北京10个常绿树种颗粒物吸附能力研究

大气中颗粒物PM(particulate matter)不仅造成环境污染,还对人体造成严重的危害.城市绿色植物作为大气过滤器,能够有效地提高城市空气质量,保护人体健康.因此了解不同树种对空气颗粒物的吸附滞纳作用是必要的.以北京植物园10种常绿植被为研究对象,应用空气气溶胶再发生器(QRJZFSQ-I)测定了北京市常见6种乔木和4种灌木叶片对空气总悬浮颗粒物(TSP)、PM10、PM2.5和PM1.0的吸附能力.结果表明:1不同树种叶片表面附着颗粒物的能力差异明显,最高的是雪松(Cedrus deodara)和油松(Pinus tabuliformis),吸附量分别是(18.95±0.71)μg·cm-2和(14.61±0.78)μg·cm-2,冷杉(Abies fabri)最小,为(8.02±0.4)μg·cm-2;2不同树种叶片单位面积对不同颗粒物的附着能力也存在差异,附着PM10能力最强的是油松和雪松,附着PM2.5能力最强的是雪松、铺地柏(Juniperus procumbens)、龙柏(Juniperus chinensis cv.kaizuka)和油松,附着PM1.0能力最强的是雪松、铺地柏、冷杉和油松;3不同月份叶片上附着的各粒级颗粒物(PM10、PM2.5)占TSP的比例不同.其中PM10在4~6月之间主要表现两种变化趋势,一是先上升后下降,主要为灌木树种;二是逐渐上升,主要的树种是乔木树种.而PM2.5则没有这种明显的变化趋势.     

叶片微观结构变化对其颗粒物滞纳能力的影响

叶片作为植物滞留大气颗粒物最主要的载体,其表面微观结构特征和粗糙度的差异是颗粒物滞纳能力的重要决定因素.叶片微观结构会随着生长(内部因素)以及环境污染强度(外部因素)发生变化,然而现有的粉尘喷洒模拟实验,一般持续时间较短,而微观结构变化响应具有明显的滞后性,其结果无法客观反映由内外因素作用引起的微观结构变化对颗粒物滞纳能力的影响.本研究利用新叶和老叶研究叶片生长,并选择自然状态下不同污染源条件研究污染强度,分析叶片表面微观结构的变化及其对颗粒物滞纳能力的影响.研究得到3种常绿树种(矮紫杉Taxus cuspidata var.、侧柏Platycladus orientalis和油松Pinus tabuliformis)的老叶滞纳TSP、 PM_(10)、 PM_(2.5)和PM_1量均高于新叶,随着叶片的生长其颗粒物滞纳量在增大,且新叶与老叶对不同粒径颗粒物的滞纳量间均存在极显著的差异.生长中叶片粗糙度Rq值的增大是老叶颗粒物滞纳能力增大的主要原因. 5个树种(侧柏、油松、国槐Sophora japonica、毛白杨Populus tomentosa和银杏Ginkgo biloba)TSP和PM_(10)滞纳量为重度污染区高于相对清洁区.而PM_(2.5)和PM_1滞纳量则是油松、银杏和侧柏为重度污染区高于相对清洁区,国槐和毛白杨为相对清洁区高于重度污染区.不同污染强度区域间叶片TSP、PM_(10)和PM_(2.5)滞纳量存在着极显著的差异,PM_1滞纳量也存在着差异.主要归因于与相对清洁区相比,重度污染区叶片的气孔指数降低,蜡质层退化,表面纹理和细胞边界更加不规则,绒毛变长,变硬,叶片微观结构的这些变化使得重度污染区叶片粗糙度Rq值高于相对清洁区,且叶片背面的增加较正面更明显.研究结果将为深入揭示叶片颗粒物滞纳能力的驱动因素,以及提出更科学地提升净化颗粒物功能的城市森林管理措施提供数据支持.     

北京1o个常绿树种颗粒物吸附能力研究

大气中颗粒物PM( particuIate matter)不仅造成环境污染,还对人体造成严重的危害.城市绿色植物作为大气过滤器,能够有效地提高城市空气质量,保护人体健康.因此了解不同树种对空气颗粒物的吸附滞纳作用是必要的.以北京植物园10种常绿植被为研究对象,应用空气气溶胶再发生器( QRJZFSQ_I)测定了北京市常见6种乔木和4种灌木叶片对空气总悬浮颗粒物( TSP)﹑PM10﹑PM2.5和PM1.0的吸附能力.结果表明①不同树种叶片表面附着颗粒物的能力差异明显,最高的是雪松( Cedrus deodara)和油松( pinus tabuliformis),吸附量分别是(18.95±0.71)μg.cm-2和(14.61±0.78)μg.cm-2,冷杉( Abies fabri)最小,为(8.02±0.4)μg.cm-2;②不同树种叶片单位面积对不同颗粒物的附着能力也存在差异,附着PM10能力最强的是油松和雪松,附着PM2.5能力最强的是雪松﹑铺地柏( Juniperus procumbens)﹑龙柏( Juniperus chinensis cv. kaizuka)和油松,附着PM1.0能力最强的是雪松﹑铺地柏﹑冷杉和油松;③不同月份叶片上附着的各粒级颗粒物( PM10﹑ PM2.5 )占TSP的比例不同.其中PM10在4~6月之间主要表现两种变化趋势,一是先上升后下降,主要为灌木树种;二是逐渐上升,主要的树种是乔木树种.而PM2.5则没有这种明显的变化趋势.     

北京不同污染地区园林植物对空气颗粒物的滞纳能力

城市园林植物作为城市生态系统的重要组成成分,在滞纳空气颗粒物,净化城市大气环境发挥着重要作用.本文以北京市6种常见园林植物为研究对象,利用气溶胶再发生器(QRJZFSQ-I)测定了不同污染地区叶片对大气颗粒物的滞纳能力,同时利用环境扫描电镜观察了测试树种叶片结构变化.结果表明:1在所测的树种中,针叶树种单位叶面积滞纳空气颗粒物的能力比阔叶树种高,其中油松(Pinus tabuliformis)滞纳量最高,为(3.89±0.026)μg·cm-2,其次是白皮松(Pinus bungeana),为(2.82±0.392)μg·cm-2,毛白杨(Populus tomentosa)最小,为(2.00±0.118)μg·cm-2;2通过观察叶片微观形态结构发现,针叶树种气孔排列紧密,气孔密度比阔叶树种大,表面粗糙度高于阔叶树种,而且能够分泌油脂;3在不同污染区,相同树种叶片滞纳PM10存在显著差异,五环周围的树种叶片单位叶面积滞纳PM10能力要高于植物园的,而相同树种叶片单位叶面积滞纳PM2.5则无明显差异;4在不同污染区下,叶片结构发生了重要的适应性变化,相对于轻污染区,在重污染区植物叶片外表皮细胞收缩,叶片表皮纹理变得更加粗糙,气孔频度和绒毛长度增加.尽管暴露于重污染区植物叶片发生重要变化,但是这些植物仍然能够正常健康地生长.     

北京市常见落叶树种叶片滞纳空气颗粒物功能

为了探求北京市常见落叶乔木树种滞纳空气颗粒物的功能,选取了6种典型落叶乔木树种(杨树、刺槐、栾树、垂柳、元宝枫、银杏),利用空气气溶胶再发生器(QRJZFSQ-I)测定了不同树种单位面积叶片对空气总悬浮颗粒物(TSP)、粗颗粒物和细颗粒物的滞纳量.结果表明:16个树种的叶片对不同粒径空气颗粒物均能起到一定的滞纳作用,且不同树种滞纳量表现出较大差异,栾树和刺槐单位面积叶片对不同粒径颗粒物的滞纳量最高,杨树的滞纳量最小;2不同树种单位面积叶片对不同粒径颗粒物的滞纳量并不完全随着取样时间的延长而增加,在雨后8 d和雨后5 d,不同树种单位面积叶片对TSP和粗颗粒物的滞纳量差异较大,但不同树种单位面积叶片对细颗粒物的滞纳量在不同取样时间下没有明显差异.在北京以空气污染的生态治理为目标选择落叶树种时,与银杏、垂柳、元宝枫、杨树相比,应优先选择栾树,其次为刺槐.     

北京市森林植被冠层对空气颗粒物的调控功能

植被冠层可以有效清除空气中的颗粒物,对减少雾霾发生、净化空气、维护人体健康发挥着重要的作用.利用分布式模型对北京市城市树木冠层清除空气颗粒物质量进行估算.结果显示,北京市树木冠层每年可以清除总空气颗粒物为833.02万kg,其中总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PM_(10))、细颗粒物(PM_(2.5))分别为451.28万kg、274.13万kg、107.61万kg,油松、柏木、栎类、经济林和槐树组冠层移除量较多.对不同林龄冠层移除空气颗粒物量的研究发现,针叶树种为成、过熟林能力中、近熟林幼龄林,而阔叶树种为中、近熟林能力成、过熟林幼龄林.所清除的颗粒物中,粗颗粒物(空气动力学直径≤10μm)量对TSP颗粒物量的贡献率较大,平均贡献率为60.74%;而清除的细颗粒物(空气动力学直径≤2.5μm)量对TSP颗粒物量的贡献率则因树种而异.本研究表明不同林龄、不同树种清除空气颗粒物的能力差别很大,因此在植树造林绿化城市时应该注意树种、林龄的选择.     

中国森林生态系统服务评估及其价值化实现路径设计

森林生态系统在山水林田湖草生命共同体中占据着重要地位,作为陆地生态系统的主要组成部分,其在物质循环、能量流动和信息传递方面作用巨大,森林生态系统服务评估是量化这种作用的必要手段。通过构建森林生态连清技术体系,在系列国家标准的规范下,进行多源数据的耦合,利用分布式测算方法,得出森林生态系统服务评估结果。同时,列举了多时空尺度的森林生态系统服务评估研究取得的成果,用翔实的数据量化了"绿水青山就是金山银山"。最后,根据森林生态系统服务评估典型案例,开展了生态系统服务价值化实现路径设计研究,以期为"绿水青山"向"金山银山"转化提供具体范式。     

北京市常见树种叶片吸滞颗粒物能力时间动态研究

目前,以显微镜观察叶片微观结构已被证明是研究叶片吸滞颗粒物机理的有效方法.本文利用颗粒物再悬浮法和原子力显微镜,观察了北京市主要园林树种吸滞颗粒物的能力和叶片的表面特征,并探讨了不同树种吸滞颗粒物能力随时间变化的规律及叶片微观结构对滞尘能力的影响.结果表明:1针叶树种吸滞总悬浮颗粒物(TSP)能力大于阔叶树种,排序为:油松((27.13±0.44)μg·cm~(-2))白皮松((10.74±0.23)μg·cm~(-2))五角枫((8.24±0.18)μg·cm~(-2))柳树((7.71±0.18)μg·cm~(-2))银杏((6.43±0.17)μg·cm~(-2))杨树((6.17±0.19)μg·cm~(-2)),不同时间段树种滞尘能力不一致;2观测期间,针叶树种吸滞TSP和粗颗粒物(PM10)能力随月份呈U型趋势,在8、9和10月最低,随后又逐渐上升,而阔叶树种吸滞颗粒物能力则呈倒U型趋势,在7、8月最高,但不同树种吸滞细颗粒物(PM2.5)能力随时间变化均无明显规律性;3通过对叶片表面原子力显微镜(AFM)结构观测发现,叶片表面粗糙度越大,其吸滞颗粒物能力越强.