中国地表水酸化敏感性的区划

地表水体的酸化与集水区的许多环境因子密切相关,如土壤对酸的缓冲能力、基岩中和酸沉降的能力以及土地利用方式等.其中,土壤的抗酸化能力是关键因素.因此可以根据集水区土壤、基岩和土地利用方式等信息来评估地表水在不同流量下发生酸化的可能性.本研究成功地应用已有资料和数据得到了我国地表水对酸沉降的敏感性等级,并绘制了地表水酸化敏感性区划图.结果表明,我国大部分地表水对酸化并不敏感.极易酸化和较易酸化的地表水主要分布在东北的北部地区,占所有国土面积的2.67%,是该地区强酸性漂灰土、酸性母岩和针叶林植被共同作用的结果.对酸化敏感性为中级和低级,即不易酸化的地表水主要分布在东北暗棕壤地区和南方富铝土区域,占所有国土面积的15.2%.其余82.11%国土面积上的地表水对酸化不敏感,完全不可能发生酸化.北方地区主要是由于土壤的强缓冲能力,而在南方,石灰质土壤以及耕作农田的广泛分布是最重要因素.南方重酸雨区由于土壤对酸化并不很敏感,因此在短期内不会出现大面积水体酸化现象.由于东北近年来频频出现酸雨,因此东北的酸沉降必须及早防治,以免出现大面积酸化水体.     

森林生态系统对大气氮沉降降低的响应

大气氮沉降是全球变化的重要影响因素之一,而过量氮沉降导致森林出现氮饱和,引起土壤酸化、硝酸根淋溶、氧化亚氮排放增加、植物物种多样性和植被生产力下降.在欧洲、北美和我国大气氮沉降降低的背景下,总结森林生态系统对氮输入降低的响应,不仅能够完善氮沉降对森林生态系统影响的知识体系,也能评估各国已开展的减排行动的成效,为我国制定进一步的减排政策提供科学依据.回顾了欧洲和北美的温带森林以及我国亚热带森林的土壤、地表水、氮循环和植被对大气含氮污染气体和氮沉降降低的响应.土壤溶液中硝酸根浓度对氮沉降的减少响应迅速,但具体响应规律未出现统一趋势.土壤酸化和氮循环过程从高氮沉降中的恢复过程出现滞后现象.森林氮矿化和固持、土壤碳储量和净初级生产力可能需要几十年的时间对氮沉降的减少作出响应.相对而言,虽然有一两年的延迟,土壤无机氮库和氮淋溶量会随着氮沉降的下降而下降.地表水氮浓度与森林生态系统氮状态密切相关.当氮沉降降低时,在历史高氮沉降地区,森林生态系统的氮淋溶下降,因此地表水氮浓度的响应较明显.而在氮缺乏的森林中,普遍较低的地表水氮浓度受到氮沉降变化的影响不显著.地表水酸化的恢复受到土壤硫解吸-矿化和硝化...     

重庆酸雨地区森林生态系统土壤、植被与地表水现状分析

酸沉降现象在重庆已成为一个严重的长期环境污染问题，本文根据东亚酸雨监测网土壤、植被监测技术规范的方法-研究了酸沉降对森林生态系统土壤、地表水以及植被的影响和危害。通过对土壤的分析：3个采样点的土壤pH值较低，这可能与大气S和N的输入有关，导致了土壤酸化。而南山采样点的盐基饱和度(BS)均值少于10％，盐基离子交换量(CEC)也较低．土壤中Al^3 浓度相对较高，土壤中C／N较低，南山可能存在土壤酸度增加的危险，以及土壤中Al浓度增高并伴有S或N沉降增加的危险。对地表水分析结果表明，南山采样点地表水的酸中和能力(ANC)较大，但是该采样点土壤剖面的盐基饱和度并不高，由此可推测该地表水可能是经由盐基离子丰富的土壤或岩石径流而来。通过对植被的分析，酸雨可能对杉木和柳杉这两种酸敏感性植物有一定的危害作用。     

中国地表水酸沉降临界负荷的区划

为了解中国地表水体对酸沉降的响应情况,应用基于酸度平衡的稳态法研究中国地表水酸沉降临界负荷区划.结果表明,中国地表水硫沉降临界负荷呈较明显的地带分布.其中,大兴安岭北端水体的硫沉降临界负荷最低,大部分小于2 keq·(hm²·a)^-1,东北北部部分水体和秦岭-淮河以南大部分地区水体的硫沉降临界负荷介于2～10 keq·(hm²·a)^-1之间,其余地区水体硫沉降临界负荷普遍大于10 keq·(hm²·a)^-1.地表水酸度临界负荷的地区分布和数值大小类似于硫沉降临界负荷由于中国地表水酸度临界负荷普遍大于2 keq·(hm²·a)^-1,因此大部分地表水对酸化并不敏感,近期内不易酸化.     

中国森林植被生物量空间网格化估计

森林是陆地生态系统的重要碳库之一,在全球碳循环中发挥着巨大作用。森林生物量是核算森林碳储量的主要因子,其数量及空间分布是评估森林生态系统碳汇潜力的重要参数。论文以中国第8次森林资源清查资料为基础,以影响森林生物量空间分布的气候（气温、降水）、地形（高程、坡度）和植被因子（NDVI）为辅助,利用降尺度方法估算了1 km×1 km格网分辨率下的中国森林生物量,并从不同空间尺度对研究结果进行了验证。结果表明：1）中国森林生物量总量约为13.56 Pg,平均生物量密度为65.3 t/hm²,各省森林生物量总量差异较大,总量较高省份主要集中于西南和东北内蒙古地区,其中西南地区（西藏、四川、云南）最高,为4.5 Pg,占总量的33%;东北内蒙古地区（黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古）次之,为3.58 Pg,占总量的26%;2）在省级尺度构建的森林生物量与相关影响因子的回归关系可用于栅格尺度下森林生物量的降尺度估算,多尺度验证分析表明网格化估算结果基本合理;3）中国森林生物量空间格局区域分异规律明显,大致以东北至西南为界,与水热条件空间分布格局基本一致,生物量高值区主要集中于东北地区（大小兴安岭、长白山地区）、西南地区（横断山脉）、新疆山区（阿尔泰山、天山、昆仑山）、秦岭和东南武夷山等地区。     

国际环境动态

酸雨对生态影响国际会议于1980年3月11日到14日在挪威举行。来自20个国家的300名科学家参加了会议。会议的结论是: 1)大气对硫和其他酸化成分的运送,使欧洲和北美中和能力很弱的地区水源酸化范围日益扩大。 2)水源的酸化严重影响了河流湖泊中的生物。     

欧洲北美温带地区酸化生态系统的恢复现状与前景

过去20多年来,由于欧美国家采取了强有力的减排措施,从而使这些地区大面积范围的酸沉降率,尤其是硫的沉降普遍下降,但对这些温带地区开展的地表水和陆地生态系统的恢复进程研究显示:随着酸性排放物的减排,酸化生态系统开始有所恢复,但恢复相当缓慢。导致恢复延缓的一个主要原因是低估了氮在酸化中的贡献,另外还有土壤中盐基离子的损耗、干沉降可能被低估、气候的影响等原因。因此酸化生态系统的恢复是一个长期的缓慢的过程,进一步加强酸性排放物尤其是氮的减排,仍然是极为迫切的。     

土壤酸化和元素循环的关系

一、引言近几十年来,酸雨对陆地和水体的潜在影响已日益引起人们的关注。欧洲和北美地区酸雨对地表水化学及淡水中生物群的不利影响已被认为是一个主要的环境问题,而且,酸雨导致的土壤酸化可能在西欧的森林林冠枯萎中起了关键作用。迄今为止,酸雨在土壤酸化中的相对重复性在文献中还有争论。有的作者认为,酸雨对欧美土壤酸化的贡献与自然因素和耕作的影响相比是很小的,而其他人却提出相反的看法。     

我国东北地区地表水酸化现状

2011年8月对我国东北地区东部的溪流进行采样调查,以评价地表水的酸化现状.通过对采集的33个水体pH值和酸中和容量(ANC)的分析发现,只有长白山上少数溪流的pH值低于6.0,而所有采样水体的ANC均高于0.2 meq.L-1,说明该地区尚未大面积发生地表水酸化问题.离子浓度分析结果表明,HCO3-是水体中最主要的阴离子,而SO24-浓度往往小于150μeq.L-1,NO3-浓度更是远低于SO24-,这说明该地区酸沉降污染较轻.但是,东北地区广泛分布着风化速率较低的酸性森林土壤,导致一些水体缓冲酸沉降的能力较弱,水体酸化的可能性仍然存在.以此类推,东北亚目前的酸沉降水平尚不足以产生严重的地表水酸化问题,周边国家不应过分夸大我国排放酸性气体的越境输送导致的环境影响.     

中国南方森林黄壤的铝活化模式

将酸化模型应用于我国区域酸沉降影响的预测和控制对策的制定,需要选择有区域代表性的土壤铝活化模式并确定其参数.利用我国南方4个森林小流域的土壤化学长期观测资料,对常见的铝活化模式,如三水铝石模式、斜矾石模式、高岭石模式、伊毛缟石模式和有机质吸附模式等在中国南方森林黄壤的区域适用性进行了分析.结果表明,广泛应用于各种酸化模型的三水铝石模式实际上并不适用,而修正后的三水铝石经验模式在土壤水pH值≥4时能够适用,经验常数可取pK=-2.40、 a=1.65（上层土壤）和pK=-2.82、a=1.66（下层土壤）.其他模式与经验三水铝石模式相比,模拟性能并无明显的改善.观测结果还表明,当pH<4时,pAl不随pH明显变化,这些模式均不能解释其机制.     

基于监测断面空间聚类的中国枯水期水质污染区域格局

为分析我国枯水期地表水水质的空间分布规律,识别其空间格局,基于我国31个省(自治区、直辖市)枯水期(2021年1—2月)地表水监测断面的融合数据(不包括港澳台地区数据,下同),运用空间自相关、空间聚类和热点分析方法进行研究. 结果表明:①我国枯水期地表水水质在空间分布上呈现出西部和中部地区以GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅰ类和Ⅱ类为主、东部和东北地区以Ⅲ类和Ⅳ类水体为主的非对称分布特征;在空间上表现为显著的正向高聚集格局,并被高/低聚类和热点分析中不显著断面所在的长条状区域分界线(即福建省中部—江西省北部—湖北省—陕西省),粗略地划分为重污染区和轻污染区两大区域. ②以水质优Ⅲ比率0.9为标准形成的分界线位置与污染区域划分界线基本一致,证明了我国枯水期地表水污染区域识别结果的准确性. ③重污染区水质污染程度在统计学上显著(双样本T检验中P<0.05)高于轻污染区,两大区域内的断面水质指标相关性(分别为0.83和0.47)均高于两大区域间的断面水质指标相关性(0.45). 研究显示,我国枯水期地表水水质具有显著的高聚集特征,且这种聚集特征与我国地表水资源的分布和污染物的排放有密切关系.      

东北典型黑土区讷谟尔河流域土地利用变化对沟蚀影响研究

论文以东北典型黑土区中的黑龙江省讷谟尔河流域作为研究区,以1965年的Corona 和2005年的SPOT5影像做为数据源,获取研究区1965和2005年的侵蚀沟分布数据;以地形图、Landsat/MSS影像和TM影像作为数据源,获取1954、1975、1995和2005年的土地利用数据,据此就研究区沟蚀动态和土地利用变化对沟蚀发展的影响进行分析。结果表明：40 a间侵蚀沟密度>250 m/km²的区域由1965年的0 km²增加到4 077.17 km²,占总侵蚀区面积的37.57%;侵蚀沟密度以北东—南西向为轴线从剧烈增加区逐渐过渡到微度增加区;耕地上沟蚀状况最严重,草地和沼泽地次之,林地侵蚀沟密度较小;耕地和草地之间的互相转换,侵蚀沟密度增加最大,分别为600.60和456.08 m/km²;其次是林地转变为耕地,侵蚀沟密度增加346.91 m/km²;各沟蚀变化区耕地的增加比例在29.21%~46.54%之间,草地减少的比例在27.10%~41.50%之间,沼泽地减少的比例在5.86%~12.50%之间。     

东北强降水时空变化的特征和原因分析

利用东北地区近45 a(1961-2005年)4-9月逐日降水量资料计算了强降水集中度和集中期,分析了强降水集中度和集中期时空变化特征,讨论了影响强降水集中度和集中期的环流特征变化。结果发现,东北强降水集中度与强降水有很好的相关性,对于强降水有着很好的指示作用。从空间分布上看东北雨季强降水集中度由东向西趋于集中。从时间变化方面来看,1960年代中期到1980年代初,强降水集中度处于低值区,而在1991年之后东北地区强降水集中度大多处于高值区。强降水集中期仅在1970年代处于低值偏多的时期。对于东北不同区域大部分地区(除东北西北部外)在1990年代之后集中度都有所增加,集中度大值年出现的频率增加,而东北西北部的变化正好相反。东北地区强降水集中度偏高时,东北地区整层处于低压中心,在东北东部海面上有高压存在。东北地区存在着偏西气流和东南暖湿气流的交汇,在40～50°N纬度范围内高度场呈"+－+"波动。集中度偏高时东北东部地区有上升的垂直速度中心,并且上升速度随高度升高(300 hPa以下)而增强。东北地区水汽主要来源于鄂霍次克海冷湿空气。在东北地区存在着水汽通量散度的负距平中心,形成水汽异常辐合区,有利于强降水的出现。     

1982-2006年中国东部秋季植被覆盖变化过程的区域差异

为进一步认识1982-2006年中国东部秋季植被覆盖变化过程及其区域差异,论文分析了1982-2006年9-10月归一化差值植被指数(NDVI)的多年平均状况和年际变化,并通过聚类分析辨识了NDVI变化过程的主要模态,进而探讨了它们与温度和降水变化的相关关系。结果表明:(1)中国东部秋季森林的覆盖度最高,农田次之,草原最低,并表现出1998年之前趋于增加、此后趋于锐减的变化特征;(2)不同区域植被覆盖变化过程不尽相同,整个研究区植被覆盖变化过程可以分为6种模态,其中①东北地区呈波动上升趋势,②内蒙古高原东北部1982-1998年波动上升、1998年后陡然降低,③华北北部-东北南部呈现跃迁式上升,跃迁年份为1994年,④华北南部表现为先降低后略微增加,趋势转折出现在2000年,⑤江淮地区呈现为1982-1992年波动增加、1992-2006年波动降低,⑥长江及其以南地区表现为陡然下降,突变始于2000年;(3)除了内蒙古高原东北部降水变化能够解释植被覆盖度年际变率的66%以外,华北北部-东北南部的植被覆盖与降水具有正相关关系,秦岭-大巴山-长江中下游及以南地区的植被覆盖与同期温度呈显著正相关,但是降水或温度仅能够解释植被覆盖年际变率的21%,其余地区植被覆盖与气候变化没有显著的相关关系。     

东北典型黑土区沟蚀发生风险评价研究

选择黑龙江省乌裕尔河和讷谟尔河两流域所涉及的东北典型黑土区作为研究区,以SPOT 5 影像为基础数据源, 获取了研究区2005 年的侵蚀沟分布数据,并且利用该数据对研究区沟蚀现状进行了评估。同时基于1:50 000 地形图数据插值求取的DEM,提取了与沟蚀形成相关的11 个地形因子。最后基于沟蚀数据和无共线性的8 个地形因子构建了Logistic 模型,据此模型对研究区沟蚀发生风险进行了评价,进而进行了沟蚀发生风险分级评价研究。结果表明研究区当前侵蚀沟共有14 184 条,密度为322.11 m/km²,吞噬耕地约100.36 km²;基于Logistic模型获取的沟蚀发生风险空间分布图与研究区沟蚀分布现状较为吻合,以0.4 分界时,研究区73%的侵蚀沟都发生在具有高危发生风险地区,评价结果能够反映研究区的沟蚀发生风险分布状况;通过风险分级图表可以评估研究区不同发生风险等级的沟蚀分布面积、分布特征和空间分布格局,便于管理者找出较为严重的侵蚀区,为有针对性地进行沟蚀防治提供依据。     

东北地区植被时空演变及影响因素分析

基于2000~2020年MODIS NDVI遥感数据,辅以气象数据和土地利用数据,通过小波分析、Sen+Mann-Kendall趋势分析、Hurst指数、偏相关分析及残差分析法,以不同地形地貌为单元,对不同周期阶段下东北地区植被时空演变特征及其对气候变化和人类活动的响应机制进行深入解析.结果表明:时间上,21a间东北地区植被NDVI呈速率为0.0308/10a(P<0.001)的上升趋势,以16a第一主周期下10a左右的周期变化最为稳定;空间上,东北地区植被NDVI整体处于较高水平,但空间分异明显,呈“西南低东北高”的格局.各周期阶段均为NDVI改善面积大于退化面积且改善范围不断扩增.NDVI未来变化趋势主旋律为持续改善,占总面积的63.56%;响应机制上,东北地区植被NDVI受气候变化与人类活动共同影响.2000~2020年NDVI与气温、降水和相对湿度呈正相关,与日照时数呈负相关,其中降水对NDVI的影响作用最强,且随周期演替以降水为主导气候因子的面积显著递增.各周期阶段人类活动对NDVI变化均以正向促进为主,林业工程实施是植被状况改善的关键,而建设用地扩张是植被减少的主要原因.     

Mitigation Potential for Carbon Sequestration Through Forestry Activities in Southern and Eastern China

In this paper, forest protection, short- and long-rotation plantations, forestregeneration, agroforestry and other activities for carbon (C) sequestration wereevaluated. China may be divided into five sub-regions, of which three fallin the main forested areas of China, i.e., the northeast, the southeast andthe southwest regions. The forestry mitigation potential in these threeregions is the subject of this paper. The Comprehensive Mitigation AssessmentProcess (COMAP) model is used to calculatethe potential for carbon mitigation and the cost-effectiveness of eachmitigation option, assuming that 60 percent of the goals of long-termforestry plans of the Chinese government could be realized. The resultsshow that the total sequestered C by the mitigation scenario between2000 and 2030 for the three regions of China will be 2093 × 10⁶ Mg C, ofwhich 281 × 10⁶ Mg C will occur between 2008 and 2012. The total netbiomass sequestration (difference of mitigation and baseline scenarios) from2000 to 2030 and from 2008 to 2012 is 496 × 10⁶ Mg C and 59 × 10⁶ Mg Crespectively. The C sequestration potential could be higher if othertwo regions are included since the forest area of the two regions amount to26.5% of total forested area, in particular, the land area suitable forforestation in the northwest accounts for 45% of the total. The activitywith least investment cost per unit of C is forest regeneration, followedby long-rotation plantation and forest conservation. The mostinvestment-intensive activity is bioenergy. The total investment for all themitigation activities is US $12.7 billion. The above figures between2008–2012 provide an upper bound on the potential for early startprojects that might be eligible for the Clean Development Mechanism(CDM). The authors would like to note that the mitigation potential andcost-effectiveness of agroforestry and bioenergy projects need to be furtherstudied.     

全国第二次土地调查前后中国耕地面积变化的空间格局

长期以来中国耕地数量受到国内外的高度关注,但是中国的耕地面积到底是多少,一直是个谜,特别是在耕地面积出现几十年持续下降的背景下,全国第二次土地调查结果居然比调查前多出了2亿多亩。论文利用全国第二次土地调查前后的耕地面积数据,从耕地总面积和不同类型的耕地面积两个维度,在不同空间尺度上,对耕地面积数据进行对比分析。研究表明：1）从区域尺度来看,“二调”多出的2亿多亩耕地主要分布在东北、华北与西北地区,其中东北地区几近一半,华南是唯一减少的区域;从省级尺度来看,26个省份耕地面积增加,以东北三省和新疆、内蒙古居多,京沪苏粤陕出现减少,尤以苏粤为甚;从市级和县级尺度来看,耕地增减空间集聚明显,耕地增加的地市和县市均以东北最为集中,耕地减少的地市以珠三角和长三角最为集中,耕地减少的县级单元以粤苏云三省最为集中。2）耕地的三种类型都出现增加,但旱地最多（53%）、水田最少（10%）;水田和水浇地均“北增南减”;旱地的增减主要分布在北方,且增减的空间分布都非常集中,东北增加较多,黄淮海平原减少较多。耕地分布重心的持续北移,加剧了水土资源的不协调性,从而影响耕地的质量,未来中国政府在高度关注耕地数量变化的同时,更应强化耕地质量的提高与保护。     

中国自然资源生态服务重要性评价与空间格局分析

自然资源是保障经济社会发展的重要物质基础,同时又发挥了重要的生态服务功能。选取水源涵养、水土保持、防风固沙、生物多样性维护和产品提供五类生态服务,采用NPP定量指标法识别中国自然资源生态服务的重要区域,并进一步分析空间格局特征。结果表明：中国自然资源生态服务极重要和高度重要区约占总面积的1/4,以东北山地、江南地区、西南地区和青藏高原东部等水源涵养能力强、水土保持较好、防风固沙水平高、生物多样性较丰富的地区为主;不同类型自然资源的生态服务重要性差异显著,耕地资源的产品提供服务重要性显著,林地和草地资源的水源涵养、水土保持、防风固沙及生物多样性维护服务重要性均较显著,水域主要提供水源涵养服务;各生态服务重要性在空间上均显著集聚,自然资源综合生态服务的热点区主要分布在大兴安岭、长白山、浙闽山地、武夷山、南岭山地、秦岭山地、滇西南地区和藏东南山地等;自然资源综合生态服务重要性的空间分布与农业自然带/亚带呈现较高的一致性,热带和温带地区的重要性级别较高。研究结果可为区域自然资源管理及生态保护修复提供决策依据。