بخشی از مقاله
چکیده
پارک ها و فضاهای سبز شهری با انواع گوناگونی از گیاهان نقش مهمی در بهبود کیفیت هوا در مناطق شهری ایفا میکنند. با این حال، اثر پوشش گیاهی شهری روی کاهش سطح آلودگی هوا به ندرت به صورت تجربی برآورد شده است. پژوهش ها با استفاده از پایش فصلی داده های کل ذرات معلق - TSP - ، دی اکسید گوگرد - SO2 - و دی اکسید نیتروژن - NO2 - در پارک ها نشان می دهند که گیاهان در پارک می تواند مقدار زیادی از آلاینده های موجود در هوا را حذف کنند. افزون بر این، حجم تاج پوشش - CVC - برای توصیف شرایط پوشش گیاهی در پارک ها و مدل های گوناگون نشان میدهند که CVC و فاصله انتشار آلودگی پارمترهای کلیدی پیش بینی کننده موثر بر درصد حذف آلاینده هستند. تجزیه و تحلیل رگرسیون نشان می دهد که در فصل تابستان، گیاهان شهری می تواند به حذف 9/1 درصد از TSP ، 5/3 درصد از SO2 و 2/6 درصد از NO2 کمک میکند. یافته های این گونه پژوهش ها می تواند برای برنامه ریزی بهتر پارک و بهبود کیفیت هوا در نظر گرفته شوند.
واژگان کلیدی: آلاینده های هوا، حجم تاج پوشش - CVC - ، پارک شهری، پوشش گیاهی شهری، کیفیت هوا
مقدمه
فضاهای سبز عمومی و پارک ها در مناطق شهری نقش مهمی در ارائه خدمتهای اجتماعی و اکوسیستمی ایفا میکنند. پارک ها رفاه اجتماعی را برای ساکنان محلی افزاایش داده وسبب تجربه زیبایی هایی طبیعت شده و جایگاه فعالیت های فیزیکی مانند پیاده روی و یا آهسته دویدن در زندگی روزمره هستند Cohen - و همکاران، . - 2007 از دیدگاه خدمتهای اکوسیستمی، پژوهش ها در مورد نقش پارک در تنوع زیستی، خنک کننده محیط شهری، و ترسیب کربن افزایش یافته است Cao - و همکاران، . - 2010 از آنجا که آلودگی هوای محیط شهری در سطح جهانی به عنوان یک مشکل محیطزیستی مطرح است، سلامت و رفاه انسان را تحت تاثیر قرار می دهد و منجر به مرگ زودرس و بیماری های گوناگون مزمن می شود Cohen - و همکاران، - 2005، در حالی که درختان و درختچه شهری می توانند کیفیت هوا را با جذب آلاینده های گازی، به دام انداختن ذرات و کمک به کاهش سر و صدا بهبود دهند.
پژوهش های متعددی در مورد استفاده از پوشش گیاهی به منظور بهبود کیفیت هوای شهری انجام شده است - یانگ و همکاران، 2005؛ اسکوبدو و همکاران، 2008؛ هریس و منینگ، . - 2010رسوب خشک مکانیسم اصلی است که توسط آن گیاهان شهری میتوانند آلاینده های هوا را از بین ببرند - فاولر، . - 2002 آلاینده های گازی مانند دی اکسید گوگرد - SO2 - و دی اکسید نیتروژن - NO 2 - از طریق روزنه در روند فتوسنتز و تنفس جذب می شوند. با این حال، ویژگی و غلظت آلاینده، گونه های گیاهی و شرایط هواشناسی از نظر مکانی متفاوت است که منجر به کاهش عملکرد گیاه در بهبود کیفیت هوا میشود - فاولر، . - 2002 بنابراین، برخی ازپژوهش ها مدل های تجربی را توسعه دادهاند تا مقدار کل حذف آلاینده ها توسط پوشش گیاهی شهری را برآورد کنند. به عنوان مثال، نواک و همکاران. - 2006 -
برآورد کردند که بهبود کیفیت هوای سالانه در ایالات متحده به دلیل حذف آلودگی هوا توسط درختان شهری 0/2تا 1 درصد برای PM10، 0/1تا 0/6 برای NO2 و کمتر از 0/005 درصد برای Co است. Jim and Chen در سال 2008 کل قابلیت حذف سالانه SO2، NO2 و کل ذرات معلق - TSP - توسط پوشش گیاهی شهری در گوانگژو چین را عدد 312/02 مگا گرم ارزیابی کردند. بیشتر پژوهش ها بیشتر از مدل ها به جای داده های تجربی استفاده کرده اند. کونگ و همکاران - 2009 - غلظت ذرات معلق کمتر از قطر 10 میلی متر - PM10 - را توسط آزمایش های میدانی در پهن برگ جنگل شهری در نیوزیلند، اندازه گیری نمودند مدل های آماری نشان داد که درجه حرارت و جهت باد عوامل مهمی است که در کاهش ذرات موثر هستند. علاوه بر این، تاثیر عوامل آب و هوا، محیط زیست محلی و شرایط پوشش گیاهی پارک در حذف آلاینده هنوز هم مورد بحث است.
پایش آلاینده های هوا: مکان های نمونه برداری و روشها
در پزوهش های این چنینی به طور عمده آلاینده های اصلی هوا TSP - ، SO2 و - NO2 در ماه ها و فصول گوناگون تحت نظر قرار میگیرند. از آنجا که جریان باد به وضوح بر انتقال و رسوب آلودگی اثر می گذارد، مکان های نمونه برداری در پارک باید با احتیاط در نظر گرفته شوند و اطمینان از این که آلاینده های هوا به طور عمده از خارج از پارک به داخل جریان دارند حاصل شود. با این حال، جریان باد شهری در سطح زمین توسط تعامل جریان بالای ساختمانها و اثرات محلی به عنوان نمونه توپوگرافی، هندسه و ابعاد ساختمان ، خیابان، ترافیک و دیگر ویژگی های محلی تعیین می شود که باعث می شود جهت وزش باد لحظه ای تا حد زیادی متفاوت باشد - هنگ و همکاران، . - 2009
بنابراین، بهتر است جهت باد غالب محلی به جای جهت باد لحظه حال در نظر گرفته شود. داده های TSP در فواصل ثابت - 2ساعتی 9 صبح و 3 بعدظهر برای به حداقل رساندن تاثیر نوسانات در جریان ترافیک و در ارتفاع 2 متر با نمونه بردار ویژه ذرات جمع آوری می شود - یین و همکاران، . - 2007 برای اندازه گیری گازهای SO2 و NO2 از دستگاه گاز سنج استفاده می شود. حداقل هفته ای دوبار با استفاده از نمونه بردار غلظت SO2 و NO2 تعیین شود. دستگاه پرتابل آنالیزوز اندازهگیری آلاینده های محیطی شامل NO2، SO2، CO همراه با سنسورهای هواشناسی جهت سنجش سرعت و جهت باد نیز می تواند به کار رود.
علاوه بر این، یک فضای باز و بدون هر گونه پوشش گیاهی به عنوان شاهد مورد استفاده قرار گیرد، محیط اطراف شبیه به پارک که هیچ پوشش گیاهی در آن نیست. غلظت فصلی آلاینده در زمان یکسان و مکانهای یکسان نمونه برداری در پارک ها پایش شود. به منظور تعیین بهبود کیفیت هوا، میزان حذف آلاینده در هر پارک به شرح زیر محاسبه شده است:
:CR غلظت آلاینده های هوا TSP - ، SO2، - NO 2 در کنار جاده خارج از پارک، :CI غلظت آلاینده در داخل پارک، :CR غلظت آلاینده در کنار جاده خارج از سایت مرجع، :CI غلظت آلاینده در داخل مکان مرجع.
بررسی پوشش گیاهی
در پلاتهای نمونه برداری موجودی درخت در هر کرت آزمایشی در فصول گوناگون بایستی بررسی شود. متغیرهای اصلی برای درختان شامل گونه پوشش گیاهی، تعداد، سن، ارتفاع تاج، قطر تاج و قطر در ارتفاع برابر سینه و برای درختچه گونه، تعداد، سن، ارتفاع و قطر تاج پوشش هستند - نواک، . - 2008
کمی کردن حجم تاج پوشش گیاهی
حجم تاج درختان و درختچه، همچنین به نام مقدار سبز سه بعدی درختان و درختچه ها برای توصیف ساختار پوشش گیاهی شهری استفاده می شود - ژو و ژو، . - 2001 همچنین شکل تاج درختان به عنوان اشکال مختلف هندسی فرض می شود که این حجم می تواند توسط قطر تاج - x - و ارتفاع تاج - Y - محاسبه شود. علاوه بر این، x و y توسط معادله 1 در ارتباط هستند:
که A، B و C پارامترها هستند.علاوه بر این، حجم تاج پوشش - CVC - ، تعریف شده به عنوان حجم تاج در واحد سطح، در هر کرت محاسبه می شود.برای کمی کردن حجم تاج و CVC کل درختان شهری در منطقه، مقدار متوسط قطر تاج ðXÞ و ارتفاع تاج ðYÞ گونه های هر درخت برای مشخص کردن شرایط رشد معمول گونه های درخت خاص مورد استفاده قرار گیرد. سپس "حجم نرمال تاج - VN - " گونه درخت را می توان باX ، Yو مدل های مرتبط محاسبه کرد. بنابراین، با ترکیب داده های پوشش گیاهی، حجم کل تاج و CVC منطقه توسط معادله های 3و4 محاسبه شد.
عوامل موثر بر درصد حذف آلاینده
حذف آلاینده های هوا در داخل لکه های پوشش گیاهی شهری یک فرایند پیچیده است که ممکن است متاثر از عوامل مختلف باشد مانند شیمی اتمسفر محلی، هواشناسی، ساختار برگ و فیزیولوژی سلول - جیم و چن، . - 2008 از عوامل اصلی موثر بر حذف آلاینده آب و هوا، فاصله، جریان ترافیک، سطح آلودگی های کنار جاده ای، و شرایط پوشش گیاهی مانند تاج پوشش و تراکم گیاهی هستند. بسیاری از پژوهشها ثابت کرده اند که جریان ترافیک به طور معمول با سطوح آلودگی کنار جاده ای رابطه مثبت دارد - چن و همکاران، . - 2009 بنابراین تنها غلظت آلاینده های کنار جاده ای به عنوان عامل آلودگی محیط انتخاب میشود. علاوه بر این، متغیرهای CVC، تراکم درخت - تعداد درختان در هکتار - و تراکم درختچه - تعداد درختچه در هکتار - می تواند شرایط پوشش گیاهی در پلات های آزمایشی را توصیف کند. بنابراین، در مجموع متغیرهایی مانند دما، فشار بخار هوا، جهت باد، سرعت باد، فاصله، غلظت های کنار جاده ای، CVC، تراکم درخت، و تراکم درختچه وجود دارد. متغیر فاصله و CVC نرخ حذف هر سه آلاینده را تحت تاثیر قرار می دهد که. شرایط پوشش گیاهی و فاصله انتشار آلاینده دو عامل کلیدی برای تحت تاثیر قراردادن نرخ حذف آلاینده هستند.
نتیجه گیری
پارک های شهری با درختان و درختچه ها نقش مهمی در کاهش آلودگی هوا ایفا می کنند. پژوهش های موردی نشان می دهند که پارک ها می تواند آلاینده های ترافیک در سطح زمین را 2 تا 35 درصد برایTSP ، 2 تا 27 درصد برای
