一种调控大气颗粒物的道路防护林配置结构及方法技术

本发明专利技术公开一种调控大气颗粒物的道路防护林配置结构及方法，本发明专利技术根据不同树种阻滞颗粒物的功能差异，将树种分为高颗粒物阻滞能力、中等颗粒物阻滞能力和低颗粒物阻滞能力的树种；根据不同树种配置方式阻滞颗粒物的功能差异，将不同树种的配置方式分为高颗粒物阻滞能力、中等颗粒物阻滞能力和低颗粒物阻滞能力的树种配置方式；依据道路不同的防护功能要求，选择抗逆性强的适宜性乔木和灌木；再确定阔叶树和针叶树比例；再选择合适的林木结构；最后针对道路防护林降低颗粒物危害的林木配置。本发明专利技术在配置中考虑乔灌木的种类、针阔比、郁闭度、疏透度、叶面积指数及地被覆盖等，发挥林木阻滞颗粒物的功能，降低颗粒物对人的健康危害。

Road protective forest allocation structure and method for regulating atmospheric particulate matter

The invention discloses a regulation of atmospheric particulates road protection forest configuration and the method of the invention, according to the different species of block particle function difference, the species is divided into high capacity, medium particles block particles blocking ability and low particle blocking ability of tree species; according to different tree species configuration block particles the functional differences between different tree species configuration, will be divided into tree species configuration of high particulate medium particles block ability and block ability and low particle blocking ability; according to different road protection requirements, the suitability of trees and shrubs with strong selection of resistance; and then determine the proportion of deciduous trees and conifers; then select trees the appropriate structure; finally, road protection forest to reduce the particulate hazard tree configuration. The invention takes into account the types of shrubs and shrubs, the needle width ratio, the canopy density, the permeability, the leaf area index and the ground cover, etc., and plays the function of blocking the particles in the forest, and reduces the harm to the human health caused by the particles.

【技术实现步骤摘要】
一种调控大气颗粒物的道路防护林配置结构及方法
本专利技术涉及大气颗粒物调控
，具体涉及一种调控大气颗粒物的道路防护林配置结构及方法。
技术介绍
颗粒物(particulatematter，PM)是大气环境中液体和固体颗粒物的总称，是我国大多数城市的首要污染物。按颗粒物粒径可以划分为降尘(空气动力学当量直径大于10μm，PM>10)和飘尘(空气动力学当量直径小于等于10μm)。空气动力学当量直径小于等于10μm的颗粒即为可吸入颗粒物(PM10)，又可分为粗颗粒物(空气动力学当量直径介于2.5和10μm之间，PM2.5-10)和细颗粒物(空气动力学当量直径小于等于2.5μm，PM2.5)。国内外现有研究表明，随着吸入的PM2.5、PM10浓度的升高，可以造成敏感人群过早死亡率升高，造成人体内部呼吸、循环、免疫、中枢神经及内分泌等系统疾病的发生。吸入高浓度的PM2.5、PM10也能影响胎儿的生长发育、儿童的生长发育和免疫功能。由于PM2.5、PM10等颗粒物粒径非常小，在大气中停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量影响更大。近年来，我国城市化进程不断加快，汽车保有量不断增加，由车流产生的街尘污染持续攀升。有研究表明，我国城市PM10和PM2.5中有20％左右来源于机动车排放(参见：环境与可持续发展，2011年，第35卷，第5期，我国大气颗粒物来源及特征分析)。而受交通污染危害最严重的是交通干道及两侧街道的50m以内、1.7m以下的低空范围，此范围也正处于行人的呼吸区域，极易造成地面人群的受害(参见：EnvironmentalModellingandSoftware，2006年，第21卷，Numericalinvestigationofthepollutiondispersioninanurbanstreetcanyon)。因此，有效改善城市机动车污染是改善城市质量的必要举措。绿色植物因其特殊的叶表面特征和冠层结构而具有滞留、吸附/吸收和过滤颗粒物的作用。因此，增大城市森林面积作为一项重要的治理大气颗粒物的措施而加大了实施力度。从树木个体来看，树木的形态特征、树木所处的生长区域、季相变化和环境因子等影响其降尘和滞尘的功能；而从树木为主体的绿地来看，其面积大小、结构特征和季相变化等也直接影响到其对大气颗粒物的净化效果(参见：安徽农业大学学报，2008年，第35卷，第4期，6种城市绿地空气PM2.5浓度变化规律的研究)。从城市污染治理的实践来看，人们也希望通过加强绿化建设，拓展城市生态空间，发挥城市森林树木对大气颗粒污染物的净化功能，为人民提供清新的空气和相对清洁的场所。面对迅速提高的发挥林木滞留大气颗粒物(PM2.5、PM2.5-10、PM10、PM>10)功能的新要求，选择合适树种并进行合理配置显得尤为重要。目前，在评价不同树种滞留大气颗粒物(PM2.5、PM2.5-10、PM10、PM>10)能力时多依据单位叶面积上的测定结果(参见：生态学报，2013年，第33卷，第8期，广州市常见行道树种叶片表面形态与滞尘能力)。但实际上，不同树种的树体大小和冠层结构等方面差别很大，其吸滞大气颗粒物(PM2.5、PM2.5-10、PM10、PM>10)的能力也会有很大差别。因此，仅从单位叶面积尺度上的研究结果来选择植物并不能完全真实的反应实际情况。此外，道路绿化主要依据《城市道路绿化规划与设计规范》(CJJ75—97)和造林技术规程(GB/T15776—2006)，这些规范中给出了道路绿化遵循的原则以及树种选择的原则，如适地适树、优先稳定性好、抗性强、优先选择优良的乡土树种以及选择多种植物，防止树种单一化。这对于道路绿化带的设计是非常必要的，但却远不够，因现在城市造林的主要目的之一是净化大气、减少大气颗粒物危害，以及“以人为本”的城市森林建设思想。因此，考虑人的易入性，选择合适的树种并对林木结构进行配置，依据不同的防护功能要求，合理的配置植物是十分必要的。
技术实现思路
为了克服上述常规造林经验在调控大气颗粒物中的不足，本专利技术的目的在于提供“以人为本”为城市森林建设思想指导下的一种调控大气颗粒物的道路防护林配置结构及方法，本专利技术在配置中考虑乔灌木的种类、针阔比、郁闭度、疏透度、叶面积指数及地被覆盖等，不同树种和不同结构林木对大气颗粒物(PM2.5、PM2.5-10、PM10、PM>10)的阻滞能力。采用本专利技术提供的道路防护林配置结构和方法具有依据不同的防护功能要求，较大限度的滞留大气颗粒物(PM2.5、PM2.5-10、PM10、PM>10)；减少大气颗粒物对人体健康的影响。本专利技术的目的通过如下技术方案实现：一种调控大气颗粒物的道路防护林配置方法，包括如下步骤：(1)根据不同树种阻滞颗粒物(颗粒物包括PM2.5、PM2.5-10、PM10、PM>10)的功能差异，将树种分为三类，分别为高颗粒物阻滞能力的树种、中等颗粒物阻滞能力的树种和低颗粒物阻滞能力的树种；依据道路绿地不同的防护功能要求，选择抗逆性强的适宜性乔木和灌木；(2)根据不同树种配置方式阻滞颗粒物(颗粒物包括PM2.5、PM2.5-10、PM10、PM>10)的功能差异，利用步骤(1)分类的树种，将不同树种的配置方式分为三类，分别为高颗粒物阻滞能力的树种配置方式、中等颗粒物阻滞能力的树种配置方式和低颗粒物阻滞能力的树种配置方式；(3)选择合适的林木结构：确定步骤(2)的三种树种配置方式的郁闭度、疏透度、叶面积指数和地被覆盖；(4)确定高颗粒物阻滞能力的树种配置方式中阔叶树和针叶树比例；(5)针对道路防护林降低大气颗粒物危害的林木配置。所述步骤(1)中，根据不同树种阻滞颗粒物的功能差异，将树种分为三类，通过如下步骤进行：在植物冠层不同位置采集足够的叶片，用水洗—滤膜三级过滤法测定单位叶面积滞留颗粒物的数量；再结合单株叶量，计算整株植物对颗粒物的滞留量；再结合叶面积指数，计算单位绿化面积上植物对颗粒物的滞留量；再依据在单位叶面积、单株和单位绿化面积3级层次上植物对颗粒物的滞留量将植物分为三类：高颗粒物阻滞能力的树种、中等颗粒物阻滞能力的树种和低颗粒物阻滞能力的树种。所述用水洗—滤膜三级过滤法测定单位叶面积滞留颗粒物的数量时，采用纯水或去离子水浸泡叶片，然后用不掉毛的软毛刷刷洗叶片上下表面，得到的混悬液用于后续的滤膜三级过滤处理。所述的三级过滤处理分别采用过滤孔径为10μm、2.5μm和0.1μm的滤膜，分别获得截留有粒径>10μm颗粒物的第一级滤膜、截留有粒径>2.5μm并且≤10μm的颗粒物的第二级滤膜和截留有粒径>0.1μm并且≤2.5μm的颗粒物的第三级滤膜；对截留有粒径>10μm颗粒物的第一级滤膜、截留有粒径>2.5μm并且≤10μm颗粒物的第二级滤膜和截留有粒径>0.1μm并且≤2.5μm颗粒物的第三级滤膜进行烘干处理，然后分别称重，过滤前后滤膜质量差即为各级滤膜上截留的颗粒物质量，颗粒物粒径的范围分别为>0.1μm并且≤2.5μm、>2.5μm并且≤10μm和>10μm的颗粒物质量与叶面积的比值即为单位叶面积的PM2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调控大气颗粒物的道路防护林配置方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据不同树种阻滞颗粒物的功能差异，将树种分为三类，分别为高颗粒物阻滞能力的树种、中等颗粒物阻滞能力的树种和低颗粒物阻滞能力的树种；依据道路绿地不同的防护功能要求，选择抗逆性强的适宜性乔木和灌木；(2)根据不同树种配置方式阻滞颗粒物的功能差异，利用步骤(1)分类的树种，将不同树种的配置方式分为三类，分别为高颗粒物阻滞能力的树种配置方式、中等颗粒物阻滞能力的树种配置方式和低颗粒物阻滞能力的树种配置方式；(3)选择合适的林木结构：确定步骤(2)的三种树种配置方式的郁闭度、疏透度、叶面积指数和地被覆盖；(4)确定高颗粒物阻滞能力的树种配置方式中阔叶树和针叶树比例；(5)针对道路防护林降低大气颗粒物危害的林木配置。

【技术特征摘要】
1.一种调控大气颗粒物的道路防护林配置方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据不同树种阻滞颗粒物的功能差异，将树种分为三类，分别为高颗粒物阻滞能力的树种、中等颗粒物阻滞能力的树种和低颗粒物阻滞能力的树种；依据道路绿地不同的防护功能要求，选择抗逆性强的适宜性乔木和灌木；(2)根据不同树种配置方式阻滞颗粒物的功能差异，利用步骤(1)分类的树种，将不同树种的配置方式分为三类，分别为高颗粒物阻滞能力的树种配置方式、中等颗粒物阻滞能力的树种配置方式和低颗粒物阻滞能力的树种配置方式；(3)选择合适的林木结构：确定步骤(2)的三种树种配置方式的郁闭度、疏透度、叶面积指数和地被覆盖；(4)确定高颗粒物阻滞能力的树种配置方式中阔叶树和针叶树比例；(5)针对道路防护林降低大气颗粒物危害的林木配置。2.根据权利要求1所述的调控大气颗粒物的道路防护林配置方法，其特征在于，所述步骤(1)中，根据不同树种阻滞颗粒物的功能差异，将树种分为三类，通过如下步骤进行：在植物冠层不同位置采集足够的叶片，用水洗—滤膜三级过滤法测定单位叶面积滞留颗粒物的数量；再结合单株叶量，计算整株植物对颗粒物的滞留量；再结合叶面积指数，计算单位绿化面积上植物对颗粒物的滞留量；再依据在单位叶面积、单株和单位绿化面积3级层次上植物对颗粒物的滞留量将植物分为三类：高颗粒物阻滞能力的树种、中等颗粒物阻滞能力的树种和低颗粒物阻滞能力的树种。3.根据权利要求2所述的调控大气颗粒物的道路防护林配置方法，其特征在于，所述用水洗—滤膜三级过滤法测定单位叶面积滞留颗粒物的数量时，采用纯水或去离子水浸泡叶片，然后用不掉毛的软毛刷刷洗叶片上下表面，得到的混悬液用于后续的滤膜三级过滤处理。4.根据权利要求3所述的调控大气颗粒物的道路防护林配置方法，其特征在于，所述的三级过滤处理分别采用过滤孔径为10μm、2.5μm和0.1μm的滤膜，分别获得截留有粒径>10μm颗粒物的第一级滤膜、截留有粒径>2.5μm并且≤10μm的颗粒物的第二级滤膜和截留有粒径>0.1μm并且≤2.5μm的颗粒物的第三级滤膜；对截留有粒径>10μm颗粒物的第一级滤膜、截留有粒径>2.5μm并且≤10μm颗粒物的第二级滤膜和截留有粒径>0.1μm并且≤2.5μm颗粒物的第三级滤膜进行烘干处理，然后分别称重，过滤前后滤膜质量差即为各级滤膜上截留的颗粒物质量，颗粒物粒径的范围分别为>0.1μm并且≤2.5μm、>2.5μm并且≤10μm和>10μm的颗粒物质量与叶面积的比值即为单位叶面积的颗粒物的滞留量。5.根据权利要求1所述的调控大气颗粒物的道路防护林配置方法，其特征在于，所述步骤(1)中，高颗粒物阻滞能力树种选择为油松、桧柏、泡桐、木槿、大叶黄杨、构树、元宝枫或玉兰中的至少一种；中等颗粒物阻滞能力树种选择为旱柳、银杏、国槐、白...

【专利技术属性】
技术研发人员：王会霞，王彦辉，石辉，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61