绿地景观格局对城市下垫面热环境及PM2.5浓度的影响机理与优化模式研究——以北京为例

The major pollutant in the air of Beijing is PM2.5. City green is proved to mitigate PM2.5 remarkably by direct (plant dry deposition)and indirect effect(improve the climate environment to the formation of micro-climate to mitigate PM2.5). The current studies prefer to focus on direct effect rather than indirect effect, so this subject focus on indirect effect with a new angle of view, to correlate the improvement of city underlying surface thermal environment based on green space landscape pattern with reduction of PM2.5. This paper provides new possibilities to reduce the pollution of PM2.5 for limited city green, and complements other studies..This research starts form the improvement of city underlying surface thermal environment based on green space to analyze the effect of reducing PM2.5 by field monitoring、remote sensing observation、data analysis and numerical model simulation in Beijing. And it also finds the influence among them to build database for related research. Based on this, it optimizes and analyzes the green space landscape pattern to provide preliminary optimization solution which will be verified by numerical model simulation. Finally, the city green space landscape pattern optimization mode will be built, which is based on improving the city underlying surface thermal environment to mitigate PM2.5 indirectly.

北京首要空气污染物是可入肺细颗粒物PM2.5。经研究证实，城市绿地对PM2.5具有显著降减作用，其作用包括直接作用（植物沉积）和间接作用（改善气候环境形成利于降减PM2.5的小气候环境）两种。目前研究多是针对直接作用开展，关于间接作用的研究极少。本课题从间接作用的视角另辟思路，将绿地景观格局对城市下垫面热环境的改善与降减PM2.5进行逻辑关联，为有限的城市绿地更有效地缓解PM2.5污染提供新的可能，并作为其它研究思路的补充。. 研究以北京市为例，综合利用实地监测、遥感观测、数据分析、数值模型模拟的方法，从绿地对城市下垫面热环境改善效果入手分析其间接降减PM2.5浓度的作用，发现总结三者间的影响机理，并形成相关研究数据库。在此基础上进行绿地景观格局优化分析，提出初步优化方案并进行数值模型模拟验证，最终形成基于改善城市下垫面热环境间接降减PM2.5浓度的城市绿地景观格局优化模式。

PM2.5是我国主要空气污染物之一，是导致雾霾的主要原因。城市绿地通过直接作用（植物干沉积）和间接作用（改善形成利于降减PM2.5的小气候环境）对PM2.5起到降减效果。本课题以北京为研究地，通过叠加分析城市绿地景观格局、城市下垫面热环境、PM2.5浓度三者间的关联性发掘三者间的影响机理，进而找出基于改善城市下垫面热环境间接降减PM2.5浓度的城市绿地景观格局优化模式。主要研究内容有：1）北京城市绿地整体分布格局、热环境、风环境、PM2.5浓度分布的特征、影响关系及调节途径；2）绿地景观格局对温湿度、局地风环境及PM2.5浓度的影响机理、作用效果及改善措施；3）基于改善城市下垫面热环境间接降减PM2.5浓度的绿地景观格局优化模式研究。经研究证实了城市绿地格局、热环境、风环境、PM2.5浓度分布间存在显著关联，其分布特点具有明显规律性。综合分析找出了城市绿地降温调湿、改善风环境、缓解热岛效应间接抑制、稀释、疏散PM2.5的作用规律。依据上述研究结果找出了现状城市绿地景观格局下的城市热环境运行问题及城市绿地景观格局优化途径，最终提出以改善城市下垫面热环境间接降减PM2.5浓度为目标的城市绿地景观格局优化方案。本课题从发挥城市绿地间接作用降减PM2.5浓度开展研究的思路是对现有绿地降减PM2.5相关研究的有益补充，为有限的城市绿地更有效的改善城市气候，缓解PM2.5污染提供新的可能。研究所采用的城市气象大数据采集分析、遥感分析、数字模拟分析等方法及技术探索，可供其他研究参考、采用。研究成果已应用于北京石景山区和谐宜居城市建设等多个项目中，对相关城市建设及规划设计实践起到了借鉴、指导作用。