基于AOD数据和GWR模型估算京津冀地区PM2.5浓度

利用MODIS气溶胶光学厚度(AOD)数据针对不同土地覆盖类型的适用性,提出了一种基于土地覆盖类型的AOD融合方法,生成了一种新的3km AOD数据集.在此基础上,通过地理加权回归(GWR)模型估算了京津冀地区2016年PM2.5浓度,并用交叉验证的方法对模型性能进行评价.结果表明:利用融合后的AOD数据建立的模型可解释PM2.594.85%的浓度变化,交叉验证R 2为0.94,RMSE为9.27μg/m^3,MPE为6.72μg/m^3,明显优于多元线性回归(MLR)模型;基于GWR模型估算的京津冀地区2016年年均PM2.5浓度为58.57μg/m^3,其中冬季PM2.5浓度最高,春秋季次之,夏季浓度最低,PM2.5月均浓度变化范围32.78~140.83μg/m3,8月份浓度最低,12月份浓度最高;空间分布南北差异显著,衡水市PM2.5污染最为严重,张家口市PM2.5浓度较低.利用此方法成功弥补了PM2.5空间缺失,为城市尺度的健康效应和环境流行病学研究提供数据支持.

三江平原富锦湿地公园恢复初期土壤种子库特征

[目的]了解三江平原富锦湿地公园恢复初期种子库物种组成和规模。[方法]采用温室萌发法对比分析了三江平原恢复初期湿地和开垦湿地的土壤种子库特征。[结果]共萌发物种14种,其中,恢复湿地13种,开垦湿地8种,主要是稗(Echinochloa crusgalli)、香蒲(Typha sp.)、春蓼(Polygonum persicaria)、灰绿藜(Chenopodium glaucum)和菵草(Beckmannia syzigachne)等物种,缺乏薹草(Carex spp.)和小叶章(Calamagrostis angustifolia)等该地区典型沼生植物;恢复湿地单位面积萌发幼苗数量(389株/m^2)是开垦湿地(166株/m2)的2.3倍。地上植被常见香蒲(Typha angustifolia)、芦苇(Phragmites australis)、泽泻(Alisma plantago-aquatica)、水葱(Scirpus validus)和野慈姑(Sagittaria trifolia)等水生植物。[结论]在以恢复薹草湿地等浅水沼泽或湿草甸为目的时,应采用播种、移栽等方式补充种源,同时加强植被监测和水位管理,以促进目标植被的恢复。

基于地理加权回归模型的新疆地区PM_(2.5)遥感估算

为了研究2016年新疆地区近地面PM_(2.5)浓度的时空分布,利用MODIS/Terra 10 km AOD数据和气象数据,结合卫星过境时地面监测的PM_(2.5)数据,采用地理加权回归的方法,构建了新疆地区PM_(2.5)遥感反演模型.结果表明:基于地理加权回归模型反演所得地面PM_(2.5)浓度相关系数R2为0.87,优于多元线性回归模型的0.78.在时间上,新疆地区PM_(2.5)浓度2016年1月份最高,为132.07μg/m3,3月份次之,达到113.22μg/m3,9月份最低,为28.55μg/m3;在空间上,总体来看2016年新疆喀什、和田以及库尔勒北部地区PM_(2.5)浓度较高,采暖季乌鲁木齐市附近PM_(2.5)浓度明显升高.

公路边坡丁香(Syringa spp.)固土特性的研究

研究圆叶丁香、小叶丁香、北京丁香对土壤抗冲性的贡献大小,提出公路生态恢复适合的丁香种类,能够为寒区高速公路绿化植物的选用和培育提供数据资料。利用原状土冲刷水槽法对三种丁香进行冲刷,研究根系对土壤抗冲性的大小。通过对实验结果的分析,可以看出三种丁香的抗冲性各不相同,同种丁香随着坡度的增加抗冲性能力呈减小趋势;不同丁香在同一坡度下的抗冲性圆叶丁香>小叶丁香>北京丁香。利用水崩解法得到三种丁香的抗蚀指数,随着时间的推迟,抗蚀指数逐渐下降,但是针对于某一时刻,三种丁香抗蚀指数圆叶丁香>小叶丁香>北京丁香。最后测量三种丁香的根系长度和生物量,用软件处理分析可知三种丁香的根系长度和质量呈一个趋势,并且和抗冲指数、抗蚀指数的变化趋势相同。

基于混合效应模型的京津冀地区PM_(2.5)日浓度估算

利用2016年182d的MODIS 3km AOD数据与地面监测数据,评估了混合效应模型不同参数组合的模拟性能,得出模型在解释AOD-PM_(2.5)关系时,对时间序列变异的解释能力要比空间差异更佳.在此基础上,利用混合效应模型建立京津冀地区每日的AOD-PM_(2.5)关系,模型拟合R^2为0.92,交叉验证调整R^2为0.85,均方根误差(RMSE)为12.30μg/m^3,平均绝对误差(MAE)为9.73μg/m^3,说明模型拟合精度较高.基于此模型估算的2016年京津冀地区年均PM_(2.5)浓度为42.98μg/m^3,暖季(4月1日～10月31日)为43.35μg/m^3,冷季(11月1日～3月31日)为38.52μg/m^3,与同时期的地面监测数据差值分别为0.59,0.7,5.29μg/m^3.空间上,京津冀地区的PM_(2.5)浓度呈现南高北低的特征,有一条明显的西南-东北走向的高值区.研究结果表明,基于每日混合效应模型可以准确评估京津冀地区的地面PM_(2.5)浓度,且模型估算的PM_(2.5)浓度分布状况为区域大气污染防治提供了基础的数据支撑.

2010-2016年京津冀AOD时空变化及其影响因子分析

利用MOD04_3k气溶胶光学厚度(AOD)产品,分析了2010-2016年京津冀地区AOD时空演变特征,并从区域尺度及像元尺度对8个影响因子进行了相关分析。结果表明:(1)京津冀地区AOD值南高北低,有一条明显的西南-东北走向的高值区,7年间AOD值呈现先增加后减少的态势,其中,夏季AOD值最高但呈下降趋势,春秋次之,冬季最低呈增加趋势;(2)空间上绝大部分地区呈现增长趋势,且以唐山、北京、保定、石家庄为代表的城市周边区域增加最为明显,西北部山区基本保持不变,东南部有零散区域呈现减小趋势。春、夏、秋、冬季的空间演变趋势存在明显差异;(3)就整个京津冀地区而言,人为因子贡献最大,其次为气象因子、地表因子。其中,北京市与廊坊市导致AOD值增加的主要原因是气温,秦皇岛市为相对湿度,其他10个城市均为第二产业生产总值。像元尺度上,影响因子的空间分异导致了AOD的空间差异。

基于融合MODIS AOD和LME模型的京津冀地区PM2.5季节浓度模拟

为探究京津冀地区PM2.5浓度的时空差异,基于线性混合效应模型,在该地区分别建立不同季节融合MODIS AOD与PM2.5的关系,并对其季节浓度进行模拟.研究结果表明:模型拟合所得四季的可决系数R2分别为0.738、0.668、0.644和0.760,留一交叉验证后R2分别为0.733、0.658、0.636和0.756,模型仅存在轻微过度拟合,且PM2.5浓度较高的春冬季拟合效果优于夏秋季;在气候、地形、经济和人口等多种因素的综合影响下,京津冀PM2.5浓度存在季节差异和地区差异,即四季PM2.5浓度冬季最高,春秋次之,夏季最低,空间上基本呈现北部低、南部高的特点.

针阔混交林不同混交配比对落叶松毛虫数量的影响

研究分析落叶松纯林与落叶松-水曲柳混交林中落叶松毛虫的发病概率和发病程度,并对比了不同混交配比条件下落叶松毛虫的发病程度。结果表明,落叶松纯林中落叶松毛虫的发病率及发病程度明显高于落叶松-水曲柳混交林,单株落叶松上落叶松毛虫的个数比混交林平均高出1.6倍,而在混交林中,不同混交配比对落叶松毛虫的发生数量也有明显影响,其中以3∶5比例进行混交的林分,单株落叶松上落叶松毛虫的个数最低。综上所述,采用混交的方式可以大幅度降低落叶松毛虫病害的发生和扩展,而3:5比例的混交方式是抑制落叶松毛虫病害扩散的最有效途径。

多年冻土区氧化亚氮通量研究进展

多年冻土区占陆地表面积的25%,土壤中贮藏了大量的土壤有机碳和全氮,是温室气体重要的源、汇和转换器。受到气候变暖的影响,全球尺度的多年冻土都在融化和退化,这会引起温室气体的排放,进而加剧全球气候变化。此外,全球变化(如氮沉降)和人为干扰(如采伐)因素等,也会改变温室气体的排放速率。N2O的温室效应强,在大气中存留时间长,因此越来越受到科学家的关注。目前,科学家已经开展了一些多年冻土区N2O通量排放的研究,取得了一定的研究成果。本文综述了国内外多年冻土区N2O通量的研究,探讨了多年冻土区N2O通量的排放特征,总结了多年冻土区N2O通量排放的影响因素,分析了不同干扰因素对多年冻土区N2O通量的影响,揭示了多年冻土区N2O通量的产生机制,并对多年冻土区N2O通量排放的研究方向提出了展望。

富锦国家湿地公园湿地资源现状与保护管理对策研究

湿地不同于其他生态环境,是公认的全球三大生态系统之一,而湿地公园也是国家重点开发的项目,合理开发对发挥湿地生态作用是有重大影响的,对全球生态环境的改善会有显著作用,但我国的湿地公园在开发与管理上目前还面临着不少问题,基于此,本文将以富锦国家湿地公园为范本展开讨论,并提出建议。

2015年富锦国家湿地公园水体中浮游甲壳动物群落结构及多样性季节动态

2015年5月、8月和10月,在富锦国家湿地公园恢复湿地,调查水中浮游甲壳动物群落结构,分析影响浮游甲壳动物群落的水环境因子。研究结果表明,富锦国家湿地公园水中共检出浮游甲壳动物13种,其中,有枝角类4属10种,桡足类1属3种;在采样期间,枝角类的共有优势种为长额象鼻溞(Bosmina longirostrids)、简弧象鼻溞(Bosmina coregoni)和寡刺秀体溞(Diaphanosoma paucisoinosum),桡足类共有优势种为广布中剑水蚤(Mesocyclops levckarti)和无节幼体;5月、8月和10月采样日浮游甲壳动物群落的密度和生物量明显不同,8月的最大,5月的次之,10月的最小,平均丰度和平均生物量分别为(168.55±80.90)ind./L和(1.46±0.75)mg/L,8月的丰度和生物量分别为(259.77±64.2)ind./L和(2.30±0.67)mg/L;在所有采样点中,浮游甲壳动物群落Shannon-Wiener多样性指数的变化范围为1.698~3.262,Margalef指数为0.590~1.480,Pielou均匀度指数为0.583~0.928;水温、水中溶解氧含量和水体透明度是影响浮游甲壳动物群落生物量的主要因子,总氮含量和叶绿素a含量影响浮游甲壳动物群落的多样性。

基于AOD数据与GWR模型的2016年新疆地区PM2.5和PM10时空分布特征

PM2.5与PM10的时空分布特征及其相关性是大气颗粒物研究的主要内容,传统方法是基于监测站点数据进行分析,难以揭示PM2.5与PM10时空分布的区域特征.为此,本文利用地理加权回归模型估算了2016年新疆地区PM2.5与PM10的月均浓度,在此基础上对区域尺度的PM2.5与PM10浓度特征进行分析.结果表明:地理加权回归相较最小二乘回归的拟合精度更高,PM2.5和PM10的决定系数分别为0.93和0.96,且误差较小;PM2.5和PM10年均浓度分别为70.88μg·m^-3和194.53μg·m^-3,说明大气颗粒物污染严重,且空间分布呈西南高、东北低的特征;PM2.5和PM10季节浓度均为春季最高,夏季最低;PM2.5月均浓度2月最高,9月最低,PM10月均浓度3月最高,8月最低;PM2.5与PM10年均浓度的相关系数r为0.95,相关性较高;PM2.5/PM10冬季最高为51%,其余季节小于50%,说明冬季PM2.5对大气颗粒物污染贡献率较高,其余季节则以可吸入颗粒物中的粗颗粒贡献为主.