2011-2020年昌平城区气传花粉特征及其与气象条件的关系

程 波，张建丽，焦子奇

（北京市昌平区气象局，北京 102200）

20世纪90年代，中国贵州科学院廖凤林[1]提出了“致敏花粉含量达到一定程度，就会危害人体健康，使人群中花粉症发病率达0.05%或以上的空气状况，称之为花粉污染”的概念。近年来，花粉过敏症的发病率和患病率呈逐年升高趋势，有研究显示花粉过敏症具有常年多发性明显的地区性和季节性[2]。此外，国内研究者针对北京[3]、南昌[4]、成都[5]等地区对气传花粉研究开展了一系列相关工作，及时对空气中花粉浓度含量及变化规律进行研究，对本地花粉监测预报工作提供科学的技术支撑和参考；为花粉过敏群体出行、防护提供参考，以减少其发病率和患病率。

1 研究地区与研究方法

1.1 研究地区概况

北京市昌平区，属暖温带、半湿润大陆性季风气候。四季分明，春季干燥，大风天气多，降水集中在夏季，秋季凉爽，冬季寒冷干燥，年平均气温13.0℃，常年降水量517.9 mm。全区生态环境良好，林木覆盖率47.6%，光、热、水等自然条件适合种植业和林果业。植被丰富，树木种类多，花粉致敏的植物较多，具有一定的研究价值。

1.2 花粉数据收集方法

本研究使用伞蓬式（高1.5 m）采集器对花粉进行暴片采集，用涂有凡士林黏着剂的载玻片（规格：25×75 mm）作为花粉采样基底材料；采集方法是经过24 h花粉颗粒物本身的重力沉降到取样载玻片上的一个过程，每24 h更换一次样品采样片。将每日采集到的花粉载玻片经过碱性复红液染色剂染色、盖玻片（规格：50×24 mm）覆盖制片，在显微镜下进行人工计数（由协和医学老师进行花粉读数），计算得到单位截面积（1 000 mm2）下的花粉数量。

1.3 花粉采集地点及时间

花粉采集器安装在昌平国家气象观测北侧6 m处，四周多小区和学校，无高大建筑物遮拦，属于城镇居民区。本研究所选时段为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。值班人员严格按照花粉业务规范流程进行采集工作，保证数据质量的真实性和可靠性。

1.4 花粉气象资料来源

本研究使用2011-2020年昌平国家气象站气象资料，包括日极大风速、相对湿度、日平均气温、降水量、日照时数等。气象资料数据采集与花粉数据采集均来自同一地点。

1.5 统计学方法

应用IBM SPSS Statistics 23统计学软件对花粉浓度进行统计分析，花粉浓度同气象变量进行斯皮尔曼秩相关性分析。以P=0.05为差异标准。

2 结果与分析

2.1 昌平城区气传花粉浓度季节变化规律

2.1.1 气传花粉年平均含量变化趋势

由2011-2020年逐年花粉浓度变化分析可知（图1），近十年昌平城区花粉浓度呈递减趋势。其中2013年为近十年中花粉浓度最高值，占到观测数据的29%，2012年次之，占到观测数据的14%，2019年为最低值，占到观测数据的3%。花粉数量从2013年出现峰值后到2019年一直成单一递减趋势，2019年降至最低后，2020年略有回升。

图1 2011-2020年昌平城区花粉年变化

2.1.2 气传花粉月（4-9月）平均含量变化趋势

通过对2011-2020年月平均花粉浓度分析可知（图2），气传花粉浓度高峰主要出现在春、秋季节。4月为花粉浓度最高值，占到观测数据的41%，9月次之，占到观测数据的22%，6月为花粉浓度最低值占比不到观测数据的2%。这一趋势符合北京春季多乔木开花，秋季多草本植物开花的特点。

图2 2011-2020年昌平城区花粉月变化

2.1.3 气传花粉日平均含量变化趋势

根据2011-2020年日平均花粉浓度分析可知（图3），2011-2020年度昌平城区花粉季节从4月1日起始，至9月30日截止，是昌平城区花粉多发季节。在花粉季中大气花粉的含量变化呈现双峰式，即在春季（4月初-5月中）和秋季（8月中旬-9月上旬）出现了两个峰值。春季远远多于秋季，春季单日花粉浓度大，并且维持时间长，达到100粒/千mm2日数在50 d左右，秋季单日最高不但浓度不及春季，而且持续时间也短，达到100粒/千mm2日数在30 d左右。这也是春季过敏人群更多的一个原因。

图3 2011-2020年昌平城区花粉日变化

2.2 气象条件对昌平城区气传花粉含量的影响

根据花粉分级（北京市气象局与同仁医院联合）（图4）来看，100粒/千mm2以下，花粉属于低浓度，对有花粉过敏症的人影响相对较小，因此我们采用对过敏人群影响最大的春天时段进行气象条件分析。从2011-2020年取10个样本，取样标准春天（4-5月）日花粉量第一个大于100粒/千mm2为开始日期，最后一个大于100粒/千mm2为结束日期。通过与气象要素中的极大风速、相对湿度、温度、日照、降水量进行相关性检验（见表1），显著性水准P为0.05结果显示，其中花粉浓度有5个样本与极大风速呈正相关，有5个样本与湿度呈负相关，3个样本与温度呈正相关，其他要素相关较小。同时我们对秋季（8-9月）进行计算得到相对湿度、极大风与春季相关性一致（均有4个样本通过检验），其他要素相关较小。

图4 花粉等级划分

表1 2011-2020年（4-5月）花粉与有关气象要素相关性检验结果

3 结论

（1）近十年（4-9月）昌平城区花粉浓度整体呈递减趋势。月变化趋势中4月为花粉浓度最高值，占全年总量的41%，9月次之，占到观测数据的22%。根据日变化规律得出，春季（4月初-5月中旬）和秋季（8月中旬-9月中旬）出现两个峰值。

（2）研究表明，气象条件对昌平城区气传花粉有明显的影响，影响最直接的是极大风速、相对湿度，日照及温度气象要素次之。花粉含量与日极大风速呈正相关，风速大时易于花粉远扬，空气的流通量增大，气传花粉含量也会增加；花粉含量与相对湿度呈负相关，表明当相对湿度降低时，花粉粒干燥、容易释放，从而增加了其在空气中的飘散，因此气传花粉含量随相对湿度的减小而增加；本研究结果还表明，气传花粉与日照、气温的关系呈正相关，即花粉含量随着日照、气温的增加而增加；与降水呈负相关，即花粉含量随着降水增加而减少。

（3）通过以上研究得出昌平城区气传花粉的年、月、日分布及传播规律，以及空气中花粉含量和气象条件之间的关系。本研究为进行花粉含量监测预报提供了技术支撑和参考，在预防花粉过敏的防范措施等方面仍需做进一步的研究。