不同模式版本对长三角区域大气污染物模拟结果对比评估

选取2015年1、4、7、10月(分别代表冬、春、夏、秋4季),应用CMAQv4.7.1和CMAQv5.1模式模拟长三角区域的空气质量,对比了NO2、SO2、O3、PM2.54个常规污染物的模拟结果,表明CMAQv5.1对NO2、SO2和PM2.5的模拟效果优于CMAQv4.7.1,而CMAQv4.7.1的O3模拟效果优于CMAQv5.1;CMAQv5.1的NO2模拟值更接近地面观测值,比起不同版本的化学机制对NO2模拟效果的影响,NO2的模拟偏差受排放高估的影响更大;2个版本SO2的模拟值差距较小,且都与地面观测值之间差异较小;CMAQv5.1 PM2.5的模拟值比CMAQv4.7.1更接近观测值,气溶胶模块机制的更新(例如新增细分的PM2.5模式物种和部分二次有机气溶胶生成机制的改进等)对PM2.5模拟效果的改善显著;CMAQv5.1的O3模拟值比CMAQv4.7.1高,CMAQv5.1的O3模拟值在O3观测值的高值时段更接近观测值,而CMAQv4.7.1的O3模拟值在低值时段更接近观测值,CMAQv5.1在日最大8小时平均(MDA8)O3观测浓度超标日的O3模拟效果相比CMAQv4.7.1有一定程度的改善,但在非超标日模拟效果变差,CMAQv5.1的O3模拟效果总体相比CMAQv4.7.1并未得到有效提升。提出,未来针对低值时段和低值区域的O3模拟机制的改进将进一步提升O3模拟效果。     

大气气溶胶酸式硫酸盐的FTIR研究

在详细分析了硫酸盐和酸式硫酸盐的红外光谱特征的基础上,利用傅利叶变换红外光谱仪,ＫＢｒ压片的制样方式,选择７５０－５００ｃｍ＾－１作为定量范围,对１９９４年春,夏、冬和１９９５年春季北京中关村地区气溶胶样品中的ＳＯ４＾２－和ＨＳＯ４＾－进行了定量测定,ＳＯ４＾２－和ＨＳＯ４＾－在大气中的含量分别为２．５６至６０．４μｇ＝ｍ＾３和未检出至５．７μｇ／ｍ＾３,从而建立了直接测定大气气溶胶中酸式硫酸盐的     

Plankton community composition in the Three Gorges Reservoir Region revealed by PCR-DGGE and its relationships with environmental factors

To explore the relationships between community composition and the environment in a reservoir ecosystem, plankton communities from the Three Gorges Reservoir Region were studied by PCR-denaturing gradient gel electrophoresis fingerprinting. Bacterial and eukaryotic operational taxonomic units （OTUs）, generated by DGGE analysis of the PCR-amplified 16S and 18S rRNA genes, were used as surrogates for the dominant ＂biodiversity units＂. OTU composition among the sites was heterogeneous; 46.7% of the total bacterial OTUs （45） and 64.1% of the eukaryotic OTUs （39） were identified in less than half of the sampling sites. Unweighted pair group method with arithmetic averages （UPGMA） clustering of the OTUs suggested that the plankton communities in the Xiangxi Rive sites were not always significantly different from those from the Yangtze River sites, despite clear differences in their environmental characterizations. Canonical correspondence analysis （CCA） was applied to further investigate the relationships between OTU composition and the environmental factors. The first two CCA ordination axes suggested that the bacterial community composition was primarily correlated with the variables of NO3^--N, dissolved oxygen （DO）, and SiO3^2--Si, whereas, the eukaryotic community was mainly correlated with the concentrations of DO, PO4^3--P, and SiO3^2--Si.     

2000—2015年三江源区生态系统服务评估

生态系统服务的定量评估是生态系统服务管理的基础,对开展自然资源资产化管理、生态补偿等生态文明建设具有重要意义。三江源区是我国重要生态安全屏障,开展三江源区生态系统服务评估,明晰其价值,有助于三江源区生态环境保护。依托卫星遥感影像、地面生态监测、统计数据等,分析2000年、2005年、2010年和2015年三江源区径流调节、水源供给、土壤保持、生态固碳、物种保育等生态系统服务。结果表明:15年间,三江源区生态环境保护和建设的力度不断加大,生态系统服务整体向好;生态系统服务价值从2000年的4 805.58 亿元增至2015年的5 379.79 亿元,增加幅度为12.5%;2000年、2005年、2010年和2015年单位面积生态系统服务价值分别为121.66、123.43、141.49和136.20 万元/km²;与2000年相比,2015年55.5%的区域生态系统服务价值明显提高,42.4%的区域变化不明显,仅2.1%的区域明显降低。     

长三角一体化区域开发强度与生境质量协调状况及演化规律探析

探索长三角一体化区域开发强度与生境质量协调状况及演化规律,对制定或修改其生态绿色一体化及高质量发展的规制方略具有重要意义。基于Landsat卫星遥感土地利用解译及统计数据,运用In VEST模型及主成分分析综合评价方法,测算长三角一体化区域2005—2020年生境质量和开发强度指数;采用耦合协调模型,对二者间协调状况进行考察;采用曲线回归分析方法,探索二者间的演化规律。结果表明：长三角一体化区域开发强度指数由2005年的0.383 3攀升至2020年的0.783 3,生境质量由2005年的0.504 9降至0.493 7;二者间协调度由2005年的0.663 3攀升至2020年的0.788 6,多年均值为0.734 7,处于中度协调状态;二者间呈现开口向上的二次抛物线演化关系,“十四五”期间,其轨迹仍处于抛物线左半支,开发强度与生境质量矛盾将进一步加剧,生态绿色一体化与高质量发展将面临较大挑战。

     

京津冀地区生态系统服务价值时空变化及驱动因子分析

基于京津冀地区2000年、2010年和2018年土地利用分类数据,通过分析土地利用结构及其动态变化、构建生态系统服务价值（ESV）模型,探究京津冀地区13个地市ESV的时空演变,运用地理探测器分析京津冀地区ESV驱动因子。结果表明：1）2000—2018年,耕地是京津冀地区最主要的土地利用类型,建设用地是面积和动态度变化最剧烈的土地利用类型。2）2000—2018年京津冀地区ESV呈先下降后上升趋势,调节服务与支持服务始终是京津冀地区生态系统服务的核心功能,其中水文调节的贡献率最大。3）从时间上看,京津冀地区地均生态系统服务价值（AESV）变化不大。从空间上看,京津冀地区AESV空间分布差异明显,高值区主要分布在冀北和京津地区,低值区主要分布在中南部的平原地区。京津冀各地市AESV的变化较为明显,大多数地市呈减少趋势。4）各土地利用类型的敏感性指数均小于1,其中林地的敏感性指数最高,对ESV的影响最大。5）地理探测器分析表明,京津冀地区AESV在空间上的分布差异受到区域自然因子、经济因子和社会因子共同作用,其中高程、地均GDP、人口密度等因子的贡献率较大,不同驱动力之间的交互作用对京津冀地区AESV的空间分异影响明显增强。

     

太湖流域肥料施用策略调整对典型作物系统氮磷流失的影响

太湖流域种植业肥料施用强度普遍较高，且以化学肥料为主要形态.因肥料投入不适宜，种植业氮、磷流失问题显著.2015年以来，各地区积极对种植业肥料施用策略进行调整，但当前工作主要基于粮食作物系统且仍停留在化肥施用总量削减和有机肥施用面积提升层面上，缺少菜地、果园、茶园作物系统的相关数据以及对农业环境问题的响应.对此，以苏州市吴中区为太湖流域典型农区代表，研究2019～2021年稻田、菜地、果园和茶园这4类作物系统肥料策略调整对氮、磷流失的影响.结果表明，肥料源养分投入强度的调控是决定氮、磷流失的关键；适宜的有机肥替代比例有助于降低氮、磷流失风险，但有机肥施用需考虑时机并尽可能搭配农用机械.肥料效率是兼顾农业生产过程环境友好、生产主体经济效益的核心，也是后期肥料施用策略调整的导向.稻田系统的肥料施用策略调整应重视养分中不同元素配比，菜地系统应以种植结构调整为抓手，茶园、果园系统可从复合系统视角制定同时满足茶、果生长的施肥策略，助力构建满足农业绿色发展需求的作物系统.     

三峡库区消落带表层沉积物生物标志物时空变化与来源分析

受三峡大坝季节性“蓄水-放水”影响,三峡库区消落带每年呈“淹没-落干”周期性变化,库区内有机质环境地球化学过程也随之改变.基于此,于2018年3月和9月带采集淹没期和落干期表层沉积物成对样品(n=16×2=32),GC-MS分析生物标志物(正构烷烃、未分离复杂混合物、藿烷和甾烷),探讨不同时期有机质时空变化与来源组成.结果表明,落干期和淹没期正构烷烃(C₁₀~C₄₀)浓度分别为(14.09±4.05)μg/g和(16.25±3.91)μg/g,UCM为4.28~28.62μg/g,表明存在石油烃类污染.正构烷烃短链与长链比(L/H)在落干期和淹没期平均值分别为(0.90±0.56)、(0.74±0.15),指示落干期为低等生物与陆源高等植物的混合有机质输入,淹没期则以陆源输入为主.碳优势指数CPI平均值分别为(1.66±0.32)、(1.70±0.33),指示化石燃料与高等植物的混合贡献.正构烷烃主峰碳数(Cmax)与浓度特征揭示落干期藻类、细菌和水生植物源输入比淹没期高.库区上游多以水生、高等植物源为主,而下游则以细菌、浮游藻类低等输入居多.藿烷类(C₂₇、C₂₉~C₃₂) Ts/Tm,C₃₁(S/S+R)以及甾烷类(C₂₇~C₂₉) C₂₉ααα S/(S+R)比值结果均可指示高成熟度石油烃输入.主成分分析结果表明落干期以石油源和水生、陆生植物源混合输入为主,淹没期以低等生物与水生植物混合源输入居多.本研究探讨了季节性水位调节对消落带沉积物生物标志物的影响机制,获得了示踪信息,为进一步研究库区生物标志物环境地球化学循环提供基础数据.