山东省降雨侵蚀力与气候指数关系研究

基于山东省18个气象台站1961—2010年的逐日降水资料,采用月降雨侵蚀力模型计算降雨侵蚀力,利用Mann-Kendall非参数检验法对近50 a来山东省降雨侵蚀力的时间变化趋势进行分析。运用皮尔逊相关系数、连续小波(CWT)、交叉小波变换(XWT)和小波相干谱(WTC)分析降雨侵蚀力与太平洋年代际涛动(PDO)、厄尔尼诺/南方涛动(ENSO)指数的相互关系和周期变化特征。结果表明,山东省年降雨侵蚀力呈下降趋势,特别是20世纪80年代以来,降雨侵蚀力下降趋势更为明显;分季节来看,除春季和冬季降雨侵蚀力呈增加趋势外,其他季节与年际变化趋势保持一致,呈下降趋势。月尺度上,7月降雨侵蚀力最大,12月最小,月际差异明显。山东省降雨侵蚀力与PDO和多元ENSO指数(MEI)的相关性存在明显的空间差异,与山东省降雨侵蚀力的负相关性从东南沿海向西北内陆逐渐递减。年际尺度上,山东省降雨侵蚀力存在0. 8~2 a尺度的年际振荡周期表现出与两大气候指数相似的变化特征。高能量区,山东省各区降雨侵蚀力与PDO和MEI指数的共振周期分别约为4~5和3~4 a。低能量区,山东省各区降雨侵蚀力与PDO显示出4 a左右的年际振荡周期,但显著性水平有所不同;降雨侵蚀力与MEI指数在不同时间段呈现出不同的共振周期。     

近50年来山东省参考作物蒸散量变化及定量化成因

参考作物蒸散量(ET0)被广泛应用于估算生态需水、农业灌溉、区域气候干湿状况评价等方面,在气候和环境变化中起着非常重要的作用。基于山东省1961—2010年90个气象站的逐日气象观测数据,应用Penman-Monteith模型估算了区域内的ET0,研究了山东省ET0的空间分布特征和时间演变规律及主要影响要素,定量分析了各影响要素对ET0变化的贡献。结果表明,山东省年平均ET0为1 028.4 mm,由东南沿海向西北内陆递增;夏季最高,其次为春季、秋季,冬季最低。年平均ET0变化倾向率为-1.818 mm·a-1,减少趋势极显著(P0.01);各季节均呈减少的变化趋势,夏季最明显;鲁西和鲁西南ET0的减少趋势最显著,向东则减少趋势减弱,至半岛东部部分站点则有增加趋势。全省年平均ET0在1983年前后发生突变,春季、夏季、冬季分别发生在1969年、1987年、1971年,秋季没有突变。主振荡周期为12 a左右,不同年代表现出的周期性不一致,且多种周期尺度相互交叉。年际和各季节风速和日照时数呈极显著的减少趋势,对ET0变化的负贡献较大,是山东省ET0减少的主要影响因素;最高和最低气温、相对湿度对ET0变化表现为正贡献,在一定程度上消弱了风速和日照时数的负贡献。年际和季节各气象要素对ET0变化的总贡献率与ET0的实际变化率较接近,年际、春季、秋季、冬季对ET0减少变化的第一主导气象要素是风速,贡献率分别为-9.587%、-8.074%、-9.920%、-16.847%,夏季第一主导气象因素为日照时数,贡献率为-8.287%。     

长江三角洲地区臭氧污染时空分布特征

利用2013年6月至2014年5月长三角地区16个城市环境监测站点的臭氧小时浓度数据,分析长三角地区臭氧污染时空分布特征。结果表明,长三角地区臭氧浓度呈现夏季高、冬季低的季节变化特征。近海城市臭氧年均浓度较高,均高于60μg·m-3,内陆城市浓度较低,均低于50μg·m-3,而NO2分布与之相反,呈现夏季低、冬季高的季节变化特征。长三角地区四季臭氧日变化皆为典型的单峰型,夏季日最小值出现在06:00,其他季节推迟约1 h,日最大值均出现在15:00前后。夏季臭氧日变化的峰值浓度最大,为168μg·m-3,冬季臭氧日变化的峰值浓度最小,为85μg·m-3。     

云贵高原1961—2006年大气能见度和消光因素变化趋势及原因

根据云贵高原203个气象台站1961—2006年大气能见度、降水、相对湿度、风速和天气现象等观测资料,采用倾向率方法对能见度和大气消光系数的变化趋势进行了分析。还应用Mann-Kendall方法对19km能见度、霾日数和消光系数的多年变化进行了气候突变检验。结果表明,有84.2%台站出现了能见度减少趋势。减少最多为-11km·10a-1,最少为-1km·10a-1。减少的平均气候倾向率在1961—1979年为0.96km·10a-1,1980—2006年为1.6km·10a-1,高原平均能见度从60年代的约34km下降到目前的约27km。另一方面,有15.8%台站能见度有增加趋势,且多集中在人类活动较为稀少的高海拔山区。有71%的台站19km能见度频率出现减少的趋势,平均倾向率为-2%·10a-1,主要出现在高原东部和中部人口和工业稠密区。该地区同时也出现霾日增加的现象。Mann-Kendall检测结果表明,19km能见度频率减少和霾日数增加现象出现突变的时间相同。年平均消光系数发生突变的时间稍推后。认为能见度下降、消光因素增加的原因与人为排放污染物浓度增加有密切关系。     

霾与雾的识别和资料分析处理

在排除降水、吹雪、雪暴、沙尘暴、扬沙、浮尘和烟幕等视程障碍现象的情况下,通过调试相对湿度,使得雾与轻雾反映自然的年际与年代际气候波动,而霾反映由于人类活动而引起的趋势性变化,其限值大体在90%左右,初步给出了霾与雾区分的概念模型.     

近百年洞庭湖区可利用降水量变化特征

洞庭湖区是久负盛名的鱼米之乡,同时又是国际著名的重要湿地自然保护区。全球气候变暖、极端天气和气候事件的频繁发生必然对湖区水资源产生不可忽视的影响。可利用降水量是可被实际利用的降水资源,其变化直接影响到湖区的农业生产、湿地保护等方方面面。利用洞庭湖区21个气象站构建的1910—2013年区域平均逐月气温、降水序列,采用陆面蒸发经验模型计算得到逐月蒸发量,并验证其可靠性;再根据水量平衡关系,得到可利用降水量,最后采用数理统计方法分析洞庭湖区可利用降水量的变化特征。结果表明,洞庭湖区可利用降水主要集中在3—6月,占全年的60.0%;1910—2013年湖区年可利用降水量无显著线性变化趋势,以20~25 a周期的年代际波动为主;洞庭湖区可利用降水量变化存在季节差异,近百年来冬季和夏季可利用降水量有所增多,秋季可利用降水量略有减少,春季无明显变化,但各季节可利用降水量的变化趋势均未通过显著性检验,整体仍以年代际波动为主。突变检验结果显示,近百年洞庭湖区年、冬季、夏季可利用降水量均存在1个显著增多的突变点,表明尽管年、冬季、夏季可利用降水量呈现以年代际波动为主的变化特征,但一定时段内仍存在突然增多的现象。小波分析结果显示,近百年来年和四季可利用降水量均存在多时间尺度的周期振荡,均经历了10~13个偏多或偏少期的转换,且在这些偏多或偏少期内可利用降水量仍存在明显的年际波动。文章旨在为今后洞庭湖区的农业生产和防汛抗旱提供理论依据,同时为制定洞庭湖区应对气候变化的战略提供一定的理论指导。     

1970-2005年广西霾的变化特征

利用1970-2005年广西89个地面气象观测站资料,分析了霾现象的变化特征,结果表明:20世纪90年代后广西年霾日不断上升,21世纪后霾日有急剧上升的趋势,霾的强度不断增强,重度霾日和严重霾日出现范围扩大.统计分析结果表明,36年来广西的年平均风速线性逐渐减小,年降水日数也逐渐减小,年平均日最小相对湿度≤70%的日数增多.气候的变化、城市化进程的加快和大气污染物排放量的增加是引起霾现象频数增加的可能原因.     

基于MOD16的陕西省蒸散量时空分布特征

基于MOD16 遥感数据集,在ERDAS IMAGINE 2013 遥感图像处理系统的支持下,通过空间建模,计算蒸散多年年平均值和月平均值,并生成图像;结合陕西省矢量边界图、土地利用矢量图,统计不同时间尺度统计行政区域和不同土地利用类型的蒸散值.在ARCGIS 10 系统中,制作陕西省2000-2013 年年、月平均蒸散分布图.利用线性回归进行蒸散时间趋势分析,采用相关系数的统计检验方法进行显著性趋势检验.进而研究了陕西省2000-2013 年蒸散量的空间分布特征和时间变化规律,分析了不同类型下蒸散量的差异性变化特征.结果表明：（1）全省年蒸散量在波动中缓慢上升,波动范围为448.0～533.3 mm·a^-1,年平均值493.3 mm·a^-1.各月蒸散量的年际变化具有季节分异特征,秋末至仲春的月蒸散具有减少的趋势,春末至仲秋的蒸散具有增加的趋势.年内蒸散量呈单峰型分布,季节性变化特征明显,蒸散主要集中在5-9 月份,最高、最低值分别出现在8 月和11 月.（2）多年平均蒸散空间格局呈现北低南高的分布规律,高植被覆盖区蒸散量较大.蒸散变化趋势不明显的面积占77.2%,蒸散显著、极显著增加的像元主要分布在陕北地区、关中地区西部和陕南丘陵浅山区,蒸散显著和极显著减少的像元主要分布在关中城市群.（3）土地利用特点影响着陕西省蒸散量的分布状况,蒸散强度大小按类型排序依次为森林〉草地〉农田〉荒漠.研究结果对于陕西有限水资源的合理利用以及水资源短缺问题的解决、旱涝监测和预警等研究具有重要意义.     

天津地区各季植被NDVI年际动态及其对气候因子的响应

探索植被覆盖与气候变化相互关系是全球变化研究的重要内容之一.研究特定地区植被时间动态及其对气候因子的响应,对植被重建和生态环境恢复具有重要作用.利用1982-2003年8 km×8 km的NASA/GIMMS半月合成的归一化植被指数(NDVI)和气候数据,研究了天津地区各季NDVI年际变化特征及其对气候因子的响应.结果表明:近20年来天津市春季、夏季及冬季平均气温呈显著的升高趋势(P<0.05),而秋季变化不明显;春季和夏季降水呈降低趋势,而秋、冬两季呈微弱增加趋势,但均没有达到显著性水平(P>0.05).从四季NDVI年际变化趋势来看,春、秋两季呈微弱上升趋势,而夏季显著降低(P<0.01),冬季变化不明显.近20年四季NDVI与同期平均气温及降水的回归分析表明,除冬季外,NDVI与温度及降水均有显著的正相关关系,其中春、秋两季NDVI与温度及降水的关系均达到极显著水平(P<0.001).本研究结果证实天津地区各季NDVI的年际变化特征存在明显差异,而且气温和降水共同决定了植被NDVI的变化.     

云贵高原1961-2006年大气能见度和消光因素变化趋势及原因

根据云贵高原203个气象台站1961—2006年大气能见度、降水、相对湿度、风速和天气现象等观测资料,采用倾向率方法对能见度和大气消光系数的变化趋势进行了分析。还应用Mann-Kendall方法对19km能见度、霾日数和消光系数的多年变化进行了气候突变检验。结果表明,有84.2%台站出现了能见度减少趋势。减少最多为-11km·10a-1,最少为-1km·10a-1。减少的平均气候倾向率在1961—1979年为0.96km·10a-1,1980—2006年为1.6km·10a-1,高原平均能见度从60年代的约34km下降到目前的约27km。另一方面,有15.8%台站能见度有增加趋势,且多集中在人类活动较为稀少的高海拔山区。有71%的台站19km能见度频率出现减少的趋势,平均倾向率为-2%·10a-1,主要出现在高原东部和中部人口和工业稠密区。该地区同时也出现霾日增加的现象。Mann-Kendall检测结果表明,19km能见度频率减少和霾日数增加现象出现突变的时间相同。年平均消光系数发生突变的时间稍推后。认为能见度下降、消光因素增加的原因与人为排放污染物浓度增加有密切关系。     

森林土壤固碳机理研究进展

全球碳平衡中,土壤有机碳储量为2000 Pg,植被碳储量500 Pg,大气碳储量785 Pg,土壤中有机碳变化是影响大气温室气体含量的重要因素。中国人工林总量世界第一,可以通过造林树种的选择,增加森林土壤的碳汇功能,它主要通过4种机理来实现,包括稳定性有机-矿物复合体的形成、持久性封存的深层碳的增加、耐分解有机物成份的积累、以及土壤团聚体结构中碳的物理性保护。中国近年来对木材的需求上升,导致大量短轮伐期人工林的种植,采伐、火烧炼山、施肥与整地等营林措施对土壤碳汇功能形成重大影响。因而,通过加强对中国人工林土壤固碳机理的研究,通过人为措施实现具有较强固碳能力的森林类型,从而提高人工森林生态系统的固碳能力,它对中国减排增汇战略具有重要意义,而加强对不同营林措施对碳汇功能影响的研究是中国当前面临的重大课题。     

Evaluating losses in ecosystem services in nature reserves in Sichuan,China

Nature reserves have developed rapidly over the decades in China and play a significant role in the function of ecosystem services. The function of ecosystem services in nature reserves, however, has tended to decline in recent years due to natural hazards and human activities. Based on land use, the variation of ecosystem services value (ESV) during 2000–2010 in national nature reserves in Sichuan was evaluated. We analyzed the comprehensive effects of natural disasters and human activities on the decline of ESVs. Total ESV in the national nature reserves in Sichuan was approximately 2741.35 million US$ in 2000, 2616.81 million US$ in 2005, and 2499.06 million US$ in 2010, representing a decrease of 242.29 million US$, or 8.84%, in the decade. Forestland, grassland, wetland, and water bodies played vital roles in the function of ecosystem services, with an aggregated ESV of 99% of the total. The largest proportion of the total ESV was the protection of biodiversity at 48.6%. ESV of all land use types and single ecosystem services continued to decline during 2000–2010. A mechanism of adaptable risk prevention should be established, and unreasonable human activities should be avoided to protect ecosystems and to improve the functions of ecosystem services.     

中国水稻土碳循环研究进展

文章首先分析了水稻土在碳循环研究中的地位和重要性，进而对我目水稻土碳循环的研究现状作了较为详尽的阐述，对其主要研究结论进行了深入的剖析。中国大而积的水稻土自1980年以来显示出有机碳库增加现象，说明水稻田对大气CO2可能产生汇效应。水耕熟化过程足有机碳的积累过程，水稻土的碳密度是早作土碳密度的2-3倍。水稻土的同碳能力与土壤的微团聚体的粒径有关。但对于水稻土中有机碳的分布和结合状态与农业管理措施、水稻土质量变化、农业生态环境变化的关系仍不清楚。因而建议就这一问题从土壤物理学、化学和生物学的相互作朋与土壤微团聚体中矿物质、有机质和微生物的相互结合关系的层面上进行多学科研究。同时提出了今后我困水稻土碳循环的重点研究方向和领域，即从整体和系统的角度来研究碳循环和平衡，从不同的时空区域来研究碳循环的过程和强度。     

Is the antipredatory response in behaviour reflected in stress measured in faecal corticosteroids in a small rodent?

Predation risk has been shown to alter various behaviours in prey. Risk alters activity, habitat use and foraging, and weight decrease might be a consequence of that. In mammals, studies on physiological measures affected by risk of predation, other than weight, are rare. We studied in two separate laboratory experiments foraging, hoarding behaviour and expression of stress measured non-invasively from the faeces in the bank vole (Clethrionomys glareolus), a common boreal rodent. Voles were exposed to predation risk using odours of the least weasels (Mustela nivalis nivalis). Distilled water served as control. In the first experiment, we found that foraging effort, measured as sunflower seeds taken from seed trays filled with sand, was significantly lower in trays scented with weasel odour. Both immediate consumption of seeds and hoarding were affected negatively by the weasel odour. Females hoarded significantly more than males in autumn. In the second experiment, the negative effect of weasel odour on foraging was consistent over a 3-day experiment, but the strongest effect was observed in the first night. Foraging increased over the time of the experiment, which might reflect either energetic compensation during a longer period of risk, predicted in the predation risk allocation hypothesis, or habituation to the odour-simulated risk. Despite decreased foraging under predation risk, stress measured as corticosteroid metabolite concentration in vole faeces was not affected by the weasel odour treatment. In conclusion, we were able to verify predation-risk-mediated changes in the foraging effort of bank voles but no physiological stress response was measured non-invasively, probably due to great individual variation in secretion of stress hormones.     

中国公众参与环境管理的研究

回顾了中国公众参与环境管理的发展历程,分析了公众参与环境管理存在的问题。针对公众参与环境保护管理的有效性的影响因子,例如主观因素、传统背景、时效因素及执行技巧等进行一系列的探讨,并根据公众参与计划的设计构思、公众参与计划的关键两方面的讨论,提出增加公众参与环境保护管理有效性的一些建议。     

生物扰动在水层-底栖界面耦合中的作用

综合评述了生物扰动在水层-底栖界面耦合中的作用研究进展和热点问题,并进行了展望。国际上十分重视水层-底栖界面耦合过程的研究并已有一定基础,生物扰动作为海洋生态学的重要内容之一早在20世纪50—60年代就已开展了工作,但直到10余年前才真正开始定量研究,进入了实验模拟、现场观测与建立模型相结合的新阶段。国内的生物扰动研究尚处于起步阶段,加上技术方法落后,一直未能取得突破性进展。目前国内外关于水层-底栖界面生物扰动效应研究基本上都在海洋中开展,尤其在河口、近岸和浅海水域进行,湖泊和河流研究明显薄弱。作为水生态动力学的重要分支和前沿领域,生物扰动研究具有广阔前景。急需针对我国水域特点,引进先进的现场观测和室内测试手段,进一步揭示水层-底栖界面耦合过程中的生物扰动机制,更精准和更详细地掌握水域中各种物质的生物地球化学循环的全过程,为控制水体内源污染释放、富营养化治理和生态建模等提供科学依据。     

Lead in a residential environment in Jamaica

The background levels of lead in Jamaica in soils and sediments, estimated at 37 mg kg^–1, are relatively high compared with world averages. Several areas have values in excess of this due to mineralisation and pollution. One such is the residential Hope Flats/Kintyre area in which levels of lead up to 2.5% are found in the soils and up to 8 g kg^–1 in the water of the nearby Hope River. The blood lead levels of a sample of children were in the range 5.7–57 g dl^–1. The high lead levels suggest a potential health risk, particularly for the children. This can be minimised by programmes which include community education, case management and abatement to reduce the lead exposure.     

硝基芳香化合物的植物作用研究进展

硝基芳香化合物是环境中难以降解的污染物之一。因其用途广泛,大量残留于土壤,水体和大气中,造成的环境污染日趋严重。多种植物对该类污染物具有吸收、富集和代谢降解作用,利用植物对其环境污染进行治理是一种有效的方法。文章在总结国内外有关硝基芳香化合物的植物作用研究基础上,重点阐述了植物对硝基芳香化合物的吸收、转运和代谢过程,分析了吸收、代谢机理以及影响吸收的因素;硝基芳香化合物的理化特性、浓度和植物自身特性及其它外界条件都会影响植物对该类化合物的吸收,植物可以通过体内降解、体外联合代谢、根部释放酶催化的机制实现该类化合物的降解。目前,硝基芳香化合物进入植物细胞膜的机理认知不足,模拟模型缺乏有力数据验证;代谢机制中参与反应的酶、化合物等体系和反应产物环境特性仍不明确,植物修复可行性缺乏有力证据。未来将在模型预测构建、降解机理和修复工程的实际应用方面作进一步探究,以形成系统的认知,为硝基芳香化合物污染土壤和农产品的生态风险评价以及植物修复提供理论依据。     

Employment of passive sampling in monitoring indoor air quality in selected residences in a Tri-city area in Poland

Time-weighted average concentrations of selected volatile compounds were measured in chosen residences in a Tri-City area of Poland by means of passive sampling. The results were compared to those obtained by dynamic technique – sorption tubes filled with Tenax TA sorbent. Results obtained by employing the two techniques were similar. Total volatile organic compound (TVOC) parameters were also determined. An attempt was also made to evaluate the influence of outdoor air pollutants on indoor air quality.     

Bioavailability of trace metals in brownfield soils in an urban area in the UK

Thirty-two brownfield sites from the city of Wolverhampton were selected from those with a former industrial use, wasteland or areas adjacent to industrial processes. Samples (<2 mm powdered soil fraction) were analysed, using inductively coupled plasma–atomic emission spectrometry (ICP–AES) for 20 elements. Loss on ignition and pH were also determined. A five-step chemical sequential extraction technique was carried out. Single leach extraction with 0.12 M hydrochloric acid of Pb, Cu and Zn in soil was determined as a first approximation of the bioavailability in the human stomach. Some of the sites were found to have high concentrations of the potentially toxic elements Pb, Zn, Cu and Ni. The partitioning of metals showed a high variability, however a number of trends were determined. The majority of Zn was partitioned into the least chemically stable phases (steps 1, 2 and 3). The majority of Cu was associated with the organic phase (step 4) and the majority of Ni was fractionated into the residue phase (step 5). The majority of Pb was associated with the residue fraction (step 5) followed by Fe–Mn oxide fraction (step 3). The variability reflects the heterogeneous and complex nature of metal speciation in urban soils with varied historic histories. There was a strong inverse linear relationship between the metals Ni, Zn and Pb in the readily exchangeable phase (step 1) and soil pH, significant at P < 0.01 level. There was a significant increase (P < 0.05) in the partitioning of Cu, Ni and Zn into step 4 (the organic phase) in soils with a higher organic carbon content (estimated by loss on ignition). Copper was highly partitioned into step 4 as it has a strong association with organics in soil but this phase was not important for the partitioning of Ni or Zn. The fractionation of Ni, Cu and Zn increased significantly in step 3 when the total metal concentration increases (P < 0.01). The Fe–Mn oxide fraction becomes more important in soils elevated in these metals, possibly due to the scavenging of metals by oxides. Cu and Pb extracted by HCl was statistically similar to the sum of the metals in steps 1 to 4 (P < 0.01) and HCl available Zn was statistically similar to the sum of Zn in steps 1 to 3 (P < 0.01). Step 4 (the organic phase) was not an important phase for Zn, so it was concluded that any Cu, Zn and Pb present in soil in a nonresidue phase would be potentially available for uptake into the human system once soil has been ingested.