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城市绿地滞尘效应优化研究

文献类型:学位论文

作者张 瑞
答辩日期2021-06
文献子类博士
授予单位中国科学院大学;中国科学院生态环境研究中心
授予地点北京
导师马克明
关键词气候影响模型,多尺度整合,多尺度优化,绿化需求指数,城市绿化 climate Impact Model, Multi-scale Integration, Multi-scale Optimization, Greening Demand Index, Urban Greening
学位名称理学博士
学位专业生态学
其他题名Study on the optimization of particulate matter removal effect by urban green space
英文摘要

      空气颗粒物污染是目前城市发展过程中面临的主要环境问题之一,对居民的 生命健康和生产生活构成了严重威胁。城市绿地对空气颗粒物的过滤功能是其重 要的生态系统服务之一。如何提升城市绿地滞尘能力也是城市生态学研究中的热 点。城市绿地对空气颗粒物的作用机理和研究方法因空间尺度而异。探索多尺度 影响植物滞尘功能发挥的环境和物种因素,对明晰植物滞尘机理和指导城市绿地 建设具有重要意义。通过对物种与气候参数进行整合,建立了多周期植物滞尘模 型,进而分析了气候因素对植物滞尘效率的影响。在该模型的基础上结合植物对 时空利用效率的考虑以及影响因素在时空分布的匹配性分析建立了植物滞尘多 尺度整合模型。基于该模型提出了在物种、群落、景观和城市尺度提升绿地滞尘 能力的优化方向。在城市尺度,进一步通过对季节性非绿色覆盖度、颗粒物浓度 和人口密度的空间叠加分析建立了绿化需求指数。并据此对北京市绿地滞尘服务 的优化方案进行了探索。本研究的主要结论如下:

      (1)植物去除空气颗粒物的效率受到气候因素的影响。植物的滞尘量与空气 颗粒物浓度呈线性正相关。植物的滞尘阈值与接近阈值所需时间随风速增加而减 少。自然条件下植物的滞尘阈值与接近阈值所需的时间以及叶面颗粒物量都处于 剧烈的变化之中。植物的滞尘效率随着风速的增加先增加后降低,随着降水冲刷 周期的变长,植物去除空气颗粒物的最适风速逐渐降低。一般而言,对植物滞尘 功能的发挥:短降水周期&高风速>短降水周期&低风速>长降水周期&低风速 >长降水周期&高风速。此外,不同植物的滞尘效率大小关系可能会随冲刷周期 或风速发生转变,滞尘植物的选择也要与地区气候相匹配。

       (2)滞尘物种的选择除了要与当地气候相匹配外,还需兼顾其对时间和空间 的利用效率。群落滞尘能力的优化可以通过增加植物群落层次和结构复杂度提升 对垂直空间的利用率达成。景观尺度的绿地滞尘优化方向取决于当地的气候类型, 在降水稀少的地区适合建设少量大的绿地斑块以降低植物的暴露风速和风速变 化。城市尺度需增加颗粒物浓度与绿色植被的时空分布匹配度。

       (3)北京市的绿化需求沿城郊梯度逐渐降低,在落叶季高于生长季。忽视植 物滞尘服务供需的季节变化会导致落叶植被覆盖区的绿化需求被低估。为缓解城 郊绿化需求差异,不透水面的绿化是关键;为缓解季节绿化需求差异,林地和不 透水面的常绿化是重点。为缓解 M2.5 浓度的季节差异,新增林地中常绿乔木的覆 盖率占比应不小于 37.1%。常绿乔木对 PM2.5的去除效率约为落叶乔木的 2.7 倍, 且对缓解 PM2.5 浓度的季节差异和绿色时空分布不均不可或缺。

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源URL[https://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/47149]  
专题生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
张 瑞. 城市绿地滞尘效应优化研究[D]. 北京. 中国科学院大学;中国科学院生态环境研究中心. 2021.

入库方式: OAI收割

来源:生态环境研究中心

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