我国人为源气态活性氮排放时空变动特征分析

随着粮食和能源需求的增加,农业生产和化石燃料燃烧带来的活性氮污染越来越成为影响我国环境和人民健康的重要因素之一.通过对2000、2005及2010年全国31个省(直辖市、自治区)的人为源气态活性氮排放总量、单位GDP及单位人均排放量的Moran's I指数和GetisOrd G*i指数进行空间分析,探讨了气态活性氮排放及其强度的时空变动特征.结果表明,全国的气态活性氮排放及其强度呈现明显的空间集聚特征.在空间分布特征上,全国活性氮排放表现为高值集聚分布,其热点主要位于华北平原和长江中下游平原地区;排放强度方面则为高值聚集和低值聚集兼备.通过对3个年份的冷热点比较分析发现,排放强度的冷点地区变化较小,热点地区变化较大.其中,单位GDP排放强度方面,冷点地区处于东南沿海地区,热点地区则由西北地区缩小到四川、甘肃两省;而单位人口排放强度方面,冷点地区范围有所缩减,热点地区则由分散转变为集中分布于京津冀及周边的山西、内蒙古和辽宁等.分析人为源气态活性氮时空分布格局和特征及其形成原因,可为评估和减缓气态活性氮排放对生态环境的影响提供科学基础.     

格栅类通透性吊顶对水喷淋控火性能影响的实验研究

通过实验研究了格栅类通透性吊顶对水喷淋控火性能的影响,并利用燃料燃尽时间来计算控火有效性因子来量化这种影响.研究结果表明:格栅会降低水喷淋控火性能,与格栅类吊顶形式、喷头安装高度和工作压力流量有关.在确定的吊顶形式和尺寸下,存在着对控火性能影响最大的喷头安装高度.在实际工程应用中应根据具体格栅特性,合理设计喷头安装高度,以降低格栅的不利影响,保证水喷淋的控火有效性.     

福建省地级市人为源活性氮排放及其特征分析

在人口增长和快速城市化的背景下,活性氮排放对生态环境的影响日益加剧.为研究省级尺度活性氮排放规律,采用排放因子法建立2000、2005及2010年福建省人为源活性氮排放清单,分析各地市3个年份活性氮排放量及排放强度特征.结果表明,3个年份福建省活性氮排放总量分别为538.4、587.0和619.97 Gg,呈整体增加趋势.在9个地级市中,增速最快的为莆田市,而漳州市排放量有所下降.排放量最大的为漳州和泉州,排放量最小的为宁德与厦门.从排放来源看,90%以上的排放来自农田生态系统和畜禽养殖系统.能源活动贡献较小,但其排放增长最为显著.2010年,各地市单位面积活性氮排放强度呈"东南沿海高西北内陆低"的格局,最高为厦门市,最低为三明市;GDP和人口排放强度则呈"东南沿海低西北内陆高"的格局,最高为南平市,最低为厦门市.在分析各地市活性氮排放源特征的基础上,探讨了不同地区活性氮减排重点,研究结果可为福建省及下辖各地市活性氮减排提供科学依据.     

厦门市土地利用及氮负荷变化研究

高强度的人类活动改变了城市土地利用方式和城市内氮素循环,但城市土地利用变化如何影响城市氮负荷时空变化的研究仍缺乏.本研究以厦门市为例,基于物质平衡的城市氮流动估算方法,分析了2005—2010、2010—2015年两个时间段内厦门市土地利用及氮负荷的时空演变特征及土地利用变化对氮负荷的影响.结果表明:2005—2010、2010—2015年期间城市各土地利用类型中工业、居民区及交通用地面积增加最为显著,占总面积的比例从16.9%增加到30.3%,而林地和其他类型面积的比例从53.78%下降至38.01%.大量农林地转变为工业和交通用地,导致单位面积氮负荷强度分别增加了10倍和25倍.城镇居民用地、交通用地等氮排放强度较高的土地利用类型不断扩张,造成城市中活性氮排放增加了2.1倍.同时,土地利用的空间格局也影响着城市氮负荷的空间变化特征,氮排放热点在空间上逐渐向岛外扩张,且强度也随之增加.     

西安市沣河流域重点污染物--有机污染物的特征分析

通过对西安市沣河近年来水质状况分析，论述了沣河流域重点污染物——有机污染物的种类、来源及变化特征。     

格栅类通透性吊顶对自动喷水灭火系统水量分布影响的实验研究

本文通过实验研究了自动喷水灭火系统在安装格栅类通透性吊顶后的水量分布特性。研究结果表明：格栅会严重改变自动洒水喷头的水量分布，其影响与喷头的安装高度和工作压力有关。当压力增加时，无格栅区域的水量增加明显大于有格栅的区域的水量增加。增大水压时，格栅对水量的分布的影响会减弱，当压力足够大时，能够接近无格栅时的灭火效率，可以保证自动喷水灭火系统在安装格栅吊顶后的灭火有效性。本文研究成果对实际工程应用具有指导意义。     

黄河流域农业生产活性氮排放的时空特征研究

黄河流域是我国的粮食主产区,流域生态保护和高质量发展是当前生态文明建设的核心内容.而活性氮排放是造成水体、大气及气候变化等环境问题的重要因素,已经严重威胁到人类的健康和安全.通过排放因子法对黄河流域2000、2005、2010年农业生产活性氮（Reactive Nitrogen,Nr）排放量进行核算,探讨其时空变动特征.结果表明：①3个年份黄河流域农业生产中活性氮排放总量分别为2185.24、2474.03、2239.96 Gg,其中,N₂O排放量分别为43.95、49.96、48.63 Gg,NH₃排放量分别为615.39、715.08、680.70 Gg,进入到水体的Nr（Nr-wp）排放量分别为1522.01、1704.95、1505.82 Gg,NO_x排放量分别为3.89、4.04、4.82 Gg;②Nr-wp、NH₃、N₂O、NO_x排放占总量的比重分别为67.23%~69.65%、28.16%~30.39%、2.01%~2.17%、0.16%~0.22%;③黄河流域活性氮年平均排放量最高的省份为河南,达到579.40 Gg,其他省份由高到低依次是陕西、山西、山东、甘肃、宁夏、内蒙古、青海、四川,其中,四川的年均排放量最低为94.41 Gg,呈中下游省份排放大于上游省份的分布态势;活性氮排放年均增长率以内蒙古最高,达4.78%,其他省份由高到低依次为宁夏、甘肃、四川、青海、河南、陕西、山东、山西,其中,山西年均增长率最低为-2.57%,年均增长率分布与年均排放量相反,呈中下游省份低于上游省份的格局;④各省份4种形态活性氮排放量的组成与黄河流域整体相似：山西4种形态活性氮排放量均呈下降趋势,山东NH₃、N₂O和Nr-wp排放量有所下降,其他省份均呈增长趋势;Nr-wp、NH₃年均排放量最大和最小的省份均为河南、四川;N₂O、NO_x年均排放量最小的省份均为青海,年均排放量最高的省份分别为河南、山西.通过分析黄河流域农业生产中活性氮排放的时空格局,可为协调黄河流域的人地关系提供科学基础,对黄河流域制定活性氮减排策略具有重要的参考意义.     

不同轮作和管理措施下根系呼吸对土壤呼吸的贡献

根系呼吸对土壤呼吸的贡献是研究土壤碳排放和土壤碳平衡的重点和难点.本研究采用根系排除法联合运用Li-8100土壤碳通量系统测定了华北平原冬小麦-夏玉米一年两熟传统管理体系(Con.W/M)、冬小麦-夏玉米一年两熟优化管理体系(Opt.W/M)、冬小麦-夏玉米(或夏大豆)-春玉米两年三熟优化管理体系(W/M-M、W/S-M)和春玉米一年一熟优化管理体系(M)作物根区土壤呼吸和非根区土壤呼吸,以根区和非根区土壤呼吸差异除以根区土壤呼吸计算根系呼吸的贡献.结果表明,根区土壤呼吸和非根区土壤呼吸具有明显的季节变化特征,二者具有显著的拟合关系.Con.W/M和Opt.W/M处理小麦季非根区土壤呼吸可分别解释根区土壤呼吸变异的65%和87%,玉米季非根区土壤呼吸的分别解释根区土壤呼吸变异的48%和65%.W/M-M、W/S-M和M处理春玉米非根区土壤呼吸可分别解释根区土壤呼吸变异的68%、76%和58%.Con.W/M处理小麦和玉米季根系呼吸对土壤呼吸贡献分别为25.0%和29.6%,Opt.W/M处理则分别为31.1%和35.0%.不同轮作和管理措施对春玉米根系呼吸的贡献无显著影响,W/M-M、W/S-M和M处理春玉米季根系呼吸贡献分别为23.7%、24.8%和24.9%.5 cm土壤温度对根区土壤呼吸的影响程度大于非根区土壤呼吸.     

满足城市食物消费需求的农业生产碳排放研究——以宁波为例

食物消费相关的农业生产阶段的碳排放研究,对于探讨气候变化背景下可持续消费模式的选择和低碳农业技术与管理的提升具有重要意义.以宁波市为例,采用生命周期分析与环境投入产出相结合的综合分析框架,对其2012年居民所消费食物在农业生产阶段的直接和间接碳排放进行研究,分析不同食物及不同排放源的排放特征.结果表明,粮食、猪肉、水产品和牛肉对食物消费碳排放总量的贡献最大,分别占28%、25%、10%和9%;粮食、蔬菜和蛋类单位热量和单位蛋白质的碳排放均较小,禽、蛋、水产、鲜奶单位蛋白质的碳排放低于牛羊猪肉;由农业投入品生产所带来的间接碳排放占总量的49%;化肥是多数植物性食物碳排放最大的贡献源,占植物性食物排放总量的33%;饲料是大多动物性食物碳排放的最大来源,占动物性食物排放总量的56%.为促进食物消费和农业生产的碳减排,一方面建议适当增加蛋类、水产品、禽类和鲜奶的消费比重,减少猪牛羊肉的消费比重;另一方面应着重提高农业投入品供应链的能效,推广优化施肥技术与管理,以及提升饲料品质.     

厦门市氮素流动与水环境负荷演变特征

人类活动造成大量氮素在城市生态系统中聚集,从而对水环境质量造成不利影响.作为一个复合生态系统,城市各系统对水环境的影响呈现不同的变化特征及趋势.本研究以厦门市为例,构建了城市氮流动模型,计算了水环境氮负荷,并通过情景分析的方法探讨了减缓城市水环境氮污染的策略.结果表明,1995—2015年厦门市水环境总氮负荷呈现上升-下降-上升式波动变化,总量介于8800～11100 t之间,主要受地表水氮负荷影响显著,而地下水变化相对稳定.在城市化进程中,城市各系统对水环境产生了不同程度的影响,农作物生产系统、污水处理系统及大气氮沉降是水环境氮污染的主要排放源,年均贡献率达69.0%.农作物生产系统和污水处理系统变化较显著,前者对水环境氮负荷的贡献率从1995年的22.3%下降到2015年的7.0%,后者由1995年的9.7%逐渐上升到2015年的40.7%.情景分析可知,提高城市废物、废水的资源化和综合化利用效率是减少城市水环境氮污染的重要途径.