北京城区2007~2012年细颗粒物数浓度时空演化

为反映近年来北京城区细颗粒物数浓度时空演化过程,利用MODEL 3886GEO-α手持式激光粒子计数仪连续采集了2007~2012年北京城区93个采样点 6月上旬~7月上旬(非采暖期)和12月上旬~次年的1月上旬(采暖期)细粒径颗粒物PM (0.3、0.3~0.5、0.5~1.0) 的粒子数浓度数据,然后在地统计和空间分析方法的基础上,探究了北京城区细颗粒物数浓度的时空演化特征.结果表明,PM0.3在采暖期的数值均高于其在非采暖期的浓度值,而PM0.3~0.5和PM0.5~1.0在两个不同的采样期浓度值有高有低;采暖期不同下垫面细颗粒浓度差异较明显,而非采暖期下垫面类型对细颗粒浓度的影响相对较弱;非采暖期,北京城区南部的丰台区和东部的朝阳区细颗粒物污染最严重,市中心次之,而北部的海淀区和西部的石景山区污染相对较轻;采暖期,北京城区细颗粒物污染主要集中在朝阳区的东部和东南部,以及市中心及其周边区域.     

大溪水库水质变化趋势及污染成因解析

为探究大溪水库水质时空变化规律和影响因素,利用2011—2015年大溪水库常规水质调查数据,综合分析了大溪水库主要污染物浓度、水质等级和富营养化指数的时空变化特征,并对其影响因素进行了解析.结果表明:总氮、总磷、叶绿素a和高锰酸盐指数具有明显的季节性差异(p0.05),总氮、总磷浓度表现出与降水季节性变化的一致性,在夏季最高;Chl-a浓度在夏、秋季高,冬、春季低,与总磷呈现显著正相关(p0.05),与氮磷比呈显著负相关(p0.05);COD_(Mn)呈现夏、秋季高于冬、春季的季节变化规律;在空间上,按空间分布特征将大溪水库分为3个区域:河口区Z1、湖心区Z2和大坝区Z3,分区统计结果显示,Z1区水质最差,而Z2和Z3区水质较好.2011—2015年的水库水质等级评价表明,全库83%的区域达到了地表水III类水质要求,仅Z1区域范围内处于地表IV类水限定范围内,约占水库面积的17%;2011—2015年间全库区水体富营养化指数(TLI)低于50,属于中营养状态.大溪水库水质的季节性波动受降水影响显著,以地表径流和入库河流携带输入外源污染为主要污染源,调整当地土地利用结构,减少农业施肥量与旅游业污水排放,削减入库水体的污染物浓度,是保护大溪水库的关键.     

快速城市化区河流温室气体排放的时空特征及驱动因素

河流是大气温室气体重要的排放源,近十多年来全球城市化导致河流生态系统各要素发生改变,对河流水体温室气体排放产生影响.为研究快速城市化区不同土地利用方式下河流温室气体排放的时空特征及其影响因素,采用薄边界层模型法,于2014年9月(秋季)和12月(冬季)及2015年3月(春季)和6月(夏季)的晴天对重庆市区内梁滩河干、支流水体pCO_2、CH_4、N_2O溶存浓度进行监测.结果表明,梁滩河干、支流水体pCO_2范围为(23. 38±34. 89)～(1395. 33±55. 45) Pa、CH_4溶存浓度范围(65. 09±28. 09)～(6 021. 36±94. 36) nmol·L~(-1)、N_2O溶存浓度范围为(29. 47±5. 16)～(510. 28±18. 34)nmol·L~(-1); CO_2、CH_4和N_2O排放通量分别为-6. 1～786. 9、0. 31～27. 62和0. 06～1. 08 mmol·(m~2·d)~(-1);流域水体温室气体浓度空间格局与快速城市化带来的污染负荷空间梯度吻合,干流温室气体浓度与通量从上游向下游均呈先增加后降低,在城市化速度最快的中游出现峰值,其中城市河段CO_2和CH_4浓度约为非城市河段的2倍,同时支流水体自上游农业区向下游城市区呈显著增加;由于受到降雨、温度、外源输入的综合影响,河流CO_2排放通量呈秋季冬季夏季春季的季节模式,CH_4排放通量春季最高夏季最低,N_2O排放通量季节差异不显著.流域水体碳、氮含量均较高,水体CO_2的产生和排放不受生源要素限制,但受水温、pH、DO、叶绿素a等生物代谢因子影响; CH_4的产生和排放受水体碳、氮、磷含量和外源污水输入的共同驱动; N_2O的产生和排放主要受高N_2O浓度的城市污水排放影响.本研究认为流域快速城市化加快了河流水体温室气体排放,形成排放热源,因此城市河流温室气体排放对全球河流排放通量的贡献可能被忽视,在未来研究中应受到更多关注.     

黑水河干旱河谷沿程土壤物理参数梯度变化特征研究

横断山区干旱河谷是具有典型的旱季和雨季的特殊气候特征的区域,本区域土壤退化和荒漠化极大制约了区域农业的发展。本文研究了金沙江干热河谷区支流黑水河从源头到河口未扰动土壤的物理参数变化特征。结果表明,沿河土壤物理呈现不同变化趋势,砾石在中游部分河段和河口段高,而〉5mm团聚体的变化则相反;5～1mm的团聚体变化不大;〈1mm团聚体河口和源头段高于其余地段;土壤容重沿程增大,非饱和导水率源头地段土壤最高。本研究初步揭示了干旱河谷土壤不均匀,不同水热条件及其组合可能对退化程度有至关重要的影响。这表明横断山区不同的干旱河谷地段土壤和植被退化途径、退化特征和退化过程不同,开发和治理途径与方式也应当不同。     

我国村镇生活垃圾可燃组分基本特征及其时空差异

为了解我国村镇生活垃圾组成特征及采取焚烧处置的可行性,本研究在2015年的春夏秋冬4个季节,对我国12个省份共72个村镇生活垃圾产生源进行采样调查,分析了垃圾全组分和可燃组分的质量分数、含水率以及垃圾热值等参数,进行了地域、季节以及村与镇之间差异分析.结果表明,我国村镇生活垃圾可燃组分质量分数(湿基)由高到低的顺序为:厨余类(13%~53%)橡塑类(10%~18%)纸类(10%~15%)木竹类(0~10%)织物类(0~8%).相同行政区域内村与镇之间生活垃圾组分差异较小,南方村镇生活垃圾全组分的平均含水率大于北方,全国村镇生活垃圾平均含水率为40.1%左右.我国北方生活垃圾热值在4个季节均有81%的村镇超过3 500 k J·kg~(-1),而南方村镇生活垃圾在春、夏、秋、冬这4个季节满足这一条件的村镇分别占44%、50%、61%、72%.垃圾经分选后热值得到提高,但南方村镇春季生活垃圾可燃组分热值仍然偏低,南方其它季节56%以上的村镇和北方全年所有村镇的生活垃圾均能满足焚烧处置的热值要求,故对我国北方农村生活垃圾进行焚烧处置是可行的,而南方村镇生活垃圾需加强前处理工艺.     

黄河沉积物重金属时空分布与污染评价

重金属污染由于其毒性、持久性、非生物降解性和生物累积性等特点,对水生生态系统存在着严重威胁,沉积物粒径越细,比表面积越大,对重金属的吸附作用越强,而多沙黄河中泥沙颗粒细且易悬浮.基于此,为了明确黄河沉积物中（<63μm）重金属的时空分布特征和存在的污染风险.分别在2019年春秋两季（4～5月和9～10月）对黄河进行调查,通过野外调查和室内实验分析,结果发现：（1）黄河表层沉积物中的10种重金属含量大小排序为：Mn>V>Cr>Zn>Ni>Cu>As>Pb>Co>Cd,只有V、 As和Cd的平均含量在春季和秋季高于黄土元素背景值,10种重金属含量在春季整体变化趋势为源区至中游逐渐升高后至下游降低.（2）在不同时空条件下,黄河表层沉积物中除Cd以外9种重金属的含量都有显著差异,时空因素的共同作用导致中游区域的这9种重金属含量高于其他区域.（3）潜在生态危害指数（RI）表明,黄河表层沉积物只有Cd处于中等生态危害,其余皆处于轻生态危害;地累积指数(I_geo)表明,除As和Cd处于轻度污染外,黄河沉积物整体呈无污染...     

中国城市O3浓度时空变化特征及驱动因素

基于2015～2017年O_3浓度监测数据,采用克里金插值、空间自相关分析、热点分析和地理探测器等方法,研究了中国城市O_3浓度的时空变化特征及驱动因素.结果表明:①2015～2017年中国城市O_3污染逐年加重,年评价指标超标城市由74个增加到121个,平均超标天数比例由5. 2%上升到8. 1%.②O_3污染主要发生在4～9月,超标天数占全年总超标天数的87. 5%～95. 3%. 5～7月O_3浓度上升最快、污染最严重,超标天数比例由2015年的10. 6%上升到2017年的20. 5%,2017年83. 0%的中度污染和91. 0%的重度污染发生在5～7月.③华北平原O_3浓度的持续上升,已将京津冀和长三角地区O_3高污染区连成一片,形成了包括环渤海地区、中原城市群、长三角城市群、山西、关中地区和内蒙古中部集中连片的O_3高污染区,是我国O_3污染最严重的区域.珠三角、成渝城市群和华东地区南部O_3浓度上升也较快,成渝城市群的核心城市已初步形成我国新的O_3污染中心.④O_3浓度空间集聚性逐年增强,年度热点主要分布在华北平原和长江中下游地区,冷点主要分布于东北、西南及华南地区.⑤地理探测器分析表明,气象、工业化、城市化因素和O_3前体物排放量因子对O_3浓度分布均有显著驱动作用,但不同地区O_3浓度的驱动因素存在差别,同一因子在不同季节的驱动作用也不尽相同.     

长三角地区大气污染物对新冠肺炎封城的时空响应特征

利用2020年1月1日—2月29日上海、南京、合肥和杭州4个城市常规污染物的逐时监测资料,结合卫星反演的NO2垂直柱浓度信息,探讨了新冠肺炎封城的前、中、后期长三角地区城市大气污染物的污染水平及响应特征.结果显示:除O3外,其余大气污染物的平均浓度在时间上的整体变化趋势均表现为封城前＞封城中(1月24日—2月10日)＞...     

黄河中游地区生态系统服务的时空演变及权衡与协同关系研究

明晰黄河中游地区生态系统服务的权衡协同关系,是保证生态系统服务长期有效供应,实现黄河流域生态保护与高质量发展的重要前提。本文利用InVEST模型、ArcGIS和Matlab等工具对2000—2020年黄河中游地区的土壤保持、水源涵养、固碳以及生境质量服务的时空特征及其协同权衡关系进行分析。结果表明：（1）黄河中游地区土壤保持、水源涵养和生境质量服务总体呈上升趋势,而固碳服务呈波动下降趋势;（2）2000—2020年,土壤保持、水源涵养服务总体表现为“南高北低”,其高、低值区有所变动;固碳服务整体呈“东南高、西北低”,高、低值区变化不明显;生境质量服务高、低值区相间分布,高值区稍有扩散;（3）黄河中游地区固碳与生境质量服务、生境质量与水源涵养服务、水源涵养与土壤保持服务为协同关系,固碳与土壤保持服务、生境质量与土壤保持服务为权衡关系,而固碳与水源涵养服务整体上表现为不相关;（4）生境质量与水源涵养、土壤保持服务的权衡区面积比例呈上升趋势,而水源涵养和土壤保持服务的协同区面积比例呈上升趋势,固碳与其他服务在大部分区域表现为不相关关系。     

环太湖河流水质时空分布特征

针对太湖流域所划分的5个污染控制区,对各区共29条主要环太湖河流水质指标进行了测定,分析其时空变化特征,旨在为合理预防和治理太湖水体富营养化提供依据. 结果表明,北部重污染控制区内河流污染最为严重,并呈现出北部重污染控制区＞湖西重污染控制区＞浙西污染控制区＞东部污染控制区的趋势. 对比10年来历史数据表明,环太湖河流水质呈好转趋势,但现状仍不容乐观. 入湖河流污染问题依然严峻,而削减氮入河量是太湖入湖河流治理的重中之重.