基于LEAP模型的西安市交通污染物排放预测分析

为了探讨交通运输部门的低碳发展方向,基于LEAP(longrange energy alternatives planning system)模型建立西安市道路交通运输部门运输能源与环境模型,模拟2021—2050年不同情景下交通运输部门的能源需求、CO_(2)和污染物排放变化趋势以及减排潜力。结果表明,低碳情景(LC)下能源消耗和CO_(2)排放在2031年左右达到峰值,2050年相对基准情景(BAU)的削减率分别为32.62%、30.21%,对CO、NO_(x)、PM_(10)减排效果较好,相对BAU削减率分别为33.88%、36.27%、40.33%;各子情景中,运输结构调整情景(TSA)节能减排贡献最大,其次为绿色汽车情景(GC)和技术性节能情景(TES);要实现交通运输部门碳减排和污染物的排放控制,需调整交通结构,淘汰老旧车型和大力发展公共交通,并不断完善相应的基础设施,提高新能源汽车的市占率。

百年来海州湾沉积物中黑碳分布特征及环境意义

沉积物中黑碳记录了百年来区域生物质燃烧特征变化。本文以海州湾入海潮滩采集的岩芯沉积物样品为研究对象,采用热光反射法(TOR)分别对沉积物黑碳、焦炭和烟炱进行测定,分析探讨海州湾近百年来生物质燃烧演变过程。利用相关性分析、主成分分析和特征比值法分析黑碳含量的历史变化和可能来源,试图揭示该区域百年来能源结构的转变过程。结果表明,近百年来沉积物黑碳、焦炭、烟炱质量分数垂直变化幅度较大,分别在0.507~1.281 mg·g^(-1),0.395~1.080 mg·g^(–1),0.112~0.389 mg·g^(-1)范围内变化。其中,黑碳质量分数高值出现在20世纪80年代中后期(0.873~1.029 mg·g^(-1)),而低值出现在20世纪20年代到20世纪中叶期间(0.675~0.751 mg·g^(-1))。不同区域黑碳分布比较发现,我国东部边缘海地区比青藏高原和瑞典湖泊高出10倍,但发达国家黑碳通量峰值出现时间早,反映了黑碳沉积与区域工业化水平和人类活动相关性显著。黑碳特征比值法(char/soot)的源解析结果表明,黑碳的来源中化石燃料燃烧占48.8%,是生物质燃烧的4.2倍。根据相关性分析、主成分分析和char/soot比值结果分析,黑碳在1950年以前主要来源是生物质燃烧,在1950年以来煤炭燃烧、工业源、交通源比重增加,主要和区域人口、工业总产值、能源消费等因素有关,人类活动占据主导。研究结果为进一步理解该区域黑碳污染状况及制定未来海州湾地区的生态环境管理政策提供参考。

青海东部上喇家村黄土剖面全新世野火历史及人类活动

由于不同燃烧指标存在明显的差异,致使人们对于火燃烧方式的理解尚不确定。本研究选取黄河上游青海上喇家典型剖面(深度464 cm,年代范围14.5~0 ka B.P.)为对象,结合炭屑和黑碳以及古生态指标,揭示该区域全新世以来的野火历史演变过程。研究结果表明末次冰期和全新世早期,气候较为干旱,以明烧为特征的草原区域野火时常发生,与东亚季风气候所控制燃料特征和湿度密切相关。全新世中期,气候较现在温暖而湿润,生物成壤作用强烈,该地区整体上自然野火发生处于较低水平。其中,4200~3850 a B.P.和3400~3000 a B.P.这两个阶段的粗颗粒炭屑通量峰值分别是齐家文化中晚期(4200~3800 a B.P.)和辛店文化时期(3400~2700 a B.P.)人类频繁放火烧荒和开垦农田以及生活等活动的结果;而3850~3600 a B.P.阶段以焖烧为特征的低强度野火发生,与气候持续干旱和人类森林砍伐活动加剧有关。与此同时,该区域遭遇2次大规模的地震和山洪泥流地质灾害,生态环境恶化,使得农耕为主的齐家文化被半农半畜牧的辛店文化所替代,从而导致该期间炭屑通量整体下降。全新世晚期,气候进一步干旱,1500年以来本地大幅度生物质燃烧增加与农业扩张和耕地面积增大密切相关。总之,全新世中期先前人类长期频繁森林砍伐活动所诱发的低强度焖烧火模式是导致该区域植被减少和土地退化的不容忽视的重要因素,而东亚季风所控制的季节性降水变化仍是野火发生必要条件。

鲁北平原典型剖面4000年古火重建数据集

以山东省广饶县常徐村的典型陆相沉积物剖面采集的样品为研究对象,通过对样品的室内分析获得黑碳、磁化率、烧失量和地球化学元素等多种环境代用指标数据,借助GetData软件和相关文献资料获得与气候指标和人类定居点相关的数据,并将其与年代数据结合,形成一个综合数据集。该数据集的分析主要通过不同指标的描述性统计及箱状图揭示所涉及数据的范围和离散性。运用主成分分析中的载荷值以及相关性分析来表明不同主成分代表的意义,再利用火灾因子得分在不同年代的变化趋势,对不同时期火灾发生的主控因子进行分析。数据集存储格式为.shp和.xlsx格式,由8个数据文件组成,数据量为74.3 KB(压缩为1个文件,69 KB)。

4000年以来鲁北平原典型剖面古火重建及人类活动

针对山东常徐村(CX)沉积物剖面进行野外采样,分析测定黑碳、磁化率、烧失量、地球化学元素等古环境指标,试图探讨生物质燃烧与人类活动、气候之间的相互作用机制,结果表明。1)4000~2800a BP.时期,气候从温湿向温凉偏干转变,局地野火偶尔发生。其中距今3500~3000年黑碳出现明显的峰值,这可能是因为商周时期当地人类生产生活诱发生物质燃烧事件所产生的黑碳颗粒,经过流水侵蚀作用和再堆积过程,致使黑碳浓度明显增加,气候和植被是野火发生与蔓延的限制因素。2)2800~2000a BP.时期,气候向暖干趋势转变,野火频率明显上升,这可能与春秋战国时期古人类大面积的土地利用有关。野火发生与人类活动及生产方式密切相关,但植被仍是影响野火发生的先决条件。3)2000~500a BP.时期,气候变得冷干,野火频率处于较低水平且趋于稳定,这可能是因为人类生产达到稳定阶段,土地已开垦殆尽,同时灌溉农业建立,气候是野火事件的主控因素。4)500a BP.以来,气候进一步干旱,广泛的生物质燃烧,尤其是近300a BP.进入快速增加阶段,这是清朝以来气候干旱化,加之人口急剧增加,人类焚林开荒等活动加剧所致,人类活动已成为野火发生的关键因子。