武汉地区夏季和秋冬季大气污染的天气概念模型

利用2013～2019年武汉市生态环境局监测数据、L波段雷达探空资料、NCEP/NCAR逐日再分析资料,对夏季和秋冬季武汉地区污染日的大气污染特征、边界层结构、环流形势、物理量场进行研究,建立了武汉地区大气污染的天气概念模型.主要结论如下:(1)武汉市空气质量具有季节性变化特征,大气污染程度四季分布表现为冬＞秋＞春＞夏.夏季首要污染物是臭氧,冬季首要污染物是PM2.5.(2)比较挑选出的夏季清洁日和污染日的气象要素特征,污染日逆温的平均强度约为清洁日的一倍,逆温底高一般在600 m以下,空气质量一般为轻度-中度污染;静风频率(37.1％)明显高于清洁日的静风频率(2.9％);污染日平均风速小(0.8 m/s),边界层内相对湿度较低.同样比较秋冬季两类天气的气象要素特征,污染日逆温底高低、厚度小,不及清洁日的一半,不利于污染物的扩散,易出现重度污染天气.静风频率(20％)高于清洁日的静风频率(7.5％),风速小(1.6 m/s),污染日边界层内呈明显上千下湿的格局.(3)建立了夏季大气污染的天气概念模型,污染日副高偏弱位置偏东,长江流域易少雨干旱;地面我国东部大范围地区处于均压场中,武汉地区为偏东北异常小风,不利于大气污染物的扩散.(4)建立了秋冬季大气污染的天气概念模型,长江流域环流平直少波动,配合地面弱低压的天气形势和较强的逆温使得大气污染物聚集在近地面.蒙古冷高压强度偏弱,使得入侵我国的冷空气强度偏弱;武汉地区为偏北小风,对雾霾的移除和稀释扩散作用差.该研究结论可供大气污染预测预警研究和环境管理部门大气污染的联防联控参考.     

AI-based runoff simulation based on remote sensing observations: A case study of two river basins in the United States and Canada

Data-driven techniques are used extensively for hydrologic time-series prediction. We created various data-driven models (DDMs) based on machine learning: long short-term memory (LSTM), support vector regression (SVR), extreme learning machines, and an artificial neural network with backpropagation, to define the optimal approach to predicting streamflow time series in the Carson River (California, USA) and Montmorency (Canada) catchments. The moderate resolution imaging spectroradiometer (MODIS) snow-coverage dataset was applied to improve the streamflow estimate. In addition to the DDMs, the conceptual snowmelt runoff model was applied to simulate and forecast daily streamflow. The four main predictor variables, namely snow-coverage (S-C), precipitation (P), maximum temperature (T_max), and minimum temperature (T_min), and their corresponding values for each river basin, were obtained from National Climatic Data Center and National Snow and Ice Data Center to develop the model. The most relevant predictor variable was chosen using the support vector machine-recursive feature elimination feature selection approach. The results show that incorporating the MODIS snow-coverage dataset improves the models' prediction accuracies in the snowmelt-dominated basin. SVR and LSTM exhibited the best performances (root mean square error = 8.63 and 9.80) using monthly and daily snowmelt time series, respectively. In summary, machine learning is a reliable method to forecast runoff as it can be employed in global climate forecasts that require high-volume data processing.     

虚拟耕地资源与农业经济增长：作用机理及贡献份额研

虚拟耕地资源被广泛认为是缓解国内耕地资源压力和促进农业经济增长的重要举措之一。在论证虚拟耕地资源贸易对农业经济增长作用机理分析的基础上，计算1996~2018年中国主要农产品虚拟耕地资源贸易量，并对虚拟耕地资源对农业经济增长中的贡献份额进行实证分析，为调整对外贸易战略及优化耕地资源策略提供参考。结果表明：虚拟耕地资源可以在更大范围内实现耕地资源的优化配置；主要农产品贸易的巨大逆差决定了中国是虚拟耕地资源净进口大国，其中，油料是虚拟耕地资源净进口量最大的品种；虚拟耕地资源对农业经济增长的贡献率为0.26%，观点得到了佐证。同时，还提出了要试点实施虚拟耕地资源，全力以赴做好贸易政策调整战略；充分利用国内外“两种资源、两个市场”，倒逼主要农产品进行结构调整；努力构建虚拟耕地资源管理新模式，推动农业“走出去”与市场多元化结合等政策建议。     

长江集装箱港口岸线利用空间格局及其对资源环境的影响

长江岸线资源是沿江地区社会经济发展的重要支撑,同时其处于水陆交界地带有着无法替代的生态价值.通过遥感影像解译和相关数据资料汇总分析现代化航运组成之一的集装箱港口岸线利用格局,探究其对生态保护岸段的影响及成因,讨论如何合理组织港口岸线以实现绿色发展.长江集装箱港口岸线规模研究时段内大幅提升,上中下游分别形成各自较为密集的分布区域,集装箱港口更替以小型减量为主并将增量重心向大中型倾斜;港口岸线利用持续增长加速对保护岸段侵占,中小型港口为最主要占用类型,部分既有港口因所在城市大部分可利用岸段位于保护区内而留存;集装箱港口开发利用与保护间关系演变存在阶段性,岸线资源管理缺乏统筹协调,两者间冲突不可避免并已大量发生,但研究时段内港口扩张逐渐放缓、矛盾出现缓和,今后需更细致进行港口开发与岸线保护工作,提升综合管理能力.     

2016—2017年武汉市城区大气PM2.5污染特征及来源解析

利用2016年1月至2017年9月湖北省环境监测中心站大气复合污染自动监测站的在线监测数据，对武汉市城区PM_2.5的污染特征及主要来源进行解析。结果表明，武汉市城区PM_2.5质量浓度呈现出明显的季节差异，季节变化规律为冬季>春季>秋季>夏季。水溶性离子的主要成分SO₄^2-、NO₃^-和NH₄⁺占总离子质量浓度的82.0%。PM_2.5中阴离子相对阳离子较为亏损，颗粒整体呈碱性。夏季气态污染物的氧化程度较高且SO₂较NO₂氧化程度高。后向轨迹分析结果表明，区域传输是武汉市PM_2.5的一个重要来源，在4个典型重污染阶段，武汉市分别受到局地、东北、西北及西南方向气团传输的影响。PMF模型解析出武汉市PM_2.5五大主要来源及平均贡献率：扬尘22.0%、机动车排放27.7%、二次气溶胶21.6%、重油燃烧14.9%和生物质燃烧13.8%。     

Probabilistic health risk assessment of nitrosamines in drinking water of Shaoxing,Zhejiang, China

Environmental Science and Pollution Research - Nitrosamines (NAms) are potent genotoxic and carcinogenic but widely detected in drinking water. This study aimed to investigate the occurrence of...     

石家庄市春季大气颗粒物的铅污染特征

为了解石家庄市2016年春季大气颗粒物的铅污染特征及来源,利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS),分析了大气中含铅颗粒的化学成分。结果表明: 研究期间大气环境中含铅颗粒数浓度共出现11次跳跃式升高,跳跃时间段内石家庄均处于轻度污染过程。从成分分析来看,含铅颗粒分为纯铅颗粒、Pb与K(Pb-K)、OC(Pb-OC)、Cl(Pb-Cl)、混合颗粒等八大类。观测结果表明:Pb-K颗粒最多,占到含铅颗粒的84.4%；其次为纯铅颗粒,占比为13.0%。与石家庄市污染源谱库比对进行来源解析,得到Pb-K颗粒主要来自生活垃圾焚烧源, 纯铅颗粒主要来自工业源。结合石家庄市大气污染源排放清单和后向气流轨迹分析,推测含铅颗粒可能来自市区西南方向某区县的生活垃圾焚烧企业。     

长江三角洲地区机场体系基础设施效率的时空演化

机场效率评价与分析是相关学者关注的热点。采用DEA方法，以长江三角洲地区机场体系为实证，以基础设施的投入与产出为关注点，探讨2000~2014年间机场效率的时空演化及其影响因素。结果表明：研究期间长三角地区机场体系基础设施效率总体较低，空间上呈南高北低，东高西低特征；在时空演化上，基础设施效率呈提升态势，机场间的差异性呈降低趋势，各机场演化过程具有明显差别，但总体上效率高的机场，其演化过程中变异系数较低，反之亦然；近15a来机场基础设施效率的差异性演化并未引起区域空间格局大的变动，但江苏沿海地区的机场效率优势正在逐步形成。通过效率分解，发现规模效率是影响长三角地区机场体系综合技术效率的主要原因，正是规模效率的低下引致了综合技术效率低下。机场基础设施效率及其演化是机场自身发展状况（内在因素）的综合反映，同时深受区域发展水平、机场竞争态势以及机场交通区位等诸多外部因素影响。最后，讨论了提升长三角地区机场体系基础设施效率的可能路径。     

武汉市一次污染过程的局地流场和边界层结构的数值模拟

利用2013年11月武汉市逐日空气质量资料、地面气象观测资料、NCEP/NCAR再分析资料和L波段雷达探空资料，通过WRF模式模拟空气污染生消过程中的局地气象条件变化，探讨特殊地形条件下边界层结构变化和局地环流在污染物生消过程中的作用和影响。结果表明：（1）武汉地区当背景环流场强的时候，由地形引起的局地流场对污染物扩散的影响就弱，反之当背景环流场弱的时候, 地形对流场影响明显:夜间为山风，白天为谷风。夜间山风与偏西北气流及偏东气流在武汉及周边地区辐合，形成气流汇聚带，在武汉地区形成一个反复污染带,即由地形引起的局地流场对污染物扩散的贡献就大；（2）武汉地区发生空气污染时，地面湿度较高，边界层呈上干下湿状态，其特征为暖而干且有偏东小风，这导致污染物不断堆积和重污染过程的形成。     

流域绿水管理博弈建模及应用分析

绿水资源表示水循环通过降水渗透入土壤非饱和层并由植物蒸腾或土壤蒸发返回大气层的水汽，是农业作物生产的重要基础，但是通常被传统流域水资源管理所忽视。基于流域水量平衡和蓝水绿水综合思维，将绿水资源纳入流域水资源管理体系。在绿水信贷理念和博弈建模分析框架下，结合SWAT分布式水文模型、多目标优化及情景比较分析，利用绿水管理措施合理优化配置流域蓝水绿水资源，采用绿水生态补偿协调处理上下游利益冲突的博弈问题，探索性地提出了流域绿水管理博弈框架。该框架通过博弈建模可以识别分析流域绿水管理问题的博弈空间、博弈结构和纳什均衡等博弈特征；通过合作博弈约束条件改进的多目标优化，可以计算流域绿水管理情景的绿水补偿标准和帕累托最优收益。将建立的绿水管理博弈框架应用于涟水流域实例研究，NSE、R2、PBIAS、p-factor与r-factor等模拟效果评价和不确定性分析结果表明，涟水流域SWAT分布式水文模型的蓝水绿水模拟均达到可信程度。上下游收益变化、绿水补偿标准与帕累托最优解集等博弈分析结果显示，涟水流域整体社会经济与生态环境收益明显改善，其帕累托最优收益平均增长2.72亿元/a，年均绿水补偿标准折合1.94、1 253.7元/hm²。实例分析表明提出的绿水管理博弈框架在涟水流域具有较好的适用性和可行性。因此，该方法可以为流域蓝水绿水管理试点研究及其绿水补偿标准核定提供相关理论依据和技术参考，具有一定程度的的应用价值和现实意义。