近日,京津冀生态文明发展研究院教师么嘉棋以第一作者在环境科学知名期刊《Science of the Total Environment》发表论文“Dry deposition effect of urban green spaces on ambient particulate matter pollution in China”,揭示了植被对大气污染颗粒物的削减作用。颗粒物是城市大气污染的重要来源,对生态环境和人类健康的威胁尤其严重。该研究基于数学模型量化植被的干沉降过程,突破传统站点尺度研究的局限性,结合多源卫星遥感产品形成2000-2020年中国城市绿地对PM2.5/10的干沉降量估计栅格数据集,对城市大气污染防治、绿地区域规划和城市可持续发展有重要意义。
大气污染颗粒物是指悬浮在空气中的固体或液体微粒,包括灰尘、煤烟和化学物质,是城市空气污染的重要组成部分,可能导致多种呼吸道、心血管疾病,甚至迫使区域气候变化和气象现象发生改变。植被通过滞留、附着和粘附等方式来削减颗粒物浓度、净化空气,又称为干沉降作用。
图1 干沉降作用:植被对大气污染颗粒物的捕获、吸附作用示意图
对于传统站点数据,很难在长时间序列、大区域空间尺度上开展连续分析。针对于此,该研究基于UFORE模型理论和多源卫星遥感数据,分析中国区域2000-2020年植被对PM2.5/10干沉降量的时空变化,并通过小波变换分析多要素与干沉降量之间的趋势关系。
图2 研究技术路线图
研究结果表明,2000-2020年间,植被对PM2.5&10的干沉降作用呈现先波动上升再下降趋势。阔叶林是中国区域绿地干沉降的主体,占总量的89.22%。颗粒物削减量方面,PM2.5削减量与环境影响因子在时域空间上的相干性要比PM10更加复杂,其受降水的影响最大。
图3 2000-2020年中国城市绿地对PM2.5干沉降估计
图4 城市绿地对PM2.5、PM10清洁作用趋势
首都师范大学吴舒祺博士,马里兰大学帕克分校韦晶博士,自然资源部国土卫星遥感应用中心唐新明研究员,阿利坎特大学胡柳茹博士等人也参与了本文的研究工作。
论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969723044558?dgcid=author
数据集链接:https://engine-aiearth.aliyun.com/#/dataset/TJNU_3JECO_CHINA_DDEP_V01