为幸福做主 森林?调控PM2.5的中坚力量

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PM2.5“火”了。自去年美国驻华大使馆在其官方微博公布了北京城PM2.5数据后,这个一度混沌的空气质量概念,一夜间引发了国人各种讨论和猜测,成为人们生活常识的重要组成部分。那么,PM2.5究竟是什么?从哪里来?会给人类造成怎样的危害?怎样才能有效减少它在空气中的含量?

记者日前采访了国家林业局科技司司长彭有冬、北京林业大学教授余新晓、中国林科院森林生态环境与保护研究所首席专家王兵研究员,试图解开其中的谜团。

PM2.5过高引起恐慌,严重损害身体健康

PM2.5被称为“灰霾元凶”,它是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,又称为“可入肺颗粒物”,确切地说是指每立方米空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物的质量。

世界卫生组织认为,PM2.5每立方米小于10微克是安全值,否则就会对身体产生不利影响。照此标准,即使是部分发达国家,也难以做到。我国大部分地区均高于50微克。

“PM2.5原本存在于空气中,只是其自然状态下浓度较小,不会引发健康和环境问题。随着工业、城市交通以及建筑施工等的快速发展,PM2.5数值不断趋高。”彭有冬告诉记者,PM2.5主要来源于汽车尾气,化石燃烧,开矿、建筑形成的扬尘,化工排放,以及外来物(如沙尘暴)的携带。

然而,就是这种随时随处存在的颗粒,威胁着人类的健康乃至生命。中国工程院院士、广东呼吸病研究所所长钟南山在有关媒体上说,PM2.5进入人体肺泡后,会对心血管、神经系统造成一定影响。

“在欧洲,PM2.5每年导致38.6万人死亡,并使欧盟国家人均期望寿命减少8.6个月”。源自《经济参考报》的报道,更令人忧心忡忡。

在此起彼伏的声音中,我国于2012年3月发布了新修订的《环境空气质量标准》,增加了PM2.5的监测指标。在从民间“热词”变身为官方标准后,PM2.5也首度出现在我国政府工作报告中。

我国之所以迟迟未把PM2.5纳入强制性监测指标,主要是因为我国在尚未完成产业结构升级的情况下,即使制定了监测标准,也很难做到实质性的控制。

3月5日,国务院总理温家宝指出,今年在京津冀、长三角、珠三角等重点区域以及直辖市和省会城市开展细颗粒物等项目监测,2015年覆盖所有地级以上城市。然而,这只是监测,不是治理。如何让PM2.5不再成为人类健康的威胁,是一个亟待深入研究的课题。

“已有研究表明,森林具有调控大气中PM2.5的独特作用,特别是对于发展中国家而言,植树造林、恢复植被是保证GDP攀升之下,还给人民群众洁净蓝天的不二法门。”彭有冬说。

国际首次系统研究,森林怎样实现对PM2.5的调控?

2012年年初,“森林对PM2.5等颗粒物的调控功能与技术研究”重大项目正式启动。项目负责人余新晓说,这是国际上首次关于森林对PM2.5调控的系统研究。

这项将于2015年完成的研究,集合了国内生态、水文、土壤、气象等学科多位专家和院士,届时将告诉人们什么树种吸附PM2.5的能力最强,什么结构的林带阻滞PM2.5的能力最强,并阐明森林滞留、吸收PM2.5的生理过程和生态机理,为提高人民群众幸福指数提供更多的理论依据和技术支撑。

余新晓告诉记者,森林可通过覆盖地表减少PM2.5来源,起到减尘作用;叶面可吸附并捕获PM2.5,起到滞尘作用;植物表面可吸收和转移PM2.5,起到吸尘作用;树木的阻挡可降低风速促进PM2.5颗粒沉降,起到降尘作用;林带可改变风场结构阻拦PM2.5进入局部区域,起到阻尘作用。

“城市是PM2.5危害的核心区。在城市中,森林植被吸收的粉尘中PM2.5占有很大部分。”余新晓说。因此,这一项目的主要研究区便选择了在北京、上海、广州、南京、郑州、沈阳和重庆7个城市。

记者了解到,该项目共涉及森林调控PM2.5的机理及生态机制研究、监测与评价研究、技术集成及模式研究3个方面,以及从微观尺度到宏观尺度的6个课题。

余新晓说,“森林调控PM2.5的机理及生态机制研究”是基础性研究,包括两个课题,课题“树木阻滞吸收PM2.5等颗粒的机理及生态调控”,主要是从树木叶片和器官的尺度上,探讨PM2.5是怎样进入叶片、是否参加了叶片的生理过程,叶片绒毛怎样吸附颗粒物、遇到降雨和刮风如何落到地面;课题“典型树种阻滞吸收PM2.5等颗粒物的功能差异研究”,主要是探究不同树种在不同立地条件,以及不同发育阶段,对PM2.5的吸附能力,从而认识并了解树种个体差异。

“森林调控PM2.5的监测与评价研究”也包括两个课题。课题“森林对PM2.5等颗粒物的调控功能监测方法学研究及样带观测”,首先要探讨怎么监测PM2.5,其次是认识森林对PM2.5的吸附作用,以及观测典型生态系统单位面积内可吸附多少PM2.5。课题“森林调控PM2.5的功能分析与评价”,主要是在生态系统尺度上,清楚地了解森林公园、街头绿地等有林区域对PM2.5的吸附能力,以及林间样带的不同部位吸附PM2.5的差异。

余新晓打趣道,如果前两个方面是练兵,“森林调控PM2.5的技术集成及模式研究”就是实战。它包括的课题“增强森林对PM2.5等颗粒物的调控技术”,主要是探索吸附PM2.5能力强的树种和林带配置技术,试图通过优化设计垂直、水平结构,以及营造、抚育、病虫害防治、经营管理,达到用最少的土地培植森林,吸附PM2.5的最大化。课题“森林对PM2.5等颗粒物的调控技术集成模式研究”,则是将上述理论运用在工程实践中,形成看得见、摸得着的示范区。

为幸福做主,让森林竖起保护健康的绿色屏障

幸福就在眼前,可如何保证这项研究的顺利进行?据今年4月5日新华社的报道称,不同的监测设备和方法,将导致出现不同的结果,并引发全社会的争议。

“精良的设备、科学的方法、合理的布局,再配以优势树种,这阵容足以让PM2.5无处遁形。”王兵说。

王兵是中国林科院森林生态环境与保护研究所的首席专家研究员,也是中国森林生态系统定位研究网络中心的主任。他说,多年对森林生态系统服务功能的研究表明,我国森林年吸收大气污染物量达0.32亿吨,年滞尘量达50.01亿吨。王兵告诉记者,精良的设备可以确保监测运行无虞,确保数据精准。这一项目将采用通过国际EPA认证的,美国热电公司生产的设备,“其原理是微天平震荡法和β射线法,前者是通过采量器采进来,再经过不同尺寸滤网的切割,测量从大气中采集的样品的数值;后者是通过不同颗粒物在β射线中不同反射率的变化,得出PM2.5的含量”。

然而,这一研究结果要获得国际认可,必须有科学的论证,也就是说监测点的布局和监测方法,必须得到国际权威专家的肯定。

以北京市为例,项目设有两套监测方案。其一,从市中心分东南西北4个方向,一直向外延伸到城乡接合部,分别在空旷地和有林地设置监测点,形成观测样带,对照冠层上、冠层中、近地面高度,观测这3个位置PM2.5的差异;其二,依据建成的首都生态圈森林生态系统定位研究站,测出PM2.5在不同区域、不同树种情况下的差异。

“位于延庆的北京松山国家级自然保护区,是阻挡西北风沙进京的"第一道哨兵",不管西北风携带什么污染物,它都能进行有效拦截。松山就有我们的观测站。”王兵介绍,还有位于密云、大兴,以及处于“国际地圈与生物圈计划”在北半球选点大断面上的门头沟森林生态系统定位研究站,共同构成了北京市森林生态系统的观测体系,确保了对PM2.5,以及其他颗粒物的监测准确度。

在长三角、珠三角这两个经济最活跃的区域,也分布有森林生态系统定位研究站。不仅可以告诉人们森林能够吸纳污染物,更重要的是告诉人们哪儿的负氧离子更高,哪儿更适合人类去运动、休闲。

尤其是伴随着森林城市建设步伐的加快,这一研究成果必将为政府决策提供更为翔实的理论依据。对此,王兵与余新晓一致认为,森林城市建设更应该主张“主导功能造林”,从而实现吸附PM2.5的最大化。

“"主导功能造林"就是将其最优价值发挥到极致。”王兵解释说,森林的功能是多重的,涵养水源就种植灌木林,固碳释氧就种植阔叶混交林,吸附PM2.5当然也要选择最为优势的树种,从而进行最佳的组合搭配。

同时,王兵提醒公众注意,森林的功能和服务并不一定成正比,就吸附PM2.5而言,“市区的森林肯定是满负荷工作,而远郊的森林则相反。因此,远郊森林的功能转化为服务,其转化率肯定低于市区森林。”

北京市园林绿化局称,今年起,北京计划5年新增100万亩森林以控制PM2.5污染。王兵说,将100万亩森林“楔进”水泥城市中,首要考虑的就是区域选择、树种选择以及景观配置技术,从而达到森林生态功能服务价值的最大化。

“毕竟人是在景观中活动,不可能永远入住一片森林中。因此,感受城市的宜居度需要用五官去体验,因为五脏的精气分别通达于七窍。”王兵曾经为森林城市拟定宣传语为,“在森林中运动,在氧吧中呼吸”。

从森林调控PM2.5,到提高人类幸福指数,我国乃至大多数发展中国家,包括少数发达国家,需要走的路还很长。

那么,幸福又该怎样定义呢?王兵说,幸福就是拥有健康的身体、悠闲的时光、清洁的空气和水、独特的生活体验,“而这一切的根基是森林”。

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