COVID-19疫情期间城郊型森林公园O_3变化对NO_2减排响应的多重分形模式

编号 zgly0001732436

文献类型 期刊论文

文献题名 COVID-19疫情期间城郊型森林公园O_3变化对NO_2减排响应的多重分形模式

作者 张娇  刘春琼  吴波  杜娟  史凯 

作者单位 吉首大学数学与统计学院  吉首大学生物资源与环境科学学院 

母体文献 生态学报 

年卷期 2021,(24)

页码 12

年份 2021 

分类号 X51 

关键词 COVID-19疫情  多重分形去趋势互相关分析  自组织临界理论  长期持续性特征 

文摘内容 COVID-19疫情的暴发使得大气NO_2排放量急剧减少,张家界城区O_3浓度也随之降低,然而城郊的国家森林公园内O_3浓度却有较大幅度升高。本文旨在基于多重分形去趋势互相关分析(MFDCCA)方法和自组织临界(SOC)理论来揭示疫情期间张家界不同生态功能区大气O_3浓度变化对NO_2污染急剧减排的不同响应机制。基于张家界3个大气监测站点(未央路、永定新区和袁家界)在疫情期间(2020年3月1日—5月31日)和非疫情期间(2019年同期)NO_2、O_3小时平均浓度数据,首先应用MFDCCA方法对NO_2和O_3互相关性的多尺度特征进行分析。研究结果发现各站点NO_2和O_3之间的互相关性存在较强的长期持续性和多重分形特征。其中,疫情期间,各站点NO_2和O_3互相关的长期持续性平均增强了19.4%,而多重分形性平均减弱5.7%,主要原因与疫情期间NO_2集中减排引起O_3大气化学反应的变化有关。进而,应用SOC理论对NO_2和O_3之间互相关长期持续性形成的宏观动力机制进行分析。结果发现,袁家界站点O_3演化处于自组织临界状态,SOC内禀动力机制是导致疫情期间张家界国家森林公园内O_3浓度增高的重要非线性动力学机制。而未央路和永定新区站点O_3演化处于亚临界状态,这也是导致城区站点O_3浓度减低的主要原因。正确识别森林生态系统中O_3演化的自组织临界特征,对于高浓度O_3生成的风险评估具有重要意义,有助于科学评估人类旅游活动对森林生态系统造成的影响。