2016年9月,采用90个凋落物收集器,研究不同造林密度对米老排人工林凋落物总量、组分及动态特征的影响。结果表明：年凋落物总量及各组分的产量与造林密度呈线性相关。随着造林密度的增加,林分的年凋落物总量、叶、花果和杂物的年凋落物量均呈现降低的趋势,而枝条的年凋落物量呈增加的趋势。不同造林密度米老排人工林的年凋落物量为6.52~8.17 t·hm^-2·a^-1,其中叶为主要组分,占总量的86.2%~87.85%,枝条占0.35%~5.43%,花果占0.46%~4.67%,杂物占6.69%~8.89%。不同造林密度叶凋落物量的月动态变化均呈单峰型,最大值出现在9月,最小值在3~4月。枝条凋落物量的月动态变化呈不规则型,花果和杂物凋落物量均呈双峰型,花果的凋落主要集中在5和10月,而杂物的凋落量高峰在6和9月。凋落物总量与叶凋落物量的月动态变化基本相似,但在6月杂物凋落物量的影响下,有些密度的林分也会呈双峰型。当林分完全郁闭后,随着造林密度的增加,林分枝下高的增加,胸径、树冠比以及冠幅的减小,可能会导致凋落物总量、叶、花果及杂物凋落物量的下降,而枝条的凋落物量增加。     

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。     

北京市域乡村人居林树冠覆盖及其区域差异分析

乡村人居林建设是落实新农村建设、实施乡村振兴战略和振兴农村生态文明的重要举措。以北京市为对象，基于北京市域2017年0.5m分辨率航空影像与2017年1：10万土地利用（LUCC）图等基础资源，在全市范围内随机选择260个行政村，从研究区域内乡村人居林树冠覆盖率、功能类型、斑块等级和景观格局特征四个层面展开区域差异特征分析。研究结果显示，北京市整体乡村人居林树冠覆盖率为18.32%，其中平原区和山区分别为18.40%和17.83%。在平原区范围内，乡村人居林树冠覆盖率呈近郊区（21.70%） > 远郊区（13.87%） > 延庆盆地区域（16.34%）；在山区内部，乡村人居林树冠覆盖率呈现低山区（24.45%） > 浅山区（16.55%） > 深山区（12.41%），太行山区（20.98%） > 燕山区（14.11%）。在乡村人居林功能类型分布中，片林为各分区最主要类型，在平原区和山区中分别占比55.75%和57.15%。在斑块等级结构方面，乡村人居林斑块总体呈现小而分散的特点，其中小斑块数目在区域中占比达93.03%，而各等级斑块在规模大小方面呈现"平分秋色"的特点。就景观格局指数特点而言，平原区内近郊区，山区内的深山区和燕山区乡村人居林斑块复杂程度、受人为干扰强度和多样性更高。综上特征，究其动因，农村居民点聚落规模、集聚形式和建设类型以及森林资源本底是影响乡村人居林建设条件的重要原因。     

基于最小累积阻力模型的北京市生态用地规划研究

生态用地规划强调对区域生态系统结构与功能的保护,增强社会经济发展的生态环境支撑能力。从保障首都基本生态安全、改善大气环境质量、建设宜居城市的角度出发,通过对北京市生态重要性进行综合评价,明确北京市重要生态用地空间分布特征。在此基础上,采用最小累积阻力模型(MCR),以重要生态用地为"源",以土地覆被类型、距道路距离和距居民点距离作为阻力因子生成阻力面,模拟重要生态用地空间扩张过程,进而设置生态用地规划情景,并从景观连通性、生态功能保障度及与现状建设用地冲突情况等3个方面对不同情景下的生态用地规划方案进行保护效能评价,最终提出北京市生态用地的适宜规模和优化布局方案。研究结果表明:北京市重要生态用地总面积为9879 km~2,占市域总面积的60.20%;生态用地的适宜规模为12417 km~2,占市域总面积的75.67%,其中,平原区生态用地的适宜规模为2944 km~2,占平原区总面积的46.45%,主要分布于建成区的外围过渡地带;山区生态用地的适宜规模为9473 km~2,占山区总面积的94.05%。     

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。     

北京海淀区绿色空间PM2.5滞尘服务模拟

绿色空间能够有效吸附空气中的颗粒悬浮物,具有极其重要的PM_2.5滞尘作用.本研究基于植被的PM_2.5滞尘机理,提出了绿色空间的滞尘服务量化方法,并对北京市海淀区绿色空间的PM_2.5单日累积滞尘量,以及不同景观类型冬季、夏季和年滞尘总量进行了空间量化和对比研究.结果表明:海淀区绿色空间冬季的滞尘服务频率和最大单日滞尘量均低于夏季.全年来看,海淀区西部山林景观平均滞尘服务值最高;北部平原区由零散的林地斑块和农田斑块构成的田园景观年滞尘服务总量则最大;而南部城区除几个零星的公园绿地斑块外,大部分区域的滞尘服务是全区的最低水平.PM_2.5滞尘服务模型能够快速定量化绿色空间的滞尘量及其空间分布,对城市绿化建设及PM_2.5大气污染治理具有重要作用.