沈阳地区臭氧污染日时空变化特征及天气分型研究

利用2013—2019年沈阳地区11个国控监测站近地层臭氧(O_3)浓度监测数据和地面气象观测资料,分析了沈阳地区O_3污染日的O_3浓度时空分布规律,并对造成O_3污染日的天气系统进行了主观分型。结果表明:自2013年以来,以O_3为首要污染物的天数逐年增加,2017年达到研究期内的最高值,但2018—2019年略有下降。O_3浓度的日变化趋势呈现明显的单峰形,O_3-1 h在10:00—20:00明显高于其他时间段,最大浓度值出现在15:00,而在01:00—07:00则相对较低。从季节变化上看,沈阳地区O_3污染主要发生在6—7月,两个月的O_3污染日之和占全年O_3总污染日的比例高达51%。从O_3浓度空间分布上看,沈阳地区三环外监测站测得的O_3浓度明显高于三环内监测站,高浓度区域主要集中在东部和东北部,城市中心存在明显的低浓度区,南部和北部差别不大,但也明显高于城市中心。造成沈阳地区O_3污染的主要天气类型有4种:暖脊型、均压场型、高空槽型和副热带高压型。其中:暖脊型出现的频次最高,占总样本的49.1%;副热带高压型出现的次数最少,占总样本的7.7%。     

Traditional agriculture in transition: examining the impacts of agricultural modernization on smallholder farming in Ghana under the new Green Revolution

Following the renewed effort at achieving a new green revolution for Africa, emphasis has been placed on modernizing smallholder agriculture through the deployment of improved inputs especially mechanized technologies. In Ghana, the government has in the last decade emphasized the provision of subsidized mechanized ploughing services to farmers alongside a rapidly growing private sector tractor service market. While mechanized technology adoption rates have increased rapidly, the deployment of these technologies has been without critical analysis of the impacts on production patterns and local agrarian systems. This paper examines the distributional impacts of agriculture mechanization on cropping patterns and farm sizes of smallholder farmers in northern Ghana using Geographic Information Systems (GIS) techniques, and semi-structured interviews with smallholder farmers (n=60). Specifically, comparative analysis of the field sizes and cropping patterns of participant farmers prior to and after the adoption of mechanized technologies was conducted. In-depth interviews were used to contextualize the experiences of smallholder farmers toward understanding how mechanization may be impacting traditional agriculture. Our findings reveal a mechanization paradox in which farm sizes are expanding, while cropping patterns are shifting away from traditional staple crops (pearl millet and sorghum bicolor) to market-oriented crops (maize, rice and groundnuts). This transition we argue, has adverse implications on the cultural dimension of food security, the organization of social life, and climate change adaptation. We recommend a retooling of the current agricultural policy focus to ensure context sensitivity for a more robust battle against food insecurity.     

太原汾河景区跨桥断面水体污染的时空变化模式研究

选取太原汾河景区跨桥断面8个监测点,在2012年3月—2013年10月期间对河流8项水质参数进行监测,并结合派生的水体综合污染指数及主成分分析方法分析和评价景区水污染时空变化特征。结果表明,景区水质污染变化时空差异明显,上游污染相对较小,下游污染较重;春季溶解氧和p H值变化幅度最大,夏季除总氮和氨氮外,其他各污染物均有显著变化特征,秋季则以氨氮、总氮和总磷变化最为显著。主成分分析结果显示,虽然各监测点水体污染的关键影响因子不同,但总磷是太原市河流水体污染的共同解释因子。     

上海市一次重雾霾过程的天气特征及成因分析

2013年11月30日至12月9日上海地区出现入冬以来一次最严重的持续性雾霾天气过程,严重影响了该地区人们的生活健康.本文借助空气质量数据、地面气象要素、卫星遥感数据并结合后向轨迹模式反映了此次重污染过程的污染特征及其成因.结果表明,污染期间,PM2.5与PM10小时浓度变化趋势基本一致,高浓度值出现在早晚8时左右,主要是由该时段的逆温现象造成的;来自西北方向污染物的远距离输送影响了本地空气质量状况,气团在不同高度层做下沉运动,造成大气层结稳定;该地区在西北方向的弱高压控制下,地面风速较小,能见度低,天气条件静稳,不利于污染物扩散,造成持续性重污染事件;卫星遥感数据显示此次污染为区域性污染.     

北京夏季典型PM2.5与O3相继重污染事件分析

根据北京市环境保护监测中心发布的PM2.5和O3小时质量浓度及气象、卫星遥感数据,分析了2013年7月2日至10日北京典型PM2.5及O3重污染过程的质量浓度特征及在大气边界层过程各个阶段的质量浓度演变.结果表明,北京夏季O3质量浓度先于PM2.5达到峰值,而天气型演变是导致这一现象的主要原因.具体过程为:1)重污染初始阶段,高压天气型利于前体物积累,PM2.5及O3质量浓度升高;2)在反气旋中部,由于各种污染物质量浓度较低,对大气紫外波段辐射的吸收较弱,导致该阶段紫外辐射强,因而加快了O3生成的光化学反应,O3质量浓度最先达到峰值;3)在反气旋后部,随PM2.5质量浓度增加,辐射变弱,因此O3质量浓度增加速度下降,而受高压后部影响,区域内PM2.5经东南风输送通道进入北京,导致北京PM2.5质量浓度相继达到峰值;4)在重污染清除阶段,在北方反气旋前部的冷锋清除作用下,PM2.5及O3质量浓度同时降低至谷值.     

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.     

生物多样性的海拔分布格局研究及进展

生物多样性的海拔分布格局受制于气候、空间、环境等多种因子的影响,综合大量研究发现,无论是动植物还是微生物,环境因子对其影响与驱动的作用最明显。海拔梯度是决定分布格局的重要因素之一,因此探讨生物多样性在环境因子驱动下的海拔分布格局具有重要意义。文章分别探讨了植物、土壤动物和土壤微生物多样性沿海拔梯度的变化规律,揭示了温度、湿度及人为干扰等因素下植物多样性沿海拔梯度的5种分布格局及可能机制,土壤动物多样性沿海拔梯度的3种分布格局及可能机制,同时揭示土壤微生物在海拔分布格局虽然有物种模式,但是机制不是很明确;最后对植物、土壤动物、土壤微生物生物多样性耦合关系的认识作了阐述。并在此基础上,认为生物多样性的分布格局与尺度密切相关,因此开展不同尺度的生物多样性的研究以及它们对全球气候变化的响应是未来研究的重要方向;土壤动物群落的多样性的变化规律研究,应致力于其生理型、营养型、生态型的多样性的研究;在不同的研究尺度上,驱动微生物群落构建机制的差异导致了群落演变规律的变化,仍需要以地理学和生物学等相关学科理论为支撑,并与微生物群落构建理论相结合,对海拔分布格局下生物多样性的保护和生态系统稳定性研究提供科学依据。     

大连市农业循环经济发展主要途径与模式

简要总结国内外农业循环经济发展概况及成功经验,简要介绍＂十二五＂期间,大连发展农业循环经济的主要途径与模式,为我国农业循环经济发展提供参考借鉴。     

苏南某镇土壤重金属污染的景观格局特征

评价土壤重金属污染等级并掌握其空间格局特征,对区域土壤环境保护和治理具有重要意义.以苏南某镇8种土壤重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn为研究对象,综合运用单因子评价法、内梅罗综合评价法、地统计分析法、景观格局的粒度效应及景观指数分析方法,在污染评价的基础上,分析了研究区土壤重金属的景观格局特征.结果表明:1研究区各土壤重金属单因子污染指数及内梅罗综合评价指数的均值取值范围为0.145~0.893,整体污染程度低,且南部地区污染程度低于北部;2 As、Pb、Hg和Zn面源污染特征明显,其中As和Pb空间分布特征相似,Hg和Zn空间分布特征相似;Cd、Cr、Cu、Ni点源污染特征显著,其中Cd和Cr空间分布特征相似,Cu和Ni空间分布特征相似;3土壤重金属景观的适宜粒度为30~40 m;4研究区土壤重金属低含量区域面积比例最大,较低含量区域边界最复杂,各污染程度区域分布相对集中且综合污染破碎化程度低.表明研究区重金属污染源数量尚少且分布集中,但有进一步发展的趋势,整体处于土壤重金属污染的早期阶段.     

北京地区冬夏季持续性雾-霾发生的环境气象条件对比分析

在北京地区,除冬季供暖期外盛夏也是雾-霾天气的高发季节,与我国南方不同.使用微波辐射仪、风廓线和常规气象探测资料、NCEP再分析资料以及大气成分观测结果,通过对比分析揭示了冬、夏季持续6 d的2个雾-霾过程形成和维持机制的异同.冬季雾-霾过程出现在高空西北气流、低层多短波活动的背景下,其形成和维持的主要机制是边界层内始终有逆温层、地面弱风场、底层湿度逐渐增大.逆温层昼高夜低、湿度昼小夜大是影响PM2.5质量浓度和能见度日变化的重要环境因子.在雾-霾天气持续期间地面弱风场能够维持主要源于冷空气势力弱、常不能影响到地面.此外,入夜后地面迅速辐射降温、边界层上层有暖平流以及空气过山后下沉增温在逆温层的形成中起了关键作用.然而,对于夏季持续性雾-霾天气,气溶胶区域输送、环境大气保持对流性稳定、空气的高饱和度是其发生的重要条件.在副热带高压长时间控制下对流层低层盛行偏南风,北京的PM2.5质量浓度随着偏南风风速增大升高.对流层底层系统性偏南风与北京附近的山谷风共同构成了从北京以南气溶胶累积地向北输送的机制.夏季雾-霾过程低层没有逆温,但是北京上空一直维持超过200 J·kG-1的对流抑制能量,它同样限制了污染物的垂直扩散.夏季自由对流高度也存在昼夜变化,其对PM2.5浓度和能见度的作用与逆温层高度升降相同.因此,冬、夏个例分别代表了2种不同类型的持续性雾-霾过程,导致差异的根本原因在于大气环流型.