北京不同类型城市森林中PM_(2.5)与O_(3)的关联性分析

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.

北京市经济林生态系统服务功能评估

依照《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T 1721-2008),以北京市13个区县、14个经济林树种为研究对象,定量评估北京市经济林生态系统服务功能。结果表明,北京市年经济林生态系统涵养水源和保育土壤等7项评估指标总价值为78.41亿元,以涵养水源(30.15亿元·a^(-1))、固碳释氧(17.42亿元·a^(-1))、净化大气环境(11.59亿元·a^(-1))为主;北京市各区经济林生态系统中密云区、平谷区和怀柔区的服务价值相对高于其他区县;以板栗林生态服务价值量较高(29.90%);北京市各项生态服务功能空间分布格局由大到小基本呈现为:东北部、西北部、西南部、东南部、中部。

城市森林不同林分对空气负离子及臭氧浓度交互效应响应机制研究

利用手持空气负离子(NAI)和臭氧(O_(3))测定仪监测北京市南海子公园内不同植物配置NAI与O_(3)浓度,比较不同林分NAI与O_(3)浓度的差异性。结果表明:城市森林不同林分可以调控NAI和O_(3)浓度交互效应,NAI浓度日变化均为“单峰单谷型”,O_(3)日变化呈“单峰”型。不同林分NAI浓度变化表现为复层林高于纯林,针叶林高于阔叶林,植被区高于非植被区;O_(3)浓度变化为非植被区高于植被区,复层林高于纯林,阔叶林高于针叶林。8-10月份,不同植物林分中NAI与O_(3)浓度均呈负相关关系,且各植物配置对二者交互效应具有一定调控作用,具有不同差异性,其中种植油松、白皮松、侧柏、侧柏+五角枫等植物配置的NAI与O_(3)浓度之间交互效应较强。

北京典型绿化树种对氮氧化物净化作用月变化特征研究

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。

山楂和枣释放BVOCs组分生长季动态变化特征研究

【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%。

北京城市森林空气负离子与PM2.5颗粒物交互效应研究

【目的】细颗粒物PM2.5作为大气复合型污染中最重要的特征污染物,在北京地区环境问题中备受关注。研究北京城市森林内空气负离子浓度(NAIC)与PM2.5浓度的时空动态变化及二者相关性特征,为森林康养规划以及大气治理措施提供数据支持和参考。【方法】以北京市4个不同类型城市森林(北京朝阳公园、北京西山国家森林公园、北京南海子公园、北京松山国家级自然保护区)为研究对象,选取2016年9月1日至2017年8月31日4个城市森林生态环境监测站实时获取的NAIC与PM2.5浓度数据,分析二者交互效应机制。【结果】NAIC日变化呈“早晚高,中午低”的双峰型特征:PM2.5日变化以早午高,傍晚低为主,基本为双峰型;四季NAIC由大到小依次为夏季((564.87±224.26)个/cm^3)、秋季((453.88±135.73)个/cm^3)、春季((436.91±95.65)个/cm^3)和冬季((425.46±34.37)个/cm^3),PM2.5浓度由大到小依次为冬季((123.86±84.73)μg/m^3)、秋季((91.84±14.28)μg/m^3)、春季((90.64±13.55)μg/m^3)和夏季((53.40±15.45)μg/m^3)的规律;不同城市森林NAIC差异显著,NAIC排序由大到小依次为中心城区公园、远郊区、近郊湿地公园和近郊浅山区,PM2.5排序由大到小依次为近郊湿地公园、中心城区公园、近郊浅山区和远郊区;一年四季,NAIC与PM2.5二者浓度之间均呈显著负相关(P<0.05),相关系数由大到小依次为夏季(-0.148)、秋季(-0.214)、春季(-0.271)和冬季(-0.350)。【结论】城市森林对PM2.5确有一定程度的削减作用,可以起到改善森林绿地结构、提高NAIC,净化大气环境的作用。

北京西山国家森林公园中空气负离子浓度与气象因子的相关性研究

空气负离子(Negative air ions,NAI)是城市空气质量的重要指标之一,揭示城市森林释放NAI的影响机制,有助于充分利用NAI的净化作用及保健作用,并判断空气质量。利用北京西山国家森林公园2017年9月-2018年8月的NAI和气象数据,深入探究不同季节条件下和典型天气下影响空气负离子浓度(NAIC)的气象因素。结果显示,(1)不同季节条件下,NAI与气象因素相关关系不同。当温度在15℃以上时,NAIC与温度呈负相关;在15℃以下时,NAIC与温度呈正相关。多数情况下,NAIC与湿度呈反比,冬季湿度对NAIC负效应影响最明显(r=-0.503,P<0.01)。春秋冬NAIC与太阳辐射、气压均呈显著正相关关系,而夏季空气负离子与二者呈现负相关关系。(2)典型天气下,城市森林NAIC与晴天相比出现不同程度的差异,且与气象因子的相关性也不同。雨天条件下,NAIC日均值为2134ion·cm^(-3),比晴天NAIC高4.56%,主要受温度和降雨量的共同影响;雾霾天与冬季晴天相比,晴天昼间NAIC为2075 ion·cm^(-3),雾霾天昼间NAIC为1948 ion·cm^(-3),主要受太阳辐射量的影响;大风天气下NAIC峰值比微风天气高5.37%,日均值大于微风天气,主要受气压的影响。

植物吸滞PM_(2.5)研究进展——从宏观到微观

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。

北京地区4种典型针叶树种释放有益挥发性有机物的组成及动态特征研究

采用动态顶空套袋技术与自动热脱附-气相色谱/质谱联用法,选取北京市4种典型针叶树种——油松、侧柏、桧柏和白皮松为研究对象,对其释放的有益挥发性有机物进行采集和分析鉴定,并以侧柏为针叶代表树种分析其在生长季(春、夏、秋)释放有益挥发性有机物的日动态变化。结果显示:(1)4种针叶树种在7月份释放的有益挥发性有机物包括烯烃类、酯类、醛类、酮类、醇类和其他类共6大类24种化合物,各树种所释放的有益挥发性有机物种类数量分别为油松19种、侧柏17种、桧柏14种、白皮松13种;有益烯烃类的相对含量在4个树种中均是最高的组分,其相对含量分别为油松58.21%、白皮松52.09%、桧柏51.32%、侧柏48.18%;(1R)-(+)-α-蒎烯、月桂烯和β-蒎烯等为4种树种共有且相对含量较高的组分。(2)侧柏在生长季释放有益挥发性有机物种类数量的日变化趋势各不相同,在春季呈“单峰单谷”曲线,夏季呈“单峰”曲线,秋季呈“双峰单谷”曲线;挥发性有机物相对含量高峰期多在正午前后出现,且在春夏两季相对含量均表现为下午高于上午,而在秋季表现为下午低于上午;烯烃类化合物在各时刻相对含量均最高。结果表明:烯烃类化合物是4种树种释放有益挥发性有机物的主要成分,4种针叶树种中油松释放有益挥发性有机物的能力最强;植物挥发性有机物合成和释放与光照、温度变化关系密切,一天中上午随着光强与温度升高,有益挥发性有机物合成与释放量随之增多,正午前后合成的有益挥发性有机物释放量达到最大值,之后光照减弱、温度降低,有益挥发性有机物合成与释放量相继减少。

城市森林对氮氧化物(NO_X)净化作用研究进展

基于国内外近几十年城市森林对气态污染物影响的发展进程与有关城市森林产生的生态功能研究成果,文章针对氮氧化物(NO_X)的来源、危害以及不同尺度的城市森林对NO_X的净化作用及机理进行概述;同时,分别从时间尺度与空间尺度对比分析了城市森林内NO_X浓度的日变化与季节变化以及水平变化和垂直变化,归纳出城市森林净化NO_X的时空变化特征;并总结出影响城市森林净化NO_X的作用的因素及其相关关系。综上所述,建议在今后的研究工作中应注重确定城市森林植被净化NO_X的浓度阈值;开展多尺度城市森林对NO_X净化作用的研究;充分发挥城市森林的生态功能特性,合理规划城市森林。最终以完善城市森林对NO_X净化机制的研究,对降低气态污染物浓度及其综合防治措施具有重要意义,为今后深入研究城市森林系统所发挥的生态功能寻求新的契机。

北京市5种园林树种蒸腾耗水特性研究

采用盆栽称重法研究白皮松、白蜡、银杏、山桃、枸杞的蒸腾耗水特性。结果表明:5种树种的蒸腾速率Tr、光合速率Pn、气孔导度Gs日变化均呈"M"型曲线,存在"午休"现象,水汽压亏缺VPD日变化为单峰曲线。树种蒸腾速率Tr与叶片气孔导度Gs、水汽压亏缺VPD呈线性正相关关系,白皮松相关性显著(R2=0.9795、R2=0.9884)。蒸腾速率Tr为枸杞(3.33mmol·m-2·s^(-1))>白蜡(3.22mmol·m^(-2)·s^(-1))=山桃(3.22mmol·m^(-2)·s^(-1))>银杏(3.21mmol·m^(-2)·s^(-1))>白皮松(2.21mmol·m^(-2)·s^(-1))。树种耗水量为枸杞(0.090g·cm^(-2)·d^(-1))>白蜡(0.080g·cm^(-2)·d^(-1))>山桃(0.076g·cm^(-2)·d^(-1))=银杏(0.076g·cm-2·d^(-1))>白皮松(0.032g·cm^(-2)·d^(-1))。白蜡、银杏月耗水量呈倒"V"曲线,白皮松、山桃、枸杞月耗水量呈"M"曲线,耗水量为7月(0.083g·cm^(-2)·d^(-1))>9月(0.078g·cm^(-2)·d^(-1))>8月(0.075g·cm^(-2)·d^(-1))>6月(0.071g·cm^(-2)·d^(-1))>10月(0.060g·cm^(-2)·d^(-1))>5月(0.057g·cm^(-2)·d^(-1))。白皮松秋季耗水多,其他树种为夏季耗水多。山桃、银杏抗旱能力强于枸杞、白蜡和白皮松。研究结果可为园林植物的合理配植与水分的合理利用等提供依据。

北京典型园林绿化树种释放有益挥发性有机物组成及动态变化特征

为了研究植物释放出的挥发性有机物(BVOCs)里含有保健和净化空气功能的特定成分及其动态变化特征,从而为园林绿化树种的选择和搭配提供科学的理论依据,以我国北京市常用8种绿化植物白皮松、油松、侧柏、桧柏、栾树、国槐、垂柳和银杏为研究对象,利用动态顶空法和GC-MS方法对不同种类的植物释放的有机物(BVOCs)成分及动态变化特征进行了为期一年的观测分析。结果显示:(1)针叶树种释放的有益BVOCs中烯烃类化合物含量约占总释放量的67.4%~81.3%,酯类、醛类、酮类、醇类以及有机酸类化合物共占比18.7%~32.6%;阔叶树种释放的有益BVOCs中烯烃类化合物占总释放量的61.4%~72.3%,醇类、酯类、醛类、酮类及其他类化合物共占约27.7%~38.6%。(2)侧柏在春季释放较多的烯烃类(15.1%)、酯类(9.01%)和醇类(18.3%)化合物,在夏季释放较多的酯类(10.01%)、醛类(12.5%)和醇类(10.2%)化合物,在秋季释放较多的醇类(10.1%)化合物。垂柳无论春夏秋哪个季节都是释放烯烃类化合物最多,春季55.1%、夏季54.3%、秋季58.2%。(3)垂柳释放的烯烃类化合物在1000达到最大值(41.3%),醇类化合物在1400达到最大值(25.3%);侧柏释放的烯烃类化合物一直增大,在1800达到最大值(78.2%),醛类化合物在1200达到最大值(22.4%),醇类化合物在1000达到最大值(20.01%)。研究结果表明:不同树种在生长季所释放的有益BVOCs组成与含量存在一定差异;侧柏和垂柳在不同季节释放的化合物种类存在显著差异;侧柏和垂柳释放的有机物存在不同的日动态变化特点。

北京4种典型林分水质效应分析

以北京松山国家森林公园4种典型林分类型为研究对象,通过收集它们各空间层次(林冠层、枯落物层和土壤层)水样以及溪水、地下水和库区水的水样,并带回实验室检测分析各水样中水质离子浓度,探讨降雨输入-输出过程中离子浓度变化趋势,验证松山国家森林公园4种林分对水质效应的影响程度。结果表明:林冠层到土壤层,Na^(+)、Mg^(2+)和Ca^(2+)的浓度变化呈现出逐渐升高的趋势,K^(+)、NH_(4)^(+)和Cl-浓度变化呈现出先升高后下降的趋势,转折点分别为0~20 cm土壤层、林冠层和枯落物层,NO_(3)^(-)、NO_(2)-、SO_(4)^(2-)和F-的浓度变化呈现出先下降再升高又下降的趋势,转折点分别为枯落物层和0~20 cm土壤层。4种林分对溪水净化作用明显,溪水中Na^(+)、K^(+)、NH_(4)^(+)、NO^(3)^(-)、NO_(2)-和SO_(4)^(2-)浓度较壤中流降幅为13.54%~86.81%,对地下水和库区水影响较小。根据《地表水环境质量标准》和《地下水质量标准》综合评价结果显示,20~60 cm土壤层对降雨水质起到关键的净化作用,以蒙古栎纯林的净化效果最佳。4种林分中蒙古栎纯林对水质净化效果最佳,其次为油松+毛白杨混交林、油松纯林、山杨纯林。

北京地区侧柏和垂柳释放有益挥发性有机物组分日动态变化特征

以侧柏(Platycladus orientalis)和垂柳(Salix babylonica)为研究对象,采用动态顶空套袋采集法和自动热脱附-气相色谱/质谱联用技术来分析这些植物释放的挥发性有机物(VOCs)的组成和释放模式。选择不同的时间和天气条件下的样本进行采集,并记录相关信息。通过对原始数据的分析,确定有益挥发性有机物(BVOCs)的成分和相对百分含量。研究结果显示,侧柏和垂柳在不同季节释放的BVOCs成分主要包括醇类、醛类、烯烃类等其他类化合物,这些有益BVOCs在植物的生理和生态功能中扮演着重要的角色,对于深入了解植物与环境之间的相互作用具有重要意义。侧柏和垂柳释放BVOCs成分在不同季节会有所变化。其次,研究分析了侧柏和垂柳在不同季节中有益BVOCs成分的含量和变动趋势。侧柏在不同季节的释放模式呈现出明显的差异。春季的释放模式呈现出“单峰单谷”曲线,夏季的释放模式呈现出“单峰”曲线,而秋季的释放模式呈现出“双峰单谷”曲线。这表明侧柏在不同季节中的挥发物释放存在明显的季节性变化。相比之下,垂柳的释放模式在不同季节中相对稳定,呈现出一致的“单峰型”曲线。这说明垂柳的挥发物释放模式在不同季节中相对持续且稳定,不像侧柏那样受季节变化的影响较大。此外,研究还发现侧柏和垂柳释放有益BVOCs的相对含量在正午前后达到高峰期,而低谷期则出现在高峰期前后。这表明植物的挥发物释放受到日光照射和其他环境因素的影响,存在明显的日变化规律。综上所述,该研究采用了先进的分析技术,对北京市顺义区高丽营试验基地的侧柏和垂柳进行了挥发物采集和分析。结果显示侧柏和垂柳在不同季节中释放的有益BVOCs成分存在明显差异,并具有季节性变化。此外,它们的挥发物释放还受到日变化的影响。

北京松山自然保护区典型植物群落物种多样性研究

基于2017年对北京松山自然保护区6种典型植物群落物种调查数据,选取α、β多样性指数描述植物群落乔、灌、草本层植被多样性特征,分析影响植物群落多样性的主导因素。结果表明:(1)研究区内共有40科58属75种植物种;主要乔木优势种为油松(Pinus tabulaeformis)、蒙古栎(Quercus mongolica)、毛白杨(Populus tomentosa)和山杨(Populus davidiana);灌木层优势种为土庄绣线菊(Spiraea pubescens Turcz.)和扁担杆(Grewia biloba G.Don);林下草本多以菊科植物(Compositae)为主。(2)不同植物生长型间Shannon-Wiener多样性与丰富度指数排序均为草本层>灌木层>乔木层;随着山体高度的增加,林下草本α多样性指数增大,草本物种丰富度、均匀度都对其α多样性影响较大。(3)分析从山底到山顶草本β多样性指数的变化趋势发现,草本共有种经历先减少后增加,物种替代率则呈先增大后降低的变化模式。研究认为,在今后生物多样性保护实施过程中,需按照自然演替规律,综合考虑冠层物种组成与结构、微地形的调控作用,制定合理可行的保护经验和技术,为森林群落多样性保护及其生态功能的发挥提供科学支撑。

北京市退耕还林生态效益评估

基于北京市退耕还林工程区典型样地调查和北京市林业果树科学研究院多年以来对退耕还林生态系统服务功能的监测数据,依据中华人民共和国国家标准《森林生态系统服务功能评估规范》(GB/T 38582—2020)和中华人民共和国林业行业标准《退耕还林工程生态效益监测与评估规范》(LY/T 2573—2016),分别从涵养水源、固碳释氧、保育土壤、林木积累营养物质、净化大气环境和保护生物多样性六项功能指标,对退耕还林生态效益物质量与价值量进行定量评估。结果表明,截至2018年,北京市退耕还林生态系统服务功能总价值量为18.92亿元/a,其中以涵养水源(41.15%)、固碳释氧(26.73%)和净化大气环境(17.27%)分项指标的贡献作用较大。比较北京市退耕还林工程行政区间生态效益价值量大小,发现退耕面积和北京城市总体规划中各行政区功能定位为主要影响因素,其中以密云区价值量最大为4.48亿元/a,占北京市退耕还林生态系统服务功能总价值量的25.56%。退耕工程区内板栗(29.51%)、仁用杏(13.54%)、核桃(12.57%)所贡献的生态系统服务功能价值量位列前三。不同林分类型单位面积价值量排序为生态林>生态经济兼用林>鲜果林。因此,建议遵循生态优先、适地适树、分类施策的原则,制定退耕还林成果保护政策,并根据各行政区生态价值评估结果确定生态补偿额度和补偿年限,为退耕还林分类补偿政策制定、低质低效林分改造和退耕还林生态系统监测网络体系奠定理论与实践基础。

北京松山4种典型林分枯落物持水特征研究

为研究北京松山国家自然保护区不同林分枯落物持水效能差异,采用典型样地调查和室内浸泡法,对松山国家级自然保护区内4种典型林分类型,即蒙古栎(Quercus mongolica)纯林、油松(Pinus tabuliformis)纯林、山杨(Populus davidiana)纯林和毛白杨(Populus tomentosa)-油松针阔混交林的枯落物水文效应进行分析。结果表明,(1)4种典型林分类型枯落物层蓄积量为8.05—23.78 t·hm^(−2),大小排序为蒙古栎纯林(23.78 t·hm^(−2))>山杨纯林(21.26 t·hm^(−2))>油松纯林(15.85 t·hm^(−2))>针阔混交林(8.05 t·hm^(−2))。(2)山杨纯林枯落物最大持水量最大(7.19 t·hm^(−2)),蒙古栎纯林最小(4.37 t·hm^(−2));比较4种典型林分类型枯落物平均持水率发现,针阔混交林最大(230.9%),蒙古栎纯林最小(106.85%)。(3)4种林分枯落物层持水量与其浸水时间呈对数相关(R2>0.75,P<0.01);其持水速率与浸泡时间符合幂函数关系(R2>0.89,P<0.01)。山杨纯林有效拦蓄量(13.67 t·hm^(−2))与有效拦蓄率(114.3%)均较高,而油松纯林有效拦蓄量(4.46 t·hm^(−2))及其有效拦蓄率(58.11%)均显著低于其他林分类型。根据水文指标评价上述4种典型林分枯落物持水能力,松山自然保护区内山杨纯林枯落物持水能力最佳,其水源涵养综合能力优于其他3种类型林分枯落物。研究结果可为区域植被恢复和水土流失防治提供理论基础。

北京城市森林空气负离子与臭氧特征及相互作用

选取北京中心城区朝阳公园、近郊开发区南海子郊野公园、近郊浅山林区北京西山森林公园和远郊山地林区北京松山国家级自然保护区四个城市森林生态环境监测站长期定位监测的空气负离子和臭氧数据,分析其时空变化特征及相互作用。结果表明:时间变化上,夏季空气负离子和臭氧平均浓度均高于冬季,夏季和冬季空气负离子浓度日变化分别呈现“单峰单谷”和“单峰”曲线,2个季节臭氧浓度日变化均呈“单峰单谷”曲线;夏季空气负离子浓度分别在7:00—9:00出现峰值和15:00左右出现谷值,冬季空气负离子浓度峰值在12:00左右;夏季和冬季臭氧浓度谷值在7:00—9:00,冬季峰值在15:00,比夏季早2 h左右。空间变化上,城市污染梯度对空气负离子浓度空间变化影响不显著,夏季空气负离子浓度空间变化表现为市中心公园>远郊区公园>近郊浅山林区>近郊开发区,冬季也出现相同的规律变化;而臭氧浓度从市中心公园到远郊区公园逐渐下降,受城市污染梯度的影响大。夏季空气负离子浓度与臭氧浓度呈负相关关系,冬季空气负离子浓度与臭氧浓度呈正相关关系,说明植物生长会影响二者的相关性。

森林释放挥发性有机物（BVOCs）的国内外研究进展

挥发性有机物(BVOCs)是森林释放的植物次生代谢物质,是影响环境的重要因素。通过结合森林挥发性有机物国内外的研究进展,综述BVOCs的功能性研究及时间性变化特征,对它们的环境影响因子、生态释放、测定方法进行整合和探讨,进而更好的掌握全球气候变化趋势并强调复合型森林群落的生态保健功能的重要性。在日后的研究中,可加强对植物释放BVOCs的机理性研究,找寻多种因素相互作用对植物释放BVOCs的影响,建立并完善可以模拟各种植物BVOCs排放的时空动态模型,以期能更好地预测全球气候变化;植物群落应合理配置,让不同植物所释放的BVOCs相互作用,从而形成具有健康稳定、保健功能的森林群落。

4种落叶树种释放有益挥发性有机物的比较研究

研究不同树种之间释放有益挥发性有机物(BVOCs)成分差异和垂柳季节性日变化特征,旨在筛选出康养价值高,对环境有益、人体有利的园林绿化树种。以北京市典型森林生态系统中的4种落叶树种——垂柳(Salix babylonica)、国槐(Sophora japonica)、银杏(Ginkgo biloba)和栾树(Koelreuteria paniculata)为研究对象,采用动态顶空套袋技术与自动热脱附-气相色谱/质谱联用法,对比分析不同植物叶片释放有益BVOCs成分的差异,筛选具有康体保健功效的树种。同时,研究垂柳在不同生长季节释放BVOCs的日动态变化特征。结果表明,(1)4种落叶树种释放的有益BVOCs含有6种共同有益成分:(1R)-(+)-α-蒎烯、乙酸叶醇酯、顺-3-己烯-1-醇、左薄荷脑、天然壬醛和甘菊蓝。银杏和栾树主要释放醇类(17.23%、14.08%)、酯类化合物(13.43%、9.49%);垂柳主要释放醛类化合物(13.57%);国槐则主要释放烯烃类化合物(15.75%)。(2)4种树种有益BVOCs释放总量分别表现为银杏50.90%、栾树38.81%、垂柳32.11%、国槐29.24%。(3)垂柳在春季主要释放烯烃类化合物,而在夏季,醛类化合物排放量较高,秋季则主要释放醇类化合物。(4)垂柳在不同生长季排放的有益BVOCs具有明显日差异,日释放量均呈单峰曲线分布,日释放高值多出现于光照最为强烈的正午前后。该研究4种落叶树种释放的醇类、酯类和醛类化合物相对含量较高,可根据各化合物类别功效适地适季栽种;其次在园林道路绿化、森林康养等建设中可优先考虑银杏树。午时左右森林树种能够更加高效地释放有益挥发性有机物,此时段是人们进行户外活动的最佳时间,能够更高效地吸收森林树种发挥的生态康养价值。