《森林治污减霾功能研究》 一书由科学出版社出版
作者：大岗山站 更新时间：2017-6-16 05:09:43
随着经济的快速增长，我国城市化进程逐渐加快，城市人口迅速膨胀，导致能源消耗规模不断增加，空气污染已成为区域性环境问题，严重危害着人类健康。例如，高浓度空气颗粒物、二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）等污染物能够引起呼吸系统症状，增加肺部阻塞的危险性（范春阳，2014；Li et al.，2004；Burtrawet al.，2003）；空气颗粒物，尤其是细颗粒物（PM2.5）等，具有强散射作用，会引起大气能见度降低，也是导致雾霾天气发生的重要诱因（尚倩等，2011；吴兑等，2007）；由于其不仅本身是污染物，还是其他有毒有害污染物的载体，因而备受社会各界广泛关注。因此，对空气污染带来的新问题进行全面、系统、深入的研究，为解决空气污染问题提供翔实的数据支撑已迫在眉睫。
目前，减少空气污染物主要有两条途径：一是控制污染物排放源，如减少工厂“三废”的排放，改变能源结构，减少汽车数量等；二是通过森林植被的吸收、滞纳、减缓传播速率、改变传播方向等途径，降低空气污染物浓度。相对于第一条途径成本高、影响经济发展等特点，第二条途径具有成本低、代价小、综合效益高等优点。因此，人们越来越清晰地认识到森林在净化大气环境中的作用。例如，与城市其他类型下垫面相比，森林具有更大的吸附表面积和更强的湍流，因而能够提高颗粒物沉降速率并增加其沉降在叶片表面的概率（McDonald et al.，2007；Fowler etal.，2004）；同时，森林植被能够有效吸收空气中的SO2、NOx 及臭氧（O3）等气体污染物（Smith，1984），降低二次气溶胶的形成（Amann et al.，2013）；此外，森林植被还可以通过释放氧气、负离子、有机挥发物等方式（粟娟等，2005），达到进一步改善环境空气质量的重要作用。为了阐释森林生态系统的主要功能，凸显森林在大气污染防治行动计划中的作用，本书以北京市和陕西关中地区（以下简称“关中地区”）为例，开展森林治污减霾功能的研究。
北京市作为首都，是全国政治、文化中心，也是我国城市化快速发展的典型。自2008 年奥运会以来，空气污染日趋严重，雾霾频发，已成为危害北京市空气质量的最严重因素。
陕西关中地区是我国西部唯一的高新技术产业开发带和星火科技产业带，目前已形成了高等院校、科研院所、国有大中型企业相对密集且能够辐射西北经济发展的产业密集区，是全国产业布局的重点区域（储伶丽和郭江，2011）。近年来随着工业化和城市化进程的快速推进，关中地区大气污染日益严重，区域性及复合性大气污染问题日益突出，灰霾天气出现的频率逐年增加，目前成为全国大气污染较严重的地区之一。
本书通过森林治污减霾连清体系的构建，采用分布式测算方法，分别在北京市和陕西关中地区建立了2720 个和1190 个均值化测算研究单元。同时在满足代表性、全面性、简明性、可操作性及适应性等原则的基础上，选取了9 个指标，包括森林提供负离子、吸收二氧化硫、吸收氟化物、吸收氮氧化物、固碳、释氧、滞纳总悬浮颗粒物（TSP）、滞纳可吸入颗粒物（PM10）、滞纳细颗粒物（PM2.5），对北京市和关中地区森林植被治污减霾功能进行研究，主要结果为：①关中地区2010～2015 年造林树种滞纳TSP、PM10、PM2.5 的量分别为7.2444×106kg/a、5.8070×106kg/a、1.0522×106kg/a，提供负离子个数为5.9540×1023 个/a，吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物的量分别为4.6756×107kg/a、6.2700×105kg/a、1.6196×106kg/a，固碳、释氧的量分别为1.6680×105t/a 和2.0930×105t/a；②北京市现有森林植被每年滞纳TSP、PM10、PM2.5、PM1.0 的量分别为4.5128×106kg/a、
2.7413×106kg/a、1.0761×106kg/a、1.5990×105kg/a，提供负离子个数为2.7005×1024个/a，吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物的量分别为5.7467×107kg/a、1.5791×106kg/a、2.6641×106kg/a，固碳、释氧的量分别为1.0320×106t/a 和2.4216×106t/a。
目 录
第1 章 森林治污减霾功能研究进展
1.1目的意义
1.2 概述
1.3 国内外研究进展
1.3.1 国外研究进展
1.3.2 国内研究进展
1.3.3 小结
1.4 森林治污减霾功能方法学研究
1.4.1 森林吸收气体污染物方法学研究
1.4.2 森林滞纳空气颗粒物方法学研究
1.4.3 小结
第2 章 森林治污减霾功能生态连清体系构建
2.1 野外观测连清体
2.1.1 观测体系布局
2.1.2 森林环境空气质量监测站建设
2.1.3 观测标准体系
2.1.4 观测数据采集与传输
2.2 分布式测算研究体系
2.2.1 测算研究指标体系
2.2.2 数据源耦合集成
2.2.3 森林生态功能修正系数
2.2.4 计算公式和模型包
第3 章 森林滞纳颗粒物功能监测方法构建
3.1 野外样地调查和样品采集
3.1.1 树种选择
3.1.2 样品采集
3.1.3 叶面积指数调查
3.2 森林滞纳空气颗粒物功能监测方法研究
3.2.1 叶片尺度滞纳空气颗粒物功能方法学研究
3.2.2 林分尺度滞纳颗粒物功能方法学研究
3.3 小结
第4 章 陕西关中地区森林治污减霾功能研究
4.1 陕西关中地区概况
4.1.1 自然地理概况
4.1.2 环境质量概况
4.2 陕西关中地区森林资源概况
4.2.1 陕西关中地区森林资源现状
4.2.2 陕西关中地区2010～2015 年造林规划
4.3 陕西关中地区森林治污减霾功能研究
4.3.1 不同优势树种（组）治污减霾功能研究
4.3.2 关中地区各研究区治污减霾功能量变化特征
4.4 陕西关中地区造林工程治污减霾功能研究
4.4.1 关中地区2010～2012 年造林工程治污减霾功能研究
4.4.2 关中地区2013～2015 年造林规划治污减霾功能研究
4.4.3 结论
4.5 陕西关中地区造林建议
4.6 讨论
第5 章 北京市森林治污减霾功能研究
5.1 北京市概况
5.1.1 自然地理概况
5.1.2 社会经济状况
5.1.3 环境质量概况
5.2 北京市森林资源概况
5.2.1 造林工程
5.2.2 现有森林资源概况
5.3 北京市森林治污减霾功能研究
5.3.1 北京市百万亩造林工程减霾功能研究
5.3.2 北京市现有森林治污减霾功能研究
5.4 北京市树种优化及造林建议
5.4.1 北京市森林建设面临的问题
5.4.2 北京市树种优化及建议
5.5 小结
第6 章 森林治污减霾功能特征与展望
6.1 森林治污减霾功能特征分析
6.1.1 森林滞纳空气颗粒物内在机制分析
6.1.2 森林滞纳空气颗粒物外在机制分析
6.1.3 小结
6.2 治污减霾前景与展望
参考文献
附录1 名词术语
附录2 IPCC 推荐使用的木材密度（D）
附录3 IPCC 推荐使用的生物量转换因子（BEF）
附录4 不同树种组单木生物量模型及参数
附录5 森林环境空气质量监测系统——北京植物园生态站
目前，减少空气污染物主要有两条途径：一是控制污染物排放源，如减少工厂“三废”的排放，改变能源结构，减少汽车数量等；二是通过森林植被的吸收、滞纳、减缓传播速率、改变传播方向等途径，降低空气污染物浓度。相对于第一条途径成本高、影响经济发展等特点，第二条途径具有成本低、代价小、综合效益高等优点。因此，人们越来越清晰地认识到森林在净化大气环境中的作用。例如，与城市其他类型下垫面相比，森林具有更大的吸附表面积和更强的湍流，因而能够提高颗粒物沉降速率并增加其沉降在叶片表面的概率（McDonald et al.，2007；Fowler etal.，2004）；同时，森林植被能够有效吸收空气中的SO2、NOx 及臭氧（O3）等气体污染物（Smith，1984），降低二次气溶胶的形成（Amann et al.，2013）；此外，森林植被还可以通过释放氧气、负离子、有机挥发物等方式（粟娟等，2005），达到进一步改善环境空气质量的重要作用。为了阐释森林生态系统的主要功能，凸显森林在大气污染防治行动计划中的作用，本书以北京市和陕西关中地区（以下简称“关中地区”）为例，开展森林治污减霾功能的研究。
北京市作为首都，是全国政治、文化中心，也是我国城市化快速发展的典型。自2008 年奥运会以来，空气污染日趋严重，雾霾频发，已成为危害北京市空气质量的最严重因素。
陕西关中地区是我国西部唯一的高新技术产业开发带和星火科技产业带，目前已形成了高等院校、科研院所、国有大中型企业相对密集且能够辐射西北经济发展的产业密集区，是全国产业布局的重点区域（储伶丽和郭江，2011）。近年来随着工业化和城市化进程的快速推进，关中地区大气污染日益严重，区域性及复合性大气污染问题日益突出，灰霾天气出现的频率逐年增加，目前成为全国大气污染较严重的地区之一。
本书通过森林治污减霾连清体系的构建，采用分布式测算方法，分别在北京市和陕西关中地区建立了2720 个和1190 个均值化测算研究单元。同时在满足代表性、全面性、简明性、可操作性及适应性等原则的基础上，选取了9 个指标，包括森林提供负离子、吸收二氧化硫、吸收氟化物、吸收氮氧化物、固碳、释氧、滞纳总悬浮颗粒物（TSP）、滞纳可吸入颗粒物（PM10）、滞纳细颗粒物（PM2.5），对北京市和关中地区森林植被治污减霾功能进行研究，主要结果为：①关中地区2010～2015 年造林树种滞纳TSP、PM10、PM2.5 的量分别为7.2444×106kg/a、5.8070×106kg/a、1.0522×106kg/a，提供负离子个数为5.9540×1023 个/a，吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物的量分别为4.6756×107kg/a、6.2700×105kg/a、1.6196×106kg/a，固碳、释氧的量分别为1.6680×105t/a 和2.0930×105t/a；②北京市现有森林植被每年滞纳TSP、PM10、PM2.5、PM1.0 的量分别为4.5128×106kg/a、
2.7413×106kg/a、1.0761×106kg/a、1.5990×105kg/a，提供负离子个数为2.7005×1024个/a，吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物的量分别为5.7467×107kg/a、1.5791×106kg/a、2.6641×106kg/a，固碳、释氧的量分别为1.0320×106t/a 和2.4216×106t/a。
目 录
第1 章 森林治污减霾功能研究进展
1.1目的意义
1.2 概述
1.3 国内外研究进展
1.3.1 国外研究进展
1.3.2 国内研究进展
1.3.3 小结
1.4 森林治污减霾功能方法学研究
1.4.1 森林吸收气体污染物方法学研究
1.4.2 森林滞纳空气颗粒物方法学研究
1.4.3 小结
第2 章 森林治污减霾功能生态连清体系构建
2.1 野外观测连清体
2.1.1 观测体系布局
2.1.2 森林环境空气质量监测站建设
2.1.3 观测标准体系
2.1.4 观测数据采集与传输
2.2 分布式测算研究体系
2.2.1 测算研究指标体系
2.2.2 数据源耦合集成
2.2.3 森林生态功能修正系数
2.2.4 计算公式和模型包
第3 章 森林滞纳颗粒物功能监测方法构建
3.1 野外样地调查和样品采集
3.1.1 树种选择
3.1.2 样品采集
3.1.3 叶面积指数调查
3.2 森林滞纳空气颗粒物功能监测方法研究
3.2.1 叶片尺度滞纳空气颗粒物功能方法学研究
3.2.2 林分尺度滞纳颗粒物功能方法学研究
3.3 小结
第4 章 陕西关中地区森林治污减霾功能研究
4.1 陕西关中地区概况
4.1.1 自然地理概况
4.1.2 环境质量概况
4.2 陕西关中地区森林资源概况
4.2.1 陕西关中地区森林资源现状
4.2.2 陕西关中地区2010～2015 年造林规划
4.3 陕西关中地区森林治污减霾功能研究
4.3.1 不同优势树种（组）治污减霾功能研究
4.3.2 关中地区各研究区治污减霾功能量变化特征
4.4 陕西关中地区造林工程治污减霾功能研究
4.4.1 关中地区2010～2012 年造林工程治污减霾功能研究
4.4.2 关中地区2013～2015 年造林规划治污减霾功能研究
4.4.3 结论
4.5 陕西关中地区造林建议
4.6 讨论
第5 章 北京市森林治污减霾功能研究
5.1 北京市概况
5.1.1 自然地理概况
5.1.2 社会经济状况
5.1.3 环境质量概况
5.2 北京市森林资源概况
5.2.1 造林工程
5.2.2 现有森林资源概况
5.3 北京市森林治污减霾功能研究
5.3.1 北京市百万亩造林工程减霾功能研究
5.3.2 北京市现有森林治污减霾功能研究
5.4 北京市树种优化及造林建议
5.4.1 北京市森林建设面临的问题
5.4.2 北京市树种优化及建议
5.5 小结
第6 章 森林治污减霾功能特征与展望
6.1 森林治污减霾功能特征分析
6.1.1 森林滞纳空气颗粒物内在机制分析
6.1.2 森林滞纳空气颗粒物外在机制分析
6.1.3 小结
6.2 治污减霾前景与展望
参考文献
附录1 名词术语
附录2 IPCC 推荐使用的木材密度（D）
附录3 IPCC 推荐使用的生物量转换因子（BEF）
附录4 不同树种组单木生物量模型及参数
附录5 森林环境空气质量监测系统——北京植物园生态站