重庆市O3污染日的大气环流分型与传输特征

通过分析重庆市主城区2015~2019年O₃浓度和气象要素观测数据,发现主城区O₃超标日数、超标日O₃中位值和90百分位浓度值均呈现逐年升高趋势,O₃与温度成正相关、与相对湿度成负相关,高O₃浓度对应每日最高温度区间为35℃以上以及相对湿度区间70%以下.采用T-mode主成分分析法(PCT)对2015~2019年的4~9月850hPa低层位势高度场和风场进行分型,总结出重庆市O₃污染期间主要有8种天气类型,其中有利于出现高浓度O₃现象的天气类型分别是低压西北侧型(T1)、低压后部型(T4)和高压西侧(T3),对应O₃平均超标率分别为34.6%、17.0%和14.2%.利用HYSPLIT4模型后向轨迹聚类方法和潜在源贡献算法(PSCF),计算得到O₃污染日的气团主要以中短距离输送为主,主要传输轨迹来自北、东北、南以及西南四个方向,从2015~2019年,主要污染来源有一个明显的从北转南的趋势,O₃污染的潜在源贡献分析结果与全市工业源NO_x、VOCs排放量空间分布的一致性较高.     

厦门市填海造地的遥感PCA识别及其驱动机制研究

基于遥感主成分分析(PCA),论文提出一种快速、准确及经济地识别填海造地时空分布的新方法。并以厦门市港湾地区为例,将1993与1996年,1996与1998年,1998与2001年,2001与2003年、2003与2006年共6期遥感影像融合后经PCA分析得出5个时间段内填海造地的空间分布信息,并结合相应阶段的城市发展战略进行分析。选取工业总产值、人口、港口货物吞吐量等统计数据作为填海造地行为的社会经济驱动因子进行回归分析,得出政策导向、工业的快速发展以及人口的增加等是厦门港湾地区填海造地的主要驱动因素。最后提出基于驱动机制和未来情景分析的港湾地区填海造地优化调控的政策建议。     

秦皇岛市生态环境景观生态学研究

运用景观分类与评价、景观结构与功能分析、景观生态安全格局判断等景观生态学原理和方法对秦皇岛市生态环境进行了研究,结果表明:秦皇岛景观类型丰富独特,景观空间格局对主要生态过程有重要影响,对1986～1996年间景观变化定量分析的结查显示由于人工干扰指数的提高,使自然景现类型数量减少,并出现破碎化,从而降低了景观多样性和景观优势度,易导致系统的生产力、稳定性、自维持性趋向于降低。     

大渡河上游地区景观格局与动态

利用卫星遥感资料,对大渡河上游地区金川、壤塘、马尔康三县18665km²土地的景观格局与动态进行分析。结果显示,1995～2000年,研究地区的景观破碎化程度有所下降,多样性增加,斑块形状不规则性增强。整个景观表现出以草地为基质,以林地变动为主要特征。5年间,有林地面积减少53687hm²,大部分转变为灌木林地和疏林地。有林地的空间动态,如斑块密度下降,形状趋于规则等,显示该地区森林减少主要是有计划采伐的结果。耕地面积的下降则表明当地退耕还林、还草的政策措施已初见成效。     

基于土地利用变化的忻州市生态格局时空变化分析

为了厘清改革开放以来忻州市各类生态系统及生态系统格局的时空特征,使用忻州全市1980、2000、2018年的土地利用和覆盖(LULC)二级分类数据,经过土地转移矩阵和景观格局指数计算,探讨分析了忻州市改革开放以来近40年的LULC及格局的长时间序列时空变化特征,以揭示忻州市的生态环境变化态势。研究区近40年来以城镇用地和其他建设用地增加为主,其他各类减少,城镇化和人口增长带来的土地和生态压力主要集中在草地、耕地以及湿地上;其中2000—2018年的变化更剧烈,人类活动对自然的干扰加剧,但同时在这一阶段已经开始了森林、湿地的保护,开展经济发展与生态文明同步建设。     

上海城市土地利用转变类型及其空间关联分析

基于多时段TM遥感影像资料,通过地图代数和空间关联分析、相邻度分析等空间分析手段的综合应用,论文对上海地区近10年来城市土地利用变化类型、形成过程和相关空间机制进行了研究,结果表明:①近10年来上海城市土地利用扩展经历了“单核扩展”模式为主(1987～1990年)到“单核扩展”、“多核扩展”与“点-轴”扩展模式并存(1990～1995年),直至“多核扩展”及“点-轴”等复杂扩展模式为主(1995～2000年)的变化过程,导致上海中心城区和郊县城镇规模急剧扩张,交通干道沿线区域城市化过程明显增强,并形成整个上海地区城市化网络结构;②面积贡献率较大、转变频率较低的城市土地利用变化类型,与其他类型之间具有较高的关联度和空间亲和性,构成中心城区或卫星城、郊区城镇的扩展核心;③面积贡献率较低的类型,其转变频率较高,分布零散,构成扩展核的外围部分,这些城市周边地区存在一定程度紊乱、不合理的土地利用、开发活动;④城市化过程的内在空间机制与土地利用类型的面积和转变频率有密切关系。在更精细的尺度上依据转变频率划分的类别在一定程度上能更好体现城市土地利用变化类型的空间分异,及其作为宏观驱动机制的社会经济因子所具有的空间差异性。     

New Metal Emission Patterns in Road Traffic Environments

The increased awareness of traffic as a major diffuse metal emission source emphasizes the need for more detailed information on the various traffic-related sources and how and where the metals are dispersed. In this study, metal emission patterns in the road traffic environment were examined from the perspective of different surrounding factors, e.g. the importance of intersections, deceleration, vehicle speed and traffic density. A total of 148 topsoil samples from 18 south Swedish roads were analysed (using GFAAS) for traffic-emitted metals, i.e. Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Sb and Zn. The roadside topsoil metal concentrations were used to examine correlations between metals and surrounding factors. The studied metals were divided into three groups corresponding to different emission sources: metals from decelerating activities (Cu, Sb and Zn), metals as historical residues from the combustion of petrol (Pb and Cd), and non-source-specific metals (Cr and Ni). It was found that Cu and Sb, despite their rather short history as traffic-emitted metals, have increased more than eightfold in roadside soils compared to background levels. The major source of road traffic related Cu and Sb is brake linings. The significant increase of Cu and Sb in roadside topsoil stresses the need for metal transport studies as well as effect studies of these metals. Metals emitted due to decelerating activities were not correlated to elevated concentrations near road junctions. Emission patterns of traffic-related metals alongside roads are crucial in order to be able to evaluate the optimal localization of storm water treatment ponds.     

不同氮源和曝气方式对淡水藻类生长的影响

利用水族箱微宇宙研究了2种氮源水体中不同曝气条件对藻类生长的影响.试验使用铵态氮(NH₄⁺-N)和硝态氮(NO₃^--N)作为氮源,每种氮源水体分别设置不曝气、连续曝气、昼间曝气和夜间曝气4个处理.结果显示:试验初期以NH₄⁺-N为主要氮源的水体中藻类生长明显好于以NO₃^--N为主要氮源的水体.试验后期则以NO₃^--N为主要氮源的藻类生长情况更好.连续曝气对于2种氮源水体中藻类生长有着不同的影响;昼间曝气对2种氮源的藻类生长影响不大;而夜间曝气对藻类生长有明显的抑制作用.NH₄⁺-N含量较高的水体中蓝藻容易成为优势种,而NO₃^--N含量高的水体中则以绿藻为主.不同曝气条件下藻类优势种没有明显差别.     

中国耕地非农化压力时空格局的演变分析

社会经济和资源禀赋的区域差异导致耕地非农化压力表现出明显的空间异质性。开展耕地非农化压力测算并揭示其时空格局演变,是实现土地资源优化配置的基础。从经济因素、社会因素、产业结构和资源禀赋4个方面构建耕地非农化压力指数评价指标体系,采用熵值法计算各指标权重,继而计算1990~2014年中国31省的耕地非农化压力指数,并在此基础上开展了耕地非农化压力的时空格局分析。结果表明:(1)从空间格局分布来看,中国耕地非农化压力空间分布呈现明显的地理梯度,总体上呈现从东到西依次递减的态势。(2)从时间变化趋势来看,不同地区各省份之间的耕地非农化压力指数变化呈现多元化趋势。东部沿海地区,山东、浙江、江苏的耕地非农化压力指数处于上升阶段,上海、福建的压力指数变化趋势逐渐趋稳,广东的压力指数呈现下降趋势。中部地区,河南、河北、山西、江西的耕地非农化压力指数趋稳,陕西、湖北以及四川、重庆等西南地区省份的压力指数呈上升趋势。西部沿边3省(云南、西藏、新疆)的耕地非农化压力呈现了一致的下降趋势。(3)从时空格局结合来看,耕地非农化压力不同的省份其变化趋势呈现出截然不同的走向。在耕地非农化压力较大的地区,耕地非农化经历了从制度驱动向发展推动的阶段,经济增长的倒"U"型轨迹明显,经济增长与耕地非农化之间的关系逐渐脱钩。在耕地非农化压力居中或较小的地区,产业发展滞后,土地比较收益较低,耕地的社会保障作用、生态作用对耕地非农化的影响较大,从而增加了部分省份的耕地非农化压力。     

Wood-Specific Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAH) Patterns in Soot Using Gas Chromatography-Atmospheric Pressure Laser Ionization-Mass Spectrometry (GC-APLI-MS)

If organic matter is burnt, the combustion of wood produces the highest amounts of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) compared with other fossil energy sources such as oil, coal, or gas. Emissions from wood combustion are increasingly of special interest due to the rising use of wood as a renewable energy source in residential heating in Europe. To the authors' knowledge, reproducible wood-specific PAH patterns in soot were identified for the first time by use of a sampling interval of only 5 min in this study. The short sampling interval was enabled by the very sensitive analytical method of gas chromatography–atmospheric pressure laser ionization–mass spectrometry (GC-APLI-MS) applied. The analysis of 40 PAH of soot from wood logs of spruce, pine, larch (softwood) and beech, birch, oak (hardwood), and wood pellets, as well as wood briquettes, showed 13.46–250.62 mg/kg for ∑40 PAH and 10.75–177.94 mg/kg for the U.S. Environmental Protection Agency PAH standard (without acenaphthylene and anthracene). Highest concentrations occurred in the samples from birch with bark, beech, and wood briquettes. Indeno[1,2,3-cd]pyrene, naphthalene, and alkylated naphthalenes were also detected. Significant concentrations of the very toxic dibenzopyrenes (up to 11.30 mg/kg) are reported. Softwood soot contained highest amounts of 2–4-ring PAH, followed by hardwood which is in accordance with the presence of highest amounts of abietic acid in softwood, a known precursor of retene and phenanthrene. PAH in soot from five spruce samples from different locations show a mean ∑40 PAH concentration of 13.46 mg/kg (n = 5, minimum 8.03, maximum 23.32 mg/kg, SD = 5.65) and exhibited a typical pattern that differed from all other wood soot samples. The distributions of alkylated naphthalenes of the spruce samples show a bell-shape distribution in contrast to the alkylated phenanthrenes/anthracenes of all samples (except the wood pellets), showing a slope distribution. The data indicate that wood-specific PAH patterns exist and under the applied conditions, spruce logs produced the least toxic soot.