中国天山过去43年大气环境变化:来自冰芯草酸根记录的证据

中、低纬度地区山地冰川有机酸记录的研究是目前国际冰芯地球化学研究的前沿之一。中国天山乌鲁木齐河源一号冰川为一中纬度山地冰川。对其冰芯的草酸根含量的分析显示,其冰芯所记录的过去43 年草酸根变化的总体特征是在一个背景值基础上存在着含量的突变峰值。草酸根的背景值含量在1 ng/g左右,在部分冰芯段,其含量甚至低于测试分析的检测限;而大多数草酸根峰值的含量都达到或超过了10 ng/g。草酸根的平均含量为3.6 ±9.2 ng/g ( x±1σ, N=534),其中70%以上由峰值构成。50年代后期是草酸根的一个低值期,平均含量略高于本底值;至60-70年代达到最高值,平均含量为5.0ng/g;80年代草酸根平均含量又下降到接近50 年代后期的水平;至90年代回落到本底值附近。草酸根的主要来源是人类活动对大气所造成的污染。其过去43 年平均含量的变化大致与中国西部工业和环境保护事业的发展历程相一致,是西部区域大气污染变化的一种反应。     

新疆博格达山北坡表土花粉散布特征

基于博格达山北坡68个表土样品花粉组合特征,对比植物群落样方调查结果,借助聚类分析、主成分分析方法,探讨了表土花粉组合与现代植被分布的关系。研究表明,(1)博格达山北坡表土花粉可划归5个不同植被带,湿度是影响其分布的主要因素,藜科(Chenopodiaceae)、蒿属(Artemisia)、云杉属(Picea)花粉分布受气流影响显著,忽略它们对其他植被带花粉组合的干扰,表土花粉与现代植被分布对应良好。各植被带均有其特有的花粉组合方式,山地荒漠带藜科-蒿属组合占绝对优势,山地草原带演替为蒿属-藜科-禾本科(Poaceae)-蔷薇科(Rosaceae)组合,山地森林带以云杉属-桦木属(Betula)-蒿属-藜科-禾本科为主,高山草甸带以蒿属-云杉属-藜科-莎草科(Cyperaceae)组合为特征,高山垫状植被带表现为蒿属-藜科-蔷薇科-云杉属组合。(2)草本植物花粉含量(62.7%)优势明显,乔、灌木(37.3%)次之。蒿属(23.1%)、藜科(21.5%)、云杉属(18.1%)、莎草科(9.4%)、禾本科(8.6%)、桦木属(5.7%)、蔷薇科(5.3%)等科(属)含量高、变幅大,为最主要的花粉类型,可作为古气候研究的重要依据,藜科、蒿属产量大、易传播,表现出超代表性,云杉属代表性较好,莎草科则受自身结构及保存条件等多重因素影响呈低代表性。(3)蒿属/藜科(A/C)比值不仅能将山地荒漠带、山地草原带区分开,还能指示研究区域湿度变化,古环境重建时可作为区域有效湿度的代用指标。     

天山北坡经济带城市NO2污染的时空分布特征

基于2015—2020年近地面NO₂质量浓度数据和2019年哨兵-5P TROPOMI卫星探测的对流层NO₂柱浓度数据,采用相关性分析、趋势分析等方法探究新疆天山北坡经济带6个城市NO₂污染的时空分布特征。结果表明：（1）从年均值来看,天山北坡经济带NO₂质量浓度总体呈下降趋势,尤其2018—2020年下降明显。其中乌鲁木齐NO₂质量浓度值最高、博乐最低。（2）从季度均值和月均值来看,各城市NO₂质量浓度季节变化明显,其中夏季最低、冬季最高;月均值呈“中间低、两头高”的变化特征。（3）从日均值来看,各城市NO₂质量浓度大多呈现双峰型分布,分别出现在早上10:00和晚上23:00。（4）从空间分布来看,NO₂柱浓度高值区多分布在人口密集和工业发达的城市地区,尤其是乌鲁木齐、昌吉、五家渠、石河子污染最为严重。     

2014~2016年京津冀沿山城市空气质量首要污染物特征分析

对北京、保定、石家庄、邢台和邯郸这5个京津冀太行山沿山城市2014~2016年空气质量首要污染物进行分析,探讨其空间分布特征和时间变化趋势.结果表明,北京首要污染物由主到次为PM_2.5、O₃-8h、NO₂和PM₁₀,其他4个城市首要污染物排序为PM_2.5、PM₁₀、O₃-8h、NO₂、SO₂和CO.在空间分布上,各城市PM_2.5首要污染物天数比例3 a均值相当（53.3%~58.1%）,但从北向南,5个城市PM₁₀天数比例基本呈上升趋势,而O₃-8h反之.除邯郸PM_2.5首要污染物天数比例逐年明显下降外,其他4个城市的天数比例年际变化幅度较小;2016年石家庄、邢台和邯郸O₃-8h天数比例均显著上升.各城市PM_2.5和O₃-8h首要污染物天数月变化曲线分别呈"W"型和"倒U"型,PM₁₀首要污染物天数在3~5月出现明显高值区.从良至严重污染,各城市PM_2.5和PM₁₀首要污染物天数比例之和随空气质量级别逐级递增,其中PM₁₀天数比例逐级下降,而PM_2.5表现相反;O₃-8h首要污染物天基本出现在良至中度污染级别,且总体上逐级下降;NO₂仅在良级天有较高的天数比例贡献.     

秦岭植被覆盖时空变化及其对气候变化与人类活动的双重响应

论文基于MODIS-NDVI数据、DEM及气象数据,辅以趋势分析、多元回归残差法、偏最小二乘回归法,反演了秦岭地区2000—2015年植被覆盖度及分析了其“格局—过程—趋势”的变化特征,探究了其对气候变化与人类活动的双重响应机制。结果表明：1）秦岭地区近16 a来植被覆盖度呈显著上升趋势,增速为2.77%/10 a,呈“中间高、周边低,西部高、东部低,南坡高、北坡低”的空间格局,植被覆盖度随海拔的升高在2 200 m左右达到最大,700~3 200 m达0.7以上,1 300~2 700 m达0.9以上,3 400 m以上为0.5以下的低值区;2）秦岭地区的植被覆盖与气候因子的响应关系存在明显的空间差异,对气温的响应总体上没有明显的时滞效应,而与降水的响应存在以滞后1个月为主的时滞效应;3）人类活动对秦岭地区植被变化的作用日趋增强,且以正向作用为主,主要分布在东部地区,而负向作用则分布于中部和西部地区;4）秦岭地区植被变化是气候变化和人类活动共同作用的结果,影响因子对植被覆盖变化的解释能力依次为人类活动>降水>气温>潜在蒸散量。     

秦岭北麓平原对全球变暖的响应及其对果业发展的影响研究

论文分析了秦岭北麓8县的近41年的气候变化规律,发现该地区气候变化趋势与全国和全球相似,向暖干化方向发展。采用近41年气候特征值对苹果适宜性进行评价,发现该地区并不是苹果生长的适宜区。夏季高温、较高的相对湿度和较短的日照时数是苹果生长的不利因素。结合目前的气候变化趋势,推论出该地区苹果的病虫害将会加重,苹果质量将进一步下降。地区果业发展中,减少苹果栽种面积和优化果品生产结构仍然具有一定潜力。     

祁连山区水资源及其对河西走廊生态环境的影响

根据甘肃省河西地区石羊河、黑河和疏勒河三大内陆水系的祁连山区流域水资源和出山径流量，详细地计算了河西走廊各县市绿洲的实际年水资源。从生态平衡角度出发，确定了各县市绿洲和农田的生态需水量。据此，计算出基本能保持各县市自然生态平衡的绿洲和农田的适宜面积。     

阿尔泰山西伯利亚云杉多种树轮宽度年表研制及其气候响应研究

利用树轮图像分析法,获取了阿尔泰山较低海拔西伯利亚云杉（Picea obovata）的全轮、早材和晚材树轮宽度数据,并建立三种树轮宽度年表。通过对树轮宽度年表统计特征及年表与气候因子的相关分析发现：早材生长对气候变化的敏感性更强,而晚材宽度中含有的气候信息相对较少。三种年表对气候因子的响应结果较为一致,但也存在一定的差异性。水分是研究区树木径向生长的主要限制因子。其中,全轮和早材年表与上年7月至当年6月的总降水量正相关性最高（p<0.01）,晚材年表与当年4月至7月总降水量正相关性最高（p<0.01）。上年降水量的滞后效应对早材生长的影响比晚材更大。滑动相关分析结果显示,降水量对树木径向生长的影响呈减弱趋势。     

旅游干扰下五台山不同植被景观区物种多样性特征

利用双向指示种分析方法(Two-way indicator species analysis,TWINSPAN)和6个物种多样性指数,研究了旅游干扰下五台山不同植被景观区物种多样性的特征.结果表明:1)TWINSPAN将所有样地划分为9类植被景观区,从Ⅰ区到Ⅸ区,随着旅游干扰程度的增加,植被景观大致由乔灌草区向灌草区、草本区和居民区方向变化.2)乔木层物种的丰富度和综合多样性随着旅游干扰的减小而趋于增加,但是其均匀度没有表现出明显的规律性.3)灌木层物种的丰富度和综合多样性也随着旅游干扰的减小而趋于增加,至于其均匀度,则呈现出在中度干扰下值最大,干扰很小的地方次之,在重度干扰下则最小.4)草本层物种的丰富度、均匀度和综合多样性指数均在旅游干扰适度的地方达到了最大值,在旅游干扰很小的地方,各种值则次之,在干扰严重的地方为最小.5)从整个植被层物种多样性的角度看,随着旅游干扰程度的减少,物种丰富度指数、均匀度指数和综合多样性指数均呈现趋于增加的趋势.表4参15     

基于GIS的祁连山植被NDVI对气温降水的旬响应分析

利用祁连山地区SPOTVGT-NDVI数据和气象站点旬平均气温、降水资料,运用最大化合成、趋势线分析和相关分析方法分析了祁连山植被的时空变化趋势,并从旬时间尺度上分析了祁连山植被对气温和降水的响应特征。结果表明:近10年来,祁连山年最大化植被NDVI增加了3.1%,植被改善、无变化和退化的面积分别占总面积的70.21%、21.44%和8.35%。祁连山植被NDVI对气温变化的响应大于降水,对气温和降水变化的最大响应滞后都为2旬左右。秋季植被NDVI对气温和降水变化响应最大,夏季植被NDVI对气温和降水响应的滞后期长于春季和秋季。祁连山植被NDVI对气温和降水变化的旬最大响应表现为中段大于东段和西段,NDVI对气温和降水变化的最大响应滞后期呈现出西段中段东段的空间分布特征。