克拉玛依市地表灰尘重金属污染及潜在生态风险评估

城市地表灰尘作为城市环境污染物载体,影响城市生态环境和人体健康.为探究绿洲城市地表灰尘重金属污染风险,从新疆克拉玛依市克拉玛依区采集52个地表灰尘样品,分析其中Hg、Cd、Cu、Pb、Cr和As等6种重金属元素含量,采用内梅罗综合污染指数(NPI)、潜在生态风险指数(RI)和生态风险预警指数(IER),对地表灰尘重金属污染及生态风险进行评价.结果表明,研究区地表灰尘中As、Cd、Cu、Pb和Hg等元素平均含量分别为新疆土壤背景值的1.61倍、1.75倍、1.50倍、1.23倍和2.94倍,富集较明显;Cr元素平均值没有超出新疆土壤背景值.地表灰尘中Hg处于中度污染水平,Cd、Pb、As和Cu等元素处于轻度污染水平,Cr处于轻微污染水平,NPI平均值为3.07,处于重度污染水平.潜在生态风险评价结果表明,地表灰尘中Hg处于较强生态风险水平,As、Pb、Cr和Cu处于轻微风险水平,Cd处于中等生态风险水平,RI平均值为201.17,处于中等生态风险.生态风险预警结果表明,Hg处于轻警态势,Cr处于无警态势,Cd、Pb、Cu和As等4种元素处于预警态势,IER平均值为4.02,属于中警态势.研究区地表灰尘重金属污染水平与生态风险较高的区域主要分布于研究区西北部.     

叶尔羌河下游河岸胡杨种群长势与植物多样性对淹灌的响应评估

通过定量研究叶尔羌河下游河岸胡杨(Populus euphratica)种群长势与植物多样性对淹灌的响应,为优化叶尔羌河流域水资源管理与生态保护实践提供理论依据。于2016—2018年3次调查叶尔羌河下游植被数据,采用Pielou指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和重要值等指标分析植被对淹灌的响应。结果表明,淹灌2 a后,叶尔羌河下游河岸胡杨Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数分别增加124. 8%、119. 6%和246. 9%,且新增喜湿和一年生草本植物等12种,植被盖度为42. 5%,增幅达112. 5%。研究区胡杨林为中老龄,胡杨长势没有恶化,中等级以上胡杨林增加3. 9%,胡杨平均枝下高下降7. 7%。随着距生态闸口距离的增加,植物密度和多样性均有减小趋势,但距生态闸口距离450 m处植物多样性和植物密度较高,与150、300和600 m处差异显著(P0. 05),在150和300 m处优势种为苦豆子和芦苇等一年生草本和喜湿植物,在450 m范围外优势种则为胡杨、柽柳和耐旱多年生草本。2 a的淹灌工程遏制了胡杨林退化趋势,植物多样性和植被盖度显著提高,同时荒漠河岸林植物群落在450 m范围内更新能力得到增强,生物多样性得到保护。为维持目前生态好转趋势,应继续实施淹灌工程。     

天山南北绿洲城市重污染期对流层NO_2垂直柱浓度时空分布特征

为探讨天山南北绿洲城市重污染期对流层NO_2的垂直柱浓度(VCD)分布特征,利用多轴差分吸收光谱仪(MAX-DOAS)对2015—2017年重污染期间天山北坡乌鲁木齐、石河子、小城市博乐及南坡中等城市库尔勒、小城市和田市区进行定点监测和车载移动监测,研究NO_2VCD时空分布规律,并与同期臭氧监测仪(OMI)卫星反演提供的NO_2VCD进行对比分析。结果表明,天山南北绿洲城市NO_2VCD日变化均呈"早晚高,中午低"趋势,其中最大4h(15:00—19:00)NO_2VCD为乌鲁木齐市库尔勒市石河子市和田市博乐市;移动监测数据表明,城市对流层NO_2VCD在风向稳定且具有较高风速的监测日时,下风向浓度通常高于上风向,且车流量较高的立交桥与道路交汇处容易出现高值;因天山南北绿洲城市的地形不同,气象因子的差别(尤其是风场)是导致对流层NO_2VCD浓度差异的重要原因;MAX-DOAS监测的NO_2VCD与OMI卫星反演NO_2VCD具有较好的一致性。     

新疆绿洲城市地表灰尘重金属污染风险对比

为了解新疆绿洲城市地表灰尘中重金属污染风险的整体情况，从新疆工业化、城市化程度相对较高的典型绿洲城市采集地表灰尘样品，测定其中As、Cd、Cu、Hg和Pb等5种元素含量，采用污染负荷指数（PLI）和US EPA健康风险评估模型，对比分析各城市地表灰尘重金属污染及潜在风险。结果表明，乌鲁木齐、昌吉、克拉玛依与库尔勒地表灰尘中As、Cd、Cu、Hg和Pb等元素含量平均值均小于《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》（GB 36600-2018）中第二类用地筛选值。各城市地表灰尘重金属PLI平均值从大到小依次为昌吉、乌鲁木齐、库尔勒、克拉玛依，其中昌吉市呈现中度污染，其他城市均呈现轻度污染。各城市地表灰尘中重金属元素潜在非致癌风险从大到小依次为克拉玛依、昌吉、库尔勒、乌鲁木齐，潜在致癌风险从大到小依次为克拉玛依、库尔勒、昌吉、乌鲁木齐。整体上，新疆各绿洲城市地表灰尘中As、Cd、Cu、Hg和Pb等5种元素不存在显著的非致癌健康风险，As和Cd元素产生的潜在致癌风险处于可接受风险值范围内。Hg元素是各绿洲城市地表灰尘中污染程度最高的元素，As元素是最主要的潜在非致癌与致癌健康风险元...     

新疆库尔勒对流层NO2特征分析

利用地基多轴差分吸收光谱仪(MAX-DOAS),选择新疆开孔河流域绿洲城市库尔勒为研究区,于2014—2016年对其市区及郊区的对流层NO_2垂直柱浓度(VCD)进行观测,结果表明:(1)从日变化来看,市区在不同季节的NO_2VCD日均值为冬季秋季春季夏季,郊区为冬季春季秋季夏季。(2)从季节变化来看,市区和郊区的NO_2VCD波峰均出现在冬季,波谷基本出现在夏季;NO_2VCD的年均值在2014年最高,2015年有所下降,2016年又开始回升。(3)NO_2VCD与同期NO_2地面浓度变化趋势基本一致,两者相关性良好(R=0.795)。(4)地形与风向影响使得库尔勒污染物不断向郊区扩散,造成郊区NO_2浓度的增加;冬季漫长的采暖期、风沙天气频发以及不利于污染物扩散的静稳天气条件导致污染物的聚集,难以及时扩散。     

新疆和田地区土地荒漠化时空特征分析

以干旱区土地荒漠化防治和生态环境修复为目的,对新疆和田地区土地荒漠化时空演变过程进行研究。基于RS和GIS技术,利用和田地区MODIS13Q1-NDVI遥感数据,以植被覆盖度作为荒漠化评价指标,对和田地区2000—2018年土地荒漠化时空变化特征进行分析。结果表明:(1)研究区植被覆盖度呈减少趋势的区域面积占总面积的0.38%,其中极显著减少区域面积占0.10%,显著减少区域面积占0.28%;植被覆盖度呈增长趋势的区域面积占12.88%,其中极显著增长区域面积仅占1.10%,显著增长区域面积占11.78%。(2)2006—2012年重度荒漠化区面积呈减少趋势,2012—2018年呈增加趋势,总体以年均0.59%的速率递增;中度荒漠化区面积呈减少趋势,平均每年以1.43%的速率减少,而轻度和非荒漠化区面积一直保持增加趋势,年均增速分别为2.19%和3.70%。(3)由面积转移矩阵可知,近20 a来,研究区土地类型未发生变化的面积为19.841×10~4 km~2,非荒漠化区转移面积最少,中度荒漠化区转移面积相对较多。由于气温、降水和人类活动等因素的影响,近20 a来和田地区重度荒漠化区面积略有增长,轻度和非荒漠化区面积增加显著。     

新疆博乐市大气对流层NO_2垂直柱浓度特征

基于地基多轴差分吸收光谱技术(multi-axis different optical absorption spectroscopy,MAX-DOAS),分析位于中国西部边陲的典型干旱区城市——博乐市大气对流层NO_2垂直柱浓度(vertical column densities,VCD)分布、变化,了解其变化规律和分布特点。结果表明:(1)博乐市不同观测点对流层NO_2VCD高低表现为农田区市区,农田区NO_2浓度最大达到5.69×10~(15)molec/cm2,市区NO_2浓度最大达到3.79×10~(15)molec/cm~2;(2)市区观测点对流层NO_2浓度变化趋势基本一致,相同的是北京时间10:00,出现峰值;农田区观测点对流层NO_2VCD一天内呈现缓慢上升趋势;(3)同一区域,不同天气条件下,对流层NO_2VCD高低不同。多云条件下对流层NO_2VCD浓度最高,其次是多云转阵雨、多云转小雨,晴天条件下对流层NO_2浓度较低;(4)不同区域,相同天气条件下对流层NO_2VCD分布不同。社会活动较多的市区对流层NO_2VCD较高。     

天山北坡城市群碳储量时空变化及预测研究

为了有效评估城市群碳储量变化,以天山北坡城市群为研究对象,运用PLUS模型和InVEST模型,动态评估2000~2020年及2030年不同情景下土地利用变化及碳储量变化特征.结果表明,2000~2020年天山北坡城市群碳储量呈现持续增加趋势,且碳储量变化与土地利用变化密切相关,主要表现为2000~2010年林地面积的减少导致其碳储量减少约266×10⁶t,2010~2020年草地面积的增加使其碳储量增加约69.14×10⁶t.2030年自然发展情景、生态保护情景和经济快速发展情景下碳储量预测值分别为8875.88×10⁶t、8895.58×10⁶t和8841.58×10⁶t;经济快速发展情景下碳储量最低,生态保护情景下碳储量最高.土地利用是影响碳储量空间变化分布的第一主导因素,贡献率接近于90%,土地利用强度与碳储量协调性分析与两者双变量空间自相关分析进一步验证了这一结论.土地利用变化在一定程度上能够对碳储量产生积极影响,对于本研究区而言,生态保护发展情景可能更符合未来城市发展模式,研究结果能够为土地利用规划提供参考.     

新疆喀纳斯景区土壤剖面磁学特征研究

文章以新疆喀纳斯景区为研究区,采集4条深度为100 cm土壤垂直剖面,进行了土壤磁学特征分析。结果表明:研究区土壤磁性矿物含量整体较低,低矫顽力亚铁磁性矿物主导了样品的磁学特征,并含有少量不完整反铁磁性矿物,土壤磁性颗粒以多畴和稳定单畴粗颗粒为主;土壤磁性特征垂向变化为先增加后减少继而继续增加的趋势,表土层中存在较少的细黏滞性超顺磁性(SP)颗粒,随深度的增加,SP颗粒逐渐减少;景区土壤表土层反映了自然成土因素和人为因素2种来源的磁性特征,底土层磁性增强反映出基岩母质对土壤磁性的贡献。     

天山南北绿洲城市夏季对流层NO_2浓度特征分析

为探讨天山南北绿洲城市夏季对流层NO_2浓度分布特征,基于MAX-DOAS于2015-2017(6-8月)连续固定监测和车载移动监测,并结合社会经济因素和气象因子,研究乌鲁木齐、博乐、库尔勒及和田的NO_2时空分布规律。结果表明:(1)天山北坡城市对流层NO_2浓度整体高于天山南坡城市,北坡乌鲁木齐(6.90×10~(15)molec/cm~2)南坡库尔勒(3.34×10~(15)molec/cm~2)北坡博乐(2.68×10~(15)molec/cm~2)南坡和田(2.60×10~(15)molec/cm~2);(2)乌鲁木齐市区日变化呈现"多峰值"波浪型分布,郊区没有明显峰谷值,博乐市区呈现"两峰一谷"日变化,郊区属于"单峰"特征;库尔勒、和田日变化特征相似,市区与郊区均为"双峰型",且夏季市区对流层平均浓度(4.42×10~(15)molec/cm~2)郊区(3.33×10~(15)molec/cm~2);(3)车载DOAS研究发现,城市对流层NO_2在风向稳定具有较高风速的监测日下风向浓度通常高于上风向,车流量高的立交桥与道路交汇处容易出现高值;(4)因天山南北绿洲城市的城市规模和产业结构不同,气象因子的差别,是导致NO_2浓度差异的重要原因。