降雨对四种挺水植物叶表面颗粒物滞留的影响

作     者：马文梅 

作者单位：北京林业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张振明

授予年度：2018年

学科分类：07[理学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

主      题：挺水植物 叶表面颗粒物 滞留作用 降雨强度 

摘      要：随着经济的发展和城市化进程的不断加快，颗粒物污染已成为很严峻的大气污染问题之一，植物作为生物漏斗能在其表面沉积一些颗粒物质，减少空气中悬浮颗粒物的浓度，而降雨能够淋洗植物叶表面滞留的颗粒物，使叶表面再次恢复滞留颗粒物的能力。本研究使用水洗法测定湿地植物叶表面滞留颗粒物，并结合扫描电镜法观察叶表面微结构特征，来讨论不同湿地植物滞留大气颗粒物的能力以及通过模拟降雨的方法，量化了在15mm/h，30mm/h和60mm/h降雨强度的不同历时降雨过程下植物叶表面颗粒物的滞留量和降雨对叶表面不同粒径颗粒物的影响。主要研究结果如下:\n (1)水葱（Scirpus validus）、香蒲（Typha orientalis）、芦苇（Phragmites australis）、黄花鸢尾(Iris wilsonii)叶表面颗粒物滞留量在季节之间的差异十分显著(P0.05），春季显著高于夏季与秋季，但夏季、秋季之间的差异不显著(P0.05);水葱、芦苇、黄花鸢尾叶表层滞留的颗粒物中，以粒径小于10μm的可吸入颗粒物(PM10)居多，均超过50％，在蜡质层中，植物滞留的大部分颗粒物粒径均大于10μm，除了香蒲滞留的PM2.5最多，其它植物都以粒径大于10μm的颗粒物滞留得最多，变化范围在19.29-61.40％;各微结构量化结果与滞留量的回归分析表明，气孔密度、气孔宽度、气孔长度与滞留量之间没有相关性(P0.05)，沟脊宽度与滞留量有正相关关系(P0.05)\n (2)水葱、芦苇、黄花鸢尾植物叶表面3种粒径的滞留量随降雨强度的增大而减小，香蒲呈现降雨强度越高，滞留量反而升高的趋势;4种植物在3种强度下基本都呈现10-100μm的粒径滞留量最高，其次为粒径2.5-10μm的滞留量，粒径0.4-2.5μm的滞留量最低;不同植物在不同降雨强度下各个粒径段的滞留量效果具有粒径倾向性，表现为黄花鸢尾10-100μm粒径颗粒物更易被降雨洗脱，而香蒲2.5-100μm粒径颗粒物更容易被降雨洗脱使之滞留量减小;4种植物叶表面滞留量随降雨历时的增大，呈现先急剧减小，而后下降趋势缓慢最后趋于平稳状态;降雨量与颗粒物滞留率有良好的拟合关系，随着降雨量的增大，颗粒物的滞留率呈指数减小。降雨初期10min内颗粒物较快大幅度减小，后减小曲线趋于平缓。\n (3)叶表面颗粒物平衡模型估算了4种植物的颗粒物滞留总量，其中通过降去除的颗粒物量占颗粒物滞留总量的20.18％-28.28％，再悬浮量占颗粒物滞留总量的0-8.23％，在颗粒物滞留总量中占比最高的为叶表面滞留量。\n 通过研究发现不同降雨量、降雨强度、降雨历时对于植物叶表面颗粒物的滞留因植物树种的差异性、颗粒物粒径大小而有不同的影响。