北京市不同功能区空气负氧离子及影响因素研究

空气负离子浓度与空气环境质量密切相关,以北京市3类功能区8个观测点为监测对象,研究空气负离子浓度变化规律及温度、湿度、晴天、阴天对空气负离子浓度的影响。结果表明:交通区和生活区负离子浓度变化趋势大致相同,9:00-10:00和14:00,负离子浓度比较高,而8:00、12:00和18:00负离子浓度较低,生活区峰值比交通区提前1 h出现,且负离子浓度最大值高于交通区,可以看出大量的交通尾气可大幅度降低空气负离子浓度;休闲区与交通区、生活区差异显著,9:00和12:00负离子浓度较高,而10:00和17:00负离子浓度较低。此外,空气负离子浓度与空气湿度呈正相关,与气温呈负相关。不同天气状况下晴天空气负离子浓度虽比阴天负离子浓度高,但影响不明显。     

厦门市森林生态系统固碳服务评估

生态系统固碳服务是生态系统服务评估的重要指标之一,也是区域碳循环研究的重要组成部分,可以为减缓气候变化的区域碳管理提供决策依据.以厦门市森林生态系统为研究对象,选取VPM（Vegetation Photosynthesis Model）和ReRSM（Remote Sensing Model for Ecosystem Respiration）评估其2015年的固碳服务,并阐明其固碳服务的时空变异.结果表明:2015年厦门市森林生态系统固碳量（以C计）为31.36×104 t/a,平均固碳量为644.86 g/（m2·a）,其时间动态总体呈单峰曲线分布,但受台风影响该曲线波动较大.厦门市森林生态系统固碳量空间格局总体表现为西北边缘地区较高、其他地区相对较低,与DEM的空间分布较为相似,且绝大部分区域为碳汇区.厦门市分区统计显示,同安区森林生态系统面积和固碳量均最大,分别占厦门市总量的52.58%和57.10%,其与翔安区、集美区的固碳量之和占厦门市总量的88.27%,是厦门市森林生态系统固碳的主体;湖里区固碳量最少,平均固碳量仅为14.25 g/（m2·a）,几乎为碳中性.研究显示,厦门市森林生态系统具有较好的固碳能力.      

杭州城区空气负离子特征及其与气象因子的关系

以杭州市典型的居民区为研究区域,对空气负离子浓度和其他气象因子进行了连续12个月的定点监测,分析了研究区空气负离子的日变化动态特征,以及空气负离子与气象因子的相关关系。结果表明,研究区的空气负离子浓度平3 3 3均值为241.49个/cm,空气负离子浓度日变化最大值出现在凌晨4:00 307.92个/cm,最小值出现在21:00,为193.06个/cm;空气负离子浓度与温度、水汽压和风速均成正相关,与紫外线强度、湿度和二氧化碳浓度成负相关。     

基于土地利用的厦门市生态水文调节服务评估

生态系统具有重要的水文调节服务,通过对降水截留、过滤、吸收等手段,能够起到削峰补枯、缓和地表径流、增加地下径流的作用.以厦门市为研究对象,采用SWAT（soil and water assessment tool）水文模型评估了2015年厦门市生态系统水文调节服务;以土地利用为驱动变量,对2010年厦门市生态水文调节服务进行了评估,分析近年来厦门市加快城市绿化和海绵城市建设背景下土地利用变化对厦门市生态水文调节服务的影响.结果表明:2015年厦门市生态水文调节量为5.43×108 m3,时空差异较为明显.从各辖区来看,位于北部山区的同安区调节量（2.91×108 m3）最高,单位面积生态水文调节量（44.61×104 m3/km2）亦最高;建成区内的湖里区调节量和单位面积调节量均最低.从年内分布来看,5—9月生态水文调节量占全年的84.96%,生态系统有效减缓了径流输出,起到削峰的作用;10—11月,生态系统通过拦蓄降水,将其转换为土壤水和地下径流,使得该时期的实际径流大于潜在径流,起到补充枯期径流的作用.在相同气象条件下,2010年和2015年厦门市生态水文调节能力的空间分布整体一致,相比于2010年,2015年厦门市生态水文调节能力有明显提高,各辖区调节量和单位面积调节量均有所增加.研究显示,厦门市生态水文调节服务受气象条件和土地利用的共同作用,降水量越大,生态水文调节量越大,并且北部高植被覆盖区的生态水文调节能力高于南部建成区.      

岳麓山空气负离子及空气质量变化研究

采用空气离子测量仪,于2003年10月～2004年9月对岳麓山及其周围地区的空气正、负离子浓度进行了测量,并用相应的方法对其空气质量作了评价.结果表明,岳麓山正、负离子之比的单极系数q值较小,空气离子评价系数CI值均大于0.7,空气质量良好;空气负离子浓度的垂直变化明显,山体中部明显高于山顶和山麓地带,且非核心景区高于核心景区;空气负离子浓度和空气质量1月最低,9月最高,夏、秋两季相当,春季好于冬季;空气负离子浓度的日变化规律(6:00～19:00)为清晨和中午低,上午和傍晚高,一天中存在2个峰值;下雨后空气负离子浓度和空气质量要好于下雨前,两者差异显著.而晴天空气负离子和空气质量要略好于阴天,但两者差别不明显;不同功能区空气负离子浓度和空气质量差异显著,其大小依次为:风景区＞大公园＞小公园＞商业区＞一般交通线＞交通干线＞汽车站.     

洛宁县森林生态系统服务功能间接价值评估

使用市场价值法、影子工程法、替代花费法等方法,对洛宁县森林生态系统服务功能的间接经济价值进行评估,估算出洛宁县每年森林生态系统服务功能的间接经济价值约为18.818亿元。其中,森林涵养水源价值约为3.448亿元,保持水土的价值及有机质保护效能的价值约为4.975亿元,固氮放氧的价值约为8.183亿元,森林减轻水旱灾害价值为0.078亿元,净化空气价值为2.134亿元。     

森林环境中空气负离子浓度分级标准

利用在不同森林环境中测得的大量空气负离子浓度数据,采用标准对数正态变换法,制定出森林环境中空气负离子浓度的分级评价标准.将森林环境中空气负离子浓度水平分为6个等级,即大于3000个/cm³为Ⅰ级,2000～3000个/cm³为Ⅱ级,1500～2000个/cm³为Ⅲ级,1000～1500个/cm³为Ⅳ级,400～1000个/cm³为Ⅴ级,400个/cm³以下为Ⅵ级.利用该标准,对北京小龙门森林公园及广州流溪河国家森林公园主要景区空气负离子状况进行了评价.     

空气负离子与温湿度的关系

研究了在自然条件下温度、湿度和温湿度同时改变时空气负离子浓度的变化规律。实验表明,湿度对负离子浓度有明显作用,随湿度逐渐升高(相对湿度10%～80%),负离子浓度从200个 cm3升至8000个 cm3以上,负离子浓度上升的幅度随湿度增加逐渐增大;负离子浓度也随温度升高而升高(在5～40℃之间);温湿度同时变化时,负离子浓度变化率增大。      

厦门市绿色植被降温服务功能核算及其时空动态特征

为了准确核算厦门市绿色植被降温服务功能,收集厦门市2010年和2015年18个气象站点数据,采用30 m空间分辨率Landsat卫星数据和250 m空间分辨率、16 d合成的MODIS植被指数产品,在已有基于能量平衡估算模型的基础上,通过考虑植被覆盖及降温服务时长,构建了绿色植被降温服务功能核算的改进模型,并对厦门市2010—2015年绿色植被降温服务功能时空动态特征进行分析.结果表明:①改进模型能够较为准确且合理地描述绿色植被降温服务功能的时空变化特征.②厦门市北部山区由于高植被覆盖度降温服务功能高于南部城市建成区,而城市建成区中的城市绿地也具有明显的降温作用.③2010—2015年各区降温服务功能实物量整体呈增加趋势.其中,同安区降温服务功能实物量变化量最多,为166.12×106 kW·h;湖里区变化量最少,为9.72×106 kW·h;其余各区变化量都在40×106~75×106 kW·h范围内.④森林在降温服务中贡献最大,达60%以上.相比2010年,2015年降温服务功能实物量除了灌木林地变化率为-4.29%外,其余绿色植被类型均呈增长趋势,如森林和农田的增长率为11.97%、14.23%,草地和城市绿地的增长率为87.45%、92.11%.研究显示,厦门市2010—2015年的绿色植被降温服务功能总体呈明显增强趋势,其中城市绿地的降温服务功能增强尤为明显.      

绿地与河流对局地风环境影响的实测研究

为营造舒适的户外及居住环境,合理地布置建筑、水域和绿化,帮助人们获得冬暖夏凉的环境,进行了绿地与河流对局地风环境影响的实测研究。选择不同的下垫面,如广场、灌木、乔木、河流,分别在炎热的夏季与寒冷的冬季,于8:00—18:00期间,对其温度、相对湿度及风速进行同步测定。在夏季分三次进行测量,分别是灌木与广场、灌木与乔木、河流与广场。在冬季分两次进行测量,分别是广场和乔木以及乔木南北面。结果表明:下垫面的性质能够影响微气候。夏季绿地中的植物通过蒸腾、吸收、反射太阳辐射等作用,以及水域中水的蒸发,降低周围环境的温度,增加空气湿度,增加风速从而改善微气候。冬季将绿化布置在建筑北面,能减缓风的流动,从而减小风速。     

厦门市生态系统供水服务量化与价值评估

突出的水污染问题严重影响生态系统供水服务,针对现有研究对水质影响和供水价值的评估考虑不足,尚无法将水质、供水服务及其价值与管理措施相联系,难以满足水资源和水环境管理的决策需求等问题,综合考虑水资源和水环境,建立了水质水量-供水服务-供水价值的联系,应用于厦门市生态系统供水服务评估并提出管理建议.采用SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型模拟水量,引入主要污染物超标当量和水质当量的概念评估水质,采用市场价值法和环境恢复成本法评估其价值.结果表明:2015年厦门市生态系统供水量为9.26×108 m3,供水价值量为14.82×108元,比2010年分别增加了1.77×108 m3和2.60×108元.2015年和2010年厦门市水质恶化导致供水价值量分别损失0.31×108和0.27×108元.厦门市供水服务具有较强的时空异质性和水体差异性,发掘潜力较大,受到总体下降的水质影响,建议从提升水源涵养能力和改善水质这两方面入手开展研究,以提升供水服务.该研究方法操作简单,评估结果易于比较和被决策者理解,但对经济发展程度的影响和水质定价考虑不足,在今后研究中应将地方经济发展程度纳入评估体系,并修正水污染处理成本.      

奥运前期与奥运期间北京市大气细颗粒物特征比较分析

利用城市生态系统研究站对北京市奥运前后(2008年6～9月)大气中细颗粒物(PM2.5)进行连续监测,获得不同阶段PM2.5日平均浓度的动态特征,分析气象因素、人为控制管理措施对颗粒物浓度的影响.结果表明,近北五环的生态中心站点(RCEES)颗粒物日均浓度平均值为0.067 mg.m-3,奥运期间的颗粒物浓度(0.060 mg.m-3)比奥运前期(0.081 mg.m-3)减少了约26%.而位于南二环市中心的教学植物园站点(JX)颗粒物浓度平均含量为0.078 mg.m-3.JX站点奥运期间的颗粒物浓度(0.069 mg.m-3)比奥运前期(0.095 mg.m-3)减少了约27%.各个阶段PM2.5的日变化都基本呈现双峰态势.第一个峰值出现在08:00～10:00左右,RCEES站点颗粒物浓度为0.068 mg.m-3,JX站点浓度值为0.089 mg.m-3;另一个峰值出现在晚20:00～22:00左右,RCEES和JX站点颗粒物浓度为0.079 mg.m-3和0.083 mg.m-3,这主要与上班交通高峰导致的尾气排放污染和道路扬尘污染等有关.研究气象参数发现奥运期间与奥运前期气象条件无显著差异,属于高温高湿风力不大的典型北京夏季天气条件.奥运期间颗粒物浓度与温度呈显著正相关(P<0.01),而与风速、相对湿度及降水相关性不显著(P>0.05).而连续多年大气污染综合治理措施和奥运空气质量保障措施的实施,产生了显著环境效益.在自然因素相差不大的条件下,人为控制因素对奥运期间颗粒物的下降起到主导作用.     

区域物种保育更新服务功能综合评估

物种保育更新及生物多样性维持是生态系统服务功能综合评估的热点和难点问题.鉴于当前物种保育更新服务功能综合评估技术方法体系及实际应用过程中区域可比较性的不足削弱了生物多样性的有效监管,以物种保育更新服务功能为研究对象,基于物种濒危程度、生态保护成效、核算结果可重复及陆海统一这4项评估原则,借鉴能值理论构建了综合考虑物种更新率、生境质量调整系数、不同濒危等级指数和单个物种能值转换率的评估方法,并以厦门市陆地和海洋的物种为研究案例,将2010作为基准年、2015年为评估年进行综合评估.结果表明:评估年相比基准年陆地物种保育更新服务的能值量由1.14×1020 sej增至1.21×1020 sej,海洋由1.56×1020 sej增至3.32×1020 sej,海洋变化程度较陆地显著.厦门市北部山区较南部沿海区域生境质量维持较好,2010—2015年期间整体变化趋好,局部受到轻微扰动.厦门陆地与海洋历史时期出现且纳入计算的动植物物种数为5 110种,其中陆地物种数为1 321种,海洋物种数为3 879种,而中国特有种和福建省重点保护物种为物种数占比最多的保护等级.研究显示,陆地物种受保护等级程度较高,面临受威胁和濒危的物种也较多,各类保护等级对物种保育作用显著;修正的综合评估方法体系能够弥补生态系统服务主流化研究的不足,可为生物多样性保护的规范性与科学性提供参考价值.      

城市复合生态系统碳氧平衡分析——以沿海城市厦门为例

通过综合城市复合生态系统内社会经济活动的主要排碳、耗氧行为,以及城市区域内湿地、淡水、海洋、森林和农田5种遗留自然生态系统的固碳释氧功能,构建了城市碳氧平衡分析模型（UCOB）,并估算了城市社会经济活动和城市中自然生态系统的碳氧收支,对城市生态系统平衡状况进行定量化指征.最后,以中国东南沿海城市厦门为例进行研究.结果显...     

厦门市冬季PM2.5污染情境识别及其与气象条件的关系

为研究厦门市冬季不同PM_2.5污染情境与气象条件和气团轨迹路径特征的关系,结合PM_2.5观测数据,使用AGAGE（Advanced Global Atmospheric Gases Experiment）统计方法识别2014—2018年冬季厦门市PM_2.5观测值、基线值和污染值情境,通过气象数据统计和气团后向轨迹聚类对不同PM_2.5污染情境下气象条件和气团轨迹路径特征进行探究.结果表明:①厦门市冬季不同PM_2.5污染情境下,ρ（PM_2.5）及PM_2.5污染值情境时长占比均呈波动中下降的趋势,具体表现为冬季PM_2.5观测值、污染值和基线值情境下,ρ（PM_2.5）平均值分别从2014年的42.2、90.7、16.4 μg/m3降至2018年的26.3、56.9、8.8 μg/m3,冬季PM_2.5污染值情境时长占比从2014年的10.2%降至2018年的3.0%.②冬季PM_2.5污染值情境下气象要素呈低风速、低气压、高温度、高相对湿度的特征.③冬季到达厦门市的气团轨迹路径中,局地路径由于大气条件稳定易累积形成PM_2.5污染;偏北路径和西北路径易从临近省份携带污染物输入导致PM_2.5污染,属于重要的外源污染输入路径;沿海路径和偏西路径均属于清洁路径,但沿海路径易在福建省北部与偏北路径重合形成污染输入,加强了偏北路径的污染物输送能力.研究显示,近年来厦门市冬季PM_2.5污染有明显减弱趋势,但不利的气象条件和外来污染输入仍会造成PM_2.5污染的发生.      

南昌市大气颗粒物污染特征及PM2.5来源解析

为探讨2013年南昌市大气颗粒物的污染特征及分布状况,收集南昌市9个大气监测站点实时发布的PM₁₀和PM_2.5数据,分析了ρ（PM₁₀）、ρ（PM_2.5）和ρ（PM_2.5）/ρ（PM₁₀）的变化规律及其与气态污染物的相关性,并结合污染严重的秋季时段,采用PCA-MLR（主成分分析-多元线性回归）模型对大气PM_2.5中化学组分来源进行解析.结果表明:①ρ（PM₁₀）和ρ（PM_2.5）的年均值分别为（115.4±39.1）（69.1±26.8）μg/m3,均超过GB 3095-2012《环境空气质量标准》二级标准限值,ρ（PM₁₀）和ρ（PM_2.5）的最高值分别出现在石化、省外办监测站点,最低值出现在林科所监测站点.ρ（PM₁₀）和ρ（PM_2.5）季节性变化特征明显,呈冬季>春、秋两季>夏季的趋势,全年ρ（PM₁₀）超标天数占比为25.48%,ρ（PM_2.5）超标天数占比为36.71%,各季度ρ（PM_2.5）超标天数占比均高于ρ（PM₁₀）.②受人为活动和边界层高度的影响,ρ（PM_2.5）和ρ（PM₁₀）日变化呈双峰双谷形态,一个波峰出现在08:00-10:00,另一个波峰出现在20:00-22:00,并且晚间小时峰值高于早间,最低值出现在15:00.③ρ（PM_2.5）/ρ（PM₁₀）年均值为60.3%,在冬季最高达65.1%,相关性分析发现ρ（PM₁₀）与ρ（PM_2.5）存在较显著的线性关系,表明二者具有同源性.④ρ（PM₁₀）、ρ（PM_2.5）均与ρ（SO₂）、ρ（NO₂）、ρ（CO）呈显著正相关,并且冬季相关性高于夏、秋两季;而ρ（PM₁₀）、ρ（PM_2.5）均与ρ（O₃）全年呈显著负相关,并且夏、秋两季相关性高于冬季,说明气态污染物的二次转化对ρ（PM_2.5）和ρ（PM₁₀）有较大影响.⑤南昌市秋季PM_2.5的最大污染源为道路扬尘/机动车尾气混合污染源,其次分别为施工扬尘源、燃煤源、冶炼尘/生物质燃烧混合污染源,各污染源对PM_2.5的贡献率分别为40.9%、35.8%、12.4%、10.9%.研究显示,南昌市PM_2.5的污染程度较PM₁₀严重,PM_2.5已成为南昌市大气颗粒物污染的主要组分,PM_2.5主要来源为城市扬尘和机动车尾气.      

喀斯特常绿落叶阔叶混交林旱季CO2通量特征及其影响因子

对广西木论国家级自然保护区喀斯特常绿落叶阔叶混交林旱季生态系统CO₂净交换（NEE）的变化特征及其与环境因子的关系进行初步分析，计算研究期间碳汇大小，与其他相似气候条件下的不同生态系统进行对比，以期为准确估算该生态系统的年碳汇量提供基础。利用涡度相关法对该地区旱季（2018年10月1日~2019年3月31日）CO₂通量进行连续观测，同时开展降水量（P）、光合有效辐射（PAR）、空气温度（T_air）、土壤温度（T_soil）以及土壤含水量（SWC）等环境因子监测。观测期内该生态系统CO₂通量及浓度具有明显的"单谷"状日变化特征，白天表现为明显的碳汇，夜间则表现为明显的碳源，NEE在12：00最强，为-0.309±0.330 mg CO₂/（m²·s），18：30最弱，为0.074±0.061 mg CO₂/（m²·s）；观测期内NEE、生态系统呼吸（Re）、生态系统总生产力（GEP）分别为-121.4、209.2、330.6 g C/m²，该生态系统在2019年2月的碳吸收能力最强，Re、GEP在2018年10月达到最强；光合有效辐射是白天生态系统CO₂净交换（NEE_d）变化的主要控制因素（R²=0.40，p<0.01），空气温度与夜间生态系统CO₂净交换（NEE_n）存在指数关系（R²=0.1267，p<0.01）；观测期内的降雨抑制了该生态系统的碳汇能力，即降水对NEE产生了抑制作用。旱季该生态系统整体表现出明显的碳汇，碳汇值为1.214 t C/ha，明显低于相似气候条件下的其他生态系统。