北京地区典型人工林对空气颗粒物浓度的影响

发布时间：2019-04-24 00:11

【摘要】：空气颗粒物污染是中国各大城市的主要污染问题之一,空气颗粒物会对植被的生长造成伤害,对人体、动物等健康具有很大的危害作用。人工林对削减大气颗粒物、改善空气质量具有明显作用,明确人工林调控空气颗粒物的生理过程和生态学机制是当今研究的重要方向。本研究以北京奥林匹克森林公园内的人工林带和房山平原造林示范区的人工林为研究对象,探讨带状和片状两种人工林内的空气颗粒物浓度分布季节和日变化特征,分析人工林对空气颗粒物的阻滞作用,在此基础上利用贝叶斯方法构建人工林结构与阻滞功能耦合模型,并通过线性规划对其进行了优化研究,所得结果将为城市人工林发挥净化空气颗粒物的效应提供参考依据。主要研究结果如下：(1)带状人工林内的空气颗粒物浓度多以双峰型分布,四种粒径空气颗粒物浓度日变化规律基本一致,春季呈现双峰型趋势,夏季呈现先升高后降低的单峰型变化趋势,秋冬季呈现先下降后升高的单谷型变化。春夏秋冬四个季节林带后半部分对粗颗粒物的阻滞效率均为正值,林带对细颗粒物除春季PM25的阻滞效率为正,其余季节林带对细颗粒物(PM2.5、PM1)的阻滞效率均为负值。春季林带对细颗粒物的阻滞效率随宽度变化呈现波形变化。夏季林带对细颗粒物的阻滞效率呈直线下降的趋势。(2)樱桃、碧桃、白蜡、刺槐、栾树等五种纯林与无林地的空气颗粒物浓度差异较为显著,而海棠、臭椿、国槐、楸树、银杏等五种纯林与无林地的空气颗粒物浓度差异较小。四种粒径颗粒物浓度夜晚均高于白天,大部分树种白天林内空气颗粒物浓度高于无林地,而夜晚情况相反。各树种的四种粒径阻滞效率绝对值大小排序基本一致：海棠、楸树、臭椿、银杏樱花、国槐、白蜡碧桃、刺槐、栾树,海棠、楸树、臭椿。冬季片林内的空气颗粒物浓度与无林地空气颗粒物浓度差异最小。(3)人工林对空气颗粒物的阻滞功能与空气颗粒物浓度、气象因素以及人工林结构三个因素的相关性分析结果显示：春夏季节空气颗粒物浓度与人工林阻滞功能显著相关,秋季相关性较差,冬季基本不相关；气温、相对湿度与阻滞粗颗粒物的能力呈正相关关系,而与细颗粒物的阻滞能力呈负相关关系。(4)郁闭度与人工林对TSP的阻滞效率相关最强,与PM10、PM2.5的阻滞效率相关性一般,与PM1的相关性最差；LAI与郁闭度的相关性基本一致；疏透度与片状人工林阻滞效率呈负相关关系,与TSP阻滞效率相关最强,与PM10、PM2.5的阻滞效率相关性一般,与PM1的相关性最差；人工林对空气颗粒物浓度的阻滞效率与平均胸径、平均树高、林地面积、草本高度、草本盖度基本不相关。(5)通过贝叶斯方法建立了单因子结构-阻滞功能模型,以及多元线性模型,利用线性规划的方法,确定了适宜带状状人工林结构为：郁闭度应在[0.38,0.82]范围内,叶面积指数应在[1.82,3.01]范围内,疏透度应在[0.21,0.61]范围内；适宜片状状人工林结构为：郁闭度应在[0.44,0.90]范围内,叶面积指数应在[1.92,4.62]范围内,疏透度应在[0.12,0.45]范围内。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S718.5
，

本文编号：2463936