基于潜在分类模型的湿地生态系统服务公众生态偏好异质性研究

在生态系统服务价值评估研究中,把握公众的生态偏好是当前研究的重要内容。论文以三江平原湿地为研究对象,应用选择实验法获取公众的生态偏好和支付意愿,构建潜在分类模型,探究公众对湿地各项生态系统服务的偏好异质性。研究结果显示：公众对各项湿地生态系统服务存在显著的偏好异质性,资源偏好型的受访者所占比例最大（68.78%）,景观偏好型的受访者对自然景观的支付意愿显著较高,而价格敏感型受访者的支付意愿明显低于其他两类。分析各潜在类别可知,公众的社会经济特征及环境意识对其偏好具有显著影响。教育水平越高的受访者越偏好于资源保护,高收入和到景区旅游次数多的受访者更偏好于景观保护,而价格敏感型受访者的环境意识相对较低。研究不仅为湿地生态系统服务偏好异质性的研究提供新途径,也为相关环境政策的制定提供参考。     

Understanding unusually high levels of peroxyacetyl nitrate (PAN) in winter in Urban Jinan, China

Peroxyacetyl nitrate(PAN), as a major secondary pollutant, has gained increasing worldwide attentions, but relevant studies in China are still quite limited. During winter of 2015 to summer of 2016, the ambient levels of PAN were measured continuously by an automatic gas chromatograph equipped with an electron capture detector(GC–ECD) analyzer at an urban site in Jinan(China), with related parameters including concentrations of O3, NO, NO_2, PM_(2.5), HONO,the photolysis rate constant of NO_2 and meteorological factors observed concurrently. The mean and maximum values of PAN concentration were(1.89 ± 1.42) and 9.61 ppbv respectively in winter, and(2.54 ± 1.44) and 13.47 ppbv respectively in summer. Unusually high levels of PAN were observed during severe haze episodes in winter, and the formation mechanisms of them were emphatically discussed. Study showed that high levels of PAN in winter were mainly caused by local accumulation and strong photochemical reactions during haze episodes, while mass transport played only a minor role. Accelerated photochemical reactions(compared to winter days without haze) during haze episodes were deduced by the higher concentrations but shorter lifetimes of PAN, which was further supported by the sufficient solar radiation in the photolysis band along with the high concentrations of precursors(NO_2, VOCs) and HONO during haze episodes. In addition, significant PAN accumulation during calm weather of haze episodes was verified by meteorological data.     

APPLICATION OF A MULTIPURPOSE UNEQUAL PROBABILITY STREAM SURVEY IN THE MID‐ATLANTIC COASTAL PLAIN1

ABSTRACT: A stratified, spatially balanced sample with unequal probability selection was used to design a multipurpose survey of headwater streams in the Mid‐Atlantic Coastal Plain. Objectives for the survey include unbiased estimates of regional stream conditions, and adequate coverage of unusual but significant environmental settings to support empirical modeling of the factors affecting those conditions. The design and field application of the survey are discussed in light of these multiple objectives. A probability (random) sample of 175 first‐order nontidal streams was selected for synoptic sampling of water chemistry and benthic and riparian ecology during late winter and spring 2000. Twenty‐five streams were selected within each of seven hydrogeologic subre‐gions (strata) that were delineated on the basis of physiography and surficial geology. In each subregion, unequal inclusion probabilities were used to provide an approximately even distribution of streams along a gradient of forested to developed (agricultural or urban) land in the contributing watershed. Alternate streams were also selected. Alternates were included in groups of five in each subregion when field reconnaissance demonstrated that primary streams were inaccessible or otherwise unusable. Despite the rejection and replacement of a considerable number of primary streams during reconnaissance (up to 40 percent in one subregion), the desired land use distribution was maintained within each hydrogeologic subregion without sacrificing the probabilistic design.     

聚类分析在江汉湖群典型湖泊分类中的应用

江汉湖群中的许多通江湖泊由于自然和人为原因失去了与长江及其支流的天然联系,对湖泊生态和湖区经济可持续发展造成了不利影响,重建江湖联系对湖泊生态环境改善和湖区经济发展意义重大。根据4项选择标准,选取江汉湖群中13个典型湖泊作为研究对象,以有关社会经济、生态等方面的调查统计数据为基础,利用聚类分析的方法对江汉湖群中的13个阻隔湖泊进行分类。根据所挑选的16个指标将这些湖泊划分为4大类,并对各类湖泊特点进行了分析,确定了这些湖泊的通江顺序。     

刈割对华北平原人工草地土壤呼吸速率的影响

根据中国科学院禹城综合试验站牧草生态试验场土壤呼吸测定数据,分析了刈割前后3年生和6年生苜蓿、白三叶及小黑麦4种人工草地土壤呼吸日变化特征及刈割对草地土壤呼吸速率的影响。结果表明:①刈割前不同牧草地的土壤呼吸强度差异明显,依次为3年生苜蓿>6年生苜蓿>白三叶>小黑麦,刈割后不同牧草地的土壤呼吸强度相差不大,土壤呼吸速率在3.0~3.5 μmol CO₂·m^-2·s^-1之间;②刈割前不同牧草地的土壤呼吸日变化不相同,6年生苜蓿与小黑麦草地刈割前土壤呼吸速率由9:00开始逐渐增强,在12:00~16:00之间持续较高,以后逐渐下降,3年生苜蓿与白三叶草草地土壤呼吸速率在9:00~12:00之间逐渐升高,12:00到达峰值,之后逐渐下降;③与刈割前相比,4个处理牧草刈割10 d后其草地的土壤呼吸速率下降了30%~40%;④刈割前后Q₁₀值在1~2.32之间,平均值为1.37,刈割前平均值为1.63,刈割后平均值降为1.10。     

三江平原不同土地利用方式下凋落物对土壤呼吸的贡献

运用Li-6400土壤呼吸配套系统研究了三江平原沼泽湿地不同土地利用方式下保留和去除凋落物的土壤呼吸特征,进而分析了不同土地利用方式下凋落物对土壤呼吸的贡献及其与凋落物输入量和环境因子(温度、降水等)之间的相互关系.结果表明,整个生长季4种土地利用方式下凋落物对土壤呼吸的平均贡献量在-0.21~0.64μmol/(m2.s)之间,贡献率表现为小叶章草甸湿地(14%)人工林地(12%)大豆田(8%)退耕还湿地(-5%).其中,退耕还湿后凋落物对土壤呼吸的贡献表现为负值,减少了土壤呼吸的排放,表明凋落物对土壤呼吸的贡献可能最终取决于凋落物分解与屏蔽作用之间的平衡.除大豆田外,不同土地利用方式下凋落物对土壤呼吸的贡献均与10 cm地温达到了极显著相关关系(p0.01).另外,降雨的影响与凋落物输入密切相关,表明凋落物除自身分解外,还可能参与到气候变化的生态效应中.     

湖南澧阳平原黑褐色土的稀土元素地球化学特征及其环境意义

通过对澧阳平原大量的野外考察、典型剖面玉成(YC)黑褐色土壤剖面的系统取样和室内粒度、稀土元素地球化学分析,以及OSL和AMS14C年代测定,探讨了黑褐色土的稀土地球化学特征,揭示了黑褐色土的形成年代、形成过程与形成环境.研究结果表明,黑褐色土层XREE变化范围分布在184.63-264.261μg·g-1,其平均值为207.93μg·g-1;低于剖面的∑REE总平均值219.87Pμg·g-1,与洞庭盆地的红土∑REE平均值(211.6μg·g-1)大体相当,但明显高于镇江下蜀黄土(207.7μg·g-1)和黄土高原黄土(159.2μg·g-1),表明YC剖面黑褐色土上经过了相对较强的风化成壤作用.YC剖面黑褐色土的稀土分布模式与该剖面黄土层、黄土高原黄土、镇江下蜀黄土和洞庭盆地风成红土等典型风成沉积物的分布模式具有一致性,而与河流沉积物、湖泊沉积物和基岩风化红土在稀土的分布模式上具有明显差别.而且,YC剖面沉积物粒度频率曲线呈明显的单峰分布,与典型河流相的双峰粒度频率分布存在显著差异;YC剖面位于澧阳平原中部台地上,比周边高5-10m,不可能是洪水作用沉积物;野外调查进一步表明,沉积物无水流作用痕迹;OSL和AMS14C年代测定表明,黑褐色土层形成的年代对应于23.8-10.6 ka BP,此年代对应于末次冰期的晚期,其形成于相对冷湿的气候环境.因此,黑褐色土层及其上、下部的黄土层均为风成堆积物.     

太湖平原城近郊区浅层地下水中多环芳烃污染特征及污染源分析

为查明苏南太湖平原区浅层地下水水质状况,在苏南北部(C区)、东北部(W区)和东部(S区)3个地区共采集56组地下水样,利用气相色谱仪分析样品中16种优先控制的多环芳烃组分浓度,并运用谱系聚类分析法和分子比例法探寻多环芳烃来源.结果表明,检出的多环芳烃中以3～4苯环组分为主,总多环芳烃浓度最高达32.45μg/L,均值为4.42μg/L.多环芳烃分布具有区域分布特征,高值点多出现在工业区附近.分子比值法表明,研究区浅层地下水中多环芳烃来源是化石燃料和石油源叠加的结果.谱系聚类分析法结果表明, C区各采样井的苯并(k)荧蒽异常浓度控制该区的聚类结果;W区各采样井的苯并(a)蒽异常浓度控制着该区聚类结果;S区各采样井的苯并(b)荧蒽异常浓度控制该区的聚类结果.在0.05水平上, C区的荧蒽、苊、亚二氢苊、菲、苯并(a)芘间的Pearson相关系数达到0.680～0.712;W区的苯并(g,h,i)芘、苯并(a)蒽和苯并(a)芘间的Pearson相关系数到达0.724～0.773;S区的亚二氢苊和芴的Pearson相关系数为0.659.可以推测出各区所列的这几种多环芳烃组分很可能分别来自于各区内同一类型污染源.     

模拟湿地水分变化对小叶章枯落物分解及氮动态的影响

2005年5月-2006年9月,利用三江平原典型碟形洼地的自然水分梯度作为水分变化研究的替代系统,结合分解袋法,模拟研究了湿地水分变化对典型草甸小叶章(TMC)和沼泽化草甸小叶章(MMC)枯落物分解及氮动态的可能影响.试验沿水分梯度设漂筏苔草群落(PF)、毛果苔草群落(MG)、乌拉苔草群落(WL)、沼泽化草甸小叶章群落(XII)、典型草甸小叶章群落(XI)和岛状林群落(DZL)6个分解小区.研究表明.水分条件对枯落物分解有重要影响,当未来降水格局变化导致小叶章湿地形成积水环境后,TMC和MMC枯落物的失重率分别将增加4.33%-16.76%和24.84%-53.97%.分解速率将增加10.51%-32.73%和77.85%-93.92%,95%分解时间将减少0.72-1.85 a和3.67-4.05 a;TMC和MMC枯落物的氮含量及氮积累指数的变化较为一致.但不同小区间的变化模式差异较大.二者枯落物的氮在DZL、XI、WL、MG和PF小区整体上均表现处出释放累积的交替变化特征.但仍以释放过程为主.在XII小区,氮在整个时期一直表现为释放.C/N分解过程中氮养分的调控作用更为重要;TMC和MMC枯落物的氮现存量分别为12.75 g·m-2和8.29 g·m-2.氮年归还量分别大于1.95 g·(m2·a)-1和2.25g·(m2·a)-1;温度对枯落物相对分解速率具有促进作用,水分条件对其具有抑制作用.当分解环境的养分状况不发生较大变化时,相对分解速率取决于枯落物基质质量,当养分状况发生较大改变时,相对分解速率取决于环境养分供给状况.     

成都平原城市群春季臭氧污染天气客观分型与典型过程分析

通过分析成都平原城市群8个城市2015—2019年春季（4—5月）地面臭氧浓度及超标情况表明,春季成都平原平均臭氧日最大8小时平均浓度（O₃_8 h）呈上升趋势,成都、眉山O₃超标日较多,雅安最少但呈逐年增加趋势,资阳、乐山O₃_8 h平均值和O₃超标率高于夏季.同时,利用ERA-Interim再分析资料和PCT客观天气分型方法,对近5年春季成都平原及周边海平面气压场、700 hPa和500 hPa的位势高度场进行客观分型研究以揭示重污染期间高低空天气型配置,并分析天气系统及气象要素与臭氧污染的关系.结果表明：①成都平原春季容易发生O₃污染的地面天气形势为低压场和均压场,气象特征表现为高温低湿、强辐射、小风、混合层较高、有弱的辐合运动,该天气型下成都市平均O₃_8 h达140 μg·m^-3.②700 hPa臭氧污染天气形势为南支槽和高原低涡型,500 hPa为南支槽和平直纬向型.高空为南支槽的环流形势下,地面均压和低压场的占比超过六成.污染较重的月或年份,地面、700 hPa和500 hPa污染天气型占比均较高.③对近5年春季成都平原持续O₃污染过程分析发现,污染前期,成都平原处于地面高压后部或均压场中,随着700 hPa低值系统东移,其前部暖平流和正涡度平流的输送,促使平原地区整层大气增温及地面天气型由均压场向低压场转变.④污染过程中,500 hPa高空气流受高原-盆地地形的作用发生下沉,与地面低压场的辐合上升运动促进了低层局地环流的形成,这一方面限制了污染物向高层的扩散,另一方面造成边界层内O₃的下传,加重成都平原O₃污染的程度.