城市是人口聚集地，工商業(yè)活動(dòng)中心。城市的快速擴(kuò)展會(huì)導(dǎo)致一系列的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，如城市熱島、大氣污染、水體污染、水資源短缺等。其中大氣污染與居民關(guān)系密切，直接影響著著人類的身體健康和居民的福祉。隨著城市交通基面、綠化基面、城市公共活動(dòng)基面立體化以及城市建筑高層化，城市空間形態(tài)呈現(xiàn)出越來(lái)越顯著的三維特征，使得景觀格局演變與生態(tài)環(huán)境的相互作用和影響變得更加復(fù)雜。城市街谷下墊面具有與自然生態(tài)系統(tǒng)所不同的物質(zhì)空間環(huán)境，密集的人口以及道路交通，形成了城市小尺度局地環(huán)流、大氣湍流等大氣運(yùn)動(dòng)方式，進(jìn)而影響大氣污染物的時(shí)空擴(kuò)散。因此，研究城市街谷大氣污染物的擴(kuò)散特征，揭示大氣污染物的擴(kuò)散與街谷三維形態(tài)及行道樹(shù)配置的相互關(guān)系，不僅是城市生態(tài)學(xué)及城市規(guī)劃研究的重要內(nèi)容，而且對(duì)于解決城市下墊面大氣污染問(wèn)題及防御措施有重要的意義。
為此，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所城市森林（樹(shù)木園）團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了系列研究，得出了以下研究結(jié)果：
行道樹(shù)與大氣污染物：針對(duì)已有評(píng)估行道樹(shù)對(duì)大氣顆粒物凈化作用的研究中實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)缺乏，團(tuán)隊(duì)以實(shí)地監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，定量分析城市街谷行道樹(shù)對(duì)大氣顆粒物濃度的影響及其季節(jié)效應(yīng)。結(jié)果表明，行道樹(shù)降低了近地面PM10和TSP的濃度，增加了PM2.5的濃度，即隨著大氣顆粒物粒徑的增大，行道樹(shù)的削減作用增強(qiáng)。行道樹(shù)在有綠葉的季節(jié)有利于大氣顆粒物污染的減輕，而在落葉季則加重了顆粒物的污染。
三維形態(tài)與大氣污染物：團(tuán)隊(duì)通過(guò)實(shí)地監(jiān)測(cè)和ENVI-met模擬分析了城市街谷形態(tài)對(duì)街谷大氣污染物分布的影響。結(jié)果表明，大氣顆粒物濃度與天空開(kāi)闊度之間的有較強(qiáng)的正相關(guān)性，且隨著顆粒物粒徑的增大，相關(guān)性增強(qiáng)。當(dāng)街谷與主風(fēng)向呈45°夾角時(shí)近地表顆粒物濃度最低。街谷與主風(fēng)向垂直或平行時(shí)不利于近地表顆粒物的擴(kuò)散。
大氣污染物垂直分布：團(tuán)隊(duì)對(duì)城市街谷內(nèi)大氣污染物進(jìn)行了垂直方向的固定觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，69m大氣顆粒物濃度顯著高于27m和1.5m，27m 的PM2.5濃度在冬季高于1.5m的濃度，而在其它季節(jié)低于1.5m的濃度。不同類型大氣其污染物的垂直分布不同。大氣顆粒物的垂直分布表現(xiàn)為69m高于1.5m和27m，SO2的垂直分布表現(xiàn)為27m高于1.5m高于69m，NO2的垂直分布表現(xiàn)為27m高于69m高于1.5m。
空氣質(zhì)量與熱舒適度：團(tuán)隊(duì)以固定觀測(cè)的方法估算了城市街區(qū)不同高度大氣污染物濃度和熱舒適度，闡明了熱舒適度與大氣污染物濃度之間的相關(guān)性，揭示了行道樹(shù)對(duì)近地面熱舒適度和大氣污染物濃度的調(diào)控作用及二者的相關(guān)性。結(jié)果表明，街區(qū)中層的熱舒適度指數(shù)（PET）顯著高于頂層，高于底層。街區(qū)不同高度熱舒適度差異的原因主要是相對(duì)濕度和風(fēng)速的不同引起的。比較不同污染物PM2.5，SO2,，CO，NO2和O3濃度與PET的相關(guān)性，O3濃度與PET的相關(guān)性最強(qiáng)，隨著PET的增加呈指數(shù)增長(zhǎng)。街區(qū)底層NO2濃度隨著PET的增加而增加，頂層濃度隨著PET的增加而降低。
上述研究結(jié)果已發(fā)表SCI論文8篇，城市森林組特別研究助理苗純萍為第一作者，何興元研究員和陳瑋研究員為通訊作者。研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（32130068，41730647）、面上項(xiàng)目（32271661，41671185）、青年項(xiàng)目（41801187）、中國(guó)博士后科學(xué)基金面上項(xiàng)目一等資助（2018M640264），遼寧省博士啟動(dòng)基金（2019-BS-260）等項(xiàng)目的支持。
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