中国大气中重金属钒的排放特征

化石燃料原油和原煤的燃烧、含钒矿石的开采和冶炼是大气中重金属钒的主要来源。文章利用重金属钒的排放系数分析了中国1978-2010年人为过程释放到大气中重金属钒的总量和行业重金属钒的排放,预测了2020年和2030年中国大气中重金属钒的排放量。结果表明,自1978年以来,中国钒的排放量增加了4倍,中国2010年人类活动向大气排放的重金属钒总量达3.18万吨,约占世界总量的12%。原油燃烧释放到大气中的钒约占总量的85%,煤炭燃烧的排放量占10.5%,其中工业耗油向大气中释放重金属钒的比例从1980的71%下降到2008年的42%,总量从3 721 t增加至9 361 t;交通运输行业从10%上升到36%,总量从547 t增加至7 967 t;其它行业(农林牧渔水利业、批发零售业和住宿餐饮业、生活消费)基本维持在20%左右,总量从986 t增加至5 052 t。因此,应加强大气中钒的监测和管理,预防大气钒污染事件的发生。     

成都市近地表大气尘的地球化学特征

通过对成都市近地表大气尘矿物组成、化学成分的分析,查明了成都市近地表大气尘矿物、元素的含量和空间分布特征。近地表大气尘主要矿物成分为石英、长石、伊利石、白云石,方解石,石膏等;近地表大气尘中重金属高值区主要在二环路内、黄田坝、琉璃厂和城东老工业区。部分元素呈明显污染郊区化趋势。与国内外其它城市街道灰尘及大气颗粒物重金属含量比较,总体上重金属含量相当,个别元素接近重工业城市水平。     

成都市近地表大气尘的地球化学特征

通过对成都市近地表大气尘矿物组成、化学成分的分析,查明了成都市近地表大气尘矿物、元素的含量和空间分布特征.近地表大气尘主要矿物成分为石英、长石、伊利石、白云石,方解石,石膏等;近地表大气尘中重金属高值区主要在二环路内、黄田坝、琉璃厂和城东老工业区,部分元素呈明显污染郊区化趋势.与国内外其它城市街道灰尘及大气颗粒物重金属含量比较,总体上重金属含量相当,个别元素接近重工业城市水平.     

成都市近地表大气尘的地球化学特征

通过对成都市近地表大气尘矿物组成、化学成分的分析,查明了成都市近地表大气尘矿物、元素的含量和空间分布特征。近地表大气尘主要矿物成分为石英、长石、伊利石、白云石,方解石。石膏等;近地表大气尘中重金属高值区主要在二环路内、黄田坝、琉璃厂和城东老工业区,部分元素呈明显污染郊区化趋势。与国内外其它城市街道灰尘及大气颗粒物重金属含量比较,总体上重金属含量相当,个别元素接近重工业城市水平。     

四川西部山区土壤和大气有机氯污染物的区域分布

为研究持久性有机污染物（POPs）的长距离传输和边远山区POPs的区域分布与来源,于2005年10月—2008年4月在四川西部山区的卧龙自然保护区内沿巴朗山迎风坡1个海拔梯度（1 242～4 475 m）采集表层土壤和大气被动采样样品.对色谱-高分辨质谱（GC-HRMS）的数据分析表明,在卧龙山区2 800 m以上的高海拔地区,土壤和大气中HCB,HCHs和DDTs具有浓度低、分布均匀的特点,这可归因于大气长距离传输的贡献;在有人居住和活动的地区,也观测到HCHs和DDTs的浓度异常和污染情况.通过对有机氯污染物浓度水平、相对化学组成、浓度空间分布特征和季节变化等情况的综合分析,可以区分大气长距离传输和局地污染源排放2种源贡献.大气被动采样技术能够提供边远山区有机氯污染物大气浓度水平和时空分布的信息. 结合大气和土壤的现场数据,可以综合观测和表征山区环境有机氯污染物的浓度异常现象.      

地表参数选取对大气环境影响预测结果的影响

采用实际案例进行预测,分析不同地表参数选取情况下对大气环境影响预测结果的影响,研究结果表明:各污染物最大落地浓度占标率的变化程度在0.045%~27.04%,地表参数的选取对大气环境影响预测结果有一定影响,环评预测时应当选择合适的地表参数才能真实、客观地反映环境影响程度。     

岭南亚热带森林冠层大气挥发性有机物污染特征及区域人为源的影响

大气中挥发性有机物(VOC)对空气质量、气候变化和人体健康均有重要影响。我国南方亚热带森林地区大气VOC浓度易受区域人为源排放影响。为定量探究其影响,于2019年8—9月在鼎湖山和车八岭自然保护区森林站点,通过无人机机载设备采集并分析了午后和晚上林冠层上方不同垂直高度的大气VOC和臭氧浓度,结合WRF-GC模型模拟和情景分析定量评价了区域人为源排放对林区大气环境的影响。结果表明：林区大气植物源VOC(BVOC)浓度低,人为源VOC(AVOC)浓度相对较高;车八岭AVOC浓度低于鼎湖山,BVOC浓度则高于鼎湖山,受区域人为源排放的影响较鼎湖山小;〔甲基丙烯醛（MACR）+甲基乙烯基酮（MVK）〕/异戊二烯比值高,说明2个站点BVOC大气转化均较快;2个站点不同采样高度上AVOC物种浓度差异均不显著,车八岭BVOC物种浓度差异也不显著,但鼎湖山异戊二烯和α-蒎烯在25和100 m处浓度差别较大,垂直湍流扩散可解释这一差异。此外,WRF-GC模型对鼎湖山林区大气污染物地表浓度的模拟效果较好。在关闭区域人为源情景下,鼎湖山异戊二烯日均模拟浓度增加4倍,臭氧浓度降低3倍,说明我国南部亚热带森林大气受区域人为源排放影响,BVOC向其氧化产物的转化加快,可能促进植物源二次有机气溶胶(SOA)的生成,而臭氧浓度超过植物耐受阈值,长期暴露会引起林区植被损伤。

     

气候变化和人类活动对贵州省石漠化区植被覆盖变化的影响

基于MODIS/NDVI数据和贵州省84个气象站点的地面气温和降水观测资料,估算了2000～2021年贵州省石漠化区内植被覆盖度(fractional vegetation cover, FVC),采用趋势分析、偏相关分析和残差分析等方法,研究气候变化和人类活动对石漠化区植被覆盖变化的影响。结果表明：近22年贵州省石漠化区FVC呈明显增加的趋势,增速为0.76/a,空间分布上除六盘水市西南部、安顺市北部和贵阳市南部等局地显著减少外,其余大部分地区均为显著增加。石漠化区内FVC与降水、气温的偏相关系数以正相关分布为主,其中显著正相关区分别占28.13%、60.65%。FVC的变化主要受气候变化和人类活动的共同驱动,两者对FVC变化的贡献率分别为18.59%、81.41%。人类活动是石漠化区植被变化的主导因素,对于植被恢复的地区,人类活动起主导作用的区域可达97.57%,近年来全省实施的石漠化综合治理工程对植被改善具有明显的促进作用。本研究有助于进一步理解贵州省石漠化区植被变化的驱动因素,为石漠化区的生态环境保护提供科学依据。     

兰州盆地人为源大气污染物网格化排放清单及其空间分布特征

基于所搜集的兰州盆地各类人为污染源排放大气污染物的活动水平数据及其排放因子,采用"自下而上"的方法建立了2009年兰州盆地(石油化工城市)1 km×1 km的7种(类)大气污染物网格化排放清单,并对其来源和空间分布特征进行了分析研究.结果显示:2009年兰州盆地NOx、SO_2、VOCs、CO、PM_(10)、PM_(2.5)和NH3的排放总量分别为1.2×10~5、8.8×10~4、4.3×10~4、4.1×10~5、9.6×10~4、4.2×10~4和1.4×10~4t;工业燃烧排放是兰州盆地NO_x和SO_2的主要贡献源,分别占其总排放量的85.70%和52.55%;工业非燃烧过程排放是VOCs的最大贡献源,占总排放量的81.25%;工业点源和工业非燃烧过程排放是CO的两大贡献源,分别占其总排放量的33.97%和28.32%;PM_(10)和PM_(2.5)主要来源于工业非燃烧过程,贡献分别为51.09%和55.12%;氮肥使用和禽畜养殖是NH_3排放最大的贡献源,分别占其总排放量的39.20%和30.70%.空间分布特征表现为:以工业源为主要排放源的NO_x、SO_2、VOCs、CO、PM_(10)、PM_(2.5)主要分布在工业和人口最为集中的兰州盆地市区一带,NH_3的排放则主要集中在榆中县和皋兰县交界的农村地区.同时,还对2014年工业燃烧源和道路移动源的7种(类)大气污染物排放量进行了估算,并与2009年进行了排放比较研究.结果表明,2014年工业污染源的7种(类)污染物排放量与2009年相比平均增幅不高,最高不超过30%,但移动源污染物排放量却大幅增加,增幅将近1倍.此外,基于排放因子及活动水平的不确定性,本研究对排放清单的结果进行了不确定性分析,并通过蒙特卡罗模拟对各污染物的排放量进行了评估.本排放清单的建立,不仅填补了兰州盆地大气污染物网格化排放清单的空白,还可为兰州盆地大气污染物排放清单更新、区域环境过程、大气复合污染成因及大气污染预警技术等相关研究提供基本方法手段及基础数据.     

沿海典型城市大气污染物分布特征和影响因素分析

基于2016～2020年来中国环境监测总站发布的PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、NO_2浓度监测数据,选取了4个经济较为活跃的典型沿海城市(天津、青岛、上海、宁波),从地理位置、气候、产业结构、交通运输、GDP等方面进行了分析。结果表明,区域地理位置和气候对大气污染物的浓度分布存在影响。北方两城冬季PM_(2.5)、PM_(10)和SO_2浓度均高于南方两城,其中2020最高均值分别为南方的2倍、1.8倍和1.4倍。青岛冬季的PM_(10)浓度均值最高,但在夏季远低于天津,与浓度最低的宁波相近。交通运输、温度、降水量均对大气污染物浓度分布存在不同程度的影响。受疫情影响,上海2020年运力与2019年运力差异显著,由此导致上海2020年冬季NO_2浓度波幅为2019年冬季的1.5倍。降水量对季节性干旱城市的影响大于常年湿润的城市,降水量对北方两市影响呈负相关,对南方两市呈弱相关。以单位GDP为比对基准值,各污染物浓度比对值最小的城市为上海。以上海为基准,北方城市的PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、NO_2浓度比对值的最大值分别为上海的4.16、4.61、3.82、2.91倍。     

人类活动对北江流域径流系列变化的影响初探

以北江流域45年(1956-2000年)内降雨量及主要控制性水文站石角站水文资料为基础,研究了流域内降雨径流的变化特征,发现降雨系列基本没有变化,而径流系列呈缓慢上升趋势。对径流系数系列进行分析显示,1973年前后径流系数发生了较大的改变,将1956-1972年做为基准期,利用降雨-径流关系,定量分析了人类活动对径流演变的作用,发现人类活动的间接影响是造成径流增加的原因。最后分析了流域内近20年来的水土流失和植被变化情况,进一步说明了流域内下垫面状况发生了改变。     

人类活动干扰下土地利用异质性特征分析—以中山市为例

以中山市为例,在土地利用类型遥感解译数据的基础上,以系统网格采样法计算研究区内土地利用强度,并探索了土地利用强度的空间分布特征,以及受人类活动的驱动作用。研究结果表明：1 200 m能够很好地反映土地利用强度异质性在空间上的特征。研究区内的土地利用强度空间分布表现出较强的正相关性,2000—2010年,中山市土地利用强度分布模式由多点式向极化转变,而且还表现出核心区域的扩散效应。在整体的范围上看,土地利用强度的空间变异受尺度影响,随着尺度的增加各向同性的减弱,转变成明显的各向异性。研究区内自然条件以及区域发展政策的差异,导致研究区内行政单元间的土地利用强度空间分异明显。在人类活动影响的驱动下,研究区内土地利用强度异质性呈现增强的趋势。     

地表参数对面源大气预测结果的影响性分析研究

为了研究地表参数取值对AERMOD中面源模拟预测浓度值的影响,文章通过改变粗糙度、反照率和波文比的取值来进行不同地表参数与预测结果的相关性分析,同时采用正交试验法来研究不同地表参数对预测结果的敏感性.相关性分析表明,不同地表参数和预测结果有着很高的相关性.敏感性分析表明,反照率数值变化对小时最大落地浓度的敏感性最大,粗糙度数值变化对日均和年均最大落地浓度的敏感性最大.通过研究可以看出在面源大气预测过程中合理选择地表参数值是准确预测的前提.     

人类活动对锡林郭勒盟草原净初级生产力的影响研究

净初级生产力是草地生态系统生产能力的体现,同时也是草地生态系统固碳能力的重要指标。论文利用MOD17A3净初级生产力数据（NPP）与气象资料,分析了2001—2010年人类活动对锡林郭勒盟草原净初级生产力的影响。研究表明：1）锡林郭勒盟草原实际净初级生产力（NPP_A）介于41.32~362.27 g C·m^-2·a^-1,均值为150.78 g C·m^-2·a^-1,有较明显的水平地带性规律,由东向西逐渐减小,草甸草原最大,典型草原次之,荒漠草原最小;2）锡林郭勒盟草原人类活动影响的净初级生产力（NPP_H）介于-185.07~153.92 g C·m^-2·a^-1,均值为-34.80 g C·m^-2·a^-1,人类活动负作用占草原总面积的93.4%,人类活动正作用仅占6.6%;3）人类活动对锡林郭勒盟草原净初级生产力的影响主要是由负作用向正作用转变,且空间分布有明显的南北界线,南部表现为负作用增强,北部为正作用增强。研究可为锡林郭勒盟草地资源的管理和可持续利用提供参考依据。     

海南省人类活动对自然生态的影响

将社会库存、水资源足迹和污染足迹纳入生态足迹需求计算模型,改进和完善了生态足迹需求理论与方法. 依据海南省统计年鉴资料,计算并分析了海南省1952—2004年的生态足迹,揭示了海南省52年来对自然资源利用的状况和特征.结果表明:①海南省可再生资源生态足迹占总生态足迹的绝大部分,二者呈同步增长态势,但距离在加大;②海南省对自然资源的利用主要集中于海洋、耕地和能源用地,对草地、林地、淡水水域和建设用地的利用强度相对较小,对水资源的利用强度明显减少;③海南省万元GDP生态足迹呈下降趋势,资源利用效益逐步提高. 海南省生态足迹动态变化的原因包括:①海南省生态足迹的变化是海南省经济生产和消费结构变化的结果,经济和人口增长导致资源的大量消耗,是造成生态足迹不断上升的主要原因;②海南省经济生产的主要方式是农业,农业问题是海南省可持续发展需要解决的首要问题;③海南省对耕地、林地和水资源的利用逐步下降,近几年对水域特别是海洋动物性食品的需求急剧增加,这是居民收入水平上涨的结果。      

人类活动对生态环境的影响及对策建议

综述了人类活动对生态环境--包括大气环境、水环境、土壤环境、气候的影响,提出了一系列建议.     

土地利用/覆被变化研究的几个问题

近年来土地利用/覆被变化研究取得了许多进展,理论和研究方法有很大发展。其主要趋向是,重视从动态过程角度进行土地利用/覆被变化的分类;强调将土地利用/覆被变化的驱动力区分为自然驱动力和社会经济驱动力,后者则受到研究者越来越大的重视;强调土地利用/覆被变化的模型必须有相应理论的支持,而且所建模型应能动态地模拟不同土地利用之间的竞争;此外,强调在土地利用与土地覆被分类、土地利用/覆被变化的驱动力研究及影响分析中,要重视空间尺度和时间尺度问题。     

洱海流域乡镇尺度上人类活动对净氮输入量的影响

人类活动引起的氮素过量输入已经成为引起水体富营养化及其他生态危害的主要原因.为了研究人类活动对流域氮素的影响,本文基于洱海流域16个乡镇行政单元的统计数据,考虑流动人口的影响,利用NANI模型估算洱海流域乡镇尺度的人类活动净氮输入量(net anthropogenic nitrogen inputs,NANI).结果表明,2014年洱海流域NANI总量为29.81×10~3t,单位面积输入强度(以氮计)为10 986 kg·(km~2·a)-1,显著高于我国平均水平.当地旅游人口带入的食品氮输入为0.26×10~3t,占到了流域居民食品氮输入的8%.从氮素的输入量的构成来看,肥料输入是最大的贡献源,占到了流域净氮输入的47%,其次为食品饲料的净氮输入.在空间分布上,乡镇单元的NANI分布呈现明显区域化特征,从流域整体上看呈现北高南低的特点.耕地或人口集中的乡镇NANI强度偏高,洱海流域具有较大的氮素污染风险.     

不同尺度土地利用方式对地表水环境质量的影响及驱动机制

土地利用作为人类活动的重要载体对地表水环境状况有重要影响.以若尔盖湿地为例,基于面向对象的土地利用类型遥感解译,结合水质检测数据,从小流域和缓冲区尺度,分析不同尺度土地利用方式对地表水环境的影响及驱动机制.结果发现：（1）若尔盖湿地水质为Ⅴ类水,且整体呈现轻度富营养化,主要污染物为总氮（TN）和总磷（TP）,污染来自生活污水和放牧;（2）土地利用方式与地表水环境质量联系紧密,水体面积占比与化学需氧量（COD）呈现负相关关系、沼泽面积占比与TN呈现正相关关系和TP呈现负相关关系;（3）不同尺度土地利用方式与地表水环境存在显著关联性,1 000 m缓冲范围内的土地利用方式解释度最高,200 m的土地利用方式对COD的解释度最大,500 m的土地利用方式对TP和TN的解释度最大,800 m的土地利用方式对叶绿素（Chl-a）的解释度最大.本研究结果表明：若尔盖湿地对污染物和富营养化有一定的净化作用,但不同的土地利用方式对不同污染物作用存在差异,水体对Fe²⁺、 COD和Chl-a有净化作用,沼泽对TP有净化作用但对TN却呈现累积效应.应控制小尺度（≤1 000 m）的土...     

气候变化及人类活动对地表径流改变的贡献率及其量化方法研究进展

地表径流的变化受气候变化和人类活动的双重驱动力作用,定量评估气候变化及人类活动对地表径流变化的影响对水资源管理具有重大意义。论文以水文循环过程为主线,分过程阐述气候变化及人类活动影响地表径流发生变化的机制机理,对各种量化二者对地表径流变化贡献率的方法进行比较,然后分析全球部分流域气候变化和人类活动对地表径流变化影响的差异。研究结果表明：1）气候变化和人类活动参与水文循环的各个过程之中,不同水文过程中气候变化和人类活动影响地表径流变化的途径不同;2）不同量化方法的适用范围和条件不同,不同方法对同一流域的研究结果可能不一致;3）全球不同流域间气候变化和人类活动对地表径流变化贡献率存在明显区域差异。现阶段,综合多种突变检验方法有利于提高识别地表径流突变点的准确率;消除干扰因素（如气象水文等数据选取、模型方法参数设置和方法本身不确定性）有利于提高同一流域不同量化方法评估结果的一致性;如何更好地耦合基于物理的水文模型方法和基于数学的经验统计方法来量化二者对地表径流变化的贡献率是未来研究的重点。