基于MGWR的黄河流域土壤有机碳密度和影响因素分析

土壤有机碳作为最大陆地碳库,其空间分布特征和影响因素对于全球碳循环过程具有重要影响.基于土壤有机碳密度数据,结合环境因子,使用多尺度地理加权回归（MGWR）模型预测了黄河流域土壤有机碳密度（SOCD）和影响因素.结果表明：①黄河流域0~20 cm和0~100 cm的SOCD范围分别为0~14.82 kg ·m^-2和0~32.39kg ·m^-2,均值分别为3.48 kg ·m^-2和8.07kg ·m^-2,储量则分别为2.76 Pg和6.48 Pg;②各生态系统类型中,0~20 cm的SOCD从大到小依次为：森林>水体与湿地>其他>草地>农田>聚落>荒漠,0~100 cm的SOCD从大到小依次为：水体与湿地>森林>其他>草地>农田>聚落>荒漠,SOCR从大到小皆为：草地>农田>森林>荒漠>水体与湿地>聚落>其他;③黄河流域SOCD的分布主要受常数项、剖面曲率、NDVI和降水的影响,曲率和粉砂对深层的SOCD的分布也具有重要影响;此外,降水、NDVI和常数项（除森林外）是影响各生态系统的主要因素,曲率和粉砂则仅对荒漠和其他生态系统具有重要影响.研究结果得出了黄河流域SOCD的空间分布和影响因素,可为黄河流域碳平衡、土壤质量评价和生态治理恢复与巩固提升提供科学依据.     

丽江市降水中常量离子的化学特征

运用相关分析、因子分析、趋势分析、海盐示踪法和HYSPLIT模型,对1989-2006年期间丽江市降水中常量离子的化学特征分析表明,该区降水中常量离子浓度为SO2-4﹥Ca2 ﹥Cl-﹥NO-3﹥K ﹥Mg2 ﹥Na ,其中SO2-4和Ca2 是降水中高浓度离子,分别占总离子浓度的43.9%和32.1%,降水中阴离子总浓度显著高于阳离子总浓度,由于离子在大气中的化学反应和来源的一致性,离子间相关性水平较好,特别是K ,Mg2 ,Ca2 与NO-3和SO2-4.离子浓度的年际变化与丽江市产业结构的变化关系密切.研究区大气降水中离子主要是陆源物质贡献,NO-3,SO2-4,K ,Ca2 ,Mg2 和Cl-陆源物质贡献比例依次为100%,98.4%,98.4%,99.8%,92.4%和83.4%.     

祁连山东段降水的水化学特征及离子来源研究

我国西北地区深处内陆,水汽经过长距离输送才可以到达,降水量少且变率大,与季风区降水有很大不同.运用因子分析法、富集因子法、后向轨迹分析法,对2013-05-01~2014-07-11连续收集的降水主要离子进行分析,研究了祁连山东段降水的水化学特征及离子来源.结果表明,祁连山东段降水电导率值的变化范围在29.20~892.00μS·cm-1之间,p H值在7.02~8.89之间,降水电导率受碱性元素控制,为弱碱性水;降水中阳离子浓度大小排序为Ca~(2+)Mg~(2+)Na~+NH_4~+K~+,阴离子浓度大小排序为SO_4~(2-)Cl-NO_3~-,降水为SO_4~(2-)-Ca~(2+)型;降水中K~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)、NH+4、Cl-、NO_3~-、SO_4~(2-)浓度在秋季最高,Na+浓度在冬季最高;降水中的Na+和Cl-主要是海源贡献,但Na+在冬季也有陆源贡献,Cl~-在秋季有人为源的影响,K+、Mg~(2+)、Ca~(2+)主要是陆源贡献,Mg~(2+)在冬季有人为源的影响,NO_3~-和SO_4~(2-)主要是人为源的贡献;降水中离子来源的水汽输送有西北、北方、北方+东南、西北+东南、西北+西南、西北+北方+东南路径,其中西北路径是最主要来源.祁连山降水中海源离子通过西风环流和季风环流长距离输送,陆源离子主要由中亚、新疆、蒙古高原的沙漠和戈壁提供,人为源离子主要与各路径上的城市污染和绿洲工、农业生产有关,而降水中离子含量多少受各天气系统的强弱变化影响.     

丽江市夏季降水化学组成分析

运用相关分析、趋势分析、海盐示踪法和HYSPLIT模型,对2006-05-23～2006-07-02云南丽江市夏季降水常量离子的化学特征分析表明,降水中离子浓度的大小顺序为SO^2-₄>Ca²⁺>Cl^->NO^-₃>Na⁺>K⁺>Mg²⁺,其中SO^2-₄和Ca²⁺是夏季降水中的高浓度离子,分别占离子总浓度的65.5%和15.6%;13次降水中阴离子总浓度显著高于阳离子总浓度.夏季降水中SO^2-₄∶NO^-₃变化范围为7.2～37.1, 平均值为15.7, 表明SO^2-₄为该区降水酸度的主要贡献者.由于离子在大气中的相互反应和来源的相似性,离子间相关性水平较好,其中SO^2-₄和NO^-₃的相关系数为0.74;离子浓度与同期降水和平均风速表现负相关.研究区夏季降水中NO^-₃、 SO^2-₄、 K⁺、Ca²⁺主要是陆源物质输入,NO^-₃、 SO^2-₄、 K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺和Cl^-陆源物质贡献比例依次为100%、 98.8%、 96%、 99.3%、 46.7%和50.3%.人类经济活动导致的一些污染是该区大气环境变化的主要原因;丽江周边工业区的污染物质主要通过局地环流输入,南亚、东南亚和我国东南沿海工业区的污染物质主要随季风环流输入.     

我国典型季风海洋型冰川积累区冰雪剖面的环境记录

运用多种方法,对白水1号冰川积累区冰雪剖面的主要阴、阳离子和δ18O的环境意义分析表明,受强烈淋溶作用影响,离子和δ18O的季节变化不明显,剖面离子浓度显著低于雪坑,离子流失量较大。NH4+年际变化最为显著,与丽江降水表现出相同的变化趋势,Mg2+和Ca2+浓度与冰雪剖面净积累量呈反向变化。分析表明,阴离子主要是湿沉降产物,阳离子主要是干沉降产物。该剖面所反映的13年δ18O比率变化介于-11.8‰～-14.6‰。冰雪剖面中δ18O与西南季风指数、冰雪剖面积累量、丽江降水和丽江气温呈反向变化,表现出显著的"降水量效应"。     

石羊河流域降水稳定同位素变化的区域差异

为了了解干旱内陆河流域降水稳定同位素变化过程及其影响因素,基于石羊河流域荒漠区、绿洲区和山区8个站点2013年7月至2014年7月,497个降水样品氢氧稳定同位素数据及相应气象数据,研究了石羊河流域降水稳定同位素的时空变化、环境效应以及降水水汽来源.结果显示：石羊河流域局地大气水线斜率和截距表现出夏低冬高的变化趋势;降水稳定同位素表现出夏高冬低的变化趋势,从荒漠区、绿洲区到山区,稳定同位素值随海拔升高而降低,海拔效应为-0.22‰/100m,这是温度效应的另一种体现;流域降水稳定同位素表现出显著的温度效应,温度效应为0.43‰/℃,在天气尺度下受季风水汽和降水淋洗过程的影响表现出降水量效应;流域降水来源主要受西风水汽控制,夏季也会会受到季风水汽影响,冬季也受到极地气团影响.     

祁连山北坡中段降水稳定同位素特征及水汽来源分析

依据祁连山北坡中段8个站点的降水样品,结合同期气象数据,从降水同位素特征、影响因素以及水汽来源等方面进行分析,结果表明:①研究区降水稳定同位素季节变化明显,表现为夏半年富集,冬半年贫化的特征;在空间尺度上δ18O值随海拔的升高而减小,年降水δ18O的海拔效应为-0. 19‰/100 m;②各站点的局地大气降水线的斜率和截距表现为随海拔的增加而增加的趋势,表明2 000 m以上的高海拔山区受到更强烈的局地再循环水汽的影响;③研究区降水中稳定同位素温度效应显著,δ18O的温度效应为0. 64‰,且仅在夏季存在微弱的降水量效应;④研究区云下蒸发作用显著.在5、6、7和8月,研究区降水δ18O的平均雨滴蒸发率分别为23%、11%、12%和16%,云下蒸发富集率46%、27%、38%和32%;⑤在夏季连续降雨条件下,研究区降水的水汽来源主要为西风水汽,同时受到局地蒸发水汽的影响.本研究结果有助于进一步了解内陆河水文循环过程,为进一步开展干旱区同位素水文研究奠定基础.     

干旱内陆河流域降水稳定同位素的时空特征及环境意义

依据石羊河流域武威站(海拔1 531 m)、民勤站(海拔1 389 m)和西大河(海拔2 897 m)于2013年7月至2014年7月一个完整水文年的降水样品和气象数据,分析该流域降水稳定同位素的时空变化和局地大气降水线,讨论降水过程中温度、湿度、降水量、平均水汽压以及相对湿度等环境因素对降水稳定同位素演化的影响.结果表明:①研究时段内降水稳定同位素呈现出显著的季节性变化,冬季和春季较低,夏季和秋季较高;②武威站D-excess月均值低于西大河,除可能具有不同的水汽来源外,也反映了高海拔山地地区更多的受到局地再循环水汽的影响,低海拔平原地区云下二次蒸发更强烈;③流域降水稳定同位素表现出显著的温度效应,在天气尺度上体现出降水量效应,可能是受到淋洗作用或季风环流的影响;④δ18O值与平均相对湿度呈负相关关系,可能是随着降水量与湿度的增加使云下二次蒸发作用减弱.     

祁连山中段降水化学的环境意义研究

运用相关分析、趋势分析、富集因子法、海盐示踪法和HYSPLIT模型,对2012-07-23~2013-11-12祁连山中段葫芦沟流域降水常量离子的化学特征分析表明,降水中离子浓度大小顺序为Ca2+>SO2-4>Mg2+>Cl->Na+>NO-3>K+,其中SO2-4和Ca2+是高浓度离子,阳离子总浓度显著高于阴离子总浓度;降水电导率的变化范围为2.26~482μS·cm-1,平均值为41.9μS·cm-1;区域降水为SO2-4-Mg2+-Ca2+型,上述3种离子的浓度占离子总浓度的70%以上;就季节变化而言,降水离子在夏季呈最低浓度,而在冬、春季降水量小但离子浓度高,表现出典型的"碱雨"特征;中亚和我国西北干旱区随西风环流带来的区域陆源物质是化学离子的主要来源,人为污染源产生的气溶胶是次要来源;更重要的是,不同大气环流背景下降水离子浓度也呈现不同特征,主要表现为季风源降水、混合源降水(季风和西风的影响)和西风源降水,主要是由于不同大气环流条件下的降水淋溶过程及其强度所致.此外,降水离子浓度与降水量、风速之间的相关性反映了局地气候环境的影响.     

丽江-玉龙雪山不同区域大气降水化学特征

2008─2009年在丽江-玉龙雪山地区的丽江市区、玉龙雪山冰川公园索道下部站(索道地区)和白水1号冰川区(冰川区)3个采样点采集了113个降水样品,对其pH、电导率和主要离子(Cl-、SO42-、NO3-、Ca2+、Mg2+、Na+、K+和NH4+)质量浓度进行了分析.结果表明,所有样品实测pH均高于5.6.3个采样点ρ(总离子)平均值为丽江市区>索道地区>冰川区,其中ρ(SO4 2-)和ρ(Ca2+)均最高.丽江市区季风前后各离子质量浓度变化显著,其中海盐离子质量浓度〔ρ(Na+)和ρ(Cl-)〕从季风前期到季风期变化不大,在季风后期增加;ρ(NO3-)、ρ(SO42-)、ρ(NH4+)、ρ(Ca2+)、ρ(K+)和ρ(Mg2+)在季风前期显著高于季风期和季风后期.采用相关分析和主因子分析法对降水中离子来源进行研究,表明SO42-、NO3-和NH4+主要来自局地人类活动的贡献,Na+、K+和Cl-是海洋源贡献,Ca2+和Mg2+主要来源于地表粉尘.