上海市城市林蔭道空間結(jié)構(gòu)對NOx和SO2空間分布特征的影響

闞麗艷

上海交通大學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)院, 上海 200240

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人口密度增加，城市中機(jī)動(dòng)車保有量快速增長，機(jī)動(dòng)車污染被認(rèn)為是大氣污染的主要來源之一，直接影響城市居民的生活質(zhì)量[1]. 城市道路是機(jī)動(dòng)車污染的主要產(chǎn)生空間，同時(shí)也是人的通行空間[2]. 城市道路空間結(jié)構(gòu)會影響大氣污染物的擴(kuò)散和傳輸能力，直接影響城市大氣實(shí)際污染物水平和對人直接的危害程度[3]. 行道樹是城市道路的重要組成，決定著街道空間結(jié)構(gòu)特征，是影響大氣污染物擴(kuò)散、傳輸?shù)闹匾蛩豙4-5]. 樹冠占據(jù)了相當(dāng)大的街道空間，并將下層街道與上層屋頂分開，其可能會阻礙環(huán)境空氣交換和車輛排氣擴(kuò)散，并增加街道地面污染物濃度[6]. 同時(shí)樹冠有降低風(fēng)速增加湍流的可能，影響街道對大氣污染物的傳輸作用，致使大氣污染物在城市中富集，從而影響城市的大氣污染水平[7-8].

不合理的行道樹結(jié)構(gòu)不僅影響街道中的大氣污染水平，也會影響城市其他空間空氣質(zhì)量，對行人和居民健康帶來風(fēng)險(xiǎn). 研究林蔭道中空氣污染物分布與擴(kuò)散模式，及其與空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系，可為優(yōu)化大氣污染擴(kuò)散和傳輸過程提出城市道路系統(tǒng)建設(shè)和管理的對策，最大限度地改善城市街道及周邊的空氣質(zhì)量，以及提高城市大氣環(huán)境管控效率和能力提供決策和參考依據(jù).

關(guān)于街道中空氣流動(dòng)及污染物分布研究主要集中在道路結(jié)構(gòu)和建筑布局對其影響的規(guī)律上，對行道樹影響的研究較為鮮見. 研究表明，街道道路結(jié)構(gòu)及隔聲屏障對街谷中氣流場和污染物擴(kuò)散產(chǎn)生影響，給道路附近的空氣質(zhì)量帶來了較大的影響[9]，但是街道綠帶對氣態(tài)污染物的消減效率受綠帶寬度變化的影響較小[10]；城市街道峽谷的設(shè)計(jì)對城市交通有噪聲暴露的影響[11]，不同建筑物結(jié)構(gòu)布局的街道峽谷呈現(xiàn)不同的污染物濃度分布形式[12-13]. 國內(nèi)城市林蔭道中行道樹的研究起步較晚，側(cè)重行道樹的結(jié)構(gòu)、栽培管理、病蟲害防治、養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)等方面的研究[14-15]，對城市林蔭道中氣態(tài)污染物(NOx和SO2)分布的研究較少. 綜上，國內(nèi)外對城市林蔭道的研究均局限在以下兩個(gè)方面：①城市道路綠化帶及綠化帶配置模式對大氣污染物濃度凈化的定性描述. ②城市道路結(jié)構(gòu)、周邊建筑及隔聲屏障結(jié)構(gòu)布局對街道峽谷氣流運(yùn)動(dòng)和污染物擴(kuò)散的研究. 但對于有林蔭道覆蓋的城市街谷內(nèi)污染物的擴(kuò)散和空間分布卻未作進(jìn)一步研究，并且目前對于城市林蔭道中氣態(tài)污染物分布與空間布局關(guān)系全面、系統(tǒng)的研究較少[16-17].

上海市作為一個(gè)特大型城市，由于歷史原因和土地資源緊張，街道峽谷現(xiàn)象比較突出[18]； 又由于城市居民對城市道路綠化生態(tài)效應(yīng)、景觀效果的追求，形成了大量高覆蓋度的林蔭道. 而林蔭道街道峽谷中機(jī)動(dòng)車排放的尾氣難以擴(kuò)散，其中SO2和NOx是路域環(huán)境的主要危害之一，特別是城市街道兩側(cè)水平距離50 m以內(nèi)和高度1.7 m以下范圍內(nèi)的空氣[19]，此范圍也正處于行人的呼吸區(qū)域，直接影響了行人和周圍居民的健康[20-21]. 如何構(gòu)建和管理合適的林蔭道結(jié)構(gòu)，改善城市道路空間大氣污染水平，減少道路污染對城市居民尤其是道路行人的身體危害，已經(jīng)成為建設(shè)生態(tài)城市，構(gòu)建和諧社會的難題[22-23]. 該研究圍繞上海市城市生態(tài)化建設(shè)的要求，為提升林蔭道生態(tài)環(huán)境功能，探究林蔭道中空間結(jié)構(gòu)與氣態(tài)污染物(NOx和SO2)分布與空間布局關(guān)系，以期為科學(xué)合理地選擇城市林蔭道中行道樹和配置模式及養(yǎng)護(hù)管理方式提供相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)參數(shù)和理論依據(jù)，為國內(nèi)和國際相似城市林蔭道建設(shè)提供大氣污染防治和公共管理指導(dǎo).

1 材料與方法

1.1 樣點(diǎn)選取及設(shè)置

試驗(yàn)樣點(diǎn)選擇不同綠蔭覆蓋率的香樟(Cinnamomumcamphora)和懸鈴木(Platanusacerifolia)林蔭道，分別為香樟A(綠蔭覆蓋率范圍為50%～70%)、香樟B(綠蔭覆蓋率范圍為>70%～90%)、香樟C(綠蔭覆蓋率范圍為>90%～100%)、懸鈴木D(綠蔭覆蓋率范圍為50%～70%)、懸鈴木E(綠蔭覆蓋率范圍為>70%～90%)、懸鈴木F(綠蔭覆蓋率范圍為>90%～100%). 由圖1可見，設(shè)計(jì)3種垂直高度的大氣污染物監(jiān)測樣點(diǎn)，L1為人行道呼吸高度(距地面1.5 m)，L2為樹冠下緣(距地面4.0 m)，L3為樹冠中間(距地面8.0 m).

圖1 城市林蔭道大氣污染物監(jiān)測樣點(diǎn)設(shè)置Fig.1 Monitoring sample setting of air pollutants in the urban boulevards

1.2 指標(biāo)的測定

1.2.1環(huán)境效應(yīng)指標(biāo)測定

采用ZC-Q型雙泵便攜大氣采樣器(北京恒奧德儀器儀表有限公司)于2016年3月—2017年9月分春季、夏季、秋季、冬季進(jìn)行采樣，每個(gè)季節(jié)選取一天中的3個(gè)時(shí)段(07:00—09:00、09:00—13:00、13:00—18:00)、3個(gè)垂直高度在林蔭道內(nèi)和林蔭道外(對照)采集樣品，樣品帶回實(shí)驗(yàn)室分別按照HJ 482—2009《副玫瑰苯胺分光光度法》和GBT 15502—1995《鹽酸萘乙二胺分光光度法》對ρ(NOx)和ρ(SO2)進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)測定.

1.2.2結(jié)構(gòu)特征指標(biāo)測定

采用NK5922型風(fēng)速儀測定風(fēng)速(美國NK)，采用Testo 610型溫濕度測定儀(德國德圖)測定溫度和濕度，采用LI-CORLAI-2200型植物冠層分析儀(美國LI-COR)測定葉面積指數(shù)，用計(jì)數(shù)器記錄車流量和人流量，用胸徑尺測定胸徑、冠幅、株距，用TP2000型激光測距儀(美國APRESYS)測定樹高、枝下高、葉下高.

1.3 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析

用Excel 2013軟件完成全部數(shù)據(jù)處理和作圖. 用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件對城市林蔭道結(jié)構(gòu)特征指標(biāo)與大氣環(huán)境指標(biāo)的消減率進(jìn)行相關(guān)性分析，探索車流、人流、風(fēng)速、溫度、濕度、胸徑、樹高、冠幅、枝下高、葉下高、株距、葉面積指數(shù)、綠蔭覆蓋率因素對ρ(NOx)和ρ(SO2)的影響.

不同行道樹不同綠蔭覆蓋率下氣態(tài)污染物質(zhì)量濃度指數(shù)分布范圍及相應(yīng)的空氣質(zhì)量類別參照表1、2.

表1 空氣質(zhì)量分指數(shù)與氣態(tài)污染物濃度指數(shù)

注： 參考HJ 633—2012《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術(shù)規(guī)定(試行)》.

表2 空氣污染指數(shù)范圍及相應(yīng)的空氣質(zhì)量類別

注： 參考HJ 633—2012《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術(shù)規(guī)定(試行)》.

2 結(jié)果與討論

2.1 不同行道樹不同綠蔭覆蓋率下ρ(NOx)和ρ(SO2)總體特征分析

總體來看，香樟林蔭道下ρ(NOx)比懸鈴木下低，而ρ(SO2)比懸鈴木下高；削減效率方面，香樟林蔭道對ρ(NOx)的總體削減效應(yīng)小于懸鈴木林蔭道，對ρ(SO2)的總體削減效應(yīng)大于懸鈴木林蔭道(見圖2).

圖2 不同行道樹、不同綠蔭覆蓋率下NOx、SO2質(zhì)量濃度及其削減特征分析Fig.2 The analysis of the concentration of NOx and SO2 pollutants and the reduction characteristics of different trees in different green shade coverages

由圖2可見：不同綠蔭覆蓋率的林蔭道下ρ(NOx)和ρ(SO2)各有差異. 在>70%～90%綠蔭覆蓋率的香樟林蔭道內(nèi)ρ(NOx)處于0.04～0.80 mgm3之間，空氣質(zhì)量屬于HJ 633—2012《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術(shù)規(guī)定(試行)》Ⅱ級；其余綠蔭覆蓋率的香樟林蔭道內(nèi)ρ(NOx)處于0.08～0.18 mgm3之間，空氣質(zhì)量屬于Ⅲ級. 除50%～70%綠蔭覆蓋率的懸鈴木林蔭道對NOx的削減率(1.5%)為正值外，其余綠蔭覆蓋率下的懸鈴木或香樟林蔭道對NOx的削減率均為負(fù)值. 香樟和懸鈴木林蔭道對NOx的削減率均隨綠蔭覆蓋率的增加呈先降后增的趨勢. 6條林蔭道中ρ(SO2)范圍為0.02～0.04 mgm3，ρ(SO2)空氣質(zhì)量等級均屬于Ⅰ級. 50%～70%綠蔭覆蓋率的香樟林蔭道對SO2的削減率(7.7%)為正值，其余綠蔭覆蓋率下削減率均為負(fù)值，并且隨綠蔭覆蓋率的增加削減率呈降低的趨勢；懸鈴木林蔭道對SO2的削減率均為負(fù)值，并且隨綠蔭覆蓋率的增加消減率呈先增后降的趨勢.

綜上，懸鈴木行道樹對NOx的消減效果較香樟好，香樟對SO2的消減效果較懸鈴木好. 香樟林蔭道的綠蔭覆蓋率大于90%時(shí)最適宜消減NOx，在50%～70%時(shí)最適宜消減SO2；懸鈴木林蔭道的綠蔭覆蓋率在50%～70%時(shí)最適宜消減NOx，在>70%～90%時(shí)最適宜消減SO2.

2.2 不同綠蔭覆蓋率下ρ(NOx)和ρ(SO2)垂直空間分布特征及空氣質(zhì)量等級分析

2.2.1不同綠蔭覆蓋率下ρ(NOx)垂直空間分布特征

由圖3可見，3種綠蔭覆蓋率下的香樟林蔭道均是在樹冠中間處(L3)ρ(NOx)居高，其中50%～70%綠蔭覆蓋率下的香樟林蔭道在樹冠中間ρ(NOx)達(dá)最高值，為0.120 mgm3；>70%～90%綠蔭覆蓋率下的懸鈴木林蔭道在人行道呼吸高度處(L1)ρ(NOx)達(dá)最高值，為0.247 mgm3.

圖3 不同綠蔭覆蓋率下香樟和懸鈴木林蔭道ρ(NOx)垂直變化Fig.3 The NOx vertical changes of the Cinnamomum camphora and Platanus occidentalis avenue under different green shade coverages

香樟林蔭道對NOx削減率均為正值，說明在香樟林蔭道中NOx有較強(qiáng)的富集效應(yīng)，其中綠蔭覆蓋率大于90%下的香樟林蔭道在人行道呼吸高度處對NOx的削減效果最好；50%～70%綠蔭覆蓋率下的懸鈴木林蔭道在樹冠下緣和樹冠中間處對NOx的削減率分別為7.94%、4.34%，其他均為負(fù)值.

綜上，3個(gè)垂直高度3個(gè)綠蔭覆蓋率下的香樟林蔭道對NOx削減率均為負(fù)值，50%～70%綠蔭覆蓋率下的懸鈴木林蔭道在樹冠下緣處對NOx對削減效果最好，削減率為7.94%.

2.2.2不同綠蔭覆蓋率下ρ(SO2)垂直空間分布特征

由圖4可見，3個(gè)綠蔭覆蓋率下香樟和懸鈴木林蔭道均是在樹冠中間處(L3)ρ(SO2)較高，其中ρ(SO2)最大值出現(xiàn)在50%～70%綠蔭覆蓋率下的香樟林蔭道樹冠中間，為0.049 mgm3.

50%～70%綠蔭覆蓋率下的香樟林蔭道在樹冠下緣處對SO2的削減率為正值，其他均為負(fù)值. 3個(gè)綠蔭覆蓋率下的懸鈴木林蔭道在樹冠下緣處對SO2的削減效果均較好.

圖4 不同綠蔭覆蓋率下香樟和懸鈴木林蔭道ρ(SO2)垂直變化Fig.4 The SO2 vertical changes of the Cinnamomum camphora and Platanus occidentalis avenue under different green shade coverages

綜上，50%～70%綠蔭覆蓋率下的香樟林蔭道在樹冠下緣處對SO2的削減效果最好，削減率最高達(dá)19.25%；大于90%綠蔭覆蓋率下的懸鈴木林蔭道在樹冠下緣處對SO2的削減效果最好，削減率最高達(dá)30.65%.

2.2.3不同垂直高度不同綠蔭覆蓋率下空氣質(zhì)量等級分析

由表3可見:香樟和懸鈴木林蔭道中主要的氣態(tài)污染物均是NOx. 其中，香樟林蔭道在50%～70%綠蔭覆蓋率下3個(gè)垂直高度處的空氣質(zhì)量均為輕微污染，在>70%～90%綠蔭覆蓋率下3個(gè)垂直高度處的空氣質(zhì)量均為良，在大于90%綠蔭覆蓋率下人行道呼吸高度處空氣質(zhì)量為良，樹冠下緣和樹冠中間空氣質(zhì)量為輕微污染；懸鈴木林蔭道在50%～70%和大于90%綠蔭覆蓋率下3個(gè)垂直高度處的空氣質(zhì)量均為輕微污染，在>70%～90%綠蔭覆蓋率下3個(gè)垂直高度處的空氣質(zhì)量均為輕度污染. 綜上，氣態(tài)污染物在不同林蔭道內(nèi)、不同垂直高度上的擴(kuò)散不同.

2.3 不同綠蔭覆蓋率下ρ(NOx)和ρ(SO2)季節(jié)性變化特征及空氣質(zhì)量等級分析

2.3.1不同綠蔭覆蓋率下ρ(NOx)季節(jié)性變化特征

由圖5可見：3個(gè)綠蔭覆蓋率下香樟林蔭道ρ(NOx)均是在冬季較高. 其中，在50%～70%綠蔭覆蓋率下春季ρ(NOx)最低(0.053 mgm3)，冬季ρ(NOx)最高達(dá)0.205 mgm3；在>70%～90%綠蔭覆蓋率下夏季ρ(NOx)最低(0.013 mgm3)，冬季ρ(NOx)最高(0.104 mgm3)；在大于90%綠蔭覆蓋率下春季ρ(NOx)最低(0.056 mgm3)，冬季ρ(NOx)最高(0.114 mgm3). 在4個(gè)季節(jié)3個(gè)綠蔭覆蓋率下的香樟林蔭道對NOx的削減率均為負(fù)值. 在50%～70%綠蔭覆蓋率下懸鈴木林蔭道中春季ρ(NOx)最低(0.066 mgm3)，冬季ρ(NOx)最高(0.110 mgm3)；在>70%～90%綠蔭覆蓋率下冬季ρ(NOx)最低(0.073 mgm3)，春季ρ(NOx)最高(0.240 mgm3)；在大于90%綠蔭覆蓋率下冬季ρ(NOx)最低(0.090 mgm3)，春季ρ(NOx)最高(0.161 mgm3). 在春季和夏季，50%～70%綠蔭覆蓋率下的懸鈴木林蔭道對NOx的削減率均為正值(10.4%、2.9%)，且春季的消減率最高；在冬季，>70%～90%綠蔭覆蓋率下的懸鈴木林蔭道對NOx的削減率均為正值(1.8%)，其他季節(jié)均為負(fù)值；4個(gè)季節(jié)在大于90%綠蔭覆蓋率下的懸鈴木林蔭道中對NOx的削減率均為負(fù)值，其中冬季的消減率最高.

表3 行道樹不同垂直高度不同綠蔭覆蓋率下空氣質(zhì)量(環(huán)境指標(biāo))等級分析

圖5 香樟和懸鈴木林蔭道不同綠蔭覆蓋率下ρ(NOx)季節(jié)性變化Fig.5 The change of NOx season under different green shade coverages of the Cinnamomum camphora and Platanus occidentalis

2.3.2不同綠蔭覆蓋率下ρ(SO2)季節(jié)性變化特征

由圖6可見：50%～70%綠蔭覆蓋率下的香樟林蔭道春季ρ(SO2)最高(0.045 mgm3)，夏季ρ(SO2)最低(0.029 mgm3)；>70%～90%綠蔭覆蓋率下秋季ρ(SO2)最高(0.043 mgm3)，夏季ρ(SO2)最低(0.018 mgm3)；在大于90%綠蔭覆蓋率下秋季ρ(SO2)最高(0.053 mgm3)，春季ρ(SO2)最低(0.014 mgm3). 3個(gè)綠蔭覆蓋率下香樟蔭道在春季對SO2的削減率最高，分別為29.4%、17.8%、2.3%，其他季節(jié)對SO2的削減率均為負(fù)值. 在50%～70%和大于90%綠蔭覆蓋率下的懸鈴木林蔭道均是春季ρ(SO2)最低(0.009 mgm3)，秋季ρ(SO2)最高，分別為0.026、0.035 mgm3；在>70%～90%綠蔭覆蓋率下夏季ρ(SO2)最低(0.018 mgm3)，秋季ρ(SO2)最高(0.051 mgm3). 在50%～70%綠蔭覆蓋率下的懸鈴木林蔭道冬季對SO2的削減率最高；在>70%～90%綠蔭覆蓋率下的懸鈴木林蔭道夏季對SO2的削減率為正值(42.6%)，其他季節(jié)均為負(fù)值；在大于90%綠蔭覆蓋率下的懸鈴木林蔭道春季和夏季對SO2削減率均為正值(21.9%、8.8%)，且在春季的消減率最高.

綜上，4個(gè)季節(jié)3個(gè)綠蔭覆蓋率下香樟和懸鈴木林蔭道對NOx削減效果各異. 4個(gè)季節(jié)3個(gè)綠蔭覆蓋率下香樟林蔭道對NOx的削減率均為負(fù)值，在50%～70%綠蔭覆蓋率下香樟林蔭道在春季對SO2削減效果最好，其削減率為29.4%；在50%～70%綠蔭覆蓋率下懸鈴木林蔭道春季對NOx的削減效果最好，其削減率為10.4%，在>70%～90%綠蔭覆蓋率下懸鈴木林蔭道夏季對SO2的削減效果最好，其削減率為42.6%. 出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能與以下兩方面原因有關(guān)系：一方面，與4個(gè)季節(jié)天氣情勢有一定的關(guān)系，冬、春兩季風(fēng)速偏小且靜風(fēng)頻率明顯偏大，加上逆溫強(qiáng)度較大，這些條件均不利于大氣污染物的擴(kuò)散；另一方面，與香樟和懸鈴木的生長生理活動(dòng)有關(guān)，冬春季的持續(xù)低溫與干旱，可能導(dǎo)致行道樹生理活動(dòng)減弱. 植物不同生長階段，如發(fā)葉、落葉期等均會影響其對大氣污染反應(yīng)的敏感程度，也會影響植物對大氣污染物的吸收、轉(zhuǎn)化等能力[24].

圖6 香樟和懸鈴木林蔭道不同綠蔭覆蓋率下ρ(SO2)季節(jié)性變化Fig.6 The change of SO2 season under different green shade coverages of the Cinnamomum camphora and Platanus occidentalis

2.3.3不同季節(jié)不同綠蔭覆蓋率下空氣質(zhì)量等級分析

由表4可見：香樟和懸鈴木林蔭道中主要的氣態(tài)污染物均為NOx. 其中，香樟林蔭道在50%～70%綠蔭覆蓋率下春季空氣質(zhì)量為良，夏季和秋季空氣質(zhì)量均為輕微污染，冬季為輕度污染；在>70%～90%綠蔭覆蓋率下夏季空氣質(zhì)量為優(yōu)，春季空氣質(zhì)量為良，秋季和冬季節(jié)空氣質(zhì)量均為輕微污染；在大于90%綠蔭覆蓋率下春季和夏季空氣質(zhì)量均為良，秋季和冬季空氣質(zhì)量為輕微污染. 懸鈴木林蔭道在50%～70%綠蔭覆蓋率下春季和夏季空氣質(zhì)量均為良，秋季和冬季均為輕微污染；在>70%～90%綠蔭覆蓋率下冬季空氣質(zhì)量為良，春季和夏季均為輕度污染，秋季為輕微污染；在大于90%綠蔭覆蓋率下四季均為輕微污染. 可見，林蔭道中不同行道樹和不同綠蔭覆蓋率對污染物的削減率隨季節(jié)變化差異也較大. 主要原因是氣候特征的變化影響林蔭道中污染物的形成并產(chǎn)生季節(jié)性的變化，污染源的排放作用可能較氣象條件所起的作用更大[25]，同時(shí)季節(jié)氣候特征的變化對行道樹生長狀態(tài)有較大的影響，特別是對于落葉樹種，夏季枝繁葉茂有利于污染吸收，但不利于污染物擴(kuò)散，秋季樹葉老化，但沒有脫落，對污染物覆蓋效應(yīng)依然較好，但吸附效果較差.

表4 行道樹不同季節(jié)不同綠蔭覆蓋率下空氣質(zhì)量(環(huán)境指標(biāo))等級分析

2.4 城市林蔭道結(jié)構(gòu)特征指標(biāo)與環(huán)境效應(yīng)指標(biāo)相關(guān)性分析

將城市林蔭道調(diào)查樣地的結(jié)構(gòu)特征指標(biāo)與環(huán)境效應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行回歸分析，探索車流、人流、風(fēng)速、溫度、濕度、胸徑、樹高、冠幅、枝下高、葉下高、株距、葉面積指數(shù)、郁閉度等林蔭道結(jié)構(gòu)特征指標(biāo)對NOx和SO2環(huán)境效應(yīng)指標(biāo)的影響，以期找出指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系模型. 所選變量回歸結(jié)果見表5. 根據(jù)置信度為95%作為選擇標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)p<0.05時(shí)，自變量對因變量影響顯著.

由表5可見：林蔭道對NOx的削減率受車流(B=-1.174，p=0.001)、冠幅(B=3.178，p=0.007)、葉面積指數(shù)(B=-2.215，p=0.010)、郁閉度(B=-1.345，p=0.009)影響極顯著，受風(fēng)速(B=0.759，p=0.020)、溫度(B=-0.449，p=0.047)、樹高(B=4.697，p=0.012)、枝下高(B=2.691，p=0.019)、人流量(B=-1.255，p=0.018)影響顯著；林蔭道對SO2的削減率受車流(B=-0.985，p=0.005)、葉面積指數(shù)(B=-2.463，p=0.007)、郁閉度(B=-0.110，p=0.005)影響極顯著，受樹高(B=3.501，p=0.050)、冠幅(B=1.051，p=0.029)的影響顯著. 另外，車流量、葉面積指數(shù)和人流量形態(tài)指標(biāo)對林蔭道內(nèi)NOx和SO2的削減率影響均呈負(fù)效應(yīng)，而風(fēng)速、樹高、冠幅、枝下高、葉下高和郁閉度對林蔭道內(nèi)NOx和SO2削減率的影響均呈正效應(yīng)，對林蔭道內(nèi)NOx和SO2削減率影響力最大的形態(tài)特征指標(biāo)是車流量、葉面積指數(shù)和郁閉度，其次是風(fēng)速、冠幅和樹高.

城市林蔭道中車流量、人流量、風(fēng)速、溫度以及行道樹的樹高、冠幅、枝下高、葉面積指數(shù)、郁閉度等均對NOx和SO2的削減率有顯著影響且存在差異. 首先，車流量是城市林蔭道污染物的主要來源，其對林蔭道內(nèi)NOx和SO2的削減率影響極顯著，隨車流量的增大林蔭道對NOx和SO2的削減率下降，說明林蔭道對NOx和SO2的削減能力有一定的局限性；風(fēng)速對林蔭道內(nèi)NOx的削減率影響顯著，隨風(fēng)速的增大林蔭道對NOx的削減率增大；行道樹樹高、枝下高、冠幅對NOx和SO2的削減率呈正效應(yīng)，即行道樹樹越高、枝下高越高、冠幅越大越有利于NOx和SO2的擴(kuò)散[25-28]；葉面積指數(shù)和郁閉度對NOx和SO2的削減率影響極顯著，葉面積指數(shù)和郁閉度越大越不利于對NOx和SO2的削減[29-31]. 城市林蔭道對空氣污染物的影響受城市小氣候、交通情況、季節(jié)性變化以及周圍復(fù)雜環(huán)境等多因素影響[32-34].

表5 城市林蔭道環(huán)境效應(yīng)指標(biāo)與行道樹結(jié)構(gòu)指標(biāo)影響因素回歸分析系數(shù)

3 結(jié)論

a) 香樟和懸鈴木林蔭道中ρ(NOx)范圍為0.08～0.18 mgm3，空氣質(zhì)量為輕微污染；ρ(SO2)范圍為0.02～0.04 mgm3，空氣質(zhì)量為優(yōu).

b) 懸鈴木行道樹對NOx的消減效果較香樟好，香樟對SO2的消減效果較懸鈴木好. 香樟林蔭道的綠蔭覆蓋率在大于90%以上最適宜消減NOx，在50%～70%最適宜消減SO2；懸鈴木林蔭道的綠蔭覆蓋率在50%～70%最適宜消減NOx，在>70%～90%最適宜消減SO2.

c) 不同行道樹和不同綠蔭覆蓋率對污染物的削減率隨季節(jié)變化差異也較大，香樟和懸鈴木林蔭道的空氣質(zhì)量均為春、夏兩季優(yōu)于秋、冬兩季.

d) NOx和SO2在不同林蔭道內(nèi)不同垂直高度上的擴(kuò)散情況不同. 香樟林蔭道中ρ(NOx)隨高度增加有增大的趨勢，而懸鈴木中ρ(NOx)隨高度增加有減小的趨勢; 綠蔭覆蓋率大于70%香樟林蔭道中ρ(SO2)隨高度增加有增大趨勢，而在懸鈴木和綠蔭覆蓋率小于70%香樟林蔭道中ρ(SO2)在4 m處較小.

e) 行道樹的樹高、枝下高、冠幅、葉面積指數(shù)和郁閉度是影響城市林蔭道環(huán)境效應(yīng)發(fā)揮的重要結(jié)構(gòu)參數(shù).

f) 林蔭道的空間結(jié)構(gòu)對ρ(NOx)和ρ(SO2)的空間分布有明顯影響，合理的樹種選擇和修剪模式可促進(jìn)大氣污染擴(kuò)散和傳輸，最大限度地改善城市街道及周邊的空氣質(zhì)量，提高城市大氣環(huán)境管控效率和能力.