為幸福做主 森林?調控PM2.5的中堅力量

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PM2.5“火”了。自去年美國駐華大使館在其官方微博公布了北京城PM2.5數據后,這個一度混沌的空氣質量概念,一夜間引發了國人各種討論和猜測,成為人們生活常識的重要組成部分。那么,PM2.5究竟是什么?從哪里來?會給人類造成怎樣的危害?怎樣才能有效減少它在空氣中的含量?

記者日前采訪了國家林業局科技司司長彭有冬、北京林業大學教授余新曉、中國林科院森林生態環境與保護研究所首席專家王兵研究員,試圖解開其中的謎團。

PM2.5過高引起恐慌,嚴重損害身體健康

PM2.5被稱為“灰霾元兇”,它是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物,又稱為“可入肺顆粒物”,確切地說是指每立方米空氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物的質量。

世界衛生組織認為,PM2.5每立方米小于10微克是安全值,否則就會對身體產生不利影響。照此標準,即使是部分發達國家,也難以做到。我國大部分地區均高于50微克。

“PM2.5原本存在于空氣中,只是其自然狀態下濃度較小,不會引發健康和環境問題。隨著工業、城市交通以及建筑施工等的快速發展,PM2.5數值不斷趨高。”彭有冬告訴記者,PM2.5主要來源于汽車尾氣,化石燃燒,開礦、建筑形成的揚塵,化工排放,以及外來物(如沙塵暴)的攜帶。

然而,就是這種隨時隨處存在的顆粒,威脅著人類的健康乃至生命。中國工程院院士、廣東呼吸病研究所所長鐘南山在有關媒體上說,PM2.5進入人體肺泡后,會對心血管、神經系統造成一定影響。

“在歐洲,PM2.5每年導致38.6萬人死亡,并使歐盟國家人均期望壽命減少8.6個月”。源自《經濟參考報》的報道,更令人憂心忡忡。

在此起彼伏的聲音中,我國于2012年3月發布了新修訂的《環境空氣質量標準》,增加了PM2.5的監測指標。在從民間“熱詞”變身為官方標準后,PM2.5也首度出現在我國政府工作報告中。

我國之所以遲遲未把PM2.5納入強制性監測指標,主要是因為我國在尚未完成產業結構升級的情況下,即使制定了監測標準,也很難做到實質性的控制。

3月5日,國務院總理溫家寶指出,今年在京津冀、長三角、珠三角等重點區域以及直轄市和省會城市開展細顆粒物等項目監測,2015年覆蓋所有地級以上城市。然而,這只是監測,不是治理。如何讓PM2.5不再成為人類健康的威脅,是一個亟待深入研究的課題。

“已有研究表明,森林具有調控大氣中PM2.5的獨特作用,特別是對于發展中國家而言,植樹造林、恢復植被是保證GDP攀升之下,還給人民群眾潔凈藍天的不二法門。”彭有冬說。

國際首次系統研究,森林怎樣實現對PM2.5的調控?

2012年年初,“森林對PM2.5等顆粒物的調控功能與技術研究”重大項目正式啟動。項目負責人余新曉說,這是國際上首次關于森林對PM2.5調控的系統研究。

這項將于2015年完成的研究,集合了國內生態、水文、土壤、氣象等學科多位專家和院士,屆時將告訴人們什么樹種吸附PM2.5的能力最強,什么結構的林帶阻滯PM2.5的能力最強,并闡明森林滯留、吸收PM2.5的生理過程和生態機理,為提高人民群眾幸福指數提供更多的理論依據和技術支撐。

余新曉告訴記者,森林可通過覆蓋地表減少PM2.5來源,起到減塵作用;葉面可吸附并捕獲PM2.5,起到滯塵作用;植物表面可吸收和轉移PM2.5,起到吸塵作用;樹木的阻擋可降低風速促進PM2.5顆粒沉降,起到降塵作用;林帶可改變風場結構阻攔PM2.5進入局部區域,起到阻塵作用。

“城市是PM2.5危害的核心區。在城市中,森林植被吸收的粉塵中PM2.5占有很大部分。”余新曉說。因此,這一項目的主要研究區便選擇了在北京、上海、廣州、南京、鄭州、沈陽和重慶7個城市。

記者了解到,該項目共涉及森林調控PM2.5的機理及生態機制研究、監測與評價研究、技術集成及模式研究3個方面,以及從微觀尺度到宏觀尺度的6個課題。

余新曉說,“森林調控PM2.5的機理及生態機制研究”是基礎性研究,包括兩個課題,課題“樹木阻滯吸收PM2.5等顆粒的機理及生態調控”,主要是從樹木葉片和器官的尺度上,探討PM2.5是怎樣進入葉片、是否參加了葉片的生理過程,葉片絨毛怎樣吸附顆粒物、遇到降雨和刮風如何落到地面;課題“典型樹種阻滯吸收PM2.5等顆粒物的功能差異研究”,主要是探究不同樹種在不同立地條件,以及不同發育階段,對PM2.5的吸附能力,從而認識并了解樹種個體差異。

“森林調控PM2.5的監測與評價研究”也包括兩個課題。課題“森林對PM2.5等顆粒物的調控功能監測方法學研究及樣帶觀測”,首先要探討怎么監測PM2.5,其次是認識森林對PM2.5的吸附作用,以及觀測典型生態系統單位面積內可吸附多少PM2.5。課題“森林調控PM2.5的功能分析與評價”,主要是在生態系統尺度上,清楚地了解森林公園、街頭綠地等有林區域對PM2.5的吸附能力,以及林間樣帶的不同部位吸附PM2.5的差異。

余新曉打趣道,如果前兩個方面是練兵,“森林調控PM2.5的技術集成及模式研究”就是實戰。它包括的課題“增強森林對PM2.5等顆粒物的調控技術”,主要是探索吸附PM2.5能力強的樹種和林帶配置技術,試圖通過優化設計垂直、水平結構,以及營造、撫育、病蟲害防治、經營管理,達到用最少的土地培植森林,吸附PM2.5的最大化。課題“森林對PM2.5等顆粒物的調控技術集成模式研究”,則是將上述理論運用在工程實踐中,形成看得見、摸得著的示范區。

為幸福做主,讓森林豎起保護健康的綠色屏障

幸福就在眼前,可如何保證這項研究的順利進行?據今年4月5日新華社的報道稱,不同的監測設備和方法,將導致出現不同的結果,并引發全社會的爭議。

“精良的設備、科學的方法、合理的布局,再配以優勢樹種,這陣容足以讓PM2.5無處遁形。”王兵說。

王兵是中國林科院森林生態環境與保護研究所的首席專家研究員,也是中國森林生態系統定位研究網絡中心的主任。他說,多年對森林生態系統服務功能的研究表明,我國森林年吸收大氣污染物量達0.32億噸,年滯塵量達50.01億噸。王兵告訴記者,精良的設備可以確保監測運行無虞,確保數據精準。這一項目將采用通過國際EPA認證的,美國熱電公司生產的設備,“其原理是微天平震蕩法和β射線法,前者是通過采量器采進來,再經過不同尺寸濾網的切割,測量從大氣中采集的樣品的數值;后者是通過不同顆粒物在β射線中不同反射率的變化,得出PM2.5的含量”。

然而,這一研究結果要獲得國際認可,必須有科學的論證,也就是說監測點的布局和監測方法,必須得到國際權威專家的肯定。

以北京市為例,項目設有兩套監測方案。其一,從市中心分東南西北4個方向,一直向外延伸到城鄉接合部,分別在空曠地和有林地設置監測點,形成觀測樣帶,對照冠層上、冠層中、近地面高度,觀測這3個位置PM2.5的差異;其二,依據建成的首都生態圈森林生態系統定位研究站,測出PM2.5在不同區域、不同樹種情況下的差異。

“位于延慶的北京松山國家級自然保護區,是阻擋西北風沙進京的"第一道哨兵",不管西北風攜帶什么污染物,它都能進行有效攔截。松山就有我們的觀測站。”王兵介紹,還有位于密云、大興,以及處于“國際地圈與生物圈計劃”在北半球選點大斷面上的門頭溝森林生態系統定位研究站,共同構成了北京市森林生態系統的觀測體系,確保了對PM2.5,以及其他顆粒物的監測準確度。

在長三角、珠三角這兩個經濟最活躍的區域,也分布有森林生態系統定位研究站。不僅可以告訴人們森林能夠吸納污染物,更重要的是告訴人們哪兒的負氧離子更高,哪兒更適合人類去運動、休閑。

尤其是伴隨著森林城市建設步伐的加快,這一研究成果必將為政府決策提供更為翔實的理論依據。對此,王兵與余新曉一致認為,森林城市建設更應該主張“主導功能造林”,從而實現吸附PM2.5的最大化。

“"主導功能造林"就是將其最優價值發揮到極致。”王兵解釋說,森林的功能是多重的,涵養水源就種植灌木林,固碳釋氧就種植闊葉混交林,吸附PM2.5當然也要選擇最為優勢的樹種,從而進行最佳的組合搭配。

同時,王兵提醒公眾注意,森林的功能和服務并不一定成正比,就吸附PM2.5而言,“市區的森林肯定是滿負荷工作,而遠郊的森林則相反。因此,遠郊森林的功能轉化為服務,其轉化率肯定低于市區森林。”

北京市園林綠化局稱,今年起,北京計劃5年新增100萬畝森林以控制PM2.5污染。王兵說,將100萬畝森林“楔進”水泥城市中,首要考慮的就是區域選擇、樹種選擇以及景觀配置技術,從而達到森林生態功能服務價值的最大化。

“畢竟人是在景觀中活動,不可能永遠入住一片森林中。因此,感受城市的宜居度需要用五官去體驗,因為五臟的精氣分別通達于七竅。”王兵曾經為森林城市擬定宣傳語為,“在森林中運動,在氧吧中呼吸”。

從森林調控PM2.5,到提高人類幸福指數,我國乃至大多數發展中國家,包括少數發達國家,需要走的路還很長。

那么,幸福又該怎樣定義呢?王兵說,幸福就是擁有健康的身體、悠閑的時光、清潔的空氣和水、獨特的生活體驗,“而這一切的根基是森林”。

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