保护地生态承载力不确定性多目标优化模型研究——以黄河源区玛多县为例

为明确给出保护地综合生态承载力的实质内涵"人类活动强度阈值",利用不确定性多目标优化方法,建立了区域保护地生态承载力优化模型.应用该模型对黄河源区玛多县进行区域保护地生态承载力评价及规模结构优化.结果表明:草畜矛盾是制约玛多县社会经济发展的瓶颈;根据《三江源国家公园总体规划》目标,在保证野生动物种群数量发展的同时畜牧业...     

Ten years of atmospheric methane observations at a high elevation site in Western China

In this paper, the continuous (1994–2001) and discrete air sample (1991–2001) measurements of atmospheric CH₄ from the Waliguan Baseline Observatory located in western China (36°17′N, 100°54′E, 3816 m asl) are presented and characterized. The CH₄ time series show large episodic events on the order of 100 ppb throughout the year. During spring, a diurnal cycle with average amplitude of 7 ppb and a morning maximum and late afternoon minimum is observed. In winter, a diurnal cycle with average amplitude of 14 ppb is observed with an afternoon maximum and morning minimum. Unlike most terrestrial observational sites, no obvious diurnal patterns are present during the summer or autumn. A background data selection procedure was developed based on local horizontal and vertical winds. A selected hourly data set representative of “baseline” conditions was derived with approximately 50% of the valid hourly data. The range of CH₄ mixing ratios, annual means, annual increases and mean annual cycle at Waliguan during the 1992–2001 were derived from discrete and continuous data representative of “baseline” conditions and compared to air samples collected at other Northern Hemisphere sites. The range of CH₄ monthly means of 1746–1822 ppb, average annual means of 1786.7±10.8 ppb and mean annual increase of 4.5±4.2 ppb yr⁻¹ at Waliguan were inline with measurements from sites located between 30° and 60°N. There were variations observed in the CH₄ annual increase patterns at Waliguan that were slightly different from the global pattern. The mean CH₄ annual cycle at Waliguan shows an unusual pattern of two gentle peaks in summer and February along with two small valleys in early winter and spring and a mean peak-to-peak amplitude of 11 ppb, much smaller than amplitudes observed at most other mid- and high-northern latitude sites. The Waliguan CH₄ data are strongly influenced by continental Asian CH₄ emissions and provide key information for global atmospheric CH₄ models.     

青藏高原天然草地载畜能力及草畜平衡状况研究

青藏高原草地植被和牲畜是影响该地区生态环境的主要影响因素, 因此, 研究此两项因素及 其之间的关系, 对于保护青藏高原生态环境、促进经济发展具有重要的意义。为此, 论文利用 2003-2004 年青藏高原天然草地产草量观测资料, 经过GPS 定位, 与NOAA/AVHRR 植被指数建 立了天然草地产草量反演模型及不同区域尺度天然草地年最大产草量、载畜量估算模型; 同时, 利 用粮食、油菜、青饲料等农业产量和林地面积等资料, 估算了青藏高原精、粗饲料的载畜能力, 分别 建立了天然草地以及考虑补饲后的草畜平衡监测模型, 分析了青藏高原及其县、地、省等不同区域 天然草地以及区域总体牲畜承载能力和草畜平衡状况。结果表明: 青海和西藏在天然草地和农业等 其它补饲共同承载下, 2003-2004 年年平均最大载畜能力分别为3 140×104、2 865×104 只标准羊单 位, 超载率分别为16%、78%, 两省平均超载率为45%。分地州来看, 两省除青海的果洛州和玉树州 实际牲畜数量没有超过当地的最大承载能力、青海海西州和西藏林芝地区草畜基本平衡以外, 其余 地州均有不同程度的超载, 其中果洛州和玉树州天然草地牲畜超载率分别为- 11%、- 26%, 利于“三 江源”地区天然草地植被的恢复和生态环境的改善; 青海黄南州、海北州、海南州、西宁市、海东地区 和西藏昌都、那曲、阿里地区牲畜超载率为45%～97%, 西藏拉萨市、日喀则、山南地区达115%～ 153%, 这些地区应适当降低牲畜数量或加大补饲力度, 以减轻对当地生态承载的压力。青海牲畜超 载的县主要位于东部, 西藏超载的县主要位于西部和南部大部地区。     

TiO2@酵母复合微球固定床吸附荧光增白剂-VBL的研究

研究了Ti O2@酵母复合微球在固定床中吸附阴离子型荧光增白剂-VBL(FWA-VBL)的特性,考察了溶液p H(2.0~8.0)、床层高度(1~3 cm)、进水浓度(20~80 mg·L-1)和进水流速(5~11 m L·min-1)等因素对固定床吸附特性的影响.结果表明在溶液p H为2.0,床层高度为1 cm,进水浓度为80 mg·L-1和进水流速为5 m L·min-1时,吸附剂的最大吸附量为223.80 mg·g-1.BDST、Thomas和Yoon-Nelson模型均能很好地描述不同条件下动态吸附行为,相关系数均大于0.980.同时,Ti O2@酵母复合微球具有很好的再生性能,可以重复利用4次.     

普鲁士蓝@酵母菌催化剂的合成及其Fenton性能

自组装合成普鲁士蓝@酵母菌(PB@yeast)非均相Fenton催化剂,场发射扫描电镜(FE-SEM)、能量色谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征结果表明PB纳米颗粒成功负载于酵母菌表面,形成稳定且高度分散的核壳结构复合微球;荧光增白剂CXT降解实验结果证明该复合微球兼备吸附与Fenton催化性能,酵母菌载体的吸附作用加快了废水中荧光增白剂CXT向催化剂活性位点的转移,促进FeⅢ-FeⅡ电子传递,显著提高了Fenton反应催化活性,酵母载体增强了PB纳米粒子的分散度与稳定性,有效解决PB纳米催化剂易团聚、易溶解的问题.PB@yeast催化剂经循环使用4次后对荧光增白剂CXT的去除效率无明显下降,表现出较好的催化效果和稳定性能.     

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.     

1982—2006年中国半干旱、干旱区气候与植被覆盖的时空变化

利用1982-2006年英国CRU(Climatic Research Unit)全球气温降水数据和NOAA/NASA归一化植被指数(theNormalized Difference Vegetation Index,NDVI)数据,分析了中国内陆半干旱和干旱区的气候、植被覆盖的时空变化。结果表明,虽然中国内陆半干旱和干旱区的部分区域降水减少,但整体上向暖湿化发展。在暖湿化背景下,中国内陆半干旱和干旱区的植被总体以改善为主(>1%.(10a)-1),特别是新疆西北部和青海东南部;但局部有微弱的减少趋势[(0~-1)%.(10a)-1],如新疆南部和东部、甘肃西北部。最后,以乌鲁木齐为例,分析发现气温增加导致植被生长季延长和降水的增加,使得过去25年乌鲁木齐的植被覆盖有明显的改善。     

西宁市大气污染来源和输送季节特征

在2016~2018年西宁市大气污染物PM₁₀和PM_2.5季节污染特征分析的基础上,利用HYSPLIT模式和GDAS资料计算了逐日72 h气流后向轨迹,通过聚类分析确定气流输送路径及其对日均PM₁₀和PM_2.5质量浓度的影响,运用TrajStat软件提供的潜在源贡献因子分析法（PSCF）和浓度权重轨迹分析法（CWT）,探讨不同季节影响西宁市PM₁₀和PM_2.5质量浓度的潜在源区分布及贡献.结果表明,输送来源位置多分布在西宁的西-北方向和东-北方向,周边及邻近区域垂直高度较低.输送路径主要受西风、偏西风、西北、西南和偏东气流的影响.距离短、高度低和移速慢的气流轨迹出现概率最高,是最主要的输送路径,该路径在春夏秋三季来源于青海,冬季则源自新疆,省内输送占主导地位,且不同输送轨迹对PM₁₀和PM_2.5浓度影响不同.污染气流主要来自青海省内源、新疆外源及新疆以西的境外源,源地多沙漠和戈壁等脆弱地带分布.潜在源区范围及贡献大小有明显季节差异,冬季范围广且贡献最大,春秋次之,夏季最小.最主要潜在源区位于青海北部、中部和东部地区、新疆南部、中部和东部,其周边地区为中等贡献潜在源区.     

近43年来“三江源”地区气候变化趋势及其突变研究

利用“三江源”地区14个气象台站1962-2004年气温、降水量资料,分析了该地区气候变化趋势及其突变情况。研究表明:近43年来,“三江源”地区气温普遍升高,年及夏、秋季降水量的变化呈微弱减少趋势,而冬、春季降水量呈现出显著增加趋势,气候暖湿变化表现出不同季性,四季及年蒸发量变化呈逐年增大趋势;气候变化具有显著的区域性差异;年平均气温在1987年出现了由冷到暖的突变,冬、春季降水量均在20世纪70年代中期和80年代出现了由少向多的突变,年蒸发量在1986-1988年间发生由少到多突变。全球升温并由此引起的海洋蒸发和陆地上的蒸散加强,地气水分循环加快,是“三江源”地区气候出现暖湿变化的主要原因。     

1960-2009年青海湖水位波动的气候成因探讨及其未来趋势预测

利用近50 a来青海湖流域水文、气象资料和2010-2020年区域气候模式系统PRECIS输出数据降尺度生成的未来气候情景资料,揭示了1960-2009年青海湖水位波动的气候成因,预测了未来10 a青海湖水位可能变化趋势。研究表明:近50 a来青海湖水位在波动中呈持续下降趋势,而近5 a持续上升为近50 a来首次出现,不仅使水位持续下降趋势趋缓,同时使水位变化的短周期趋弱而较长周期趋强;青藏高原季风增强使青海湖流域气候暖湿化,而降水量增加和气温升高则使入湖径流量增加,进而引起了青海湖水位近5 a来的持续上升;据综合统计方法预测和区域气候模式系统PRECIS预测结果,2010-2020年青海湖水位总体上仍可能以下降为主。