重点生态功能区生态资产保护成效及驱动力研究

重点生态功能区是保障国家生态安全、扩大绿色生态空间的重要区域,在实现全国生态资产保值增值方面发挥着重要作用。然而,现阶段围绕重点生态功能区生态资产保护成效及驱动力开展的研究较少。为明确重点生态功能区生态资产保护的驱动力以及存在的问题,本文利用遥感影像并结合图像解译、GIS空间分析和数理统计等方法对重点生态功能区内生态资产展开分析,并将其与非重点生态功能区进行比较。研究结果显示:重点生态功能区内森林、灌丛、草地和湿地生态资产总面积为349.30万km~2,优级和良级生态资产占生态资产总面积的42.42%,生态资产综合指数为21.19。15年间,重点功能区内生态资产总面积增加0.05%,优级和良级生态资产面积占比分别增加0.59%和0.85%,生态资产综合指数增加2.94。重点生态功能区生态资产面积和质量增幅均小于非重点生态功能区,然而重点生态功能区生态资产指数增量高于非重点生态功能区。生态恢复是驱动重点生态功能区生态资产面积变化的主因,对原有生态资产的保护是促进生态资产指数增加的最主要驱动力(贡献率达81%),城镇化和农业开发对生态资产的不利影响不容忽视(贡献率达-6.81%)。研究表明,对重点生态功能区生态资产保护成效显著,同时还有较大提升空间。本研究也为优化重点生态功能区的城镇化和农业开发的管理提供了证据和参考。     

北京城市生态系统地表水硝酸盐污染空间变化及其来源研究

利用2009～2010年北京城市生态系统地表水10处监测点水环境监测数据,评价了北京城市生态系统地表水硝酸盐污染状况及其空间分布,结合水化学因子相关关系分析了硝酸盐的主要来源.结果表明,北京城市生态系统地表水硝态氮(NO3--N)质量浓度为0.7～7.6 mg.L-1,其中,位于北京市东南部的地表水监测点(东便门和通惠河)水体NO3--N质量浓度为7.0～7.6 mg.L-1,显著高于上游8个监测点NO3--N质量浓度(P<0.01);Cl-质量浓度为14.8～86.0 mg.L-1,东便门、通惠河地表水监测点水体Cl-质量浓度为81.5～85.0 mg.L-1,约为上游其他8个监测点的2.3～5.8倍.东便门、通惠河地表水监测点水体电导率(EC)、SO24-质量浓度也表现出同NO3--N、Cl-相似的变化规律,表明东便门、通惠河两处地表水监测点附近存在明显的污染源.相关分析表明,地表水Cl-/Na+和SO24-/Ca2+呈明显的线性相关,说明地表水NO3--N污染来源比较单一;水体中NO3--N/Cl-及NO3--N的质量浓度状况说明北京城市生态系统地表水NO3--N污染来源主要是城市污水,包括污水处理厂的废水、垃圾沥出液及生活污水.未来北京市地表水治理应重点关注东便门、通惠河等东南部下游水体污染治理.     

臭氧污染对我国粮食安全影响及其减缓应对措施

近年来不断扩大和加重的臭氧（O₃）污染,越来越受到社会各界的高度关注.基于国内外O₃对农作物产量影响的相关研究结果,本文综合分析了O₃对我国主要农作物产量的影响程度及其区域分布.结果表明：我国部分地区严重的空气O₃污染,已经造成主要粮食作物（如小麦、水稻、玉米和大豆等）产量损失,特别是小麦产量损失可达10%以上.O₃对我国粮食产量造成损失最大的地区集中在我国东部,尤其是黄淮海平原的小麦产量损失最为严重.因此,从保障我国粮食安全角度,应该加强O₃对农作物生产影响模拟实验和科学评估研究.在开展O₃污染防控的同时,应该积极推广减缓O₃对农作物危害的政策和技术措施.     

密云水库上游流域不同林分土壤有机碳分布特征

在全球气候变化背景下,森林土壤有机碳库作为全球土壤碳库的重要组成部分,已成为全球碳循环研究的重点之一。以密云水库上游流域天然次生山杨（Populus davidiana Dode）、白桦（Betula platyphylla Suk.）混交林、天然次生辽东栎（Quercus wutaishanica Blume）林、人工华北落叶松（Larix principis-rupprechtii Mayr.）林、人工油松（Pinus tabulaeformis Carr.）林和灌丛等5种典型林分为研究对象,选取典型样区,进行密集采样和试验分析,探讨了不同林分土壤有机碳质量分数和密度的分布特征。结果表明：在整个土壤剖面上（0~40 cm）,不同林分土壤有机碳质量分数和密度大小顺序均为：杨桦林〉辽东栎林〉灌丛〉落叶松林〉油松林,总体上呈现出随土地利用强度和人为干扰程度增加而降低的变化趋势,即天然次生林比人工林更有利于土壤有机碳的储存和积累;不同林分类型土壤有机碳质量分数和密度均在表层（0~10 cm）最大,并随着土层深度的增加呈下降趋势,剖面分布差异明显;此外,不同林分在0~20 cm土层中的单位面积土壤有机碳储量均占其剖面总储量的57%以上,即土壤有机碳富集在0~20 cm深的表层土体中。因此,为增加森林土壤固碳,应加强对天然次生林的保护,减少人类活动对森林及其表土层的干扰。     

重庆市不同材质屋面径流水质特性

2010年雨季对重庆市6场降雨时段的屋面径流进行采样监测,分析了水泥屋面和瓦屋面径流污染物的出流过程和初始冲刷现象,并且运用多元统计方法分析了降雨特征对径流水质的影响.结果表明:2种材质屋面径流水质参数中CODCr和TN的次降雨平均浓度(EMC,以ρ计)均超出GB 3838—2002《地表水环境质量标准》的Ⅴ类标准,为屋面径流主要污染物.水泥屋面的CODCr、TN、NO3--N、TSS、Cu和Zn的EMC明显高于瓦屋面,分别高出1.63、1.57、1.15、1.70、1.50和1.88倍.在水泥屋面上,ρ(CODCr)、ρ(TN)、ρ(TP)和ρ(TSS)变化幅度大于瓦屋面,并且其峰值滞后或同步于最大雨强;在瓦屋面上,ρ(CODCr)、ρ(TN)、ρ(TP)和ρ(TSS)的峰值提前或同步于最大雨强.瓦屋面各污染物FF30(初期30%径流携带的污染负荷)的平均值均高于水泥屋面;水泥屋面各污染物(除Zn和Cd外)FF30的标准差均高于瓦屋面.各污染物的EMC与降雨量、平均雨强、径流量和最大雨强呈负相关;溶解态重金属的EMC与前期晴天数呈负相关,其余指标均与前期晴天数呈正相关.      

农田生态系统N2O排放的数值模拟研究

综合大气化学等多学科最新研究进展,建立了农田N₂O排放数值模式,模式较好地模拟了农田生态系统中N₂O排放过程.利用模式分析了气象因子对N₂O排放影响.结果表明:苏州稻田N₂O排放量与生长期平均气温存在显著正相关,与总辐射和降水量相关不明显;功率谱分析表明N₂O排放量存在7～9年的变化周期,与平均温度变化周期比较接近.模拟气候变化对N₂O排放的可能影响表明:气温比目前升高1℃,苏州稻田N2O排放量将平均增加4.5%.     

黄土高原苹果园土壤N_2O排放研究

从2007年5月1日到2009年4月30日对黄土高原苹果园氧化亚氮(N2O)排放采用静态箱气相色谱法进行了为期两年的监测.分别在距果树2.5m(D2.5)、1.5m(D1.5)、0.5m(D0.5)的位置采样.研究结果表明,苹果园N2O排放量年际变化较大,2008年5月到2009年4月的N2O排放量(2.74kg·hm-·2a-1)比2007年5月到2008年4月(2.27kg·hm-·2a-1)高20.7%,主要原因是2008年夏季降雨量是2007年夏季降雨量的1.92倍,使得2008年夏季N2O排放量是2007年夏季的2.81倍.2008年5月到2009年4月的排放系数(0.082%)是2007年5月到2008年4月排放系数(0.035%)的2.34倍.施肥后、冻融交替期、苹果树落叶的前期、降雨后苹果园都有高的N2O排放峰,N2O的季节变化受到这些短期事件的显著影响.而这些短期事件对N2O排放的激发效应又受到降雨量、土壤孔隙充水率(WFPS)和地温的调控.D2.5和D0.5两个处理的N2O排放与气温(p≤0.01)和地温(p≤0.01或p≤0.05)显著相关.D1.5处理N2O排放与气温(p≤0.05)显著相关.     

北京终端能源碳消费清单与结构分析

基于政府宏观统计数据,根据IPCC参考方法,估算了1995～2005年北京终端能源碳消费量,详细给出了北京各部门、分能源品种以及2005年分行业的能源碳消费清单,分析了能源碳消费结构．结果表明,1995～2005年北京终端能源碳消费总量和人均能源碳消费量均呈现显著上升趋势,分别增加了71.5%和38.4%;终端能源碳消费强度持续下降,降低了66.2%．各部门的终端能源碳消费中,工业最大,约占碳消费总量的53.0%～68.0%,1995～2005年平均碳消费量为14.59 Mt;其次是第三产业,约占15.0%～30.5%,平均碳消费量为5.23 Mt;与1995年相比,2005年城镇居民生活消费的能源碳消费量增加了2.02倍．目前工业的碳消费仍是主导,产业结构的调整尚未改变工业消费能源碳的主导地位．自2002年北京终端能源碳消费结构基本趋于稳定,但是能源结构的调整未能抵消能源消费增加带来的碳消费增量．     

春季盘溪河水质日变化规律及水质评价

2010年春季对盘溪河水质进行了采样监测,分析了春季盘溪河水质的日变化规律,运用非参数检验、方差分析和灰色关联度方法评价了盘溪河1 d内的水质变化情况.结果表明,盘溪河的t、DO、COD、Pb、Cd、Zn和Cu在上、中、下游都没有显著性差异(P>0.05),pH、EC、TP、TSS、BOD5、NO3--N、TN和NH4+-N表现出显著性差异;盘溪河各水质参数日变化情况差别较大,TN、TP和EC的日变化趋势在上游呈波浪式逐渐增加,中游波动较小,下游呈"单峰单谷"型,峰值出现在中午12:00.COD变化曲线呈"单峰"型,上游和中游峰值都出现在10:00,下游的峰值在12:00;盘溪河Pb、Cd、Zn和Cu的浓度较低,中游Pb、Cd、Zn和Cu浓度的峰值出现在12:00;运用灰色关联度方法评价了盘溪河水质级别:上游在18:00和20:00为劣Ⅴ类,其余各时间段河流水质为Ⅱ类;中游在12:00时水质为劣Ⅴ类,其余各时间段河流水质为Ⅱ类;下游各时间段水质均为劣Ⅴ类.     

密云水库上游流域土壤有机碳和全氮密度影响因素研究

为揭示影响密云水库上游流域土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)和全氮(total nitrogen,TN)密度的主要因子,采用野外采样、实验室分析和数理统计分析相结合的方法,研究了气候(温度和降水)、地形(海拔和坡度)、土壤理化性质(土壤容重、含水量、pH值和黏粒含量)以及土地利用方式等因素对SOC和TN密度的影响.结果表明,密云水库上游流域森林、草地、农田这3种土地利用类型表层(0～20 cm)SOC密度分别为4.77、6.79和2.90 kg.m-2,TN密度分别为0.41、0.69和0.30kg.m-2,3种土地利用类型之间SOC和TN密度差异显著(P<0.05);土壤含水量、土地利用方式、坡度、土壤pH值和黏粒含量是影响SOC密度的主要因子,土地利用方式、土壤黏粒含量和含水量则是影响TN密度的主要因子;气候、地形、土壤理化性质等区域环境因子共同解释了SOC和TN密度变异性的63.6%和53.4%,而环境因子和土地利用方式对SOC和TN密度变异性的综合解释程度分别为67.6%和57.8%.土地利用对SOC和TN密度变异性的贡献相对于环境因子而言较小,因此,建立高空间分辨率的区域环境因子数据库将是精确估算区域土壤碳氮贮量的关键环节.