城市绿地景观格局对PM2.5/10分布的影响及尺度效应

摘要

基于2015-2016年郑州市9个国控监测站点的颗粒物连续监测数据、基于遥感影像运用GIS和Fragstats技术获取到以监测站点为中心3公里范围内绿地景观分布格局数据和逐日气象数据，采取景观格局分析、回归分析，对郑州市PM2.5/PM10浓度时空分布特征、气象因素和PM2.5/PM10浓度相关性、城市绿地景观格局与PM2.5/PM10浓度各季节的耦合机制及尺度效应进行探究。结果表明:(1)2016年轻度污染以上的天数较2015年有所减少，但PM2.5浓度极值增大为607.6μg/m3，郑州市大气颗粒物的污染仍较为严重。郑州市大气颗粒物质量浓度受季节影响较强，总体呈现冬季高夏季低的趋势，且二者浓度变化在各个站点的空间分布不同，PM10浓度随绿地斑块面积比(PLAND)增大呈现一定的减小趋势;(2)降水量与大气颗粒物质量浓度呈现明显的负相关性，随着相对湿度的增高，PM2.5的质量浓度也同样升高，而相对湿度与PM10的质量浓度呈现正相关趋势;郑州市全年风向以东北偏东风为主，在风向为东北偏东风和西风方向上颗粒物浓度较低，西北风、西北偏西风和北风方向上，颗粒物浓度较高。通过以上结果探究为基于颗粒物污染缓解的郑州市景观格局优化及通风廊道构建研究提供基础。(3)在春季3km×3km-6km×6km尺度，夏季3km×3km、5km×5km、6km×6km尺度，秋季2km×2km-6km×6km尺度增加绿地面积对PM10浓度具有显著缓解效应，且在秋季5km×5km尺度缓解作用最佳;当绿地面积在春季冬季达到3km×3km、秋季达到5km×5km尺度以上时，绿地面积的增加才能使PM25浓度降低。在秋季2km×2km-6km×6km尺度加强大型绿地斑块的保护及拓展、提高绿地斑块集群效应可以显著降低PM10浓度，尤其在3km×3km尺度减缓作用最佳;分别在冬季4km×4km、5km×5km尺度增加大型斑块面积、提高斑块聚集程度能明显缓解PM2.5浓度。在冬季1km×1km尺度随着绿地斑块形状复杂程度的增加PM10浓度显著降低;在春季1km×1km尺度采取同样方式能有效降低PM2.5浓度。该成果可以为多尺度城市绿地系统规划设计提供定量依据。

目录

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致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的与意义

1．3 国内外研究进展

1．3．1 空气悬浮颗粒物的来源、组成及危害

1．3．2 空气悬浮颗粒物与气象因素的关系

1．3．3 城市绿地景观格局与颗粒缓解效应

1．4 研究不足与展望

2．研究区概况及研究方法

2．1 研究区概况

2．1．1 自然环境概况

2．1．2 社会经济状况

2．1．3 郑州市生态系统服务价值概况

2．2 研究内容

2．3 研究方法与技术路线

2．3．1 数据来源

2．3．2 研究方法

2．3．3 技术路线

3．PM2．5、PM10浓度时空动态变化特征

3．1．2 月浓度变化特征

3．2 PM2．5／10浓度空间变化特征

4．PM2．5／10浓度对不同气象条件的响应

4．2 降水量对PM2．5与PM10质量浓度的影响

4．3 湿度对PM2．5与PM10质量浓度的影响

4．4 风频、风速、风向对PM2．5 与PM10质量浓度的影响

5．郑州市PM2．5、PM10浓度与绿地格局的耦合关系

5．1 郑州市PM2．5浓度与绿地格局的耦合关系

5．2 郑州市PM10浓度与绿地格局的耦合关系

6．结论与讨论、不足与创新点

6．1 结论

6．2 讨论

6．2．3 绿地景观格局对PM2．5／PM10的影响

6．2．3 基于缓解颗粒物的多尺度绿地空间格局优化措施

6．4 创新点

参考文献