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.     

下辽河平原多熟种植农业生态模式知识库研建

本文以下辽河平原为背景,应用专家系统开发工具建立了多熟种植农业生态模式知识库,提出了建立该专家系统知识库的步骤：包括知识获取、知识表达、编码及证实。该专家系统知识库的建立能将有关多熟种植领域的专门知识和领域专家的经验以可接受的方式传递给农业决策者,从而提高农业决策的自动化和科学化。     

垦殖方式对小叶章湿地表土团聚体有机碳分布的影响

研究了2种垦殖方式对三江平原小叶章湿地表土团聚体及其有机碳分布的影响.结果表明,垦殖后,粒径>0.25mm的大团聚体呈降低趋势,大豆田中0.053~0.25mm微团聚体增加;水稻田中主要增加的是1mm及0.053~0.25mm团聚体有机碳含量降幅均呈现大豆田大于水稻田,水稻田>大豆田,小叶章湿地>大豆田>水稻田.水稻田比大豆田土壤有机碳储量稍高,但其微团聚体有机碳储量及其占土壤有机碳储量的比例低于大豆田,开垦为大豆田比开垦为水稻田有利于土壤有机碳长期存留.     

季节性冻融期沼泽湿地CO2、CH4和N2O排放动态

三江平原季节性冻-融时间长达7～8个月,对沼泽湿地温室气体排放有重要影响.采用静态箱/气相色谱法研究了三江平原冻、融期沼泽湿地温室气体排放特征,表明三江平原不同类型沼泽湿地冬季都有明显的CH₄和CO₂排放,且冬季沼泽湿地CH₄排放量在全年CH₄排放中占有重要份额.融冻期沼泽湿地出现明显的CH₄和CO₂排放峰值,季节性积水沼泽化草甸CH₄和CO₂排放量大于常年积水沼泽湿地,而冬季常年积水沼泽湿地CH₄排放通量大于季节性积水沼泽化草甸.融冻期CO₂排放通量与土壤温度(5cm)呈指数相关关系(R²=0.912,p<0.001),沼泽湿地CO₂排放通量与CH₄通量间也呈显著正相关关系(R²=0.751,p<0.001).冬季三江平原沼泽湿地是N₂O的汇,融冻期随着土壤温度升高逐渐成为N₂O的源,且在5月份沼泽湿地表层土壤(0～20cm)融冻期间N₂O排放通量明显增大.三江平原土壤冻、融期间沼泽湿地温室气体的排放特征,反映了冬季微生物活性的存在及融冻作用对土壤碳矿化和氮硝化、反硝化作用有重要影响.     

Understanding unusually high levels of peroxyacetyl nitrate (PAN) in winter in Urban Jinan, China

Peroxyacetyl nitrate(PAN), as a major secondary pollutant, has gained increasing worldwide attentions, but relevant studies in China are still quite limited. During winter of 2015 to summer of 2016, the ambient levels of PAN were measured continuously by an automatic gas chromatograph equipped with an electron capture detector(GC–ECD) analyzer at an urban site in Jinan(China), with related parameters including concentrations of O3, NO, NO_2, PM_(2.5), HONO,the photolysis rate constant of NO_2 and meteorological factors observed concurrently. The mean and maximum values of PAN concentration were(1.89 ± 1.42) and 9.61 ppbv respectively in winter, and(2.54 ± 1.44) and 13.47 ppbv respectively in summer. Unusually high levels of PAN were observed during severe haze episodes in winter, and the formation mechanisms of them were emphatically discussed. Study showed that high levels of PAN in winter were mainly caused by local accumulation and strong photochemical reactions during haze episodes, while mass transport played only a minor role. Accelerated photochemical reactions(compared to winter days without haze) during haze episodes were deduced by the higher concentrations but shorter lifetimes of PAN, which was further supported by the sufficient solar radiation in the photolysis band along with the high concentrations of precursors(NO_2, VOCs) and HONO during haze episodes. In addition, significant PAN accumulation during calm weather of haze episodes was verified by meteorological data.     

河套平原O3浓度时空分布、传输路径及潜在源贡献分析

基于2005—2020年OMI遥感卫星O₃柱浓度数据,结合河套平原23个国控点环境自动监测站大气污染物数据和全球资料同化系统（GDAS）气象资料,探讨河套平原O₃污染时空分布特征、气象因素、传输路径和潜在来源.结果表明：（1）2005—2020年河套平原O₃柱浓度年均值波动上升,年均增长率为2.95%,季节变化表现为春季>冬季>夏季>秋季;（2）空间分布方面：高值区主要分布在东北部地区,南部城市低于北部城市;（3）河套平原地区O₃浓度与气温、日照呈显著正相关,与气压呈显著负相关,而降水、相对湿度、风速对O₃浓度影响具有显著的区域性差异;（4）基于后向轨迹HYSPLIT模型对河套平原地区污染严重城市鄂尔多斯市进行分析,发现远距离气流传输主要来自西北方向,近距离气流传输主要来自西南方向;O₃主要潜在贡献源区存在一定的季节差异：春季主要来自陕西北部与包头市,夏季主要来自陕西北部与山西西部,秋季主要来自内蒙古西部与宁夏银川市、陕西北部,而冬季则主...     

华北高产农田长期不同耕作方式下土壤呼吸及其季节变化规律

对华北平原高产农田生态系统2004年的土壤呼吸状况进行了分析,探讨了不同耕作方式下土壤呼吸量的季节变化规律.结果表明,土壤呼吸量的季节变化趋势与当地气候状况紧密相关,在暖温带半湿润大陆性季风气候的影响下,该地春季干旱,夏季雨热同期,土壤呼吸量春季缓慢升高,峰值出现在温度、降水均较高的7月,最大值约为20 g·m-2·d-1(以CO2计),之后逐步回落.不同的耕作措施能够影响土壤呼吸量,本试验研究的3种因素对土壤呼吸量有显著影响(p＜0.01),播种前先翻耕30 cm、播种后覆盖麦秸、不施氮素、施磷75 kg·hm-2·a-1的处理土壤呼吸量最高.5 cm、10 cm地温是影响土壤呼吸的重要因素,土壤呼吸对5 cm地温的敏感性更强,指数方程的模拟较好地表明了土壤呼吸与地温的关系.     

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.     

平原河网区水源地异味物质应急监测案例分析

平原河网区河流纵横交错,污染物质的迁移途径复杂多变,其内水源地突发性污染事故的应急监测难度大。以江苏省近期发生的一起水源地污染事故为典型案例,分析了污染物浓度沿程的变化特征以及典型断面污染物浓度的变化特征,总结事件处置的经验,为同类事件的处理提供借鉴。     

三江平原湿地典型植物群落氮的积累与分配

采用野外采样和室内分析结合的方法,研究了三江平原湿地典型植物群落氮的积累与分配特征。结果表明,小叶章（Calamagrostics angustifolia）、乌拉苔草（Carex meyeriana）和毛苔草（Carex lasiocarpa）群落地上器官氮含量不存在显著差异,根的氮含量存在显著差异,枯落物的氮含量表现为乌拉苔草群落〉小叶章群落〉毛苔草群落（p〈0.01）。小叶章、乌拉苔草和毛苔草群落不同部分的氮积累量和积累速率（VN）季节变化明显,三者地上器官、枯落物的氮积累量和VN表现为乌拉苔草群落〉小叶章群落〉毛苔草群落;三者根的氮积累量表现为小叶章群落〉毛苔草群落〉乌拉苔草群落,VN表现为毛苔草群落〉小叶章群落〉乌拉苔草群落。小叶章、乌拉苔草和毛苔草群落不同部分的氮分配比在各时期差异明显,根是重要的氮储库,其分配比高达（87.76±2.55）%、（79.84±7.53）%和（89.25±5.49）%;地上部分的氮分配比均以叶最高,茎较低;地上与地下的氮分配比呈相反变化规律,反映了其在氮供给方面的密切联系。