楊小可,朱志鵬,陳梓茹,許媛,張軒溢,藍(lán)若珂,余鵬飛,郭真真,傅偉聰,王敏華,董建文

福建農(nóng)林大學(xué) 藝術(shù)學(xué)院、園林學(xué)院;國(guó)家林業(yè)局森林公園工程技術(shù)研究中心,福建 福州 350002

游覽高峰期千島湖森林公園大氣顆粒物濃度變化特征

楊小可,朱志鵬,陳梓茹,許媛,張軒溢,藍(lán)若珂,余鵬飛,郭真真,傅偉聰,王敏華,董建文*

福建農(nóng)林大學(xué) 藝術(shù)學(xué)院、園林學(xué)院;國(guó)家林業(yè)局森林公園工程技術(shù)研究中心,福建 福州 350002

為探索千島湖森林公園大氣顆粒物濃度變化特征，選擇游客游覽高峰期5月、10月晴朗天，對(duì)3類游憩地12個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的大氣顆粒物（TSP、PM10、PM2.5、PM1.0）濃度、氣象因子等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析。研究了園內(nèi)大氣顆粒物濃度日變化規(guī)律、不同類型游憩地變化規(guī)律及大氣顆粒物濃度變化與氣象因子、游客游覽行為的相關(guān)性。結(jié)果表明：1）5月、10月千島湖國(guó)家森林公園均達(dá)到國(guó)家空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，大粒徑顆粒物濃度呈早晚高，中午低的“V”字型，小粒徑大氣顆粒物濃度（PM2.5和PM1.0）呈“L”字形；2）以3類游憩地劃分，大氣顆粒物濃度從低到高的區(qū)域依次為游憩林地、臨水休憩地、觀景臺(tái)；3）海拔、溫度、氣壓、濕度對(duì)不同粒徑的顆粒物影響較大；4）千島湖森林公園內(nèi)大氣顆粒物濃度與游客游覽活動(dòng)關(guān)系密切，特別是對(duì)大粒徑（TSP和PM10）顆粒物的增加最為明顯。

千島湖國(guó)家森林公園;大氣顆粒物;濃度

隨著人們生活水平及環(huán)境意識(shí)的日益提高，人居環(huán)境中的空氣質(zhì)量的優(yōu)劣正得到人們的廣泛關(guān)注，TSP（總懸浮顆粒物，d≤l00μm)、PM10(可吸入顆粒物，d≤l0μm)、PM2.5(可吸入肺細(xì)顆粒物，d≤2.5μm)和PM1.0(d≤1.0μm)作為城市空氣的首要污染物對(duì)環(huán)境的空氣質(zhì)量有重要影響[1]。大氣顆粒物表面吸附大量有害化合物[2]，對(duì)人們呼吸系統(tǒng)[3]和免疫系統(tǒng)[4]有顯著破壞作用，更有甚者導(dǎo)致癌癥和心臟病等死亡率增加[5-8]。目前已有少數(shù)學(xué)者對(duì)游憩地顆粒物展開(kāi)研究，傅偉聰[9-12]針對(duì)福州及百里杜鵑國(guó)家森林公園游憩地進(jìn)行了日變化監(jiān)測(cè)，論述了百里杜鵑林一日中各空氣指標(biāo)的變化趨勢(shì)，但未進(jìn)行多季節(jié)對(duì)比研究；王磊[13]對(duì)城市森林大氣顆粒物作用展開(kāi)研究，從森林植被角度分析其對(duì)大氣顆粒物的作用，卻忽略了大氣顆粒物在時(shí)間上的變化；以及部分學(xué)者針對(duì)林分滯塵作用[14]、植物配置對(duì)降塵效果的影響[15-17]等角度進(jìn)行研究。而從游人游憩角度出發(fā)，對(duì)森林公園應(yīng)如何規(guī)劃，哪個(gè)時(shí)間段更適合游覽、在什么游憩地適合進(jìn)行活動(dòng)仍較少討論。

1986年我國(guó)面積最大的森林公園——千島湖國(guó)家森林公園正式建立，作為中國(guó)設(shè)立的首批國(guó)家級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)之一，千島湖國(guó)家森林公園也是浙江省淳安縣不可或缺的重要旅游資源[18]，與加拿大金斯頓千島湖、湖北陽(yáng)新千島湖并稱“世界三大千島湖”。在游客需求、資源稟賦、發(fā)展模式方面千島湖國(guó)家森林公園擁有著得天獨(dú)厚的的優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)階段，千島湖國(guó)家森林公園通過(guò)強(qiáng)力推動(dòng)森林旅游項(xiàng)目，體現(xiàn)項(xiàng)目個(gè)性內(nèi)涵等措施，推動(dòng)其森林休閑旅游產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康高效發(fā)展。健康出行是游覽的主要目的，因此探索千島湖國(guó)家森林公園內(nèi)大氣顆粒物濃度變化特征，對(duì)指導(dǎo)游人選擇合適的參觀時(shí)間，具有重要意義。經(jīng)千島湖國(guó)家森林公園所在地區(qū)淳安縣旅游局統(tǒng)計(jì)，2005年至2014年，千島湖國(guó)家森林公園共接待游客1412.7萬(wàn)人次，每年5月、10月，隨著“黃金周”的到來(lái)，伴著春花植物盛開(kāi)、秋葉植物色彩顯現(xiàn)，森林公園迎來(lái)兩個(gè)游客高峰期[19]。目前，對(duì)千島湖國(guó)家森林公園的研究主要集中在群落結(jié)構(gòu)[18,20]、動(dòng)物多樣性[21]、生態(tài)環(huán)境[22]等方面，而對(duì)其空氣顆粒物的監(jiān)測(cè)研究鮮見(jiàn)報(bào)道，筆者選擇5月、10月游客游覽高峰期對(duì)千島湖國(guó)家森林公園旅游開(kāi)發(fā)重點(diǎn)島龍山島典型3類游憩地12個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行大氣顆粒物濃度及氣象因子等數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)及分析，以便了解千島湖國(guó)家森林公園大氣顆粒物濃度變化規(guī)律和不同游憩地變化特征，為千島湖國(guó)家森林公園規(guī)劃建設(shè)及游客合理選擇游覽路線、游覽時(shí)間提供理論依據(jù)，并可豐富園內(nèi)空氣質(zhì)量研究相關(guān)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

樣地位于千島湖森林公園內(nèi)一開(kāi)放游覽島嶼--龍山島（N29°22’-29°50’，E118°34’-119°15’），海拔108～350 m，位于中亞熱帶季風(fēng)氣候北緣。年均溫度16.3～17.8℃，無(wú)霜期263 d，年均降水量1430 mm，年雨日155 d，年均相對(duì)濕度76%，群落的優(yōu)勢(shì)種為馬尾松（Pinus massoniana）、苦櫧(Castanopsis sclerophylla）、石櫟(Lithocarpus glaber)、青岡(Cyclobalanopsis glauca)其它常見(jiàn)的植物還有尖連蕊茶(Camellia cuspidata)、短柄桴(Quercusserratavar.brevipetiolata)、鹽膚木(Rhus chinensis)、楓香(Viscum liquidambaricolum)等。

1.2 研究方法

選擇千島湖國(guó)家森林公園中龍山島上12個(gè)典型游憩地作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)概況如表1所示。

表1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)概況Table 1 The profile of monitoring sites

1.3 指標(biāo)測(cè)定

選擇2015年5月游覽高峰期晴朗天，平均呼吸高度1.2～1.5 m處的空氣：TSP(總懸浮顆粒物，d≤l00μm)、PM10(可吸入顆粒物，d≤10μm)、PM2.5(可吸入肺細(xì)顆粒物，d≤2.5μm，)、PM1.0(d≤1.0 μm)的濃度（以下大氣顆粒物濃度均以μg/m3為單位）；同時(shí)，使用南方測(cè)繪公司生產(chǎn)的厘米級(jí)GPS測(cè)算各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)海拔高度，以及小氣候監(jiān)測(cè)儀（NK4500）監(jiān)測(cè)風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓等每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)設(shè)3個(gè)重復(fù)，并統(tǒng)計(jì)以監(jiān)測(cè)點(diǎn)為中心向外輻射150 m距離范圍監(jiān)測(cè)時(shí)間點(diǎn)內(nèi)游客人數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、處理及圖表制作采用SPSS19.0和Excel 2007進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同粒徑大氣顆粒物的濃度日變化規(guī)律

整體而言如圖1、圖2，千島湖國(guó)家森林公園大粒徑大氣顆粒物（TSP、PM10）濃度日變化規(guī)律均為上午和傍晚高，中午下午低，大粒徑顆粒物濃度日變化表現(xiàn)為早晚高，中午低的“V”字型；小粒徑大氣顆粒物濃度（PM2.5和PM1.0）呈現(xiàn)出早高，午后至傍晚低的“L”字形（圖1）。進(jìn)一步觀察可知，大粒徑顆粒物（TSP和PM10）均在早7:00達(dá)到白晝最高值，下午11:00～13:00顆粒物濃度下降至一天中最低值，隨后又開(kāi)始緩慢上升。大粒徑大氣顆粒物濃度日變化呈“V”字型規(guī)律和千島湖國(guó)家森林公園內(nèi)游客早（8:300～9:30）出游，晚(16:30～17:00)返程及就餐恰為高峰時(shí)段大致吻和，因此園內(nèi)顆粒物濃度呈先下降后上升的“V”字型變化規(guī)律。

由于5月千島湖森林公園處于雨季，早7:00～9:00樣地的空氣相對(duì)濕度較大，平均值接近70%，有時(shí)甚至超過(guò)80%；當(dāng)濕度大于70%，PM2.5濃度升高幅度較大,接近90%時(shí)，PM2.5濃度成倍增長(zhǎng)[23]，且千島湖森林公園處于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)北緣地區(qū)，園內(nèi)森林覆蓋率高和千島湖水面的調(diào)節(jié)作用，早晚溫差不明顯，早7:00平均溫度21.47℃而日平均氣溫為23.69℃、日最高氣溫為27.20℃。根據(jù)前人研究證明，小粒徑顆粒物隨氣溫降低而升高[24]；因此，小粒徑大氣顆粒物在早7:00～9:00達(dá)到白晝最高值。而中午11:00～13:00，隨著氣溫升高、溫度降低顆粒物濃度下降至一天中最低，并保持較低平穩(wěn)值后又逐漸上升。同5月份大氣顆粒物濃度變化規(guī)律相似，10月份濃度變化規(guī)律整體呈早、晚高、中午低的變化趨勢(shì)，不同的是，PM10、PM2.5濃度較5月份低，可能與10月份空氣濕度相對(duì)較低有關(guān)。

圖2 千島湖國(guó)家森林公園10月份不同粒徑大氣顆粒物濃度日變化規(guī)律Fig.2 Diurnal variations of PM with 4 different kinds of diameters in Qiandaohu National Forest Park in October

2.2 各類型游憩地大氣顆粒物濃度對(duì)比

根據(jù)試驗(yàn)可得，不同游憩地的不同粒徑大氣顆粒物濃度有不同的特點(diǎn)，參考大氣顆粒物清潔度評(píng)價(jià)指標(biāo)[25]，千島湖森林公園空氣中TSP、PM10、PM2.5、PM1.0濃度均處國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。由表2得出，千島湖森林公園大氣顆粒物濃度從低到高的分別是游憩林地、臨水休憩地和觀景臺(tái)。但是具體監(jiān)測(cè)點(diǎn)顆粒物濃度有所差異，首先游憩地中S5、S2、S8和S3的總懸浮顆粒物濃度均較高。游憩林地TSP、PM2.5、PM1.0平均濃度為3類游憩地中最低，而PM10最低的為臨水游憩地。主要是因?yàn)椋?）游憩林地由于綠化植物的覆蓋阻擋了顆粒物作用[26-28]。（2）檢測(cè)過(guò)程中統(tǒng)計(jì)，日均70%的游客趨于停留在臨水游憩地、觀景臺(tái)類游憩地展開(kāi)游憩活動(dòng)，此行為對(duì)其顆粒物濃度影響緊密相關(guān)。（3）園中臨水游憩地、觀景臺(tái)的設(shè)置便于交通工具的直接抵達(dá)，由此產(chǎn)生了尾氣排放等氣體污染。

表2 千島湖森林公園內(nèi)游憩地顆粒物日均濃度值(μg/m3)Table 2 Daily average concentrations of PM in different recreational regions in Qiandaohu National Forest Park(μg/m3)

大氣顆粒物濃度的大小不僅和自身性質(zhì)影響有關(guān)[29,30]，也受氣象因子等環(huán)境因素影響，試驗(yàn)中對(duì)大氣顆粒物濃度和氣象因子（最大風(fēng)速、即時(shí)風(fēng)速、平均風(fēng)速、溫度、露點(diǎn)溫度、濕球溫度、相對(duì)濕度、熱力指數(shù)、風(fēng)寒指數(shù)）進(jìn)行相關(guān)性分析，如表3。結(jié)果表明在大氣顆粒物濃度處于二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)條件下，影響大氣顆粒物環(huán)境因子有：最大風(fēng)速、平均風(fēng)速、溫度、風(fēng)寒、相對(duì)濕度、熱力指數(shù)、露點(diǎn)溫度和濕球溫度。其中，海拔、溫度、氣壓、濕度對(duì)空氣中不同粒徑的顆粒物（TSP、PM10、PM2.5和PM1.0）影響較大，均呈顯著相關(guān)；海拔對(duì)空氣中不同粒徑顆粒物（TSP、PM10、PM2.5和PM1.0）濃度呈極顯著負(fù)相關(guān)；隨著顆粒物大小遞減，溫度與其相關(guān)性逐漸減??；由此可見(jiàn)，在空氣質(zhì)量等級(jí)處于二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，氣象因子對(duì)大粒徑（TSP、PM10）和小粒徑(PM2.5、PM1.0)顆粒物的影響大致相同。

表3 氣象因子與大氣顆粒物濃度的相關(guān)性分析Table 3 Correlation coefficients of PM and meteorological factors

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié) 論

2015年對(duì)千島湖國(guó)家森林公園大氣顆粒物濃度研究結(jié)果表明，5月及10月各游憩地顆粒物濃度處于國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，空氣質(zhì)量良好，大氣顆粒物濃度日變化規(guī)律為早高午低傍晚略有回升，同古琳，王成，徐高福[31,32]等研究結(jié)果對(duì)比，試驗(yàn)結(jié)果基本一致。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，氣象因子，包括最大風(fēng)速、平均風(fēng)速、溫度、風(fēng)寒、相對(duì)濕度、熱力指數(shù)、露點(diǎn)溫度和濕球溫度對(duì)大氣顆粒物濃度具有一定相關(guān)性，表現(xiàn)為：相對(duì)濕度越大、氣壓越大、海拔越低、溫度越低，TSP、PM10、PM2.5、PM1.0濃度越高，這與趙中華等人研究所得結(jié)果基本相同[33]。略有不同的是，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在空氣質(zhì)量較高時(shí)，隨著最大風(fēng)速、氣壓、濕球指數(shù)、熱力指數(shù)、濕度減小，空氣中不同粒徑的顆粒物（TSP、PM10、PM2.5、PM1.0）濃度越低；氣壓、濕度與小粒徑顆粒物（PM2.5、PM1.0）的濃度為極顯著正相關(guān)。森林公園內(nèi)可能因湖水環(huán)繞且園內(nèi)森林覆蓋率高，早晨濕度較高導(dǎo)致清晨顆粒物濃度較高，適當(dāng)疏林可改變林內(nèi)小氣候，不僅有利于千島湖森林公園林分自我更新，保持群落穩(wěn)定性[34,35]，且有利于降低大氣顆粒物濃度。不同游憩地大氣顆粒物濃度具有不同表現(xiàn)特點(diǎn)。千島湖森林公園大氣顆粒物濃度從低到高的區(qū)域依次為游憩林地、臨水休憩地、觀景臺(tái)。而林內(nèi)游憩地中不同郁閉度林下顆粒物濃度也不相同，隨郁閉降低大氣顆粒物濃度平均值大致呈下降趨勢(shì)：S5＞S3＞S7＞S12＞11，可見(jiàn)，不同郁閉度的林分對(duì)大氣顆粒物濃度的影響各不相同[34]。由此可知，游人進(jìn)入千島湖森林公園游覽時(shí)間宜為午后，游憩林地及海拔高處更宜游覽，且相較5月份，10月千島湖森林公園更宜游覽。

3.2 討 論

森林公園在游憩地建設(shè)時(shí)應(yīng)注重（1）適當(dāng)疏林以確保林內(nèi)適度郁閉，利于減少林外污染物進(jìn)入以及林內(nèi)顆粒物的外排；（2）重視不同林分的植物間植，利于提高林內(nèi)空氣質(zhì)量。除了環(huán)境因子的影響，游人活動(dòng)也是影響城市環(huán)境大氣顆粒物濃度時(shí)空變化的主要原因[36]。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，千島湖森林公園內(nèi)大氣顆粒物濃度與游客游覽活動(dòng)關(guān)系密切，特別是對(duì)大粒徑（TSP和PM10）顆粒物的增加最為明顯。針對(duì)這一現(xiàn)象，在對(duì)森林公園游憩地建設(shè)中可：（1）通過(guò)合理的規(guī)劃游覽線路進(jìn)行引導(dǎo)，引導(dǎo)游人進(jìn)入空氣質(zhì)量較高的游覽地進(jìn)行游覽行為；（2）注重林內(nèi)游憩地建設(shè)及林內(nèi)空間綠化配植以助于游覽地美景度提升。

使用定點(diǎn)監(jiān)測(cè)手法對(duì)千島湖國(guó)家森林公園進(jìn)行大氣顆粒物濃度、小氣候等數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，為其進(jìn)一步規(guī)劃和提升提供了數(shù)據(jù)支撐。由于千島湖國(guó)家森林公園高峰期天氣、開(kāi)園時(shí)間等條件限制，僅對(duì)園內(nèi)12個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)在游覽高峰期間7:00至17:00時(shí)段進(jìn)行監(jiān)測(cè)研究，未能對(duì)其他游覽時(shí)間、游覽季節(jié)提供參考。本研究將進(jìn)一步開(kāi)展多點(diǎn)、多時(shí)段和四季監(jiān)測(cè)，以提供更為可靠的千島湖森林公園大氣顆粒物濃度變化特征，為森林公園管理建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。

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對(duì)于這樣一個(gè)突如其來(lái)的消息，易家的三個(gè)人，是三種表情。向南是錯(cuò)愕，易非是驚訝，只有媽，是掩飾不住的興高采烈。

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TheVariationCharacteristicsofAtmosphericParticulateConcentrations inThousand-IslandLakeNationalForestParkinPeakTouristSeasons

YANGXiao-ke,ZHUZhi-peng,CHENZi-ru,XUYuan,ZHANGXuan-yi,LANRuo-ke, YUPeng-fei,GUOZhen-zhen,FUWei-cong,WANGMin-hua,DONGJian-wen*
College of Arts and Landscape Architecture/Fujian Agriculture and Forestry University;Engineering and Technology Research Center for Forest Parks of State Forestry Administration,Fuzhou 350002,China

To explore the variation characteristics of atmospheric particulate concentrations in Thousand-Island Lake National Forest Park,atmospheric particulates(TSP,PM10,PM2.5 and PM1.0)concentrations,meteorological factors and other relevant data were collected in the twelve monitoring points in the three kinds of recreational sites on sunny days in May and October when the number of tourists reached the top.The daily variation rule of atmospheric particulate concentrations in the park,the change regularity of atmospheric particulate concentrations in different types of recreational sites,and the correlation between the variation of atmospheric particulate concentrations and climatic factors as well as tourist behaviors,were studied in the researches.The results showed that:1)The air quality in Thousand-Island Lake National Forest Park met the national Grade-II standard and the concentration of large-size particulates showed dual peaks and a single valley like“V”,while the concentration of small-size atmospheric particulates(PM2.5 and PM1.0)was shaped like“L”;2)In the three kinds of recreational sites,the concentration of atmospheric particulates was sorted from low to high: recreational site in forest,recreational site near water,and sightseeing stand;3)Factors including altitude,temperature, atmospheric pressure and humidity had great effects on different size of particles;4)There was a close correlation between the atmospheric particulate concentrations in Thousand-island Lake Forest Park and travel activities.In particular,large-size (TSP and PM10)particulates increased obviously in number under the influence of the activities.

Thousand-Island Lake National Forest Park;atmospheric particulate;concentration

X513

:A

:1000-2324(2017)02-0315-06

10.3969/j.issn.1000-2324.2017.02.031

2016-11-01

:2016-12-06

國(guó)家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng):森林公園綠色名錄與森林風(fēng)景資源培育技術(shù)(201404315);美麗城鎮(zhèn)森林景觀的構(gòu)建技術(shù)研究與示范(201404301);國(guó)家林業(yè)局森林公園工程技術(shù)研究中心開(kāi)放課題(PTJH1500207)

楊小可(1992-),女,碩士研究生.研究方向:風(fēng)景園林學(xué)、森林公園規(guī)劃設(shè)計(jì).E-mail:340431882@qq.com

*通訊作者:Author for correspondence.E-mail:fjdjw@126.com