2011-2020年昌平城區氣傳花粉特征及其與氣象條件的關系

程 波，張建麗，焦子奇

（北京市昌平區氣象局，北京 102200）

20世紀90年代，中國貴州科學院廖鳳林[1]提出了“致敏花粉含量達到一定程度，就會危害人體健康，使人群中花粉癥發病率達0.05%或以上的空氣狀況，稱之為花粉污染”的概念。近年來，花粉過敏癥的發病率和患病率呈逐年升高趨勢，有研究顯示花粉過敏癥具有常年多發性明顯的地區性和季節性[2]。此外，國內研究者針對北京[3]、南昌[4]、成都[5]等地區對氣傳花粉研究開展了一系列相關工作，及時對空氣中花粉濃度含量及變化規律進行研究，對本地花粉監測預報工作提供科學的技術支撐和參考；為花粉過敏群體出行、防護提供參考，以減少其發病率和患病率。

1 研究地區與研究方法

1.1 研究地區概況

北京市昌平區，屬暖溫帶、半濕潤大陸性季風氣候。四季分明，春季干燥，大風天氣多，降水集中在夏季，秋季涼爽，冬季寒冷干燥，年平均氣溫13.0℃，常年降水量517.9 mm。全區生態環境良好，林木覆蓋率47.6%，光、熱、水等自然條件適合種植業和林果業。植被豐富，樹木種類多，花粉致敏的植物較多，具有一定的研究價值。

1.2 花粉數據收集方法

本研究使用傘蓬式（高1.5 m）采集器對花粉進行暴片采集，用涂有凡士林黏著劑的載玻片（規格：25×75 mm）作為花粉采樣基底材料；采集方法是經過24 h花粉顆粒物本身的重力沉降到取樣載玻片上的一個過程，每24 h更換一次樣品采樣片。將每日采集到的花粉載玻片經過堿性復紅液染色劑染色、蓋玻片（規格：50×24 mm）覆蓋制片，在顯微鏡下進行人工計數（由協和醫學老師進行花粉讀數），計算得到單位截面積（1 000 mm2）下的花粉數量。

1.3 花粉采集地點及時間

花粉采集器安裝在昌平國家氣象觀測北側6 m處，四周多小區和學校，無高大建筑物遮攔，屬于城鎮居民區。本研究所選時段為2011-2020年（每年4月1日-9月30日），共制1 830片，采集到花粉221 770粒。值班人員嚴格按照花粉業務規范流程進行采集工作，保證數據質量的真實性和可靠性。

1.4 花粉氣象資料來源

本研究使用2011-2020年昌平國家氣象站氣象資料，包括日極大風速、相對濕度、日平均氣溫、降水量、日照時數等。氣象資料數據采集與花粉數據采集均來自同一地點。

1.5 統計學方法

應用IBM SPSS Statistics 23統計學軟件對花粉濃度進行統計分析，花粉濃度同氣象變量進行斯皮爾曼秩相關性分析。以P=0.05為差異標準。

2 結果與分析

2.1 昌平城區氣傳花粉濃度季節變化規律

2.1.1 氣傳花粉年平均含量變化趨勢

由2011-2020年逐年花粉濃度變化分析可知（圖1），近十年昌平城區花粉濃度呈遞減趨勢。其中2013年為近十年中花粉濃度最高值，占到觀測數據的29%，2012年次之，占到觀測數據的14%，2019年為最低值，占到觀測數據的3%。花粉數量從2013年出現峰值后到2019年一直成單一遞減趨勢，2019年降至最低后，2020年略有回升。

圖1 2011-2020年昌平城區花粉年變化

2.1.2 氣傳花粉月（4-9月）平均含量變化趨勢

通過對2011-2020年月平均花粉濃度分析可知（圖2），氣傳花粉濃度高峰主要出現在春、秋季節。4月為花粉濃度最高值，占到觀測數據的41%，9月次之，占到觀測數據的22%，6月為花粉濃度最低值占比不到觀測數據的2%。這一趨勢符合北京春季多喬木開花，秋季多草本植物開花的特點。

圖2 2011-2020年昌平城區花粉月變化

2.1.3 氣傳花粉日平均含量變化趨勢

根據2011-2020年日平均花粉濃度分析可知（圖3），2011-2020年度昌平城區花粉季節從4月1日起始，至9月30日截止，是昌平城區花粉多發季節。在花粉季中大氣花粉的含量變化呈現雙峰式，即在春季（4月初-5月中）和秋季（8月中旬-9月上旬）出現了兩個峰值。春季遠遠多于秋季，春季單日花粉濃度大，并且維持時間長，達到100粒/千mm2日數在50 d左右，秋季單日最高不但濃度不及春季，而且持續時間也短，達到100粒/千mm2日數在30 d左右。這也是春季過敏人群更多的一個原因。

圖3 2011-2020年昌平城區花粉日變化

2.2 氣象條件對昌平城區氣傳花粉含量的影響

根據花粉分級（北京市氣象局與同仁醫院聯合）（圖4）來看，100粒/千mm2以下，花粉屬于低濃度，對有花粉過敏癥的人影響相對較小，因此我們采用對過敏人群影響最大的春天時段進行氣象條件分析。從2011-2020年取10個樣本，取樣標準春天（4-5月）日花粉量第一個大于100粒/千mm2為開始日期，最后一個大于100粒/千mm2為結束日期。通過與氣象要素中的極大風速、相對濕度、溫度、日照、降水量進行相關性檢驗（見表1），顯著性水準P為0.05結果顯示，其中花粉濃度有5個樣本與極大風速呈正相關，有5個樣本與濕度呈負相關，3個樣本與溫度呈正相關，其他要素相關較小。同時我們對秋季（8-9月）進行計算得到相對濕度、極大風與春季相關性一致（均有4個樣本通過檢驗），其他要素相關較小。

圖4 花粉等級劃分

表1 2011-2020年（4-5月）花粉與有關氣象要素相關性檢驗結果

3 結論

（1）近十年（4-9月）昌平城區花粉濃度整體呈遞減趨勢。月變化趨勢中4月為花粉濃度最高值，占全年總量的41%，9月次之，占到觀測數據的22%。根據日變化規律得出，春季（4月初-5月中旬）和秋季（8月中旬-9月中旬）出現兩個峰值。

（2）研究表明，氣象條件對昌平城區氣傳花粉有明顯的影響，影響最直接的是極大風速、相對濕度，日照及溫度氣象要素次之。花粉含量與日極大風速呈正相關，風速大時易于花粉遠揚，空氣的流通量增大，氣傳花粉含量也會增加；花粉含量與相對濕度呈負相關，表明當相對濕度降低時，花粉粒干燥、容易釋放，從而增加了其在空氣中的飄散，因此氣傳花粉含量隨相對濕度的減小而增加；本研究結果還表明，氣傳花粉與日照、氣溫的關系呈正相關，即花粉含量隨著日照、氣溫的增加而增加；與降水呈負相關，即花粉含量隨著降水增加而減少。

（3）通過以上研究得出昌平城區氣傳花粉的年、月、日分布及傳播規律，以及空氣中花粉含量和氣象條件之間的關系。本研究為進行花粉含量監測預報提供了技術支撐和參考，在預防花粉過敏的防范措施等方面仍需做進一步的研究。