生态系统的酸沉降临界负荷及其研究进展

生态系统的酸沉降临界负荷是制订合理高效氮、硫排放削减方案的关键,因此受到了科学家和政治家的广泛关注．本文综述了当前国内外有关生态系统酸沉降临界负荷的研究进展及研究中的一些关键问题,最后提出当前研究中存在的问题及对未来研究的展望。     

我国自然生态系统氮沉降临界负荷评估

过量的氮沉降引起了一系列环境问题并导致生物多样性损失,因此评估当前生态系统氮沉降临界负荷对区域氮管理及其污染控制至关重要.利用稳态质量平衡法估算了当前我国自然生态系统的氮沉降临界负荷,并与氮沉降数据对比,获取了我国超过氮沉降临界负荷的生态系统空间分布情况.结果表明,6%的地区氮沉降临界负荷大于56 kg·(hm²·a)^-1,67%的地区氮沉降临界负荷在14～56 kg·(hm²·a)^-1之间,27%的地区氮沉降临界负荷小于14 kg·(hm²·a)^-1.氮沉降临界负荷较高的区域主要分布在青藏高原东部、内蒙古东北部和南部部分地区.氮沉降临界负荷较低的区域主要分布在青藏高原西部、西北地区和东南部分地区.氮沉降超过临界负荷的区域约占我国的21%,主要分布在东南和东北部分地区.东北、西北和青藏高原地区超临界负荷值普遍低于14 kg·(hm²·a)^-1.因此,未来这些超过氮沉降临界负荷地区的氮素管理和控制更为值得关注.     

瑞典环境管理向效应定量化迈进

测定生态承载量以作为环境效应的基础,一直是环境研究和环境管理的一种设想。由北欧部长会议(NCM)发起的氮和硫的临界负荷研究,已由北欧的一个专家组完成,并邀请国际专家进行了评审。该研究对临界负荷的定义是:对最敏感的生态系统不造成长期有害作用的化学变化的最高负荷。为导出临界负荷的值,引入了质子预算概念。这种方法是假设土壤的全部氢离子输入(全部酸沉降和内部的酸化作用)必须不超过土壤风化作用产生的碱性。     

稳态法确定酸沉降临界负荷的基本理论探讨

明确了确定酸沉降界负荷理论的基本概念,通过建立生态系统在临界状态时淋溶液中碱度产生的静态质量平衡得到计算到沉降临界负荷的基本方程,由此方程又导出计算酸度,潜在酸度,硫和氮等临界负荷的数学表达式,并讨论了根据对选择对指示生物有机体不发生危害的临界化学值计算了淋溶临界碱度的方法,由此给稳态法建立了完整系统的理论体系。     

中国南方生态系统的酸沉降临界负荷

将中国南方生态系统的酸沉降敏感性等级与用MAGIC模型在对应样点计算的临界负荷值相结合,对中国南方生态系统的酸沉降临界负荷进行了研究,并编制了1°×1°经纬度网格的临界负荷图．研究结果表明,中国南方生态系统硫沉降临界负荷大多在2.3～5.2gm²a之间,在地域分布上由东南向西北逐渐增大,其中临界负荷小于3.0g/m₂a的极敏感地区为浙江南部、广东与福建交界地区、贵州西南部和广西中部．     

氮素影响陆地生态系统碳循环过程的模型表达方法

氮素是植物生长所必需的重要营养元素。人类活动引起的大气氮沉降增加对陆地生态系统碳循环过程具有重要影响。准确地定量表达氮素对陆地生态系统碳循环过程的影响是预测未来全球碳循环变化的关键环节。论文系统地归纳总结了国内外多个知名生物地球化学模型中氮素影响光合作用、呼吸作用、同化物分配等碳循环过程的数学表达方法,分析了不同碳循环过程中模型表达方法的不确定性及其原因。指出未来模型的发展需在加强机理研究的基础上,发展能反映氮饱和现象、能显式表达氮素与光合速率关系的光合作用过程算法,发展能显式表达氮素与植物体根、茎和叶呼吸速率关系的维持呼吸算法以及发展显式表达氮素对同化物分配过程影响的动态同化物分配方案。指出当今大部分主流模型在模拟氮素对光合作用影响时没有考虑氮饱和现象,因此利用模型预测未来陆地生态系统对氮素增加的响应时可能会高估氮沉降对光合速率的影响。研究综述可为准确评价陆地生态系统碳氮相互作用和发展碳氮耦合模型提供参考。     

发展中国家的酸化现象:全球生态系统敏感度和临界负荷方法

在热带和亚热带气候区的一些发展中国家,其生态系统面临着酸化增长的危害.本文介绍了调查硫排放物引起全球酸化危害程度的研究方法.用大气转移模型计算硫(1990年排放量和2050年规划排放量)和碱性土壤灰尘的沉积及转运量.解释了陆地生态系统相对敏感度的推导方法,给出了初步的,临界负荷.一系列临界负荷和碱性阳离子沉降量指标被用来调查地图上描述的超过临界负荷沉积量的不确定性.这些指标表明,与1990年相比,东南亚和非洲南部的部分地区2050年酸化危害程度将继续增加.一些地区,特别是亚洲,在使用高临界负荷和碱性阳离子沉积量计算时,仍表现出这种危害.     

氮素输入对沼泽湿地碳固定和周转的影响

湿地是地球表层各圈层之间相互作用的一个重要界面,是陆地生态系统碳(C)、氮(N)循环的重要组成部分。目前,人口增加、工农业发展、污水排放等人类活动导致湿地生态系统的N负荷增加,N输入的持续增强已成为全球性的环境问题,对湿地各种生态过程产生深刻的影响。该文总结了外源N输入对湿地植物生长、光合C固定、有机碳矿化、呼吸作用和土壤C库的影响,在此基础之上总结了对不同湿地植物生物量和光合速率产生负面影响的N输入临界负荷值,简要分析了国内湿地之间N负荷临界值存在差异的原因,深入理解N输入对中国沼泽湿地生态系统C固持和周转的影响。     

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...     

酸沉降临界负荷模型及特点分析

酸沉降临界负荷作为确定陆地生态系统对酸沉降的容许标准和制定污染控制对策的可行性工具，为预测土壤、水体酸化趋势而开发的酸化模型在临界负荷的计算中起了重要作用，本文通过综述临界负荷模型的计算特点，提出了模型在应用过程中存在的问题及解决办法。     

珠江三角洲地区硫和氮沉降临界负荷研究

通过实地采集土壤样品和测量其矿物组成,收集植被和大气沉降等数据,应用稳态质量平衡(SMB)法和ArcGIS,计算得到了珠江三角洲地区硫沉降和氮沉降临界负荷及其超临界负荷.结果表明,珠江三角洲地区当前硫沉降临界负荷呈现东高西低的态势,高值区分布于惠州大部、广州中北部、东莞和中山南部地区,其临界负荷值大于15.0 keq·(hm2·a)-1;低值区包括江门大部、肇庆大部和深圳部分地区,其临界负荷值小于2.0 keq·(hm2·a)-1.氮沉降临界负荷在1.0~2.5 keq·(hm2·a)-1范围,小于1.0 keq·(hm2·a)-1出现在肇庆等地区.当前硫沉降超过临界负荷的区域较少,但大部分区域氮沉降超过了其临界负荷;未来随着大气颗粒物浓度的降低硫沉降临界负荷将下降,将出现大片硫超临界负荷区.因此,当前珠江三角洲地区应加大氮沉降控制的力度,未来在控制大气颗粒物的同时应特别注重硫沉降的协调控制.     

酸沉降临界负荷研究中的不确定性

从临界负荷的定义,所选用的指示生物及其化学临界值,目前所运用的研究方法,实测资料的缺乏等方面讨论了临界负荷研究中存在的不确定性,指出目前应用于酸沉降临界负荷研究中的稳态和动态模型的模拟能力学很有限,有待进一步完善和发展。     

大气的干湿沉降及其对海洋生态系统的影响

对国内外学者近些年来在大气干、湿沉降方面的工作较为的综述；包括干湿沉降的采样方法。研究方法、主要结论。重点讨论了大气沉降对海洋生态系统的影响，特别与河流输送量的对比，指出：大气干湿沉降对某些海工的初级生产较之河流而言膛可忽视的作用，氮的输送马湿沉降为主，而磷的输送尚待进一步研究。最后提出了大气干湿沉降今后可可能的若干研究文献。     

Critical load of sulfur deposition for ecosystemand its application in China

ＣｒｉｔｉｃａｌｌｏａｄｏｆｓｕｌｆｕｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｆｏｒｅｃｏｓｙｓｔｅｍａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎＣｈｉｎａＺｈａｏＤｉａｎｗｕ；ＺｈａｎｇＸｉａｏｓｈａｎ；ＹａｎｇＪｉａｎｘｉｎ（ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＥｃｏ－Ｅ...     

国外旅游地社会-生态系统恢复力研究进展与启示

恢复力思想和方法运用于社会-生态系统,是全球可持续发展研究的一个新视角。可持续旅游是全球可持续发展的重要内容,旅游地是重要的社会-生态系统类型,从恢复力视角研究旅游地复杂性、动态性及综合性,成为旅游可持续发展研究的重要途径。论文综览国外旅游地社会-生态系统恢复力研究的大量相关文献,从研究尺度与对象、研究方法及研究内容三个方面展开综述,重点就旅游地社会-生态系统恢复力的认识、与相关概念联系、阈值、驱动因素、概念性与定量评估、适应性管理等研究内容进行了详细梳理和评述,并得出相应研究启示,提出有待于进一步研究的问题。以期为国内旅游地社会-生态系统恢复力研究和旅游地社会-生态系统建设提供借鉴和指导作用。     

Assessment of the maximum allowed acid deposition load at current stage in China

Soil acidification caused by acid deposition has been significant in some forests in southern China. We present an approach for assessing the current stage maximum allowed load (SML) of acid deposition for terrestrial system in the country. The main idea was that soil base cation exchange as a finite buffer to acidity was included in the soil acidity mass balance calculation at current acidification stage. We calculated the SML for five forests in southern China. The usual critical loads for the same forests were also calculated by the steady state mass balance model for comparison. The results showed that the SML is a more tolerant limit than the critical load for the forests with soils not acidified seriously at current stage. However, the SML become a more stringent limit to acid deposition when the forest soils have acidified seriously to very low base cation saturation. In this case the SML assessment is beneficial for the soils recovering from a serious acidified state. Based on a national scale database, the SML mapping for non-agricultural soil system in China was carried out.     

半导体制造业降低全氟化碳(PFC_S)排放的研究

半导体制造业作为信息产业的基础,半导体元件的需求增长迅速。半导体行业的环保节能研究已成为技术发展的主题。全氟化碳(PFCS)为目前认为具有高温室气体暖化潜势的气体,也是《京都议定书》控制的6种温室气体之一,对气候的影响能力不可忽视。全球各半导体行业、环保部门及相关研究机构仍在不断努力减排。本文从半导体行业中PFCS的排放现状、产污环节、排放特点、污控途径、激励措施等方面对其减排途径进行了研究和分析。     

中国酸沉降:来源、影响与控制

总结我国酸沉降观测与模拟、来源与影响以及控制与成效,不仅能为未来我国大气污染治理提供科学依据,也能为国际酸沉降控制提供参考.本文回顾了40年来我国酸沉降研究的发展历程,对有关酸雨时空分布特征、致酸气体排放、土壤和地表水酸化、酸化缓冲机制、临界负荷区划以及酸雨控制对策等研究进展进行综述.我国酸雨污染经历了快速发展、污染缓和、再次恶化和持续改善4个阶段,与酸性气体——二氧化硫和氮氧化物的排放趋势相一致.我国酸雨区主要分布在长江以南及青藏高原以东的广大地区以及四川盆地,而不是排放最为集中的华北地区,反映出氨气和盐基阳离子排放的较强中和作用.作为酸沉降的主要危害,我国土壤酸化严重,而地表水酸化与欧美相比并不突出,原因是盐基阳离子沉降和硫氮转化（如硫酸根吸附和反硝化等过程）提供了特别的缓冲作用.随着二氧化硫排放优先于氮氧化物得到初步控制,我国降水化学组成由硫酸型转变成硫酸-硝酸-铵混合型,从而氮沉降,特别是铵沉降对我国土壤酸化的贡献越发显现.国家“两控区”划分、大气污染物总量控制与“大气污染防治行动计划”等政策的实施,有效控制了我国酸沉降的发展,酸化的土壤和地表水开始出现恢复的趋势.