不同热带森林空气负离子浓度评价研究

探究中国热带森林改善空气环境质量的功能及其影响因子,为热带雨林国家公园康养资源及生态系统服务功能评估提供基本参数。选择海南尖峰岭4种典型森林类型监测空气负离子浓度及其变化,并以无植被覆盖的开阔地为参照对象,采用相关分析与回归分析等方法研究不同植被类型空气负离子差异及其影响因素,并采用安倍空气离子评价指数、森林空气离子评价模型对不同林分空气质量进行评价。结果表明,(1)尖峰岭热带山地雨林区平均空气负离子浓度为1 534—5 393 ion·cm~(-3)。不同林分空气负离子浓度差异明显,从高到低排序为:热带山地雨林原始林(5 393 ion·cm~(-3))热带山地雨林次生林(4 199ion·cm~(-3))鸡毛松(Podocarpus imbricatus)人工林(4 009 ion·cm~(-3))加勒比松(Pinus caribaea)人工林(2 606 ion·cm~(-3))空旷地(1 543 ion·cm~(-3))。(2)负离子浓度一年中最高值为5月(雨季),最低值为11月(旱季)。负离子浓度在一天中的最高值出现在10:00—12:00,旱季最低值出现在20:00—21:00,雨季没有明显低峰。(3)林内空气负离子浓度与林分结构(物种多样性指数和结构多样性指数)呈显著正相关关系(P0.01);与相对湿度呈正相关(P0.01),而与空气温度和PM_(2.5)质量浓度呈负相关(P0.05)。(4)各林分空气质量评价指数从小到大依次为:空旷地加勒比松人工林鸡毛松人工林热带山地雨林次生林热带山地雨林原始林。热带森林改善空气环境质量的能力与林分类型、林分起源有关,天然林人工林,原始林次生林,热带森林空气负离子浓度主要受物种多样性和林分结构多样性的影响。     

高密度城市住区绿地空气负离子浓度分布特征及其与微气候关系

选取合肥市政务区天鹅湖周边4个高密度城市住区的不同类型绿地为研究对象,于2016年7—8月、12月针对分别在雨后、晴天、阴天3种天气状况下,主要包括空气正、负离子浓度,温度,相对湿度,风速,分析了夏冬两季室内外空气负离子浓度的分布特征,结果表明,(1)夏季各样本绿地空气负离子浓度呈现雨后晴天阴天的趋势,冬季各样本绿地空气负离子浓度呈现出晴天阴天雨后的趋势。(2)空气负离子浓度总体夏季高于冬季。夏季4块样本绿地室外环境的空气负离子平均浓度呈现雏菊苑丽景城琥珀五环城陶然居的趋势,分别为351、292、276、260 ion·cm~(-3);冬季呈现出陶然居丽景城琥珀五环城雏菊苑的趋势,分别为296、289、259、206 ion·cm~(-3)。(3)4种不同类型绿地中,道路绿地的空气负离子浓度偏低,其中夏季最低值达193 ion·cm~(-3),冬季最低值达171 ion·cm~(-3);宅旁绿地、组团绿地和中心绿地的空气负离子浓度相对较高,其中夏季最高值达405 ion·cm~(-3),冬季最高值达360 ion·cm~(-3)。论文进一步对空气负离子浓度与环境因子的进行相关性分析,根据以上分析得出结论,(1)晴天无尘时空气负离子浓度明显增大,雨后天晴时空气负离子比干燥晴天还要高,尤其雷雨过后空气中负离子浓度明显增高。(2)来往人员车辆较多不利于负离子的产生;植物层次结构丰富,能提高环境的空气负离子浓度。(3)室外绿地的空气负离子浓度与温度总体呈正相关,与相对湿度关系不明确,与风速总体呈正相关。(4)住区内部大面积的水体与绿地有利于激发负离子浓度。(5)住区周边的乔灌草结构,对城市主干道的灰尘起到了阻挡的作用,但也一定程度上阻挡了气流的运动。在此基础上作者进一步提出展望,建议整合住区内部的绿地或水体相贯通,形成整体化的绿地空间布局,同时采用郁闭度稍大的密林地或疏林地,在实现滞尘作用与利于气流的畅通之间寻找一个最佳的临界值。     

不同植被结构对空气质量的调控功能

随着城市化进程的加快,生态环境恶化,改善空气质量已成为社会所关注的重要环境问题。不同的植被结构可以有效调控大气颗粒物浓度,提高负离子的浓度,是改善空气质量的重要组成部分。为探究不同植被结构对空气质量的调控能力以及影响空气质量的因素,以沈阳市东陵公园为研究对象,采用定点观测法,监测8块不同植被结构内大气颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))和空气负离子浓度,并同步观测气象因子。研究结果表明,(1)不同植被结构调控大气颗粒物的能力存在差异,但是不显著。PM_(2.5)和PM_(10)日平均质量浓度在S1(稠李Padus avium+萱草Hemerocallis fulva)均为最高,分别是(48.63±18.05)μg·m~(-3)和(68.55±20.64)μg·m~(-3);S3(云杉Picea asperata+榆叶梅Amygdalus triloba+牛筋草Eleusine indica)最低,分别是(28.95±8.91)μg·m~(-3)和(45.21±10.38)μg·m~(-3)。PM_(2.5)和PM_(10)日平均质量浓度变化范围分别为(28.95—48.63)μg·m~(-3)和(45.21—68.55)μg·m~(-3)。(2)不同植被结构内空气负离子浓度存在显著性差异。空气负离子日平均浓度在S7(油松Pinus tabuliformis+桃叶卫矛Euonymus bungeanus+玉簪Hosta plantaginea)最高,为(1 007.50±53.10)ion·cm~(-3);S1(稠李+萱草)最低,为(446.21±34.9) ion·cm~(-3)。空气负离子日平均浓度范围(446.21—1 007.50) ion·cm~(-3)。(3)大气颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))和空气负离子浓度与乔木层郁闭度和相对湿度呈正显著相关,而与温度呈负显著相关;大气颗粒物浓度与空气负离子浓度呈负显著相关。以上研究结果可为优化城市绿地植被结构和改善空气质量提供一定的借鉴。     

北京地区不同植被类型空气负离子浓度及其影响因素分析

为研究城市内常见植被的空气负离子浓度水平及其影响因素,选取了北京市内几种常见的植被类型,以无植被覆盖的开阔地为参照对象,采用曲线图、散点图、回归分析等手段研究了不同植被类型的空气负离子浓度差异,并分析了外部环境对空气负离子浓度的影响。结果表明,(1)有林地区空气负离子浓度水平远高于无林地区,北京不同植被类型的空气负离子日平均浓度差异明显,5类样地的日平均空气负离子浓度波动范围在300~1 800 ion·cm-3之间,从高到低排序为:阔叶林针阔叶混交林针叶林灌木林无植被覆盖开阔地,且波动范围也逐渐变小,日平均空气负离子浓度分别达到了1 198、1 069、710、599、516 ion·cm-3。最高值一般出现在早晨或者晚上,最低值一般出现在中午。(2)空气负离子含量受天气变化影响显著,4种天气状况下的空气负离子浓度由高到低依次为:雷雨天晴天阴天雾霾天。(3)空气负离子浓度与温度呈负相关,回归方程为:y=-0.018 9x+40.157(r=-0.848,f=53.782,t=-7.334,P=0.001);与相对湿度呈正相关,回归方程为:y=0.058 0x+16.475(r=0.810,f=40.176,t=6.338,P=0.001)。(4)人类活动对空气负离子浓度影响较大,空气负离子浓度与人流量车流量均呈负相关,空气负离子浓度从中心城区向外逐渐升高,万泉河路、香山路、新平北路3个样地的日平均空气负离子浓度分别为:367、485、548 ion·cm-3。(5)空气负离子浓度室外明显高于室内。(6)空气质量与空气负离子浓度关系显著,空气负离子浓度与空气质量指数、PM2.5浓度均呈负相关。这些结果给城市绿地规划及大气治理提供了一些参考,并对后续进一步的研究做了铺垫。     

海滨、森林环境中空气负离子分布特征及其与环境因子的关系

利用连续7年北戴河空气负离子观测实验数据,分别以气象站、金山嘴和联峰山测点代表城市绿化区、海滨、森林等生态环境。绘制空气负离子浓度变化曲线,分析空气负离子浓度与气候要素和大气污染物的相关性,并进行显著性检验。本研究旨在了解北戴河空气负离子分布特征及其与环境因子的关系,为当地的环境保护、为劳模疗养和旅游资源开发提供科学数据。研究结果,(1)空气负离子浓度年际变化起伏不大,7年的平均值为1 730 ind?cm~(-3),最高年份与最低年份相差535ind?cm~(-3)。(2)空气负离子浓度月变化中,8月份平均离子浓度为7 785 ind?cm~(-3),为全年最高,1月份为365 ind?cm~(-3),为全年最低。在空气负离子空间分布上,海边和森林空气负离子浓度明显偏高,海滨的年平均值为3 902 ind?cm~(-3),森林年平均值为5 403 ind?cm~(-3)。(3)按季节统计空气负离子浓度日变化,其特点是白天浓度明显小于夜间,最高值出现在夜间或早晨,最低值出现在中午到下午之间。(4)年际空气负离子浓度与年雨日数、年总降雨量、年雷暴日数、年平均相对湿度呈正相关;与年平均气温、年日照时数呈负相关,但空气负离子浓度年均值与气象要素年均值的相关性检验不显著。(5)空气负离子浓度与细颗粒物PM_(2.5)浓度呈负相关;与细颗粒物中的二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳浓度呈负相关,而与臭氧浓度呈正相关,并通过显著性检验。(6)大气放电(雷雨)可以产生数量巨大的空气负离子。     

城市绿地空气负离子和PM_(2.5)浓度分布特征及其与微气候关系——以合肥天鹅湖为例

选取夏热冬冷地区合肥市天鹅湖3种不同类型绿地作为研究对象,并以空旷广场为对照,于2015年夏冬季分别测试了空气离子浓度、PM_(2.5)浓度、温度、湿度、风速等指标,分析了3种不同类型绿地以及对照广场的空气负离子浓度和PM_(2.5)浓度的时空特征,并进行了空气质量评价。结果表明,(1)实测样地的空气负离子浓度日变化较明显,呈现出上午高、下午低的趋势。同一时刻中对照广场空气负离子浓度最低,均低于3种不同类型绿地,峰值期间差异尤其明显。(2)夏冬季实测样地的空气负离子浓度由大到小依次为:疏林地、密林地、草地、对照广场。(3)实测样地的PM_(2.5)浓度日变化较明显,呈双峰双谷型,即早中晚低、白天高。(4)夏季实测样地PM_(2.5)浓度差异较显著,冬季不显著,且冬季PM_(2.5)浓度均大于夏季。(5)夏冬季实测样地的空气负离子平均浓度差异不大,CI指数接近,等级为D,空气清洁度属于容许范围;而对照广场的空气负离子平均浓度显著低于3种不同类型绿地,CI指数最低,等级为E级,空气清洁度属于中污染。由此得出以下结论:(1)合理的绿地空间布局能够提高空气负离子浓度,降低颗粒物污染并改善空气质量;(2)空气负离子浓度与PM_(2.5)浓度呈显著负相关;与相对湿度呈显著负相关,与风速呈显著正相关,与温度关系不明确。在此基础上进一步提出展望,建议对PM_(2.5)浓度和空气负离子浓度展开实时监测并对结果进行对比分析,找出两者之间的相关关系。同时对不同季节、不同天气状况、不同下垫面结构的城市绿地进行进一步深入研究,探索有利于居民身心健康和休闲运动的城市绿地类型。     

泰安市典型生态功能区空气负离子的时空分布及影响因素分析

为了探讨城市不同生态功能区空气负离子的时空分布及其影响因素,选取泰安市典型生态功能区(广场公园区、居民住宅区、城市道路区和工业厂房区),对其空气正、负离子浓度、可吸入颗粒物(PM10、PM2.5)浓度及其主要环境因子(空气温度、相对湿度、风速)进行同步监测,系统分析评价了各生态功能区空气负离子动态变化特征,以及与环境因子和可吸入颗粒物的相关性.结果表明:(1)广场公园区空气负离子浓度日变化呈明显的单峰形式,居民住宅区、城市道路区和工业厂房区呈双峰形式,广场公园区的空气负离子浓度最高,其次是居民住宅区和城市道路区,工业厂房区最低;(2)各生态功能区CI指数的平均值大小顺序依次为广场公园区居民住宅区城市道路区工业厂房区;(3)空气负离子日变化浓度趋势与相对湿度变化趋势相似,与温度、空气正离子、风速变化趋势相反.对空气负离子浓度日变化影响较大的环境因子是相对湿度和温度;(4)空气负离子和可吸入颗粒物(PM10、PM2.5)的日变化趋势相反,当空气负离子浓度增大时,可吸入颗粒物浓度减小,空气负离子和可吸入颗粒物呈显著负相关的关系,在相关性上PM10PM2.5.     

城市绿地对空气负离子的影响

在南昌市选择有典型特征的城市绿地,对其在不同环境状况下的空气正、负离子浓度进行监测。研究结果表明:(1)城市绿地能有效提高空气负离子数量;(2)乔、灌、草3种不同类型的绿地中,以乔木林对提高空气负离子浓度和改善空气质量的作用最为显著;(3)在城市环境下,不同林分结构类型的乔木片林对空气负离子水平以及空气质量指数(CI)的影响差异不显著;(4)天气条件对绿地的空气负离子水平存在显著影响;(5)喷泉对空气负离子有显著影响。喷泉周围空气负离子浓度节律性振荡周期与喷泉的喷水变化周期相吻合。喷泉对空气负离子浓度以及CI的影响随着距离的增加而迅速减小。     

北京城市森林PM_(2.5)质量浓度特征及影响因素分析

以北京西山森林公园为林内观测点,北京海淀植物园为林外对照点,研究城市森林PM_(2.5)质量浓度变化特征,并对其影响因素进行分析。结果表明,林内外PM_(2.5)质量浓度日变化呈"双峰双谷"型,8:00和21:00左右是一天中的两个峰值,15:00和4:00左右是一天中的两个谷值,PM_(2.5)质量浓度林内(104.02μg·m~(-3))林外(82.52μg·m~(-3))。一年中PM_(2.5)质量浓度在冬季最高,春季次之,夏季最低,PM_(2.5)质量浓度年变化林内为冬季(115.46μg·m~(-3))春季(112.39μg·m~(-3))秋季(106.37μg·m~(-3))夏季(81.87μg·m~(-3)),林外为冬季(97.35μg·m~(-3))春季(94.07μg·m-3)秋季(93.17μg·m~(-3))夏季(61.86μg·m~(-3))。气温、降雨均与PM_(2.5)浓度呈负相关。晴天时,温度高、空气对流旺盛,PM_(2.5)浓度较低;降水对PM_(2.5)有很好的消减作用;风有驱散PM_(2.5)的作用。在高温高湿天气下,PM_(2.5)浓度高于其他天气情况。该研究可以丰富森林净化大气的理论,为环保部门相关政策的制定提供依据。     

北京市三种典型城市绿地类型的保健功能分析

随着城市化进程的加快,越来越多的城市居民的健康受到城市污染的影响,因而城市绿地对人体的保健作用日益受到重视。通过实地监测的方法,选择北京3种典型类型的绿地、在不同空间以及不同的季相条件组合下,对形成绿地保健功能的空气负离子浓度、空气温度、湿度、二氧化碳浓度、噪音等因子进行了研究。结果表明：（1）不同绿地类型的保健功能有较大的差距,以同一时段空气中的负离子浓度为例,其最大值发生在郊野公园（1810cm^-3）,高于单位绿地（980cm^-3）,远高于作为对照的商业中心（110cm^-3）;（2）在同一绿地的不同空间位置也存在明显差异,以道路绿化防护林带为例,林带中心空气中的负离子浓度高达1900cm-^-3,高于林缘（591cm^-3）和林外（120cm^-3）;（3）同一绿地保健功能随季相变化发生明显改变,在有叶期的道路绿化防护林带中心的空气负离子浓度（1900cm^-3）是落叶期相同位置空气中负离子浓度（750cm-^-3）的两倍多。空气温湿度、噪音、CO2浓度的空间和时间上的变化类似于空气负离子。本研究获得的数据支持了城市绿地保健功能理论,可为合理设计城市绿地增强其保健功能提供依据。     

基于Sentinel多源遥感数据的河北省景县农田土壤水分协同反演

植被覆盖层对微波遥感反演地表土壤水分产生重要影响。以河北省景县为研究区,基于Sentinel-1 SAR遥感数据和Sentinel-2光学遥感数据,采用改进水云模型和Oh模型的组合方法,对植被覆盖地表土壤水分进行定量反演研究。结果表明:在Sentinel-1 VV极化条件下,改进水云模型和Oh模型的组合方法具有较高的反演精度,决定系数(R~2)为0.653 0,均方根误差(RMSE)为0.040 1 cm~3·cm~(-3),平均绝对误差(MAE)为0.032 7 cm~3·cm~(-3),这3项反演精度评价指标均优于VH极化。该方法在获取高空间分辨率和高精度的植被覆盖区农田土壤水分信息方面具有较高的应用价值。     

北京西山国家森林公园中空气负离子浓度与气象因子的相关性研究

空气负离子(Negative air ions,NAI)是城市空气质量的重要指标之一,揭示城市森林释放NAI的影响机制,有助于充分利用NAI的净化作用及保健作用,并判断空气质量。利用北京西山国家森林公园2017年9月-2018年8月的NAI和气象数据,深入探究不同季节条件下和典型天气下影响空气负离子浓度(NAIC)的气象因素。结果显示,(1)不同季节条件下,NAI与气象因素相关关系不同。当温度在15℃以上时,NAIC与温度呈负相关;在15℃以下时,NAIC与温度呈正相关。多数情况下,NAIC与湿度呈反比,冬季湿度对NAIC负效应影响最明显(r=-0.503,P<0.01)。春秋冬NAIC与太阳辐射、气压均呈显著正相关关系,而夏季空气负离子与二者呈现负相关关系。(2)典型天气下,城市森林NAIC与晴天相比出现不同程度的差异,且与气象因子的相关性也不同。雨天条件下,NAIC日均值为2134ion·cm^-3,比晴天NAIC高4.56%,主要受温度和降雨量的共同影响;雾霾天与冬季晴天相比,晴天昼间NAIC为2075 ion·cm^-3,雾霾天昼间NAIC为1948 ion·cm^-3,主要受太阳辐射量的影响;大风天气下NAIC峰值比微风天气高5.37%,日均值大于微风天气,主要受气压的影响。     

纳帕海流域不同植被类型土壤呼吸动态及其影响因子分析

土壤呼吸在生态系统碳循环过程中占有重要地位,为探讨纳帕海流域生态系统土壤呼吸过程,于2014年8月中下旬期间,采用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统对流域内7种植被类型土壤呼吸速率及其与土壤温度的响应规律进行了研究。结果表明:(1)各植被类型的土壤呼吸速率日变化都呈单峰曲线形式,最高值和最低值分别出现在13:00─16:00和2:00─8:00;(2)各植被类型土壤呼吸速率日均值为自然草地(5.506μmol·m~(-2)·s~(-1))轻度退化草地(4.322μmol·m~(-2)·s~(-1))高山灌丛(3.849μmol·m~(-2)·s~(-1))中度退化草地(3.226μmol·m~(-2)·s~(-1))重度退化草地(2.959μmol·m~(-2)·s~(-1))高山松Pinus densata林(2.260μmol·m~(-2)·s~(-1))青稞Hordeum vulgare Linn.var.nudum Hook.f.地(2.256μmol·m~(-2)·s~(-1));(3)当草地开垦为农田后,其土壤呼吸速率降为最低水平;(4)所有植被类型的土壤呼吸速率与5 cm土壤温度呈指数相关,其中在自然草地上,土壤温度对其土壤呼吸的影响最大,但温度敏感性却较低,重度退化草地的土壤温度对其土壤呼吸的影响最小,但温度敏感性最大。研究可见,区域内人类活动使草地退化、转变为农田等过程,导致其土壤呼吸速率显著下降。重度退化草地对温度变化所表现出的相对较高的敏感性,预示着在环境变化的影响下,生态系统过程及功能将会产生更大的波动。     

露天煤矿排土场复垦区不同植被类型土壤质量评价

采用室内土壤理化分析与根系扫描技术等研究方法,系统地研究排土场复垦区不同植被类型土壤理化性质及根系分布特征,并对4种植被类型(刺槐Robinia pseudoacacia、榆树Ulmus pumila、紫穗槐Amorpha fruticosa、火炬树Rhus typhina)土壤质量进行评价。结果表明:(1)排土场复垦区土壤容重在1.19-1.28 g·cm~(-3)之间,刺槐和火炬树土壤容重较小;排土场毛管孔隙度表现为紫穗槐(40.29%)刺槐(39.45%)火炬树(38.67%)榆树(36.56%),土壤含水率在9.85%-11.73%之间;(2)排土场不同样地初始入渗率表现为刺槐火炬树榆树紫穗槐,稳定入渗率表现为刺槐(3.06mm·min~(-1))榆树(1.03 mm·min~(-1))火炬树(0.98 mm·min~(-1))紫穗槐(0.85 mm·min~(-1));(3)刺槐、榆树、紫穗槐、火炬树土壤有机质依次为12.6、10.49、8.45、9.96 g·kg~(-1),全氮含量在0.54-0.69 g·kg~(-1)之间,有效磷含量在4.73-6.13 mg·kg~(-1)之间,速效钾含量在102.15-137.13 g·kg~(-1)之间;(4)排土场各样地根重密度表现为刺槐火炬树榆树紫穗槐,根长密度为紫穗槐火炬树刺槐榆树,根表面积密度为刺槐榆树火炬树紫穗槐;(5)筛选13个指标来评价排土场土壤质量,排土场土壤质量综合指数表现为刺槐(0.637)火炬树(0.426)榆树(0.416)紫穗槐(0.369),刺槐林地土壤质量最佳。研究结果可为排土场土地复垦与植被恢复提供科学依据。     

气象条件对西安市夏季和冬季近地面大气环境污染特征影响

利用2018年1—12月西安市13个环境空气质量监测点的六项大气污染常规分析指标(PM_(10)、PM_(2.5)、O_3、SO_2、NO_2和CO)逐小时监测数据,结合气象条件(温度、相对湿度、风向、风速、大气压、光照、紫外辐射、混合层高度及大气能见度)和颗粒物样品采集,对西安市近地面大气污染物浓度特征进行分析,结果表明,西安市近地面大气污染物浓度呈现明显的季节变化特征,冬季空气污染物主要为颗粒物(PM_(10)、PM_(2.5))对应质量浓度分别为:(154.04±92.88)、(101.84±60.11)μg·m~(-3),PM_(2.5)/PM_(10)的值为0.66,夏季空气污染物主要为O_3,质量浓度为(89.07±20.62)μg·m~(-3);西安市冬季PM_(2.5)数浓度、表面积浓度、质量浓度分别为(51 890±14 619)cm~(-3)、(2 882.21±939.83)μm~2·cm~(-3)、(0.32±0.13)mg·m~(-3),PM_(10)数浓度、质量浓度、表面积浓度分别为(51 897±14 618)cm~(-3)、(3 410.50±1 060.31)μm~2·cm~(-3)、(0.86±0.29)mg·m~(-3),数浓度粒径分布集中在0.010≤d_p≤0.484μm,占总数浓度的99.13%,表面积浓度粒径分布集中在0.072≤d_p≤8.136μm,占总表面积浓度的98.32%,质量浓度粒径分布集中在0.316≤dp≤8.136μm,占总质量浓度的98.75%。颗粒物数浓度对大气能见度影响最大的3个粒径段分别为d_p=0.762μm、d_p=1.956μm、d_p=1.232μm,3个粒径段与能见度的R~2(拟合优度)分别为:0.840、0.789、0.775;西安市夏季,在近地面环境温度大于30.23℃,相对湿度小于58.09%,光照强度大于107.83 W·m~(-2),紫外辐射强度大于324.10μW·cm~(-2)时,有利于近地大气层中高质量浓度O_3((112.16±53.01)μg·m~(-3))的生成与累积。研究结果可为西安市及汾渭平原其他城市大气污染物减排、大气污染防治策略的制定提供数据支持。     

甘肃省森林区空气负离子分布特征研究

选择了甘肃省7个代表性林区,利用ITC-201A型智能便携式空气负离子测定仪对14种林分类型的空气负离子浓度进行了为期2年的测定与研究。结果显示：①森林空气负离子浓度针叶树种均值为578cm-3,阔叶树种均值为471cm-3;针叶混交林为722cm-3,针阔混交林为661cm-3,阔叶混交林为492cm-3;不同植被类型均值表现为：针叶混交林〉针阔混交林〉针叶树种〉阔叶混交林〉阔叶树种;②各森林区空气负离子浓度铁杉为最大（877cm-3）,冷杉为最小（372cm-3）,14种林分类型表现为：铁杉（Tsuga chinensis（Franch.）Pritz）〉针叶混交林（coniferous mixed forest）〉云杉（Picea crassifolia Kom.）〉针阔混交林（Mixed needle）〉华山松（Pinus armandii Franch.）〉落叶松（Larix gmelinii（Ruprecht）Kuzeneva）〉桦木（Betulasp.）〉杨树（Populussp.）〉油松（Pinus tabulaeformis Carr.）〉阔叶混交林（broadleaf mixed forest）〉栎类（Quercus）〉柏木（Cupressus fune-bris Endl.）〉椴树（Tilia tuan Szyszyl.）〉冷杉（Abies fabri（Mast.）Craib）;③空气负离子浓度与温度成负相关,相关性方程为y=-57.457x＋1486.2（R2=0.9105）,与空气相对湿度成正相关,相关性方程为y=9.3485x-103.57（R2=0.6801）。     

3种城市森林群落空气负离子的产生能力

通过人工模拟方法确定负离子的自然衰减时间,并结合实时条件下实际空气负离子浓度以及植物群落的本底浓度,计算分析合肥大蜀山森林公园2012年4—6月,雪松、杨树、竹林等植被群落在06:00~18:00之间的负离子产生量,确定不同森林群落负离子产生能力的差异。结果表明:空气负离子的自然衰减规律符合c(t)=2986.6×e-0.0141 t,据此估算出负离子在空气中的寿命(半滞留时间)约为49.16 min。利用06:00时的负离子浓度估算出4—6月雪松、杨树、竹林群落在06:00~18:00之间的负离子产生能力分别为2 493个/cm3、11 228个/cm3、7 037个/cm3。杨树的负离子产生能力相当于雪松的4.50倍,竹林相当于雪松的2.82倍。太阳辐射日总量、叶面积指数是区域内空气负离子浓度日变化的主要因素,而植物群落当年新生叶片量是影响其4—6月间负离子产生能力的主要因素。杨树群落新生叶片量最大,负离子产生能力最强,雪松新生叶片量最少,负离子产生能力最弱。     

不同植被类型对土壤理化性质和土壤呼吸的影响

不同植被类型影响地表覆盖和土壤特性,进而可能会改变生态系统碳循环。为了揭示植被类型对土壤理化性质和土壤呼吸碳排放的影响,本文通过测定并分析大兴安岭南段蒙古栎(Quercus mongolica)林、林缘草地、华北落叶松(Larix pricepis-ruprechtii)人工林、山杏(Armeniaca sibirica)灌丛和山荆子(Malus baccata)林5种植被类型的土壤理化性质和土壤碳通量,探讨了不同植被类型中土壤特性和土壤呼吸的变化。结果表明,土壤全氮、速效磷和有机碳均表现为山荆子林显著高于其他植被类型。生长季的土壤温度呈单峰趋势,在8月份达到最高;土壤含水量呈先升高后下降再升高的趋势,其范围在0.77~1.18 cm~3·cm~(-3)之间;土壤呼吸速率与土壤温度的变化趋势一致,各植被类型均在8月份达到峰值,以山杏灌丛的土壤呼吸速率最大(9.778μmol·m~(-2)·s~(-1)),分别是山荆子林、林缘草地、蒙古栎林和华北落叶松人工林的1.25、1.37、1.84和1.87倍。单因素方差分析表明,生长季的各个月份的土壤呼吸速率在不同植被类型间有显著差异;华北落叶松人工林生长季土壤呼吸的排放量最低;生长季土壤呼吸速率与土壤温度和含水量均呈显著正相关关系。因此,大兴安岭南段的不同植被类型是影响生长季土壤碳排放的主要生物因子,而土壤温度是其主要的非生物因子。该研究可为植被类型的科学管理提供科学依据,对植被碳排放的进一步理解具有一定的意义。     

黄淮海平原不同土地利用方式对土壤有机碳及微生物呼吸的影响

土壤是陆地生态系统最大的碳库,有机碳通过微生物分解作用向大气释放CO_2,土壤碳库的微小变化将会对大气CO_2浓度和全球碳循环产生巨大的影响。在当前人类活动频繁和土地利用与土地覆被变化的背景下,研究不同土地利用方式对土壤有机碳等理化性质和土壤微生物呼吸等功能的影响,可以阐明影响土壤碳汇功能的关键因子,为未来土地利用管理提供科学依据。以开封市为例,研究了黄淮海平原不同土地利用方式(包括弃耕地、草地、果园、农田和森林)下土壤湿度、pH值、铵态氮、硝态氮、总碳、总氮、有机碳、可溶性有机碳、微生物生物量碳氮、微生物呼吸及其温度敏感性的变化规律。研究结果表明,(1)森林土壤湿度、总碳、总氮、有机碳(1.48%)、微生物生物量碳氮含量显著高于其他土地利用方式,但其微生物呼吸(101.06 mg·kg~(-1)·d~(-1))和温度敏感性(1.18)最小。(2)农田土壤的总碳、总氮、有机碳、微生物生物量碳氮含量均次于森林且高于其他土地利用方式,微生物呼吸速率较大(128.55 mg·kg~(-1)·d~(-1))。(3)弃耕地、草地和果园土壤碳氮和微生物碳氮较小。(4)结构方程模型表明土地利用方式可以直接解释土壤有机碳积累的68%,且可通过土壤湿度间接地影响土壤有机碳和微生物呼吸。土壤有机碳和微生物呼吸分别被土壤湿度和硝态氮含量等因子解释了93%和54%。该研究表明森林生态系统利于土壤有机碳固持,其较小的微生物呼吸温度敏感性对应对未来全球气候变化具有重大意义;农田占地面积广大,农业经营中在保障粮食生产的同时要采取免耕或秸秆还田等措施充分发挥其碳汇作用。     

内蒙古大青山4种典型植被类型生态系统服务权衡与协同

分析生物多样性、土壤肥力、水源涵养、固碳能力等4种生态系统服务间的权衡与协同关系,从而为大青山植被合理经营提供理论依据。以内蒙古大青山白桦(Betula platyphylla)天然次生林、华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林、虎榛子(Ostryopsis davidiana)天然灌丛和天然草地等4种植被类型为研究对象,利用均方根偏差(RMSD)对区域生态系统服务的权衡与协同关系进行了研究,并对各生态系统服务的贡献进行了分析。结果表明,4种植被类型生物多样性为:白桦天然次生林(2.81)虎榛子天然灌丛(1.84)华北落叶松人工林(1.80)天然草地(1.78);土壤肥力为:白桦天然次生林(71.14 g·kg~(-1))华北落叶松人工林(57.01 g·kg~(-1))虎榛子天然灌丛(52.50 g·kg~(-1))天然草地(35.58 g·kg~(-1));水源涵养为:白桦天然次生林(618.42 t·hm~(-2))华北落叶松人工林(603.30 t·hm~(-2))虎榛子天然灌丛(573.85 t·hm~(-2))天然草地(561.02 t·hm~(-2));固碳能力为:华北落叶松人工林(468.92 t·hm~(-2))虎榛子天然灌丛(415.31 t·hm~(-2))白桦天然次生林(291.97 t·hm~(-2))天然草地(129.37 t·hm~(-2))。4种植被类型生态系统服务之间均属于权衡关系,其中白桦天然次生林的生物多样性分别与水源涵养、土壤肥力和固碳能力呈中等程度的权衡(ERMSD=0.149、0.159、0.145),表现为水源涵养具有较高的收益。华北落叶松人工林的固碳能力与生物多样性、水源涵养和土壤肥力呈较高程度的权衡(ERMSD=0.214、0.183、0.184),表现为固碳能力具有较高的收益。各植被类型的4种生态系统服务存在一定差异,白桦天然次生林的水源涵养能力强于其他生态系统服务,华北落叶松人工林的固碳能力占重要地位。由此可知,适当调整经营措施,提高人工林的生物多样性,同时注重改善天然林的固碳能力,可维持内蒙古大青山森林生态系统服务的平衡发展。