森林调控空气颗粒物功能及其与叶片微观结构关系的研究——以陕西省关中地区森林为例

来源 :中国林业科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:logepark
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
颗粒物滞纳功能是森林生态系统具有的一项重要生态服务功能。近年来雾霾天气大范围、频繁发生,给人们的生活和健康造成的危害日益凸显,人们对空气颗粒物污染的关注度越来越高。森林与空气颗粒物的关系成为当前的研究热点。  本研究采用新型仪器气溶胶再发生器(QRJZFSQ-Ⅱ,中国),检测叶片表面颗粒物滞纳量;采用Norton VeeJet80100型喷嘴式人工模拟降雨机,设置不同的降雨条件处理人工降尘后的叶片,研究不同树种叶片表面颗粒物充分洗脱所需的降雨量;采用WinSCANOPY调查不同树种林分不同林龄阶段的叶面积指数,为颗粒物滞纳功能的叶片—林分的尺度转换提供数据支持;运用分布式测算方法,结合关中地区的降水数据和相关森林生态参数进行林分—森林的尺度转换,对关中地区森林的颗粒物滞纳功能进行了估算。同时,本研究还对不同树种叶片微观结构电镜扫描图片进行量化分析,并采用原子力显微镜检测获取不同叶片表面的三维微观结构图,分析叶片微观结构对叶片颗粒物滞纳功能和洗脱特性的影响。主要研究结果如下:  (1)气溶胶再发生器分析结果显示,各树种对TSP的饱和滞纳量分布在2.80~17.93μg· cm-2之间,其中圆柏最大,其饱和滞纳量是其他树种的1.05~6.40倍;对PM10的饱和滞纳量分布在1.09~12.44μg·cm-2之间,其中圆柏最大,其饱和滞纳量是其他树种的1.10~11.43倍;对PM2.5的饱和滞纳量分布在0.15~4.74μg·cm-2之间,其中圆柏最大,其饱和滞纳量是其他树种的1.52~30.75倍。在所有测试树种中,针叶树种的颗粒物饱和滞纳量总体高于阔叶树种。  (2)采用气溶胶再发生器法和水洗称重法对相同降尘条件下的叶片颗粒物滞纳量进行了检测。结果证明,气溶胶再发生器法能够对颗粒物不同颗粒物粒径组分同时进行检测,避免了水洗法无法检测可溶性颗粒物组分的不足,而且该方法实验周期更短,操作步骤更为简单,减少了因繁复的操作步骤导致的高误差频率,能够较为准确、快速的检测出不同树种叶片颗粒物滞纳量的差异。  (3)模拟降雨实验结果显示,不同树种叶片充分洗脱其滞纳的颗粒物所需的降雨量不同,在降水强度为0.8 mm·min-1时,加杨、淡竹和银杏表面颗粒物充分洗脱需要的降雨量在测试树种中最少,为7.9 mm;其次是核桃、旱柳、刺槐、锐齿槲栎、云杉和冷杉,为11.3 mm;白皮松、油松、樟子松、雪松、华山松、侧柏和圆柏最大,为15.9mm。与阔叶树种相比,针叶树种叶片表面颗粒物饱和滞纳量较大,所需的降雨量较大,但在相同降雨条件下,针叶树种的颗粒物洗脱量可能已远高于阔叶树种。随着降雨量的增加,与PM10和PM2.5相比,TSP在叶片表面的剩余量急剧下降,说明与细颗粒物相比,粗颗粒物更容易被洗脱。  (4)单位面积不同林分滞纳TSP、PM10、PM2.5功能存在差异,其中颗粒物滞纳功能最高的林分对TSP、PM10、PM2.5滞纳功能物质量分别为103.19、71.57、27.27 kg·ha-1·a-1。TSP滞纳功能最高的林分为圆柏的成熟林,是其他林分的1.06~15.61倍,PM10滞纳功能最高的林分为侧柏的成熟林,是其他林分的1.11~14.08倍,PM2.5滞纳功能最高的林分为圆柏的成熟林,是其他林分的1.15~58.66倍。针叶树种林分单位面积的颗粒物滞纳功能总体高于阔叶树种,尤其是柏类树种林分的颗粒物滞纳功能的优势明显。  (5)叶片表面的形态结构能够影响叶片对颗粒物的滞纳作用。电镜扫描图片分析结果表明,分布均匀的蜡质层、凸起的表皮细胞不利于叶片滞纳颗粒物,气孔尺寸大、密度高、凹槽的面积比例大以及表皮毛的存在,有利于叶片滞纳颗粒物滞纳。叶片表面的三维图像显示叶片表面具有大量的凹槽和谷峰区,这些结构会导致叶片表面的粗糙度增加、颗粒物与叶片的接触面积增加,有利于叶片滞纳颗粒物。叶片表面颗粒物的洗脱难易程度与叶片表面微观结构有关。表皮细胞突起且覆盖均匀蜡质层,使其滞纳的颗粒物更易被洗脱。表皮毛、大尺寸气孔的高密度分布和高比例的凹槽面积增加了颗粒物被雨水洗脱的难度。  (6)关中地区森林对TSP、PM10、PM2.5的年滞纳功能分别为5090.30×104、3507.14×104、384.27×104 kg·a-1。面积最大的栎类对关中地区颗粒物滞纳功能的贡献最大。各市(区)森林的颗粒物滞纳功能因其森林面积、林龄和树种构成的差异而有所不同,其中宝鸡、西安和渭南森林的颗粒物滞纳功能较高。到2015年,关中地区按规划完成的造林对TSP、PM10、 PM2.5的年滞纳功能分别为576.90×104、413.57×104、126.78×104kg·a-1。
其他文献
在学生的学习过程中,教师的引导只起到了辅助的作用,让学生掌握到学习的方法,在不用教师教的情况下可以自学是其主要目的.单纯、机械的记忆和模仿并不能称之为有效教学,合作
摘要: 椭圆焦点三角形是高中数学学习的重点也是难点,也是高考容易丢分的题型。我通过学习和日常练习的积累,就椭圆焦点三角形的性质进行了详细的探讨,希望能帮助到同学们克服学习椭圆焦点三角形时的困难、突破瓶颈。  关键词: 椭圆;焦点三角形;性质  椭圆焦点三角形以椭圆的两个焦点F1、F2与椭圆上任意一点P组成的三角形。也就是椭圆上的任意一点与两个焦点构成的三角形。如下图所示:F1、F2是椭圆x2a2
梁实秋以饱含深情的文字记录了恩师梁启超的一次精彩而难忘的演讲.他眼中的梁启超是“有学问,有文采,热心肠的学者”.知人论世,探数历史,不难发现,梁启超的“热心肠”凸显了
研究目的:本论文制备电纺丝材料作为血管支架,采用骨髓间充质干细胞作为种子细胞,并用eNOS基因对细胞进行修饰。进行组织工程血管的体外构建和体内移植的实验研究,探索血管组织工
我国古果树资源量大,但得到关注与保护,被政府部门录入档案、当做古树名木进行保护的却只占其中很少一部分。在部分地区,古果树是否是古树,是否该得到保护还是一个未曾明确的
本研究从福州、长乐、莆田等地区的水池淤泥分离到细菌184株,以嗜水气单胞菌为指示菌,采用点接法对184株细菌进行筛选,筛选得到拮抗细菌11株:采用圆滤纸片筛选法对184株细菌进行
问题意识是思维的动力,是创新的源泉.强化学生的问题意识和问题能力是培养学生创新精神和创新能力的奠基石,而传统的课堂教学中,教师注重的是如何设计层出不穷、琳琅满目的问
改良小麦品质性状的稳定性,培育适应性强的高产优质品种是小麦育种的重要目标。灌浆期高温胁迫是影响品质稳定性的重要环境因素,严重影响小麦产量和品质,已成为我国北方小麦优质高产的主要生理障碍。目前国内外对小麦灌浆期高温胁迫的研究多集中于产量和品质、生理生化等方面,在基因表达水平研究还不够深入,特别是对高温胁迫下籽粒基因表达模式还缺乏认识,影响了品质稳定性的遗传改良。研究高温胁迫对小麦基因表达的影响对优质
植物激素脱落酸(ABA)广泛的分布于某些真菌和植物的各器官内。在植物的生长发育过程中起着重要作用,可参与调控特定基因的转录、翻译水平从而调节种子的休眠和萌发。随着深入
摘要:《经济生活》是高中政治教学阶段的重点模块,该模块的课堂教学质量,在很大程度上决定着高中生的经济素养建设水平。然而,该模块所呈现的内容较为繁杂,且包含的专业经济知识较多。为了降低《经济生活》课堂教学难度,教师有必要优化课堂教学模式。本着中学思想加强《经济生活》课堂教学策略优化与调整,为高中生提供更加优质的课堂教学服务。同时,学生经过全面且深入地学习,能够对经济学概念与应用加以了解,从而提高政治