河流污染物通量估算方法分析(Ⅰ)——时段通量估算方法比较分析

通过对河流时段通量所采用的估算方法的误差比较分析,说明了实测河流断面时段通量中时间平均离散通量的贡献;并讨论了污染源的点源、非点源类型的差别对选择年通量估算方法的影响.通过实例探讨了河流长时间通量估算方法的使用范围,对估算方法的取舍原则进行了分析.     

河流污染物通量估算方法分析(Ⅰ)——时段通量估算方法比较分析

通过对河流时段通量所采用的估算方法的误差比较分析,说明了实测河流断面时段通量中时间平均离散通量的贡献;并讨论了污染源的点源、非点源类型的差别对选择年通量估算方法的影响.通过实例探讨了河流长时间通量估算方法的使用范围,对估算方法的取舍原则进行了分析.      

河流污染物通量估算方法筛选及误差分析

准确估算污染物通量对河流污染物总量控制和水质保护具有重要意义,但常规监测方法通常不能进行连续采样,数据相对比较稀缺,因此,选择恰当的采样间隔和通量估算方法,并对方法可能带来的误差进行估算,对提高通量估算的可靠性具有十分重要的意义.基于此,以江西赣江滁槎水质自动站2005—2007年3个水文年的水量和水质资料为基础,采用Monte Carlo方法模拟时间间隔分别为2、3、5、6、10、15和30 d的河流水质离散采样方案,并计算每种采样方案下的通量.同时,采用偏差(系统误差)和不精确度(离散程度)两个指标,比较了A、B、C、D、E 5种常规通量计算方法的误差分布,并建立了各算法误差随时间间隔变化的相关性曲线,以对河流污染物通量估算方法进行筛选.研究表明,滁槎断面COD_Mn采用瞬时值C_i与时段平均流量 Q_p乘积的方法计算年通量更准确;而NH₄⁺-N由于瞬时通量与流量相关性不显著,采用时段瞬时通量平均计算年通量更准确.     

海洋排放二甲基硫通量的研究进展

综述国内外二甲基硫（DMS）海气通量的研究进展，总结了DMS海气通量的各种估算方法。重点讨论滞膜模型及其传输速率常数的确定，进而分析DMS海气通量估算中存在的不确定性。     

枯水期环渤海16条河流N_2O释放通量研究

研究了枯水期环渤海16条河流N2O溶存浓度及释放通量,分析了河流N2O与氮浓度的响应关系,讨论了河流的N2O释放系数。结果表明,枯水期16条河流TN浓度介于5.53~37.49 mg/L,均超过Ⅴ类水标准。河流N2O处于过饱和状态,其溶存浓度及饱和度变化范围分别为0.02~40.10μmol/L和203%~390 245%。N2O溶存浓度与NH4+、TN显著正相关,表明河流氮负荷增加会极大促进N2O的产生和释放。研究采用5种常用通量模型对N2O释放通量进行了估算。结果表明,不同模型间通量结果差异很大。BO04方法估算通量最大(均值217.27μg N2O-N/(m2·h)),分别是LM86模型结果的5.5倍、W92a的2.3倍、W92b的2.9倍及RC01方法的1.7倍。W92b通量均值与5种方法的通量均值较为接近。研究对16条河流N2O排放系数的计算结果表明,其整体变化范围介于0.002 9~0.008 0,均值为0.005 8,高于IPCC的建议值0.002 5。因此,文章建议加强河流N2O实测与估算通量的对比研究,以减少在缺乏实测通量时由于模型选择不当造成的通量误差。     

水质监测频率与极端气候对高原湖泊入湖河流氮磷通量估算的影响

河流是流域氮磷营养盐的主要输出途径之一,准确掌握其通量变化和驱动因素对流域营养盐管理具有重要意义.本研究以滇池主要入湖河流宝象河为例,基于周水质观测数据和逐日水量数据,构建了河流氮磷通量LOADSET模型.估算了宝象河不同时间尺度（日、季、年）TN和TP的通量,评估了4种低频水质采样和极端气候指数对河流氮磷通量计算的影响.结果表明：①2018年宝象河的TN和TP年通量分别为270.49 t和11.19 t,存在显著的年内差异,夏季是通量最高的季节,分别占TN和TP年通量的40.78%和41.96%.②基于LOADEST模型的低频水质采样的氮磷估算结果与高频采样差异较小,宝象河TN、TP通量估算受采样频率影响较小.③宝象河的TN和TP通量变化受连续5日最大降水量、平均最低气温、平均最高气温、最低气温、最低气温极大值、最高气温极小值和平均温差7种极端气候指数的显著影响.     

春季东海营养盐跨陆架输运通量的初步估算

利用2011年5月的调查资料,分析了春季东海营养盐分布特征。受长江冲淡水影响,表层长江口附近营养盐浓度较高; 外海受黑潮表层水的影响营养盐浓度较低。计算并分析了跨200 m等深线的营养盐输运通量,结果表明黑潮在台湾东北部和九州岛西南部入侵陆架并将营养盐输运到陆架上,中段(26°N~29°N)则是营养盐向外输运。春季黑潮跨过200 m等深线向东海陆架的体积输运净通量为0.44 Sv,DIN、PO₄-P、SiO₃-Si通量分别为8.93 kmol/s、0.46 kmol/s、8.22 kmol/s。春季通过台湾海峡的营养盐DIN、PO₄-P、SiO₃-Si通量分别为6.65 kmol/s、0.41 kmol/s、6.52 kmol/s。表明春季台湾暖流对东海陆架海域营养盐的贡献与黑潮的贡献相当。     

基于GOME-2卫星遥感数据估算近海海域氮沉降通量的方法研究

提出了一种利用NO2卫星遥感数据估算近海海域NO2干沉降与无机氮(除氨氮)湿沉降通量的新方法。利用该方法对中国黄海海域2009年N沉降通量进行了估算,并将估算结果与其他研究结果进行了对比。结果表明:该方法估算通量均值相对较高,但与其他研究在数量级上是一致的,并能够反映研究海域大气N沉降通量的空间分布状况,可为我国海洋环境监测与评价大面积数据获取提供技术支撑。     

夏季环渤海主要入海河流溶解无机碳分布及入海通量估算

河口是连接陆地和海洋的关键通道,每年地表径流通过河口向陆架边缘海输入大量溶解无机碳,导致其碳源汇格局发生改变。本文分析了渤海夏季28条入海河流关键碳循环参数分布特征,估算了主要入海河流夏季溶解无机碳直接输入通量,莱州湾、辽东湾及渤海湾的溶解无机碳直接输入通量分别为0.66 TgC、0.44 TgC、0.17 TgC,直接汇入莱州湾的溶解无机碳通量超过50%,主要贡献来自黄河,另外,汇入辽东湾的大辽河及双台子河贡献了渤海河流溶解无机碳直接输入通量的20%。     

流域生态补偿断面污染通量核算方法分析

针对生态补偿断面监测方法的通量计算有效性问题,基于自动站逐日监测流量和污染物浓度,确定不同流量水平下的标准污染物通量,比较了生态补偿断面月单次浓度抽检方法所确定的污染物通量与标准通量的差异;分析了流域降雨所形成的面源污染通量,利用多年平均流量、月降雨量计算生态补偿断面通量,在此基础上提出改进方法。结果表明:传统方法 NH_3和I_(Mn)核算通量误差较大,对于大流量地区适应性差。所提出的修正方法有效地计算了降雨所形成的非直排入河面源污染通量,NH_3非汛期和汛期平均误差分别为14.16%和16.24%,I_(Mn)非汛期和汛期平均误差分别为10.24%和14.65%。所提出的改进方法有效地解决了单次抽检方法下的污染通量准确估算问题,为生态补偿金额核算提供了理论依据。     

黄渤海氮磷营养盐的分布、收支与生态环境效应

基于在黄渤海的综合调查结果,分析了水体和沉积物间隙水中溶解无机氮（DIN）和溶解无机磷（DIP）的分布;结合历史数据构建了黄渤海DIN和DIP的收支模型,并分析了陆源输入变化对研究区域生态环境的影响.结果表明,黄渤海DIN和DIP的含量受季节、河流输入和沉积物界面扩散作用的影响,具有秋季高于春季和近岸高于离岸的时空分布特征.收支模型计算结果表明,底界面扩散是黄渤海水体DIN的主要来源,其次是大气、周边河流、地下水和东海的输入;黄渤海水体DIN的支出主要是通过沉积埋藏和反硝化.黄渤海水体DIP的来源主要是磷酸盐吸附解吸,占91%,底界面扩散和大气输入为其次,河流和地下水的输入贡献较小.DIP的支出主要是通过沉积埋藏和向东海的输出.黄渤海每年有11Gmol的氮在水体积累,并导致其浓度提高约0.6μmol/（L·a）.近些年来陆地向黄渤海输入氮的持续增加,加剧了氮营养盐的积累,导致非硅藻类浮游植物比例以及赤潮发生频率和面积显著增加,同时还提高了水体初级生产力和海洋磷的埋藏量以及加剧了磷限制的趋势,并可能威胁生态系统的稳定.     

流域?河口?渤海近岸海域污染防治机制研究

渤海是半封闭型内海,陆源污染是渤海海洋环境污染的主要原因。以海洋本身为空间范围进行污染防治仍是末端控制的方法。以陆海统筹和基于生态系统的海洋综合管理理论为基础,将渤海污染防治的空间范围延展到入海河流,构建流域?河口?近岸海域污染防治机制,实行海陆一体化的污染防治战略,有利于解决渤海的环境问题。流域?河口?渤海近岸海域污染防治机制可以从污染防治协调管理、总量控制、科学规划和生态补偿等方面进行制度设计。     

东、黄海沉积物中生物硅的分布及其环境意义

通过对1998年5月、2000年10月及2001年5月东、黄海海区3个航次采集的沉积物样品中生物硅(BSi)含量的分析,讨论了东海西北部、南黄海沉积物中BSi的分布、埋藏及其与水体初级生产力、硅藻丰度的关系.测定表明,调查海区表层沉积物中BSi的含量介于0.21%~0.70%,海区BSi的分布与水体初级生产力的变化一致.在长江口海区,BSi的积累与河口区水体中的叶绿素a、初级生产力有着密切的关系,近20年来长江口海区沉积物中BSi含量的变化记录了长江径流以及长江输送N、P、Si营养盐通量的年际变化.     

Science and policy dilemmas in the management of agricultural waste waters: the case of the Salton Sea,CA, USA

The Salton Sea in California, a repository for agricultural drainage water and sewage effluent from the United States and Mexico, is increasing in salinity and may soon be too saline to support fish and other elements of the present food chain. Massive fish kills and bird die-offs in recent years have led to a perception that this is an ecosystem in trouble, and an initiative to restore the Salton Sea is underway. Engineering proposals to stabilize the salinity and volume of the Salton Sea could cost a billion dollars or more to install and ten million dollars per year or more to operate, and could adversely affect adjacent ecosystems, with no certainty that the problems of the sea would be remedied. On the other hand, allowing salinity to increase will likely lead to a dramatic change in the species composition of the sea over the next two decades. We consider the possible ecological consequences of allowing salinity to increase in the Salton Sea to levels similar to other salt lakes in the region. We also consider the possible adverse ecological affects of engineering proposals which would discharge contaminated Salton Sea water into the Gulf of California or divert excess Colorado River water that now flows to the Colorado River delta to the Salton Sea. We consider the benefits of an alternative proposal, which would handle the problem within the Salton Basin by installing designed wildlife habitats around the Sea while allowing the main body to become hypersaline. We recommend a set of principles which should guide policy decisions regarding restoration of the Salton Sea.     

2003-2020年黄海水体透明度时空变化特征及影响因素研究

海水透明度是描述水体光学性质的重要参数,也是海洋环境质量的评价指标。本文基于三波段模型,反演了2003-2020年黄海水体透明度。结果表明,透明度呈近岸向远海逐渐增加的特征,黄海西部为低值区,南黄海中部为高值区。在时间上,透明度呈现下降的趋势。经验正交函数分析表明,第一模态与叶绿素a浓度相关性最强,与悬浮物浓度的相关系数较高,说明海水透明度的变化主要受水体光学组分的影响。第二模态和第三模态表明,海表温度、海表盐度是引起透明度变化的主要协变量。水体透明度长期监测是水质监测和海洋生态系统保护的重要内容。     

中国南海海洋国土开发与管控研究展望

南海是中国最大的边缘海,也是目前海洋国土管控问题最多的区域。首先从海洋国土的概念、内涵和属性分析入手,归纳海洋国土开发与管控的特殊性和复杂性;同时溯及南海国土资源的开发历程,确定当前存在的主要国土空间安全问题。以此为基础,梳理南海国土开发与管控的相关议题,将其分为资源—生态维度和人文—制度维度两大问题群,并结合当前研究动态,对相关议题进行评述和讨论。本文认为：南海国土开发与管控的核心议题主要集中在三个方面,即南海开发与管控的基础理论研究、南海区域开发及规划的应用政策研究以及南海国土开发与管控问题的多尺度实证研究。希冀本文对厘清中国海洋国土开发与管控的研究课题,进一步完善中国海洋国土管控机制起到积极的参考作用。     

模拟海平面上升和氮负荷增加对河口感潮沼泽湿地CO2垂直交换的影响

海平面上升和氮负荷增加是入海河流河口面临的两个主要全球性环境问题.揭示河口潮滩沼泽湿地CO₂垂直通量对二者及交互作用的响应,对于科学评估全球变化背景下的河口潮滩沼泽湿地生态系统蓝碳功能具有重要的科学意义.本研究以闽江河口鳝鱼滩中潮滩短叶茳芏湿地为研究对象,在野外原位实施模拟海平面上升、氮负荷增加及二者交互作用的实验处理近1年后,在2019年冬季各月的大潮日白天涨潮前、平潮期及落潮后3个阶段,运用透明静态箱（或遮光布遮光）+Li-6800光合作用仪对短叶茳芏湿地生态系统净CO₂交换（NEE）和生态系统呼吸（ER）进行测定.结果发现,与对照处理相比,冬季尺度3种处理下短叶茳芏湿地生态系统NEE均显著增加;模拟海平面上升影响下短叶茳芏湿地生态系统ER无显著变化;氮负荷增加及二者交互作用下,短叶茳芏湿地ER均显著增加.模拟海平面上升、氮负荷增加及二者交互作用情景下,短叶茳芏湿地生态系统总初级生产力（GPP）均明显增加.研究表明,在未考虑甲烷排放的情景下,即使在冬季,海平面上升、氮负荷增加及二者交互作用将可能增加亚热带河口潮滩半咸水沼泽湿地的碳汇功能.     

The oceanic source of carbonyl sulfide (COS)

Carbonyl sulfide (COS) concentrations both in sea water and in the marine atmospheric boundary layer have been measured for 2 years at Amsterdam Island, as well as during oceanographic cruises in regions of different productivity (coastal areas, upwelling areas and open ocean) in the Indian Ocean and Mediterranean Sea. Surface waters of the Indian Ocean and Mediterranean Sea were found to be supersaturated with respect to the atmosphere. The supersaturation of surface coastal sea water in COS displays a diurnal cycle with a midday/midnight ratio of approximately 4, and in addition a seasonal cycle with maximum values during summer and a summer/winter ratio of 2. The supersaturation of open ocean surface sea water is 3 times lower than that of the coastal areas. Taking into account the diurnal, seasonal and geographical variations of the sea water supersaturation in COS, along with the seasonal variation of the sea-air exchange coefficient and the Henry's law coefficient, a global oceanic flux of COS of 0.43 (0.30 to 0.60)Tg COS per year is estimated.     

铁山港海草生态区水体自净能力与水、生、化之间的关系

利用2008年1月～11月间对铁山港湾海草生态区进行的4个季节全面调查所获取的数据资料,首次探讨了该生态区水体自净能力与水动力特征及生物、化学因子之间的关系。结果表明:研究海区之所以具有较强的水体自净能力,其一与该海区具有强潮型的往复流水动力特征有关,在水体自净过程中起主导控制作用;其二与海区具有适宜的水温、快速的复氧能力、富足的溶解氧(DO)水平、最适合好氧微生物繁殖生长的环境条件有关,明显偏低的总有机碳(TOC)含量和丰富的总氮(TN)储量是有机物获得快速降解、营养盐获得快速再生、化学净化能力较强的重要体现;其三与生物链作用所体现的生化过程影响有关,DO含量与生物因子多呈显著以上负相关的季节变化特征以及三种形态N与生物因子在不同季节显示的相关性以事实佐证了这一点;而富足的TN储量、显著偏低的溶解无机氮(DIN)含量与繁盛的浮游动植物生物量及丰富的生物多样性同时出现的特征,正是研究海区具有较强生物净化能力的综合体现。与化学净化能力相比,生物净化能力显示出更强的优势,具有海草生态区的水体自净特点。