兰西城市群大气污染时空分布特征及其对土地利用的响应

【目的】研究兰西城市群大气污染物时空变化,探讨土地利用方式对大气污染物的影响。【方法】以兰西城市群大气污染数据和土地利用数据为基础,运用反距离权重法、泰森多边形法分析兰西城市群土地利用与大气污染物的时空变化特征,通过Pearson相关系数分析土地利用与大气污染间的相关关系。【结果】2015~2020年兰西城市群土地利用变化速度相对较快,耕地、林地、草地和未利用土地面积减少,建设用地和水域面积增加;大气污染物除O3浓度先降后升,其它浓度总体呈现下降趋势;6种大气污染物有显著的季节性、月度差异性和空间异质性;土地利用变化与大气污染之间存在响应关系,建设用地和耕地面积比例与CO、NO_(2)、PM2.5、PM10的污染程度呈正比,水域和未利用地面积比例与CO、NO_(2)、PM2.5、PM10浓度呈负相关,林地面积比例与SO_(2)浓度呈负相关。【结论】兰西城市群大气污染的时空分布对土地利用变化给予了积极的响应,不同的土地利用类型与大气污染物之间的相应关系不同。

温度和CO_2浓度升高对稻田CH_4排放的影响:T-FACE平台观测研究

以同步模拟自由大气二氧化碳浓度和温度升高的太湖地区稻田T-FACE平台为依托,采用静态暗箱-气相色谱法原位观测研究了温度(T)和CO2浓度(C)升高以及温度和CO2浓度同步升高(CT)对稻田CH4排放的影响。结果表明:温度和CO2浓度升高并未改变稻田CH4排放的季节动态模式,但显著增加水稻生长季CH4的排放量,且促进效应依次为C>CT>T。在本底自由大气处理(CK)条件下,有、无水稻植株参与的稻田生态系统和土壤CH4季节平均排放通量分别为1.88、1.08 mg·m-2·h-1。有、无水稻植株参与下C、CT和T处理CH4季节排放量都较CK处理显著提高,分别增加了273%、106%、59%和317%、142%、79%。温度和CO2浓度升高显著增加了水稻生物量,相对于CK而言,C、T和CT处理导致水稻的生物量分别增加了24%、7%和16%。无论有、无水稻植株参与,稻田甲烷排放量与水稻生物量和产量均呈极显著正相关关系。

长春地区稻田甲烷排放量的估算研究

1995～ 1997年 3年的实验研究中 ,用静态箱法和气相色谱仪对长春地区不同水管理方式稻田的甲烷排放进行了采样和测量工作 ,1996年和 1997年逢晴天还同步进行了地面实验基地的卫星遥感数据 (TM和NOAA—AVHRR数据 )的接收工作。根据测算的稻田甲烷排放通量和用遥感数据提取的水稻种植面积 ,估算出区域尺度的稻田甲烷排放总量。 3年来的研究结果显示 ,长春地区水稻种植面积为 17.72 12× 10 4 hm2 ,稻田甲烷平均排放通量为 2 .984mg/(m2 ·h) ,长春地区稻田甲烷总排放量为 0 .0 2 0 3Tg/a。用灰关联方法分析了稻田甲烷排放的影响因子 。

臭氧浓度增加对冬小麦叶片影响的试验研究

对冬小麦进行不同浓度的臭氧（Ｏ３）处理试验，结果发现，Ｏ３对叶片数、叶面积、叶片干物质积累均有不利影响，并且，随着Ｏ３浓度的增大，对叶片伤害加重，叶汁衰老加速。

农田土壤温室气体排放机理与影响因素研究进展

根据近几年国内外相关文献 ,对农田土壤中二氧化碳、甲烷与氧化亚氮排放相关机理及影响因子进行了归纳 ,并介绍了动物废弃物施用于农田土壤所导致的温室气体排放的变化情况 ;同时还对一些与土壤温室气体排放影响因素有关的定量模拟方程进行了介绍。

作物夜间呼吸作用与温度、二氧化碳浓度的关系

利用美国 CID公司生产的 CI- 30 1PS便携式光合作用测定仪 ,在夜间对黄淮海地区秋季作物玉米、棉花、大豆呼吸作用进行了测定研究。结果表明 :叶片呼吸作用随温度的升高而加强 ,其中大豆最为敏感 ,棉花次之 ,玉米相对来讲最不明显 ;CO2 浓度升高会对作物夜间呼吸作用产生抑制作用。文中给出了相应的数学模型 ,为监测夜间作物呼吸作用提供了初步理论基础。

三江平原不同土地利用方式对区域气候的影响

以往土地利用变化对气候的影响多是从地表参数的改变角度去研究,而气候变化的一个重要方面是温室气体的增加。通过收集整理三江平原生长季(510月)不同土地利用类型的温室气体排放通量,根据温室气体的增热潜能,比较得出,在三江平原林地、小叶章、毛果、漂筏、稻田和大豆几种土地类型中,对区域气候影响的大小依次顺序为:大豆>小叶章>毛果>林地>稻田>漂筏。由此表明,三江平原稻田对于区域的气候的变化贡献比旱地小。在过去几十年中,由于土地利用变化而导致温室气体排放的总变暖潜力增加,为三江平原气候变暖提供了佐证。

华北平原农田CO2浓度变化特征

旨在了解农田CO2浓度长期动态变化特征、趋势、浓度增量分布模式等,收集了2007-2018年中国气象局固城生态与农业气象试验站开路式涡相关CO2浓度观测数据。研究了华北平原农田CO2浓度的年际、年内、昼夜和CO2通量等动态变化特征,对比分析了华北平原农田CO2浓度与城市站和大气本底站CO2浓度变化趋势及差异。结果表明,近十多年来华北平原农田CO2年平均浓度显著升高31.0μmol/mol(r=0.263,P<0.01),年均增幅(2.58μmol/mol)与全球和瓦里关本底站大气CO2浓度增幅接近,但农田CO2浓度年际和年内季节变化波动巨大,日平均浓度和逐时平均浓度标准差分别为33.7、33.5μmol/mol。夜间CO2平均浓度395.8μmol/mol,比白天高36.2μmol/mol(10.1%),8月最高差值达到74.4μmol/mol(20.6%)。在作物生长季节,5月和8-9月白天CO2浓度出现的两个谷值准确地对应了CO2通量动态变化的两个峰值,表明4-9月昼间CO2浓度和通量动态变化很好地反映了华北平原冬小麦和夏玉米生长过程、农事活动和农田碳交换的关系。农田CO2浓度动态变化与城市、湿地和大气本底站的变化特征不同,表明其动态变化的形成机制有差异。农田CO2浓度昼夜及季节变化特征为研究和评估CO2浓度升高影响作物生长和产量提供指导依据。

一次春季冰雹天气的中尺度系统分析

对2007年5月5日江苏出现的大范围雷雨、大风和区域性冰雹天气的环流背景场进行了分析,结果表明:这次强对流天气是由北方南下的冷空气触发所致,锋前对流层低层的增温和500 hPa冷空气的先行南下使潜在的对流不稳定性加剧;地面冷锋前中尺度低压的发展是对流性天气发展的主要因素;强烈的上升运动和低层水汽通量辐合提供了有利于冰雹产生的过冷水滴的碰撞增长条件;冰雹天气的产生与地面物理量场有很好的配置关系。

设施栽培中CO_2施肥技术的应用

本文对国内外设施中CO2施肥技术的研究结果进行了综述。总结了设施栽培中CO2浓度的变化规律,重点介绍CO2施肥的适宜时期、具体时间、施肥技术,以及温度、光照、矿质营养等环境因素对CO2施肥效果的影响。

安徽省电线积冰的特征及气象条件分析

统计了安徽省有气象记录以来的电线积冰观测资料,分析了电线积冰的时空分布特征,同时也对积冰出现时段的气象要素特征进行了详细的总结。在此基础上,详细分析了2008年1月16日发生的宜华±500 kV直流线路事故的气象条件,得出致灾电线积冰的气象条件特征,并给出防御灾害的建议。

施肥对不同品种麦田CO_2通量的影响

为探讨施肥对小麦田间CO2释放量的影响,本研究设计以4个不同施肥水平为主处理,以3个不同年代的主栽品种碧玛1号、烟农15号、山农11号为研究对象,采用封闭式静态暗箱技术,应用LI-6400型便携式光合仪(美国)在作物生长期测定土壤CO2释放量和光合速率。同时测定了环境影响因素土壤温度和水分等。研究结果表明,施肥有利于增加土壤CO2释放量,且中氮处理水平释放量最多;土壤温度和水分对土壤CO2释放量有一定的影响,土温越高,水分越大,CO2释放越多;麦田CO2交换量与小麦根系活性呈正相关。

泾河年径流量BP神经网络模型研究

以1957—2000年的实测降水序列和泾河年径流量序列为研究对象,利用EMD法和GA建立了泾河年径流量的BP神经网络模型。分析结果表明:泾河流域年降水量变化可能存在准2～3、5～7、10～13、18～22 a的周期;基于EMD的年径流量BP神经网络模型预测值的相对误差为-4.71%～8.21%,基于GA的年径流量BP神经网络模型预测值的相对误差为2.25%～12.22%。

北半球热融湖塘分布及其甲烷排放潜力

热融湖塘作为多年冻土退化产生的分布最广的热喀斯特景观,是大气中甲烷(CH_(4))的重要来源。热融湖塘的形成和演化及其对全球大气CH_(4)循环的影响是气候变化研究领域的重要问题之一。本文综合阐述了北半球多年冻土区热融湖塘的演化、分布及变化特征,揭示了热融湖塘CH_(4)的产生、氧化、排放过程及其影响因素。研究表明,环北极地区热融湖塘总面积约为1.4×10^(6)km^(2),虽然部分地区可能导致湖塘扩张或形成新的湖塘,但整体上湖塘覆盖面积呈减少趋势;青藏高原热融湖塘总面积约为2.83×10^(3)km^(2),表现为中部地区湖塘数量和面积显著增加,黄河源地区呈减少趋势。受有机质稳定性和微生物群落差异的影响,热融湖塘表层富含有机质的淤泥层及融化的深层冻土层CH_(4)产生潜力较大,但CH_(4)氧化过程极大地限制了湖塘CH_(4)的排放。目前,环北极地区热融湖塘CH_(4)排放量为1.9~6.3 Tg CH_(4)·a^(-1),但仍存在较大的不确定性。未来研究应进一步加强遥感技术,提高热融湖塘的识别精度,尤其关注热融湖塘的排水情况,为湖塘的发展预测及多年冻土碳反馈评估提供支撑。此外,还需在典型区域、监测空白或稀疏地区开展长期连续的野外监测工作,深入探究热融湖塘CH_(4)产生和氧化的影响机制。最后,未来应将底物有效性(微生物可以直接分解利用的有机质的量)、微生物特性、水热变化及植被等影响甲烷产生和排放过程的因素纳入地球化学模型中,以更好地预测和评估热融湖塘碳排放对全球气候变暖的贡献。

干旱区绿洲水分生产力影响因素研究

根据干旱区绿洲——民勤绿洲1985—2007年的统计资料和相关试验资料,运用灰色关联分析理论,对影响绿洲农作物水分生产力的主要因素进行了排序研究,指出灌水量是提高作物水分生产力的关键因素。依据水分生产函数概念,建立了水分生产函数模型,在此基础上,运用边际效益理论得出经济合理的灌溉定额为5 690.55 m3/hm2(379.37 m3/亩),对应的作物水分生产力为1.26 kg/m3。

盖膜层数及酿热物厚度对烤烟苗床微气象特征的影响

不同盖膜层数及下垫不同厚度酿热物 ,改变了烤烟苗床的温度、湿度及光照度分布规律 ,形成了各不相同的微气象特征 ,进而影响烟苗的生长发育。根据贵州的试验结果表明 :盖 3层膜和单层膜下垫 12 cm厚酿热物苗床的微气象特征对烟苗生长有利 。

近40年桂林市雷暴的变化特征及成因分析

根据广西桂林市13个气象观测站1971～2008年各月雷暴日数资料，研究了桂林市雷暴的空间分布、季节变化特征、物理量特征和天气形势。结果表明，雷暴分布趋势为自中部向北部及东南部递减，桂林中部的桂林城区、临桂县及永福县年雷暴日数最多，北部的资源县和灌阳县年雷暴日数最少；桂林市雷暴日的出现有着明显的月、季变化，主要集中在春、夏季，4～8月份为桂林多雷暴月，在8月达最大值，而冬季发生的概率较低，12月为最小值；桂林的雷暴与冷锋、高空槽及冷涡等天气系统密切相关，是大尺度天气系统与局地聚积的湿热潜能共同作用的结果。

麦季土壤镉生物有效性对大气臭氧浓度升高的响应

利用开顶式气室(OTCs)设置正常大气和臭氧浓度升高的暴露环境,采用盆栽试验研究不同浓度外源镉污染土壤在小麦生长期间不同深度土层中各形态镉含量的动态变化以及成熟期植株生物量和体内镉含量的变化,同时利用BCR连续提取法和DTPA提取法评价小麦土壤镉生物有效性。结果表明:臭氧熏蒸在各土壤处理均有提高镉生物有效性的趋势,成熟期5mg·kg-1镉污染土壤的镉生物有效性变化显著,其中DTPA-镉含量在0~5、5~10、10~15cm土层分别增加21.82%、16.07%、21.90%,成熟期0~5、5~10cm土层的BCR弱酸溶解态镉分别提高34.83%、47.55%。臭氧熏蒸显著降低无污染土壤暴露组小麦籽粒的生物量(12.22%),却有增加植株各器官镉含量的趋势,其中秸秆部镉含量较对照组显著增加14.75%。臭氧暴露干扰土壤镉的形态分布,促进镉向更易被作物吸收利用的形态转化,增加小麦对镉的吸收累积,最终加剧镉进入食物链的风险。

太湖流域低温室气体排放水稻品种筛选的初步研究

为筛选出太湖流域适宜种植的较低温室气体排放的水稻品种,采用静止箱-气相色谱法对该流域20个水稻品种甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放通量进行观测。结果表明:所有供试品种CH4排放通量在抽穗期出现峰值,峰值变化范围为1.16~6.10mg·(m2·h)-1;N2O排放通量在成熟期出现峰值,峰值变化范围为0.19~0.60mg·(m2·h)-1。就温室气体排放强度而言,中粳稻品种中南粳9108的增温潜势为84.07kg·t-1;晚粳稻品种中镇稻18的增温潜势为116.27kg·t-1,苏香粳100的增温潜势为114.30kg·t-1,这3个品种因较高的产量和较低的温室气体排放,具有较高的推广应用价值。

西北半干旱雨养农业区薯麦轮作FACE平台简介

在黄土高原半干旱雨养农业区薯麦轮作田地建立气象部门首家FACE系统(Free Air CO2 En-richment),即CO2浓度的控制和监测系统平台,由中国气象局兰州干旱气象研究所建在定西半干旱生态环境与试验基地。该平台由CO2气体供应装置、控制系统、释放系统3大部分组成,它是利用计算机网络系统对平台的CO2浓度进行监测控制,根据作物冠层高度的CO2浓度、风向、风速、昼夜的变化调节CO2气体的释放速度及方向,实现FACE圈的CO2浓度高于周围大气CO2浓度某一数值。该平台旨在研究雨养农业区CO2浓度升高及其与温度、水分、养分等偶合对农作物生长过程、生理生态特征、生物量、产量等的影响,为该地区适应未来不同气候变化情景提供科学依据。