一种有效调控污染物pm2.5浓度的景观生态林配植方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生态修复技术领域，具体涉及一种景观生态林的配植方法，尤其涉及 一种有效调控PM2. 5浓度的景观生态林配植方法。
【背景技术】
[0002] PM2. 5 (空气动力学直径小于2. 5 ii m的悬浮颗粒物）是大气成分中含量很少的组 分，但它富含大量有毒、有害物质且在大气中的停留时间长，输送距离远，对空气质量、能见 度和人体健康有重要的影响。
[0003] 现阶段对于PM2. 5的研究可分为：对PM2. 5本身的研究，包括分布特征、组成、来源 研究等；对PM2. 5监测方法与仪器的研究；对PM2. 5危害的研究，主要集中在医学领域；对 森林植被如何影响PM2. 5的研究。其中最后一方面研究尚处于起步阶段，很多研究成果仅 是定性的描述森林植被可以阻滞吸附PM2. 5、降低大气中PM2. 5浓度，也初步提出乔灌草搭 配及针阔混交的配植类型更有助于森林净化大气中颗粒物。
[0004] 对于开阔道路机动车污染物的扩散规律，欧洲和北美一些国家的学者开展了大量 研究工作，得出了污染物浓度与距离道路的远近呈负相关，并提出许多不同形式的近地面 扩散模型，其中主要分为两类：一是基于梯度传输理论的幂函数扩散模型，污染物浓度C随 距离X呈幂函数关系递减；二是基于现场实验的对数扩散模型，污染物浓度C随距离X呈对 数关系递减，表达式为C(x) = a ? log(x)十b，式中参数a和b均由实验测得。然而，这两 类模型在用于道路边污染物浓度的预测时均存在明显的缺陷：前者是由理论推导得出，预 测结果与实测浓度之间存在较大的差异，不能够确切反映道路边污染物的扩散规律；后者 虽然是基于实测浓度梯度得出，但由于对数函数自身的限制（x - 〇时，C 该模型不 能准确反映道路上（x = 0)或靠近道路（x - 0)的污染物浓度水平。
[0005] 上海交大邹晓东等人曾基于风速轮廓模型提出了开阔道路边污染物近地面扩散 的漂移幂函数（Shifted Power-law)扩散模型；并应用被动式采样方法对开阔道路边S02 和浓度梯度进行了测定，将测定值和文献报导的数据带入SP扩散模型对其进行验 证，发现计算结果与实测有误差；殷彬等人通过对上海浦东某交通干道旁侧绿化带不同季 节大气中总悬浮颗粒物（TSP)的测定，定量研究了绿化带对TSP的净化效益，同时对研究区 域内植物的配植情况用郁闭度和疏透度进行了表征（"交通绿化带植物配置对空气颗粒物 的净化效益"，殷杉等，生态学报，2007, 27 (11) :4590-4595)，但是此实验忽略了植物种类和 植物年龄对群落净化TSP能力的影响，很多研究表明不同植物种类对TSP等颗粒物的吸附 作用差异很大，因此在实验设计上存在瑕疵。
[0006]目前来看，对于森林植被如何影响开阔空间由点源污染产生的PM2. 5浓度，以及 影响PM2. 5浓度的最佳植物配植指标例如郁闭度、疏透度、三维绿量的量化研究鲜有报道。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种景观生态林的配植方法，特别是一种有效调控PM2. 5 浓度的景观生态林配植方法。
[0008] 为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
[0009] 第一方面，本发明提供了一种表征景观生态林污染物PM2. 5浓度的指数衰减模 型，所述模型为Cx= C ^其中，Cx为污染物PM2. 5在x距离处的浓度；C ^为污染物PM2. 5 在起始点处的浓度；k为衰减速率常数；所述模型中k的取值范围为0. 0028-0. 0105。
[0010] 本发明所述模型中k的取值范围为0.0028-0. 0105,例如可以是0.0028、0. 0030、 0. 0035、0. 0038、0. 0040、0. 0042、0. 0045、0. 0048、0.0050、0.0052、0.0055、0.0058、0.0060、 0.0062,0.0065,0.0068,0. 0070,0. 0072,0. 0075,0. 0078,0. 0080,0. 0082,0. 0085,0. 0088, 0? 0090、0. 0092、0. 0095、0. 0098、0. 0100、0. 0102、0. 0105,优选为 0? 0090-0. 0105,进一步优 选为 0. 0105。
[0011] 本发明所述模型中k值越大时，说明此种植物配植对影响PM2. 5浓度越有效。
[0012] 第二方面，本发明还提供了一种有效调控污染物PM2. 5浓度的景观生态林配植方 法，该方法首先建立如本发明第一方面所述的指数衰减模型，量化由点源污染引起的PM2. 5 在景观生态林中的分布情况；再将该模型中的衰减速率常数k与能够表征景观生态林植物 配置特征的指标建立关系，从而得出景观生态林有效调控PM2. 5的配植方式。
[0013] 本发明中所述的能够表征景观生态林植物配置特征的指标为郁闭度、疏透度或三 维绿量中的任意一种或至少两种的组合。例如可以是郁闭度、疏透度或三维绿量，或者是郁 闭度和疏透度、郁闭度和三维绿量、疏透度和三维绿量，或者是郁闭度、疏透度和三维绿量 的组合，其中最优选的是三者的组合。
[0014] 植物群落的郁闭度是指森林中乔木树冠遮蔽地面的程度，它是反映林分密度的指 标，它是以林地树冠垂直投影面积与林地面积之比，以十分数表示，郁闭度越大，植物结构 越密。郁闭度的测定方法为标准地的两对角线上树冠覆盖的总长度与两对角线的总长之 比。
[0015] 植物群落的疏透度是指林带纵断面透光空隙的面积与纵断面面积之比，疏透度越 小，植物结构越紧密。疏透度的测定方法为用数码相机拍摄样地照片，然后用"数字图像处 理法"计算得出。
[0016] 植物群落的三维绿量是指所有生长植物的茎叶所占据的空间体积。三维绿量通过 对茎叶体积的计算，来揭示植物绿色三维体积（或者叶面积指数）与植物生态功能水平的 相关性，进而来说明植物体本身、植物群落乃至城市森林的生态功能和环境效益。三维绿量 的测定方法采用目前常用方法计算得出。
[0017] 本发明中所述的郁闭度为0. 2-0. 8,例如可以是0. 2、0. 3、0. 4、0. 5、0. 6、0. 65、 0? 75、0. 8,优选为 0? 6-0. 75。
[0018] 本发明中当所述的郁闭度在上述范围时，景观生态林中的植物对PM2. 5净化效果 较好，其中，当郁闭度在〇. 6-0. 75时，净化效果最好。
[0019] 本发明中所述的疏透度为0? 19-0. 7,例如可以是0? 2、0. 22、0. 25、0. 28、0. 3、 0? 32、0. 35、0. 38、0. 4,优选为 0? 2-0. 4。
[0020] 本发明中当所述的疏透度在上述范围时，景观生态林中的植物对PM2. 5净化效果 较好，其中，当疏透度在〇. 2-0. 4时，净化效果最好。
[0021] 本发明中所述的三维绿量为0. 5-3. 8m2绿量/m2土地，例如可以是0. 5m2绿量/m2 土地、lm2绿量/m 2土地、2m 2绿量/m 2土地、2. 5m 2绿量/m 2土地、3m 2绿量/m 2土地、3. 2m 2绿 量/