2013-2017年成都冬季空气质量状况改善评估

利用2013—2017年冬季成都市国家环境监测子站PM_(2.5)小时数据,结合MICAPS常规气象观测数据及ERA-interim再分析资料,对成都市2013—2017年冬季空气质量状况、气象条件及近10年大气扩散能力进行综合评估.结果发现,2013—2017年成都冬季12月末—1月初易发生持续性重污染事件,2015—2017年冬季持续性重污染事件总天数较2013—2014年有所减少,2013年冬季PM_(2.5)浓度值最高,达到(149.3±72.2)μg·m~(-3),2015年最低((80.7±44.1)μg·m~(-3)),5年内冬季PM_(2.5)浓度值呈波动下降趋势,下降率为9.65%,成都市冬季空气质量状况总体有所改善.2013—2017年成都冬季日降水量清除率表明,大于1 mm的降水对PM_(2.5)有明显清除作用,而弱风和低边界层(加权平均)对PM_(2.5)的累积效应显著,2013和2016年空气质量较差由于累积气象主控导致,2015年空气质量较优是由于清除气象主控.综合PM_(2.5)浓度、边界层高度、地面风速和降水等因子,使用2498个有效样本构建成都地区冬季空气停滞气象条件阈值经验公式,为地面风速小于2.2 m·s~(-1)、边界层高度小于520 m且无有效降水(日降水量1 mm).以2015年冬季大气扩散条件为基准,量化同等扩散条件下减排对PM_(2.5)的影响,结果显示减排有效,但近10年成都地区大气扩散能力有所下降,说明今后大气污染防控将面临更大的挑战.     

华北平原农田管理措施对冬小麦-夏玉米轮作系统N2O和CH4排放的影响

华北平原是我国重要的粮食生产基地,其农业生产对N_2O和CH_4也具有重要影响.本研究设置包括3类不同农田管理措施的田间试验,即免耕(No-tillage,N)/旋耕(Rotary,T)、秸秆清茬(Cleaning,S0)/还田(Straw,S1)以及不同氮肥水平(常规氮肥(F2),优化氮肥(F1)和空白处理(F0)),分析对产量、N_2O和CH_4排放的影响以及与土壤性状的关系.结果表明,优化氮肥能保持和当地常规氮肥水平相同的粮食产量,同时可以有效降低温室气体CO2-eq(45.4%).秸秆还田可以显著降低N_2O的排放,其中在夏玉米季效果尤为明显.施用氮肥能够抑制土壤对CH_4的吸收.夏玉米季是N_2O排放的主要时期(N_2O累积排放占全年的59%~78%).土壤NO-3含量、WFPS和土壤温度都对N_2O有显著影响.主效应和交互作用分析证明,氮肥水平对两季作物产量、秸秆还田对冬小麦的产量有显著影响;耕作方式与氮肥水平、秸秆还田分别对两季作物产量和CH_4有极显著的交互作用,秸秆处理和氮肥水平对CH_4排放和冬小麦产量有显著的交互作用;三因素的交互作用体现在对冬小麦产量和两季作物的总产量有显著影响.在华北平原当前氮肥水平上降低30%仍能维持和当地常规农业管理措施相同的作物产量,降低N_2O和CH_4排放45%以上,秸秆还田体现出降低N_2O排放以及长期提高土壤有机碳水平的效益.     

三江平原不同土地利用方式下凋落物对土壤呼吸的贡献

运用Li-6400土壤呼吸配套系统研究了三江平原沼泽湿地不同土地利用方式下保留和去除凋落物的土壤呼吸特征,进而分析了不同土地利用方式下凋落物对土壤呼吸的贡献及其与凋落物输入量和环境因子(温度、降水等)之间的相互关系.结果表明,整个生长季4种土地利用方式下凋落物对土壤呼吸的平均贡献量在-0.21~0.64μmol/(m2.s)之间,贡献率表现为小叶章草甸湿地(14%)人工林地(12%)大豆田(8%)退耕还湿地(-5%).其中,退耕还湿后凋落物对土壤呼吸的贡献表现为负值,减少了土壤呼吸的排放,表明凋落物对土壤呼吸的贡献可能最终取决于凋落物分解与屏蔽作用之间的平衡.除大豆田外,不同土地利用方式下凋落物对土壤呼吸的贡献均与10 cm地温达到了极显著相关关系(p0.01).另外,降雨的影响与凋落物输入密切相关,表明凋落物除自身分解外,还可能参与到气候变化的生态效应中.     

成都市用地规模与土地的有效利用

根据成都市土地资源和人口状况,本文分析了城镇工矿用地和未来社会经济发展对土地的需求,提出了合理控制城市用地规模及有效利用土地的对策．     

成都地区慈竹生长状况及其与环境因子关系的初步分析

通过对成都市城区边缘及郊区6个样地慈竹林竹株的实地观测和取样分析,发现成都市城区边缘及青白江区的慈竹普遍生长不良,不同竹龄竹株的高度和胸径都比无郊崇州市怀远的慈竹要小,发育不良竹株竹杆内硅的含量显著高,初步分析硅的过多积累可能是慈竹竹杆脆化的一个明显指标;发育不良的慈竹竹杆含水量也普遍比生长状况好的慈竹竹杆含水量高。从样地土壤样品分析发现,慈竹生长不良的样地土壤偏酸或者偏碱。成都市区的降水普遍偏酸,降水中过高的SO4^2-,NO3^-,Cl^-和F^-离子成分也可能是导致慈竹生长不良的环境因素。     

成都犀池拟浮丝藻水华成因探析

拟浮丝藻是我国水华蓝藻的一个新记录属,我国对此类水华缺乏研究,成都也未曾有此类报道。2008年7~8月,在原成都世界乐园犀池内首次暴发了大规模拟浮丝藻水华。为了解犀池拟浮丝藻水华的成因,对犀池2007~2008年监测资料进行了分析,研究表明:犀池富营养化正以每年平均8.1%的速率不断加剧,大规模发生拟浮丝藻水华的营养指数临界值为85,水温为25℃~30℃,pH=8.2~8.8,较小的氮磷比值(TN∶TP=10)有利于拟浮丝藻水华生长。     

成都市城区PM2.5中二次水溶性无机离子污染特征

2009年4月~2010年1月在成都市城区采集131个PM2.5样品,应用离子色谱法对PM2.5中二次水溶性无机离子(NH+4、NO-3和SO2-4)含量进行分析,并探讨其污染特征.结果表明,PM2.5中NH+4、NO-3和SO2-4的平均浓度值分别为(10.4±8.6)、(19.7±14.6)和(32.8±21.8)μg·m-3,分别占PM2.5质量的(5.5±2.8)%、(11.1±3.5)%和(19.3±6.4)%,三者总和占PM2.5质量浓度的(35.9±12.7)%.PM2.5中NH+4、NO-3和SO2-4的季节变化特征明显,夏、冬两季NH+4、NO-3和SO2-4的浓度均为SO2-4>NO-3>NH+4,其总和占PM2.5质量浓度的百分比为冬(44.3%)>夏(39.4%).相关分析结果显示,NH+4、NO-3和SO2-4在成都主要以NH4HSO4、(NH4)2SO4和NH4NO3形式存在;NO-3/SO2-4比值表明,成都市大气中硫和氮的主要来源以固定源为主;硫氧化速率和氮氧化速率的年均值分别为:0.33±0.12和0.19±0.09,表明成都市PM2.5中SO2-4和NO-3主要经二次转化形成.     

2016~2017年采暖期华北平原东部PM2.5组分特征及来源解析

为掌握华北平原东部地区大气细颗粒物(PM_(2.5))的污染特征与来源,本研究对2016年和2017年这2年采暖期衡水市、沧州市、济南市、德州市、滨州市、淄博市和聊城市的大气细颗粒物、组分特征和来源进行对比分析.结果表明,2016年和2017年采暖期该区域ρ(PM_(2.5))日均值分别为137. 23μg·m-3和111. 83μg·m-3,分别超过《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)日均二级标准限值1. 8倍和1. 5倍;水溶性离子质量浓度分别占ρ(PM_(2.5))的53. 32%和47. 04%,二次无机离子(SNA)为主要离子组分; NO_3-/SO_24-比值从1. 35上升至1. 60,同时Cl-浓度下降,表明燃煤源贡献降低;二次有机碳(SOC)在有机碳(OC)中的占比分别为71. 63%和55. 35%,说明该区域二次有机碳占比明显降低;特征元素Fe/Al、Ba/Ni对比分析表明,2017年采暖期机动车源和扬尘源贡献同比上升;后向轨迹结果表明,该区域污染气团主要源于西北方向,但来源于江苏、安徽等地的污染气团携带的颗粒物浓度最高.     

基于城市冠层模式的成都市静稳天气气象场模拟研究

目前城市气象场数值模拟结果与实际情况有一定误差.本文基于Landsat 8高分辨率遥感数据提取采用局地气候分区（LCZ）的城市下垫面,结合WRF模式自带下垫面分类建立了成都市精细分类下垫面,并利用WRF自带的城市冠层模式,设计了7种方案对成都市静稳天气的气象场进行了模拟分析,并结合实际监测数据对模拟结果进行了评估,对比分析了城市冠层模式和精细分类下垫面对成都市静稳天气带来的影响.研究发现：①精细化分类下垫面结合了USGS下垫面和局地气候分区数据的优势,较为准确的反映了成都的下垫面环境;②精细分类下垫面对建筑物的形态特征进行了描述,加大了地表粗糙度,能够模拟出建筑物对风的阻挡作用以及城市风场不连续、随机性强的特性;③城市冠层模式优化了静稳天气过程中城市风、温度和湿度的模拟结果,多层城市冠层模式的模拟结果优于单层城市冠层模式.因此,在成都市对污染物扩散不利的静稳天气使用多层城市冠层模式并结合精细分类下垫面将大大提高模拟精度,进而提高空气质量预报.     

不同开垦年限湿地土壤铁变化特征研究

以三江平原不同开垦年限的湿地土壤为对象,研究了土壤全铁含量、氧化铁游离度、活化度和络合度的时空变化趋势.结果表明,耕层(0～20 cm)土壤较中下层(20～100 cm)土壤、开垦初期(0～1a)较开垦后期(1～25 a)铁所受影响更为显著.土壤全铁与有机质呈极显著负相关,相关系数为-0.620,而与全磷和pH值的相关程度较低.土层1(0～10 cm)全铁含量于开垦前7 a快速增长,13 a后趋于平稳;而土层2(10～20 cm)的快速增长期为8 a,15 a后进入平稳期.土层1比土层2的响应时间更短,规律性更强.土壤氧化铁的游离度在开垦之后迅速升高,而后降低再升高.活化度和络合度随开垦年限的增加都呈指数衰减趋势,其中土层1的活化度在开垦前4 a迅速降低,6 a后趋于平稳,土层2的活化度则在开垦1 a内迅速降低而后一直保持平稳;而络合度的上述年限分别为6 a、14 a和2 a.土壤中全铁的相对含量、氧化铁的活化度和络合度的拟合方程都可反推出土壤的开垦年限,可见铁对土壤环境变迁具有一定的指示作用.