生長季毛竹林內(nèi)和林緣空氣顆粒物日變化規(guī)律研究

王茜 王成 張中霞

摘要? ? 本文以福州旗山森林公園毛竹林為研究對象，對生長季毛竹林內(nèi)、林緣空氣顆粒物日變化進行了觀測，結(jié)果表明，林內(nèi)和林緣空氣顆粒物日變化曲線均呈“二峰二谷”型，但林緣出現(xiàn)波峰和波谷時間有所提前或滯后。林內(nèi)與林緣在11：00—13：00、17：00—19：00出現(xiàn)全天的2個高峰;在7：00—9：00、15：00—17：00出現(xiàn)全天的2個低谷。林內(nèi)顆粒物以細顆粒（PM1.0、PM2.5）為主，而林緣則以粗顆粒物（PM10、TSP）為主。在毛竹林緣處，4種不同粒徑的顆粒物濃度日變化趨勢基本一致，但峰值和低谷的時間細顆粒物較粗顆粒物有所提前或者滯后。各粒徑顆粒物濃度與空氣溫度、相對濕度、光照強度均成正相關(guān)，而與平均風(fēng)速成負相關(guān)，且林緣處的顆粒物濃度與風(fēng)速成顯著負相關(guān)。

關(guān)鍵詞? ? 毛竹;生長季;林內(nèi);林緣;空氣顆粒物;日變化

中圖分類號? ? X513? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2019）21-0141-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）

空氣顆粒物是空氣中塵埃、煙、霧等物質(zhì)的主要成分，其是一種用肉眼很難看到的小液滴或微小固體，通常懸浮在空氣中，當數(shù)量和濃度達到一定程度后會使人體產(chǎn)生一系列疾病[1]。隨著我國城市的快速發(fā)展和規(guī)模的擴大，城市環(huán)境污染不斷加劇，空氣顆粒物已成為許多城市的首要污染物[2-3]。森林植物的主要功能是改善空氣質(zhì)量、凈化環(huán)境、阻滯粉塵。有研究發(fā)現(xiàn)，植物具有很好的滯塵作用。一方面，植物葉片表面的特性以及其本身的濕潤性，使得植物能夠吸附或附著顆粒物，且植物體上的顆粒物經(jīng)過雨水的沖刷進行重新滯塵;另一方面，茂密、高大的樹冠有降低風(fēng)速的作用，粉塵顆粒隨著風(fēng)速的降低飄落到植物的葉表、枝條或地面，是植物滯塵效應(yīng)的主要機理[4-5]。毛竹以其組織空間性、觀賞性、生態(tài)性和環(huán)保性等特性在景觀園林中得到廣泛的應(yīng)用。目前，對毛竹的研究主要集中在栽培技術(shù)、景觀功能等[6-8]，對毛竹林空氣顆粒物日變化規(guī)律研究鮮有報道。本文分析了生長季節(jié)毛竹林內(nèi)、林緣空氣顆粒物日變化規(guī)律，以期為毛竹游憩林的合理利用提供參考。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 研究區(qū)概況

旗山森林公園位于福州閩侯南嶼境內(nèi)，面積約900 hm2，地理位置為東經(jīng)119°28′、北緯26°08′[2]。年均日照時數(shù)為1 700～1 980 h，年均氣溫18～22℃，年降水量900～2 100 mm，無霜期330 d，年相對濕度約80%，海拔710 m。旗山森林公園距離福州市中心約25 km，臨近316國道，交通便捷，景區(qū)內(nèi)綠樹長青、氣候宜人，屬暖濕的亞熱帶季風(fēng)氣候。森林公園內(nèi)植物種類豐富，古樹名木較多，植物覆蓋率達90%以上。樣地內(nèi)毛竹林地面積達4.3 hm2，密度為5 356株/hm2[2]。

1.2? ? 試驗方法

1.2.1? ? 樣地選擇。樣地選在位于旗山森林公園海拔715 m處的毛竹純林，主要以2～3度毛竹為主，竹高為8～13 m，胸徑為11～25 cm，郁閉度為0.95。地被覆蓋以白楠木、野山茶等為主。在毛竹林內(nèi)東、南、西、北方向共設(shè)置6個樣地，呈“品”字形排列，各樣地間相隔5 m;距離毛竹林1 m、3 m、5 m處的水泥步道作為林緣。

1.2.2? ? 指標測定。2017年4月選擇晴朗無風(fēng)的天氣10 d，采用英國儀器有限公司（Turnkey）生產(chǎn)、符合國家粉塵監(jiān)測標準的Dustmate煙塵檢測儀進行定點、同步測定1.5 m處（人體平均呼吸高度）4種粒徑空氣顆粒物濃度（PM1.0、PM2.5、PM10、TSP），林內(nèi)和林緣每個時刻、每個監(jiān)測點采用同樣的方法重復(fù)觀測3次，并用小氣候監(jiān)測儀測定每個監(jiān)測點的氣象數(shù)據(jù)（空氣相對濕度、空氣溫度、光照和風(fēng)速等）。每日7：00至次日5：00每隔2 h監(jiān)測1次，每次3個重復(fù)同步觀測。同一時刻的顆粒物濃度取3次觀測的平均值，春季毛竹林內(nèi)和林緣日變化取10 d觀測的平均值。

1.3? ? 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)利用Excel 2013和SPSS 16.0軟件進行統(tǒng)計和分析，采用One-way ANOVA單因素方差分析和LSD最小顯著差異法，計算比較不同粒徑顆粒物之間的差異等。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 林內(nèi)和林緣4種粒徑顆粒物濃度總體日變化

從毛竹林內(nèi)和林緣4種粒徑顆粒物濃度日變化水平來看，TSP與PM10濃度差異較大，而PM2.5和PM1.0濃度差異較小。經(jīng)單因素方差分析以及LSD多重比較法結(jié)果表明，林內(nèi)和林緣TSP濃度在7：00、9：00、19：00時差異顯著（P<0.05）;PM10濃度在9：00、11：00、17：00時差異顯著（P<0.05）。從日變化曲線可以看出，各種粒徑空氣顆粒物濃度變化相似，基本呈“二峰二谷”型，只是林緣出現(xiàn)波峰和波谷的時間有所提前或滯后。11：00—13：00、17：00—19：00為2個高峰期;7：00—9：00、15：00—17：00為2個低谷期。