三峡水库上空甲烷浓度时空变化及与水库甲烷通量的关系

2010年，对三峡水库水-气界面上空05m处和岸边甲烷的浓度进行全年的观测，并采用静态浮箱-气相色谱法测定水库水-气界面上的甲烷通量，研究了三峡水库上空的甲烷浓度的背景值及其与甲烷排放强度之间的关系。结果表明：三峡水库上空甲烷浓度的年平均值为2216±0224 mL/m3，岸边甲烷浓度的年平均值为2211±0206 mL/m3，两者差异不显著；除夏季时云阳上空的甲烷浓度较高外（2850 mL/m3），其余地点上空的甲烷浓度都接近年平均值；三峡水库上空的甲烷浓度存在明显的空间差异，上游地区（云阳）上空的甲烷浓度（231±033 mL/m3）显著高于下游地区（秭归：214±013 mL/m3，巫山：220±018 mL/m3），坝后河流（三斗坪：221±016 mL/m3）上空的甲烷浓度高于坝前秭归处，但差异不显著。这一格局与水库中甲烷通量的空间变异基本相同，即从上游到下游（云阳、巫山、秭归）江面上甲烷通量依次为0454，0260和0115 mg/（m2·h），呈下降趋势，坝后三斗坪处的甲烷通量（0280 mg/（m2·h））显著高于坝前秭归处通量，这表明：水库的水-气界面上的甲烷排放强度是影响水库上空甲烷浓度变化的主要因素     

三峡水库消落带优势草本植物残体淹水后温室气体排放特征

三峡水库消落带淹水后植物腐烂分解，向水体释放碳、氮养分，可能导致二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH ₄）和氧化亚氮（N₂O）等温室气体（GHGs）排放，消落带可能成为大气GHGs的排放源，但目前植物淹水腐解导致的GHGs排放还缺乏定量研究。选择三峡水库消落带优势草本植物狗牙根（Cynodon dactylon (Linn.) Pers.）、水蓼（Polygonum hydropiper）、鬼针草（Bidens bipinnata Linn.）和苍耳（Xanthium sibiricum Patrin ex Widder.）的茎叶，开展为期120 d的室内浸泡模拟淹水实验，测定植物残体干重、上覆水的水化学指标和养分浓度并监测其动态变化，同时测定水-气界面GHGs排放速率，旨在查明消落带植物残体淹水后的GHGs排放过程和通量及其植物种间差异。结果表明:植物残体淹水初期（前15 d）干重下降较快，随后下降变缓，其中苍耳干重损失最大，狗牙根干重损失最小；植物残体淹水初期（前15 d）水-气界面的GHGs快速排放，淹水第4~7 d达到峰值，中后期（第30 d起）平稳排放，鬼针草和苍耳淹水后水-气界面GHGs排放速率显著高于狗牙根和水蓼（P<0.05），鬼针草和苍耳淹水后CO ₂和CH₄累积排放量显著高于狗牙根和水蓼，苍耳、鬼针草和水蓼淹水后N₂O累积排放量显著高于狗牙根，总体而言，狗牙根淹水后GHGs排放量最低；消落带优势草本植物残体淹水后的CO₂和CH ₄排放速率随上覆水的DOC浓度升高而增加， N₂O排放速率与上覆水的NO^-₃-N浓度具有正相关关系，受NO^-₃-N浓度驱动。同时，植物形态和其碳氮含量影响植物淹水分解速率、进而影响养分释放和GHGs排放。     

江汉平原稻田冠层CO2通量变化特征及其影响因素分析

二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）被认为是最重要的温室气体,在气候变化中扮演着重要角色,实地测定稻田生态系统CO2通量是农业源温室气体监测与控制技术研究的基本内容。采用涡度相关法对江汉平原稻田生态系统进行了通量观测,并对水稻不同生长阶段冠层CO2通量、潜热、显热通量变化特征及其影响因素进行了分析。结果表明：水稻各生育期冠层CO2、潜热、显热通量日变化均表现出明显的单峰特征,但幅度不同,这与太阳总辐射的日变化及下垫面作物叶面积指数大小关系密切。稻田系统作物呼吸与土壤呼吸排放CO2,排放通量一方面与温度的变化有关,另一方面也受灌溉、作物生长状况的影响;稻田光合作用吸收同化大气CO2,吸收通量与作物群体叶面积指数大小、光合有效辐射强度有关。不同生长期冠层CO2通量与温度因子（气温、5cm土层温度）、光辐射强度因子（时光合有效辐射曝辐量）的相关性均达到极显著水平（P<0.01）,其中,分蘖-灌浆乳熟期CO2净通量对时光合有效辐射曝辐量响应的灵敏度较大,可以通过直角双曲线模型来拟合评估CO2净通量     

水库温室效应研究进展与主要影响因素分析

温室气体排放导致的全球变暖成为世界各国关注的焦点。目前，关于淡水水库的温室效应在全球气候变化中的作用也成为了科学家争论的问题。已有的研究表明，世界上很多为水力发电或其他目的建造的水库，因水库蓄水所导致土壤和植被的淹没而额外增加碳基温室气体二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4）的释放。通过对国内外关于淡水水库温室气体研究方面文献的归纳，综述分析了水库温室效应观测研究案例、〖JP2〗水库温室气体的产生机制、排放过程及其主要影响因素等方面的研究进展。为进一步从事水库温室气体研究、把握水库温室气体排放提供参考     

基于自适应网络模糊推理方法在河道洪水预报中的应用

对于易受洪灾的地区而言,快速而准确的洪水预报非常重要,能够为洪水预警消息的发布提供更长的先导时间,从而为可能受灾地区的人们提供更充足的时间以采取相应的防洪措施或安全转移。 常用的预报模型包括基于物理性模型和基于系统技术模型。尽管物理性模型能对洪水形成的物理过程提供很好的解释, 水文学家并不愿意使用它们,因为模型中参数的率定是比较复杂的。因此,一种基于纯数据集的黑箱技术已被广泛采纳。常用的黑箱模型包括线性模型(LR)、自回归移动平均模型(ARMA)和人工神经网络模型（ANN）等。 在当前的研究中,一个相对新颖的黑箱模型--基于自适应网络的模糊推理系统（ANFIS）被用来对长江某河段的洪水进行预报。与此同时,一个线性回归模型（LR）用来作为ANFIS模型的对照。在构建ANFIS中,混合学习算法 (即误差反衍（BP）耦合最小二乘法（LSE）) 用来训练模型的参数。此外,为避免出现过度训练现象,原始数据集基于统计特征值划分成3个子集：训练集、测试集和校正集。当对ANFIS模型训练时,测试集用来帮助控制训练代数。结果表明,ANFIS的预报效果优于LR模型。分析认为ANFIS能够提供预报精度是因为其采用了局部拟合技术,通常它会优于LR模型所采用的全局拟合技术。最后,对本研究而言,最适合的ANFIS模型是输入量为梯形的成员度函数。     

桂林毛村地下河水-气界面CO_2通量的变化特征及其影响因素

为揭示不同时间尺度下岩溶区地下河出口CO_2通量的变化特征及其影响因素,本研究采用静态浮游箱-气相色谱法对毛村地下河出口水-气界面CO_2交换通量开展季节性和连续48小时昼夜监测。结果显示:水-气界面CO_2交换通量具有明显的季节性和昼夜变化特征,并且均表现为由水体向大气释放CO_2,呈现出大气CO_2源的特征。在季节性尺度上,CO_2交换通量的变化范围为90.27～406.32 mg·(m~2·h)~(-1),平均值为253.50 mg·(m~2·h)~(-1)。CO_2交换通量的季节性特征表现为雨季大于旱季。在昼夜尺度上,CO_2交换通量的变化范围为46.8～244.45 mg·(m~2·h)~(-1),平均值为137.81 mg·(m~2·h)~(-1)。CO_2交换通量的昼夜性特征表现夜晚大于白天,最高值出现在凌晨0∶00和1∶00,最低值出现在下午14∶00和15∶00。由于毛村地下河出口水-气界面CO_2交换通量受到诸多因素的影响。通过相关分析表明,毛村地下河出口水-气界面CO_2交换通量在季节性尺度下的主控因素为岩溶水体中碳酸的平衡系统,但是在昼夜尺度下的主控因素为局地区域环境参数。     

江汉平原稻田冠层CO2通量变化特征及其影响因素分析

二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)被认为是最重要的温室气体,在气候变化中扮演着重要角色,实地测定稻田生态系统CO2通量是农业源温室气体监测与控制技术研究的基本内容。采用涡度相关法对江汉平原稻田生态系统进行了通量观测,并对水稻不同生长阶段冠层CO2通量、潜热、显热通量变化特征及其影响因素进行了分析。结果表明:水稻各生育期冠层CO2、潜热、显热通量日变化均表现出明显的单峰特征,但幅度不同,这与太阳总辐射的日变化及下垫面作物叶面积指数大小关系密切。稻田系统作物呼吸与土壤呼吸排放CO2,排放通量一方面与温度的变化有关,另一方面也受灌溉、作物生长状况的影响;稻田光合作用吸收同化大气CO2,吸收通量与作物群体叶面积指数大小、光合有效辐射强度有关。不同生长期冠层CO2通量与温度因子(气温、5cm土层温度)、光辐射强度因子(时光合有效辐射曝辐量)的相关性均达到极显著水平(P<0.01),其中,分蘖-灌浆乳熟期CO2净通量对时光合有效辐射曝辐量响应的灵敏度较大,可以通过直角双曲线模型来拟合评估CO2净通量。     

施氮对稻麦轮作系统综合增温潜势的影响

采用典型区域田间试验结合生物地球化学模型（DNDC模型），以上海市崇明岛为例对稻麦轮作系统作物产量和温室气体排放进行了模拟研究。结果表明：DNDC模型能较好地模拟田间实测到的稻麦轮作系统温室气体排放通量。在常规用量的80%~150%之间增施氮肥对作物产量无显著增加，但稻麦轮作系统综合温室效应呈递增趋势。东滩农业园区稻麦轮作系统最优施氮量为常规用量的6298%，此时单位产量增温潜势（Global Warming Potential,GWP）最小，作物产量为12 8775 kg/(hm2〖DK〗·a)，综合温室效应较常规施氮降低3670%。长江下游地区稻麦两熟制农业生态系统能够通过合理控制农田氮肥用量减少温室气体排放净通量，降低作物单位产量GWP     

2000～2015年江汉平原区域植被NPP时空特征及其对气候变化的响应

植被NPP对气候变化的响应是全球变化与陆地生态系统碳循环研究的重要核心内容之一。利用CASA模型估算了2000~2015年江汉平原植被NPP，并利用线性回归与逐像元相关性分析方法定量研究了江汉平原植被NPP的时空变化特征及其与气候因素的相关性。结果表明：（1）16年来江汉平原植被NPP的年总量在25.43~29.76 TgC之间，呈波动增加趋势；（2）江汉平原NPP的空间分布格局具有明显的不均匀特征，形成一系列的高值中心和低值中心，符合“丘陵-平原-河流-城市”的衰减趋势；（3）江汉平原NPP与年降水量、年均温的相关系数分别为0.183 7和0.498 5；经显著性检验可知，江汉平原NPP的产量与年降水量相关性较弱，而与年均温则呈较强的正相关关系；（4）植被NPP与年降水量、年均温呈正相关的像元面积分别占总面积的69.19%和83.41%，主要分布在江汉平原腹部的农耕区域，说明江汉平原农耕区NPP的产量对年降水量与年均温的依赖性较强。     

长江三角洲典型城市工业用地价格偏离时空差异及影响因素研究

以长江三角洲地区典型城市为例，采用引入土地要素的C D生产函数模型估算不同城市的工业用地要素价格，深入探讨不同地区工业用地价格偏离情况的时空差异与影响因素。研究表明：（1）2009~2013年长江三角洲地区工业经济增长和生产结构主要依靠大量的资本投入，劳动要素投入的边际生产率最小；（2）长江三角洲地区工业用地价格偏离水平时空差异显著。近年来工业用地价格偏离总体水平逐渐提高，由东部地区至西部地区，工业用地价格的低估程度不断加大，分为轻微偏离区域、普通偏离区域、严重偏离区域这3种类型，且不同类别城市的工业用地价格偏离变化趋势分化明显；（3）经济发展水平、工业用地稀缺性、工业化程度、市场化程度对地区工业用地现实价格的低估现象有着明显的抑制效应，而工业行业规模和招商引资行为对地区工业用地现实价格的低估现象有着明显的促进效应。     

Energy analysis for onsite and offsite suburban wastewater

The environmental consequence of meeting the planet’s energy requirements has shown that biological degradation of organic constituent from wastewater does not only produces biogas. It also produces flammable methane that has 21 times more global warming potential or greenhouse effect than carbon dioxide. This becomes a loss of potential renewable energy when it is flared. This study investigates recoverable energy from cassava wastewater and effect of unrecovered onsite (not from treatment plant) wastewater energy. Sludge from both onsite untreated and offsite treated wastewater from a cassava processing station in a sub urban community of Nigeria was analyzed. The result shows that the offsite treatment has a methane potential of 27.428 m³/day compared to the onsite methane emission potential with 17.807 m³/day. The onsite 17.807 m³/day of methane is equivalent to 0.126 kgCH₄/year of emitted methane base on industrial procedure standards by the IPCC (2006) guidelines for national greenhouse gas inventories. An additional 54.03% of methane will be recovered if the onsite emissions were to be captured . At an emission efficiency of 0.025 kgCH₄/kg COD, the untreated wastewater indicates a potential contribution to the greenhouse effect. A mathematical model analysis was presented for ease in determining the amount of methane emitted from the untreated wastewater. This study support suggested methodologies and previous work comparing anaerobic offsite methane potential and untreated wastewater methane emission potentials along with its greenhouse effects.     

土壤与全球环境变化

本文着重论述了“土壤变化”与“全球气候变化”之间的相互作用。土壤圈通过其内部一系列的理化、生化变化及土地利用变化等,产生CO_2、CH_4、N_2O等“温室效应”气体特别是CH_4和N_2O向大气的排放,对“全球气候变化”产生重要的影响,而全球气候变暖又会引起土壤沙漠化、酸化、盐渍化等退化过程的进一步加剧,严重改变人类生存的环境。加强科学宣传,提高全球民众环境意识,加强科学研究与监测,提出相应措施,是适应或改变上述全球变化的重要战略对策。     

三峡库区小江回水区二氧化碳分压的时空变化特征分析

2009年9月～2010年4月在三峡库区与小江交汇的回水区的典型段面测量了该区域水体表层水和水体内部两部分水体中的有关物理化学参数，并利用这些水化学特征值通过水化学平衡模型计算出该区域水体CO2的分压。得出该区域水体中的CO2分压在一定时空范围内的变化特征。并对该区域有关水质参数与CO2的分压进行了相关性分析，得出其相关系数。指出了水体CO2分压与水体碳循环的关系。通过对三峡库区小江流域这一典型回水区域水体的CO2分压的分析研究，可望为三峡库区及其它同类型区域水体的二氧化碳分压研究提供一个分析案例，也为今后进一步从事水库温室效应的研究提供参考     

湖南省碳源与碳汇变化的时序分析

在全球气候变暖的背景下，减少温室气体排放、发展低碳经济成为各地区在发展中的普遍共识。以湖南省为研究区域，以1995~2008年为研究时序，从能源消费、主要工业产品生产工艺过程、土地利用变化与牲畜管理、固体废弃物处理与废水处理和排放4个方面综合分析了碳源与碳汇的变化情况。研究表明:1995~2008年，湖南省温室气体排放总量约在220亿t（2000年）至399亿t（2008年）CO2当量之间，14 a间增长了6118%，年均增长374%；碳汇总量约在1754亿t（1995年）至2537亿t（2007年）CO2当量之间，14 a间增长了3607%，年均增长约240%；能源消费与农业部门是湖南省温室气体的主要来源，林地是湖南省碳汇的主要来源；综合碳源与碳汇变化的均衡结果，1995~2008年湖南省呈碳汇盈余状态，净碳汇在2001~2007年持续增加，14 a间增长了31.94%，年均增长2.15%     

长三角地区人口密度模型及增长模式:1982～2010

基于熵值法对上海、南京和杭州影响力进行综合评价,运用Arc GIS点距离工具测算各空间单元到沪宁杭的距离,然后借鉴重力模型,将长三角地区划分为以上海、南京和杭州为中心的3个城市经济区,并进行区域人口密度模型拟合。相比线性、指数和乘幂模型,对数模型能更好地拟合经济区内各县、县级市或市辖区人口密度与其到各自经济区中心距离的关系。而相比上述基础模型,基于基础模型的二次模型拟合的判定系数更高,拟合效果更好。其中,对数二次模型拟合的判定系数最高,且明显优于基础模型。基于对数二次模型的人口密度变动的空间差异,沪、宁、杭经济区增长模式可以总结为"强向心集聚"和"近域扩散",但不同区域不同时段增长模式存在差异。     

Carbon trading: time for industry involvement

Carbon trading is no longer just theory. Infant markets already exist and, in 2002, they traded perhaps $10 million worth of emissions allowances. We estimate conservatively that, by 2010, the EU scheme will trade as much as $1 billion in allowances each year. The motor of the carbon markets is a worldwide effort to reduce emissions of greenhouse gases. Its most visible symbol is the Kyoto Protocol of 1997, formally known as the United Nations Framework Convention on Climate Change. Even if Kyoto is not ratified and, despite the US's decision to opt out of the treaty, the genie of greenhouse-gas reduction is out of the bottle. We believe that trading of greenhouse gases will be a real, day-to-day activity by 2010, almost certainly in Europe and probably in Canada and Japan. Carbon trading in these areas will affect the US, whether or not America sets up a programme of its own. The conclusion of this study is that industry should get involved in defining carbon trading-and now-to advance and defend their interests. Interest should be greatest among producers and users of the greenhouse gases other than carbon dioxide, namely methane, nitrous oxide, hydrofluorocarbons, perfluorocarbons and sulphur hexafluoride.     

农田固碳措施对温室气体减排影响的研究进展

农田是CO2,CH4和N2O三种温室气体的重要排放源,在全球范围内农业生产活动贡献了约14%的人为温室气体排放量,以及58%的人为非CO2排放,不合理的农田管理措施强化了农田温室气体排放源特征,弱化了农田固碳作用。土壤碳库作为地球生态系统中最活跃的碳库之一,同时也是温室气体的重要源/汇。研究表明通过采取合理的农田管理措施,既可起到增加土壤碳库、减少温室气体排放的目的,又能提高土壤质量。农田土壤碳库除受温度、降水和植被类型的影响外,还在很大程度上受施肥量、肥料类型、秸秆还田量、耕作措施和灌溉等农田管理措施的影响。本文通过总结保护性耕作/免耕,秸秆还田,氮肥管理,水分管理,农学及土地利用变化等农田管理措施,探寻增强农田土壤固碳作用,减少农田温室气体排放的合理途径。农田碳库的稳定/增加,对于保证全球粮食安全与缓解气候变化趋势具有双重的积极意义。在我国许多有关土壤固碳与温室气体排放的研究尚不系统或仅限于短期研究,这也为正确评价各种固碳措施对温室气体排放的影响增加了不确定性。     

The estimation of influencing factors for carbon emissions based on EKC hypothesis and STIRPAT model: Evidence from top 10 countries

Environment, Development and Sustainability - Global climate change due to greenhouse gas emissions has observable impacts on environment. Among the GHG emissions, carbon dioxide is the primary...