基于大气可吸入颗粒物消减的寒地城区植物筛选、空间配置与优化布局研究

Haze in urban area has increasingly been an environmental issue limiting social development in China. Selecting plants to survive, resist and purify inhalable particulate matters (IP) are an effective way to neutralize haze in urban area. This study will conduct in the cold urban area, collect corresponding surface meteorological data and air pollution data, and simulate the spatial pattern and process of IP using FLUENT model. Based on the measurement of plant issues for resistant and purification of IP, this study will select plant species suitable planting in urban area. Contrastive analysis the relationship of monitoring IP concentration and plants types from plots, and simulation and optimization on plant assembly and pattern will be conducted to determine the optimized plant pattern. Additionally, combined the surface meteorological data, IP data and green land conditions by GIS, and then with considering city aesthetics and landscape planning, this study will figure out an optimized spatial layouts of plant assembly for selected cold city.and Feedback on the engineering,the optimization strategy about green space and Plant design will be formed for selected cold city.

城市的雾霾已成为危害我国社会发展日益严重的环境问题，利用植物对污染物的忍耐、抵抗和吸收净化的防御能力消减可吸入颗粒物是消除城市雾霾天气的重要的途径之一。本课题以寒地城区为研究对象，利用气象数据和污染物监测资料，应用FLUENT模型模拟可吸入颗粒物的动态分布特征与过程；通过对植物组织器官对可吸入颗粒物的抵抗、自我修复和吸附净化能力，筛选出适合城区种植的植被类型；通过对比分析单位面积可吸入颗粒浓度，分析其与植被密度、郁闭度、灌草配置等的关系；并通过优化模拟，筛选出适合寒地城区可吸入颗粒物净化和消减的最佳搭配模式。运用GIS技术，将城区内不同气象条件、物理环境、可吸入颗粒物等的空间分布特征与植被配置模式相结合，在考虑城市美学和景观规划等的基础上，设计出寒地城区最优化可吸入颗粒物净化的绿地布局和植物配置模式。并反馈工程实践，形成寒地城区绿地布局与植物设计优化策略。

因项目批准成为2年，项目摘要部分内容删减，按生命科学部意见对研究方案进行修改，即，围绕可吸入颗粒物的寒地气候代表性植物筛选开展前期研究。.背景及意义：城市的雾霾已成为危害我国社会发展日益严重的环境问题，利用植物对污染物的忍耐、抵抗和吸收净化的防御能力消减可吸入颗粒物是消除城市雾霾天气的重要的途径之一。.目的：本课题以寒地城区园林植物为研究对象，分析其对可吸入颗粒物的消减能力以及与湿度、温度、风速等主要气象因子之间的相关性，进一步筛选消减可吸入颗粒物的植物个体和植物群体。.研究内容及方法： 以野外对比监测数据为基础，采用SPSS21.0对高校校园、城市公园以及城市街道的多种园林植物进行方差分析和相关性分析；同时，选择沈阳市22种常用绿化树种，以测量差重的方式测定单位面积叶片的滞尘能力，并进行聚类分析。.重要结果：（1）无论公园、街道还是校园绿地，裸地（对照点）和林内PM质量浓度日变化规律趋向一致，早晨最高，随时间成下降趋势，17:30左右达到最低；林内PM质量浓度在9:30左右达到最高。（2）野外监测方法消减PM质量浓度较强的个体有油松、元宝枫、火炬树；针叶树强于阔叶树、乔木强于灌木、乔灌草垂直结构强于其他结构；叶片表面粗糙的阔叶树、绿量大的植物消减PM作用显著。实验室差重法滞尘效益较高的乔木有红皮云杉、新疆杨、五角枫、山桃稠李、沈阳桧，灌木有金银忍冬、铺地柏、紫丁香、金钟连翘、红王子锦带。（3）气象因素中，湿度与PM质量浓度呈正相关，风速和PM质量浓度呈负相关，温度和PM质量浓度呈负相关。（4）月份对于街道对照点（裸地）、元宝枫（阔叶树）无显著影响，对于油松（针叶树）有一定影响。（5）3个不同采样街道中，临近水边的街道对照点的PM质量浓度显著高于非水边街道对照点；临近水边的街道绿带内油松纯林、杨柳混交林内的PM质量浓度显著高于非水边街道绿带内的油松纯林和杨柳混交林；而非水边街道的对照点、油松纯林和杨柳混交林内PM质量浓度则无显著差异。表明湿度是影响PM质量浓度的主要因子。