2015年北京采暖季城市森林内外SO2浓度的时空变化特征

为探讨采暖季城市森林内外ρ(SO₂)动态变化及差异性,基于西山国家森林公园林内空气质量监测站数据,结合北京市环境保护监测中心植物园监测站的实时数据,分析2015年采暖季城市森林内外ρ(SO₂)变化和影响因素.结果表明:林内外ρ(SO₂)日变化基本呈双峰双谷型,在09:00-11:00和20:00-22:00左右达到高峰;采样期间ρ(SO₂)月变化呈不显著"V"型,最高值出现在1月,林内外分别为(25.8±9.2)和(31.7±23.4)μg/m3,最低值出现在11月,林内外分别为(19.0±5.2)和(13.0±11.2)μg/m3.林内ρ(SO₂)在1-3月低于林外,11-12月高于林外,林内ρ(SO₂)变化较林外平缓;气象条件对采暖季城市森林ρ(SO₂)变化有重要影响:降水对ρ(SO₂)消减效应明显,大风有驱散SO₂的作用,同时受风向影响;ρ(SO₂)和温度关系不显著(P=0.05,R < 0.40),但和空气相对湿度线性关系显著(α=0.05,Sig=0.00),林内受气象因素影响低于林外.研究显示,城市森林对气态污染物具有一定的缓冲、抵抗和吸收能力,因此应重视发展城市森林生态系统,充分发挥其生态效益,以提高城市大气环境质量.      

北京西山冬季针叶树种叶片滞纳PM_(2.5)功能研究

以北京西山8种针叶树为研究对象,应用气溶胶再发生器对不同植物叶片冬季PM_(2.5)吸附量进行测定,应用环境扫描电镜观察了叶表面微形态特征结构,阐释了不同树种叶表面结构与吸滞PM_(2.5)关系。结果表明:冬季单位叶面积PM_(2.5)吸附量排序为雪松((3.04±0.39)μg/cm~2)油松((2.93±0.32)μg/cm~2)红松((2.87±0.28)μg/cm~2)白皮松((2.79±0.29)μg/cm~2)侧柏((2.19±0.20)μg/cm~2)冷杉((1.89±0.33)μg/cm~2)龙柏((1.80±0.25)μg/cm~2)桧柏((1.75±0.19)μg/cm~2),从冬季不同月份来看,不同树种单位叶面积PM_(2.5)吸附量表现为2月((2.81±0.59)μg/cm~2)1月((2.45±0.53)μg/cm~2)12月((2.33±0.51)μg/cm~2)11月((2.05±0.48)μg/cm~2);雪松、白皮松和油松有大量凹陷和突起,气孔密度和开度较大,叶表面较粗糙,吸滞PM_(2.5)能力强;冷杉、龙柏和桧柏因其叶表面平滑、气孔密度较小,绒毛较少,吸滞PM_(2.5)能力较弱。因此,为提高城市植被的环境效应,可选择叶表面形态有利于吸滞PM_(2.5)等颗粒物的树种。     

中国竹林生态系统的碳储量

利用中国4次森林资源清查资料以及中国森林生态定位观测研究站(CFERN)的观测数据,估算了中国1977-2003年期间4个时期竹林生态系统的碳储量,并对其垂直分配结构特征、时空动态格局和贮碳潜力进行了分析.竹林的总碳储量结果为1977-1981年期间537.6Mt C,1984-1988年期问598.61Mt C,1994-1998年期间710.14 Mt C,1999-2003年期间837.92Mt C,期间浙江、江西、福建、湖南、广东和四川六省是中国竹林碳库的主要组成部分,占80.04%-83.13%.垂直分配结构基本相似,植被层占总碳储量的23.84%～24.49%,枯落物层占0.93%～0.96%,土壤层占的74.55%～75.23%.1999-2003年期间中国竹林生态系统碳素现存量为837.92 Mt C,10年后贮碳量将达到837.92 Mt C,并以C 54.81Mt·a-1.的平均积累速率递增.     

不同树种配置PM2.5动态变化特征

以北京市大兴区南海子公园26种常见树种配置为研究对象,应用Dustmate手持PM_(2.5)监测仪监测各配置PM_(2.5),结合气溶胶再发生器和叶面积扫描仪,分析单位叶面积PM_(2.5)吸附量,以综合探讨不同树种配置PM_(2.5)动态变化特征。结果表明:总体上,各树种配置中PM_(2.5)浓度呈现上午高、下午低的趋势,14:00最低。各树种配置中PM_(2.5)平均值表现为针阔混交林阔叶纯林阔阔混交林针叶纯林针针混交林,且6月9月7月10月5月8月。不同树种配置对PM_(2.5)的吸附能力差异较大,表现为针叶纯林针针混交林针阔混交林阔叶纯林阔阔混交林。因植物吸附PM_(2.5)能力取决于单位叶面积PM_(2.5)吸附量及其叶面积指数,进行树种配置时需同时考虑这两个因素,将不同生活型和具不同叶习性的植物合理混交配置,从而提高植被吸附和调控PM_(2.5)的能力,为优化城市绿化植物配置、降低空气中PM_(2.5)污染提供科学依据。     

北京市2015年森林植被区PM10质量浓度时空变化特征

以北京市大兴区南海子公园植被区与亦庄非植被区为研究对象,对比分析了植被区与非植被区PM₁₀质量浓度日变化、月变化特征及典型天气条件下的变化.结果表明：PM₁₀浓度的日变化趋势基本相同,呈典型的双峰曲线,春、夏季的峰值出现在9：00-10：00和18：00-19：00,秋、冬季的峰值出现在8：00-9：00和18：00-19：00,且秋、冬季PM₁₀浓度高于春、夏季;植被区与非植被区的PM₁₀月变化趋势基本一致,植被区PM₁₀浓度低于非植被区,且2月份PM₁₀浓度最大;各季节优良天气排序为夏季（42.60%）> 秋季（31.10%）> 春季（26.43%）> 冬季（15.17%）,中度及以上污染天气所占比例排序为冬季（55.52%）> 春季（27.57%）> 秋季（17.77%）> 夏季（3.58%）;PM₁₀浓度随降雨强度的增加呈减小的变化趋势,雨前12 h的PM₁₀浓度均值表现为植被区（106.43 μg·m^-3）<非植被区（157.39 μg·m^-3）,雨后12 h的PM₁₀浓度均值表现为植被区（50.96 μg·m^-3）>非植被区（38.41 μg·m^-3）;PM₁₀浓度随风速的增大呈减小的变化趋势,风后12 h的非植被区PM₁₀浓度削减率均值是植被区的1.23倍,且PM₁₀浓度削减率均处于较高水平;PM₁₀浓度随空气湿度的增大呈增大的变化趋势,随温度的升高呈减小的变化趋势.研究结果对进一步治理和控制北京市大气污染有参考价值.     

北京常见绿化树种叶片富集重金属能力研究

以北京地区常见绿化树种为研究对象,测定叶片和土壤重金属含量,对其季节变化规律和污染程度的相关性进行分析,探究植物叶片对土壤中重金属的富集能力.结果表明:①植物叶片中重金属Cu、Pb、Zn含量随季节变化(由春到冬)呈先下降后升高再下降的变化趋势;Cr含量变化呈先升高后下降的趋势,秋季达最高值;春、夏、秋这3季对Cu富集能力较强的为柳树和国槐,冬季为油松;对Cr、Pb富集能力较强的是国槐和侧柏,冬季为侧柏和白皮松;对Zn富集能力较强的为柳树和白皮松,冬季为侧柏;②由市中心至远郊,4种重金属(Cu、Cr、Pb、Zn)污染程度为:景山(C=2.48,C为污染系数)>奥林(C=1.27)>松山(C=1.20)>水关(C=1.18);③水关长城景区植物叶片中重金属含量变化较大,其它3个研究区域重金属含量排序为:景山>奥林>松山;同一树种叶片对不同重金属富集能力排序均为:Zn>Cu>Pb>Cr,且Zn含量与Cr含量差异极显著(P<0.01);④植物叶片中重金属含量与土壤中相应重金属元素污染程度呈二次多项式关系,除Cu元素外,其余3种重金属元素含量与土壤中重金属污染程度相关性较强,且相关系数均达0.9以上.     

3条风沙进京路径植物吸附颗粒物能力

在3条风沙进京路径上选取10个城市(北线:二连浩特—苏尼特右旗—张家口—北京;中线:额济纳旗—呼和浩特—北京;西线:哈密—张掖—银川—太原—北京)的植物为研究对象,应用气溶胶再发生器对植物叶片颗粒物吸附量进行了定量测定,同时应用环境扫描电镜观察了不同城市树木叶表面微形态特征结构,阐释了不同城市树木叶表面结构与吸滞颗粒物的关系。结果表明:3条线路的PM_(10)吸附量表现为中线(1.57±0.24)μg/cm~2西线(1.51±0.18)μg/cm~2北线(1.50±0.76)μg/cm~2,PM_(2.5)吸附量表现为西线(0.15±0.06)μg/cm~2北线(0.12±0.03)μg/cm~2中线(0.11±0.04)μg/cm~2;不同风沙进京路径植物吸附颗粒物在3-4月和11月是植物吸附颗粒物较高的月份,7月和9月是植物吸附颗粒物较低的月份,植物吸附PM_(2.5)和PM_(10)量均不在风沙源头和终点城市最大,而是在风沙传输路径的中间城市最大;3条风沙进京路径植物吸附PM_(10)约为1.53μg/cm~2,吸附PM_(2.5)约为0.13μg/cm~2;在叶面粗糙、凹凸不平的时期,颗粒物的吸附量均较大,叶片光滑、粗糙度较低的月份,植物颗粒物吸附量均较低。可见,风沙进京路径植物吸附PM_(10)主要来源于新疆和蒙古高原以西的沙漠区域,吸附PM_(2.5)主要来源于新疆和蒙古高原北部,在风沙运移过程中植物吸附颗粒物主要以PM_(10)为主,处于风沙频繁、污染严重、沙尘较大的时间和地区在叶面形态上更有利于吸附颗粒物。研究结果可为政府部门决策和造林治沙工程的实施提供依据。     

北京典型天气下的4种阔叶树种液流特征及其影响因素

为揭示典型天气下阔叶树种的液流变化差异及其主要影响因素,以北京平原区的4种阔叶乔木为研究对象,利用热扩散插针法对树干液流进行连续观测,同时结合Meter全自动气象站同步观测的环境因子,分析树木蒸腾特征及其影响因素,结果显示:(1)在典型天气条件下,4种阔叶树种液流日变化特征均为晴天液流日变化呈单峰型曲线,阴天呈双峰型变化,雨天则呈多峰型趋势;液流启动时间为晴天和阴天(06:00)早于雨天(06:30)。(2)各环境因子中太阳辐射日变化与液流相似,且各环境因子间相互影响,尤其太阳辐射与温度间存在滞后效应。(3)各环境因子中,太阳辐射、温度、风速及水汽压亏缺(VPD)均与液流呈极显著正相关(P0. 01),而空气相对湿度则与液流呈极显著负相关(P0. 01);同步观测的环境因子日变化与液流日变化存在时滞效应。(4)主成分分析结果发现,大气温度和太阳辐射作为主要影响因子贡献率为74. 37%;水汽压亏缺贡献率为14. 33%。(5)各树种7月总耗水量为毛白杨(289. 23 kg)刺槐(235. 04 kg)国槐(151. 53 kg)栾树(133. 80 kg),日耗水量大小顺序与月耗水量相同,且晴天高于阴雨天。研究结果可为北京市园林树种的生态水文过程和影响因素综合评定提供一定的科学依据。     

植物释放有益挥发性有机物研究进展

植物释放的有益挥发性有机物(Biogenic Volatile Organic Compounds,BVOCs)作为一类重要医疗保健资源,除能够增强人体免疫力、调节情绪、治疗慢性疾病外,在大气环境质量、地球生态系统及全球碳循环平衡方面均发挥着多重作用,因此具有极高研究价值和应用前景.而在传统城市园林绿地植物选择和配置时...     

侧柏和垂柳释放有益BVOCs组分生长季动态变化特征研究

选取北京地区典型常绿树种侧柏(Platycladus orientalis)和落叶树种垂柳(Salix babylonica),以生长健康、树龄(8年)相同树种为试材,开展植物释放有益挥发性有机物(BVOCs)动态变化特征研究实验.采用自动热脱附-气相色谱/质谱联用法(Thermal desorption Cold T...