城市林地与非林地大气SO２季节动态变化.pdf

第 2 6卷第 5 期 2 0 0 6年 5月 生 态 学 报 AC TA ECOLOGI CA S I NI C A Vo 1 ． 2 6， No． 5 Ma y， 2 0 0 6 城市林地与非林地大气 S O2 季节动态变化 闫文德 ，田大伦 ，项文化 ，黄志宏 中南林业科技大学生态研究室 ，湖南长沙4 1 0 0 0 4 摘要 S O 2作为主要 的大气污 染物 之一 ， 对人体与环境具有严重危 害 ， 导致酸雨后危害更 大 ， 尤其 是长江 以南省 区污染严重 。对 长沙和株洲市区内 2种类 型区域城市林地与城市非林地 空气 s o 2 浓度通过 近 1 a 2 0 0 4 一 O 1 2 0 0 5 一 O 1 的同时进行对 比定位 观测 ， 用 甲醛 吸收副玫瑰 苯胺 分光光度法分析 ， 结果 表明 从两市 2种类型采样 地空气 S O 2 浓度 水平总体 与分别来 看 ， s o ’ 浓度 年内变化均具有明显季节性 波动特征 PO ． 0 0 1 ， 冬季最高 ， 秋 季最低 ； 除冬季 二者 s o 2 浓度较 为接 近外 ， 其 他各季株洲非 林地 观测区 s o 2 浓度均高于同季节长沙非林地观测 区 s o 2 浓度 。空气 s o 2 浓度季节性变化与 当地 的地理环境 、 气候 条件 、 采 暖期与 工业 生产布局等因素有较大 的关 系。其 中， 燃煤 、 降水 、 风速风 向和气温是影 响空气 S O 2浓度 变化主要 的污染源 与气 候条 件因 素。空气 s o 2 浓 度水平 还与所在地有无林木覆盖关 系密 切。无林 地空气 S O 2浓度年 均值 O ． 1 80 ． 0 8 m g ， 『 n 3 ， 有林 地空气 s o 2 浓度年 均值 O ． 0 9 0 ． 0 7 m g ／ m 。 ， 二者间存在极其显著差异 PO ． 0 0 1 。林木生理 活性 季节性 变化对植 物调 节空气 s o 2 浓 度季 节变化 的能力有一定的影响 。按林地 s O 浓度减缓效应 大小排序 ， 依 次是 夏季 5 5 ． 4 ％ 冬季 5 4 ． 1 ％ 秋 季 4 9 ． 3 ％ 春季 2 9 ． 6 ％ 。城市森林作为一种有效 的生物措施在 控制和治理城市大气 S O 2污染实践中具有重要 作用 ， 不 失为一种 经济可行 、 高 效的环境 保护措施 ， 应 着力 提高城市森林覆盖率 。 关键词 城市有林地 ； 城市非林地 ； 大气 s o 2 浓 度 ； 季节变化 文章编号 1 0 0 0 - 0 9 3 3 2 0 0 6 0 5 一 i 3 6 7 ． 0 8中图分类号 Q1 4 3 ， Q 9 4 8 ， 7 1 8 ． 5 5 ， x 5 1 1 文献标识码 A S e a s o n a l c h a n g e i n a t mo s p he r i c S O2 c o n c e n t r a t i o n i n f o r e s t e d a n d n o n f o r e s t e d ur ba n l a n d s YAN W e n De，T I AN Da Lu n ，XI ANG W e n Hu a，HUANG Zh i Ho n g R e s e 。 r c h s 耐 n f 。 g y， r o t r y u n t y ． C h a n g s h a，Hu mn 4 1 0 0 0 4 ，C h i n a ． A c t aE c o l o g i c a S i n i c a， 2 0 0 6， 2 6 5 1 3 6 7 1 3 7 4 ． Ab s t r a c t As o n e o f t h e mo s t d o mi n a n t p o l l u t a n t s i n t h e a i r ，t h e po l l u t i o n o f s u l f u r d i o x i d e c a n c a u s e s i g n i fi c a n t d a ma g e t o t h e s u r r o u n d i ng p o p u l a t i o n a n d e n v i r o n me n t ．T h e a c i d r a i n c a u s e d b y s u l f u r d i o x i d e d o mu c h mo r e h a r m t o e n v i ron me n t t h a n p o l l u t i o n o f s u l f u r d i o x i d e，wh i c h i s e n d a n g e rin g t h e mo s t r e g i o n s o f s o u t h Ch i n a．I n o r d e r t o a s s e s s t h e r o l e p l a y e d b y f o r e s t s i n t h e u r b a n e c o s y s t e ms ，t h e a t mo s p h e ric S O2 c o n c e n t r a t i o n wa s me a s u r e d c o n t i n u a l l y f r o m J a n． ，2 0 0 4 t o J a n． ，2 0 0 5 i n s p e c i fi c a l l y s e l e c t e d f o res t e d a n d n o n - f o r e s t e d s i t e s o f t h e c a mp u s w i t h i n C h a n g s h a a n d Z h u z h o u c i t i e s ， Hu n a n P rov i n c e ， r e p res e n t i n g t w o t y pe s o f a rea ，r e s p e c t i v e l y ．Th e p r o s a n i l i n e f o rm a l d e h y d e s p e c t r o p h o t o me t r i c me t h o d wa s e mp l o y e d t o d e t e r mi n e a t mo s p h e ric S O2 c o n t e n t ． Th e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e a t m o s p h e ri c S O 2 c o n c e n t r a t i o n i n b o t h s i t e c a t e g o ri e s e x h i b i t e d a s i g n i fi c a n t s e a s o n a l f l u c t u a t i o n P 0 ． 0 0 1 w i t h t h e h i g h e s t i n w i n t e r a n d t h e l o w e s t i n a u t u m n ． T h e s e a s o n a l c h a n g e i n S O 2 c o n c e n t r a t i o n w a s c l o s e l y rel a t e d t o l o c a l 基金项 目 国家科技部 攻 关资 助项 目 2 0 0 1 B A 5 1 0 B I 1 ． 0 1 ； 国家 自然 科学 基 金资 助项 目 3 0 2 7 1 0 4 3 ， 3 0 5 7 1 4 8 7 ； 国 家科 技 部平 台建设 资助 项 目 2 0 0 2 1 2 2 0 ； 中南林业科技大 学高层次人才引进资助项 目； 湖南省青 年骨干教 师培 养对象 资助项 目 收稿 日期 2 0 0 6 0 1 ． 2 3 ； 修订 日期 2 0 0 6 ． 0 4 ． 2 0 作者简介 闫文德 1 9 6 9一 ，男 ，甘肃武威人 ， 博士 ， 副教授 ，主要从事森林生态学研 究 ． E ． m a i l c s f u y w d h o t m ai l ． c o in *通讯 作者 C o r r e s p o n d i n g a u t h o r ． E - mai l c s f u y w d h o t m a l 1 ． t o m F o u n d a t i o n i t e m T h e p r o j e c t w a s s u p por t e d b y K e y t a s k p r o j ect o f t h e Mi n i s t r y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f C h i n a N o ． 2 0 0 1 B A 5 1 0 B I 1 ． 0 1 ；N a ti o n a l N a t u r a l Sci e n c e F o u n d a t i o n o f C h in a N o ． 3 0 2 7 1 043 ， 3 0 5 7 1 4 8 7 ； P l a tf o r m c o n s t ruc t io n p r o j e c t o f t h eM i n i s t ry o f Sci e n c e a n d T e c h n o l o gy o f C h i n a 2 0 0 2 1 2 2 0 ； H i s ht a l e n t i n a u g h t p r o j e c t o f C e n t r al s o u t h F o r e s t ry U n i v e r s i t y ； t h e p w j e c t o f t r a i n i n g k e y y o u n g t e a c h e rs i n H u n a il P r o v i n c e Re c e i v e d d a t e 2 0 0 6 0l 一 2 3 Ac c e p t e d d a t e 2 0 0 6 04 2 0 Bi o g r a p h y YAN We n De ，P h． D． ，As s o c i a te p r o f e s s o r ，m a i n l y e n g a g e d i n fo r e s t e c o l o gy ．E ma i l c s f u y w d h o t ma i l ． e o m 维普资讯 1 3 6 8 生态学报 2 6 卷 g e o g r a p h i c a l c o n d i t i o n，c l i ma t i c c h a r a c t e ris t i c，h e a t i n g p e rio d，a n d d i s t ri b u t i o n o f u r b a n i n d u s t r y d i s t ric t ．I t w a s f o u n d t h a t c o al b u r n i n g w a s t h e d o mi n a n t p o l l u t i o n s o u r c e，a n d p r e c i p i t a t i o n，w i n d s pe e d a n d d i rec t i o n，a n d t e mpe rat u re we re t h e d o mi n a n t f a c t o r s f o r a ff e c t i n g a t mo s p h e ri c S 02 c o n c e n t rat i o n i n t h e c i t i e s ．I n a d d i t i o n，S 02 c o n c e n t rat i o n l e v e l i n t h e a t mo s p h e re h a d a t i g h t rel a t i o n s h i p wit h t h e u r b a n f o res t c o v e r ．T h e a n n u al me a n a t mo s p h e ri c S O2 c o n c e n t r a t i o n w a s s i g n i fi c a n tl y h i g h e r i n t h e n o n - f o res t e d s i t e s 0 ． 1 80 ． 0 8 mg ／ m 3 t h a n i n t h e f o r e s t s i t e s 0 ． 0 90 ． 0 7 m Cm 3 ．T ree p h y s i o l o g i c al a c t i v i t i e s mad e a c o n t rib u t i o n i n t h e d e c rea s e o f t h e a t mo s p h e ric S 0 2 c o n c e n t r a t i o n i n u r b a n f o res t s i t e s ．Ac c o r d i n g t o t h e a b a t i n g e ff e c t a mo u n t o f a t m o s p h e ri c S 0 2 c o n c e n t r a t i o n i n f o res t e d s i t e s ，i t ran k e d a s s u mm e r 5 5 ． 4％ win t e r 5 4 ． 1 ％ a u t u m n 4 9 ． 3 ％ s p ri n g 2 9 ． 6 ％ ． O u r res u l t s d e m o n s t r a t e d t h a t u r b a n f o res t p l a y e d a n i mpor t a n t r o l e i n c o n t rol l i n g a n d red u c i n g t h e a t mo s p h e ri c S O 2 c o n c e n t r a t i o n i n u rba n i z e d a r e a s ．Th e ref o re ，t o s u s t a i n u r b a n f o res t res o u ree s a n d i n c rea s e u rban f o res t c a n o p y c o v e r wil l b e be n e fi t t o i mp rov e e n v i ron me n t a l q u ali t y ，e n h a n c e h u ma n h e alt h ，a n d e n r i c h u r b a n bea u t y ． Ke y wo r d s u r b a n f o res t s ；u r b a n e c o s y s t e ms ；f o res t c o v e r ；a t mo s p h e ric S O2 c o n c e n t rat i o n；s e a s o n a l c h a n g e 酸 雨是世 界 十大 环境 问题 之一 。近年来 ， 由于经 济 的快 速 发 展 ， 同时 随着 城 市 化 进 程 ， 加快 ， 我 国城 市环 境 污染 问题 日趋 严重 。大 量排 放 s 0 和 烟尘 ， 导致 越 来越 多 的酸雨 和大 气污染 。根据 国家 环保 总局 多年 监测 结果 表 明 ， 有 6 2 ． 3 ％的城市 s O 年平 均 浓 度 超 过 国家 二 级标 准 0 ． 0 6 m g ／ m ’ ， 日平 均 浓 度 超 过 国 家 三 级标 准 0 ． 2 5 m g ,／ m ’ ] 。且 我 国酸 雨主 要分 布在 长 江 以南 各 省 市 ， 对 生 态 系统 的 危 害 日益 严 重 ， 仅 对 南方 1 1 省 区森 林生态效益造成 的经济损失就高达 1 6 2 ． 3 0亿元 ， 成 为制约城 市可持续发展的主要 障碍 。冯宗炜 对我国 酸 雨 的生 态影 响和 防治 对策进 行 过较 为 系统 的研 究 。2 0 0 2年 的环 境保 护公 报结 果 显示 ， 4 7个 全 国 环境 保 护 重点城市中， 其中包括长沙在内的 1 1 个城市 s O 浓度 超标 ； 长 沙、 株洲也是湖南省境内受酸雨污染较为严 重的城 市 ， 年 均 p H值 5 ． 0以 下 ， 年 酸 雨 频 率 在 7 2 ． 6 ％ 一1 OO ． 0 ％之 间 H ， 是 全 国酸 雨 污 染 最 严 重 的 区 域 之 一 [ 6 ] 。这 些情 况 表 明 ， 我 国南方 地 区城市 环境 保 护仍 然 面临着 巨大 的压 力与 挑战 。 如何解 决 由 S O 引 发 的环 境 问题， 人们寄希望于城市森林生态作用的发挥。城市森林 是城市生态系统 的重要组成部分 ， 具有重要 的 生态服务功能 ， 有利于维持城市生态系统的健康和平衡 ， 是城市可持续发展的基础 和保障 。有关学者在 湖南 省对 此从 大气 污染 、 大 气湿 沉 降化学 角度 开展 了相关 研究 ， 但大 气污 染 指标 不 能 直接 反 映对 植 物伤 害程 度 的大小 ， 也 不能 反 映 出城 市森 林对 大气 污染 的减缓 效应 。长 沙 、 株洲 正在着 力 开展 城市森 林 建设 ， 以减 轻大气污染对城市生态环境所面临的压力。因此 ， 研究城市森林对 s O 浓度调节效应对于正确评价森林作用 和科学治理大气污染具有十分重要的意义。 1 研 究 地概 况 研 究样地 分 别位 于 中南林 学 院长 沙校 区 1 l 2 。 5 9 E ， 2 8 。 0 8 N 和株 洲 校 区 1 1 2 。 5 4 E ， 2 7 。 5 0 N ， 两 地 水平 距 离 约 4 0 k m， 海拔 在 5 0 2 OOm之 间 ， 相对 高 度 1 0 0 m， 均 属 低 山丘 陵 区 ， 气 候 系 典 型 的 亚热 带 季 风 性 湿 润气 候 。 长沙年均降水量 1 3 7 8 m m， 年相对湿度 8 0 ％， 年均气温 1 7 ． 1 ℃； 株洲年均降水量 1 4 3 1 a m， 集 中于 47月份， 年 相 对湿 度 8 0 ％ ， 年平 均气 温为 1 7 ． 4 C。本 区地层 古 老 ， 母 岩 以变质 板 页岩 为主 ， 风 化程 度 较深 ， 土 壤 为森 林 红 壤 ， 呈 酸性 。地 带性 植物 为 常绿 阔叶林 。 在 中南林学院长沙校区和株洲校区分别设有两个采样点。长沙校区非林地 城市交通干道两侧区域 采 样点在学校 门口， 距离采样点 5 0 m是长沙市的交通干道韶 山南路 ， 作为无林 区代表 ； 对照区为有林地 ， 采 样点在校内树木园 内。株洲非林地 城市交通干道两侧区域 采样点设在株洲校区校门口田龙路旁 长沙至株 洲主干道 5 0 m处。该点处于清水塘工业区的下风向， 代表无林地 ； 其对照区为有林地 ， 采样点也在学校树木 园内。两校区的非林地采样点与有林地对照点相距 约 3 OOm 。两校 区的对照 区调查的林分均为樟树人工林 ， 郁闭度为 0 ． 7 0 ． 8 。林 下植 物 主要 有杉 木 C u n n i n g h a m i a l a n e e o l a t a 、 女 贞 L i g u s t r u m l u c i d u m 、 小 叶女 贞 L i g u s t r u m q u i h o u i 、 菝葜 S m i l a x c h i n a 、 山胡椒 L i n d e r a g l a u c a 、 木莓 R u b u s s w i n h o e i 、 油茶 C a m e l l i a o l e if e r a 、 大叶黄杨 B u x u s meg i s t o p h y l l a 、 满树 星 I l e x a c u l e o l a t a 、 南蛇 藤 C e l a s t r u s o r b i c u l a t u s 、 铁芒萁 D i c r a n o p t e r i s 维普资讯 5期 闫文德 等 城市林地与非林 地大气 S 0 2季节动态变化 l 3 6 9 d i e h o t o m a 等 。长沙 、 株 洲有 林 地林 分均 处 于半 自然状 态 。 2研究 方 法 2 ． 1 空气 S O 采样与标准曲线绘制 观测于 2 0 0 4年 1 月 一2 0 0 5年 1月期 间进行。每季 监测 1 次 ， 每次监测 时间为 57个监测 日。选取有效 数据 ， 在监 测期 间内如遇恶 劣气 象条件 ， 则 相应补 充 监 测 。 3 ， 6 ， 9 ， 1 2月 份 采 样 时 间 为 8 0 0 9 2 0和 1 3 o o 1 4 2 0 ， 连 续 5 7 d在 同一地 点用 大 气采 样 器 气 体． 2 B型采样器 武汉分析仪器厂 进行大气采样。采样 离 地面高度约 1 ． 5 m， 采样器流量 0 ． 5 L ／ m i n ， 采样持续时间 8 0 m i n 4 0 L ， 并记 录 现场 的气 压 和 气 温 、 空 气湿 度 。共 采 集 样 品 1 8 0个 。 用 甲醛吸 收副玫 瑰 苯胺 分 光光 度 法 国际 标 准 G B ／ 香 i l 们 c 5 是 0 ． 2 5 0 ． 2 0 0 ． 1 5 0 ． 1 0 0 ． 0 5 0 0 5 l 0 l 5 2 0 25 消光系数 P a r a me t e r o f e x t i n g u i s h i n g l i g h t 图 l S 0 2含量标准曲线 F i g ． 1 S d a r d c u r v e f o r S 0 2 c o n c e n t T 1 5 2 6 2 1 9 9 4 测定样品中 s O 含量。用氨基磺酸铵、 甲醛 、 盐酸副玫瑰苯胺溶液配制标准液， 以水为参比， 测定 吸光 度 。 以吸光度 用 消光 值表 示 与 S O 含量 t t g 绘 制标 准 线 ， 标 准 曲线见 图 l 。 Y 0 ． 2 99 6． 5 0 x R 0． 9 9 1 式 中 ， Y为 S O 含 量 1 0 m g ， 为 消光 值 。 2 ． 2 样 品分 析 采集 的样品用 甲醛吸收副玫瑰苯胺分光光度法测定 s O 含量 ， 然后根据样品数量计算样品中 s O 浓度 m g ／ m 3 ， 计 算 公式 如下 式中， 为样品中 s O 浓度 m g ／ m ； Y为样 品溶液中 s O 含量 g ， 由标准曲线查知 ； 为标准状态下 的采样 体 积 L 时 间 m i n 流速 L ／ ra i n ； 为所 取 样 品 溶 液 的总 体 积 m 1 ； 为测 定 时 所 用样 品溶 液 体 积 m 1 。 3结 果 与分析 3 ． 1 长 沙 、 株 洲两 观测 点 空气 S O 浓 度总 体 季节变 化 总体 特 征 根据 2 0 0 4年观测结果 ， 从两市总体上来看 ， S 0 2 浓度年变化具有季节性波动特征 图 2 a 。所有观测点总 体上的 s O 浓度变化季节特征表现为， 春季 s O 浓度最高 0 ． 1 80 ． 1 1 m g ／ m 3 ， 其次为冬季 0 ． 1 4O ． 0 7 m g ／ m ， 再次 是夏 季 O ． 1 3 0 ． 0 7 m g ／ m ， 秋季 最小 O ． 0 80 ． 0 5 m g ／ m 。两个 城 市 的 总 体平 均 值 为 0 ． 1 3 0 ． 0 4 m g ／ m 3 。长 沙 、 株 洲 两个城 市 的 S 0 浓 度季 节 变 化 特 点 又各 有 差 异 图 2 b 。长 沙 市 观测 点 S 0 浓 度 年变化季节性特征表现为冬季 s O 浓度最高 0 ． 1 40 ． 0 7 m g ／ m ， 其次为春季 0 ． 1 30 ． 0 6 m g ／ m ， 接下 来 是夏 季 0 ． 1 2 0 ． 0 7 m eg m ， 秋 季最 小 0 ． 0 7 0 ． 0 4 m e g m 。这 种季 节变 化与 长 沙市 的酸 雨污 染季 节特 征 相似， 同湖南省的大气环境质量变化特征相似 。长沙市试验 区 s O 浓度年均值 0 ． 1 20 ． 0 7 m g ／ m 。 株洲 S O 浓度 年变化 季 节性 特征 与长 沙 有所 不 同 ， S 0 2 浓 度最 大值 出现 在 春 季 0 ． 1 80 ． 1 1 m g ／ m ； 其 次 为 冬季 0 ． 1 4 O ． 0 7 m g ／ m ， 第 三 为夏 季 0 ． 1 3 4 - 0 ． 0 7 m g ／ m ， 最 小值 出现 在 秋 季 0 ． 0 80 ． 0 5 m g ／ m 。 株 洲市试验区 S 0 2 浓度年均值 0 ． 1 5 0 ． 0 9 m g ／ m ， 空气 s O 污染较严重。 试验区总体 S 0 2 浓度季节变化的单因素方差分析 A N O V A 结果表明 ， 各个季节间差异达到极其显著的水 平 P 0 ． 0 0 1 ， n3 2 8 ， 说明试验区 s O 浓度从总体上看季节性变化特征非常明显 。分别对长沙市、 株洲市试 维普资讯 1 3 7 0 生态学报 2 6卷 ■一 株洲 Z h u z h o u 春 S p ri n g 夏 S u mme r 秋 Au t u mn 冬 Wi n t e r 春 S p ri n g夏 S u mme r秋 Au t u mn冬 Wi n t e r 2 0 0 4 年各季节 S e a s o n s o f t h e y e a r 2 0 0 4 图 2 两市观测点空气 s 0 浓度季节动态 a 两样地综合值 b 两样 地分开值 F i g ． 2 S e a s o n a l d y n a m i c s o f S O 2 c o n c e n t r a t i o n i n t h e t w o c i t i e s a 8 s a w h 0 l e a n d b a s i n d i v i d u a l i n 2 0 0 4 验区总体 s 0 浓 度季节间差异水平的单因素方差分析 A N O V A ， 结果表明 ， 二者 s O 浓度季节 间差异均达到 极其显著的水平 长沙， P0 ． 0 0 1 ， n1 5 2 ； 株洲 ， P0 ． 0 0 1 ， n1 7 6 。通过分组分析 ， 试验区总体 s O ， 浓度季 节变化可分为 3组， 秋季为一组 ， 夏季 、 冬季可归 为一组 ， 春季单列为一组。S O 浓度季节变化特征与湖南省 酸雨污 染冬 季重 于 夏季 的特 征 相 吻合 。 3 ． 2 城 市非 林 地 S O ， 浓度 季节 变 化特征 从两个城市总体来看 ， 非林地 S O 浓度存在一定 的季节波动 图 3 a 。各季节按 S O 浓度大小排序依次 为 春季 0 ． 2 1 0 ． 1 1 m g ／ m 冬季 O ． 1 9 O ． 0 6 m g ／ m 夏季 0 ． 1 70 ． 0 6 m g ／ m 秋季 O ． 1 2O ． 0 5 r a g ／ m 3 。单 因素 方差 分析 A N O V A 结果 显示 非林 地 s 0 浓 度 季 节 变 化差 异 达 到 显著 性 水平 P0 ． 0 0 1 。就 长沙 、 株洲 两市 分 别而 言 ， 其 非林 地 S O 浓 度季 节变化 趋 势有 相似 之处 ， 株洲 非林 地 S O 浓度 均 高于 同 季节 长 沙非林 地 S O 浓 度 图 3 b 。城 市 非林 地 S O 浓 度 季节 变 化 在 一 定 程 度 上 更 能 反 映 城 市 的 S O 浓 度 季 节 性 变化 。 ◆一 长沙 Ch a n g s h a■一 株洲 Z h u z h o u 春 S p ri n g 夏 S u mme r 秋 A u t u m n 冬 Wi n t e r 春 S p d n g 夏 S u mme r秋 A u U mm冬 Wi n t e r 2 0 0 4 年各季节 S e aso n s o f t h e y e a r 2 0 0 4 图 3 长沙、 株 洲两样 地非林地 观测点 空气 S O 浓度 a 为两地 平均水平 ， b 为两地各 自水平 F i g ． 3 S e a s h a l d y n a m i c s o f a t m o s p h e r i c[ S O 2 ]a t li o n ． f o r e s t e d p l o t s i n t w o c i t i e s a f o r t h e t w o c i t i e s a s a w h o l e and‘ b fo r e a c h o f t h e m 长沙 、 株洲非林地空气 s O 浓度变化的季节特征与变化趋势与两个城市 的区域地理环境、 气象条件 、 采暖 n 口 盖昌v 吕一 _ 量口 Q 口 II o 口 ∞ 璐 ∞ ∞ ∞ m 兮 0 O O O O 0 O O O ∞ ∞ 2 0 O O O O 0 O O O 刍， 暑 县 暑焉皇 基。 暑口 ∞避爱 ∞ 维普资讯 5期 闫文德 等 城市林地与非林地 大气 S 季节 动态变化 期以及工业生产布局等有着密切的关系。 对长沙市而言 ， 非林地 S O 浓度季节变化受长沙市的地理环境、 全年风向与风速 、 城市热岛效应及采暖期 等的影响甚大。长沙市平均海拔高度为 4 0多米 ， 东南西三方地势较高 ， 北边为敞口。长沙市常年主导风向为 西北风， 其频率约为 3 9 ％， 且多出现在冬季 ， 夏季主导风向为西南和东南 风。大气低层有明显的逆温现象 ， 且 具有明显的季节性变化 。冬季逆温层的平均高度仅为夏季 的 1 ／ 3 ． 5 ， 而逆温强度冬季大于夏季 ， 不利于本地区 大气污染物的扩散。有研究表明， s O 浓度与逆温强度有较强的正相关性 引。长沙市 区空气 中 s O 主要来源 于工业生产和人类活动为主H 。冬季是主要 的采暖期 ， S O 的燃放量大大超过非采暖期。加之 ， 冬春季持续 干旱 ， 风速偏小基本上是 23 级 ， 气流稳定 ， S O 的扩散比较缓慢 ， 空气 中S O 的浓度较高 ； 长沙年平均风速为 2 ． 6 m ／ s ， 年静风频率约为 2 4 ％， 小风频率约为 5 0 ％。冬季风速偏小 ， 静风频率明显偏大 ； 夏季不稳定频率高于 冬季 ； 夏秋季雨水较多 ， 风速达到 5 6级 ， 连续的降雨和强风使得空气中 S O 被稀释沉降和扩散 ， 空气中 S O 的浓度大大减少 ， 空气 比较纯净。长沙市区空气 s O 浓度季节变化受到了上述诸因子 的综合影响， 是其季节 性变 化 的主 导因素 。 同长沙市相比， 株洲市的非林地空气 S O 浓度季节变化的影响因素又有其特殊性 。城市空气 s O 主要来 源于矿物燃烧 ， 其 中主要是采暖与工业生产可成为 当地的主要污染 源“ 引。2 0 0 4年湖南全省工业排放 S O ， 量 占当年排放量 的 8 1 ． 6 ％， 生 活排放量 占 1 8 ． 4 ％ 。煤 烟型 的主要 污 染物之 一是 s O ， ， 表 现 出明显 的季 节 性 。株洲市地处于湖南省东部， 是一个新兴的工业城市 ， 重工业 比重大， 能源消耗过大 ， S O 排放多。如株 洲 冶炼 厂 S O 年排放 量 占市 区排 放总 量 的 6 7 ． 8 ％ ； 株 洲 电厂 S O 年 排放 量 占市 区排放 总量 的 1 2 ％。株 洲市 区 较高的工业生产耗能释放的 s O 量是导致该市空气 s O 浓度一直维持在较高水平 的原 因。桅洲非林地观测 点 处在 S O 污染源 主 风 向下风 向 区域 ， 全年 内受 到 明显 污染 。事 实上 ， 株洲 空 气 S O 浓度 各 季节 均高 于 长 沙 ， 这 种情 况 只是在 冬季 有所 改 变 ， 即冬季 长沙市 空 气 S O 浓 度 与株 洲 市接 近 图 3 b 。株 洲 的 S O 年排 放 强 度大于长沙 ， 在这种情况下 ， 污染源的排放作用可能较气象条件所起的作用更大 。这也在一定程度上说 明了冬季采暖对城市空气 S O 浓度有较大的贡献 。 3 ． 3 城市林地 S O ， 浓度季节变化特征 有林地空气 S O 浓度季节变化与非林地 s O 浓度季节变化相比， 既具有相似之处 ， 又有不同之处， 且各季 节 的林地 s O 浓度均 比非林地 S O 。浓度要低 图 4 a 。林地 S O 浓度受非林地 s O 浓度季节