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城市森林基调树种降污功能评价研究

作　者: 刘晓华
导　师: 潘辉
学　校: 福建农林大学
专　业: 森林经理学
关键词: 城市森林基调树种一氧化碳总悬浮颗粒物降污
分类号: S731.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

城市是以人为主体,以自然环境为本底,社会经济活动为载体的复合系统。随着人口增长,经济发展、城市化进程的加快,汽车保有量的攀升,城市生态问题日趋严重,例如,环境污染加剧,热岛效应增强,酸雨危害,城市生物多样性减少等,不仅使居民生活质量受到较大的影响,也使城市生态安全受到了严重威胁。针对城市化带来的弊端,发挥森林作为绿地生态系统的主体在改善和维持城市生态环境,实现城市可持续发展中发挥着不可替代的作用,显得尤为重要。城市森林是城市生态系统中具有自净功能的重要组成部分,是增加城市绿色GDP的有效途径,是维持城市生态系统的健康和平衡、改善环境质量的有效方法,也是衡量城市可持续发展水平和文明程度的重要标志。本文通过以福州市、厦门市城市建成区城市森林基调树种为研究对象,从2008年3月起,进行为期一年的定位观测,使用GXH-3011A便携式CO红外线分析仪、HBD5-SPM4220手持式粉尘测试仪测量不同空间位置的CO与TSP浓度;利用N962风速温湿度计记录相应时刻小环境的温度、湿度和风速;利用LI-6400对CO胁迫后的受害叶片与正常叶片光合作用进行测定,掌握实验树种对CO与TSP的沉降作用,小气候环境对大气污染物的影响,探讨不同的配置结构对大气污染物的沉降的规律,CO胁迫对植物光合的影响,为指导城市森林树种选择,结构配置、健康经营提出科学的依据。?通过以上研究,本文取得的主要的成果如下:(1)福州市试验点树下CO浓度年均值表现为:春季>夏季>冬季>秋季;厦门市试验点树下CO浓度年均值表现为秋季>夏季>冬季>春季。福州市四个季节的净化百分率为冬季>秋季>夏季>春季;厦门四个季节的净化百分率表现为:冬季>夏季>秋季>春季,净化百分率仅夏季厦门高于福州,其他季节福州较高。(2)福州、厦门四季道路中央CO浓度均高于树下,厦门各季度的累积量均低于福州。各试验点树下CO浓度均低于无行道树的空白试验。(3)福州市四个树种净化百分率季变化表现为:樟树>芒果>小叶榕>羊蹄甲,常绿阔叶树较落叶树种净化CO的效果更为明显。厦门市四个树种的净化百分率表现为:凤凰木>芒果>高山榕>羊蹄甲。?(4)福州市道路中央和树下两个位置TSP浓度季变化均为:夏季>春季>秋季>冬季;厦门道路中央和树下两个位置TSP浓度季变化均为:秋季>夏季>冬季>春季。福州市四季的净化百分率为:春季>秋季>冬季>夏季,厦门市四季的净化百分率为:春季>冬季>秋季>夏季,两个城市净化百分率为春季最高,夏季最低,且福州的净化百分率高于厦门。(5)福州和厦门各试验点树下的TSP浓度均低于道路中央,而空白试验两个位置TSP浓度相差较小。福州各树种净化百分率春、夏、秋三季小叶榕最高,冬季为芒果最高,四个季节羊蹄甲试验点的净化百分率均为最低。厦门市春、秋、冬三季高山榕净化百分率最高,夏季羊蹄甲最高,芒果最低。总体上看常绿阔叶树的在全年的净化效果较好,而落叶树种相对较差。(6)复层结构种植空间位置年变化规律分别表现为,CO浓度年累积量为:夏季>秋季>冬季>春季。TSP浓度年累积量为:秋季>夏季>冬季>春季。由道路中央至人行道各个测量点的CO浓度表现为逐渐降低,年累积值为:E>D>C>B>A?。TSP浓度表现为两边高中间低,年累积值为:E>A>D>B>C。复层结构种植对于降低空气中CO含量,沉降空气中的TSP有着明显的作用。(7)复层结构种植对道路空间CO净化百分率表现为:冬季>秋季>夏季>春季,?TSP净化百分率表现为:春季>冬季>秋季>夏季,与厦门市单层种植结构的道路绿化空间CO、TSP净化百分率的年变化相同。(8)CO浓度在多层结构的道路空间的日变化的峰值出现的时刻因季节差异而有所不同,但在上下班用车高峰期时大气CO浓度均较高,在凌晨前后CO浓度也存在一个较小的峰值或回升的趋势。垂直空间结构CO浓度之间不存在显著的差异。复层结构种植道路空间TSP浓度四个季节日变化均存在一个明显的峰值,主要集中出现在两个出行的人车活动的高峰期即上午的10:00——12:00和午后的13:00——15:00两个时段。(9)通过CO气体胁迫后,严重受害的羊蹄甲叶片大量失水、失绿,边缘出现大面积浅褐至深褐色的坏死,叶片中间出现白斑;受害较轻的叶片边缘出现褐色坏死,整个叶片无规律的出现黄绿色斑点。榕树叶片受害程度较轻,叶片上出现不规则的红褐色斑点,没有出现受害坏死的现象。对四个季度叶片受害程度比较发现,夏季叶片受害最严重。(10)受到CO胁迫的叶片的光合速率、蒸腾速率、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)等均受到抑制。(11)道路中央CO浓度与车流量存在明显的幂指数关系相关性系数均高于0.75,没有种植行道树的空白对照试验两个位置的相关性系数均较高,道路中央为R2=0.914,人行道位置为R2=0.865。树下CO浓度与车流量的相关性较小。CO浓度与温度、湿度、风速的相关性较小。?(12)实验数据表明道路中央TSP浓度与车流量呈现较明显的线性相关,而树下TSP浓度与车流量变化的相关性较差且系数均低于道路中央。凤凰木试验点道路中央与树下两个位置的TSP浓度与车流量的相关性系数较低。?(13)小环境的湿度与TSP浓度呈反比例线性相关,除凤凰木试验点道路中央与树下湿度的相关性系数较小,其他的试验点的相关性均较高。实验过程中当有洒水车经过,湿度增加,空气中TSP浓度也相应下降。与温度、风速的相关性不明显。?

全文目录

摘要  9-11
Abstract  11-13
引言  13-14
第一章文献综述  14-18
  1 城市森林基调树种与骨干树种  14
  2 植物净化污染物研究概况  14-15
    2.1 国内研究概况  14-15
    2.2 国外研究概况  15
  3 城市森林植物配置研究概况  15-18
    3.1 国内研究概况  15-16
    3.2 国外研究概况  16-18
第二章试验地概况及研究内容  18-22
  1 研究区及试验地概况  18-20
    1.1 研究区域背景  18-19
    1.2 试验地概况  19-20
  2 基调树种的选择  20
  3 研究内容与方法  20-22
    3.1 研究内容  20-21
    3.2 研究方法  21-22
第三章植物对空气中CO 与TSP 的沉降效应及时空变化研究  22-40
  1 福州市不同树种对空气中CO 的沉降效应及时空变化研究  22-26
    1.1 不同树种CO 浓度年变化规律  22-23
    1.2 不同树种CO 浓度日变化规律  23-26
  2 厦门不同树种对空气中CO 浓度沉降效应及时空变化  26-31
    2.1 不同树种CO 浓度年变化规律  26-28
    2.2 不同树种CO 浓度日变化规律  28-31
  3 福州市不同树种对空气中TSP 沉降效应及时空变化  31-34
    3.1 不同树种TSP 浓度年变化规律  31-33
    3.2 不同树种TSP 浓度日变化规律  33-34
  4 厦门不同树种对空气中TSP 沉降效应及时空变化  34-37
    4.1 不同树种TSP 浓度年变化规律  34-35
    4.2 不同树种TSP 浓度日变化规律  35-37
  5 小结  37-40
第四章复层结构种植空气中CO 与TSP 沉降效应及时空变化  40-47
  1 复层结构种植CO 浓度时空变化特征  40-43
    1.1 复层结构种植CO 浓度年变化规律  40-41
    1.2 复层结构种植CO 浓度日变化规律  41-42
    1.3 复层结构种植CO 浓度空间变化规律  42-43
  2 复层结构种植TSP 浓度时空变化特征  43-45
    2.1 复层结构种植TSP 浓度年变化规律  43
    2.2 复层结构种植TSP 浓度日变化规律  43-45
  3 小结  45-47
第五章高浓度CO 胁迫对光合作用的影响  47-56
  1 高浓度CO 胁迫后受害叶片的症状  47
  2 正常叶片与受害叶片光合速率变化特征  47-49
    2.1 榕树正常叶片与受害叶片光合速率变化  47-48
    2.2 羊蹄甲正常叶片与受害叶片光合速率变化  48-49
  3 正常叶片与受害叶片蒸腾速率变化特征  49-51
    3.1 榕树正常叶片与受害叶片蒸腾速率变化  49-50
    3.2 羊蹄甲正常叶片与受害叶片蒸腾速率变化  50-51
  4 正常叶片与受害叶片气孔导度、胞间C02 浓度变化特征  51-54
    4.1 榕树叶片气孔导度、胞间C02 浓度变化特征  51-52
    4.2 羊蹄甲叶片气孔导度、胞间C02 浓度变化特征  52-54
  5 小结  54-56
第六章车流量及环境因子对空气中CO 与TSP 浓度的影响  56-63
  1 CO、TSP 浓度与车流量的关系  56-57
    1.1 车流量与CO 的关系  56-57
    1.2 车流量与TSP.  57
  2 环境因子与CO、TSP 浓度的关系  57-61
    2.1 风速与CO 浓度的关系  57-59
    2.2 温度、湿度与CO 的关系  59
    2.3 温度、风速与TSP 的关系  59-60
    2.4 湿度与TSP 的关系  60-61
  3 小结  61-63
第七章主要结论  63-67
  1 福州、厦门的基调树种  63
  2 基调树种与净化CO 功能的规律  63-64
    2.1 净化CO 功能年变化规律  63
    2.2 不同树种净化CO 功能的差异  63
    2.3 道路空间CO 浓度变化差异  63-64
    2.4 CO 浓度日变化规律  64
  3 基调树种与净化TSP 功能的规律  64
    3.1 净化TSP 功能年变化规律  64
    3.2 不同树种净化TSP 功能的差异  64
    3.3 TSP 浓度日变化规律.  64
  4 复层结构种植空气中CO 与TSP 变化规律  64-65
    4.1 不同空间位置CO 与TSP 浓度的差异  64-65
    4.2 CO 与TSP 净化功能年变化  65
    4.3 CO 与TSP 浓度日变化规律  65
  5 高浓度CO 胁迫后叶片光合作用的差异  65-66
    5.1 受害叶片外部变化特征  65
    5.2 受害叶片光和速率变化  65
    5.3 受害叶片蒸腾速率变化  65-66
    5.4 受害叶片气孔导度与胞间C02 浓度的差异  66
  6 空气中CO 与TSP 浓度与车流量的关系  66
    6.1 CO 与车流量的关系  66
    6.2 TSP 与车流量的关系  66
  7 环境因子与 TSP 的关系  66-67
参考文献  67-73
致谢  73

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