2003—2010年中国对流层CO2时空分布研究

利用2003年到2010年的美国宇航局（National Aeronautics and Space Administration,NASA）的AIRS（Atmosphere InfraRed Sounder）官方反演的对流层中层（500 hPa）左右一段气柱内的CO2体积混合比产品分析中国地区对流层的CO2体积分数分布时空变化特征。所用数据是对AIRS L3产品2°×2.5°网格数据进行处理分析得到。经过对这8年的观测数据（2003年1月—2010年12月）的数据分析研究发现：中国地区平均CO2的体积分数在空间分布上极不平衡,总体高值集中于北部。CO2对流层中层的高值区集中在35°—45°N,形成东北平原、内蒙古中西部地区、塔克拉玛干沙漠和塔里木盆地4个高值中心,而云南地区和西藏南部上空的CO2值偏低。与中国地区8年平均CO2体积分数变化特征大体一致,每月（8年平均值）分布趋势也呈北部地区和东部地区高而南方体积分数值相对低的特征。CO2月平均体积分数的最高值一般出现在每年的4月或者5月,而每年的最低值则出现在每年的1月。对流层中层CO2体积分数呈现明显季节变化,总体上来说,从2003年到2010年这8年中,平均春、夏两季对流层中CO2含量较高,而秋、冬季CO2低于春夏两季。     

桂林岩溶表层带土壤 CO2体积分数时空变化规律及其意义

通过2010—2011年的监测建立了桂林盘龙洞坡地和洼地不同深度土壤 CO2体积分数的季节性变化.监测土壤 CO2体积分数空间上变化为:坡地80 cm>50 cm>30 cm;洼地80 cm >100 cm >50 cm>30 cm.监测土壤 CO2体积分数时间上变化为2010年7月和2011年6月未 CO2体积分数达到最高值,2010到2011年冬季为土壤 CO2达到最低值.由于受到大气降水量急剧减少的影响2011年土壤 CO2体积分数整体比2010年低.显示大气降水量也是影响土壤 CO2体积分数的重要环境因素.为我国固碳减排科学的选择时间和空间提供有力的依据     

桂林岩溶表层带土壤CO2体积分数时空变化规律及其意义

通过2010—2011年的监测建立了桂林盘龙洞坡地和洼地不同深度土壤CO2体积分数的季节性变化。监测土壤CO2体积分数空间上变化为:坡地80 cm>50 cm>30 cm;洼地80 cm>100 cm>50 cm>30 cm。监测土壤CO2体积分数时间上变化为2010年7月和2011年6月未CO2体积分数达到最高值,2010到2011年冬季为土壤CO2达到最低值。由于受到大气降水量急剧减少的影响2011年土壤CO2体积分数整体比2010年低。显示大气降水量也是影响土壤CO2体积分数的重要环境因素。为我国固碳减排科学的选择时间和空间提供有力的依据。     

北京大气中CO体积分数与风速关系

CO是城市大气中一种重要的污染物,在城市的光化学反应中扮演着重要的角色.以2004-08-2005-07期间北京中科院大气物理研究所连续观测的CO体积分数和风速数据为基础,研究了北京市大气中CO体积分数与风速的分布特征.结果表明,北京大气中CO体积分数受排放源和大气扩散能力的影响呈现冬季高,夏季低的季节变化特征.白天8 h (09:00-16:00) CO体积分数与风速分布频率存在负的统计相关性,相关系数r=0.93,K值为3.5±0.5.受观测点地理位置和周边道路机动车分布的影响,偏东气流控制时的CO体积分数是偏西气流的2.3倍.     

贵州喀斯特地区不同土地利用方式土壤CO_2体积分数变化及影响因素

为了解不同土地利用方式对土壤剖面CO2体积分数的影响,采用气相色谱法对贵州喀斯特地区土壤不同深度空气CO2体积分数进行观测。结果表明：不同土地利用对土壤平均CO2体积分数影响较大,其次序为：次生林（0.35%±0.06%）〉草地（0.34%±0.05%）〉人工林（0.27%±0.03%）〉农田（0.16%±0.03%）。次生林、草地与农田之间土壤CO2体积分数差异性显著,而人工林与农田之间无显著性差异。不同土地利用方式土壤剖面CO2体积分数的时空变化特征比较一致：从春季到夏季逐渐增加而从秋季到冬季又逐渐降低,与该区域的温度和降雨量变化趋势一致。同时随着土壤剖面深度增加CO2体积分数逐渐增大,但在土层12 cm处有突然降低现象（农田除外）。不同土地利用方式土壤空气CO2体积分数变化与大气、土壤温度密切相关（r=0.602~0.886,P〈0.05）,土壤温度升高会导致土壤CO2体积分数上升。土壤湿度虽然也在一定程度上影响了剖面CO2体积分数,但相关性分析表明二者之间并不显著（r=0.105~0.393,P〉0.05）,说明在贵州喀斯特地区,土壤温度对土壤空气CO2体积分数的影响大于土壤湿度。     

北京近地层O3、NOx、CO及相关气象因子的分析

利用2004年9月--2005年7月北京市区近地层O3、NOx、CO和气象要素的连续观测资料,分析了近地层O3及其前体物体积分数的分布特征和日变化特征,同时采用非参数统计方法分析了近地层O3及其前体物体积分数的季节变化特征及局地气象要素对它们的影响.结果表明,CO和NO2的体积分数近似于Lorentz分布;O3、NO和NOx的体积分数满足指数分布.O3体积分数的日变化呈单峰型结构,午后15:00左右出现峰值,凌晨7:00左右出现最低值;而其前体物NOx和CO体积分数的日变化呈双峰型结构,早上7:00左右出现第一次峰值.午后15:00左右达到最低值,凌晨0:00左右出现第二次峰值;NO2第一次峰值的出现时间滞后于NO和CO;此外,NO2的最低体积分数晚上与白天几乎相当.O2体积分数的季节变化表现为夏季高,冬季低;与其相反,NO、NO2、NOx和CO几乎均表现为冬季高,夏季低.相对湿度、温度、风速与O3及其前体物的体积分数均具有显著的相关性.风速大于4.0 m/s时,O3的平均体积分数仍然增大.     

北京灵山草地土壤CO2源汇和排放通量与温度湿度昼夜变化的关系

大气中温室气体含量不断升高是造成目前全球变暖的主要原因,而土壤CO2是大气CO2的重要来源之一。研究表明温度、湿度是土壤CO2最主要的气候影响因素,通过对植物夏季雨后次日对土壤CO2排放过程中的源(不同深度土壤CO2体积分数)、汇(大气CO2体积分数)和中间CO2气体交换通量(土壤CO2排放通量)、气温、土温以及表土湿度进行同步连续的昼夜观察,研究日和小时变化尺度上温度和土壤湿度对CO2地气交换的影响。结果表明土壤CO2排放通量、大气CO2和土壤CO2体积分数的昼夜变化特征不一致,只有土壤CO2排放通量与气温变化存在明显的正相关关系,在日变化尺度上随表土湿度增加而增加;表土湿度在日变化尺度和小时变化尺度上与草丛空气CO2体积分数正相关;土壤CO2体积分数则在日变化尺度上当表土湿度较小时与表土湿度正相关。气温主要影响土壤CO2向大气的扩散和对流过程,而不是昼夜尺度上影响土壤CO2体积分数变化的主要环境因素。     

中国南部样带植被NPP与气候的关系

以全球变暖为背景,以中国南部区域18.00°～7.50°N,108.50°～112.50°E样带为研究对象,以纬度为梯度,应用CRU(Climate Research Unit)全球观测数据集和CO2体积分数倍增后的2050年模拟气候状况作为平衡态陆地生物圈模型BIOME4的气候驱动,对中国南部样带历史100 a和未来50 a间的潜在植被净初级生产力(net primary production,NPP)和叶面积指数(leaf area index,LAI)变化进行模拟和统计分析.结果显示样带内影响NPP的主要因素为年最低温度和年均降雨量,影响LAI的主要因素为年均温度和年均降雨量.植被类型变化与气候变化所造成的NPP、LAI变化略有不同.样带较高纬度地区,植被类型变化与气候变化造成的NPP均值差异较小而LAI则差异较大.未来气候状况下NPP、LAI都有大幅度的增加,但不同纬度增幅不同.     

大气CO2体积分数升高条件下玉米叶片抗氧化能力的变化

近年来大气中CO2体积分数急剧上升,对植物的光合作用、呼吸作用、水分利用等产生重要的影响.文章利用开顶式气室(OTC)研究了大气CO2体积分数升高条件下玉米(Zea mays L.)叶片抗氧化能力的变化.结果表明,整个生长季内,与对照相比,在高体积分数CO2(550×10-6)条件下,玉米叶片的相对电导率和MDA含量下降,说明膜脂过氧化程度有所降低;O2-·产生速率和H2O2含量与对照相比呈下降趋势并在灌浆期呈显著性差异(P＜0.05),但是随着熏蒸时间的延长,高体积分数CO2处理的植株O2-·产生速率和H2O2含量都逐渐降低,这说明高体积分数CO2下活性氧产生减少;SOD、POD、CAT的活性与对照相比明显升高并达到显著(P＜0.05)或极显著水平(P＜0.01);百粒质量、穗粒数和穗粒质量均高于对照,说明CO2体积分数升高有利于提高玉米的抗氧化能力,促进植物生长.     

北京大气中SO2、NOx、CO和O3体积分数变化分析

为了探讨北京市大气污染物的污染水平和变化特征,2004年8月—2005年7月对北京大气中SO2、NOx、O3和CO体积分数进行了连续观测,并对比分析不同季节的变化特征。结果表明,SO2体积分数呈双峰曲线日变化,在08:00和23:00出现峰值。SO2采暖季日振幅明显高于非采暖季日振幅,采暖季SO2体积分数要比非采暖季高出3倍以上。NOx、CO体积分数在早晨07:00和傍晚20:00左右出现峰值,NOx体积分数最大值可达130×10-9,而CO体积分数最大值可达3300×10-9。NO有明显的日变化和季节变化,而NO2白天夜晚都维持在同一水平,且季节变化也不大。O3体积分数夏季远远高于冬季,日变化均呈单峰型分布,午后14:00—15:00出现峰值。     

东海近岸海域不同贝类体内挥发性酚残留的时空变化及其污染分析

2006年6月和2007年6月分别在东海近岸海域采集了4种贝类,对不同贝类体内挥发性酚残留量进行了检测。结果表明：2006年6月调查海域4种贝类体内挥发性酚残留量范围为0.25-0.59mg·kg^-1,褶牡蛎（Crassostrea plicatula）体内残留量最高;2007年6月残留量范围为0.80-1.50mg·kg^-1,紫贻贝（Mytilus edulis）体内残留量最高。在2次采样间4种贝类体内挥发性酚残留量的平均值表现为四角蛤蜊（Mactra veneriformis）〈文蛤（Meretrix meretrix）〈褶牡蛎〈紫贻贝。2006年6月调查海域各站点贝类体内挥发性酚残留量范围为ND-0.78mg·kg^-1,平均值为0.31mg·kg^-1;2007年6月残留量范围为0.20-2.22mg·kg^-1,平均值为1.19mg·kg^-1。2次采样间贝类体内挥发性酚在调查海域的分布格局为东海中部〉东海南部〉东海北部。贝类体内挥发性酚残留量主要受自身与外界环境因素的综合作用。     

基于综合气象干旱指数（CI）的干旱时空动态格局分析——以甘肃省黄土高原区为例

借助ArcGIS9．3和SPSS数据软件平台,根据甘肃省黄土高原区33个气象站1962-2010实测气象资料,利用综合气象干旱指数（CI）对甘肃省黄土高原区近50年的干旱特征进行了时空分析。首先计算了各站历年逐日的CI指数,统计近50年各站点出现的干旱过程、各时段的干旱事件,在此基础上分析了甘肃省黄土高原区历年各地区干旱发生的覆盖范围、频率和不同等级干旱发生的多年平均天数,揭示了甘肃省黄土高原区干旱发生的时空差异和动态格局。分析结果表明,（1）甘肃省黄土高原区有大范围干旱发生的年份,夏季和秋季较多分别有13、8a,冬季最少,只有3a。（2）从空间尺度来看,甘肃省黄土高原区中兰州一榆中一靖远一带和庆阳北部属于高值区,而岷县、渭源一带属于低值区;106°E以西“临洮．通渭．天水”一带和庆阳东南部是干旱变幅最大的地方。（3）从季节尺度来看,夏季干旱频率和持续日数最多,春季、秋季次之,冬季最少。     

Industrial eco-efficiency and its spatial-temporal differentiation in China

The aim of this paper is to study the spatialtemporal differentiation of industrial eco-efficiency in China. Using methods based on the data envelopment analysis (DEA) model and exploratory spatial data analysis (ESDA) and data from 1985, 1995, 2005, and 2008 of 30 provinces in China, the spatial-temporal pattern changes in industrial eco-efficiency are discussed. The results show that: first, the patterns of industrial eco-efficiency are dominated by clustering of relatively low efficiency provinces; second, spatial relationships between the industrial eco-efficiencies of different provinces changed slightly throughout the period and the provinces persistently exhibit spatial concentration of relatively low industrial eco-efficiency; finally, there is an obvious trend in the polarization of industrial eco-efficiency, i.e., the higher level spatial units are concentrated in eastern China, and the lower level spatial units are mainly in western and central China.     

Temporal and spatial assessment of natural resource use in China using ecological footprint method

China has about 20% of the world's population. With rapid economic development and substantial population increase, China is now faced with severe conflicts between limited natural resources and increasing resource requirements. In this study, we used the ecological footprint method to assess the resource demand and supply conditions of each land use in China between 1978 and 2003. In order to provide insight into the spatial heterogeneity of resource demand and supply conditions, we also assessed the ecological footprint at provincial level in 2002. An ecological footprint curve method was introduced to compare differences in natural resource use, economic development and technological progress among different countries and provinces. The results showed that the ecological footprint, biocapacity and ecological deficit per capita for China have all been increasing during 1978–2003. The ecological footprints per person in northern and eastern China were larger than those in southern and western China. The ecological deficits per person in southern and eastern China were more severe than those in northern and western China. Though the resource use efficiency has increased considerably during 1978–2003, it was still much lower than those of the Netherlands, France, South Korea, Mexico, the Philippines and India.     

中国北方地区人工湿地冬季运行效果分析

人工湿地冬季运行效果不佳,是制约着中国北方地区广泛应用的主要因素之一。通过对天津某人工湿地几年的冬季运行实践汇总,系统的分析和总结了北方地区冬季运行和管理的经验,通过采取适当的冬季保温措施（如表面覆盖、对裸露地面的输水设施进行保温等）和优化运行管理方式（如强化预处理、连续进水、定水位出水、保持适当进水量等）,保证了人工湿地冬季的稳定运行及各类污染物的高效去除。通过2011年和2012年两年的冬运分析,2011年四项污染物平均去除率28%,2012年四项污染物平均去除率40%,说明人工湿地在中国北方冬季低温运行是可行的。因此,在采取适当措施后,北方潜流湿地的冬季运行仍可维持较好的处理效果。     

渤海湾海岸带表层沉积物中黑碳的分布特征

在渤海湾西海岸潮间带、近海和主要河流采集了85个表层沉积物样品,对黑碳（BC）的质量分数及其分布规律进行了研究,并探讨了BC与沉积物粒度的关系。结果表明：（1）渤海湾海岸带表层沉积物中BC的平均质量分数为（0.65±0.42）mg·g^-1,占总有机碳的比例为16.8%±7.5%,均高于我国其它海岸带;（2）潮间带沉积物中BC的质量分数存在明显的南北分区差异（以天津港码头为界）,北区（0.92mg·g^-1）比南区（0.22mg·g^-1）平均高4倍以上;近海和河流样品BC的质量分数也有一定程度的＂北高南低＂趋势,表明BC在海岸带运移扩散的继承性,河流输入可能是主要途径;（3）潮间带沉积物粒度表现为＂北区细＂（以粘土质粉砂主）而＂南区粗＂（以砂为主）,反映两个区域的水动力条件和沉积环境不同,是造成BC质量分数区域差异的主要原因。     

基于GWR的中国地级城市SO2年均质量浓度模拟

中国城市空气污染问题已经引起广泛关注。目前相关研究很多,但是以空间位置为拟合参数,对空气质量进行回归模拟的研究较少。以2010年中国地级以上城市SO2年均质量浓度为因变量,分别应用普通线性回归和地理加权回归（GWR）模型模拟SO2年均质量浓度,其中地理加权回归方法考虑了空间位置的影响并以此作为回归参数。回归的自变量指标体系包括气象要素（多年平均温度、光照、降水）、植被覆盖（NDVI）、地形要素（坡度、坡向、起伏度）、人为因素（GDP、能源消费）几个方面。由于各指标之间存在较强的相关性,用主成分分析方法计算得到温度、日照、降水、NDVI表征的气象植被综合指标,高程、坡度、起伏度表征的地形综合指标,和GDP、能源消费表征的人为因素综合指标。用3个综合指标值作为自变量进行回归模拟。普通回归结果较差,其r^2为0.11,矫正的r^2为0.10;GWR模型模拟结果相对较好,其拟合优度显著提高,r^2为0.66,矫正的r^2为0.47。因此,地理加权回归适合进行此类拟合,普通线性回归不适合。通过对比地理加权回归模拟的各个城市的拟合优度,发现年均质量浓度数值较高的地区拟合效果较差,这些地区主要集中在中国华北和南部部分地区。与基于机理的模型相比,GWR 模型和其各具优缺点,GWR 的优势主要表现在数据及其格式化要求低,计算机软硬件条件要求低,运算速度快等。     

桂林岩溶表层带土壤C02体积分数时空变化规律及其意义

通过20lO-2011年的监测建立了桂林盘龙洞坡地和洼地不同深度土壤C02体积分数的季节性变化。监测土壤C02体积分数空间上变化为：坡地80cm〉50cm〉30cm;洼地80cm〉100cm〉50cm〉30cm。监测土壤C02体积分数时间上变化为2010年7月和2011年6月未C02体积分数达到最高值,2010到2011年冬季为土壤C02达到最低值。由于受到大气降水量急剧减少的影响2011年土壤C02体积分数整体比2010年低。显示大气降水量也是影响土壤C02体积分数的重要环境因素。为我国固碳减排科学的选择时间和空间提供有力的依据。     

大鹏湾中溶解态总氮和总磷的多年调查结果分析

依据2000—2010年每月1次的调查资料,简要描述和讨论大鹏湾海水中溶解态总氮（DTN）和溶解态总磷（DTP）质量浓度的空间分布和时间变化。结果表明由于受到香港和深圳陆源排放的影响,DTN和DTP质量浓度在吐露港和沙头角附近水域1年4季都较高。DTN和DTP的平均质量浓度分别为0.21和0.03 mg.L-1,比溶解态无机氮（DIN）和溶解态无机磷（DIP）的高1倍以上,表明大鹏湾海水中溶解态有机氮（DON）和溶解态有机磷（DOP）分别是DTN和DTP的主要赋存形态。平均DTN/DTP原子比〉16,反映了大鹏湾海水中磷可能是海洋浮游生物生长繁殖的限制因素。夏季,由于南海北部陆架低温、高盐和高营养盐底层水潜入湾内,底层DTN和DTP质量浓度明显高于其他季节。11年调查期间,DTN质量浓度的年际变化趋势平稳,DTP质量浓度的年际变化呈较明显的下降趋势,而DTN/DTP原子比的年际变化呈较明显的上升趋势。