1961～2010年江浙沪地区夏季高温热浪时空变化特征

利用我国江浙沪地区26个气象站1961～2010年夏季(6～8月)逐日最高气温资料,选择导致死亡率突然增加而确定的高温热浪指标,研究了江浙沪地区高温热浪日数、频次和强度的时空分布特征.结果表明江浙沪地区是高温热浪天气的高发区,高温热浪天气存在显著的地理差异.江浙沪地区平均高温热浪日数、频次和强度随时间的变化趋势极为相似:20世纪60年代至80年代前期呈现减少(弱)趋势,80年代后期呈现增多(强)趋势.总体上看,江浙沪地区受高温热浪袭击时间越来越长,频率越来越高.近50a江浙沪地区夏季高温热浪天气呈南转的趋势.高温热浪天气受全球变暖与城市热岛效应的共同影响而逐渐加剧.     

长江经济带高温热浪时空特征及脆弱性评价

在全球变暖的背景下，极端高温热浪事件愈发频繁和强烈，已严重威胁了人类健康与社会经济的可持续发展。利用气象数据和社会经济统计资料，建立高温强度、高温日数、热浪强度、热浪频次、热浪持续时间等高温热浪时空特征的量化指标，对长江经济带1 067个区县的高温热浪时空特征进行分析，同时构建“暴露度—敏感性—适应能力”的高温热浪脆弱性评估指标体系，进行了研究区域的高温热浪脆弱性评价，制作了高温热浪灾害脆弱性空间分布图，并进行了致脆类型分析，结果表明：(1)长江经济带的高温热浪事件高发地区的分布呈现出“一带一点”的空间分布特征；(2)长江经济带高温暴露指数呈现出明显的由东南向西北层级递减的趋势，而区域内的敏感性指数与适应能力指数的空间分布较为破碎，没有明显的空间集聚特征，高温热浪脆弱性指数空间集聚特征明显；(3)在致脆类型分析中，因适应能力不足导致脆弱性的区县占全部区县的67.4%,其次，高温暴露致脆型占24.5%,敏感性致脆的县域较少，仅占8.1%。西部地区脆弱性低且多为适应能力不足致脆，中、东部地区脆弱性高，多为高温暴露致脆。研究结果可为区域防范高温热浪灾害，提高应对高温热浪事件的适应能力提供科学...     

近52年来洞庭湖流域气象干旱的时空分布特征

基于洞庭湖流域84个气象站点1962~2013年的逐日气象资料,利用综合干旱指数(CI)对洞庭湖流域气象干旱的时间和空间特征进行分析。结果表明:在过去52 a,区域性干旱强度较强的时段以夏季、秋季、夏秋和秋冬时节为主;区域干旱强度在春季、夏季、夏秋、冬季呈上升趋势;秋冬时节和年干旱强度变化不明显;春夏时节、夏秋时节、秋冬时节和冬春时节的平均干旱强度比春、夏、秋、冬单个季节的平均干旱强度大。小波分析表明,区域干旱强度的周期以10a为主周期,5 a和22 a为次周期。近52 a来,历年干旱站次比主要集中于10%~30%之间,多表现为区域性干旱,以夏季和秋季的干旱范围较大;干旱频率高发时期主要为夏季、夏秋时节和秋季。干旱频率高发地主要以流域的南部山地和北部的洞庭湖平原为主,西北部的山地发生干旱相对较少,衡邵盆地随季节变化干旱频率易发生高低值转换。     

1960~2010年长江流域极端降水的时空演变及未来趋势

本文采用长江流域内分布较均匀、无缺测站点的1960~2010年逐日降水资料，借助趋势和突变分析、R/S分析和水文频率分析等方法，研究该流域极端降水的时空演变特征和未来趋势。结果表明：（1）长江流域区域平均气候平均降水量（PAV）、简单日降水强度（PINT）、强降水贡献率（PQ95）、强降水阈值（PF95）、最大1日-10日降水量（PX1D-PX10D）基本均呈上升趋势，中下游各极端降水指数均大于上游，同时，中下游的各指数年际变化比上游更剧烈。（2）PAV与PF95的空间分布类似，但前者在流域中部地区下降、两侧上升，而后者为中部上升、两侧下降；PINT与PQ95的空间分布相似，均为大部分地区呈上升趋势，仅西北部下降。PX1D-PX10D总体上以上升为主，但随着持续时间的增长，下降的区域有明显的扩大，而上升的区域有明显的缩小。（3）未来长江流域极端降水将以现有趋势继续发展，并将以上升趋势为主，流域洪涝灾害风险加大。（4）遂宁站PX1D、安化站PX10D极端降水的频率分析表明，直接采用整体数据计算设计降水量会使结果偏于不安全，对于较长重现期的设计降水表现更显著，因此对于极端降水量发生显著变化的情况需要深入研究，探讨更好的设计降水估计方法。     

汉江流域1956~2016年汛期降水时空演变格局

基于汉江流域96个雨量站点1956~2016年长系列降水数据，采用数理统计法诊断了汉江流域汛期降水时空演变特征。研究发现汉江流域汛期面平均降水历年总体变化趋势不显著，但在1989年存在较强跳跃性，并伴随有22 a、8 a和3 a主周期震荡；受流域气候及地形影响，流域汛期降水空间分布不均。流域上游西南区和汉江下游等地常成降水中心，易形成“辐射型”、“南北型”和“东北-西南型”3种空间分布模态，方差贡献率分别为41.1%、12.4%和7.6%；近年来流域西南部汉中、安康、神农架地区及汉江下游天门、仙桃一带局地降水显著上升，流域东北部商州、凤镇一带及唐白河流域局地降水显著下降，汛期降水“东北-西南型”分布模态日渐走强。流域降水时空分布及演变特性直接关系到流域水资源合理开发与利用，进一步加深了对汉江流域降水要素变化规律的认识，研究成果对流域洪涝灾害应对、雨洪资源利用及水资源优化配置具有参考借鉴价值。     

三峡工程对洞庭湖水环境质量的影响

通过实地调查与水样检测,运用BP神经网络模型、湖泊富营养化评价法以及Shannon-Weaver指数分别评价了三峡工程蓄水前后典型年(1986、1991、1998、2004、2006和2010年)洞庭湖水环境质量、营养化水平和水生生物状况。结果表明:三峡水库蓄水后,典型年洞庭湖水质总体变差,各断面水质超标率有明显上升,呈现以氮、磷污染为主并伴有有机污染的特征;营养化指数有上升趋势,东洞庭湖2008~2010年综合营养指数超过50,出现轻度富营养;隐藻门代替硅藻门成为洞庭湖浮游植物优势种,其生物多样性下降;东洞庭湖底栖动物优势种为梨形环棱螺,而苏氏尾鳃蚓成为西、南洞庭湖的优势种,其种类和密度呈波动下降的趋势。影响洞庭湖水质的因素除了"三口"、"四水"污染物聚集和湖区生活污染、面源污染外,三峡水库运行后入湖水沙量大幅减少以及土地利用格局变化也是其关键。     

汉江流域1956～2016年汛期降水时空演变格局

基于汉江流域96个雨量站点1956～2016年长系列降水数据,采用数理统计法诊断了汉江流域汛期降水时空演变特征。研究发现汉江流域汛期面平均降水历年总体变化趋势不显著,但在1989年存在较强跳跃性,并伴随有22 a、8 a和3 a主周期震荡;受流域气候及地形影响,流域汛期降水空间分布不均。流域上游西南区和汉江下游等地常成降水中心,易形成"辐射型"、"南北型"和"东北-西南型"3种空间分布模态,方差贡献率分别为41. 1%、12. 4%和7. 6%;近年来流域西南部汉中、安康、神农架地区及汉江下游天门、仙桃一带局地降水显著上升,流域东北部商州、凤镇一带及唐白河流域局地降水显著下降,汛期降水"东北-西南型"分布模态日渐走强。流域降水时空分布及演变特性直接关系到流域水资源合理开发与利用,进一步加深了对汉江流域降水要素变化规律的认识,研究成果对流域洪涝灾害应对、雨洪资源利用及水资源优化配置具有参考借鉴价值。     

秦岭-淮河南北高温高湿天气时空演变分析

基于1960~2017年秦岭-淮河196个气象站点逐日最高温、最低温、相对湿度数据，以表观温度指数为基础,采用极点对称模态分解（ESMD）及专用气象要素空间插值软件ANUSPLIN，对秦岭-淮河南北高温高湿天气时空变化特征进行分析，进而利用小波相干方法探讨该区高温高湿天气与赤道东太平洋海温异常的多时间尺度响应关系。结果表明：(1) 以20世纪80年代中期及2010年为时间节点，秦岭-淮河以北及秦巴山区高温高湿天气日数呈“下降-缓慢上升-快速上升”阶段性变化特征，秦岭-淮河以南及淮河平原呈“下降-缓慢上升-下降”趋势；(2) 秦岭-淮河南北高温高湿天气呈“东多西少、南多北少”的空间分布特征，且影响范围向北扩大；(3)赤道东太平洋东部地区海温异常对秦岭-淮河南北各区高温高湿天气的影响比西部地区更显著且长时间周期尺度比短时间周期尺度更稳定。     

长江流域的非平稳SPI干旱时空特征分析

全球气候变化背景下,由于降水时间序列存在非平稳性,导致利用传统的标准化降水指数(SSPI)估计的干旱可能存在较大偏差。文章基于GAMLSS模型,以气候指数作为解释变量进行参数拟合,建立一种基于可变参数的非平稳伽玛模型,计算非平稳标准化降水指数(NSPI),并与SSPI指数对比分析长江流域1962～2016年干旱时空变化特征,结果表明:(1)NSPI与SSPI变化基本一致,但非平稳伽玛模型比平稳伽玛模型更好地重现降水量以捕获当前全球气候变化背景下的降水变化。(2)长江流域1962～2016年干旱有加重趋势。上游干旱烈度、干旱历时、干旱强度和烈度峰值的变化速率分别为每10年上升0.064、0.041、0.023和0.027,而中下游则分别为0.151、0.089、0.021和0.030;干旱强度以轻至中旱为主。长江源头和四川盆地西南部干旱较严重,而金沙江和雅砻江上游及鄱阳湖南部的干旱相对轻微。(3)与SSPI相比,NSPI估计的相同干旱烈度和干旱历时的重现期较大,且估计的干旱事件相对集中。NSPI的干旱风险表明长江源头、金沙江下游和洞庭湖流域中部是高风险集中区,而川江上游和鄱阳湖东南部是低风险集中区。(4)构建的非平稳伽玛模型估计的NSPI能较好的预测各干旱特征,且对干旱烈度和干旱历时的预测性能更好。     

洞庭湖流域“径流—湖泊水量”关系的土地利用/覆盖变化(LUCC)响应特征

径流是洞庭湖等长江中下游通江湖泊水量变化的重要驱动因素，土地利用/覆盖变化(Land Use and Cover Change, LUCC)通过改变下垫面特征，强烈改变了流域水文过程，并进一步影响了湖泊水量变化。然而，受气候变化等多因子复杂交互作用，LUCC对“径流—湖泊水量”关系的影响方式与贡献特征依然面临较强的不确定性，成为流域水资源规划与管理面临的关键理论瓶颈。针对上述问题，基于SWAT水文模型，采用2001～2019年MODIS遥感数据产品，系统分析了洞庭湖流域LUCC对“径流—湖泊水量”的影响特征。结果表明：(1)洞庭湖流域多年平均径流和湖泊水量分别为2 371亿m³和682亿m³,季节上均表现为5～9月份较高、10～4月份较小的单峰型分布特征，径流年际变化趋势较弱(y=14.926x+2 222.1,R²=0.043 9,p<0.01),而湖泊水量则呈现较缓慢的下降趋势(y=-4.147 3x+723.880,R²=0.066 7,p<0.01);(2)洞庭湖湖泊水量与流域径...     

近60a长三角地区极端高温事件变化特征及其对城市化的响应

基于长三角地区1951~2014年56个国家级气象站点逐日气温记录资料,通过计算极端高温事件相关指标(极端最高温TXx,极端最低温TNn,高温日数Htd和低温日数Ltd),利用GIS空间分析技术和Mann-Kendall时间趋势分析方法分析了长三角地区近60 a极端高温事件的空间分异特征和时间变化趋势,并探讨了城市化发展对区域极端高温事件时空变异的影响。结果表明:(1)长三角地区极端高温事件指标均表现为一定的上升趋势,极端低温指标(TNn和Ltd)线性变化趋势比极端高温指标(TXx和Htd)更为显著,变化趋势最显著的地区集中在经济和城市化水平较高的城市及周边地区(如上海、杭州等)。(2)极端高温指标(TXx和Htd)多年平均总体表现为南高北低,西高东低的趋势,而极端低温指标中TNn多年平均为由中部向南北两侧降低,Ltd多年平均呈现自中部向南北南侧增多的趋势。(3)从1990~2000到2000~2010年,城市化对极端高温事件的影响增强,快速城市化对北部城市极端高温事件的影响高于南部城市。     

Exposure to heavy metals and PCDD/Fs by the population living in the vicinity of a hazardous waste landfill in Catalonia, Spain: Health risk assessment

Most fly ashes produced in municipal waste incinerators of Catalonia (Spain) are deposited in a hazardous waste landfill (HWL) placed in Castellolí (Barcelona). This facility means a concern for the population living nearby. In response to this, we performed a probabilistic study focused on assessing human health risks derived from environmental exposure to heavy metals and polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans (PCDD/Fs) around the HWL. Concentrations of various metals and PCDD/Fs were determined in soil and air samples collected at the HWL, and in 4 locations around it. Health risks were evaluated according to the distance from the sampling locations to the HWL (near and far-sites). In general terms, metal and PCCD/F levels were relatively low in air and soil samples. However, concentrations of PCDD/Fs, as well as those of some metals, were found to be relatively higher in the HWL and Castellolí (the nearest village) samples than in those collected far away, resulting in a slight increase of exposure to those pollutants. Anyhow, the current concentrations of metals and PCDD/Fs suggest that it is highly unlikely that there are any additional non-carcinogenic and carcinogenic risks for the population living near the HWL.     

洞庭湖区湿地景观指数选取与格局分析

在遥感与地理信息系统的支持下，从2000年的LANDSAT TM影像中提取洞庭湖湿地信息，结合景观结构分析软件FRAGSTATS计算湿地景观指数，采用主成分分析法与方差矩阵分析法选取最能表征湿地结构及功能的核心景观指数，分析洞庭湖区湿地的景观结构特征及功能状态。研究表明：Shannon多样性指数、斑块面积标准差、斑块丰富度密度与景观类型平均分维度最能反应湿地景观的信息及特征；研究区景观格局的空间差异性与组织结构状态具有明显的不均衡性，湿地景观类型比例不均，水田与湖泊景观优势显著；以洞庭湖核心区滨湖的县市和远离湿地核心区的县市为两大群体，在景观格局复杂性和多样性状态中表现出两大群体相似的特征。     

1962～2012年西南地区极端温度事件时空变化特征

基于西南地区88站1962~2012年日气温数据,采用百分位阈值法定义极端温度事件,结合线性倾向率、Mann-Kendall秩次相关法、反距离加权插值法对其时空变化进行了分析。结果表明:极端温度指数存在明显的空间分布差异,暖日指数、暖夜指数、冷夜指数和年内日最低气温整体上均由东南向西北逐渐降低;霜冻天指数则由东南向西北部逐渐升高,西北部梯度变化明显;冷日指数和年内日最高气温呈马鞍状分布,较高值均在西南和东北部;因多数地区高温天数极少,故没有明显的梯度变化。霜冻天指数、冷夜指数和冷日指数减少趋势明显,分别为2.7、4.6和3.5d/10a;暖日指数和暖夜指数、年内日最低气温和最高气温均呈增加趋势,分别为3.6、4.9、0.4和0.1℃/10a;高温天指数变化不显著。整体上来看,西南地区极端高温事件和极端低温事件分别呈上升和下降趋势,但有部分区域呈相反变化趋势,体现出西南地区气候变化的独特性。     

基于地面监测数据的2013~2015年长三角地区PM2.5时空特征

近年来,长三角地区灰霾天气持续增多,空气细颗粒物污染问题日益突出。基于2013年1月至2015年5月长三角地区及周边缓冲区内共214个空气质量监测站点PM_2.5逐时监测数据,运用普通克里金插值方法,从年、季、月尺度上分析了PM_2.5的空间分布格局和时间动态变化。结果表明:(1)2 a来,长三角地区PM_2.5浓度空间分布明显呈现整体北部高南部低,局部地区略有突出的分布特征;长三角地区PM_2.5浓度年均值为57.08μg/m³;其中,江苏省PM_2.5的年均值为三省市最高,为65.84μg/m³;其次为上海市,年均值为53.87μg/m³;浙江省PM_2.5的年均值较小,为51.53μg/m³。(2)从季节尺度分析,长三角地区PM_2.5浓度变化表现出冬春季高,夏秋季低的变化趋势;这与区域内冬季风向来源、降水稀少、气象扩散条件差有着密切的关系; (3)长三角地区月浓度变化大致呈U形分布; 12月份PM_2.5浓度最高; 3月份以后, PM_2.5浓度开始呈逐步下降趋势;在5~9月份,区域PM_2.5处于"U"字的谷底,其中6月份夏收时期秸秆焚烧、气象等因素导致PM_2.5浓度有略微升高;进入10月份后迅速攀升,且11、12月份呈现持续升高态势。     

湘江干流水环境质量演变特征及其关键因素定量识别

为科学有效地保护湘江流域水环境，定量识别湘江干流主要水质指标的驱动因素，该研究基于1990~2016年水质监测数据及沿岸永州 长沙五市社会经济发展指标，采用Mann-Kendall检验法分析湘江干流水环境演变趋势，通过逐步回归分析确定各地区各水质指标主要驱动因素。结果表明：湘江干流COD_Mn、Cd、As整体呈下降趋势，上游BOD₅呈下降趋势，上中游NH₃-N呈上升趋势，中游衡阳、株洲市重金属Cr⁶⁺呈上升趋势，衡阳市TP呈上升趋势，中下游BOD₅呈上升趋势；定量追溯各水质指标影响因素得出工业污染是湘江干流重金属As、Cr⁶⁺、Cd主要驱动因素，永衡株潭地区NH₃-N，衡阳市BOD₅、COD_Mn、TP及衡株潭地区BOD₅均以农业污染影响为主；发现产业结构调整对干流水环境有显著影响，建议在流域产业结构调整过程中加强转型升级。     

长江三角洲城市群PM_(2.5)时空演变及影响因素

科学识别PM_(2.5)的空间分异及其驱动因素,是实现区域空气污染治理的关键。以国测点日均PM_(2.5)浓度为数据来源,基于多种空间分析方法,研究长江三角洲城市群PM_(2.5)浓度的时空演变及影响因素。结果发现:(1)2013～2017年,长江三角洲城市群的PM_(2.5)年平均浓度,处于不断下降的趋势;城市间的差异,呈现逐渐减少的趋势。(2)一年中,12月份的PM_(2.5)浓度最高,8月份的PM_(2.5)浓度最低。1～12月,PM_(2.5)浓度先减后增。(3)2013年,PM_(2.5)高浓度区域主要分布在江苏省;2017年,PM_(2.5)高浓度区域主要分布在安徽省。5年间,PM_(2.5)浓度的空间重心,向安徽省转移72 km。(4)长江三角洲城市群PM_(2.5)浓度存在明显的空间自相关。存在PM_(2.5)浓度高-高值区、低-低值区"扎堆"现象,且集聚程度趋于增大。(5)影响PM_(2.5)浓度的因素包括了自然因素和社会因素。自然因素中,降雨与PM_(2.5)浓度显著相关。社会因素主要来自工业排放、交通排放和能源消耗。其中,能源消耗的影响程度最大,工业排放次之,交通排放最后。     

南洞庭湖湿地鱼类生境景观变化及其人为驱动

通过实地调查和制图分析,研究1983~2013年南洞庭湖区万子湖湿地和鱼类生境景观变化及其人为驱动,结果表明:湿地洲滩面积由1.410×104 hm2增加到2.135×104 hm2,敞水面面积由1.363×104 hm2减少到0.631×104 hm2;芦苇洲减少,但林地由0.056×104 hm2增加到0.728×104 hm2并扩展到保护区核心区;新增泥围21个、网围10个,引淤、沥水排水设施长度增加了201.71km。人为干扰对景观变化有极大影响,其中引种意大利杨及芦苇改变了地形和群落结构,挤占了自然演替条件下应有的草洲景观空间,使鱼类产卵、索饵的适宜生境减少;泥围作为有害渔法,与网围都处于建设发展阶段,占据了草洲、洼地等鱼类产卵、索饵的适宜生境;引淤渠建设使大面积湖泊快速淤积成洲,将水生生态景观转变为大多数时间干露的以陆相生态景观为主的水陆相生态景观,鱼类生境被压缩,并对南洞庭自然保护区核心区继续发挥促淤作用。     

纳米二氧化硅和铅复合暴露对 斑马鱼幼鱼甲状腺内分泌系统的毒性影响

纳米颗粒(NPs)因其广泛的应用而备受关注。NPs会改变重金属(如Pb)在生物体内的富集和毒性作用。因此，研究选择国际公认的模式动物斑马鱼(Danio rerio)为研究对象，开展纳米二氧化硅(nano-SiO₂)对Pb在鱼体内的积累和甲状腺内分泌系统干扰的研究。受精2 h后的斑马鱼胚胎，单独暴露于环境相关浓度的Pb(如0, 5, 10和20 μg/L)或与无效应浓度nano-SiO₂(如25 μg/L)复合暴露至144 h。结果表明：和nano-SiO₂复合暴露后，斑马鱼幼鱼体内Pb的含量显著高于同浓度下Pb单独暴露(P<0.05)。此外，Pb或nano-SiO₂单独暴露都不会显著改变斑马鱼幼鱼体内甲状腺激素(T4和T3)的含量(P>0.05)；但当两者复合暴露后，斑马鱼幼鱼体内T4和T3含量显著低于对照组或同浓度下Pb单独暴露组 (P<0.01和P<0.05)。在Pb单独或与nano-SiO₂复合暴露下，tshβ基因的表达都显著上调，但ttr和tg基因的表达都显著下调，并且复合暴露造成基因表达水平的改变较同浓度下Pb单独暴露相比更明显(P<0.05)。上述结果指出，nano-SiO₂会增加Pb在生物体内的富集，从而对斑马鱼幼鱼的甲状腺内分泌系统造成更严重的影响。     

常州市大气PM_(2.5)中水溶性离子组成及来源

于2013年3月~2014年4月采集常州市郊区、工业区、居民区和背景点的春季、秋季大气PM_(2.5)样品,用离子色谱法分析其中水溶性离子成分,对其组成、分布特征及来源等进行研究。结果表明:SO_4~(2–)、NO_3~–和NH_4~+是常州市PM_(2.5)中的主要水溶性离子,3种离子在PM_(2.5)中占比为18%~33%。不同功能区之间水溶性离子的占比和差异较小,常州背景点可能受到周边城市污染输送的影响。在PM_(2.5)中,NH_4~+与SO_4~(2–)和NO_3~–主要以(NH_4)_2SO_4和NH_NO_3存在;硫转化率(SOR)和氮转化率(NOR)是衡量二次无机粒子转化的有效手段,常州市各功能区的SOR均大于NOR;春季SOR0.25,NOR0.1,满足发生强烈光化学氧化反应的条件。