Воздействие растительности на качество воздуха частично зависит от видов и других аспектов биоразнообразия растений. Биоразнообразие растений зависит от сочетания природных и антропогенных факторов, которые взаимодействуют для создания структуры растительности. Естественные факторы включают местные типы растительности и изобилие, естественные биотические взаимодействия (например, распространение семян, опылители, потребители растений), климатические факторы (например, температура, осадки), топографические режимы влажности и типы почвы.
На эти природные системы в той или иной степени накладывается антропогенная система, которая включает в себя людей, здания, дороги, энергопотребление и управленческие решения. Управленческие решения, принимаемые в рамках различных дисциплин городской системы, могут как непосредственно, так и косвенно влиять на структуру растительности и биоразнообразие. Кроме того, антропогенная система изменяет окружающую среду и может вызывать изменения в структуре растительности.
О распределении растений во всем мире известно много, но меньше известно о факторах, влияющих на распределение разнообразия растений и антропогенное воздействие на биоразнообразие растений. Различия в городском древесном покрове между регионами и внутри городов дают представление о типах факторов, которые могут влиять на структуру городских деревьев и биоразнообразие, оказывая воздействие на здоровье людей.
Одним из доминирующих факторов, влияющих на древесный покров в городах, являются природные характеристики окружающего региона. Например, в лесных массивах США лесной покров составляет в среднем 34%. Города, расположенные на пастбищах, покрыты деревьями в среднем на 18%, в то время как города в пустынных регионах покрыты деревьями лишь на 9%.
Города, расположенные на территориях, благоприятствующих росту деревьев, имеют больший лесной покров, поскольку неуправляемые территории естественным образом восстанавливаются с помощью деревьев. В лесных массивах древесный покров часто специально исключается в результате проектирования или хозяйственной деятельности.
Влияние землепользования
В городских районах землепользование, плотность населения, интенсивность управления, предпочтения людей и социально-экономические факторы могут повлиять на количество древесного покрова и разнообразие растений.
Эти факторы часто взаимосвязаны и создают мозаику древесного покрова и видов по всему городскому ландшафту. Землепользование является доминирующим фактором, влияющим на древесный покров.
Однако землепользование может также влиять на видовой состав, поскольку в неуправляемых землях доминирует естественное восстановление местных и экзотических видов.
На территориях управляемого землепользования видовой состав диктуется сочетанием предпочтений человека в отношении определенных видов и тем, сколько земель разрешено для естественного восстановления.
Разнообразие деревьев, представленное общими показателями биоразнообразия видового богатства и индексом разнообразия, варьируется между городами и внутри них, а также с течением времени.
Люди часто сажают деревья в городских районах для улучшения эстетики или физической и социальной среды. Некоторые чужеродные виды могут быть интродуцированы по транспортным коридорам или выведены из посевов.
Площадь листьев
Одним из важнейших атрибутов растительности с точки зрения качества воздуха является площадь листьев. Площадь листьев варьируется в зависимости от формы растений, при этом индексы площади листьев (м² площади листьев на м² земли) сельскохозяйственных угодий обычно составляют около 3-5, а индекс площади листьев лесов - от 5 до 11.
Таким образом, масштабы и распределение типов растительности влияют на качество воздуха. В целом, типы растений с большей площадью листьев или биомассой листьев оказывают большее влияние на качество воздуха.
Дизайн растительности
Вторым наиболее важным атрибутом, связанным с качеством воздуха, является конфигурация или дизайн растительности. Хотя снижение скорости ветра может увеличить локальную концентрацию загрязняющих веществ за счет уменьшения рассеивания загрязняющих веществ и высоты перемешивания атмосферы, изменение структуры ветра также может иметь положительный эффект.
Деревянные навесы могут потенциально предотвращать загрязнение верхних слоев атмосферы, не доходящее до наземного воздушного пространства. В обычных дневных условиях турбулентность воздуха перемешивает его таким образом, что концентрация загрязняющих веществ относительно соответствует высоте.
Лесные навесы могут ограничивать смешивание верхнего воздуха с воздухом наземного уровня, что приводит к улучшению качества воздуха.
Однако при наличии многочисленных источников загрязнения под навесом (например, автомобилей) лесной покров может увеличивать концентрации за счет сведения к минимуму рассеивания загрязняющих веществ на уровне земли.
В заключение хотел бы добавить, что этот эффект может быть особенно значимым в сильно заросших лесом районах вблизи дорог. Однако если нет местных наземных источников выбросов, то нахождение в глубине древостоя может обеспечить более чистый воздух.
Различные исследования продемонстрировали снижение концентрации загрязняющих веществ во внутренних лесных массивах по сравнению с внешним миром.
Биоразнообразие типов растений влияет на общий объем площади листьев и структуру растительности. Вслед за биоразнообразием, видовое разнообразие также влияет на качество воздуха, поскольку различные виды оказывают воздействие в зависимости от характеристик вида.
В целом, виды с более крупными формами и размерами роста в зрелом возрасте оказывают большее влияние, положительное или отрицательное, на качество воздуха.