Changes in nitrogen budget and potential risk to the environment over 20 years (1990-2010) in the agroecosystems of the Haihe Basin, China

The nitrogen balance can serve as an indicator of the risk to the environment of nitrogen loss from agricultural land. To investigate the temporal and spatial changes in agricultural nitrogen application and its potential threat to the environment of the Haihe Basin in China, we used a database of county-level agricultural statistics to calculate agricultural nitrogen input, output, surplus intensity, and use efficiency. Chemical fertilizer nitrogen input increased by 51.7% from 1990 to 2000 and by 37.2% from 2000 to 2010, concomitant with increasing crop yields. Simultaneously, the nitrogen surplus intensity increased by 53.5% from 1990 to 2000 and by 16.5% from 2000 to 2010, presenting a continuously increased environmental risk. Nitrogen use efficiency decreased from 0.46 in 1990 to 0.42 in 2000 and remained constant at 0.42 in 2010, partly due to fertilizer composition and type improvement. This level indicates that more than half of nitrogen inputs are lost in agroecosystems. Our results suggest that although the improvement in fertilizer composition and types has partially offset the decrease in nitrogen use efficiency, the environmental risk has still increased gradually over the past 20 years, along with the increase in crop yields and nitrogen application. It is important to achieve a better nitrogen balance through more effective management to significantly reduce the environmental risk, decrease nitrogen surplus intensity, and increase nitrogen use efficiency without sacrificing crop yields.     

中国氨的排放强度地理分布

根据中国畜禽、氮氨肥施用和生产及人口数量和相应的排放因子，计算了全国氨的排放量、排放强度地理分布和历的的排放量。结果表明，１９９１年全国氨的排放总量为８９１．８万ｔ，其中畜禽，氨肥施用，人粪便与氮肥生产的排氨量分别为６４％、１８％、１％。氨的排放强度最大的地区在中东部和四川的成渝地区。全国平均氨排放强度为０．９ｋｇ（ＮＨ３）／（ｋｍ＾２·ａ）。此值小于欧洲的未包括人排放的排放强度１．１ｋｇ（ＮＨ３     

氮素形态与光强对苗期黄瓜吸收累积菲的影响研究

采用营养液培养的方法研究了不同形态氮素(NH4 -N、NO3 -N)和光强对菲胁迫条件下黄瓜幼苗生长及光合特性的影响.结果表明:①与供NO3- -N营养相比,供NH4 -N营养可同时增强黄瓜幼苗的抗菲胁迫及耐弱光的能力;②以NH4 -N为营养的黄瓜吸收的菲不仅运输至叶片的比例相对较低,而且运输至新生叶片的比例也相对较少,相对降低了新生叶中的菲累积,因而使得以NH4 -N为营养的黄瓜新生叶片维持了相对较大的光合面积和较高的光合速率.由此可见,与NO3- -N营养相比,NH4 -N营养能改善黄瓜在菲胁迫环境中的生长状况,尤其在弱光条件下,这种现象更加明显.     

能源强度研究中能源价格影响的实证分析

利用索罗生产函数模型,构造出能源价格与能源强度的关系。并分别使用了全国和江苏省1990—2008年时间序列数据,计量分析研究了能源相对价格对于能源强度的影响作用。将含时间参量的技术进步作为一个整体单独的参数来考虑,结果表明,最近几年来,全国和江苏省能源强度下降很明显,但总能源相对价格的上升对于能源强度降低的作用并不明显,电力相对价格的上升对于能源强度的下降有着一定的促进作用。     

光照对湖泊沉积物磷释放及磷形态变化的影响研究

将采自太湖的沉积物移至实验室内进行磷释放模拟实验.通过对水-沉积物界面在不同照度下的磷释放趋势研究发现,照度与水-沉积物界面的磷释放量有明显的负相关性.而藻类计数的结果表明,照度与底栖藻类生物量存在正相关性.由此可以推断,光照对沉积物磷释放的影响主要表现为受照度控制生长的底栖藻类吸收沉积物中释放的磷,阻挡其进入上覆水中.不同照度下pH变化的研究结果表明,pH的升高趋势随照度的增强而升高,稳定后的水体偏碱性.通过对在不同照度下沉积物中总磷及磷形态变化规律研究发现沉积物中总磷减少量表现为无光＞中照度＞高照度;沉积物中磷出现无机态减少,有机态增加的现象;照度越高,沉积物中NaOH-P(Fe(Al)-P)减少量与HCl-P(Ca-P)减少量的比例越大.     

稻油不同轮作模式对农田甲烷和氧化亚氮排放的影响

以南方稻区不同轮作模式为研究对象,采用静态箱-气相色谱法研究水稻-油菜轮作处理的甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）排放特征,并估算稻田增温潜势（GWP）和温室气体排放强度（GHGI）.结果表明,双季稻田、一季中（晚）稻田、油菜地和休闲地CH₄平均排放量分别为135.25,55.64、5.05和1.89 kg ·hm^-2,稻季CH₄排放占不同轮作周年CH₄排放的91.8%~98.5%,稻田土壤水溶性有机碳与CH₄排放呈显著正相关,常规晚稻稻田CH₄排放比杂交晚稻高18.7%（P<0.05）;双季稻田、一季中（晚）稻田、油菜地和休闲地N₂O平均排放量分别为0.94、0.64、1.38和0.24 kg ·hm^-2,油菜地的N₂O排放占周年排放的57.2%~70.2%,双季稻和一季稻处理的冬闲农田N₂O排放占周年排放的17.8%和30.6%,杂交稻和常规稻稻田N₂O排放无显著性差异;双季稻-冬闲和双季稻-油菜的GWP处理高于稻-油和稻-冬闲处理,稻季排放CH₄的GWP占轮作周年GWP排放的71.2%~90.9%;GHGI以稻-稻-油菜最高,稻-油和稻-冬闲处理较低,综合环境效益和经济效益,建议南方稻区选择杂交晚稻-油菜的种植模式,有利于南方多熟制稻田的温室气体减排.     

Light absorption properties and potential sources of brown carbon in Fenwei Plain during winter 2018–2019

A distinctive kind of organic carbon aerosol that could absorb ultraviolet-visible radiation is called brown carbon (BrC), which has an important positive influence on radiative budget and climate change. In this work, we reported the absorption properties and potential source of BrC based on a seven-wavelength aethalometer in the winter of 2018–2019 at an urban site of Sanmenxia in Fenwei Plain in central China. Specifically, the mean value of BrC absorption coefficient was 59.6 ± 36.0 Mm^?1 at 370 nm and contributed 37.7% to total absorption, which made a significant impact on visibility and regional environment. Absorption coefficients of BrC showed double-peak pattern, and BrC had shown small fluctuations under haze days compared with clean days. As for the sources of BrC, BrC absorption coefficients expressed strong correlations with element carbon aerosols and primary organic carbon aerosols, indicating that most of BrC originated from primary emissions. The linear correlations between trace metal elements (K, As, Fe, Mn, Zn, and Pb) and BrC absorption coefficients further referred that the major sources of BrC were primary emissions, like coal burning, biomass burning, and vehicle emissions. The moderate relationship between BrC absorption coefficients and secondary organic aerosols suggested that secondary production of BrC also played an important role. The 120 hr backward air mass trajectories analysis and concentration-weighted trajectories analysis were also used to investigate potential sources of BrC in and around this area, which inferred most parts of BrC were derived from local emissions.     

卫星遥感反演京津冀地区2011-2017年氮氧化物污染变化

基于POMINO AMFv6反演构架和高分辨率WRF-CMAQ模拟资料重构DOMINO v2大气质量因子,开发了京津冀地区高精度NO₂对流层垂直柱浓度卫星数据,并结合反演模型分析了研究区域2011-2017年NO₂柱浓度及重点城市NO_x排放强度的时空演变.2011-2017年间,京津冀地区NO₂柱浓度在北京-天津-唐山及石家庄-邢台-邯郸形成两个核心污染高值区,保定、廊坊、秦皇岛、沧州和衡水分布于东南部的污染背景中,构成污染次高值区,而位于西北部的张家口和北部的承德相对较为清洁,仅在对应的市辖区出现局地污染峰值.京津冀地区柱浓度平均水平在2011-2017年间下降了27.2%.2011-2013年间北京、天津、唐山和石家庄市的NO_x平均排放强度分别为108.3、139.5、241.4和178.6 mol·s^-1,而2015-2017年间下降至98.0、108.2、197.6和85.8 mol·s^-1.基于卫星遥感手段的综合分析表明,2011-2017年期间京津冀地区NO_x污染状况得到明显改善,但各个城市的改善程度存在差异,其中北京、唐山NO₂柱浓度降幅明显低于污染核心高值区的其他城市,在下一阶段制订治理方案时应重点考虑.     

不同压力作用下太湖蓝藻气囊体积分数及上浮特性研究

为了探明不同压力作用后蓝藻气囊体积变化规律及其上浮特性,分别采用压力毛细管法和图像分析法测定了不同压力作用后铜绿微囊藻气囊破裂情况及残余气囊体积分数,以及压力作用后气囊恢复生长情况.结果表明,采用图像分析法测得太湖蓝藻经0、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 MPa加压后,藻细胞内的气囊体积分数分别为29.52%、5.73%、4.43%、2.71%、2.46%、2.19%,传统的压力毛细管法测得的气囊体积分数为10.93%、1.14%、0.90%、0.27%、0.14%、0.04%.作用压力大于0.4 MPa时,蓝藻因气囊破裂而下沉,沉淀蓝藻经过一段时间培养后气囊逐步恢复,部分藻类再上浮,在1000 lx光照度、25℃条件下培养8、24、48 h后,藻细胞再生气囊占加压前气囊总体积的比例为31.02%、45.68%、81.05%.图像分析法较准确地测定了蓝藻气囊体积,而传统的压力毛细管法测定蓝藻气囊体积偏小.     

引起红土表层硅铝比值增大原因的可能性探讨

Si/Al或SiO2 /R2 O3 常常作为表生化学风化作用强度的重要指标。随着化学风化作用的进行 ,硅铝比或硅铝铁率表现出逐渐降低的演化趋势。中国南方的红土风化壳 ,是强烈化学风化作用的产物 ,被认为处于或经历了脱硅富铝化阶段。但是在红土剖面上部常常出现该比值不降反升的现象 ,给运用这一指标指示化学风化强度带来了困难。通过对贵州平坝、新蒲及花溪碳酸盐岩红色风化壳化学风化程度的研究 ,以及对中国南方几种不同结晶母岩上发育的红土的化学风化强度指标的对比讨论 ,探讨了产生这种现象的可能性原因。指出Fe、Al氧化物的下渗和淋失作用及其硅质的相对富集是引起中国南方红土表层出现Si/Al和SiO2 /R2 O3升高的主要原因。