城市森林是城市生态系统中重要的组成部分,它能够在改善城市环境方面发挥许多有益于人类的生态功能,近年来在我国城市空气颗粒物污染恶化的大形势下,系统研究城市森林在不同尺度下对空气颗粒物的阻控能力、作用机制具有重要意义。本文以南昌市为例,在景观尺度上,研究了空气PM2.5和PM10质量浓度时空动态规律,以及气象因素、交通流量、景观格局对PM2.5和PM10质量浓度的影响;在斑块尺度上,研究了不同林分类型对PM2.5和PM10质量浓度的阻控能力,创新地以消减率为指标探讨了林地斑块对PM2.5、PM10质量浓度的消减率与林冠层变化、以及小气候因子变化之间的关系;在林木叶片尺度上,研究了南昌市8种常见林木叶片单位面积滞留空气PM2.5、PM10和TSP的能力;在叶片表面微观尺度上,研究了南昌市常见林木叶片的微观结构、其表面颗粒物形貌特点和分布状况、以及叶表颗粒物的成分分析和来源解析。本研究以野外观测试验和室内控制试验相结合的方式开展,为解释城市森林林分尺度上阻(滞留空气颗粒物)、控(消减空气颗粒物质量浓度)空气PM2.5、PM10的机制进行新方法的探索。本文旨在为南方城市森林建设林木的选择和配置提供理论依据,为合理构建南昌城市森林体系、从城市森林布局上提升其生态功能、优化城市森林结构提供一定的技术支撑。主要研究结论如下:(1)在景观尺度的研究中,发现南昌市2013～2015年之间,空气颗粒物污染状况有显著好转,气象因素对空气颗粒物质量浓度有显著影响,降水、相对湿度、风速能降低空气PM2.5、PM10质量浓度,交通流量仅能显著增高周边空气PM2.5质量浓度,但对PM10质量浓度影响不显著。PM2.5和PM10质量浓度的空间分布格局呈现城市中心高、郊区低的城乡梯度变化,PM2.5/PM10比值变化也遵循这一规律。景观格局与局地PM2.5和PM10浓度变化显著相关,建筑用地覆盖率与PM2.5及PM10质量浓正相关性最为显著,而城市森林斑块覆盖率与PM2.5及PM10质量浓度负相关性最为显著,这种相关关系表现出生态学中典型的“源汇景观”关系。(2)在斑块尺度的研究中,通过2015年4个季节的测定,发现城市森林斑块具有显著阻控空气PM2 5及PM10能力,这种能力以消减率计算,全年可降低周边PM2.5和PM10质量浓度分别为6.00%和6.39%,其中春季最高,分别为7.35%和8.42%;冬季最低,分别为3.76%和4.42%;针叶林消减率最高,分别为9.36%和10.51%;阔叶混交林消减率最低,分别为3.96%和4.75%。城市森林斑块对PM2.5、PM10质量浓度的消减率与增湿率显著负相关,与负离子增加率显著负相关;与林地斑块的LAI显著正相关,与DIFN显著负相关。林地斑块的总叶面积是提高城市森林斑块阻控空气PM2.5及PM10能力的最重要因素。(3)在林木叶片尺度的研究中,发现不同林木叶片单位面积滞留PM2.5、PM10、TSP颗粒物的能力差异显著,总体上呈现常绿针叶树>常绿阔叶树>落叶阔叶树的趋势,其中,马尾松叶片滞留能力最强、枫香叶片最弱。(4)在树叶表面微观尺度的研究中,基于SEM-EDX (扫描电镜-能谱分析)技术,以南昌市常见林木叶片为研究对象,分析了叶片表面的微观结构、叶表滞留的颗粒物粒径与形貌,以及典型颗粒物成分,并进一步分析了颗粒物的可能来源。林木叶片表面滞留空气颗粒物数量由多到少的叶面结构依次是:凹槽/凹陷 > 气孔/小室>绒毛/叶脉>平滑叶表,叶面滞留的颗粒物主要是PM10颗粒。林木叶片滞留颗粒物的主要来源于自然源,成分为Si、Al、Ca、K、Mg;少量来源于人为源,由化石燃料燃烧排放的含S元素颗粒,叶片表面滞留的颗粒物体现了周边环境中空气颗粒物污染的来源。