2003—2010年中国对流层CO2时空分布研究

利用2003年到2010年的美国宇航局（National Aeronautics and Space Administration,NASA）的AIRS（Atmosphere InfraRed Sounder）官方反演的对流层中层（500 hPa）左右一段气柱内的CO2体积混合比产品分析中国地区对流层的CO2体积分数分布时空变化特征。所用数据是对AIRS L3产品2°×2.5°网格数据进行处理分析得到。经过对这8年的观测数据（2003年1月—2010年12月）的数据分析研究发现：中国地区平均CO2的体积分数在空间分布上极不平衡,总体高值集中于北部。CO2对流层中层的高值区集中在35°—45°N,形成东北平原、内蒙古中西部地区、塔克拉玛干沙漠和塔里木盆地4个高值中心,而云南地区和西藏南部上空的CO2值偏低。与中国地区8年平均CO2体积分数变化特征大体一致,每月（8年平均值）分布趋势也呈北部地区和东部地区高而南方体积分数值相对低的特征。CO2月平均体积分数的最高值一般出现在每年的4月或者5月,而每年的最低值则出现在每年的1月。对流层中层CO2体积分数呈现明显季节变化,总体上来说,从2003年到2010年这8年中,平均春、夏两季对流层中CO2含量较高,而秋、冬季CO2低于春夏两季。     

桂林岩溶表层带土壤CO2体积分数时空变化规律及其意义

通过2010—2011年的监测建立了桂林盘龙洞坡地和洼地不同深度土壤CO2体积分数的季节性变化。监测土壤CO2体积分数空间上变化为:坡地80 cm>50 cm>30 cm;洼地80 cm>100 cm>50 cm>30 cm。监测土壤CO2体积分数时间上变化为2010年7月和2011年6月未CO2体积分数达到最高值,2010到2011年冬季为土壤CO2达到最低值。由于受到大气降水量急剧减少的影响2011年土壤CO2体积分数整体比2010年低。显示大气降水量也是影响土壤CO2体积分数的重要环境因素。为我国固碳减排科学的选择时间和空间提供有力的依据。     

2015—2020年海南岛大气PM2.5和PM10的时空分布特征

基于2015—2020年海南省18个市县环境监测数据和气象观测数据,结合Cressman客观差值、相关分析和气候倾向率等统计方法对PM_2.5和PM₁₀质量浓度时空分布特征进行深入分析.结果表明,PM_2.5和PM₁₀质量浓度空间分布上均呈北半部高于南半部的特征,同时2015—2020年均表现为快速下降的变化趋势,趋势系数分别为-0.982(PM_2.5)和-0.935(PM₁₀),通过了99.9%的信度检验.PM_2.5和PM₁₀质量浓度有明显的季节变化特征,冬季质量浓度最高,秋季和春季次之,夏季最低.PM_2.5和PM₁₀质量浓度呈现U形的逐月变化,最低值出现在7月,最高值出现在12月. PM_2.5和PM₁₀质量浓度呈“双峰双谷”型的日变化,受人为活动影响较为显著. PM_2.5和PM₁₀与...     

石油厌氧降解促进CO2的CH4转化

CO2是主要的温室气体,利用油藏进行CO2封存,并结合原油厌氧生物降解产生的H2对其进行CH4转化,将提高原油采收率,减少封存CO2长久潜在的危害.本研究以高矿化度的青海油田油井采出液为研究对象,添加碳酸氢盐进行厌氧培养,以研究其中CO2进行CH4转化的可能性.结果显示,厌氧培养体系中检测到CH4产生.且在培养过程中,碳酸氢盐添加体系内CO2相对含量降低,甲烷相对产量升高,沥青质和芳香烃组分的相对含量降低,表明青海油田油藏中存在产甲烷菌及与产甲烷过程相关的菌群,同时CO2封存利于增强原油的流动性、提高采收率.定量PCR分析表明,碳酸氢盐的添加抑制了部分微生物的生长但古菌在整个体系生命活动中的作用并未减弱,且产甲烷古菌占古菌的相对丰度明显升高.因此,在青海油田利用油藏微生物进行CO2封存并产生新甲烷能源,同时提高原油采收率具有可能性.     

2001—2020年湖北省PM2.5时空分布特征及气象驱动因子分析

把握PM_2.5污染的时空演变规律是对其进行针对性治理的基础与前提。从PM_2.5地球表面浓度栅格数据提取湖北省2001—2020年各地级市PM_2.5年均浓度数据,利用空间自相关、核密度估计、地理探测器等方法研究PM_2.5时空分布及气象驱动因子特征。结果表明,湖北省各主要城市PM_2.5浓度二级标准达标率趋于增加。各城市PM_2.5年均浓度均值在2001—2013年由42.47逐步上升至62.94μg·m^-3,2013—2020年由62.94减少至32.85μg·m^-3。核密度估计表明,2013年以前各城市PM_2.5年均浓度值随时间推移逐渐分散,2013年后逐渐集中于浓度较低的区间。以武汉市等中部城市为分界线,湖北省PM_2.5向东西2个方向均存在由高至低的浓度梯度,且西面浓度小于东面。2013年后浓度较高地区的扩散效应逐渐减小。PM_2.5空间分布存在显著的...     

大气CO2、CH4、CO高精度观测混合标气配制方法

高精度、高准确度的大气CO2、CH4、CO浓度观测需使用以干洁大气为底气的标气.标气中水汽含量及CO2的δ13C对基于光学原理的观测系统有不可忽视的影响.本研究利用自组装的混合标气配制系统,以环境大气为底气,并通过添加高浓度气体或利用吸附剂吸附,调节目标物种浓度.CO2和CO吸附效率分别达99.7%和99.8%,标气水汽含量小于3.7×10-6(物质的量分数,下同),可配制不同浓度范围的CO2、CH4、CO混合标气.在青海瓦里关全球大气本底站配制环境大气浓度范围的标气,CO2、CH4、CO实际配制浓度同目标浓度的偏差小于10×10-6、30×10-9、30×10-9,CO2中δ13C同实际大气接近.本方法配制的标气已应用于我国本底站大气CO2、CH4、CO高精度观测,符合世界气象组织/全球大气观测(WMO/GAW)质量要求.     

沼液培养的普通小球藻对CO2的去除

利用微藻固定CO2和处理污水已成为微藻应用的一个重要研究方向.利用营养丰富的沼气发酵废液培养小球藻,藻种经驯化后在不同浓度沼液中能良好生长.小球藻在高浓度的CO2中有较好的生长和较强的耐受能力,在1.5%CO2通气下生物量最高.在此基础上考察了沼液中小球藻对CO2的去除情况.结果表明,提高小球藻生长速率和CO2浓度可以增加小球藻对CO2的去除量,降低通气也可提高CO2去除率.在1.5%CO2浓度、通气量60 mL min-1条件下,CO2去除率可达30.61%;在10%CO2浓度、通气量100 mL min-1时最高去除量为279.7 mg L-1 h-1.采用六管串联通气培养小球藻去除粗沼气中的CO2,去除量为(205.80±13.20)mg L-1 h-1,去除率为60.32%±3.73%.在同样的通气量下,CO2的去除量与单管培养相近,去除率是单管培养的近6倍,因此小球藻对沼气中的CO2具有良好的去除效果.图4表2参17     

香格里拉本底站大气CO2浓度及变化特征初步研究

利用基于光腔衰荡光谱(Cavity Ring Down Spectroscopy,CRDS)技术自组装的大气CO2在线观测系统,于2010年9月—2011年8月在云南香格里拉大气本底站对大气CO2进行了初步观测.该站春、夏、秋、冬季CO2平均本底浓度分别为394.78×10-6(物质的量之比,下同)、386.82×10-6、386.46×10-6和390.74×10-6.全年浓度在4—5月最高,7月份最低,全年月均值振幅约12.22×10-6.四季浓度日平均高值出现在上午7∶00左右,最低值出现在14∶00—17∶00.日变化振幅在冬季最小,夏季最大,分别为1.51×10-6和21.82×10-6.四季西南来向的地面风对CO2浓度均有明显的降低作用.通过四季每日整点后向轨迹聚类计算,结合浓度资料分析发现,该站春、夏、秋季来自于西南方向的气团降低了观测的CO2浓度,而在冬季未起到明显的降低作用,主要因该站局地植被生态系统排放减少所致.     

珠江三角洲四种森林类型土壤CO2通量特征研究

采用开路式土壤CO2通量测量系统Li-8100&Li-8150对珠江三角洲地区尾叶桉(Eucalyptus urophylla)人工林、乡土树种恢复林、针阔叶混交林和常绿阔叶林4种林型的土壤CO2通量进行了观测。结果表明:4种森林类型年均土壤CO2通量为尾叶桉人工林(3.35μmol.m-2.s-1)>针阔叶混交林(2.66μmol.m-2.s-1)>乡土树种恢复林(2.09μmol.m-2.s-1)>常绿阔叶林(1.86μmol.m-2.s-1);旱季土壤CO2通量明显小于雨季。前3种森林类型凋落物呼吸处理表明,旱季对照组土壤CO2通量均小于相应的去除凋落物组、雨季则相反,全年的对比结果显示,3种森林类型的凋落物呼吸贡献分别达到1.3%、7.1%和10.8%。土壤CO2通量与10 cm土壤温度呈显著指数相关,且土壤CO2通量温度敏感指数表现为针阔叶混交林Q10最大(3.49),尾叶桉人工林Q10最小(1.95)。     

流沙湾海水中石油烃的时空分布特征研究

于2008年2月（冬季）、5月（春季）、8月（夏季）和11月（秋季）对流沙湾进行了4次采样考察,研究分析了流沙湾表层海水中石油烃质量浓度的平面分布和季节变化特征。结果表明,在2008年度,流沙湾表层海水石油烃的质量浓度为0~1.930 mg.L-1,平均值为0.080 mg.L-1,季节差异比较明显,呈春、冬、夏、秋季依次减小的变化趋势,冬、春季节海水呈现不同程度石油污染,夏、秋季节属Ⅰ、Ⅱ级水质,整个流沙湾海域表层海水石油烃的平面分布相对比较均匀。在内外湾分布上,冬、春、秋季节外湾大于内湾,而夏季节内湾大于外湾。流沙湾的水产养殖活动是其海水石油烃时空分布的主要影响因素。     

桑沟湾海域叶绿素a的时空分布特征及其影响因素研究

2009年4月-2010年2月对山东荣成典型养殖海湾—桑沟湾海域水体中的叶绿素a（Chl-a）进行了6个航次的监测,分析该海区表底层海水中Chl-a的质量现状,探讨Chl-a在桑沟湾海区的时空分布特征,以及与水温和营养盐等主要环境因子的相关性。结果表明,桑沟湾海域表层海水Chl-a质量浓度范围为0.36～9.77μg L-1,平均值为2.17μg L-1;底层海水Chl-a质量浓度范围为0.40～7.46μg L-1,平均值为2.14μg L-1。Chl-a质量浓度的季节性变化呈现一定的模式,夏季〉秋季〉春季〉冬季。Chl-a的质量浓度在春季和冬季呈现由湾内向湾外递减的分布特征,而夏季和秋季则没有明显的分布规律。垂直分布上,夏季表层Chl-a质量浓度高于底层,冬季则是底层高于表层,春秋2季表底层垂直分布比较均匀。相关分析显示桑沟湾Chl-a与水温呈较显著正相关,但与营养盐溶解无机氮（DIN）不具显著意义的相关关系。总体看来,桑沟湾海域Chl-a的时空分布受养殖环境状况、水文环境及陆地径流和外源输入的共同影响,贝藻养殖活动及营养盐的陆源输入是影响Chl-a分布格局的重要因素。     

赤潮多发区深圳湾叶绿素a的时空分布及其影响因素

于2008年2月至2008年11月分四个季度调查了赤潮多发区深圳湾叶绿素a的时空分布,并分析了叶绿素a与主要环境因子之间的关系.结果表明,深圳湾叶绿素a质量浓度范围为3.07～309.94 mg·m~(-3),年平均值为42.29 mg·m~(-3).四季叶绿素a平均质量浓度由高到低排列分别为:春季(108.33 mg·m~(-3))>夏季(35.2 mg·m~(-3))>秋季(16.68 mg·m~(-3))>冬季(8.96 mg·m~(-3)).叶绿素a的质量浓度在冬季和春季呈现由湾内向湾外递减的分布特征,而夏季和秋季呈现由西岸向东岸递减的分布特征,整体则呈现由湾内向湾外递减的分布特征.相关分析显示深圳湾叶绿素a与水温、COD、TOC、PO_4~(3-)-P和浮游植物密度因子显著正相关,与DIN因子极显著正相关,说明叶绿素a与水温、DIN、PO_4~(3-)-P、COD、TOC和浮游植物密度之间有着比其它因子更为密切的关系.以叶绿素a作为富营养化评价标准,发现深圳湾海域富营养化严重,存在随时爆发赤潮的潜在风险.     

深圳湾海域营养盐的时空分布及潜在性富营养化程度评价

根据深圳湾海域2008年2、5、8、11月4个航次的海水中营养盐监测数据,分析了深圳湾海域海水中营养盐的时空分布特征,应用Si：N：P比及潜在性富营养化评价模式对整个海域水质富营养化程度进行了评价。结果表明：深圳湾海域氮磷营养盐污染严重,劣于四类海水水质标准;且受珠江口水系夏季带来的高氮低磷低硅的海水的影响,整个深圳湾海水中氮磷硅营养盐的时空分布不尽相同：夏季DIN的分布由湾口向湾内逐渐降低;冬、春、秋3季DIN的分布和4个季节PO43--P、SiO32--Si的分布都是由湾内向湾口逐渐降低;受陆源输入的影响,秋季DIN和PO43--P表现出由西岸向东岸逐渐降低的趋势;受海底沉积物交换的影响,夏季SiO32--Si表现出由西岸向东岸逐渐升高的分布趋势。冬季整个海域都处于氮限制状态,基本无赤潮发生风险;春季整个海域基本处于富营养状态,是赤潮的高发期;夏季整个海域从湾内到湾口由氮限制逐渐过渡到磷限制状态,处于赤潮发生的危险期;秋季整个海域处于轻微的磷限制状态,也是深圳湾赤潮的高发期,但危险性较春季有所降低。     

内蒙古乌梁素海水质时空分布特征

将地质统计学理论与地理信息系统相结合对乌梁素海富营养化指标、有机污染指标和盐化污染指标进行了kriging空间插值,结果表明：从时间角度分析,冬季总氮浓度、总磷浓度、化学需氧量质量浓度明显高于其他季节;叶绿素a质量浓度浓度冬季最低;时空电导率平均值在4.0 ms.cm-1左右波动。从空间角度分析,总氮浓度、总磷浓度、叶绿素a质量浓度呈现出由北向南递减的趋势;夏秋季化学需氧量空间分布与春冬季节相反;冬季电导率空间分布与其他季节明显不同。从浓度大小分析,乌梁素海复合污染已十分严重。     

内蒙古乌梁素海水质时空分布特征

将地质统计学理论与地理信息系统相结合对乌梁素海富营养化指标、有机污染指标和盐化污染指标进行了kriging空间插值,结果表明:从时间角度分析,冬季总氮浓度、总磷浓度、化学需氧量质量浓度明显高于其他季节;叶绿素a质量浓度浓度冬季最低;时空电导率平均值在4.0 ms.cm-1左右波动。从空间角度分析,总氮浓度、总磷浓度、叶绿素a质量浓度呈现出由北向南递减的趋势;夏秋季化学需氧量空间分布与春冬季节相反;冬季电导率空间分布与其他季节明显不同。从浓度大小分析,乌梁素海复合污染已十分严重。     

基于综合气象干旱指数（CI）的干旱时空动态格局分析——以甘肃省黄土高原区为例

借助ArcGIS9．3和SPSS数据软件平台,根据甘肃省黄土高原区33个气象站1962-2010实测气象资料,利用综合气象干旱指数（CI）对甘肃省黄土高原区近50年的干旱特征进行了时空分析。首先计算了各站历年逐日的CI指数,统计近50年各站点出现的干旱过程、各时段的干旱事件,在此基础上分析了甘肃省黄土高原区历年各地区干旱发生的覆盖范围、频率和不同等级干旱发生的多年平均天数,揭示了甘肃省黄土高原区干旱发生的时空差异和动态格局。分析结果表明,（1）甘肃省黄土高原区有大范围干旱发生的年份,夏季和秋季较多分别有13、8a,冬季最少,只有3a。（2）从空间尺度来看,甘肃省黄土高原区中兰州一榆中一靖远一带和庆阳北部属于高值区,而岷县、渭源一带属于低值区;106°E以西“临洮．通渭．天水”一带和庆阳东南部是干旱变幅最大的地方。（3）从季节尺度来看,夏季干旱频率和持续日数最多,春季、秋季次之,冬季最少。     

Decomposition analysis of energy-related carbon dioxide emissions in the iron and steel industry in China

This work aims to identify the main factors influencing the energy-related carbon dioxide (CO₂) emissions from the iron and steel industry in China during the period of 1995–2007. The logarithmic mean divisia index (LMDI) technique was applied with period-wise analysis and time-series analysis. Changes in energyrelated CO₂ emissions were decomposed into four factors: emission factor effect, energy structure effect, energy consumption effect, and the steel production effect. The results show that steel production is the major factor responsible for the rise in CO₂ emissions during the sampling period; on the other hand the energy consumption is the largest contributor to the decrease in CO₂ emissions. To a lesser extent, the emission factor and energy structure effects have both negative and positive contributions to CO₂ emissions, respectively. Policy implications are provided regarding the reduction of CO₂ emissions from the iron and steel industry in China, such as controlling the overgrowth of steel production, improving energy-saving technologies, and introducing low-carbon energy sources into the iron and steel industry.     

滇池水体磷的时空变化与藻类生长的关系

水体磷的时空变化与藻类生长的关系对研究水体富营养化具有十分重要的作用。采用GPS定位,对滇池海埂、斗南、罗家村、新街、昆阳等5个代表性位点监测断面水体总磷、可溶性磷及叶绿素a含量进行了为期1年（2003年5月至2004年5月）的动态研究,并在滇池海埂位点进行了日变化试验,全面分析了滇池不同区域、不同层次、不同时期水体总磷和可溶性磷的年变化、日变化及水体氮/磷比对藻类生长的影响。结果表明,滇池水体磷与藻类生长呈现显著的年变化和日变化特征,显示了滇池全湖水体总磷与叶绿素a周年变化呈显著正相关,水体可溶性磷与叶绿素a呈正相关趋势;海埂位点水体总磷与叶绿素a日变化呈显著正相关,水体可溶性磷与叶绿素a日变化呈显著的负相关,水体氮磷比与叶绿素a呈显著正相关。表明水体磷负荷对藻类生长影响呈现显著的水体区域性和水层差异性和季节性,藻类生长主要吸收水体中的可溶性磷,暗示了滇池水体磷是藻类生长的主要限制因子之一。