干旱区城市邻苯二甲酸酯湿沉降及其环境意义

本文以新疆昌吉市为研究区,选择2012年6月至2012年12月期间的12场次降水进行采集,利用气相色谱法测定样品中主要PAEs,以对干旱区城市大气邻苯二甲酸脂湿沉降进行初步探讨。研究表明:大气湿沉降中DBP的含量最高,其次是DEHP,DMP与DEP含量较低;DEHP、DBP、DMP以及DEP在雨沉降中平均含量分别为0.10(0.07~0.13)mg/L、0.32(0.03~0.93)mg/L、0.004(未检出~0.02)mg/L、0.006(未检出~0.05)mg/L;在雪沉降中平均含量分别为0.04(0.008~0.13)mg/L、0.13(0.05~0.40)mg/L、0.002(未检出~0.005)mg/L、0.08(未检出~0.04)mg/L。昌吉市湿沉降中PAEs含量远超出《地表水环境质量标准》,也超出了城市生活污水与工业污水,说明其存在较大的环境风险。PAEs的湿沉降具有较为明显的季节变化,雪沉降(冬季)中PAEs含量普遍低于雨沉降(其他季节),人类在室外生产、生活活动的季节变化及气温对PAE挥发的影响是主要原因。计算结果显示,大气湿沉降每年向昌吉市城区地表环境输入DBP、DEHP、DMP、DEP分别达到1994.28、652.69、27.14、57.86kg,输入的上述4种PAEs总和达到2731.97kg。     

全国干湿分布区动态变化研究

在全球气候变化的背景下,我国的干湿状况发生相应变化。本文主要研究过去60年全国干湿状况动态变化,以便于了解气候变化对我国干湿状况的影响。基于1951~2010年全国756个气象站点的气象数据,根据Penman-Monteith潜在蒸散量方法计算潜在蒸散发量,再结合降水量数据计算干燥度指数。利用干湿区划分阈值,划分1951~2010年不同干湿分区,主要有极端干旱区、干旱区、半干旱区、干性半湿润区、半湿润区、湿性半湿润区、湿润区分区,并研究1951~2010年10年年际动态变化。研究结果表明,全国在总体上趋向于干旱,尤其东北地区最为严重,而北疆地区趋向于湿润。不同年代呈现不同的干湿波动性规律,80年代为湿润时期,90年代为极端干旱时期,半干旱区范围明显增加并往东南移动。本研究对理解我国植被空间分布的变化和生态环境建设具有一定的指导意义。     

人工防护林碳储量估算——以新疆墨玉为例

通过2009年8月对新疆墨玉县人工减排林样地进行实地调查取样,获得该地区人工减排林生态系统植被生长状况各种数据,利用这些数据采用生物量与蓄积量关系为基础的植物碳储量估算方法及土壤剖面有机质百分含量推算土壤碳储量的方法分别对干旱区人工林植被、土壤碳储量进行估算。结果表明,干旱区墨玉县玉北固阻结合流沙固定技术试验示范区人工减排林现有碳储量4522.01Mg,波斯坦库勒天然稀疏植被封育区现有碳储量1840.12Mg,土壤平均碳储量相差不大,分别为25.91t/100m2和27.39t/100m2。波斯坦库勒天然稀疏植被封育区内大多是幼龄林,碳储量并未达到最大,随着树木的生长,这些林木还能够固定一定量的大气碳,波斯坦库勒天然稀疏植被封育区的生态系统碳储量能力还有很大的提升空间。新疆减排林区碳储量将进一步增加。     

生态环境约束下的干旱区城乡用水联动模式——以河西走廊张掖市为例

在脆弱的生态环境和短缺的水资源条件约束下,促进水资源农转非是适应西北干旱区城镇化加速发展的迫切需要。论文以黑河流域张掖市为例,针对张掖市城镇化和工业化水平低、第二三产业用水比重低、用水经济效益低、社会经济用水总量受限等问题,设计了城乡用水联动的总体思路,并提出了生态环境约束下干旱区城乡用水联动的5种主要模式,即:退耕稳粮给水模式、农业科技进步供水模式、农业产业化促水流转模式、城市中水农用模式、水资源农转非补偿模式。通过5种模式的联合运用,旨在为张掖市及西北干旱区创新水资源管理并促进城乡协调快速发展提供参考。     

中国北方干旱-半干旱地区草地NH_3通量原位观测研究

NH3挥发是导致农业和畜牧业施肥中N素流失的主要途径之一。基于这一认识,人们推测NH3的释放也可能在干旱-半干旱地区天然草地氮素流失中起着重要作用。然而这方面的观测研究却十分有限。我国北方天然草地面积约150万平方千米,而且在干旱-半干旱过渡地区的草地中存在N相对于C不足的现象。认识NH3挥发在其中所起的作用对防治草地退化、保护干旱区生态环境安全具有重要意义。本文利用Thermo-Fisher公司生产的Model17iNOx-NH3分析仪和动态箱法对黄土高原西北部边缘和宁夏中东部地区,也即农牧过渡带地区在8～9月份的地-气NH3交换通量进行了观测研究,发现其通量昼夜变化存在多种类型,平均通量在-2～2g NH3/(m2.h)之间;在空间变化上,NH3的地-气交换在毛乌素沙地西侧表现为对大气NH3的净吸收,经黄土高原边缘和宁夏中东部的过渡,到宁夏南部的固原地区变化为草地NH3的净释放。这种草地NH3释放通量自北向南增加的现象主要是由于降水对土壤的湿润作用所致。干旱的环境条件使得水分超过了土壤pH和温度等众多影响因素而成为NH3挥发的主要限制因素。据此可以推测NH3挥发作用在我国北方自然草地N素流失中的作用可能较小,不可能是导致农牧交错地区土壤N素相对不足的原因。     

古浪河流域大气降水稳定同位素的时空特征及其环境意义

依据古浪河流域古浪站(海拔2 085 m)和安远站(海拔2 700 m)所采集的降水样品和相关气象数据,分析了降水稳定同位素的时空变化、局地大气水线,讨论了温度、降水量和相对湿度与降水稳定同位素的关系.结果表明:(1)两站δ18O均呈现出夏秋季高、冬春季低的特征;(2)从古浪到安远站,δ18O的月均值随海拔升高呈下降趋势,相反地,d-excess随海拔升高呈增加趋势,反映了当气团沿着山坡不断抬升时,水汽再循环过程加强;(3)稳定同位素特征表明该区除了受干燥的环境和较强的蒸发影响外,可能还受到局地水汽再循环影响;(4)处于低海拔地区的古浪站的温度效应比安远站更显著,古浪河流域整体上没有呈现出降水量效应.该研究结果有助于进一步深入了解古浪河流域的水循环过程.     

西北干旱区生态承载力监测及安全格局构建

以西北干旱区为研究区,通过引入生态环境弹性力、资源环境供容力、社会经济压力三个准则层,建立了生态承载力综合评价体系。在此基础上运用空间主成分分析法（SPCA）对西北干旱区2000年、2007年、2012年、2016年四期生态承载力时空变化进行监测评估,进而构建生态安全格局。研究结果表明：西北干旱区生态承载力以弱承载为主,且在研究时段弱承载区面积不断下降,而强承载区面积有上升趋势;从空间分布看,河西地区、北疆地区、内蒙古西部地区生态承载力呈上升趋势,而南疆地区则有所下降;利用MCR模型提取道路型廊道、河流型廊道、绿色廊道共51条,总长度7285.43 km;提取重要斑块区节点、河流湿地区节点、生态脆弱区节点等共71个。根据计算结果将西北干旱区划分为16个生态安全格局,并结合生态承载力变化情况,对现有的安全格局进行布局优化,以期为西北干旱区生态环境的保护和恢复治理提供科学参考。     

西北干旱区降水中 δ18O变化特征及其水汽输送

以IAEA/WMO提供的乌鲁木齐(1986～2003年)、张掖(1986～2003年)与和田(1988～1992年)大气降水稳定同位素观测数据和相关气象要素为基础,通过回归分析得到西北干旱区大气降水方程,并对降水中稳定同位素的时空变化特征及其与气温和降水量的相关关系进行了分析;采用HYSPLIT4.9模型对3个站点水汽来源进行追踪,建立了西北干旱区的水汽输送模式,并对冰冻圈δ18O的记录进行了探讨.结果表明,该区大气降水方程为δD=7.24δ18O+1.96‰,局地蒸发较强烈;乌鲁木齐、张掖与和田降水中δ18O分别波动于-20.58‰～-5.4‰、-18.58‰～-2.46‰和-20.33‰～-0.01‰,均表现出冬低夏高的特点,而d值则表现为冬高夏低;从空间分布来看,δ18O张掖最高,和田次之,乌鲁木齐最低,d值则乌鲁木齐最高,和田次之,张掖最低;降水中δ18O温度效应显著,相关系数分别为0.85、0.81、0.86,而降水量效应不存在;水汽来源轨迹表明,该区全年有两条水汽路径,分别为西风带输送的大西洋海源水汽以及极地北冰洋地区水汽,受其影响δ18O冬半年较低,夏半年则较高;由于冰冻圈环境的独特性,该区冰川雪冰中δ18O的变化与相应的气象站记录对应关系良好,很好地反映着气温的变化.     

永定河上游地表水-地下水水化学特征及其成因分析

永定河上游流域是冀西北重要的水源涵养区和生态屏障区,受气候变化和高强度人类活动影响,径流减少和水环境恶化问题日益突出.深入研究自然和人类活动共同影响下的地表水-地下水水化学特征及其成因,可为区域水资源可持续利用提供科学参考.本研究利用（δ²H和δ¹⁸O）氢氧同位素关系明确地表水和地下水来源,并在此基础上结合数理统计和水文地球化学方法,分析水化学特征及其成因.结果表明,地表水和地下水主要来源于降水.受自然因素及人类活动的共同影响,洋河和桑干河流域水化学类型差异显著.整体上,地表水离子浓度表现为：桑干河>洋河.桑干河流域地表水主要阳离子为Na⁺,主要阴离子为Cl^-和SO₄^2-,且水化学类型多样;洋河流域地表水主要阴阳离子分别为HCO₃^-和Ca²⁺,水化学类型分布相对集中.影响地表水水化学的自然因素主要为矿物溶解和蒸发,但人类活动却体现出流域差异,其中桑干河为支流的工业废水排放,而洋河流域为农业生产和城市.然而,由工业废水排放和酸雨输入导致的地表水Cl^-和SO₄^2-浓度持续增加,是地表水资源可持续利用的限制因素.因此,未来桑干河流域地表水资源利用要综合考虑总盐分和水化学组成的影响,而洋河流域主要考虑总盐分的影响.因地制宜地进行地表水资源利用,是永定河上游水资源可持续利用和恢复地下水位行之有效的措施.     

干旱区哈密瓜生长和产量与气候要素的关系

农业是气候变化最敏感的领域之一,气候变化将对农作物产量产生巨大影响.探讨气候变化对干旱区哈密瓜(Cucumis melo L.)生长和产量的影响,明确关键影响气象因子,可为合理有效利用气候资源和防灾减灾提供科学依据.选取1981—2019年哈密瓜生长年气候因子、生长季内气象要素和1999—2019年发育期及产量资料,分...