中国致敏植物花粉浓度变化的驱动机制及风险感知
文献类型：学位论文
| 作者 | 周宇 |
| 答辩日期 | 2025-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 戴君虎 ; 刘浩龙 |
| 关键词 | 花粉浓度 花粉季 时空变化 驱动机制 风险感知 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 英文摘要 | 致敏植物花粉季是全球变化的重要生物指示器，可用于解析气候系统、生态系统与人体健康之间的复杂相互作用，并为保障人类健康提供应用物候学方面的科学依据。花粉季研究不仅能够反映气候系统在多时空尺度上的变化，以及城市化作用导致的时空分异格局，还能揭示生态系统要素的驱动机制。此外，针对致敏植物的研究有助于深入理解气传花粉环境对人类健康的影响。目前花粉季已成为医学、气象学、生态学和地理学等多学科交叉的新兴研究领域。然而，我国在高时间分辨率下的大尺度研究以及城市内部精细尺度研究仍显不足，同时对花粉季与花期的时滞性关系分析也较为薄弱。总之，我国在致敏植物花粉季时空变化、对生态系统要素的响应机制，以及对人体健康影响等方面仍需深入研究。本研究利用文献荟萃分析和网络数据挖掘构建中国历史花粉浓度数据库，从而厘清气候变化背景下大尺度花粉季时空变化特征。以北京为例开展城郊花期与花粉季观测，分析城市化背景下两物候期时滞性关系。构建随机森林模型以阐释花粉浓度对大气状况、植被物候、土地覆被等因子的响应机制及阈值效应。最后构建花粉过敏风险评估模型，并基于舆情指数衡量风险感知水平。主要研究结果如下： (1) 气候变化背景下中国主要致敏植物科属包括8 类木本，分别为悬铃木属、松属、木麻黄属、杨属、构属、柳属、榆属、柏木属；以及5 类草本，分别为蒿属、葎草属、杂草类禾本科、藜属、豚草属。从近40 年时空变化长期趋势来看，年均花粉浓度显著增加231%，花粉季普遍延长且存在显著纬度梯度效应。 (2) 城市化背景下北京城郊致敏科属花粉季出现次序具有一致性。北京地区春季花粉季末日显著提前(20.0d/10a)，秋季花粉季峰值日显著提前(6.7d/10a)且时段更为破碎。花粉季与花期存在延迟效应，具体表现为：花粉季始日→始花日→盛花日→末花日→花粉季末日。 (3) 气候变化和城市化显著影响花粉浓度的时空变化，植被物候、大气状况和土地覆被是主要驱动因子。其中序日、NDVI、CO2 浓度、日最高温、灌丛面积比是最强驱动因子。具体而言，植被物候、城市绿化、木本植物会使花粉浓度波动增加；纬度、湿度与降水量使其波动下降；温度、风速、空气污染、灌木与草本植物会使花粉浓度表现出“上升→下降→相对稳定”过程，并表现明显阈值效应；序日、风向、CO2 浓度使其表现出周期性变化。 (4) 从植物群落特征、植株致敏能力、人群暴露度、人体脆弱性、应急响应能力五个维度构建了花粉过敏风险评估指标体系，并归纳指标的量化与耦合方法。通过舆情指数进行主观风险感知水平量化，发现花粉暴露的滞后与累计效应为5~6 天。中国中北部地区尤其是北京和西安的风险感知强烈，温带草原地区人群敏感度最高。花粉季可视为全球变化的“诊断指纹”，又因为致敏植物花粉释放引发的花粉过敏症会极大地危害人类健康，花粉季研究可解析气候变化与生态系统、人类系统三者之间的级联作用，减少相关认知的不确定性。理论层面系统揭示致敏花粉时空变化规律，解析各因子驱动过程及阈值效应；方法层面创新主客观双维度的花粉过敏风险评估模式；实践层面为城市绿化优化、过敏预警及区域防控提供决策支持。研究成果为深入理解全球变化的事实、影响和生态系统的适应等科学问题提供有价值的研究素材，为整合人类健康与环境可持续的发展政策提供应用物候学方面的科学依据，为“美丽中国”生态建设与“健康中国”疾病防控提供协同治理路径。 |
| 学科主题 | 自然地理学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 188 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/217292]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 周宇. 中国致敏植物花粉浓度变化的驱动机制及风险感知[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2025. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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