森林植被对PM2.5等颗粒物的调控机制与评价

序 前言 第1章 森林植被对PM2.5等颗粒物的调控 1 1.1 引言 1 1.2 森林植被对PM2.5等颗粒物的调控过程 3 1.2.1 森林植被对PM2.5等颗粒物的影响过程概念模型 5 1.2.2 森林植被调控空气颗粒物扩散综合平衡方程模型 7 1.2.3 影响森林植被调控颗粒物的因素 12 1.3 森林植被对PM2.5等颗粒物的调控机理 19 1.3.1 森林植被对大气颗粒物的沉降机制 19 1.3.2 森林植被对大气颗粒物的阻滞机制 26 1.3.3 森林植被对大气颗粒物的吸附机制 27 1.4 森林植被对PM2.5等颗粒物调控的主要作用方式 30 1.4.1 沉降作用的测定方法 30 1.4.2 阻滞作用的测定方法 34 1.4.3 吸附作用的测定方法 36 1.4.4 三种作用方式对比 40 1.5 森林植被对大气颗粒物沉降、阻滞和吸附作用的关系 40 第2章 森林植被对PM2.5等颗粒物的沉降作用 44 2.1 不同地区森林植被对PM2.5的干沉降速率和沉降量的影响 44 2.1.1 不同地区森林植被PM2.5的干沉降速率和沉降量日变化 44 2.1.2 不同地区森林植被PM2.5的干沉降速率和沉降季节变化 46 2.1.3 不同地区森林植被PM2.5沉降速率和沉降通量年变化 48 2.2 不同类型森林植被PM2.5的干沉降速率 50 2.2.1 不同类型森林植被PM2.5的干沉降速率日变化 50 2.2.2 不同类型森林植被PM2.5的干沉降速率季节变化 52 2.2.3 不同类型森林植被PM2.5的干沉降速率年变化 53 2.3 森林植被对EC干沉降速率的影响 54 2.3.1 不同地区森林植被对EC干沉降速率的影响 54 2.3.2 不同类型森林植被对EC干沉降速率的影响 57 2.4 森林植被对OC干沉降速率的影响 60 2.4.1 不同地区森林植被对OC干沉降速率的影响 60 2.4.2 不同类型森林植被对OC干沉降速率的影响 62 第3章 森林植被对PM2.5等颗粒物的阻滞作用 67 3.1 带状人工林内的空气颗粒物浓度变化特征 67 3.1.1 带状人工林内空气颗粒物浓度的年变化特征 67 3.1.2 带状人工林内空气颗粒物浓度的季节分布特征 69 3.1.3 带状人工林内空气颗粒物浓度分布的日变化特征 74 3.1.4 典型天气下的带状人工林内空气颗粒物浓度的日变化特征 81 3.2 带状人工林对空气颗粒物的阻滞功能 87 3.2.1 带状人工林对空气颗粒物阻滞功能的年变化特征 87 3.2.2 带状人工林对空气颗粒物阻滞功能的季节变化特征 89 3.2.3 带状人工林对空气颗粒物阻滞效率的日变化特征 92 3.3 片状人工林内空气颗粒物浓度的变化特征 98 3.3.1 片状人工林内空气颗粒物浓度的年变化特征 98 3.3.2 片状人工林内空气颗粒物浓度的季节特征 100 3.3.3 片状人工林内外空气颗粒物浓度的日变化特征 107 3.3.4 典型天气下的片状人工林内空气颗粒物的日变化特征 115 3.4 片状人工林对空气颗粒物的阻滞功能 120 3.4.1 片状人工林对空气颗粒物阻滞功能的年变化特征 120 3.4.2 片状人工林对空气颗粒物阻滞功能的季节变化特征 122 3.4.3 片状人工林对空气颗粒物阻滞效率的日变化特征 127 3.5 人工林结构与阻滞功能模型 132 3.5.1 带状人工林结构与阻滞功能模型 133 3.5.2 带状人工林结构与阻滞功能耦合模型 143 3.5.3 片状人工林结构与阻滞功能模型 143 3.5.4 片状人工林结构与阻滞功能耦合模型 154 3.6 以阻滞空气颗粒物为目的的适宜人工林结构 155 3.6.1 适宜的带状人工林结构 155 3.6.2 适宜的片状人工林结构 159 第4章 森林植被对PM2.5等颗粒物的吸附功能 165 4.1 乔木叶片对不同粒径颗粒物的吸附分析 166 4.1.1 叶表面吸附颗粒物的水溶性组分分析 166 4.1.2 叶表面吸附不同粒径颗粒物的季节变化 168 4.1.3 蜡质层吸附不同粒径颗粒物的季节变化 173 4.1.4 乔木叶片对不同粒径颗粒物的吸附情况综合分析 177 4.2 灌木叶片对不同粒径颗粒物的吸附分析 179 4.2.1 叶表面吸附颗粒物的水溶性组分分析 179 4.2.2 叶表面吸附不同粒径颗粒物的季节变化 179 4.2.3 蜡质层吸附不同粒径颗粒物的季节变化 181 4.2.4 灌木叶片对不同粒径颗粒物的吸附情况综合分析 182 4.3 草本和藤本植物叶片对不同粒径颗粒物的吸附分析 182 4.3.1 叶表面吸附颗粒物的水溶性组分分析 182 4.3.2 叶表面吸附不同粒径颗粒物的季节变化 183 4.3.3 蜡质层吸附不同粒径颗粒物的季节变化 184 4.3.4 草本和藤本植物叶片对不同粒径颗粒物的吸附情况综合分析 186 4.4 植物叶片吸附颗粒物能力与叶面微结构的关系 186 4.4.1 植物叶片上表面微结构特征与不同粒径颗粒物 188 4.4.2 植物叶片下表面微结构特征与不同粒径颗粒物 193 4.5 树皮和树枝对不同粒径颗粒物的吸附分析 197 4.5.1 树皮吸附不同粒径颗粒物的季节变化 198 4.5.2 多年生树枝吸附不同粒径颗粒物的季节变化 199 4.5.3 一年生树枝吸附不同粒径颗粒物的季节变化 201 4.5.4 与叶片对不同粒径颗粒物的吸附比较 203 4.6 单株植物对不同粒径颗粒物的吸附分析 204 4.6.1 单株植物对颗粒物吸附量的整体情况 204 4.6.2 单株植物对PM2.5的吸附量分析 206 4.6.3 单株植物对PM10 的吸附量分析 208 4.6.4 单株植物对TSP的吸附量分析 209 第5章 北京市典型城市绿地及森林对PM2.5等颗粒物的调控效应 211 5.1 北京市典型森林公园对PM2.5等颗粒物的阻滞效应 211 5.1.1 北京市城市公园绿地对PM2.5日阻滞量的估算 215 5.1.2 北京市城市公园绿地对PM2.5季节、年阻滞量的估算 215 5.2 北京市不同区县森林及城市绿地对PM2.5等颗粒物的吸附效应 216 5.3 北京市不同环路区域森林及城市绿地对PM2.5颗粒物的阻滞效应 218 5.3.1 北京市不同环路绿地对PM2.5日阻滞量的估算 218 5.3.2 北京市不同环路绿地对PM2.5季节阻滞量的估算 218 5.3.3 北京市不同环路绿地对PM2.5年阻滞量的估算 219 5.4 典型人工造林工程（平原百万亩造林）对PM2.5颗粒物的阻滞效应 219 5.4.1 北京市平原造林工程对PM2.5日、季节阻滞量的估算 219 5.4.2 北京市平原造林工程对PM2.5年度阻滞量的估算 220 5.5 北京市典型森林公园对PM2.5颗粒物的沉降效应 220 5.5.1 北京市城市公园绿地对PM2.5日沉降量的估算 221 5.5.2 北京市城市公园绿地对PM2.5季节沉降量的估算 221 5.5.3 北京市城市公园绿地对PM2.5年度沉降量的估算 222 5.6 北京市不同区县森林及城市绿地对PM2.5颗粒物的沉降效应 223 5.6.1 北京市不同行政区森林植被对PM2.5日沉降量的估算 223 5.6.2 北京市不同行政区森林植被对PM2.5年沉降量的估算 224 5.7 北京市不同环路区域森林及城市绿地对PM2.5颗粒物的沉降效应 224 5.7.1 北京市不同环路绿地对PM2.5日沉降量的估算 224 5.7.2 北京市不同环路绿地对PM2.5季节沉降量的估算 225 5.7.3 北京市不同环路绿地对PM2.5年度沉降量的估算 226 5.8 典型人工造林工程（平原百万亩造林）对PM2.5颗粒物的沉降效应 226 5.8.1 北京市平原造林工程对PM2.5日滞留量的估算 226 5.8.2 北京市平原造林工程对PM2.5季节沉降量的估算 226 5.8.3 北京市平原造林工程对PM2.5年度沉降量的估算 227 5.9 北京市典型森林公园对PM2.5颗粒物的吸附效应 228 5.9.1 北京市城市公园绿地对PM2.5日吸附量的估算 228 5.9.2 北京市城市公园绿地对PM2.5季节吸附量的估算 228 5.9.3 北京市城市公园绿地对PM2.5年度吸附量的估算 229 5.10 北京市不同区县森林及城市绿地对PM2.5颗粒物的吸附效应 229 5.10.1 北京市不同行政区森林植被对PM2.5日吸附量的估算 229 5.10.2 北京市不同行政区森林植被对PM2.5季节吸附量的估算 230 5.10.3 北京市不同行政区森林植被对PM2.5年度吸附量的估算 231 5.11 典型人工造林工程（平原百万亩造林）对PM2.5颗粒物的吸附效应 231 5.11.1 北京市平原造林工程对PM2.5日吸附量的估算 231 5.11.2 北京市平原造林工程对PM2.5季节吸附量的估算 232 5.11.3 北京市平原造林工程对PM2.5年度吸附量的估算 232 5.12 北京市典型森林及绿地滞尘总量估算 233 5.12.1 北京市城市公园绿地对PM2.5滞尘总量的估算 233 5.12.2 北京市不同区县森林及城市绿地对PM2.5滞尘总量的估算 233 5.12.3 北京市不同环路区域森林及城市绿地对PM2.5滞尘总量的估算 234 5.12.4 典型人造林工程对PM2.5滞尘总量的估算 235 第6章 北京市PM2.5浓度时空变化与植被覆盖格局的关系 236 6.1 北京市PM2.5浓度时空变化特征 236 6.1.1 PM2.5浓度时间变化特征 236 6.1.2 PM2.5浓度空间变化特征 238 6.2 PM2.5浓度与气象因素的关系 241 6.2.1 气象因素时间变化特征 241 6.2.2 不同季节大气颗粒物浓度与气象因素的关系 242 6.3 PM2.5浓度与土地利用类型的关系 245 6.3.1 土地利用时空变化特征 246 6.3.2 PM2.5浓度的空间分布 248 6.3.3 与土地利用类型的关系 254 6.3.4 基于LUCC的PM2.5浓度与林地覆盖率的关联分析 260参考文献 269