發(fā)布時間：2017-12-14 12:18

  本文關(guān)鍵詞：北京市主要樹種滯納空氣顆粒物功能研究

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【摘要】：近幾年,空氣污染已成為我國主要的環(huán)境問題,對國民生產(chǎn)生活造成了嚴重危害。在我國許多大中城市,如何防治和治理霧霾已成為科技人員、政府官員、公眾最為關(guān)心的環(huán)境問題。目前,關(guān)于如何防治、治理霧霾以及降低空氣顆粒濃度,成為科學研究的熱點和難點。其中主要一條途徑是通過植物的滯納作用來防治和治理霧霾,植物不僅可以增加地表粗糙度、降低風速,加快空氣中顆粒物沉降速率,而且還可以憑借其碩大的葉冠層、巨大的葉表面及其表面結(jié)構(gòu)滯納空氣中的顆粒物,特別是PM25顆粒物,以致減少空氣中顆粒物濃度,起到治污減霾,凈化空氣,提高環(huán)境質(zhì)量的功能。本文通過顆粒物再懸浮法、分布式測算方法,利用氣溶膠再放生器、冠層分析儀、掃描電鏡、原子力顯微鏡,分析了北京市主要樹種在不同時間段、不同地點下滯納空氣顆粒物功能,特別是對TSP、PM10、PM2.5的滯納能力,同時研究了北京森林植被對空氣顆粒物的凈化功能。主要研究結(jié)果如下：1)利用顆粒物再懸浮法,對北京市主要樹種葉片滯納空氣顆粒物能力大小進行了定量化,結(jié)果發(fā)現(xiàn)檢測樹種中,針葉樹種的葉片平均滯納顆粒物(TSP、PM10和PM25)的能力大于闊葉樹種,在針葉樹種側(cè)柏(Platycladus orientalis)油松(Pinus tabuliformis)、雪松(Cedrus deodara)的滯納能力最大。在闊葉樹種,銀杏、欒樹、蒙櫟、刺槐、毛白楊葉片滯納量最小。在樹種葉片所滯納的顆粒物種,主要滯納粒徑小于PM1o的顆粒物,占總顆粒物(TSP)的58.74%～92.82%。而在PM1o顆粒物中,葉片表面滯納的細顆粒物(Dp2.5μm)對粗顆粒物(Dp≤10μm)的貢獻率則因樹種而異,細顆粒物(即PM25)所占的比例為16.90%-63.75%,其中油松、圓柏、旱柳、五角楓和蒙櫟較高,而毛白楊、銀杏等樹種最低。2)通過對北京市6種典型常規(guī)樹種葉片滯納能力隨時間變化規(guī)律研究發(fā)現(xiàn),在觀測期間,油松和白皮松滯納TSP和PM10能力隨季節(jié)呈U型趨勢,在8、9和10月最低,隨后又逐漸上升,而闊葉樹種旱柳、五角楓、銀杏和毛白楊滯納顆粒物能力則呈∩型趨勢,在7、8月最高。但是觀測樹種滯納PM25能力隨時間變化而沒有出現(xiàn)規(guī)律性；通過對葉片表面AFM結(jié)構(gòu)觀測發(fā)現(xiàn),葉片表面微結(jié)構(gòu)(絨毛長短、氣孔密度、有無分泌油脂、粗糙度等因素)對葉片滯納顆粒物能力有著至關(guān)重要的影響。3)在不同的地點(五環(huán)和植物園),相同樹種的滯納顆粒物能力存在顯著區(qū)別,五環(huán)周圍的樹種葉片單位葉面積滯納PM10能力要高于植物園的,而相同樹種葉片單位葉面積滯納PM2.5則無明顯差異；通過掃描電鏡發(fā)現(xiàn),在不同地點下,葉片結(jié)構(gòu)發(fā)生了重要的適應(yīng)性變化,相對于植物園,在五環(huán)周邊植物葉片外表皮細胞收縮,葉片表皮紋理變的更加粗糙,氣孔頻度和絨毛長度增加。4)根據(jù)北京市第七次森林資源調(diào)查數(shù)據(jù),在現(xiàn)有森林面積的情況下,北京市森林總共能夠滯納TSP為451.28萬kg/a,其中滯納PM10為274.13萬kg/a,PM2.5為107.60萬kg/a,PM1.0為15.99萬kg/a。在計算不同林齡單位面積滯塵量中發(fā)現(xiàn),針葉樹種中,成、過熟林滯塵量大于中齡、成熟林,大于幼齡林,而闊葉樹種,中、成熟林滯塵量大于成、過林、大于幼齡林。最后并根據(jù)研究結(jié)果與北京市森林資源特點,提出了北京市樹種優(yōu)化及造林建議。
【學位授予單位】：北京林業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S718.45;X513

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