题名 | 北京地区PM2.5分布与绿地滞尘研究 |
作者 | 陈国建
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答辩日期 | 2020-06
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文献子类 | 博士
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授予单位 | 中国科学院生态环境研究中心
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授予地点 | 北京
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导师 | 马克明
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关键词 | 颗粒物污染
Landscape Pattern
Urbanization
Regional Transport
Vegetation Dust Removal
景观格局
城市化
区域传输
植被滞尘
particulate Pollution
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学位名称 | 理学博士
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其他题名 | PM2.5 Distribution Characteristic nd Particulate Matter Removal by Vegetation in Beijing
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学位专业 | 生态学
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英文摘要 | 颗粒物污染是全球备受关注的环境问题之一,特别是在中国,尤其是在北京。颗粒物污染会影响能见度和区域气候,并且会危害人体健康,造成巨大的经济损失。城市化是颗粒物污染的重要原因,研究城市化及景观格局特征对颗粒物的影响可以为控制颗粒物污染提供科学指导。
根据北京市2014-2017年35个站点的PM2.5浓度数据,本文分析了区域传输和城市化对PM2.5浓度的影响,进一步分析景观格局对PM2.5浓度分布的影响,获得不同情况下的PM2.5浓度分布格局。比较了10个物种的再滞尘能力和再滞尘效率;开展实地监测,分析绿地斑块特征对空气颗粒物的作用;最后采用干沉降模型评估北京市植被滞尘对PM2.5浓度的影响。主要研究结论如下:
1.不同季节北京市的PM2.5浓度均由南至北降低,而城市化对PM2.5的作用在不同季节不同。城市化的作用在不同区域传输作用下不同;不同的城市化作用下,区域传输负作用均占据主导地位。随着污染水平的升高,显著的区域传输作用频率略微增加,而显著的城市化作用频率变化不大,城市化的正作用逐步转变为负作用。
2.移除区域传输的影响后,不同景观类型的PM2.5浓度在夏季、秋季和冬季差异显著。城市景观格局指标与PM2.5的关系整体较弱,仅部分指标在部分时段与PM2.5浓度有显著关系。不同季节影响PM2.5的主要景观指标相似,南北梯度、水体的边缘密度和水体的斑块密度是最主要的指标。在不同的区域传输和城市化作用下,影响PM2.5分布的景观指标不同。
3.降雨不能将叶表面颗粒物全部移除,且降雨后不同植物叶表面的颗粒物差异显著。不同植物的再滞尘能力差异显著。除去大颗粒物外,植物的再滞尘效率差异显著。
4.气温和相对湿度显著影响5μm以下的颗粒物浓度,而大于5μm以上的颗粒物浓度不受气温和相对湿度的影响。绝大部分绿地斑块内外颗粒物差异不显著。随着绿地斑块面积的增大,绿地斑块对颗粒物的平均削减率由负值逐渐转变为正值。
5.北京市植被年总PM2.5滞尘量为2.2万吨,单位土地面积的年平均滞尘为1.3t/km2,植被平均每小时降低PM2.5浓度为0.22μg/m3,平均每小时对PM2.5浓度的削减率为0.31%,最高可达0.68%。植被滞尘能力、PM2.5浓度削减量和削减率均具有显著的城乡梯度。植被滞尘的健康效益在城市中心地区最高。
我们发现城市化的作用在不同季节、不同的区域传输作用下不同,阐明了城市化作用随污染水平升高的变化规律。开展了北京市城市植被滞尘能力评估及相关参数优化的基础研究,发现植物的再滞尘能力和效率存在显著差异,绿地斑块大小影响绿地斑块对颗粒物浓度的削减率,北京市城市植被滞尘的具有明显的城乡梯度。研究结果对于北京市颗粒物污染的防控具有重要的指导作用。 |
页码 | 146
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内容类型 | 学位论文
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源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/43555] |
专题 | 生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室
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推荐引用方式 GB/T 7714 |
陈国建. 北京地区PM2.5分布与绿地滞尘研究[D]. 北京. 中国科学院生态环境研究中心. 2020.
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