论文部分内容阅读
本文以北京市农林科学院设置的4个城市森林生态环境监测站O3数据和北京市环境保护监测中心发布的2014-2019年O3数据为依据,结合中国天气网和森林气象监测站实时监测的气象数据;同时利用手持O3气体监测仪获取不同植物种植组合内O3浓度数据。旨在确定北京市不同区域O3浓度背景值和分布特征,以此作为参考探究城市森林内外O3浓度变化特征,阐明影响O3浓度分布的主要因素,探究北京城市森林不同植物种植组合O3浓度差异及原因,为北京市树种合理配置提供基础理论依据。本研究主要结论如下:(1)北京市2014-2019年O3年均浓度呈逐年升高趋势:2019年(60.71±8.06μg/m3)>2018年(59.93±9.12μg/m3)>2017年(58.82±9.02μg/m3)>2015年(57.43±10.16μg/m3)>2016年(56.59±9.10μg/m3)>2014年(56.52±11.69μg/m3)。O3浓度区域空间分布特征为由北向南逐渐减小(α=0.05,P<0.05):东北部(68.27±8.43μg/m3)>西北部(63.88±6.66μg/m3)>西南部(58.01±7.55μg/m3)>东南部(57.16±3.84μg/m3)>城六区(53.93±9.02μg/m3)。O3浓度季节变化呈“倒U型”趋势,即夏季最高,其次是春季、秋季,冬季浓度最低,其中夏季的峰值出现在6、7月。(2)北京市大部分监测点植被区O3浓度年均值(70.40±1.27μg/m3)比非植被区(59.54±2.25μg/m3)高15.55%。但延庆区监测点植被区(京西北八达岭)O3浓度年均值(58.04±3.96μg/m3)比非植被区(延庆镇)(65.35±3.33μg/m3)低11.19%。比较夏季和冬季O3浓度差异发现植被区均大于非植被区。(3)北京市不同污染程度区域城市森林O3浓度分布特征为从远郊到市区递减:远郊山地森林区—松山自然保护区(86.36±36.17?g/m3)>近郊浅山林区—西山森林公园(74.75±48.42?g/m3)>近郊森林湿地区—大兴南海子公园(60.16±25.52?g/m3)>中心城区—朝阳公园(57.47±39.47?g/m3)。远郊山地森林区是中心城区的1.50倍。城市森林内部O3年均浓度值比森林外部高1.0719.09μg/m3(除朝阳公园和朝阳农展馆监测点观测数据外)。各监测点林内外O3年均浓度值比较结果分别为朝阳农展馆(林外)(60.42±33.89μg/m3)>朝阳公园(林内)(57.47±39.47μg/m3)、西山公园(林内)(74.75±48.42μg/m3)>北京植物园(林外)(65.68±30.63μg/m3)、南海子公园(林内)(60.16±25.52μg/m3)>亦庄开发区(林外)(59.09±29.91μg/m3)和松山(林内)(86.36±36.17μg/m3)>延庆镇(林外)(67.27±28.04μg/m3),即林内O3年均浓度值是林外1.021.28倍。(4)环境O3浓度变化易受风速、温度和湿度影响。环境O3浓度与风速(林内:P=0.000,r=0.673;林外:P=0.000,r=0.735)和温度(林内:P=0.000,r=0.810;林外P=0.000,r=0.791)显著正相关;而其与相对湿度(林内:P=0.000,r=-0.740;林外P=0.008,r=-0.502)显著负相关。林内O3浓度变化比林外更易受气象因素影响。(5)环境O3浓度与PM2.5、NOX和NAI浓度相关。城市森林内O3浓度与大气污染物PM2.5(P=0.000,r=-0.431)和NOX(P=0.000,r=-0.564)均呈现显著负相关关系,与NAIC呈正相关(P=0.000,r=0.154)。(6)2019年3-10月北京市大兴南海子公园中26种不同植物种植组合O3浓度日变化趋势基本呈现为一致的“单峰型”变化趋势。一般在14:00和16:00达到日浓度峰值。O3浓度月变化趋势为9月>8月>7月>6月>5月>4月>3月>10月。复层林内O3浓度显著大于纯林,具体排序为针叶纯林<针叶混交林<针阔混交林<复层林(针阔灌)<阔叶纯林<阔叶混交林<复层林(阔灌)。不同植物种植组合O3浓度范围为(149.02±35.80)μg/m3203.14±43.36μg/m3,其中复层林(阔灌)内O3浓度是针叶纯林的1.36倍。