城市森林公园不同植被结构绿地内大气悬浮颗粒物浓度研究.pdf

摘 要 摘 要 随着我国城市化进程的加速推进，大气悬浮颗粒物污染问题愈发严峻，造成此问 题的来源众多且复杂，从源头进行控制存在一定困难，目前尚未得到明显改善。城市 森林绿地所构建的绿色空间是城市生态系统中唯一具有自净功能的空间系统，通过合 理的规划建设，可以有效地调节和改善城市生态环境。因此，在城市森林绿地规划建 设中，为了最大化地发挥城市森林绿地提升空气质量的生态服务功能，本研究以北京 市680 公顷的奥林匹克森林公园为例，运用卫星图判读与实地调研相结合的方法，开 发了基于横向结构、物种组成、竖向结构三类植被结构因子的城市森林绿地结构分类 模型。根据实地情况筛选开敞式草坪绿地、半开敞式草坪绿地、半闭合式单层阔叶林 绿地、闭合式单层阔叶林绿地、闭合式单层混交林绿地及硬质对照组作为研究对象。 在协同考虑气象因素如风速、温度、相对湿度、月份时间变化和绿地自身属性特征如 植被结构、绿地面积、植物物种多样性的基础上，通过为期一年的实地监测数据开展 城市森林绿地与大气悬浮颗粒物TSP、PM 、PM 、PM 浓度关系的研究。利用 10 2.5 1.0 Minitab17 统计软件建立一般线性模型和线性回归模型进行多变量分析，测试研究因 素对大气悬浮颗粒物浓度削减作用的显著性及差异性。研究结果如下： 1.气象因素对四种粒径的大气悬浮颗粒物浓度均产生极显著影响，其浓度与风速 和温度呈负相关关系，与相对湿度呈正相关关系。 2.月份的变化对四种粒径的大气悬浮颗粒物浓度均产生极显著影响，其浓度在冬 季较高，最高值出现在1月份，春秋次之，并且存在一些上下浮动状况，夏季浓度最 低且稳定。对于四种不同粒径的颗粒物来说，随着月份的变化其浓度变化趋势相似。 3.时间段的变化对四种粒径的大气悬浮颗粒物浓度均产生极显著影响。粒径较大 的颗粒物TSP 和PM 浓度呈现出近乎直线上升的趋势，上午最低，中午居中，下午 10 最高。而粒径较小的颗粒物PM2.5 和PM1.0 在上午表现出最低的浓度，中午和下午浓 度较高且相近。 4.城市森林绿地的植被结构类型对四种粒径的大气悬浮颗粒物浓度均具有极显著 影响。整体来看，硬质对照组中浓度最高，其次是开敞式草坪绿地浓度较高，半开敞 式草坪绿地、半闭合式单层阔叶林绿地和闭合式单层阔叶林绿地削减效果居中，闭合 式单层混交林绿地削减效果最佳。 5. 2.7-3.0ha,0.4-0.5ha 在本研究设置的两种面积梯度下 （ ），发现面积的变化对四 种粒径的大气悬浮颗粒物浓度均具有极显著影响，但对不同植被结构类型的城市森林 绿地影响作用不同。对于开敞式草坪绿地、半开敞式草坪绿地、半闭合式单层阔叶林 I 西北农林科技大学硕士学位论文 绿地这三种植被结构来说，面积大的绿地中大气悬浮颗粒物浓度较高，其中开敞式草 坪绿地表现最为明显。但对于闭合式单层阔叶林绿地和闭合式单层混交林绿地来说， 面积大的绿地中大气悬浮颗粒物浓度较低，其中不同面积的闭合式单层混交林绿地均 具有相似且较强的削减能力。 6.不同植被结构城市森林绿地中Shannon-Wiener 多样性指数和Simpson 多样性指 数具有极显著差异。在半闭合式单层阔叶林绿地和闭合式单层混交林绿地中最高，之 后依次是半开敞式草坪绿地、开敞式草坪绿地，最低的是闭合式单层阔叶林绿地。 Shannon-Wiener 多样性指数对TSP 和PM10 浓度具有极显著影响，对PM2.5 和PM1.0 浓度具有显著影响，Simpson 多样性指数仅对TSP 和PM 浓度具有极显著影响，且 10 随着植物物种多样性指数的增大，大气悬浮颗粒物浓度均呈现下降趋势。 关键词：城市绿地；TSP；PM ；植物物种多样性；绿地面积；气象因素 2.5