山西省近50年日照时数变化趋势分析

根据山西省近50 a(1959-2008年)108个地面气象观测站的年日照时数系列数据,采用参数线性回归检验(LR)和非参数Mann-Kendall检验(MK)两种方法,从观测站、全省和综合治理规划地区3个角度,对山西省日照时数的时空变化基本特点进行了研究.统计分析显示,近50 a山西省各个观测站的年平均日照时数在2 070.80～2 973.67 h之间.MK结果表明,(1)108个观测站,100个站的日照时数分别呈显著减少(79个站)和非显著减少(21个站)趋势;8个站的日照时数分别呈显著增加(2个站)和非显著增加(6个站)趋势.(2)山西省的年平均日照时数在总体上呈显著减少趋势(-67.27h/10a),近50a减少了336.35 h.(3)在17个综合治理规划地区中,16个地区的日照时数呈显著减少趋势,尤以省境中心各综合治理规划地区为突出.对比分析表明,LR所得结果与MK的一致性很高.     

夏季NO_2与O_3相互作用的时间尺度特征——以香港地区为例

应用去趋势互相关分析法对比分析了香港地区2011年7月2日—19日(其中,7月2日—10日为连续晴天,7月11日—19日为连续阴雨天)9个监测站点近地面NO2与O3互相关性及时间尺度特征.研究表明,香港地区近地面NO2与O3浓度波动的相关性在一定时间尺度内具有长期持续性特征,且这两种污染物浓度波动的相关性随时间衰减过程并不遵循经典的马尔可夫随机过程(即相关性随时间呈现指数衰减),而是以幂律形式随时间缓慢衰减.统计分析表明,香港地区9个监测站点NO2与O3相互作用的DCCA标度指数在空间上服从正态分布.此外,为了研究不同太阳辐射对NO2与O3相互作用的时间尺度的影响,对夏季阴雨天和晴天NO2与O3相关性进行了对比分析.结果表明,在不同天气条件下,太阳辐射对NO2与O3相互作用的时间尺度存在显著差异.同时,进一步结合光化学反应机制以及人类日常生活规律探讨了导致此种差异的原因,认为其差异性可能与总日照时数、每日太阳总辐射等因素有关.本研究有助于进一步加强对大气O3污染演化复杂规律的认识.     

基于MODIS数据的长三角地区气溶胶直接辐射效应研究

以长三角地区为研究区,基于MODIS卫星遥感数据和6S大气辐射传输模型,模拟计算长三角地区地表和大气层顶的气溶胶直接辐射效应(aerosol direct radiation effect,ADRE),并利用南京信息工程大学北辰楼站点CE-318实测数据进行精度验证,在此基础上分析长三角地区气溶胶直接辐射效应的时空分布特征。结果表明,利用MODIS数据反演的地表ADRE、大气层顶ADRE与实测值的拟合精度R2分别为0.92和0.95。在空间上,地表与大气层顶直接辐射效应值的分布区域与变化趋势在整体上趋于一致,其绝对值均呈现北高南低的态势,地表ADRE为-31.60~-20.54 W·m-2、大气层顶ADRE为-3.48~-2.61 W·m-2之间的ADRE绝对值高值区主要集中在北部,尤其在江苏南部的苏州、无锡和常州地区,气溶胶辐射效应显著增大;在时间上,ADRE绝对值的年变化呈波动下降趋势,地表和大气层顶ADRE均值分别在-21.78~-5.94和-2.45~-0.73 W·m-2之间。其中江苏、上海地区气溶胶辐射效应的季节性变化明显,浙江地区辐射效应的季节性差异较小,地表ADRE变化范围大多分布在-10~0 W·m-2区间,大气层顶ADRE变化范围大多分布在-1~0 W·m-2区间。     

山西省近50年日照时数时空变化特征研究

根据山西省62个地面气象站50a（1959—2008）的月日照时数系列数据,对全省13照时数的时空变化特征进行了较系统分析。结果表明,（1）近50a山西省年平均日照时数呈显著减少趋势（-65．40h-（10a^-1）,且最近26a减少更为明显。（2）春夏秋冬4季日照时数均呈减少趋势,其中夏秋冬3季日照时数显著减少,尤以夏季和冬季减少最为突出（分别为-28．06h·（10a）^-1和-23．45h·（10a）^-1）;（3）除4月日照时数略有增加之外,其余11个月的日照时数均呈减少趋势,其中7个月（即1月、6月、7月、8月、9月、10月和12月）日照时数呈显著减少趋势,且以6月减少最为突出（-14．40h·（10a）^-1）。（4）在全省17个综合治理规划地区中,16个地区的日照时数呈显著减少趋势,主要以忻定盆地、太原盆地、临汾盆地和运城盆地（即第6、第7和第8地区）减少最为明显。     

内蒙古兴安盟参考作物蒸散量时空变化及敏感性分析

为探讨气候变暖背景下内蒙古兴安盟参考作物蒸散量的变化特征及其对主要气象要素的敏感性,基于兴安盟8个气象观测站1973—2017年逐日气象观测数据,通过联合国粮食及农业组织推荐的Penman-Monteith公式,计算兴安盟地区1973—2017年生长季(4—9月)逐日参考作物蒸散量(ET_0),采用气候倾向率、累积距平、响应曲线和敏感系数等方法分析了该时段内ET_0及主要气象要素的变化特征,并探讨了ET_0对气温、平均风速、日照时数、平均水汽压的敏感性。结果表明:(1)兴安盟生长季平均气温、最高气温、最低气温呈显著上升趋势(P0. 01),平均风速呈下降趋势,日照时数和平均水汽压呈上升趋势,后3者变化趋势均未通过显著性检验。(2)近45 a来兴安盟生长季ET_0平均值为765. 9 mm,高值区主要分布在突泉县大部以及科右中旗中部,低值区主要分布在阿尔山市西北部。兴安盟生长季平均日参考蒸散量呈增加趋势,但增加趋势不显著,兴安盟1973—2017年生长季日平均ET_0的变化大致可划分为5个特征明显的阶段。(3)近45 a来,阿尔山、索伦、巴彦呼舒生长季平均日ET_0呈显著增加趋势(P0. 05),突泉变化趋势不明显,音德尔、乌兰浩特呈弱下降趋势。(4)兴安盟生长季ET_0对气温、平均风速、日照时数为正敏感,且对气温最敏感,其次是平均水汽压,对平均风速敏感性最低,仅对平均水汽压负敏感。(5)ET_0对气温、日照时数和平均水汽压的敏感区主要分布在兴安盟东部和南部地区,北部大部以及东南角为ET_0对平均风速敏感区。     

天山植被NPP时空特征及其对气候要素的响应

为探讨近十几年来新疆天山地区植被净初级生产力时空格局及其对气候要素的响应机制,基于资源平衡的观点和光能利用率的概念,利用改进的光能利用率模型估算2001—2013年天山植被NPP,利用RS和GIS技术逐像元分析天山植被NPP时空分布特征及其与气候要素的相关关系,进而了解天山地区植被NPP对气候变化的响应机制,为天山地区生态环境保护和管理提供科学依据。具体方法包括:(1)将2001—2003年新疆地区MODIS-NDVI月产品数据、天山26个气象台站插值数据和2005年土地利用-覆盖数据进行预处理后作为参数输入到CASA模型中,估算出13 a天山地区植被NPP;(2)通过与其他研究NPP模拟结果进行对比,验证该文所采用的模型的模拟精度。研究结果表明,天山地区植被NPP总体呈西高东低,由北向南递减的空间分布特征;13 a平均植被NPP(以C计,下同)和NPP总量分别为156.63 g·m-2·a~(-1)、93.2 Tg·a~(-1)(1Tg=1012 g);2001—2013年天山植被NPP总体呈缓慢增长趋势,NPP快速增长区零星分布在天山北坡的林地和耕地区,增长速率为25~55 g·m~(-2)·a~(-1),草地NPP总量波动较为明显,林地和耕地NPP总量呈缓慢上升趋势,而荒漠NPP总量波动趋于平缓;植被NPP与年降雨量、年均温的平均相关系数分别为0.383和-0.189,天山地区植被NPP与年降雨量的相关性更强,降雨量是影响天山植被NPP的重要因子;不同类型植被NPP对气候要素的响应情况存在明显差异:天山林地、草地和荒漠植被NPP主要受降雨量影响,而耕地植被NPP同时受到降雨量和气温的限制。     

基于FLUXNET的CLM模型生态系统呼吸模拟验证

准确估算陆地生态系统呼吸(Ecosystem respiration,RE)对全球陆地生态系统碳收支研究具有重要意义.模型模拟是估算陆地RE变化的一种常用手段.然而目前陆地生态系统过程模型的RE模拟尚未得到充分验证.基于耦合模式比较计划第五阶段(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5,CMIP5)的通用陆面模型(Community land model,CLM)RE模拟结果和全球通量网(FLUXNET)66个站点的涡度相关通量观测数据(277条站点年数据)评估CLM模型对RE的模拟效果.结果表明:~(1)在空间尺度上,CLM低估了高纬度站点RE,高估了低纬度站点RE,但高纬度低估量更大导致空间格局整体低估(相对误差为-3.56%).(2)在时间尺度上,CLM模型基本捕捉了RE的年际和季节变化,相关系数分别为0.60(P0.001)和0.63(P0.001);CLM低估年尺度和月尺度的RE(以C计_),绝对误差分别是-182.21 g m-~(2 )a-~1、-120.16 g m-~(2 )mon-~1,相对误差分别是-17.84%、-10.60%.(3)CLM模型对不同植被功能型的RE模拟效果不同,由优及差依次为混交林、常绿针叶林、草地、农田、落叶阔叶林、常绿阔叶林.本研究在时空尺度上量化了CLM模型的生态系统呼吸模拟误差,并分析了土壤呼吸Q10和MRbase参数以及土壤碳库模拟等因素的影响,可为CLM模型的生态系统呼吸模块参数优化提供依据,进而提升其模拟精度.(图4表3参80附图2附表2)     

河西地区近50年参考作物蒸散量的演变趋势及其影响因素

根据河西地区17站点近50年的逐日气象资料,利用Penman-Monteith方程计算了逐日ET0,以Mann-Kendall法对各站不同季节、年ET0平均总量进行趋势检验。结果表明：武威、古浪、天祝3站年ET0呈增加趋势,其余14站均呈下降趋势,其中有9站通过显著性水平检验。春、夏、秋、冬四季酒泉地区和张掖地区各站ET0值均呈下降趋势,武威地区各站变化趋势不一致,且前者ET0值下降趋势总体较后者明显。典型站点ET0与气候要素多元线形回归分析表明：风速是不同季节、不同站点影响ET0变化的首要因子。其次,最高温度、相对湿度、日照时数也是影响年ET0及各站点不同季节ET0变化的主要因子。     

安徽省近40年参考作物蒸散量的敏感性分析

利用安徽省79个站点1971—2010年逐日气象资料,采用FAO Penman-Monteith公式计算了近40年安徽省参考作物蒸散量(ET0)以及ET0对日照时数、相对湿度、风速、温度等气象因子的敏感系数,并对ET0的时空分布和4个气象因子敏感系数的时空变化特征进行了分析。结果表明:近40年来安徽省年平均参考作物蒸散量为862 mm,自1971年以来,年平均参考作物蒸散量总体上呈现波动下降趋势;空间分布上,基本呈自北向南、自低向高递减趋势;ET0与平均温度、日照时数、相对湿度和风速的敏感性方面,ET0对相对湿度的变化最为敏感,其次是日照时数、风速,对平均温度的敏感性最低。从近40年各气象因子敏感系数的多年变化特征来看,平均温度、日照时数和风速的敏感系数以平稳波动为主,年际间变化不是很明显,而相对湿度敏感系数则呈现明显的上升趋势(通过0.01的显著性检验),其绝对值有明显的减小趋势,表明相对湿度对参考作物蒸散的敏感性在减弱。在年内变化特征方面,总体来说,相对湿度敏感系数年内变化表现为明显的双峰型变化特征,而平均温度、日照时数和风速年内变化特征为单峰型。在这4个气象要素对ET0的贡献率方面,贡献率最大的是相对湿度,四个影响ET0的气象要素对ET0变化的总贡献为-1.33%。综合敏感性和贡献率两方面因素分析,日照时数和风速的变化趋势在很大程度上解释了ET0呈下降趋势的原因。     

近12年陕甘宁黄土高原区植被物候时空变化特征

以SPOT VEGETATION旬数据集为数据源,研究1999—2010年陕甘宁黄土高原区植被物候时空特征。采用时间序列谐波分析法对原数据进行预处理,通过傅里叶插值法将NDVI旬数据插值成日数据,再通过阈值法和最大比率法确定植被物候期。结果表明,陕甘宁黄土高原地区植被物候多年平均值呈纬度变化规律,纬度低的地区生长季始期(SOG)和生长季末期(EOG)提前,生长季长度(LOG)缩短。海拔高度每上升100 m,SOG提前约3d(P0.01),EOG提前约2 d(P0.01),LOG延长约1 d(P0.05)。1999—2010年植被SOG、EOG和LOG的物候年际变化率分别为-0.02、0.003和0.02 d·a-1。陕甘宁大部分地区SOG呈提前趋势,EOG呈推迟趋势,LOG呈延长趋势。植物物候与降水和河流网相关,干旱低温高纬度地区植被生长停滞提前,生长周期缩短。     

淮河流域南部作物生长季农业气候资源特征分析

为了提高农业气候资源利用率、降低农业生产风险、确保粮食安全,利用淮河流域南部33个站点1971—2015年逐日气象资料,采用Mann-Kendall突变检测和气候倾向率方法,分析淮河流域南部主要粮食作物生长季的农业气候资源时空分布特征。结果表明,(1)作物生长季45 a热量资源均呈北少南多,山区多于平原的空间分布,淮北北部、东部以及西部的部分地区热量资源增加相对缓慢,淮北西北部和东北部局部以及沿淮中部为显著增加区。冬小麦Triticum aestivum生长季上世纪90年代末增暖趋势更加显著,夏玉米Zea mays和一季稻Oryza sativa生长季的增暖趋势则在本世纪00年代中期达到极显著趋势。(2)初霜日呈北早南迟、平原早山区迟的分布特点,随年代有推迟趋势;终霜日的时空分布与初霜日相反,使得无霜期呈增加趋势,初终霜日在本世纪00年代中期的推迟、提前趋势更加显著。(3)作物生长季45 a降水量均呈明显的纬向分布(北少南多),气候倾向率呈微弱的增减趋势,随年代变化趋势不明显,但波动较大。冬小麦生长季降水变率除山区明显偏小外,其他差异不明显,2000年以前呈增加趋势,其后大多年份基本稳定在15%左右;夏玉米和一季稻生长季降水变率呈西部大中东部小、平原大山区小的分布特点,2005年以前呈增加趋势,其后呈下降趋势。(4)作物生长季45 a辐射资源呈北多南少、西部和山区少的分布特点,大部分站点的气候倾向率呈下降趋势,其中西部地区下降速率高于其他地区;冬小麦生长季辐射资源下降趋势不明显,年代际间变化不大;夏玉米和一季稻生长季下降趋势明显,本世纪00年代以后更加显著。     

运用QSPR预测有机磷农药的色谱保留值

通过计算43种有机磷农药的各种结构参数,运用多元线性回归分析方法比较了适用于有机磷农药色谱保留值的定量关系表达式,建立了有机磷农药结构参数对色谱保留值的QSPR模型.模型分析表明:磷酸酯与硫逐磷酸酯两类有机磷农药的模型非交叉验证相关系数R2分别为0.991和0.998,标准误差SE分别为0.0539和0.2874,交叉验证相关系数Q2分别为0.976和0.990,标准偏差Scv分别为0.086和0.610.在已知磷酸酯与硫逐磷酸酯两类有机磷农药结构参数的情况下,此模型可有助于有机磷农药的色谱分析.     

万峰湖水库回水区二氧化碳分压及扩散通量特征时空变化

为了解喀斯特高原水库回水区丰枯水期水体二氧化碳分压变化规律及二氧化碳扩散通量特征,本文以云贵高原喀斯特水库——万峰湖为例,于2016年9月和2017年2月对该水库回水区水体表层进行走航监测和采样,利用水质参数仪现场测定水体参数,其余水体参数于实验室做进一步测定分析,pCO_2通过水化学平衡原理和亨利定律计算得到.结果表明,丰水期回水区表层pCO_2变化范围为124.84—374.06 Pa,均值为219.580 Pa;枯水期回水区表层pCO_2变化范围为210.19—371.53 Pa,均值为290.607 Pa,丰水期pCO_2值小于枯水期.相关性分析得出,枯水期pCO_2与T(温度)呈负相关,且pCO_2与Cond(电导率)和TDS(总溶解固体物含量)呈正相关.而丰枯水期pH与pCO_2都呈显著负相关.丰水期和枯水期pCO_2均为过饱和状态,表现为大气CO_2的源(大气pCO_2值为40.63 Pa).通过计算得出该研究区CO_2扩散通量(F)丰枯水期分别为49.27—193.82 mmol·m~(-2)·d~(-1)、54.02—102.83 mmol·m~(-2)·d~(-1),平均通量为104.998 mmol·m~(-2)·d~(-1)和76.822 mmol·m~(-2)·d~(-1).与世界其他水库相比,库区水体丰枯水期CO_2扩散通量低于热带地区,普遍高于亚热带、温带地区.     

贵州高原NDVI变化及其对气候变化的响应

中国南方喀斯特地区气候变化加剧,植被对气候变化响应反映十分敏感,动态监测植被变化对区域生态环境保护有重要意义。基于1999—2017年贵州高原遥感数据和气象数据,从年、季、月等不同时间尺度研究了NDVI动态变化及其对降水量、平均地表气温、最高地表气温、最低地表气温、平均气温、最高气温、最低气温、大型蒸发量、平均风速、平均相对湿度、日照时数等气候因子的响应特征。研究表明:近19 a,贵州NDVI以0.007 3 a~(-1)的速率呈显著上升趋势,其中,2011—2017年的上升幅度大于1999—2010年的上升幅度,NDVI变化与最低地表气温、最低气温呈显著正相关;春季、夏季、秋季、冬季NDVI均呈显著上升趋势,春季年增长率最大(0.009 3 a~(-1)),其次依次为秋季(0.007 0 a~(-1))、夏季(0.006 9 a~(-1))、冬季(0.004 6 a~(-1));春、秋季NDVI与最低地表气温呈显著正相关,最低气温影响较大,夏季、秋季NDVI受气温和降水共同影响,冬季NDVI受日照时数影响较大,四季NDVI受气温影响程度大于降水;1—12月NDVI均呈上升趋势,其中,4、5、8、10月呈极显著上升趋势,2、3、7、9、11、12月呈显著上升趋势;2、3月份和11、12月份NDVI在增长,表明生长季有所延长。NDVI与当月气象因子相关程度大于其与前一个月、前两个月的相关程度;气温的当月效应和滞后效应大于日照时数和水分条件的效应。温度对贵州NDVI的影响程度大于水分的影响,气温升高促进生长季延长是贵州高原的重要气候效应。     

亚热带森林植物挥发性有机物(BVOCs)排放通量与大气甲醛之间的关系

陆地植物是大气中挥发性有机物的主要来源,准确获得中国典型生态系统,特别是亚热带森林植物挥发性有机物的排放通量,对碳循环、空气质量、大气化学和光化学等方面的研究都是一项具有重要意义的工作。2013年5月—2016年1月,采用松弛涡度积累(Relaxed Eddy Accumulation)和梯度技术在江西省亚热带人工林冠层上测量了植物挥发性有机物(BVOCs,包括异戊二烯和单萜烯)的排放通量,同步测量了气象参数、太阳辐射(总辐射、直接辐射、光合有效辐射PAR)等。基于冠层尺度BVOCs排放经验模式和测量数据,计算了2013年1月—2016年12月亚热带人工林BVOCs的排放通量。2013—2016年,通量塔100 km内异戊二烯的年排放量分别为1.2×10~5、2.4×10~5、2.1×10~5、1.6×10~5 kg,单萜烯的年排放量分别为2.1×10~5、2.1×10~5、1.9×10~5、2.0×10~5 kg。4年间,亚热带森林甲醛柱浓度表现出显著的季节变化,夏季高、冬季低,与BVOCs的排放特征基本一致。结合分析卫星测量的甲醛HCHO(molec·cm-2)柱浓度月平均数据,发现亚热带人工林BVOCs排放通量(mg·m~(-2)·h~(-1))与HCHO柱浓度(c_(HCHO))月均值之间存在良好的线性关系:异戊二烯排放通量F_1=1.29×10~(-16)c_(HCHO)-0.77、单萜烯排放通量F_2=1.02×10~(-16)c_(HCHO)-0.21、BVOCs排放通量F=2.31×10~(-16)c_(HCHO)-0.98。因此,基于卫星测量的HCHO数据,可以估算BVOCs排放通量,异戊二烯、单萜烯和BVOCs的计算偏差低于30%。该研究可为获取大范围BVOCs排放通量提供一种新方法,也为卫星数据的广泛应用提供了借鉴。     

辽西北地区防风固沙服务空间流动与辐射效应

生态系统服务空间流动及其辐射区的研究,有助于明确生态系统服务供给区与辐射区之间的空间联系。基于修正风蚀方程模型(RWEQ)评估辽西北地区防风固沙空间分布格局,利用混合单颗粒拉格朗日整合轨迹(HYSPLIT)模型模拟辽西北地区防风固沙服务空间流动路径,识别与计算防风固沙服务的辐射区和辐射效应。结果表明,2020年辽西北地区防风固沙总量为1 220万t,防风固沙能力整体表现为西南部偏高、中部和东北部相对较低,防风固沙服务空间流动路径为195条,大部分向东北和东南方向扩散,两个方向分别为83和70条,占总数的78.46%,辐射范围主要涉及东北、华北及黄渤海海域。中国境内陆地部分辐射区面积为184.82万km²,防风固沙服务减少下风向沙尘量为597.78万t,受益地区包括内蒙古、黑龙江、吉林、山东、北京、河北和辽宁等11个省(区、市)。该研究对辽西北防护林工程防风固沙服务辐射效应实现了量化评估,可为筑牢该地区生态屏障提供决策依据。     

福州市太阳总辐射变化特征及与PM、O_3关系分析

太阳辐射是天气气候形成和演变的基本动力,也直接影响着近地层的空气质量,研究太阳辐射变化对空气质量的影响规律具有重要意义。基于2007-2018年福州市太阳总辐射、PM-(10)及2014-2018年PM_(2.5)、O_3观测资料,采用趋势分析、相关分析、对比分析等方法,研究福州市太阳总辐射的时间分布规律、变化特征及与PM、O_3的相关关系。结果表明,(1)近12a福州市太阳年总辐射呈上升趋势,平均上升率为6.7%/10a,ρ(PM_(10))和ρ(PM_(2.5))年平均值呈现明显下降趋势,太阳年总辐射与ρ(PM)呈负相关关系。(2)福州市太阳总辐射7月最强、12月最弱,平均而言夏季(7-9月)太阳总辐射量最丰富,春季次之,冬季最少。(3)太阳日总辐射与ρ(O_3)日均值、ρ(O_3)–max–8h、IAQI(ρ(O_3))呈现明显的正相关关系,相关系数分别为0.452、0.594、0.572,通过0.01显著性检验。(4)随着大气中ρ(PM)逐年降低,太阳总辐射量增加,又引起了O_3污染日趋严重的问题,2017-2018年福州市O_3污染明显加重,这与太阳辐射增强、气温异常偏高,日照时数明显偏多关系密切。(5)利用AQI(空气质量指数)评价空气质量后,太阳总辐射对空气质量从单一的影响ρ(PM)高低到主要影响ρ(PM)和ρ(O_3)高低转变。研究结果揭示了《环境空气质量标准》(GB3095-2012)执行后,太阳总辐射与空气质量的相关关系取决于当天的首要污染物,进而决定并影响空气质量的好坏。     

基于地统计学的降雨侵蚀力插值方法研究——以江苏省为例

利用江苏省2001-2006年260个站点的自动记录降雨资料,运用卜氏算法计算各站点多年平均降雨侵蚀力,并结合地统计学进行分析与误差对比,结果显示在二阶、球型半变异函数模型参数条件下,普通Kriging插值方法的模拟精度较高,在江苏省具有较好的适用性;基于水土保持工作中雨量站点的选址原则共选取了21个代表站,通过优选出的普通Kriging插值方法对代表站的代表性进行了验证,结果显示选址方法可行.     

亚热带竹林挥发性有机物排放的模拟

2012年7月至2013年1月,采用松弛涡度积累(Relaxed Eddy Accumulation)技术在我国浙江省亚热带竹林测量了挥发性有机物(BVOC)冠层尺度的排放通量,同步测量了气象参数、太阳辐射(总辐射、直接辐射、光合有效辐射PAR)。利用PAR能量平衡原理,建立了冠层尺度异戊二烯和单萜烯排放的经验模式,经验模式对于日变化、季节变化有较好的模拟。采用不同方法对经验模式进行检验,一般而言,BVOC的模拟值高于测量值。经验模式与MEGANv2.1全球生物排放模式对BVOC排放有比较一致的模拟结果,标准状况下(温度t=30℃、PAR=1 500μmol·m~(-2)·s~(-1)排放因子较接近(异戊二烯分别为4.00和3.60 mg·m~(-2)·h~(-1),单萜烯分别为0.12和0.16 mg·m~(-2)·h~(-1))。经验模式的计算结果表明:竹林BVOC排放主要集中于夏季(7-9月)且以异戊二烯为主(占BVOC排放的87.3%~95.8%)。利用经验模式计算了BVOC排放对各个因子(PAR、水汽、S/Q-散射因子,散射辐射/总辐射)变化的敏感性:当各个因子增加率大于40%时,异戊二烯对PAR的变化最敏感,其次是水汽因子,再次是S/Q;单萜烯对S/Q的变化最敏感,其次是水汽因子,再次是PAR;单萜烯比异戊二烯对S/Q的变化更敏感;异戊二烯和单萜烯对各因子变化的响应是非线性的。冠层尺度上BVOC的排放量与卫星测量的HCHO柱浓度(molec·cm~(-1))之间有良好的线性关系:异戊二烯排放量(mg·m~(-2)·h~(-1))=3.93×10~(-16)HCHO-2.81,单萜烯排放量(mg·m~(-2)·h~(-1))=1.24×10~(-17)HCHO-0.05。对比我国不同生态系统实测的排放通量、排放因子,异戊二烯排放以亚热带竹林最高,其次为温带森林,草地最低;单萜烯排放以温带森林最高,亚热带竹林次之,草地最低。     

有机磷类化合物大鼠急性毒性QSAR模型构建与毒性机制研究

有机磷化合物(OPs)广泛分布在各种环境介质中,并对各类生物的健康有潜在的危害。本研究采用基于逐步算法(SW)和遗传算法(GA)的多元线性回归(MLR)方法,收集并筛选出53种OPs的数据集并建立其关于大鼠急性口服毒性(LD50)的定量结构活性关系(QSAR)模型。构建的SW-MLR模型的参数决定系数(R²)、留一法交叉验证系数(Q_(LOO)2)、留一法交叉验证系数(Q_(LOO)²)、外部检验系数(Q_(F1)2)、外部检验系数(Q_(F1)²和Q_(F2)2和Q_(F2)²)分别为0.897、0.817、0.515和0.505,GA-MLR模型的参数分别为0.827、0.752、0.831和0.828。2个模型的统计参数表征了良好的预测能力。使用外部测试集对模型进行评估时,发现GA-MLR模型比SW-MLR模型具有更好的预测和泛化能力。此外,基于建立的模型预测了其他9种OPs的急性毒性,并辅以分子对接技术探究了其潜在的神经毒性。分子对接结果显示,其中8种OPs可以与人类丁酰胆碱酯酶结合。模型机理解释和分子对接结果显示,OPs取代基的高烷基化程度和支链长度的增加能够降低毒性。因此,建立的模型可以从OPs的分子结构上探索与毒性相关的信息,并为监管和筛选新的OPs提供基础数据。