城市森林結(jié)構(gòu)與削減空氣中PM2.5 和PM10 的耦合關(guān)系
——以北京市海淀區(qū)中關(guān)村森林公園為例

樊 藝，徐程揚(yáng)

（北京林業(yè)大學(xué) 城市林業(yè)研究中心/森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實驗室/干旱半干旱地區(qū)森林培育和生態(tài)系統(tǒng)研究國家林業(yè)和草原局重點(diǎn)實驗室，北京 100083）

空氣顆粒物是影響我國大多數(shù)城市空氣質(zhì)量的重要因素。綠地和城市林業(yè)作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的主要生物組成部分，有助于緩解和沉積外源性空氣顆粒物，在整體影響空氣質(zhì)量方面發(fā)揮關(guān)鍵作用［1］。通過增加10%的城市街區(qū)中的植被覆蓋率，可達(dá)到降低城區(qū)7.58%的PM2.5濃度及13.83%的PM10濃度作用，確認(rèn)證實植被綠地能顯著減少顆粒污染物［2］。與無林地相比，規(guī)劃良好的城市森林不僅利用其茂密的樹冠和復(fù)合結(jié)構(gòu)降低風(fēng)速，而且還可以攔截因風(fēng)而返回空氣中的灰塵［3］。目前開展了大量相關(guān)研究，主要研究的是不同森林或植被類型間可吸入顆粒物濃度動態(tài)［4］、滯留量以及削減強(qiáng)度［5］等，在結(jié)構(gòu)上主要研究了LAI、郁閉度、森林斑塊大?。?］、葉傾角、天空開度等與可吸入顆粒物濃度的關(guān)系，并且有學(xué)者指出了隨著冠層密度的增加，天空開度的減小，城市森林中PM2.5的質(zhì)量濃度增加，但與MTA的改變沒有關(guān)系［6］。因而改善樹木空間布局［7］，合理規(guī)劃植物配置模式［8］，對空氣顆粒物的削減起到關(guān)鍵作用，因此，對氣體污染物、顆粒物和氣溶膠的攔截更加有效。但是，都對城市森林結(jié)構(gòu)缺乏系統(tǒng)研究。

城市森林本身復(fù)雜結(jié)構(gòu)的林冠，對清除顆粒物扮演著重要角色［9］。因而研究森林植被與空氣顆粒物之間的關(guān)系已成為國內(nèi)外學(xué)者的重點(diǎn)方向。城市森林通過捕獲空氣中的PM2.5來提高空氣質(zhì)量，對于不同森林類型對空氣顆粒物的捕獲效果差異很大［10］，復(fù)合配置模式的大氣顆粒物濃度穩(wěn)定性高于單一配置模式［11］。除了森林類型影響顆粒物的濃度外，樹冠的形態(tài)也會對其局部的分布產(chǎn)生一定的影響。在垂直尺度上，發(fā)現(xiàn)在森林公園內(nèi)的PM2.5、PM10濃度隨高度的升高而下降了20～30%［12］。對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)來說，植物群落的PM含量與其成分及地理位置有關(guān)?，F(xiàn)有科學(xué)研究證實了胸徑（DBH）、葉面積指數(shù)（LAI）、冠層面積（CA）、坡度（S）、距污染源的距離（DPO）和距公園邊緣的距離（DP）這6 個因素對大氣顆粒物濃度的降低有明顯的影響［13］。

城市森林對于空氣顆粒物會受到諸多影響因子的作用，不僅包括森林植被類型，樹高，冠幅，枝下高，葉面積指數(shù)，枝葉密度，葉傾角等內(nèi)部因子，而且包括溫度、相對濕度、風(fēng)速、降水量等外部因子［14］。但是眾多研究中對于森林樹冠的攔截作用卻難以厘清，研究較少，由于冠層結(jié)構(gòu)對林內(nèi)微氣候環(huán)境產(chǎn)生影響，導(dǎo)致顆粒物的濃度變化。在不同林分密度、不同結(jié)構(gòu)的森林中顆粒物濃度是否受到多種因素的影響？哪些結(jié)構(gòu)指標(biāo)是影響顆粒物濃度的主要成分?

基于此，本實驗選取具有高科技產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)的中關(guān)村科學(xué)城海淀園中的中關(guān)村森林公園為實驗對象，測量森林的冠層結(jié)構(gòu)指數(shù)為調(diào)查指標(biāo)，選取典型樣地連續(xù)的監(jiān)測實驗，進(jìn)一步評估分析不同森林冠層結(jié)構(gòu)下空氣顆粒物濃度的影響因素，綜合評定哪種因素能更好地調(diào)節(jié)空氣顆粒物濃度，以期為進(jìn)一步量化分析不同森林冠層結(jié)構(gòu)下空氣顆粒物的削減效應(yīng)提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)的位置及植被概況

1.1 研究區(qū)概況

本研究在北京市海淀區(qū)中關(guān)村森林公園中開展，屬于景觀生態(tài)林城市森林，坐落于北京市海淀區(qū)唐家?guī)X，中關(guān)村科學(xué)城海淀園的核心地帶，占地5 100 hm2（圖1），是海淀區(qū)2013 年平原地區(qū)造林工程的重點(diǎn)建設(shè)項目，中關(guān)村森林公園總體上以營造近自然林為目標(biāo)，公園內(nèi)的70%以上為森林面積，并且種植大規(guī)格、抗性強(qiáng)、易成活的針闊葉鄉(xiāng)土樹種，來構(gòu)建近自然森林生態(tài)系統(tǒng)。

圖1 研究樣地位置Fig.1 Location of thesamplied plots

1.2 樣地概況

中關(guān)村森林公園距市中心26 km 處，為郊區(qū)公園，樣地設(shè)置的取樣地點(diǎn)距離公路較遠(yuǎn)，周邊行人少，交通流量少，不受機(jī)動車排放和人為因素活動的影響，降低外來因素的干擾。樣地內(nèi)在植物配置上主要以針闊混交、喬灌草結(jié)合，喬木主要為油松(Pinus tabuliformisCarr.)、 絨毛白蠟(Fraxinus velutinaTorr)、銀杏(Ginkgo bilobaL.)、毛白楊(Populus tomentosaCarr.)、刺槐(Robinia pseudoacaciaL.)、欒樹(Koelreuteria paniculataLaxm.)等北京市鄉(xiāng)土樹種。

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置與調(diào)查

根據(jù)樣地面積采取網(wǎng)格式設(shè)點(diǎn)方式來設(shè)置樣地進(jìn)行林分調(diào)查和顆粒物干沉降作用連續(xù)動態(tài)試驗觀測，樣方選擇按照郁閉度高、中、低3 種結(jié)構(gòu)水平分為3 類（表1），每一類型設(shè)置3 個樣地，并按照樣地林分30 m 外沒有其它樹木干擾的公園裸地處作為對照點(diǎn)［15］，觀測樣地盡量避開路邊以及水面，以減少空氣湍流對測量數(shù)據(jù)的干擾，總共選取10 塊樣地，各樣地面積均為20 m×20 m。

表1 不同林分密度劃分表Table 1 Division table of different stand densities

對每個樣地進(jìn)行每木檢尺，主要調(diào)查內(nèi)容包括：樣地的冠層結(jié)構(gòu)指數(shù)，記錄其主要樹種、樹高、枝下高、冠幅、胸徑、葉面積指數(shù)和郁閉度等基本結(jié)構(gòu)特征（表2）。

表2 樣地林分結(jié)構(gòu)類型等基本情況Table 2 Basic information such as stand structure types of the sample plots

2.2 林分結(jié)構(gòu)指標(biāo)的確定

參照前人使用的城市森林結(jié)構(gòu)指標(biāo)［16-18］，采用對空氣顆粒物沉降和水平擴(kuò)散2 個途徑發(fā)生作用的水平結(jié)構(gòu)和垂直結(jié)構(gòu)因子（表3）。理論上，樹高代表植被在近地面影響小氣候變化的垂直空間范圍；胸徑與冠幅同樣代表樹木個體大小，通過樹冠大小影響植被水平空間覆蓋程度，進(jìn)而可能對林內(nèi)小氣候有一定的影響；平均枝下高(HCB)指林分平均活枝下高，表示樹冠下的垂直空間大小，通過林內(nèi)能量的水平交換對可吸入顆粒物水平運(yùn)動有一定的影響；冠高比(RCT)指冠層厚度與樹高之比，表示樹冠與樹高的比例關(guān)系，在一定程度上與冠層厚度對可吸入顆粒物運(yùn)動有同樣的作用；冠層厚度(CTH)指從林木生長樹枝的位置開始到樹頂?shù)木嚯x，表示冠層在垂直空間上的分布狀況，對可吸入顆粒物垂直運(yùn)動有一定的阻礙作用；葉面積指數(shù)(LAI)即為林分葉面積與樹冠投影面積之比，它包含了樹冠空間分布的水平和垂直2 種因素的作用，代表冠層對可吸入顆粒物垂直方向運(yùn)動的綜合影響能力；郁閉度是林分樹冠覆蓋程度，代表樹冠的水平分布程度，表征冠層對可吸入顆粒物垂直方向運(yùn)動的影響能力。

表3 不同密度城市森林林分結(jié)構(gòu)的方差分析Table 3 ANOWA on structures of urban forests with different stand densities

經(jīng)過差異顯著性分析，不同結(jié)構(gòu)林分間的多數(shù)冠層結(jié)構(gòu)指標(biāo)具有顯著或極顯著差異（表3），證明在所選樣地中開展可吸入顆粒物消減研究是可行的。LAI采用LAI-2200C 冠層分析儀直接測定；林分郁閉度采用樣地對角線一步一抬頭法調(diào)查。

試驗觀測數(shù)據(jù)根據(jù)每月的天氣狀況選擇晴朗且風(fēng)速小于3 級的研究時間段使用手持氣象儀kestrel4000 進(jìn)行觀測記錄，包括樣地內(nèi)外的溫度、相對濕度和風(fēng)速等氣象因素。在各水平方向上，從林地中心到林緣，每隔5 m 設(shè)1 個觀測點(diǎn)，樣地林外的20 m 處公園裸地作為對照點(diǎn)，各觀測點(diǎn)的高度為1.5 m 處，各觀測點(diǎn)重復(fù)測定3 次，每次觀測為30 min。觀測前的1 d 均為降雨天或大風(fēng)天氣，避免前期的顆粒物在林中大量積累的干擾。

采用Duetmate 手持式顆粒物濃度檢測儀持續(xù)監(jiān)測各樣地內(nèi)的顆粒物濃度，將樣地分割成5 m×5 m 的小樣方，每個樣方的中心點(diǎn)作為觀測點(diǎn)，樣地的東南、東北、西南、西北設(shè)置4 個觀測點(diǎn)，樣地林外的20 m 處公園裸地作為對照點(diǎn)同樣設(shè)置相同儀器。本文分析選取2021 年6 月至11 月的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，持續(xù)觀測時間選擇上午（7:00-9:00），中午（12:00-14:00）和晚上（16:00-18:00）3 個重要時間段，每天濃度取3 個時間段的平均值，每次每種林分內(nèi)測定20 min。

2.3 林分內(nèi)顆粒物削減程度的計算

為了分析城市森林對顆粒物的影響作用，參照國外同類研究［19-20］，采用以下方法來簡化計算城市森林的可吸入顆粒物削減程度：

式中：空氣顆粒物濃度是指PM2.5和PM10的濃度；P為顆粒物的削減程度；Ca為樣地內(nèi)的空氣顆粒物濃度；Cb為對照空地的空氣顆粒物濃度。

在對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理基礎(chǔ)上，使用Spss19.0軟件進(jìn)行指標(biāo)的相關(guān)性、分布統(tǒng)計、線性擬合等數(shù)據(jù)分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同密度林分冠層結(jié)構(gòu)特征的差異

不同密度的城市森林林分冠層結(jié)構(gòu)之間存在著顯著差異性（P＜0.05）（圖3）。相對于中密度林分和低密度林分，高密度林分的葉面積指數(shù)(LAI)、平均枝下高(HCB)、冠層厚度(CTH)、冠高比(RCT)、郁閉度、冠層厚度×LAI、冠層厚度×平均冠幅以及冠層厚度×郁閉度這些冠層結(jié)構(gòu)指標(biāo)均顯著要高。并且3 種林分密度間的各冠層結(jié)構(gòu)指標(biāo)表現(xiàn)出一系列的變化規(guī)律。

3.2 城市森林可吸入顆粒物削減程度的密度效應(yīng)

不同林分類型的城市森林內(nèi)空氣顆粒物濃度變化存在顯著差異（P＜0.05）（圖4）。

圖4 林分類型對顆粒物削減程度的影響（不同字母表示組間在α=0.01 水平上差異顯著）Fig.4 Affects of forest types on reduction of particulate matter (different letters indicate significant differences among groups at α=0.01)

基于結(jié)構(gòu)調(diào)查下，針闊混交林對顆粒物削減程度是最高的。各林分對PM2.5的影響均低于PM10的影響，原因可能是由于PM10顆粒物的粒徑較大，其在林內(nèi)的沉降作用較好。發(fā)現(xiàn)PM2.5的削減程度依次為針闊混交林(6.97%)＞闊葉純林(6.86%)＞闊葉混交林(6.55%)＞針葉純林(6.26%)，而PM10的削減程度依次為針闊混交林(11.2%)＞闊葉混交林(10.58%)＞闊葉純林(10.25%)＞針葉純林(9.23%)。總的來說，針闊混交林對顆粒物的影響較大，其主要原因在于：針闊混交林的林分類型復(fù)雜、葉表面積較小、枝葉結(jié)構(gòu)較密。這一特點(diǎn)有利于在垂直方向上沉降時，能更好地吸收空氣中的顆粒物，從而使其沉降吸附更多的顆粒物。

在所研究的林分密度范圍內(nèi)，城市森林對PM2.5和PM10的削減程度均隨著林分密度的提高而提高，其在秋季的作用強(qiáng)度高于夏季（圖5）。

圖5 密度對城市森林內(nèi)PM10 和PM2.5 削減程度影響的季節(jié)變化Fig.5 Seasonal variation in the density effect on the reduction of PM10 and PM2.5 in urban forests

在夏季，高密度林分比中、低密度林分PM2.5和PM10的削減程度分別高出0.22%、1.02%和1.71%、4.4%；在秋季，高密度林分則比中、低密度林分PM2.5和PM10的削減程度分別高出0.58%、0.64%和2.03%、2.66%。

總體上來看，夏季PM2.5濃度差要低于秋季PM2.5濃度差，可能是夏季林分內(nèi)顆粒物整體濃度偏低（圖6）。

圖6 不同密度林分對顆粒物的削減程度差異（不同字母表示組間在α=0.05 水平上差異顯著）Fig.6 Differences of reduction of particulate matter in urban forest stands with different densities (different letters indicate significant difference among groups at α=0.05)

圖6 密度對城市森林內(nèi)夏季和秋季不同時段PM2.5 和PM10 削減程度影響Fig.6 The effect of density on the reduction of PM2.5 and PM10 in urban forests at different times in summer and autumn

夏季和秋季期間不同密度林分內(nèi)PM2.5濃度差表現(xiàn)為：上午（7：00-9:00）＞中午（12：00-14:00）＞下午（16：00-18:00），在不同林分密度內(nèi)，高密度林分的濃度差均高于其他2 個林分密度，這是由于高密度林分內(nèi)LAI和郁閉度較高，顆粒物更容易聚集［21］，導(dǎo)致林內(nèi)的濃度較高。同樣地，夏季PM10濃度差要低于秋季PM10濃度差（圖6）。夏季和秋季期間不同密度林分內(nèi)PM10濃度差也表現(xiàn)為：上午（7：00-9：00）＞中午（12：00-14：00）＞下午（16：00-18：00），但仍存在著細(xì)微差別，PM10的整體濃度變化要高于PM2.5，這可能是由于PM10顆粒物的粒徑較大，相比較于細(xì)顆粒物，其在林分內(nèi)的沉降更容易發(fā)生［22］，濃度便較高。

3.3 林分結(jié)構(gòu)指標(biāo)對林內(nèi)PM2.5、PM10 削減程度的影響

不同林分密度水平下的冠層結(jié)構(gòu)指數(shù)與空氣顆粒物濃度有顯著或極顯著的相關(guān)關(guān)系（表4）。選取森林公園內(nèi)各密度林分內(nèi)共計1 500 株林木，通過分析不同密度林分冠層結(jié)構(gòu)與空氣顆粒物濃度的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，高密度林分結(jié)構(gòu)的葉面積指數(shù)(LAI)、平均枝下高(HCB)、冠層厚度(CTH)、冠高比(RCT)、郁閉度、冠層厚度×LAI、冠層厚度×平均冠幅以及冠層厚度×郁閉度與PM2.5和PM10顆粒物削減程度存在極顯著相關(guān)（P＜0.01），這些冠層結(jié)構(gòu)指數(shù)的相關(guān)性都較高，說明高密度林分結(jié)構(gòu)對顆粒物的削減程度較高。

表4 不同密度林分結(jié)構(gòu)指標(biāo)與林內(nèi)PM10、PM2.5 削減程度的相關(guān)關(guān)系Table 4 Correlation between stand structures and PM10, PM2.5 reduction in urban forests with different stand densities

對于中密度林分，其冠層結(jié)構(gòu)的葉面積指數(shù)(LAI)、冠層厚度(CTH)、冠高比(RCT)、郁閉度、冠層厚度×郁閉度、冠層厚度×LAI、冠層厚度×平均冠幅以及冠層厚度×郁閉度與顆粒物削減程度之間存在顯著相關(guān)（P＜0.05）。低密度林分中，這些冠層指標(biāo)與PM10削減程度有相關(guān)性，原因可能是大粒徑顆粒物比較容易觀察到。

3 種林分密度水平上的中密度林分、中高密度林分和低密度林分的差異性分析（圖6），發(fā)現(xiàn)高密度林分與另外2 種林分密度表現(xiàn)出顯著差異（P＜0.05），并顯著較高，分別為PM2.5(7.58%)，PM10(11.68%)，而中密度林分和低密度林分則差異不顯著。

4 討論

4.1 林分結(jié)構(gòu)對城市森林內(nèi)顆粒物濃度影響

排除其他影響因素，不同的城市森林林分類型冠層結(jié)構(gòu)之間存在著較為明顯的變化規(guī)律，結(jié)果表明：高密度林分的林分密度大，葉片面積指數(shù)較大，郁閉度較高，說明在垂直方向上林木覆蓋度較高，在水平方向上，平均枝下高較低、冠層厚度較厚、冠高比較大，說明了其水平方向透光性；低密度林分的葉面積指數(shù)較小，平均枝下高較低，冠層厚度較小，冠高比較小，郁閉度較低，表明其水平方向和垂直方向的透光性較差；中密度林分的透光性則處于中等水平。因為植物對PM2.5顆粒物的截留量依賴于葉面積指數(shù)，這和先前的研究相一致，在單位葉面積、單葉、單株和單位綠地面積4 個層次上，PM2.5顆粒物的滯留量均有顯著性差異。這些指標(biāo)考慮到了樹冠覆蓋均勻度以及樹冠空間綠量問題，對顆粒物垂直、水平傳輸與攔截有一定的作用，通過改變林內(nèi)氣流及渦度的結(jié)果，也是對顆粒物沉降到樹冠的能力的象征。

不同密度城市森林林分冠層結(jié)構(gòu)之間存在著顯著差異性（P＜0.05）。高密度林分結(jié)構(gòu)的所有冠層結(jié)構(gòu)指標(biāo)與PM2.5和PM10顆粒物削減程度存在極顯著相關(guān)（P＜0.01），這些冠層結(jié)構(gòu)指數(shù)的相關(guān)性都較高，說明高密度林分結(jié)構(gòu)對顆粒物的削減程度較高。對于中密度林分，其冠層結(jié)構(gòu)指標(biāo)中除去枝下高指標(biāo)都與顆粒物削減程度之間存在顯著相關(guān)（P＜0.05）。低密度林分中，這些冠層指標(biāo)與PM10削減程度有相關(guān)性。說明了城市森林的種植密度、冠層密度和覆蓋率越大，總滯塵量越大［21］。有研究證明林木覆蓋和開放式試驗地區(qū)的顆粒物污染水平有統(tǒng)計學(xué)意義上的顯著差別［24］。根據(jù)所知的空氣顆粒物沉降原理，大量的科學(xué)研究表明，植物尤其是喬木類植株可以利用遮蔽地表來降低空氣污染物來源［25］。①在空間上來看，顆粒物總清除量的增長依賴于森林覆蓋率的增加，而在PM2.5濃度較高的地區(qū)，其效果會更好［26］。②樹冠冠層上方和下方的空間分離，使得顆粒物在夜間儲存在冠層空間中，然后在白天被更清潔的空氣稀釋［27］。③高密度林分內(nèi)的顆粒物濃度由于受光程度、溫度和氣流擾動形成的冠層阻力［28］導(dǎo)致顆粒物累積，難以下降，濃度較高。城市森林冠層結(jié)構(gòu)是基于以上幾方面綜合作用進(jìn)而影響空氣顆粒物濃度。

4.2 城市森林內(nèi)顆粒物濃度的季節(jié)變化

城市森林內(nèi)夏季期間的顆粒物濃度要明顯低于秋季期間的顆粒物濃度，這與以往的研究結(jié)果相一致［29］。造成這種現(xiàn)象的原因主要是因為與人類活動有密切關(guān)系［30］，公園是大眾們進(jìn)行室外活動的場地之一，而且近年來公園大多數(shù)建立在市中心地段，并且北京市道路車輛流量大。有學(xué)者研究了北京市海淀公園各功能區(qū)的TSP、PM10在各季節(jié)的總體水平均比對照區(qū)空地低［31］。因此有研究發(fā)現(xiàn)，北京受污染天氣的影響主要是大氣環(huán)境穩(wěn)定、高濕度、橫向、縱向擴(kuò)散條件差、外來污染物的輸運(yùn)等因素［32］。

由于其受到污染源排放和氣象因子的影響，存在明顯的時間的變化趨勢，在時間上表現(xiàn)為秋季高，夏季低［33］。這是由于秋季氣團(tuán)干燥，降水量少持續(xù)時間短，對空氣中顆粒物的沖刷效果不明顯，風(fēng)速和風(fēng)力都偏小，顆粒物對擴(kuò)散不利，容易累積，因此增加了顆粒物的含量，造成濃度升高的現(xiàn)象。氣象條件影響顆粒物等污染物，其中逆溫是一個重要因素［34］。秋季后容易產(chǎn)生明顯的逆溫現(xiàn)象，混合層高度直接下降［35］，導(dǎo)致污染物在垂直方向上難以擴(kuò)散，在近地面層迅速積累造成空氣顆粒物濃度的升高。相反，在夏季，大氣垂直運(yùn)動活躍，氣旋頻繁，則不易發(fā)生逆溫。

4.3 氣象因子對顆粒物濃度的影響

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在不同林分密度內(nèi)風(fēng)速大小依次為：高密度林分＞中密度林分＞低密度林分。因而有研究表明，顆粒物的濃度變化是由城市樹木調(diào)節(jié)小氣候環(huán)境引起的［36］。氣象可能是影響城市森林內(nèi)顆粒物濃度的主要因子［37］，其影響過程是復(fù)雜的。通過對氣象因子與空氣顆粒物的Pearson 相關(guān)分析，各氣象因子和空氣顆粒物的濃度均存在著極顯著的相關(guān)性（P＜0.01），其中空氣顆粒物濃度與溫度和風(fēng)速成負(fù)相關(guān)，與相對濕度成正相關(guān)性［38］。樹冠越密，風(fēng)速越低，單體樹木的攔截可以使風(fēng)速減小，從而加速顆粒物的沉降，以此來降塵，通過改善地面的粗糙度，減小風(fēng)速，從而實現(xiàn)對空氣污染物的吸收和滯留的目的，來減小顆粒物的數(shù)量［39］。

城市植被對城市的空間小氣候產(chǎn)生了多種影響，并且對其產(chǎn)生了很大的促進(jìn)作用。森林覆蓋度增加，林分的蒸散量隨之增加，空氣污染物濃度降低［40］。在城市街區(qū)、公園以及街道上，植物對城市小氣候的影響最為顯著［41］。森林的冠層結(jié)構(gòu)是通過調(diào)節(jié)林內(nèi)小氣候環(huán)境來對林內(nèi)空氣顆粒物的濃度產(chǎn)生影響，林分內(nèi)溫度低，相對濕度大，通過蒸騰作用增加蒸散量，產(chǎn)生降溫增濕效應(yīng)［42］。

森林的郁閉度也是影響森林小氣候的重要因素。郁閉度越高，森林的光照強(qiáng)度、溫度、風(fēng)速越大，林分郁閉度高時，林間光照減弱，氣溫較低，水分含量較高，且郁閉度愈高，冠層聯(lián)結(jié)愈密集［43］。調(diào)查顯示夏季高溫、高濕、靜風(fēng)的特征使空氣中的顆粒物特別是細(xì)顆粒物的含量和比重明顯增大，在郁閉度高的森林地區(qū)，PM2.5的濃度比連續(xù)晴天高2.53 倍［44］。郁閉度與群落的兩大環(huán)境效應(yīng)包括降溫作用和增濕作用都具有明顯的正相關(guān)關(guān)系［45］。森林的郁閉度高，森林中的風(fēng)速和氣體的流動也比較弱，所以植物蒸騰和水分的蒸發(fā)會更容易滯留在地表，同時郁閉度大使白天的溫度下降，空氣中所能容納的水分含量也會減少，從而導(dǎo)致森林中的相對濕度增加。在溫度、風(fēng)速和相對濕度三者共同作用下，森林內(nèi)的空氣顆粒物濃度發(fā)生變化。

5 結(jié)論

(1)不同的城市森林林分類型冠層結(jié)構(gòu)以及對空氣顆粒物濃度之間均存在著顯著差異性（P＜0.05），其中葉面積指數(shù)（LAI）、平均枝下高(HCB)、冠層厚度(CTH)以及郁閉度對顆粒物的影響較為顯著，是削減顆粒物最為主要的影響因素。

(2)林內(nèi)外的顆粒物濃度變化存在明顯的季節(jié)差異，夏季和秋季期間高密度林分的顆粒物濃度變化與其他2 種林分密度相比要明顯；3 種不同密度的林分內(nèi)顆粒物削減程度均為上午＞中午＞下午，比較得知秋季的變化趨勢比夏季要劇烈。

(3)各林分類型間的顆粒物削減程度存在顯著差異性，相對于其他3 種林分類型來說，針闊混交林對顆粒物的削減程度較高，說明對顆粒物的削減作用較大。