多尺度视角下重要生态功能区碳源/汇时空演变特征——以黄河流域为例

研究使用土地利用、夜间灯光和能源统计数据,采用能源碳排放模拟法计算碳排放量和碳吸收系数法计算碳吸收量,构建了黄河流域多尺度、长时间序列碳源/汇估算模型.利用构建的估算模型和探索性空间数据分析法从省、市、县以及栅格尺度对黄河流域碳源/汇以及碳平衡进行时空演变特征分析.结果表明:(1)分组模拟能源消费与夜间灯光数据,发现长时间序列碳排放估算模型拟合相关性均达到0.9以上,模型估算精度良好.(2)从空间分布看,东部地区碳排放呈逐年增加趋势,而碳吸收量较多则主要分布在东北和西南部.从省份看,碳排放量最高省为山东;碳吸收量最高省为内蒙古.从市级看,高碳排放城市呈现总体向东部、北部移动趋势,高碳吸收逐渐向西南地区扩张.从县级看,高碳排放与吸收县域向东北地区扩张.(3)黄河流域20年来碳排放与碳吸收累积变化总体均呈上升趋势,但吸收量增加幅度大于碳排放量,说明黄河流域减排增汇工作取得了积极进展,绿色发展工作持续推进.研究结果可为黄河流域减排增汇,实现绿色发展提供科学参考.     

污泥施用量对滨海盐渍土肥力的改良效果

以白龙港污水处理厂产生的生活污泥为研究对象,采用田间试验开展了污泥土地利用对滨海盐渍土肥力改良效果的研究.结果表明:(1)与对照处理相比,施用熟化污泥后,在整个试验过程中,土壤pH均可不同程度降低,其中施用2.5％(质量分数,下同)熟化污泥的处理,一年后与对照处理相比,pH降低了0.41个单位,降幅达到4.79％,而其他处理间差异不显著(P＞0.05).各处理的土壤电导率(EC)均在植物正常生长限值(1.3mS/cm)内,表明熟化污泥中盐分含量不是其土地利用的限制因子.(2)熟化污泥施用土壤一年后,除速效钾外,均可不同程度增加土壤中有机质(SOM)、碱解氮、有效磷、全氮、全磷、全钾含量.(3)施用熟化污泥后,土壤容重总体有略微下降的趋势.这说明,熟化污泥可在一定程度上改善土壤结构,但不同的污泥施用量,对土壤容重影响程度不同.     

矿化垃圾和绿色植物废弃物对盐碱土的改良效果

利用矿化垃圾和绿色植物废弃物在上海临港新城进行盐碱土现场改良试验,并监测不同处理土壤溶液中重金属元素浓度.结果表明:(1)在盐碱土中分别加入矿化垃圾、绿色植物废弃物或2者混合加入能明显降低盐碱土的盐分,提高土壤的肥力,达到改良盐碱土的目的.(2)各处理土壤溶液中重金属变化趋势基本一致:Cu浓度低于<地下水质量标准>(GB/T 14848-93)中Ⅲ类标准,Cr浓度均在GB/T 14848-93中Ⅳ类标准内,不存在Cu和Cr污染可能;个别点土壤溶液中偶尔出现Zn和Pb浓度超过GB/T 14848-93中Ⅴ类标准,大部分基本在GB/T 14848-93中Ⅳ类标准内;Cd、Fe和Mn浓度相对较高,是造成地下水潜在污染的原因,要注意合理控制.(3)不同处理会影响矿化垃圾中重金属的溢出,会使一部分重金属向下迁移,但总体对地下水质影响不大,且100 cm处各种重金属元素的平均浓度均没有超过GB/T 14848-93中Ⅳ类标准.(4)矿化垃圾中加入绿色植物废弃物处理的污染综合指数较小,主要是由于绿色植物废弃物重金属元素浓度相对较低、有机质含量高,和矿化垃圾混合使用能降低矿化垃圾潜在污染的风险.     

苏南水稻土有机碳矿化特征及其与活性有机碳组分的关系

通过对江苏省常熟市全市范围代表性水稻土采样并布置室内短期（20 d）培育实验，研究土壤有机碳矿化过程动态，并分析其与微生物生物量碳和水溶性有机碳含量的关系。结果表明：研究区域水稻土有机碳含量变化为488～2731 g/kg，平均为1807 g/kg，全氮含量变化为058～284 g/kg，平均为186 g/kg；微生物生物量碳、氮及水溶性有机碳含量分别为2940～1 2874，1854～8178和701～2879 mg/kg，且不同土属间存在显著差异（〖WTBX〗p〖WTBZ〗＜005）；土壤呼吸强度为3476～19168 mgCO2/（kg·d），平均为7993 mgCO2/（kg·d），不同土属间高低顺序为乌栅土＞乌黄泥土＞灰黄泥土＞白土＞黄泥土＞乌沙土；培养期内有机碳日均矿化量为1076～6520 mgCO2/kg，平均为4046 mgCO2/kg，有机碳累计矿化量为21525～1 30213 mgCO2/kg，平均为80720 mgCO2/kg，不同土属间有机碳日均矿化量和累计矿化量变化趋势为乌栅土＞乌黄泥土＞乌沙土＞白土＞灰黄泥土＞黄泥土；研究区域水稻土有机碳矿化率为307%～758%，但不同土属间差异不显著（p＞005）。统计结果表明，土壤有机碳呼吸强度和日均矿化量与微生物生物量碳及水溶性有机碳之间均呈显著正线性关系，相关系数分别为0686、0594、0826、0749。〖     

苏南水稻土有机碳矿化特征及其与活性有机碳组分的关系

通过对江苏省常熟市全市范围代表性水稻土采样并布置室内短期(20d)培育实验,研究土壤有机碳矿化过程动态,并分析其与微生物生物量碳和水溶性有机碳含量的关系。结果表明:研究区域水稻土有机碳含量变化为4.88～27.31g/kg,平均为18.07g/kg,全氮含量变化为0.58～2.84g/kg,平均为1.86g/kg;微生物生物量碳、氮及水溶性有机碳含量分别为294.0～1287.4,18.54～81.78和7.01～28.79mg/kg,且不同土属间存在显著差异(p<0.05);土壤呼吸强度为34.76～191.68mgCO2/(kg·d),平均为79.93mgCO2/(kg·d),不同土属间高低顺序为乌栅土>乌黄泥土>灰黄泥土>白土>黄泥土>乌沙土;培养期内有机碳日均矿化量为10.76～65.20mg-CO2/kg,平均为40.46mgCO2/kg,有机碳累计矿化量为215.25～1302.13mgCO2/kg,平均为807.20mgCO2/kg,不同土属间有机碳日均矿化量和累计矿化量变化趋势为乌栅土>乌黄泥土>乌沙土>白土>灰黄泥土>黄泥土;研究区域水稻土有机碳矿化率为3.07%～7.58%,但不同土属间差...     

上海市不同土地利用方式绿地土壤中Cu、Zn、Pb和Cr的污染评价

通过对上海市不同土地利用方式下绿地土壤中重金属Cu、Zn、Pb和Cr的调查研究,发现工业区和交通区绿地土壤中Cu、Zn、Pb、Cr的平均含量均显著高于大学、公园及居民区。与上海市土壤环境背景值相比,不同土地利用方式中4种重金属均存在一定富积。就单项污染指数而言,Cu、Pb和Cr的污染程度大小依次为工业区>交通区>大学≈公园≈居民区,而Zn为交通区>工业区>大学≈公园≈居民区;就内梅罗综合污染指数而言,工业区和交通区污染较严重,分别有54.17%和67.9%的土壤达重度污染;而公园、大学及居民区绝大部分土壤为轻度污染,分别为73.1%、100%和60%。     

中国土地利用碳排放变化及协调分区

土地利用变化所产生的碳排放已成为地区碳排放的主要来源之一,为了探究其变化以全国30个省市为研究对象,基于2001～2019年MODIS的MCD12Q-LUCC数据,通过碳排放系数法,聚类与异常值分析法,从碳排放经济贡献系数、碳生态承载系数及二者的耦合协调关系等角度探讨了近19年间全国各省土地利用碳排放的空间特征并进行了分区研究.结果表明：(1) 2000～2019年全国土地利用碳排放量增长显著,但在2011年后碳排放量增长率变得平缓,而碳汇量的增长则相对缓慢,二者间的差距仍较大.(2)聚类与异常值分析显示研究期内全国各省市土地利用碳排放高值集聚中心由广东、江苏等省份转移到河北、山西、内蒙古等省份且集聚状态越来越明显.(3)全国各省市碳排放经济贡献系数呈现南高北低的空间特征,生态承载系数则呈现出由西高东低逐渐发展为中高东低,北部次之的特征,两者的耦合协调度呈现出下降的趋势.(4)本文基于碳排放经济贡献和碳生态承载,将各省划分为低碳保持区、经济发展区、碳汇发展区和综合优化区这4类,并提出各自的发展建议,争取实现碳中和与低碳可持续发展.     

中国能源消费碳排放的空间化与时空动态

近年来全球多地遭遇极端天气,给人类社会的生产生活带来极大影响,共同应对全球气候变化已成为国际共识,在此背景下如何通过科学方法摸清二氧化碳排放情况成为响应国家"双碳"战略的重要工作.通过省级尺度的碳排放统计数据,综合夜间灯光数据和人口数据,将碳排放量分配到栅格尺度,并对中国2000、2005、2010、2015和2018年碳排放的时空格局、演变特征及碳排放与经济增长的关联性进行综合分析.结果表明：①从2000~2018年,中国的CO₂排放总量持续增长,但增长速率呈现放缓的趋势,碳排放年均增长速率由2000~2010年的9.9%下降至2010~2018年的7.4%.从空间分布来看,无碳排放地区主要分布在西北无人区及东北的林区和山区,低碳排放主要分布在广大的中小城镇地区,高碳排放则集中分布于华北、华中、东部沿海以及西部的省会城市及城市群附近;②碳排放在地级市尺度上存在高值聚集或低值聚集现象,且该聚集现象整体趋于稳定,在2005年之后有所加强;低低集聚区主要分布在西部的连片地区和海南岛,且随着经济社会的发展,低低集聚区开始破碎,规模减小;高高集聚区主要分布在京津冀城市群、太原城市群、长江三角洲城市群和珠江三角洲城市群地区且规模在逐步加强巩固;高低、低高集聚区则主要出现在社会经济发展水平差异较大的邻近城市;③中国大部分地区的碳排放量相对稳定,碳排放发生较大变化的地区主要分布在省会城市和重点城市的外围地区,即存在中心城区碳排放无变化,外围区域碳排放变化的圈层结构;④在2000~2018年中国城市发展进程中,整体上遵循一个由"低排放-低收入"转向"高排放-低收入"再转向"高排放-高收入"最终转向"低排放-高收入"的发展规律.从整体来看,中国碳排放的增速在放缓,在实行"双碳"战略的大背景下,各地区由于不同的社会经济发展情况和能源需求情况所面临的碳减排任务与压力也不尽相同,因而应分地区和分行业实施差异化的碳减排政策.