基于“质心”迁移的典型城市群氮排放-干沉降输送过程研究

含氮化合物的排放、输送和沉降是生物地球化学氮循环的关键过程，对生态系统和气候变化具有重要影响.其中输送过程的定量化表征一直是困扰沉降来源识别的突出难点之一.为此，本研究采用WRF-EMEP模型模拟2015年我国大气氮干沉降时空分布特征，通过标准差椭圆（SDE）"质心"迁移法定量分析京津冀地区（BTH）、长江三角洲（YRD）和珠江三角洲（PRD）3大典型城市群的氮排放-干沉降输送过程，评估不同区域大气氮干沉降输送过程的季节差异和影响因素.研究结果表明，我国典型城市群氮干沉降通量呈现出散布于城市群周边50~200 km地区的空间分布格局，其中氧化态氮（NO_y）和还原态氮（NH_x）沉降的年平均通量水平分别为8.5 （6.0~22.0） kg ·hm^-2·a^-1和10.2 （6.0~31.0） kg ·hm^-2·a^-1.氧化态氮和还原态氮的输送方向均受大气环流运动主导：在同一城市群，各季节氧化态氮和还原态氮的输送方向保持一致；在不同城市群，二者的输送方向具有季节性差异：京津冀地区氮沉降春秋冬三季多向东及东南方向迁移，夏季向南迁移；受西太平洋副热带反气旋环流影响，长三角地区春夏季氮沉降向西迁移；珠三角地区氮沉降在春夏季往偏北方向迁移，秋冬两季向西南方向迁移.氧化态氮和还原态氮的输送距离受其化学性质主导：在相同气象条件下，氧化态氮传输距离约为还原态氮传输距离的1~2倍，使得氧化氮多沉降在城市群的域外，而还原态氮主要沉降在排放源周边区域.其中，不同城市群氮沉降的输送距离有一定差异，除夏季外，京津冀地区（127~541 km）和长三角地区（108~374 km）的输送距离高于珠三角地区（57~285 km），其中京津冀地区和珠三角地区沉降主要在域外，即两地的氮排放更易输送到周边地区.因此，在开展氮沉降生态效应相关研究时，应关注周边地区对本地氧化态氮输送的影响.     

基于车载雷达探测的一次华北冬季重污染天气成因研究

基于车载微脉冲气溶胶激光雷达、多普勒风廓线激光雷达和扭转拉曼廓线激光雷达的中山大学环境气象综合观测车,于2018年12月18日-22日在河北省望都县PM_2.5重污染期间开展定点观测.结合地面PM_2.5浓度和气象要素观测资料,对本次污染过程的成因展开分析.本次重污染过程日均PM_2.5浓度为163.2μg·m^-3,PM_2.5浓度的日变化特征明显,表现为白天PM_2.5浓度降低,傍晚至次日早晨PM_2.5浓度升高.气溶胶激光雷达观测结果发现,污染期间,700 m高度以下存在明显的消光系数高值区;夜间存在明显的消光系数高值区分层现象,气溶胶消光系数高值区出现高度可达1700 m.本次PM_2.5重污染过程受静稳边界层气象条件和高空气溶胶输送、沉降共同影响.在污染时段内,大气边界层低层小风持续,近地面和大气低层逆温和同温层频发,静稳边界层条件不利于PM_2.5的输送和扩散;此外,夜间高空气溶胶伴随强西风带出现...     

义乌市TSP中3种重金属元素的沉降

测定了义乌市TSP及其中的重金属Fe,Mn和Cu的浓度,通过扫描电镜和降雨冲洗效果分析了含有这3种重金属的颗粒物的粒径,计算了3种重金属的沉降通量。结果表明相对于世界其他城市,义乌市TSP中这3种重金属浓度偏高;绝大部分TSP的半径小于4.5μm;Fe和Mn的湿沉降量大于干沉降量,而Cu以干沉降为主。     

酸沉降影响下重庆马尾松林的健康监测及调控技术研究

酸沉降影响下重庆马尾松(Pinus massoniana)林的衰退一直受到研究者的重视,并取得一定成果,但森林健康监测和调控技术等方面的研究还很少。以重庆铁山坪马尾松纯林为研究对象,采用欧洲叶量损失率的划分标准,选择叶量损失率为0～20%、20%～40%、40%～60%和60%～99%的优势木,分析其树冠下的土壤化学性质及针叶元素含量;采用随机区组设计,设立在土壤表面撒施石灰石粉0(不撒施石灰石粉,对照)、1、2、3和4t·hm-25个处理,探讨不同石灰石粉剂量处理对优势木针叶元素含量和生长的影响。结果表明:不同叶量损失率的马尾松优势木树冠下的土壤化学性质基本相似,0～60cm土层的pH平均值在3.59～3.80,盐基饱和度平均值低于10%,土壤严重酸化,随叶量损失率的增加,一年生针叶内K、Na、Ca、Mg、Al、P、S、N等元素含量并无明显差异。针叶内P缺乏是营养限制因子。撒施石灰石粉165d后,1、2、3t·hm-2处理的优势木一年生针叶中P、Mg含量增加,增幅以2t·hm-2处理最高,比对照分别增加30.26%和12.65%;所有撒施石灰石粉处理的N含量增加,Ca含量有增有减,变化规律不明显。撒施石灰石粉一年后,各处理优势木的树高和胸径生长量增加,针叶损失率下降,主轴顶梢长度和一年生针叶长度增加。短期内从一年生针叶中P、Mg含量及林木生长和健康情况变化综合来看,石灰石粉一次撒施量以2t·hm-2效果最佳。     

黄海西部大气湿沉降(降水)中各元素沉降通量的初步研究

本文对黄海西部的千里岩、青岛的麦岛降水(雨+雪)中的H+,NH+4,K +,Na+,Ca2+,Mg2+,F-,Cl-,NO-3,SO2-4 ,SiO2-3,PO3-4进行了测定.计算了除H+以外其他离子的湿沉降通量.1998年千里岩N,P,Si的湿沉降通量分别为:DIN([NH+ 4]+[NO-3])0.611g·m-2.a-1,P 0.002g·m-2 ·a-1,Si 0.078g·m-2·a-1,麦岛N,P,Si的湿沉降通量分别为:DIN 0.776g·m-2.a-1,P 0.008g·m-2·a-1,Si 0 .060g·m-2.a-1,千里岩降水的N/P比(摩尔比)为72 7,远高于海水中的Redfield比值(16),将对该海域的营养盐结构产生一定的影响. 对于忽略小于0.7mm的降水对湿沉降通量所可能产生的误差进行了估算,发现几种主要离子均小于9%.     

模拟氮沉降对森林土壤化学性质的影响

大气氮沉降的增加对森林土壤的影响是近来生态学研究的重要课题。以鼎湖山季风常绿阔叶林（以下简称为“阔叶林”）、马尾松（Pinus massoniana）林、针阔叶混交林（以下简称为“混交林”）和增城木荷（Schima superba）人工幼林等4种林型土壤为研究对象,采用野外原位模拟大气氮沉降的方法,设置3种模拟氮沉降量,即N0（对照,N：0 g·m-2·a-1）、N5（N：5 g·m-2·a-1）、N10（N：10 g·m-2·a-1）,在模拟氮沉降时间分别为42个月（阔叶林）、31个月（马尾松林）、50个月（混交林）、20个月（人工幼林）后,采集0~20 cm土层的林地土壤,分析土壤的化学性质,探讨不同氮沉降量对不同林型土壤化学性质的影响。结果表明,（1）模拟氮沉降对鼎湖山阔叶林、马尾松林、混交林土壤pH值的影响基本一致,均使pH值下降。其中,当氮沉降量达到N10时,阔叶林土壤pH值降为3.97,与对照相比下降了0.11 pH单位,差异达显著性水平（p〈0.05）。而人工幼林土壤pH值未随着氮沉降量的不同而有明显的变化。（2）模拟氮沉降在近2年至4年的时间内,对阔叶林、混交林、人工幼林的土壤有机质、全氮、全磷、全钾、水解性氮、速效磷、速效钾含量的影响均不明显,马尾松林土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、速效钾含量也没有明显变化,但模拟氮沉降导致了马尾松林土壤水解性氮含量明显下降,从95.12 mg·kg-1降至84.39 mg·kg-1,差异达显著性水平（p〈0.05）。（3）模拟氮沉降对鼎湖山阔叶林、马尾松林、混交林等3种林型土壤盐基饱和度、盐基离子Ca2＋、Mg2＋、K＋含量的影响未达显著水平,而对这3种林型土壤交换性Na＋含量的影响则较明显且影响趋势基本一致,即氮沉降的增加导致了土壤交换性Na＋含量明显下降。在N10处理下,与对照相比,这3种林型的土壤交换性Na＋含量分别下降了40.0%、68.4%、50.0%,差异达显著性水平（p〈0.05）。氮沉降对人工幼林土壤盐基离子含量无明显的影响。由此可得出结论：在近2年至4年的时间内,氮沉降的增加能引起鼎湖山3种林型土壤尤其是阔叶林土壤加速酸化,引起交换性Na＋明显淋失,以及马尾松林土壤水解性氮含量明显下降;但氮沉降的增加对木荷人工幼林土壤化学性质暂无明显的影响。后者可能与该林型模拟氮沉降时间较短、林龄较轻而处于快速生长期等因素有关。     

雷州半岛旱地砖红壤非点源氮、磷淋溶损失模拟研究

大量施用化学肥料所引起的养分淋失和环境污染正逐渐受到人们的重视。通过土柱模拟氮、磷素养分淋溶试验．研究了不同施肥处理下砖红壤氮、磷素淋溶损失特点。试验结果表明，随着尿素用量的增加，渗漏水中NH4^＋-N质量浓度和TN淋失量也相应增加，而NO3^--N的质量浓度变化幅度较大，渗漏水中氮素淋失形态主要是以NO3^--N为主。由于土壤磷素很难移动，所以TP累积淋失量非常少，氮、磷肥混施对非点源氮、磷素的淋失都有影响，其中过量磷肥配合尿素施用可以增加土壤中NH4^＋-N、NO3^- -N、TN的淋失程度。     

石灰预处理和干发酵对稻草热解特性影响

深入研究生物质热解有助于热解机理的理解,利用热重分析来探讨石灰预处理和干发酵对稻草热解特性的影响。结果表明:预处理使木质素和半纤维素含量增加,而干发酵使VS、半纤维素和纤维素含量降低;预处理和干发酵改变稻草热解特性,但未改变稻草的热反应机理;热解一级动力学方程很好模拟稻草热解的主失重阶段,稻草热解活化能数值为42.3～47.8 kJ/mol,属于正常范围;预处理降低反应活化能,而干发酵增加反应活化能。这为秸秆及其干发酵残渣的气化提供了重要的设计依据。     

太湖大气氮、磷干湿沉降特征

于2018年1—12月,采集太湖湖滨及湖面共计9个点位600多个干湿沉降样品,估算了N、P干、湿沉降率以及全太湖2018年N、P干、湿沉降通量。结果表明,2018年太湖TN和TP月湿沉降率均值分别为161. 2和7. 1 kg/(km~2·月),TN和TP月干沉降率均值分别为103. 6和4. 5 kg/(km~2·月)。TN和TP年干沉降率空间分布规律为:湖面之上开阔水域处的TN和TP年干沉降率大于其他湖滨点位,TN和TP总沉降通量为7 702和333 t/a。2018年相比于2002—2003年,TN和TP总沉降通量分别降低了22. 6%和53. 8%。     

利用四段滤膜法进行干沉积监测

在酸雨研究领域,人们普遍是对降雨或降雪等湿沉积过程进行研究.近年来,干沉积也引起了大家的关注,但尚未建立成熟的方法.文章介绍了利用四段滤膜法进行干沉积监测的方法,作为日本全国公害研究协会的合作项目在日本神户和丰冈市进行了实际测量和评估.