秦岭南部地区农业气候资源的变化及其对油菜的影响

秦岭南部地区地形及气候条件复杂,作为油菜主要种植区之一,研究其农业气候资源的变化特征及其对油菜的影响,可以为该区有效利用农业气候资源、合理安排农事活动提高油菜生产提供实践参考。以1960~2014年秦岭南部33个站点的逐日气象数据和近25a各省市统计年鉴资料,通过滑动平均、线性倾向估计、灰色关联分析等方法,研究秦岭南部农业气候资源的时空变化特征及对油菜产量的影响。结果表明:(1)近55a来,秦岭南部地区油菜生长季内平均气温和≥5℃积温呈上升趋势,平均速率分别为0.2、29.3℃/10 a,冻害指数、降水量、开花期降水量和相对湿度与日照时数都呈减少趋势,平均每10 a分别减少0.3、14.8 mm、1.4 mm、0.6%、32.2 h。(2)近55a来研究区油菜生长季内平均气温与≥5℃积温的多年平均空间分布都表现为由西南向东北方向递减,冻害指数的空间变化与二者相反,表明越冬期极端最低气温值在空间上由西南向东北逐渐减小;其水资源指标多年平均空间分布由南向北递减,日照时数则由西南向东北递增。(3)1960~2014年秦岭南部油菜生长季内平均气温与≥5℃积温在空间上均呈极显著的增加趋势,研究区西部变化幅度较小,东部变化幅度较大,冻害指数的空间变化趋势与二者相同;水资源与日照时数在空间上均呈极显著的减少趋势,只有少数站点表现为极显著的增加趋势,而日照时数在研究区东部变化幅度相对较大,其余区域变化幅度相对较小。总体上,平均气温和≥5℃积温高值区的变化幅度小,低值区变化幅度大,其他指标与之相反。(4)近25a来秦岭南部油菜气候产量呈不明显的上升趋势,平均速率为3.79 kg/(a·hm~2),其空间变化幅度差异大,且大部分站点的变化趋势均不显著;由关联度得作用于各区域油菜气候产量的主要影响因子存在差异。各农业气候资源指标的变化幅度越大,对油菜单产的可能影响相对较大。     

泰山地区湿沉降中重金属的空间分布

为了解泰山地区湿沉降中重金属空间分布特征,于2006-01～2006-12在泰山山上和山下选择2个站点进行降水化学重金属对比分析研究,对68场降水样品用ICP-MS分析测定了Zn、Al、Mn、Fe、Pb、Cu、Ni、Cr、Cd、As等10种重金属.结果表明,山上和山下湿沉降中重金属含量较高,污染显著,元素Zn含量最高,占所有重金属总量的54%～57%,平均浓度分别为92 .94 μg/L和70 .41 μg/L,其次为Fe、Al、Mn.有毒重金属中Pb的含量较高,在2个站点降水中浓度分别为8 .04 μg/L和7 .79 μg/L.山上与山下湿沉降重金属的时间变化规律以及浓度比较表明,2个站点湿沉降重金属分布特征不同,受各自站点所处大气环境影响显著.站点降水的相关性分析表明,降水中Al、Mn、Fe、As、Cd、Pb等元素受2个站点降水气团影响显著,而Ni、Cu、Zn则可能还受其他因素影响.     

环太湖景观生态格局变化研究--以苏州市吴中区为例

在RS和GIS支持下,通过对1984和2002年TM影像解译,分析了研究区景观格局动态变化,并利用逐步回归方法研究了景观变化的人文驱动力。结果表明,研究区景观发生剧烈变化,特别是耕地向水域、城镇用地和其它非农建设用地转变迅速,其中耕地的减少占土地利用总减少面积的79.3%,建设用地和水域的增加分别占土地利用总增加量的63.5%和36.5%。城镇、工矿等人文景观斑块面积增大,并趋向集中;林地与耕地等自然、半自然景观类型斑块破碎度增加,分布趋于分散;耕地与城镇景观类型的斑块形状日趋复杂;耕地的突出优势变小,整体景观异质性程度上升。受区位和地形的影响,在苏州城区附近和东部平原区耕地流失强度较大,18年耕地重心向西南方向偏移了4.74 km。景观变化的人文驱动因素是人口增加、基本建设投资扩大、大量外资涌入和以旅游业为主的第三产业增长。     

1990~2016年湘江流域水质时空变化及驱动因素分析

为探讨湘江全流域水质时空变化特征及其驱动机制,收集湘江流域1990~2016年共26年113个站点16个水质参数数据,采用水质指数法等对流域水质进行综合评价并识别其主要污染物,分析其形成机制,重点剖析水位和土地利用格局对水质的驱动作用. 结果表明：①研究期间湘江流域整体水质等级为“良好”. 时间上,水质呈现出先恶化再改善的变化态势,1990~2003年为水质恶化阶段,2004~2016年为水质改善阶段;水质季节变化不明显,丰水期水质波动较大. 空间上,干流水质污染负荷从中游、下游和上游依次减小. 上游支流水质最好,水质较差区域主要分布在中下游支流河口处,尤其是有多条支流汇流的地方. ②有毒重金属具有毒性、持续性和生物累积性的特点,在水体中若超过一定浓度就难以净化,对自然环境和人类健康都危害极大. 毒性金属指标（CI1）是影响湘江水质的主导因素,其中汞（Hg）和镉（Cd）是影响湘江流域整体水质的主要参数. ③水位通过稀释环境参数对湘江水质产生正面影响,土地类型对重金属浓度影响不大,林地可以起到改善水质的作用,草地在较大尺度范围（≥5 km）与高锰酸盐指数存在负相关,流域内水体、耕地和不透水面面积的增加使得水体粪大肠菌浓度偏高的概率增加. ④土地利用方式对水质的解释能力呈现出随缓冲区尺度增大而增强的态势,在河岸带10 km缓冲区尺度上,土地利用方式对水质的解释度最高,是湘江水质治理的有效尺度. 研究显示,湘江流域重金属污染与其他污染驱动因素不同但区域差异均较明显,因此污染治理应分类和因地施策.     

帽峰山森林土壤碳氮随雨季月及土壤深度的时空变化特征

采用森林生态系统定位观测及对比试验方法,对广州帽峰山常绿阔叶林和杉木人工林（16年）土壤（0~90 cm）有机碳、无机碳、总氮及有机氮的雨季月（5—10月）含量动态、垂直梯度变化特征及土壤湿度影响进行了对比观测研究。结果表明：常绿阔叶林及杉木林土壤有机碳、无机碳雨季月的剖面权均含量变化趋势均为倒S型,常绿阔叶林土壤有机碳剖面权均质量分数较相应杉木林大0.14%、土壤无机碳则小0.12%。常绿阔叶林土壤表层0~10、10~30 cm有机碳雨季月含量变差较杉木林分别高出1.83%、0.61%,土壤30~90 cm雨季月含量变差相对较小;常绿阔叶林土壤70~90 cm无机碳含量在5—8月份较高、杉木林则以土壤30~50 cm在5、6及10月含量较高;常绿阔叶林群落土壤0~20 cm的总氮雨季月含量均大于相应杉木林,植被吸收作用影响使土壤20 cm以下层的雨季各月总氮相对较低;常绿阔叶林土壤剖面雨季月无机氮含量随土层深度递减变化显著,即表层0~30 cm受矿化作用影响较大、深层30~90 cm则受植被吸收作用影响较大;而杉木林土壤剖面层无机氮含量则随雨季的月变化显著,5—7月份含量相对较小、8—10月份含量相对较大。常绿阔叶林土壤有机碳、总氮含量随土壤深度的增加均呈幂函数规律的递减,而杉木人工林土壤有机碳随土壤深度的增加呈对数函数规律的递减、土壤总氮含量则随土壤深度的增加呈二次函数规律的递减。在0~10 cm处,土壤有机碳和有机氮含量与土壤湿度呈负相关。     

2016—2020年西安市近地面臭氧污染变化趋势及分布特征

利用2016—2020年陕西省环境空气质量自动站的臭氧监测数据,分析西安市大气环境中臭氧污染的时间变化趋势及空间分布特征。从时间分布来看,西安市臭氧年均质量浓度呈先上升后下降的波动变化趋势,且浓度值略高于全国平均水平;臭氧月均浓度具有明显的季节变化特征,月超标天数和月均质量浓度均在6月达到峰值;臭氧质量浓度日变化规律在全年和四季完全一致,均呈单峰型,日内小时平均质量浓度超标最多时段集中在15:00—16:00;臭氧与NO₂、CO均呈“此消彼长”的负相关关系。从空间分布来看,西安市12个国控评价点位的O₃-8 h浓度分布变化大致分为单峰型和持续递减型,浓度主要集中在40～80μg/m³;国控点和省控点的臭氧浓度时间分布趋势一致,空间分布存在区域性差异;全市20个区县(开发区)的臭氧污染呈现南北中心城区高、东西远郊区低的空间分布特征。总之,西安市臭氧污染的时空分布主要受到气象条件、污染物排放和城市布局差异的综合性影响。     

白洋淀沉积物中抗生素污染及其对微生物群落结构和功能基因时空变化的影响

微生物群落在其湖泊水质调节和生物地球化学循环中发挥重要作用,其群落结构和功能受环境因素的影响.其中,抗生素会影响微生物群落的丰度、多样性、组成和功能.鉴于此,选取白洋淀为研究区域,共设置16个采样点,分别于2018年8月和2019年4月采集沉积物样品,运用超高效液相色谱-质谱联用（HPLC-MS/MS）方法测定沉积物中典型抗生素——喹诺酮类（QNs）含量,并利用高通量测序技术对沉积物中微生物群落结构及功能进行分析,探究其时空变化规律;运用冗余分析（RDA）识别微生物群落时空变化的主要影响因素.结果表明：①由2018年8月到2019年4月ω（QNs）平均值由3.91 ng·g^-1变为6.34 ng·g^-1,喹酸（OXO）和总QNs含量季节差异显著（P < 0.05）;②就时间变化而言,白洋淀沉积物中主要优势菌门为变形菌（Proteobacteria）和绿弯菌（Chloroflexi）,Proteobacteria相对丰度呈降低趋势,而Chloroflexi相对丰度则呈升高趋势;属水平上,8月主要优势菌属为norank_ f _Anaerolineaceae和硫杆菌属,4月优势菌属为不动杆菌属和norank_ f_Anaerolineaceae,且季节差异显著（P < 0.05）;③就时间变化而言,Simpson指数、 Chao指数、 Ace指数和OTU数量均呈升高趋势,且季节差异显著（P < 0.05）;④就空间变化而言,各类COG功能基因无显著空间差异;就时间变化而言,能源生产和转换类、碳水化合物运输与代谢类、转录类、细胞壁/膜/包膜生物发生类和信号传导机制类功能基因季节差异显著（P < 0.01和P < 0.05）;⑤微生物群落结构和功能基因与QNs含量呈现显著相关关系（P < 0.01和P < 0.05）,且QNs是其主要的影响因子.因此,QNs作为白洋淀沉积物微生物群落结构和功能基因变化的主要因素,应进一步加强沉积物中抗生素污染的综合管控.     

长白山地区大气气态总汞含量的季节性特征研究

利用高时间分辨率自动大气测汞仪(Tekran(R) 2537A),于2005-08～2006-07对长白山地区大气气态总汞进行了连续1a的野外观测.结果表明,长白山地区气态总汞的年平均含量为(3.22±1.78)ng·m-3,按季节表现为:冬季＞春季＞秋季＞夏季.长白山地区气态总汞含量高于北半球大气汞含量的背景值(1.5～2.0 ng·m-3),表明该地区已受到一定程度的大气汞污染.在对长白山地区气态总汞来源的解析中,该区频率最高的指示风向西南(SW)、西北(NW)和非主导风向东北(NE)方位上,城镇人为采暖、燃煤以及对生物燃料的使用成为该地区的气态总汞的主要来源,而土壤释放或其他来源的大气汞经中长距离的迁移也是造成该区域大气汞含量升高的原因.     

三峡水库干流氮和磷含量的季节变化

三峡水库成库后对6个水平断面、4个垂直断面采样分析,对水体水质参数、不同化学形态N以及不同物理形态P的水平分布和垂直分布进行了研究。研究结果表明,成库后TP、NH3-N、NO2--N、NO3--N、IN含量范围分别在0.06～0.34、0.01～0.72、0.002～0.100、0.76～2.09、0.855～2.52 mg/L。TP分布为丰水期>平水期>枯水期,受悬浮物沉降的影响,TP在水库区域含量低于上游区。枯水期、平水期水体中TP以可溶解态为主,丰水期以颗粒态为主。NO2--N、NO3--N、IN含量均为平水期>枯水期>丰水期。水体中IN以NO3--N为主,占IN70%～90%。NO2--N比例最低,占IN3.5%以下。表明水体虽受成库影响流速减缓,但水体依然有较强的自净能力。垂直分布上,TP、IN在3个层次变化不显著,未出现分层现象。各采样站点TP、NO3--N、IN通量和流量有显著相关。     

华北地区CO2净排放比较优势时空特性分析

采用显示性比较优势理论,对2005-2010年我国华北地区5个省市人均CO2净排放和单位GDP CO2净排放的显示性比较优势做了分析;同时采用变异系数差异分析,结合空间自相关分析方法,对其空间格局和演变规律做了深入研究.研究发现,华北地区5省市人均CO2净排放高于全国平均水平.北京、天津、河北、山西4个省市出现下滑势头,而内蒙古自治区呈现大幅上升势头.山西单位GDP CO2净排放在全国最高,天津和北京低于全国平均水平.华北地区人均CO2净排放和单位GDP CO2净排放比较优势空间分别呈现负相关和正相关特性.