珠江流域水化学组成的时空变化特征及对岩石风化碳汇估算的意义

基于水-岩-气-生相互作用的碳酸盐风化碳汇模型表明,陆地碳酸盐风化碳汇是大气CO_2汇的重要组成部分;然而,碳酸盐风化碳汇的过程、机制和控制因素仍有待进一步的研究。本文采用野外监测、现场滴定和样品室内测试相结合的方法,对珠江流域支干流分旱季和雨季进行了4次野外监测取样,研究其水化学组成的时空变化特征。结果表明:珠江流域支干流的水化学组成受流域岩石风化、气候和水生光合作用的共同影响,并具有明显的时空变化特征。空间上,南盘江下游双江口段至红水河上游蔗香段,水流较慢,水质清澈,水生光合作用强烈,电导率、[HCO_3~-]和[Ca~(2+)]的空间变化主要受水生光合作用控制;从红水河上游蔗香段至肇庆西江大桥监测点,反映的是流域岩石风化对水化学空间变化的影响。季节变化上,西江的电导率、[HCO_3~-]和[Ca~(2+)]呈现出夏季低、冬春季高的特征,主要反映稀释效应的控制。西江干流河水的溶解氧具有明显的季节变化,在上述南盘江下游双江口段至红水河上游蔗香段,DO是夏季高冬季低,其他监测点是冬季高而夏季低;DO的季节变化受水生光合作用强度的控制。在南盘江下游双江口段至红水河上游蔗香段,温度是光合作用强度的限制因子,而其他监测点的光合作用限制因子为浊度影响的光照。造成上述差异的原因是监测点的水文环境不同。通过对梧州水文站流量和[HCO_3~-]变化的分析发现,[HCO_3~-]的季节变化幅度相对流量小得多,显示在西江流域中,HCO_3~-也存在化学稳定性行为。因此在西江流域中,流量变化是岩溶碳汇通量变化的主控因子。研究还发现,西江流域中具有强烈的生物碳泵效应,由内源有机碳形成的碳汇通量约占传统计算模式碳汇(溶解无机碳-DIC)通量的40%。因此,在估算珠江流域碳酸盐风化碳汇时,必须考虑水生生态系统光合生物对DIC的利用形成的有机碳的贡献。     

近50年广东省降雨时空变化及趋势研究

基于1959-2008年广东省境内25个雨量站的逐日降雨观测资料,在SQL SERVER2000中编写相关代码,对次降雨、月、雨季、年、10年、50年等6个不同时间尺度的降雨量、降雨次数、降雨类型进行统计分析。研究表明：广东省境内存在3个多雨带和3个少雨带,降雨量在空间上大致呈现东、西、北部少,中、南部多的格局,年均降雨天数内陆多于沿海,而降雨量沿海大于内陆。近50年广东省年均降雨量为1758.8 mm,降雨量由南向北呈带状递减,其降雨量最多、最少的区域分别为阳江、徐闻。年降雨天数的年际变化幅度小于降雨量的年际变化幅度。年降雨量变化不大,但降雨总天数呈现减少趋势,且减少的降雨类型以小雨、中雨为主,大雨、暴雨的降雨次数有增加的趋势,降雨量在时间分布上更为集中,旱涝灾害将会更为频繁。研究区80.0%以上的降雨量在雨季产生,其中沿海雨季降雨量占年降雨量的比重要大于内陆,且内陆（沿海）雨季降雨量一般集中在前汛期（后汛期）。在月尺度上,降雨量随月份变化呈现双峰型,两个峰值分别处于6月、8月。其中1-4月、6-8月、12月降雨量整体呈现增大趋势,5月、9-11月降雨量整体呈现减少趋势。在次降雨尺度,小雨、中雨、暴雨的平均次降雨强度有增大的趋势,而大雨、大暴雨降雨强度有微度减少的趋势。     

2015—2016年中国城市臭氧浓度时空变化规律研究

为探究中国大陆城市O₃污染状况时空变化的总体特征,运用时空统计分析和GIS技术对2015—2016年全国开展O₃常规监测的336个城市进行分析,揭示近两年O₃浓度及不同等级污染天数的时空变化格局,并着重对比分析"三区十群"区域内外O₃浓度的变化差异.结果表明：2015—2016年期间,全国336个城市中,有258个城市2016年年均O₃浓度值较2015年升高,形成了新的O₃污染空间格局;京津冀及周边地区、长三角地区、中部的河南、武汉污染较重,东南沿海和西南地区的云南、西藏污染相对较轻;长三角地区和山东城市群是中国O₃核心污染区域,陕西、山西及安徽三省O₃浓度较2015年有大幅升高.O₃的空间分布与NO_x排放量、生成控制型等因素密切相关.已有的研究区域中除华北平原和四川盆地等地区的郊区点位以外,我国大多数地区的O₃生成控制型属于VOCs控制型.研究结果有利于从宏观上直接对比评估国家大气污染重点防控区内外O₃污染特征变化的差异,从而针对性地开展环境污染防控.     

基于卫星和地面观测的2013年以来我国臭氧时空分布及变化特征

采用卫星和地面观测臭氧（O₃）浓度,分析2013年以来我国O₃的时空分布和年际变化特征.卫星观测对流层O₃总量和地面观测O₃浓度分布相互印证,我国高浓度O₃主要分布在东部人口密集、经济发达的区域,并且呈现夏季高、冬季低的季节分布趋势.4个重点关注城市（北京、上海、广州、成都）O₃日变化均呈现单峰分布,最高值在每日15：00~16：00.统计分析发现,4个城市除上海市之外,其他3个城市O₃浓度在周末和工作日没有显著差别,表明O₃的"周末效应"减弱.2013年4月~2018年6月,我国地面观测O₃浓度呈现明显上升趋势.2014~2017年,北京、上海和成都市近地面O₃浓度分别以2.36、3.3和3.6 μg·（m³·a）^-1的速度显著上升.4个城市2014~2017年O₃超标天数占比分别为17.2%（北京）、10.7%（上海）、8.8%（广州）和11.2%（成都）,北京市O₃超标天数最多、超标期间O₃浓度最高,O₃污染最为严重.     

渤海和北黄海有色溶解有机物(CDOM)的分布特征和季节变化

采集了2016年的4、8、12月和2017年2月渤海和北黄海表、中、底海水样品,分析了海水中有色溶解有机物(CDOM)的紫外-可见光吸收光谱和三维荧光光谱,探讨了渤海和北黄海海域CDOM的分布特征、影响因素和季节变化.结果表明,不同季节CDOM分布相似,呈近岸高、远海低的分布特征.吸收系数a(355)和光谱斜率S275-295呈显著负相关,说明CDOM受到陆源输入的显著影响.垂直分布上,8月,受强烈的光降解作用影响,表层CDOM含量最低. 2月,底层CDOM含量最低,这可能与受光照影响的初级生产力在水下分布不均匀有关.从2016年4月～2017年2月,CDOM含量先上升后下降,12月含量最高,2月含量最低. CDOM的季节变化主要受陆源输入和浮游植物生物量的季节变化控制.以光谱斜率S275-295表征CDOM的平均分子量,2月由于陆源输入最少,CDOM平均分子量最小.夏季光降解强烈,将部分大分子量有机物降解成小分子量有机物,小分子量有机物增加,因此,8月CDOM的平均分子量小于4月和12月.     

河口盐度梯度下短叶茳芏沼泽湿地土壤间隙水溶解性甲烷时空特征

以闽江口短叶茳芏沼泽湿地为研究对象,沿半咸水至淡水的盐度梯度采集土壤样品,测定分析样品间隙水溶解性CH4浓度及其主要理化指标,探讨了河口沼泽湿地间隙水溶解性CH4浓度的时空特征及其影响因子.结果表明:1夏季鳝鱼滩、蝙蝠洲和下洋洲湿地间隙水CH4浓度均值分别为331.18、299.94和638.58μmol·L-1,冬季均值分别为9.04、266.67和322.68μmol·L-1,呈现夏季显著高于冬季的时间动态特征(P0.05);2沿半咸水至淡水的盐度梯度,间隙水溶解性CH4浓度呈现递增的空间分布特征;3土壤间隙水CH4浓度与土温、DOC呈显著正相关关系,与土壤p H、盐分和间隙水SO2-4、Cl-浓度呈显著(P0.05)或极显著负相关关系(P0.01),河口盐度梯度下短叶茳芏沼泽湿地间隙水CH4浓度时空特征是土壤理化性质和潮汐等综合作用的结果.     

A framework for investigating the air quality variation characteristics based on the monitoring data: Case study for Beijing during 2013–2016

In this study, an analysis framework based on the regular monitoring data was proposed for investigating the annual/inter-annual air quality variation and the contributions from different factors(i.e., seasons, pollution periods and airflow directions), through a case study in Beijing from 2013 to 2016. The results showed that the annual mean concentrations(MC) of PM_(2.5), SO_2, NO_2 and CO had decreased with annual mean ratios of 7.5%, 28.6%, 4.6%and 15.5% from 2013 to 2016, respectively. Among seasons, the MC in winter contributed the largest fractions(25.8%～46.4%) to the annual MC, and the change of MC in summer contributed most to the inter-annual MC variation(IMCV) of PM_(2.5) and NO2. For different pollution periods, gradually increase of frequency of S-1(PM_(2.5), 0～ 75 μg/m~3) made S-1 become the largest contributor(28.8%) to the MC of PM_(2.5) in 2016, it had a negative contribution(-13.1%) to the IMCV of PM_(2.5); obvious decreases of frequencies of heavily polluted and severely polluted dominated(44.7% and 39.5%) the IMCV of PM_(2.5). For different airflow directions, the MC of pollutants under the south airflow had the most significant decrease(22.5%～62.5%), and those decrease contributed most to the IMCV of PM_(2.5)(143.3%),SO2(72.0%), NO_2(55.5%) and CO(190.3%); the west airflow had negative influences to the IMCV of PM_(2.5), NO_2 and CO. The framework is helpful for further analysis and utilization of the large amounts of monitoring data; and the analysis results can provide scientific supports for the formulation or adjustment of further air pollution mitigation policy.     

鄱阳湖富营养化时空变化特征及其与水位的关系

为了研究鄱阳湖水体的富营养化状态与水位变化的响应关系,基于2009-2016年鄱阳湖15个长期监测点的调查数据,采用TLI（综合营养状态指数）法评价了鄱阳湖水体的富营养化状态,并应用主成分分析（PCA）探讨了鄱阳湖富营养化状态的时空变化特征及其与水位的关系.结果表明:①从年内变化来看,鄱阳湖除冬季（1月）处于轻度富营养化状态,其余3个季节均处于中营养状态,其中,夏季（7月）富营养化程度最低是由于其水位较高、换水周期快所致,冬季处于轻度富营养化是由于水位降低导致的营养盐浓度升高以及湖泊沉淀物的再悬浮和营养盐的释放;从年际变化来看,除2011年、2012年及2014年鄱阳湖处于轻度富营养化状态外,其余年份均处于中营养状态.②从空间上来看,鄱阳湖湖区整体处于中营养状态,空间差异不大,湖区中部东侧富营养化程度最高.③在年内季节变化上富营养化程度与水位呈负相关,富营养化的空间分布特征与水位关系较小.研究显示,鄱阳湖整体富营养化程度不高,但有向富营养化湖泊发展的趋势,建议通过控制湖区污染源来减轻其富营养化程度.      

长江口微塑料时空分布及风险评价

2017年春季、夏季在长江口附近海域进行采样,并对表层沉积物中微塑料的空间与时间分布规律进行了定性与定量的分析,利用污染负荷指数评价微塑料污染的风险程度.结果表明微塑料的浓度分布在季节变化上表现出明显的差异,在降水量丰富的夏季,微塑料的含量普遍更高;相同季节不同站点之间无明显的浓度分布差异,降水量对海洋微塑料的时空分布具有明显的影响.杭州湾海域在夏季期间微塑料浓度最高,为（39.33±14.34）particles/kg（DW）.微塑料的长度多在0.07~1.0mm之间,颜色丰富,形态主要为纤维状.傅里叶显微红外光谱仪检测出样品中含有的微塑料种类有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺,其中聚乙烯是主要的微塑料多聚物类型.运用污染负荷指数对微塑料的污染程度进行评价,长江口-杭州湾及其邻近海域的微塑料污染较轻.     

1979-2014年中国地面风速的长期变化趋势

基于中国国家级地面气象站均一化风速月值数据集,采用线性回归等方法分析了1979-2014年中国2268个台站地面风速演变的时空特征。结果表明：中国地面风速总体呈显著下降趋势,年平均风速变化速率为-0.142 m/s/10 a;四个季节中春季平均风速下降趋势（-0.18 m/s/10 a）明显大于其他三个季节,其次依次为冬季（-0.135 m/s/10 a）、夏季（-0.13 m/s/10 a）及秋季（-0.129 m/s/10 a）;研究选取的台站中约82%的台站风速呈现下降趋势;划分的七个区域中,高原区和东北区风速下降趋势最明显,华北区下降趋势最小,但都通过了0.05显著性检验;中国地面风速在1980s下降趋势最显著（-0.235 m/s/10 a）,1990s下降趋势减缓（-0.112 m/s/10 a）,2000-2014年下降趋势最小,为-0.099 m/s/10 a;研究期间地面风速与地面气温呈显著负相关,表明近期中国气温变暖可能导致风速减弱。