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北京不同类型城市森林中PM_(2.5)与O_(3)的关联性分析 被引量：3
1
作者 李少宁 于迪 +3 位作者 时聪 赵娜 徐晓天 鲁绍伟 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期536-544,共9页
大气污染的协同治理是实现经济社会高质量发展,加快生态文明建设的重要途径.PM_(2.5)和臭氧的协同治理是我国“十四五”时期大气污染防治的要求,探究北京市城市森林不同类型林内PM_(2.5)与臭氧的相关性对北京市大气污染的防治具有重要意... 大气污染的协同治理是实现经济社会高质量发展,加快生态文明建设的重要途径.PM_(2.5)和臭氧的协同治理是我国“十四五”时期大气污染防治的要求,探究北京市城市森林不同类型林内PM_(2.5)与臭氧的相关性对北京市大气污染的防治具有重要意义.本文利用北京市3个城市森林生态环境监测站测得的PM_(2.5)、O_(3)浓度数据,系统分析不同类型城市森林PM_(2.5)与O_(3)浓度相关性的差异.结果表明:①春季,中心城区、近郊湿地区、近郊浅山区森林中PM_(2.5)与O_(3)浓度呈负相关,中心城区相关性最强(r=0.178,p<0.01);夏季各区域PM_(2.5)与O_(3)浓度均呈正相关,近郊湿地区相关性最强(r=0.095,p<0.01);秋季各区域PM_(2.5)与O_(3)浓度均呈负相关,近郊浅山林区负相关性最强(r=−0.428,p<0.01);冬季近郊湿地区PM_(2.5)与O_(3)浓度呈显著正相关(r=0.061,p<0.05),但中心城区和近郊浅山林区均呈负相关.②工作日期间夜间近郊浅山林区PM_(2.5)与O_(3)浓度相关性相对较强(r=−0.147,p=0.01),其余时间中心城区相关性相对较强,相关系数在−0.14上下波动,周末期间除夜间外,近郊湿地区相关程度相对较强,相关系数在−0.08上下波动.③当PM_(2.5)浓度≤50μg/m^(3)或O_(3)浓度>50μg/m^(3)时,PM_(2.5)与O_(3)浓度呈正相关;PM_(2.5)浓度处于50~200μg/m^(3)之间或O_(3)浓度≤50μg/m^(3)时,二者负相关性相对较强.研究显示,北京市城市森林中PM_(2.5)与O_(3)相关性在季节、不同区域昼夜尺度上有所差异,且林内各区域PM_(2.5)和O_(3)浓度总体呈负相关,表明PM_(2.5)与O_(3)的相互关系受环境背景浓度值、气象要素、人类活动等多因素共同影响. 展开更多
关键词 城市森林 PM_(2.5) 臭氧(O_(3)) 相关性 北京市
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北京典型绿化乔木对PM_(2.5)无机成分NH_(4)^(+)和NO_(3)^(-)的吸收和分配机制
2
作者 房佳兴 李少宁 +9 位作者 柴硕 赵娜 徐晓天 李斌 张俊杰 王梦雪 张琴 刘辰 吕金昊 鲁绍伟 《生态学报》 北大核心 2025年第2期837-853,共17页
植物能有效吸收大气中PM_(2.5)改善空气质量,探明其吸收和分配PM_(2.5)机理对提高植物生态功能和改善生态环境意义重大。利用一次性熏气法结合^(15)N示踪法探究北京典型绿化乔木油松(Pinus tabuliformis)、白皮松(Pinus bungeana)、旱柳... 植物能有效吸收大气中PM_(2.5)改善空气质量,探明其吸收和分配PM_(2.5)机理对提高植物生态功能和改善生态环境意义重大。利用一次性熏气法结合^(15)N示踪法探究北京典型绿化乔木油松(Pinus tabuliformis)、白皮松(Pinus bungeana)、旱柳(Salix matsudana)、银杏(Ginkgo biloba)、国槐(Styphnolobium japonicum)和栾树(Koelreuteria paniculata)对PM_(2.5)水溶性无机成分NH_(4)^(+)和NO_(3)^(-)吸收与分配特征。结果表明:(1)植物能有效吸收PM_(2.5)中NH_(4)^(+)(0.03—0.80μg/g)和NO_(3)^(-)(0.02—1.10μg/g)。对NH_(4)^(+)吸收能力表现为旱柳和油松最强,其次是银杏和栾树,白皮松和国槐最弱;对NO_(3)^(-)吸收能力表现为旱柳和油松最强,其次是白皮松和国槐,栾树和银杏最弱。(2)植物地上器官^(15)N吸收能力和分配率大于地下器官。叶片对两种离子的吸收能力(NH_(4)^(+):0.08—1.63μg/g,NO_(3)^(-):0.01—1.18μg/g)和分配率(NH_(4)^(+):18.95%—76.10%,NO_(3)^(-):6.86%—91.64%)最高。(3)不同浓度、树种及二者交互作用显著影响各器官^(15)N吸收能力和分配率(P<0.01),其中地上器官吸收能力随浓度升高而增加。(4)具有较小根冠比、粗根生物量比和较大枝生物量比特征的植物更利于吸收NH_(4)^(+);具有较小根冠比、粗细根生物量比和较大干生物量比特征的植物更利于吸收NO_(3)^(-)。研究结果进一步揭示植物吸收PM_(2.5)机制及其与自身因素(植物性状)和自然因素(PM_(2.5)浓度)的关系,对不同污染程度地区如何有效利用植物净化PM_(2.5)污染提供科学依据。 展开更多
关键词 典型绿化乔木 一次性熏气法 ^(15)N示踪 PM_(2.5)无机成分 吸收与分配
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北京典型绿化树种对氮氧化物净化作用月变化特征研究 被引量：1
3
作者 鲁绍伟 房佳兴 +4 位作者 王梦雪 张俊杰 赵娜 徐晓天 李少宁 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2023年第12期2174-2182,共9页
近年来,大气污染日益严峻,氮氧化物(主要为NO_(2))是危害环境安全和人体健康的主要大气污染物之一,除控制污染源外,利用绿色植物吸收净化污染物为有效且可持续的治理措施。为探究典型绿化树种对氮氧化物的净化作用,以及为城市绿化树种... 近年来,大气污染日益严峻,氮氧化物(主要为NO_(2))是危害环境安全和人体健康的主要大气污染物之一,除控制污染源外,利用绿色植物吸收净化污染物为有效且可持续的治理措施。为探究典型绿化树种对氮氧化物的净化作用,以及为城市绿化树种选择提供依据,以油松(Pinus tabuliformis)、白皮松(Pinus bungeana)、银杏(Ginkgo biloba)、国槐(Sophura japanica)、栾树(Koelreuteria paniculata)、旱柳(Salix matsudana)为研究对象,采用人工控制试验结合野外测量试验研究6个北京典型绿化树种在植物生长季(6-10月)对NO_(2)净化作用月变化特征,并对比分析两种方法下树木净化能力的共同特征,验证人工控制试验的科学合理性。结果表明,1)人工控制试验中阔叶树种单位叶面积NO_(2)净化量为2.04-7.85μg·dm^(−2),针叶为0.96-1.97μg·dm^(−2);阔叶净化时间为48-127 min,针叶为41-107 min。2)野外试验中各树种林内NO_(2)质量浓度日变化均呈现“单峰单谷”特征,以10:00最高(81.3-139μg·m^(−3)),14:00最低(25.3-70.3μg·m^(−3))。3)人工控制条件与自然条件下各树种净化能力均表现植物生长旺盛季(7、8月)最强,6、10月最弱,阔叶林的净化能力显著高于针叶林(P<0.05)。4)通过将人工控制条件下植物净化NO_(2)能力的月变化数据与自然条件下林内NO_(2)浓度进行对比,发现二者动态趋势具有明显相反规律,即人工控制条件下植物净化NO_(2)能力越大,野外自然条件下相对应树种林内NO_(2)浓度越低。人工控制条件下树种净化NO_(2)能力的月变化特征与野外自然条件下规律一致,证明人工控制试验结果科学合理。 展开更多
关键词 绿化树种 NO_(2) 净化作用 人工控制和野外试验 月变化特征
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山楂和枣释放BVOCs组分生长季动态变化特征研究 被引量：1
4
作者 李少宁 李绣宏 +3 位作者 柳学强 赵娜 徐晓天 鲁绍伟 《经济林研究》 北大核心 2024年第1期87-98,共12页
【目的】探究北京地区经济林树种山楂和枣不同时期释放植物源挥发性有机物(BVOCs)组成成分的变化规律,以及两者释放有益BVOCs特征。【方法】采用动态顶空采集法收集释放的BVOCs,结合自动热脱附-气相色谱/质谱联用技术进行分析。【结果... 【目的】探究北京地区经济林树种山楂和枣不同时期释放植物源挥发性有机物(BVOCs)组成成分的变化规律,以及两者释放有益BVOCs特征。【方法】采用动态顶空采集法收集释放的BVOCs,结合自动热脱附-气相色谱/质谱联用技术进行分析。【结果】在整个生长季从山楂叶中共检测出12类328种BVOCs,从枣叶中共检测出12类301种BVOCs,枣叶释放类别的数量与山楂叶相同,释放种类少于山楂叶,两树种均在9月释放类别最多;山楂叶和枣叶主要释放烷烃类、烯烃类和芳香烃类、酯类和醇类BVOCs;枣叶主要释放烷烃类、烯烃类、芳香烃类、酯类、醛类和醇类BVOCs,其中天然壬醛山楂叶和枣叶每月都有释放,但枣叶每月释放BVOCs的种类更加丰富;山楂是烯烃类夏季高释放量树种,枣是春季芳香烃高释放量树种;从山楂叶中共检测出烯烃类、芳香烃类、酯类、醛类、有机酸类、酮类、醇类和酰胺类8类43种有益成分,而枣叶不释放酮类,释放种类总数量比山楂叶多。【结论】两个树种释放烯烃类有益BVOCs在总有益BVOCs成分中占比最大,以释放对薄荷-1(7),3-二烯、α-蒎烯、罗汉柏烯、3-蒈烯、右旋萜二烯为主,夏季是山楂叶和枣叶释放有益BVOCs组分的主要季节,两者均在7月达到最大值。总之,树种释放BVOCs成分呈明显的季节性变化,尤其是山楂叶释放总有益BVOCs最大值超过60%。 展开更多
关键词 山楂 枣 植物源挥发性有机物(BVOCs) 有益成分 生长季 释放动态
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植物吸滞PM_(2.5)研究进展——从宏观到微观 被引量：4
5
作者 房佳兴 李少宁 +2 位作者 赵娜 徐晓天 鲁绍伟 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2632-2645,共14页
PM_(2.5)严重危害环境安全和人体健康,虽然国内外大气PM_(2.5)状况已有好转,但雾霾天气仍然时有发生。植物能有效吸附和净化大气中PM_(2.5),其净化作用受到生态学广泛关注。随着研究内容的深入,该领域研究尺度由宏观尺度转向微观尺度,... PM_(2.5)严重危害环境安全和人体健康,虽然国内外大气PM_(2.5)状况已有好转,但雾霾天气仍然时有发生。植物能有效吸附和净化大气中PM_(2.5),其净化作用受到生态学广泛关注。随着研究内容的深入,该领域研究尺度由宏观尺度转向微观尺度,研究对象由植被区转向植物个体,研究方法由野外监测转向人工控制法。因此在区域尺度上对比了植被、非植被区PM_(2.5)浓度差异及不同树种单位叶面积PM_(2.5)吸滞量,以风洞、熏气法两种研究方法归纳了人工控制条件下植物净化PM_(2.5)的研究成果,在大气PM_(2.5)浓度和气象因素两方面探讨了环境因素对植物净化PM_(2.5)的影响机制。得出宏观研究方面很多城市缺乏植被区与非植被区PM_(2.5)浓度监测数据,微观方面植物个体吸滞PM_(2.5)机理研究不够深入,缺乏植物吸滞PM_(2.5)过程与机理的室内模拟外界环境的高精度对比试验,更缺乏环境因素直接影响植物吸收、分配PM_(2.5)过程的研究。未来应加强植被区、非植被区PM_(2.5)动态特征研究,完善某些地区环境监测站点布局,可适当增加典型植被区对照的非植被区站点并提升站点设备可靠性;加强植物性状与其净化PM_(2.5)作用相关性的研究,并通过一次性熏气法量化植物在一次污染事件中对PM_(2.5)的实际净化作用,解析植物各器官对吸收PM_(2.5)的贡献率;增加不同环境因素影响植物吸滞PM_(2.5)能力与过程研究,可利用人工控制试验结合模型提高研究可靠性,揭示环境因素与植物各器官吸收、分配PM_(2.5)之间的耦合规律。 展开更多
关键词 植物 PM_(2.5) 吸滞作用 人工控制条件 环境因素
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基于Landsat 8数据的人工林地上生物量估测模型研究
6
作者 闫宇 邓焯 +1 位作者 李斌 赵天忠 《西北林学院学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期53-60,77,共9页
为提高森林资源管理的效率和精度,探讨特征变量选择与新型机器学习算法结合建立桉树人工林地上生物量估测模型的精度。以广西高峰林场为研究区,以Landsat 8遥感数据结合实测样地数据,使用Pearson相关性分析法结合随机森林的特征变量选... 为提高森林资源管理的效率和精度,探讨特征变量选择与新型机器学习算法结合建立桉树人工林地上生物量估测模型的精度。以广西高峰林场为研究区,以Landsat 8遥感数据结合实测样地数据,使用Pearson相关性分析法结合随机森林的特征变量选择方法,分别构建基于多元线性回归(MLR)、K最邻近(KNN)、随机森林(RF)和极端梯度提升(XGBoost)算法的森林地上生物量估测模型,使用模型评价指标对比不同模型的精度。结果表明,XGBoost模型拟合精度最高,验证结果R^(2)为0.75、RMSE为30.15 t/hm^(2)、MAE为20.27 t/hm^(2);RF、KNN和MLR模型次之,R^(2)分别为0.69、0.54和0.52。利用Pearson相关性分析法结合随机森林相较于仅使用随机森林筛选变量的方法,R^(2)提高了27.12%、RMSE降低了11.44 t/hm^(2)、MAE降低了8.70 t/hm^(2)。采用机器学习方法的模型比多元线性回归模型更有优势,其中新型机器学习算法XGBoost在生物量估测方面有巨大潜力。Pearson相关性分析结合随机森林的特征选择方法能够减少冗余变量对模型估测精度的影响,有效提高模型预测性能。 展开更多
关键词 森林地上生物量 变量筛选 机器学习 XGBoost Landsat 8
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