基于AIS轨迹修复的船舶排放空间表征改进方法与应用

基于船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据表征船舶排放是目前船舶排放空间表征的主流方法,但AIS船舶轨迹点缺失会造成船舶排放量低估和船舶空间分布表征错误,进而影响船舶排放控制区的划分.为改进船舶排放空间表征,本研究以2013年广东省AIS船舶数据为例,采用基于时间和经纬度的三次样条方法对AIS船舶轨迹进行修复,结合动力法计算船舶排放,分析对比AIS轨迹修复前后船舶排放表征的差异,并利用空气质量模型和卫星观测评估AIS轨迹修复对船舶排放表征和广东沿海空气质量模拟的改进效果.结果表明:轨迹修复后广东省海域船舶轨迹点总数由4685773个增至5746664个,船舶NO_x排放量增加了0.6%.对于轨迹点与排放缺失集中的粤东海域,轨迹修复后船舶轨迹点数增加了88%,NO_x排放量在广东省船舶排放量的占比提升至22%,特别是在粤东重点修复海域NO_x排放量增加了2.7倍.原始轨迹在广东省海域较为稀疏,在粤东海域有明显轨迹缺失;轨迹修复后广东省海域船舶轨迹更为密集,粤东海域船舶轨迹得...     

降水空间异质性对非点源关键源区识别面积变化的影响

针对地形起伏和降水空间差异较大的农业区非点源污染问题,基于SWAT模型评估了阿什河流域在异质性降水和均匀降水两种情景下总氮、总磷关键源区空间变化规律,统计了两种情景下识别的关键源区面积变化,并分析其与降水特征参数的关系.结果表明,降水量一定时,两种情景下识别的总氮、总磷关键源区面积变化趋势大致相同,且总磷关键源区面积不易受降水空间异质性的影响,但总氮关键源区面积却明显受到其影响.对各年份总氮和总磷关键源区面积与降水特征参数的相关分析表明,总磷关键源区面积与当年降水量呈显著正相关,而总氮关键源区面积却与前一年降水量呈显著正相关.研究结果对进一步探讨降水这一重要驱动因子的不确定性对非点源污染关键源区的影响,以及农业非点源污染的治理具有重要意义.     

关中地区PM2.5时空演化及人口暴露风险

近年来以细颗粒物PM_2.5为代表的大气污染已给人体健康带来严重风险.基于PM_2.5遥感反演数据和人口格网分布数据,测度关中地区人口暴露于PM_2.5的风险程度,并采用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验和空间自相关分析等方法,探索2000～2016年关中地区PM_2.5及人口暴露风险的时空演化过程.结果表明:①2006、2007和2013年关中地区污染重且范围广,这3 a在40%以上区域PM_2.5年均质量浓度超过了35μg·m^-3的限值,2000～2016年关中地区PM_2.5空间分布范围不断扩大,形成了自中部向东北部的连续带状集中分布区;②2000～2016年,关中地区几乎每年都有超过60%的人口暴露在PM_2.5年均35μg·m^-3质量浓度限值以上,且人口暴露风险不断加剧,尤其是2011年后,人口暴露的高风险区范围持续增加;③2000～2016年关中地区PM     

山东省滨海旅游度假区水体环境典型全氟化合物污染特征及潜在生态风险

近年来,滨海旅游度假区蓬勃发展,其水体环境质量对人体健康有直接影响;全氟化合物(perfluoroalkyl substances,PFASs)在各环境介质中普遍被检出,因其潜在的毒性而引起广泛关注.以山东省20个滨海旅游度假区水和沉积物为对象,对其中12种典型PFASs的污染特征及其潜在生态风险进行了系统研究.结果表明,在20个度假区所有水体和绝大多数沉积物样品中12种PFASs都被检出;水和沉积物中PFASs的平均含量分别为67.91 ng·L^-1和5.89 ng·g^-1,全氟辛酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)和全氟辛烷磺酸(perfluorooctanesulfonic acid,PFOS)都是含量占绝对优势的物质;不同度假区水和沉积物中PFASs总含量(ΣPFASs)及各同系物的含量具有明显差异;在不同度假区水/沉积物体系12种PFASs的分配系数差异明显,长链PFASs(碳原子数≥7)具有更大的分配系数;城市工业废水和生活污水的排放是度假区水和沉积物PFASs的主要来源,水体盐度和沉积物有机质含量不是PF...     

伊洛河流域河水来源及水化学组成控制因素

伊洛河是黄河中游南岸重要支流,由伊河和洛河在洛阳偃师汇合而成.流域上游矿产资源开采活动较多,下游城镇密集,工农业活动分布广泛.为探究不同类型人为活动对伊洛河流域河水水化学组成的影响,分别在丰水期(8月)和平水期(12月)采集伊洛河流域干流和支流河水样品,借助水体氢氧同位素组成和阴阳离子组成的时空分布特征,阐明水体来源以及水化学组成控制因素,说明人为活动的影响途径和方式.结果表明:①洛河干流河水丰水期和平水期δD和δ¹⁸O均值分别为-56‰和-7.9‰以及-55‰和-8.1‰,伊河干流河水丰水期和平水期δD和δ¹⁸O均值分别为-49‰和-6.9‰以及-53‰和-7.8‰,丰水期和平水期河水主要接受当地大气降水补给;②洛河及伊河干流河水水化学类型均为HCO₃-SO₄-Ca-Mg型,丰水期干流河水Ca²⁺和HCO^-₃当量浓度占比低于平水期,而丰水期SO₄^2-当量浓度占比则高于平水期,显示丰水期较多...     

三峡库区支流汝溪河沉积物重金属空间分布及生态风险

为了解三峡库区支流沉积物重金属空间分布、来源及生物毒害效应,选择典型入库支流汝溪河,分4个区域12个采样点采集沉积物柱状样和沿岸土壤样品,分析了Cr、 Ni、 Cu、 Mn、 Zn、 Cd、 Pb和Hg这8种重金属的空间和垂向分布特征.结果表明,沉积物中Cr、 Ni、 Cu、 Mn、 Zn、 Cd、 Pb、 Hg平均含量分别为(79.60±11.87)mg·kg^-1、(41.340±4.999)mg·kg^-1、(32.69±8.70)mg·kg^-1、(823.34±125.76)mg·kg^-1、(122.11±22.82)mg·kg^-1、(0.393±0.140)mg·kg^-1、(29.122±6.811)mg·kg^-1和(74.84±39.50)μg·kg^-1, 8种重金属含量均超过长江水系沉积物背景值,空间上总体表现为受汝溪场镇生活影响河段>回水区>自然河段,回水区河道沿岸沉积物及土壤中重金属含量...     

基于污染指数与ArcGIS的聊城市耕地OCPs污染研究

按8 km×8 km网格将聊城市耕地划分为136个采样点,调查六六六(BHCs)、滴滴涕(DDTs)、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、六氯苯和七氯等7种有机氯农药(OCPs)的残留状况。采用单因子污染指数和综合污染指数法进行污染评价,以此判断OCPs的污染程度。对7种OCPs在各样点中的含量进行差异分析,并应用ArcGIS8.3,以污染评价结果为数据支持,进行OCPs污染空间分布研究。结果表明,聊城市OCPs污染程度依次为DDTs>狄氏剂>七氯>艾氏剂>BHCs>异狄氏剂>六氯苯,总体变异程度依次为DDTs>狄氏剂>异狄氏剂>BHCs>七氯>六氯苯>艾氏剂。各OCPs空间分布没有固定的变化趋势;各采样点综合污染水平存在地域差异,以临清市污染最为严重,其他各县市污染较轻。     

京杭运河苏州市区段大型底栖动物种群结构特征与评价

对京杭运河苏州市区段4个点位进行了底栖动物群落结构和多样性进行多年研究,并进行了水质评价。结果表明,底栖动物共12种,寡毛类的克拉泊水丝蚓为各点位的优势种;从时间尺度来看,S1点位的物种种类数量从2008年开始明显增加,软体类物种出现,种群密度也在增加,生物污染指数下降,水质明显改善;从空间尺度来看,京杭运河苏州市区段上游和中游物种种类数量要多于下游和老运河城区段,下游水质有所下降。     

Scaling range sizes to threats for robust predictions of risks to biodiversity

Assessments of risk to biodiversity often rely on spatial distributions of species and ecosystems. Range‐size metrics used extensively in these assessments, such as area of occupancy (AOO), are sensitive to measurement scale, prompting proposals to measure them at finer scales or at different scales based on the shape of the distribution or ecological characteristics of the biota. Despite its dominant role in red‐list assessments for decades, appropriate spatial scales of AOO for predicting risks of species’ extinction or ecosystem collapse remain untested and contentious. There are no quantitative evaluations of the scale‐sensitivity of AOO as a predictor of risks, the relationship between optimal AOO scale and threat scale, or the effect of grid uncertainty. We used stochastic simulation models to explore risks to ecosystems and species with clustered, dispersed, and linear distribution patterns subject to regimes of threat events with different frequency and spatial extent. Area of occupancy was an accurate predictor of risk (0.81<|r|<0.98) and performed optimally when measured with grid cells 0.1–1.0 times the largest plausible area threatened by an event. Contrary to previous assertions, estimates of AOO at these relatively coarse scales were better predictors of risk than finer‐scale estimates of AOO (e.g., when measurement cells are <1% of the area of the largest threat). The optimal scale depended on the spatial scales of threats more than the shape or size of biotic distributions. Although we found appreciable potential for grid‐measurement errors, current IUCN guidelines for estimating AOO neutralize geometric uncertainty and incorporate effective scaling procedures for assessing risks posed by landscape‐scale threats to species and ecosystems.     

Spatiotemporal population structure of the bank vole in a gradient of technogenic environmental pollution

Between 1998 and 2005, specific features of spatiotemporal distribution of small mammals in transformed habitats were studied using the example of the bank vole living in a gradient of chemical environmental pollution (the Middle Urals). Technogenic degradation of spruce-fir forests proved to entail significant changes in the spatial structure and abundance of vole populations. Differences in colonization of disturbed and intact territories by bank voles at different stages of population dynamics were revealed.