长春市1998-2008年玉米虚拟水量动态变化研究

长春市玉米种植面积约占全市粮食种植面积的60%。通过对长春市1998-2008年玉米虚拟水量的计算与分析,探讨其时空分异规律,为长春市玉米生产的可持续发展提供科学依据。11年来长春市玉米虚拟水量呈现不断波动趋势,分别在1999年、2004年和2007年出现高峰值,2003年呈现最低值。对比分析1998年、2004年和2008年五县市区玉米虚拟水量的空间分布,1998年五县市区虚拟水量只分为四个等级,没有达到第五等级;2004年农安县达到第五等级,位居首位,榆树市虚拟水量仍然为第三等级,排名第2,德惠市和九台市均由第一等级上升为第二等级,排名第三,市区位于第一等级,排名最末。到2008年,榆树市由第三等级上升到第四等级,九台市由第二等级下降到第一等级,其他各县市区虚拟水量等级没有变化。     

海水条件下Cd-CaCO3共沉淀过程的动力学表达:方解石

采用稳定加液系统对海水中方解石(CaCO3)沉淀形成时镉元素(Cd)的共沉淀现象进行了实验模拟,并对Cd-Ca-CO3共沉淀过程中Cd的分异行为进行了定量评估。实验结果显示:Cd在共沉淀过程中发生了明显的分异,基于方解石沉淀和海水溶液各自Cd/Ca比值计算得出的分异系数分别为33.0～61.8(5℃)、31.8～55.0(15℃)和17.4～31.8(25℃)。在各个温度下,DCd值都随着方解石沉淀速率的增加而有规律的下降。进一步分析表明温度和碳酸根浓度是影响Cd分异行为的根本因素。这一实验结果对于Cd/Ca古海洋指标的应用具有重要的参考价值。     

基于DPRSC模型的大连城市环境空间分异

大力提高城市化水平是许多发展中国家的首选战略,但快速城市化引发的生态环境问题却令人担忧.在提出一种不同于PSR、DSR、DPSIR因果链模型的环境评价模型——因果网络DPSRC模型的基础上,结合地理信息系统空间分析功能,得到大连城市环境的空间格局.充分分析大连环境系统健康状态,并基于DPSRC模型结合地理信息系统的大连城市环境空间差异提出评价方法.DPSR<模型较好的解决多重环境指标间的相互关系,突出人在城市环境系统中的核心调节作用,为城市决策者正确分析与决策城市环境化发展方向提供科学而直观的依据.     

中国耕地低碳利用绩效测算与时空分异

推进耕地利用低碳转型是应对气候暖化威胁的有效途径。在核算耕地利用碳排放、碳吸收基础上,应用GB-US-S-SBM模型测算2000—2019年中国30个省（市、自治区）的耕地低碳利用绩效,进而分析绩效时空特征及收敛性。研究发现：（1）中国耕地利用碳排放、碳吸收、净碳汇强度依次为1.980 t∙hm^-2、5.624 t∙hm^-2、3.644 t∙hm^-2,各省份耕地利用系统均呈碳盈余状态。 （2）全国耕地低碳利用绩效历经剧烈起伏、缓慢上升、波动不定、高速增长四个阶段。根据初始绩效和变化率,可将省域划分为低效高潜型（北京等15地）、低效平稳型（江苏等4地）、高效平稳型（重庆等3地）、高效低潜型（湖北等3地）、高效高潜型（吉林等5地）。期初,高、低效省份分别聚集于西南、西北;期末,高效省份主要位于西北、东北,低效省份集中分布于长江中游地区。（3）全国、中部、东部的绩效不存在σ收敛,东北和西部的绩效遵循σ收敛。全国及四大区域绩效均呈β收敛,省份间存在追赶趋势。本文可为制定区域差异化耕地利用低碳转型策略提供依据。     

基于冗余分析的城市河湖水污染成因及尺度效应

以武汉中心城区的东沙湖流域为研究对象,以7项下垫面及3项降雨因子为影响因子,以18项河湖水环境因子为响应变量,基于冗余分析研究多尺度下两者之间的关系.结果表明：在所研究的10项影响因子中,硬质铺装面积率和河网水面率是东沙湖流域城市河湖水环境的主要影响因子,贡献率达0.703和0.652,城市道路面积率则是3000m及以外缓冲区尺度下的主要影响因子,贡献率达0.796,降雨的空间分布不是主要影响因子,贡献率低于0.371;影响因子对水环境影响的尺度效应与排水管网的有无和水文汇水单元尺度的大小密切相关;东沙湖流域的河湖水污染可归因于以硬质铺装为代表的不透水面上的面源污染和经由排水管网运移排放的点源污染,河网水面率则是改善水环境的关键因素.     

基于CMAQ/ISAM空气质量模型的北京市夏季臭氧来源解析研究

为了解北京市夏季臭氧(O₃)污染的特征与来源,采用区域空气质量模型(CMAQ)的综合源解析功能(ISAM)对北京市2019年6月不同区域的近地面O₃浓度及其来源贡献进行了数值模拟计算,量化了北京市、天津市、河北省、京津冀以外省份以及全球背景共14类NO_x和VOCs排放源对北京市不同区域O₃污染的贡献. 结果表明:①北京市不同地区O₃及其前体物来源存在显著差异,城区及近郊区NO_x和VOCs均主要来自于北京市本地排放,本地源排放对城区及近郊区的NO_x贡献(39.7%~46.4%)显著大于对远郊区的贡献(19.9%~38.8%),本地源排放对城区及近郊区的VOCs贡献(51.1%~75.8%)大于对远郊区的贡献(19.5%~39.6%). ②远郊区NO_x和VOCs浓度更易受非本地排放的输送影响. ③O₃主要来源于包括模拟区域外以及全球背景的边界传输贡献,边界传输对北京市不同受体区域的贡献均大于52.6%. ④北京市本地源排放对城区及近郊区O₃的贡献(6.8%~18.3%)大于对远郊区的贡献(2.4%~7.6%),京津冀以外源区的排放对北京市远郊区的贡献(5.2%~6.4%)大于对城区及近郊区的贡献(2.7%~4.4%),说明本地排放对远郊区影响相对较小,远郊区O₃浓度易受北部燕山山脉和太行山的阻隔影响. 因地理位置及地形原因,河北省不同源区对北京市不同区域O₃浓度的贡献存在一定差异. 研究显示,控制北京市夏季O₃污染应综合考虑城区与郊区O₃来源的差异性,做好周边区域的联防联控.      

γ中尺度单体合并在昭通小河镇"201O.7.13"灾害性天气中的特征分析

低纬度高原特殊地形影响下的云和降水与其它地区相比有一些独特的情形,中-y尺度暴雨就是特征鲜明的一类,由此系统引发的降水突发性较强,常造成灾害.利用常规高空资料、卫星资料、加密乡镇雨量站资料和新一代多普勒雷达资料,对2010年7月13日云南昭通小河镇灾害性天气分析发现:短时性、高强度,在降水开始的1 h左右就达到暴雨量级,是此次过程的降水特点;中低层风向辐合、高冷低暖、整层潮湿,低层偏南暖湿气流输送水汽及对流不稳定能量堆积,以及边界层辐合线的触发提供了中尺度天气背景;强中尺度对流系统(MCS)是此次暴雨形成的云图中尺度特征;多普勒雷达观测资料分析表明,镶嵌在中-β尺度上的中-γ尺度单体为形成强降水的直接影响系统,该类系统以"单体合并型"和"自壮大升尺度型"居多,且"单体合并型"占较大比例;单体组织化合并可能是部分这类暴雨的触发与维持机制之一.     

基于细胞尺度的光照对四尾栅藻生长的影响

以四尾栅藻（Scenedesmus quadricauda）为研究对象,采用平行平板流动腔装置,基于计算机视觉的藻细胞动态生长观察方法,从单细胞尺度研究不同光照强度对四尾栅藻藻细胞生长的影响.成功建立了四尾栅藻个体生长曲线模型,模型拟合效果良好.结果表明：在8000lux光照强度下,藻细胞的体积最大比生长速率最大,即四尾栅藻生长的最适光照强度为8000lux;适宜的光照条件可以增加藻细胞分裂时的大小,小于8000lux时,藻细胞分裂体积随着光照强度的增加而增加,大于8000lux时,藻细胞分裂时体积反而越来越小;较高的光照强度还有利于藻细胞适应新的环境,减少藻细胞复苏时间.     

泉州山美水库及入库河流沉积物中多溴二苯醚的时空分异和降解分析

为了解城市水源水库中多溴二苯醚（PBDEs）的时空分异和同系物的降解来源及其贡献,分析了泉州山美水库及入库河流表层沉积物中PBDEs的含量、污染程度、空间分布、水文期变化、赋存量、同系物组成及其降解来源的贡献.结果表明,入库河流沉积物中∑PBDEs中值（1072.1 ng ·g^-1）是山美水库（160.4 ng ·g^-1）的6.7倍,山美水库单位面积沉积物中∑PBDEs的赋存量（80.3 kg ·km^-2）是太湖的6.3倍,北美五大湖的188倍,其污染程度较国内外大多数湖库更严重,且以BDE-209为主（84.5%~99.2%）.水库大多数样点（r为0.564~0.994,P<0.034）及河流各点（r为0.953~1.0,P<0.000）间PBDEs组成相似度较高,入库区和入库河流样点间极显著正相关（r为0.779~0.964,P<0.005）且相关性强于其他功能区,显示入库河流是水库中PBDEs的主污染源.库尾区与入库河流相关性较低（r为0.454~0.915,P≤0.128）,受九都镇影响较大.各样点∑PBDEs水文期变化较一致（r为0.617~0.714,P≤0.077）,但水文期变化对∑PBDEs的影响统计不显著（P=0.178,Two-Way ANOVA）,而点位变化则对∑PBDEs有极显著影响（P=0.0001）,入库区和其他功能区有（近）显著差异（P为0.019~0.061）,表明PBDEs在水库沉积物中的空间分布变异大于水文期变化.PBDEs自然降解从河流到入库区再到库中区逐渐增加,且各级还原脱溴速率不同,部分BDE因其继续降解速率较慢而累积.丰度比值法研究表明,低溴BDE主要源自十溴二苯醚的逐级还原脱溴自然降解.Deca-BDE降解产生的Nona-BDE约70%以上可较快降解生成Octa-BDE,BDE-208约85%源自BDE-209的降解,从Octa-BDE到Penta-BDE的降解过程中,部分Octa-BDE和Hexa-BDE同系物因降解较慢而累积,Penta-BDE到Tri-BDE降解率在70%以上.     

基于LUR模型的2019年北京地区PM2.5与PM10浓度空间分异模拟

在城市区域内,空气污染物的浓度在小范围内存在显著差异,而离散的地面监测点分布不均匀,且监测范围有限,无法满足污染物暴露评估等研究的需求.本研究基于GIS空间分析和多元逐步回归的模型构建的方法,建立了土地利用回归（LUR）模型,并模拟了北京市2019年PM_2.5和PM₁₀浓度的空间分布特征.选择土地覆盖数据、气象数据（风速、降水、温度）和植被覆盖度数据等预测变量,以研究区34个监测站点为中心建立0.1~5 km共7个系列缓冲区,表征不同尺度下各变量对PM_2.5和PM₁₀浓度的影响.研究结果表明：①进入PM_2.5回归模型中的变量有：年均风速、温度、降水量和周围中等植被覆盖、耕地和不透水面的面积;进入PM₁₀回归模型中的变量有：年均风速和周围中等植被覆盖的面积.两个模型的调整R²分别为0.829和0.677,模型精度较高.②抑制污染物浓度的变量,影响力随着空间范围扩大而增强;使污染物浓度增加的变量,影响力随着空间范围缩小而增强.③浓度模拟结果显示,PM_2.5和PM₁₀在西北部山区浓度较低,南偏东的城区浓度较高,并且向南有逐渐增加趋势.4植被覆盖度这一变量不仅进入了上述两个方程,且影响力都强于其他土地利用类型,故以后的模型改进应该考虑植被覆盖度这一因素.