科研进展
-
沈阳生态所在城市街谷大气污染物分布及其驱动研究取得进展
城市是人口聚集地，工商业活动中心。城市的快速扩展会导致一系列的生态环境问题，如城市热岛、大气污染、水体污染、水资源短缺等。其中大气污染与居民关系密切，直接影响着着人类的身体健康和居民的福祉。随着城市交通基面、绿化基面、城市公共活动基面立体化以及城市建筑高层化，城市空间形态呈现出越来越显著的三维特征，使得景观格局演变与生态环境的相互作用和影响变得更加复杂。城市街谷下垫面具有与自然生态系统所不同的物质空间环境，密集的人口以及道路交通，形成了城市小尺度局地环流、大气湍流等大气运动方式，进而影响大气污染物的时空扩散。因此，研究城市街谷大气污染物的扩散特征，揭示大气污染物的扩散与街谷三维形态及行道树配置的相互关系，不仅是城市生态学及城市规划研究的重要内容，而且对于解决城市下垫面大气污染问题及防御措施有重要的意义。
为此，永利娱高ylg060net城市森林（树木园）团队开展了系列研究，得出了以下研究结果：
行道树与大气污染物：针对已有评估行道树对大气颗粒物净化作用的研究中实测数据缺乏，团队以实地监测数据为基础，定量分析城市街谷行道树对大气颗粒物浓度的影响及其季节效应。结果表明，行道树降低了近地面PM10和TSP的浓度，增加了PM2.5的浓度，即随着大气颗粒物粒径的增大，行道树的削减作用增强。行道树在有绿叶的季节有利于大气颗粒物污染的减轻，而在落叶季则加重了颗粒物的污染。
三维形态与大气污染物：团队通过实地监测和ENVI-met模拟分析了城市街谷形态对街谷大气污染物分布的影响。结果表明，大气颗粒物浓度与天空开阔度之间的有较强的正相关性，且随着颗粒物粒径的增大，相关性增强。当街谷与主风向呈45°夹角时近地表颗粒物浓度最低。街谷与主风向垂直或平行时不利于近地表颗粒物的扩散。
大气污染物垂直分布：团队对城市街谷内大气污染物进行了垂直方向的固定观测发现，69m大气颗粒物浓度显著高于27m和1.5m，27m 的PM2.5浓度在冬季高于1.5m的浓度，而在其它季节低于1.5m的浓度。不同类型大气其污染物的垂直分布不同。大气颗粒物的垂直分布表现为69m高于1.5m和27m，SO2的垂直分布表现为27m高于1.5m高于69m，NO2的垂直分布表现为27m高于69m高于1.5m。
空气质量与热舒适度：团队以固定观测的方法估算了城市街区不同高度大气污染物浓度和热舒适度，阐明了热舒适度与大气污染物浓度之间的相关性，揭示了行道树对近地面热舒适度和大气污染物浓度的调控作用及二者的相关性。结果表明，街区中层的热舒适度指数（PET）显著高于顶层，高于底层。街区不同高度热舒适度差异的原因主要是相对湿度和风速的不同引起的。比较不同污染物PM2.5，SO2,，CO，NO2和O3浓度与PET的相关性，O3浓度与PET的相关性最强，随着PET的增加呈指数增长。街区底层NO2浓度随着PET的增加而增加，顶层浓度随着PET的增加而降低。
上述研究结果已发表SCI论文8篇，城市森林组特别研究助理苗纯萍为第一作者，何兴元研究员和陈玮研究员为通讯作者。研究得到国家自然科学基金重点项目（32130068，41730647）、面上项目（32271661，41671185）、青年项目（41801187）、中国博士后科学基金面上项目一等资助（2018M640264），辽宁省博士启动基金（2019-BS-260）等项目的支持。
文章列表：
2022-12-01 -
沈阳生态所在生态系统服务流动及生态评估研究方面取得进展“生态系统服务流”是联系人类与自然生态系统的重要纽带，是生态系统服务评估中不可或缺的一环，而水资源供应服务流的量化更是评估研究的重中之重，科学地评估水资源服务流动的时空动态对于合理把握区域水资源安全状况具有重要意义。然而，受限于数据来源、模型开发应用等客观因素，相关研究仍然较少。
“生态系统服务流”是联系人类与自然生态系统的重要纽带，是生态系统服务评估中不可或缺的一环，而水资源供应服务流的量化更是评估研究的重中之重，科学地评估水资源服务流动的时空动态对于合理把握区域水资源安全状况具有重要意义。然而，受限于数据来源、模型开发应用等客观因素，相关研究仍然较少。
鉴于此，中国科学院沈阳应用生态所森林生态系统管理组构建了水资源供应服务流动模型，将其应用于评估东北地区水资源安全状况，并量化了“两屏三带”国家生态安全格局的重要组成部分——东北森林带向其周边地区的水资源供应情况。研究发现2005至2015年间，东北地区水资源安全状况呈现下降趋势，水资源安全状况变化主要受到降雨和农业水资源消耗的影响；2015年，东北森林带主要从六个方向向周边区域共输送约41.6亿立方米水资源，73个关键上游流域显著影响此过程（图1）；模型的应用为未来科学合理地推进生态补偿政策提供技术支撑。
上述结果以A framework of freshwater services flow model into assessment on water security and quantification of transboundary flow: A case study in northeast China 为题发表在Journal of environmental management 304(2022) (IF=6.789)上。森林生态系统管理组博士研究生朱琪为第一作者，于大炮研究员和代力民研究员为共同通讯作者，其他合作研究者来自美国田纳西大学地理学院。该研究得到了国家重点研发计划项目资助支持。
图1 (a)水资源跨边界流动图; (b)关键上游流域空间分布
2021-12-30 -
“十三五”国家重点研发计划项目“东北森林区生态保护及生物资源开发利用技术及示范”现场检查会议顺利召开2021年5月10日-18日，我所牵头承担的"十三五"国家重点研发计划"典型脆弱生态修复与保护研究"重点专项"东北森林区生态保护及生物资源开发利用技术及示范"项目，召开课题预验收及现场检查会议。会议由永利娱高ylg060net、东北地理与农业生态研究所共同主办，黑龙江大兴安岭地区行政公署、大兴安岭林业集团公司联合承办。项目跟踪专家傅伯杰院士、于贵瑞院士、刘世荣研究员，中国科学院大学常务副校长王艳芬教授等16位行业专家
2021年5月10日-18日，我所牵头承担的"十三五"国家重点研发计划"典型脆弱生态修复与保护研究"重点专项"东北森林区生态保护及生物资源开发利用技术及示范"项目，召开课题预验收及现场检查会议。会议由永利娱高ylg060net、东北地理与农业生态研究所共同主办，黑龙江大兴安岭地区行政公署、大兴安岭林业集团公司联合承办。项目跟踪专家傅伯杰院士、于贵瑞院士、刘世荣研究员，中国科学院大学常务副校长王艳芬教授等16位行业专家，科技部中国21世纪议程管理中心生态环境处王磊处长、我所卓君臣副所长、科技处王绪高处长等4位管理专家与会。
在汇报会上，项目首席专家何兴元研究员介绍了项目总体完成情况，各课题负责人分别介绍了本课题的目标和任务完成情况、代表性成果，以及面临结题亟需解决的问题。专家组听取汇报后，在凝聚项目和课题科技创新亮点、完善自评价报告、突出立项目标、内容与关键问题的成效，以及"十四五"期间如何持续满足区域科技需求等方面提出了重要建议，为课题和项目的结题提供了战略层面的指导意见。
会议期间，我所基于在大兴安岭农林科学院建立"科学家工作室"等合作形式，与大兴安岭地区行政公署、大兴安岭林业集团公司签署了战略合作协议。
会后，专家组实地检查了南瓮河森林湿地生态保护现状、超越集团和北极冰集团产业转化情况，现场听取了韩家园子、十八站林业局野生蓝莓抚育解决的产量、品质与生态保护能力同步提升情况的汇报。专家组和部分项目骨干还与呼玛县、塔河县、漠河县以及呼中区基层生产、科研、管理人员开展座谈活动，探讨林区经济绿色发展的制约问题，为项目成果在大兴安岭林区经济绿色转型发展寻找结合点。
本次会议得到大兴安岭行政公署、大兴安岭林业集团有限公司以及呼玛、塔河、漠河县（区）委、县（区）政府的全力支持，大兴安岭行署副专员孙亮同志、科技局王新宇局长、林业集团科技处张军处长等全程陪同现场检查与座谈工作。（东北森林区生态保护及生物资源开发利用技术及示范 项目办公室）
专家组讨论课题预验收报告
卓君臣副所长陪同王磊处长检查野生蓝莓抚育技术示范
专家组现场检查合作示范企业-大兴安岭超越野生浆果开发有限责任公司蓝莓生态种植基地2021-06-03