我们早就知道城市树木有助于减轻空气污染。但是，关于这种缓解有多重要，我们如何跟踪它，以及它在哪里发生的问题呢?2014年的一篇论文评估城市树木、二氧化氮和呼吸健康之间的关系，作者Linda George、Meenkashi Rao、Todd Rosenstiel、Vivek Shandas和Alexis Dinno研究了这些与俄勒冈州波特兰二氧化氮污染有关的问题。他们的结果令人着迷，并表明原位测量预测“城市树木的NO2减少量比现有模型高得多。”这到底意味着什么?对i-Tree这样的生态效益工具意味着什么?我与琳达·乔治交谈，以了解更多关于他们的研究，寻求量化城市树木效益的人们需要知道什么，以及当我们展望一个更密集、更城市化的未来时，设计师和政策制定者应该考虑什么。我们的谈话经过了编辑和浓缩。- lm

您的论文名为“评估城市树木、二氧化氮和呼吸健康之间的关系”——您为什么对这个主题感兴趣?

它开始于十多年前，老实说，那时候我的注意力完全集中在大气污染的化学方面——我是一名大气化学家，我没有太多考虑底层的来源，我对它们也不感兴趣。后来，波特兰的一个环境正义组织找到我，请我帮助了解向北扩展I-5高速公路对附近居民的可能影响。从那时起，我开始对邻里规模的污染源及其缓解产生兴趣。

你发现了什么?

首先，让我解释一下，测量空气污染通常需要非常昂贵的设备，所以在这种情况下，使用标准方法进行空间密集型评估基本上是不可能的。但我无意中发现了一种低成本但准确的测量二氧化氮(NO2)的方法，并决定尝试一下，尽管我真的没有期望它有那么多。与标准方法不同，这种低成本的方法不是连续测量，而是让我们在两周内获得浓度的快照。

在与环境正义组织合作的过程中，我很惊讶地听到，在我参加的有关该项目的会议上，政府官员声称，一旦污染物远离污染源25英尺(约合25米)，它们就会完全消失，或者不重要。在我看来，这是极不可能的。

我继续进行这项研究，并惊讶地发现NO2浓度是两次由于盛行风，I5高速公路东侧的街区和西侧一样高。第一，大家是第二，他们受到的影响不成比例地基于他们的位置(不成比例的是，I-5号公路的高排放不是由于当地居民，而是由于来自华盛顿州温哥华的通勤交通)。

这篇关于树木对NO2污染的影响的论文是怎么写出来的?

在第一次(2008年)研究之后，我开始对波特兰的NO2变异性感兴趣，而不仅仅是在I-5附近。所以我的同事和我研究了整个城市NO2污染的空间变异性，发现NO2水平较低和树木的存在似乎有某种联系。

高速公路和公路是污染水平空间变异性的一个重要驱动因素，这让我思考……公路不会很快消失，所以我们如何用树木来减轻污染?我们(包括我的同事Vivek Shandas和Todd Rosenstiel)想知道这是否可行。

我们已经知道，在有很多树木和公园的地区，二氧化氮的浓度较低，但我们不知道这是因为那里没有二氧化氮的来源，还是因为树木实际上是删除来自空气中的NO2。这就是我们想要知道的，所以我们从美国林务局获得了一笔资金来进一步调查。博士生Meenakshi Rao开展了这项工作，这是她论文的一部分。

你为什么研究NO2?二氧化氮对人体健康有什么影响?

NO2是二氧化氮，是一种“标准污染物”，这意味着环境保护署(EPA)依法要求各州将其保持在被认为对人类健康有害的特定水平以下。(即使低于EPA的水平，它仍然与哮喘等疾病有关)。

在实践层面上，二氧化氮很容易测量，更重要的是，它也很容易测量co-polluted与其他对人类健康有很大影响的物质，比如颗粒物(PM)。通过跟踪二氧化氮，我们还跟踪了其他排放——基本上是燃烧源(汽车、卡车、火车等)的尾气排放。

你的论文说你使用土地使用回归模型来评估污染物的扩散。那是什么?

这个模型可以帮助你弄清楚哪些土地利用特征正在影响你收集的样本。

这个想法是你在一个地理位置测量污染物浓度。然后再看土地使用情况周围测量站点在不同大小的缓冲区称为“影响区”。我们可以通过道路、工业区或公园、一丛树冠或这些因素的组合来确定收集地点。所有这些情况(以及更多)都可能发生在特定测量的500米缓冲区内。

一旦你有了足够大的样本，你就可以比较不同站点的测量结果，并开始将可变性归因于不同站点的特征。

你的研究样本量是多少?

通常情况下，研究污染物空间变异性的人会设置大约40个采样器。这将给你一个空间变异性的大致地图，但如果你想知道是什么开车一个有统计可信度的变量，你需要更多。所以我们用了很多采样器——总共144个!

你发现树木对污染物的清除有作用吗?

因为我们有如此大的样本量，我们更有能力解开这个问题，即低NO2测量是否可以用a来解释缺乏路，或由存在的树木。

最终，我们得出结论，树木的存在解释了浓度的降低。我们并不是唯一一个这样说的人，尽管我们比其他人更强烈地说，它的影响更大。

你是说树木对减少NO2的影响比i-Tree这样的工具更大吗?

是的。

我们所说的影响有多大?

好吧，如果你运行i-Tree来模拟我们研究的同一地区，它会告诉你波特兰的树木吸收二氧化氮的比例约为1%。我们的研究结果表明树木吸收10%——差别很大。

为什么会出现这种差异?

我们不完全确定，但我们猜测这可能与开发i-Tree的戴夫·诺瓦克(Dave Nowak)使用的NO2吸收参数有关，这些参数是通过观察原始森林条件下的树木得出的。我们发现NO2摄取10%是基于实际测量。

i-Tree是对绿色植物进行估值的有力第一步工具，它绝对是基于科学的。但到目前为止，还没有对这些司机进行城际验证。现在我们需要验证这些模型，以便我们可以调整它们以适应树木生活的真实(城市)世界。我们距离完全了解城市树木的情况还有很长的路要走。

我们将更多地研究其他因素——树木的体积、表面积、质量、习性、类型等——这些因素可能会影响吸收速度。

你是说我们目前的工具——特别是i-Tree——可能低估了树木提供的NO2效益?

没错，可能是10个数量级。

i-Tree建模软件的含义是什么?

这仍处于早期阶段。我们已经与Dave展开了对话，分享了我们的发现，但在这真正影响到使用i-Tree计算生态效益的个人和组织之前，还有很多研究要做。很简单，我们需要不止一种方法来计算树木的生态效益。

你的发现有什么独特或不寻常之处?

我们不是第一个发现树木与NO2显著减少有关的人，但我们第一次证明，景观水平的NO2水平减少足以改善人类呼吸健康。

多跟我说说。你估计人类健康有什么样的改善?

我们的估计表明，由于二氧化氮的减少，波特兰树木对呼吸道健康的潜在年效益是4-12岁儿童因哮喘加重而减少约21,000例发病率和7,000例缺课天数;所有年龄段的急诊室就诊次数减少54次;老年人因二氧化氮引发呼吸系统疾病住院的病例减少了46例。

这些健康福利的经济价值约为700万美元(2013年美元)。

那可是一大笔钱啊!

它是。二氧化氮虽然对人体健康不利，但它并不是最大的有害污染形式!颗粒物会导致更严重的情况，我们现在正在研究如何对此进行空间测量。

这对城市和公共卫生组织意味着什么?

至少在美国，空气污染物的监管框架是基于对空气质量的评估平均对于一个城市来说。因此，在波特兰这个拥有60多万人口的城市，只有一个二氧化氮监测站，而这应该代表了波特兰所有居民所经历的二氧化氮水平。

常识告诉我们，空间变异性是污染物浓度的一个主要因素，但换句话说，你的感受取决于你生活的地方。我们的论文表明，如果你基于平均值而不是空间变异性来计算健康影响，你会得到非常不同的数字。

如果我们应该在高度地方化的水平上监测空气污染物，以正确评估对健康的影响，这对政策制定者、规划者、树木学家和设计师意味着什么?

这意味着我们不能只关注人口密集的地区，我们还必须关注人口密集对空气污染的影响。

例如，波特兰确实促进了城市的高密度化。这样做当然有很多好处，但随着人口密度的提高和更接近交通走廊，暴露在污染物中的几率也会增加。如果不关注空气质量，不关注如何减轻车辆运输带来的空气污染，我们就无法建设“绿色”建筑。

我们的研究研究了十年来的人口数据，结果显示，人们正在向交通和污染物浓度更高的密集地区迁移。这些领域将受到更大的影响。我们必须认识到，污染分布存在差异，因此对健康的影响也存在差异。明智的设计和明智的公共政策应该反映出这种理解。

你可以下载《评估城市树木、二氧化氮和呼吸健康之间的关系》在这里．Todd Rosenstiel也有贡献。谢谢，琳达和托德!

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