Rapid amino acid cycling in arctic and antarctic soils

Amino acids constitute one of the largest inputs of organic nitrogen (N) to most polar soils and have been hypothesized to be important in regulating vegetational succession and productivity in Arctic ecosystems. Our understanding of amino acid cycling in these soils, however, is poor. The aim of this study was to investigate the size and rate of turnover of the amino acid pool in a range of Arctic and Antarctic soils. Our results indicate that in polar soils with either high or low ornithogenic inputs the amino acid pool is small in comparison to the inorganic N pool (NO^–₃ and NH⁺₄). The free amino acid pool constituted only a small proportion of the total dissolved organic nitrogen (DON) pool in these soils. Here we show that these low concentrations may be due to rapid use by the soil microbial community in both Arctic and Antarctic soils. The turnover of the amino acid pool in soil was extremely rapid, with a half-life ranging from 2 to 24 h, indicating that this N pool can be turned over many hundred times each summer when polar soils are frequently unfrozen. The implications of amino acids in N cycling and plant and microbial nutrition are discussed.     

Applying metabolic fingerprinting to ecology: The use of Fourier-transform infrared spectroscopy for the rapid screening of plant responses to N deposition

The potential for metabolic fingerprinting via Fourier-transform infrared (FT-IR) spectroscopy to provide a novel approach for the detection of plant biochemical responses to N deposition is examined. An example of spectral analysis using shoot samples taken from an open top chamber (OTC) experiment simulating wet ammonium deposition is given. Sample preparation involved oven drying and homogenisation via mill grinding. Slurries of a consistent dilution were then prepared prior to FT-IR analysis. Spectra from control, 8 and 16 kg N ha^–1 yr^–1 treatments were then subjected to cross-validated discriminant function analysis. Ordination diagrams showed clear separation between the three N treatments examined. The potential for using Calluna vulgaris (L.) Hull as a bioindicator of N deposition is further evident from these results. The results also clearly demonstrate the power of FT-IR in discriminating between subtle phenotypic alterations in overall plant biochemistry as affected by ammonium pollution.     

我国道路交通安全发展情景分析

以日本和美国为例 ,分析了发达国家道路交通事故高发期的发展历程 ,得出了道路交通事故的上升与国家经济发展和机动化增长有着直接关系的结论。笔者通过分析和预测我国经济和道路交通的发展情景发现 ,今后我国道路交通发展特征和日本道路交通高发期的情况十分类似。如果现有交通管理体制和技术措施没有大的变化 ,我国道路交通事故死亡人数到 2 0 2 0年可能会超过 2 3万人。为此 ,国家应尽快改善道路交通管理方面所存在体制上、行政上和技术上的不足 ,防止出现笔者所预测的道路交通事故极其严重的局面。     

近岸海域水质目标考核评价方法研究

为满足《水污染防治行动计划》近岸海域水质考核要求,根据目前近岸海域环境监测工作的实际情况,在考核范围、评价方法、目标分解、计分方法等方面进行了比较,在保证公平、公正的前提下,以一致性、可比性和适应性为原则,提出的考核评价方法以单因子评价法和点位评价法为基础,在未达标情况下,按照水质目标完成比例计分;达标情况下,在达标分值基础上按水质的保持和改善给予不同程度的加分,通过实例研究分析能够适应近岸海域水质状况变化的考核工作要求。     

气象因子对臭氧的影响及其在空气质量预报中的应用

为提高重庆市臭氧(O_3)预报准确率,利用2013—2015年5—10月O_3监测数据和气象数据,通过主成分分析、逐步回归分析等方法,确定了影响重庆O_3浓度的主要气象因素为最高温度、温差、太阳辐射、降水量、相对湿度、水气压和压差;通过基于O_3污染水平相似的主要气象控制因子筛选和最优组合的预报结果优化方法,提高了O_3预报准确率,使2016年5—8月O_3的AQI类别预报准确率由57.7%增至72.4%,O_3超标的预报准确率由38%增至46%。     

典型湖泊水华特征及相关影响因素分析

通过2011-2015年对太湖、巢湖和滇池水华高发季节的连续监测,以藻类密度和水华面积为判据评价了3个湖体的水华情况及变化趋势,探讨了水华发生的主要影响因素。结果表明：太湖水华程度以"轻度水华"为主,巢湖水华程度以"轻微水华"为主,滇池水华程度以"中度水华"为主;太湖、巢湖和滇池水华规模均以"零星性水华"为主;太湖和巢湖藻类密度与水温、pH、溶解氧、总氮、总磷和高锰酸盐指数均呈显著正相关,与透明度呈显著负相关,与氨氮无显著相关性;滇池藻类密度与水温、总磷和高锰酸盐指数均呈显著正相关,与透明度和氨氮呈显著负相关,与pH、溶解氧和总氮无显著相关性。     

常州市臭氧污染传输路径和潜在源区

利用NCEP全球再分析资料和HYSPLIT4模式,计算了2013—2015年常州市臭氧(O_3)超标日的气流后向轨迹。结合聚类分析方法和常州市PM2.5、PM10、SO2、NO2、O_3数据,分析了O_3超标日不同类型气团来源对各污染物浓度的影响,并利用引入权重因子后的潜在污染源贡献函数分析了影响常州市O_3超标的潜在污染源区分布特征。结果表明:常州市O_3超标期间易受到东南和西南方向气流影响,其中从东海和黄海途经浙江东北部、上海、江苏南部等地的东南气流占比达50%以上。自内陆途经黄山-湖州-宜兴到常州的气流对应的O_3平均质量浓度最高,为116μg/m3。自山东经枣庄-宿迁-淮安-泰州-苏州-无锡到常州的气流对应的O_3平均质量浓度最低,为78μg/m3,但该气流对应的SO2和NO2平均值为各聚类中的最高。影响常州市O_3的潜在污染源区主要在常州周边200 km以内的区域,且集中在从南京至上海的长江下游沿线区域和杭州湾区域;其中太湖湖区为重点污染源源区之一。O_3超标日影响常州NO2的潜在污染源区主要集中在江苏南部、浙江东北部和上海3个区域,太湖周边的常州、无锡、苏州和湖州等几个临近城市为潜在的重点污染源区。与影响常州O_3的WPSCF高值区相比,影响NO2的高值区分布范围更大、距离更远。影响常州O_3的潜在污染源区分布,与长江三角洲地区人为源大气污染物的高排放区域较为一致,说明长江三角洲地区的O_3污染与本区域的人为源大气污染物排放有着极为密切的关联。     

基于哨兵-3A卫星OLCI数据的最大叶绿素指数在太湖蓝藻水华监测中的应用

欧洲航天局于2016年2月16日成功发射哨兵-3A卫星,搭载的水色遥感仪器(OLCI)提供了很好的海洋和内陆水体生态指标观测反演能力。基于OLCI获取的太湖L1b级遥感数据产品,利用OLCI Oa10、Oa11、Oa12波段计算了重要的水色/水生态遥感指标,即最大叶绿素指数(MCI),在此基础上初步分析了MCI在太湖蓝藻水华监测预警中应用效果。研究表明:(1)哨兵-3A卫星OLCI影像质量清晰,构建的MCI能够反映太湖水体叶绿素信号强度;(2)与常用的归一化植被指数相比,在蓝藻没有明显积聚的藻-水混悬水域,MCI与叶绿素浓度有很好的关联,可更灵敏地反映叶绿素浓度的空间分布特征。MCI将在蓝藻监测上具有更好的适用性,可有效提高富营养湖泊蓝藻水华的预警预报精度。     

地表水环境遥感监测关键技术与系统

介绍了地表水环境遥感监测的关键技术与系统及其典型应用,其代表性机理模型和应用示范成果主要来自于中国科学院遥感与数字地球研究所的高光谱遥感团队在最近几年中取得的一些研究进展,主要包括建立了基于改进双峰法的水体分布自动化遥感提取方法,实现了简单、高效和高精度的水体提取;提出了大型湖泊长时序水量估算方法,并以青藏高原湖区为例,重建了典型湖泊面积、水位和水量序列;发展了基于“软分类”的典型内陆水体叶绿素a浓度反演方法,构建了基于生物光学模型的高度浑浊水体悬浮物浓度遥感反演半解析方法,提高了反演方法的区域和季节适用性;构建了基于水色指数的大范围湖库营养状态和透明度遥感监测方法,实现了全球大型湖库营养状态遥感监测,以及全国大型湖库透明度遥感监测;在此基础上,开发了地表水环境遥感监测系统,提高了水环境遥感监测效率,促进了卫星遥感在水环境监测中的高精度业务化应用。     

淀山湖沉积物的污染特征及其风险评价

对上海淀山湖代表性表层沉积物中的重金属、磷、PAHs及OCPs等典型污染物质进行了分析和风险评价。其中总磷含量范围为1 072~1 229 mg/kg,以无机磷为主,生物可利用磷含量较高,对水体富营养化具有潜在的威胁。重金属Cu、Cr、Zn、Pb的平均含量分别为25.5、34.1、244.5、32.2 mg/kg,污染程度大小依次为ZnPbCuCr,潜在生态风险程度依次为PbCuZnCr。∑PAHs、∑OCPs含量范围分别为617.1~843.2 ng/g以及22.03~28.94 ng/g,风险结果表明PAHs和大部分OCPs均未超出ERL值,生态风险水平低。