三峡库区典型消落带冬季多环芳烃大气-植物/土壤交换过程与通量

三峡大坝每年周期性“蓄水-放水”,形成水位落差巨大的消落带,库区内污染物环境地球化学行为随之发生变化.以冬季淹没期消落带多环芳烃为研究对象,采集成对大气(n=16)、植物(n=12)和土壤样品(n=12),采用气相色谱/质谱法(GC/MS),分析USEPA 16PAHs浓度水平,解析来源,估算大气-地表、大气-植物等多介质交换通量.结果表明:大气、土壤和植物中PAHs浓度为5.65~13.47ng/m^(3)、70.86~135.44ng/g和78.23~1084.72ng/g,平均值分别为(8.58±2.78)ng/m^(3)、(90.10±22.18)ng/g和(360.36±309.54)ng/g.大气中PAHs以2~3环为主(62.3%),植物中PAHs以3~4环为主(73.7%),土壤中PAHs以3环和5环为主(52.1%).特征分子比值法揭示煤、生物质燃烧是植物PAHs的主要来源,以石油为主的化石燃料燃烧是大气和土壤PAHs主要来源.“一室模型”表明,植物吸收PAHs的主要途径为植物-气相之间动态平衡限制下的气沉降.“逸度模型”表明,3环和4环PAHs气-土交换通量分别为-19.20和-0.14,主要是从土壤向大气挥发,5~6环PAHs气-土交换通量为0.89,主要是由大气向土壤沉降.大气中颗粒态PAHs干沉降通量为293.35~833.61ng/m^(2)·d,平均值为517.82ng/(m^(2)·d),以5~6环(59.02%)为主.本研究探讨了冬季PAH多介质交换过程,揭示了植物和土壤对于不同单体的吸收和沉降角色,为进一步研究库区不同季节PAH环境地球化学循环提供基础数据.

中国科学院新疆生态与地理研究所研究表明,生物土壤结皮在荒漠土壤-大气界面碳交换中扮演重要角色

维管植物和生物土壤结皮的镶嵌式分布是中亚荒漠区地表覆盖的主要形式。在这一地区，生物土壤结皮占据了地表40％以上的面积，由于生物土壤结皮的潜在光合能力与维管植物相当，据此推测，结皮发育土壤在于旱区碳循环中可能具有重要的作用，然而，相关的研究多集中于室内条件下生物土壤结皮的光合生理测定方面。中国科学院新疆生态与地理研究所张元明研究员领导的“生物土壤结皮生态学”研究团队在“973”项目和国家自然科学基金的资助下，围绕干旱荒漠区生物土壤结皮发育土壤的碳通量特征这一科学问题，实测研究了古尔班通古特沙漠生物土壤结皮在荒漠土壤一大气界面碳交换中的作用。

大气—水—土壤界面汞交换研究方法现状与展望

综述了近20年来汞在大气—水—土壤界面交换的研究方法现状,包括大气汞的干湿沉降及水、土壤汞释放的测定方法,分析其存在的问题,并提出未来的研究重点。

全球陆地生态系统与大气之间碳交换的模拟研究

利用陆面物理过程和植被生理生态过程完全动态耦合的大气植被相互作用模式 (AVIM) ,对全球陆地生态系统的净初级生产力进行模拟。全球陆地生态系统植被分为 1 3类 ,土壤质地分为 7类 ,确定了各种植被和土壤的模式参数。采用全球陆地 0 .5× 0 .5网格点气候平均资料 ;以 30分钟为步长进行积分。并用全球不同地区各种植被类型的 1 9个 NPP观测样点数据校准模型。AVIM模拟全球陆地生态系统 NPP的主要模拟结果如下 :全球陆地生态系统净初级生产力 (NPP)总量约为 60 .72 Gt Cyr- 1。分析了不同植被类型的 NPP分布 ,模式较好地模拟了全球陆地生态系统净初级生产力的纬向分布和区域分布的差异 ,模拟出中国植被生产力的分布特征。陆地生态系统净初级生产力与温度、降水和辐射等气候因素在不同地区有不同程度相关性 ,北方针叶林地区气候因子与 NPP的相关性明显 ,反映出植被对环境因子的不同响应及其物候特征。赤道热带雨林地区NPP与气候因子的相关性不明显。

工业区土壤中PBDEs的污染特征及土气交换分配

为了研究富拉尔基混合工业区表层土壤中多溴联苯醚（PBDEs）的污染特征，在混合工业区收集了12个表层土壤样品，分析了土壤中PBDEs的空间分布特征。结果表明，城区土壤中∑11PB-DEs的总浓度范围为963～10700 ng·kg^-1，平均浓度为4510 ng·kg^-1，其中BDE-209为土壤中PBDEs的最主要组分，浓度范围为893～10600 ng·kg^-1，占总浓度的93％以上。PBDEs总含量在不同土地利用功能分区上呈现工业用地〉居住用地〉城市公园及郊区的分布规律。采用主成分分析对表层土壤中PBDEs的来源进行了研究，发现混合工业区表层土壤中PBDEs主要来自于商用十溴联苯醚和商用五溴联苯醚。土壤-大气交换逸度分析ff〈0．5，表明PBDEs以大气沉降为主。

植物与大气间的湍流交换——新方法介绍研究状况综述

植物与大气之间的湍流交换是地球和大气系统中能量和物质循环的一个重要环节,也是土壤-植物-大气系统的重要研究内容之一。揭示这一交换环节的物理机制,了解地气系统中能量、水分和C0.2等物质的运动和转换规律,对于农业生产、数值气象预报,环境生态和气候变化等研究工作有诸多方面的意义,是地学界所共同关心的问题。近十年来,植物与大气之间相互作用的研究有了许多重要进展,传统的局地湍流交换模式的局限性已逐渐被认识,一些新的方法在这一领域中出现,其中高阶闭合模式和流轨模式是比较重要的探索途径。

新疆哈密地区有机氯农药大气、土壤残留特征、气-土交换及潜在生态风险

应用大气被动采样技术对新疆哈密地区城市、农村及林场点位大气和土壤中主要有机氯农药:HCHs和DDTs进行了1a的观测分析,对其大气、土壤残留现状和气-土交换进行了分析研究,并对其潜在生态风险进行了初步评估,结果表明,哈密地区大气中HCHs和DDTs在1a观测期的平均浓度分别为107.1 pg·m-3和43.9 pg·m-3;大气中HCHs和DDTs浓度呈现季节性变化:夏、秋两季HCHs和DDTs的浓度普遍高于冬、春两季,推测为夏、秋季较高的温度造成更多的HCHs和DDTs挥发到空气中;大气中两类OCPs污染以HCHs为主,HCHs各类异构体残留以α-HCH为主,DDTs残留以p,p'-DDE为主.研究区大气中α-HCH/γ-HCH的值普遍在3～7之间,推测工业HCHs的使用或HCHs的大气长距离传输对该地区大气中HCHs含量有较为明显的影响;大气中(DDD+DDE)/DDTs的值在0.4～0.9之间,有71.4%的比值大于0.5,表明大气中DDTs主要来自于环境中的残留,近期没有新源输入.土壤中HCHs和DDTs含量范围分别为0.344～6.954 ng·g-1和0.104～26.397ng·g-1,均未超过国家土壤环境质量标准规定的一级自然背景值;土壤中两类OCPs污染以DDTs为主,HCHs各异构体残留以β-HCH为主,DDTs残留以o,p'-DDT为主,根据(DDD+DDE)/DDTs<0.5,近期土壤中有新的HCHs和DDTs输入.土壤和大气中HCHs和DDTs的来源不一致,主要是由土壤和大气本身的不同特性以及哈密地区复杂的地理和气候条件导致的.气-土交换研究表明:哈密地区HCHs各异构体和p,p'-DDE的气-土交换主要以土壤向大气挥发为主;而o,p'-DDE、o,p'-DDD、p,p'-DDD、o,p'-DDT、p,p'-DDT的气-土交换则主要是由大气向土壤沉降.大部分DDTs的汇是土壤,源是大气;而HCHs和p,p'-DDE的汇则是大气,源是土壤.哈密地区土壤中HCHs的生态风险较低,哈密城市和林场土壤中DDTs可能对该地区鸟类和土壤生物具有一定的潜在生态风险.

黄土高原生物利用型土壤干层的水文生态效应研究

对黄土高原高产农、林、草、灌、果5种植被1000cm土层土壤剖面含水量多点测定结果表明,各植被类型均存在不同程度的生物利用型土壤干层,该土壤干层的水文作用表现为增强土壤-植被-大气间垂直水分交换,阻碍入渗降雨转化为地下径流,削弱植被对枯水季节低径流量的补偿能力,其生态效应是恶化植物生长的土壤水分环境,削弱土壤水库对年际干旱的调节能力。

鞍山市有机氯农药土—气交换研究

通过对鞍山市典型区域（6个污染源、4个居住区、一个对照点）土壤及大气中有机氯农药（organochlorine pesicides,OCPs）的监测,利用逸度及逸度模型的相关概念计算鞍山市有机氯农药类污染物土-气交换的迁移方向及交换通量。OCPs土-气交换现状表明,土壤仍是OCPs主要储存地。各点位检出有机氯农药组分数据为83个,土-气交换通量范围在-28.4-1518 g/（km^2·月）之间,其中污染物由空气相向土壤相迁移占比9.6%,其余均呈现由土壤相向空气相迁移;对照点千山只检出两种污染物,通量值只有3.37 g/（km^2·月）;各点位污染物中,3种六六六（HCHs）交换通量占比最大,占总交换量的43%-95%。

气候变化背景下极地海洋和陆地生态系统中持久性有机污染物的迁移和分布

近年来,气候变化对极地环境产生深远的影响,进一步影响到持久性有机污染物(persistent organic pollutants,POPs)在极地同环境介质之间的分布和迁移。对极地海洋生态系统而言,气候变化导致的海冰消融和开放性海域面积增加,使得表层海水和海冰中的POPs物质再次释放进入大气;同时气候变化导致的极地海洋初级生产力降低会对海洋生物泵产生影响,而使得极地海洋中的POPs物质难以进入深海,增加极地生态系统对POPs的暴露。对极地陆地生态系统而言,POPs的地球化学循环受到温度增加,及其导致的土壤有机质含量增加共同作用的影响。

下地面对冰雹的影响机理

分析了冰雹形成的局地稳定度和不稳定能量的变化 ,地面与大气之间的能量交换 ,讨论了下地面的性质——土壤、植被、地貌结构对冰雹的影响机理。

重庆铁山坪马尾松林土壤汞排放特征的现场测试

为了研究大气汞浓度较高地区的森林土壤的汞排放特征,选取重庆铁山坪马尾松林为研究对象,应用动态通量箱与汞分析仪联用的方法,于2012年9月~2013年7月间对土壤-大气汞交换通量进行了4个季度的现场观测,并考察了辐射强度、空气温度、空气湿度、土壤温度和土壤湿度等环境因子与大气汞浓度对汞交换通量的影响.结果表明,土壤-大气汞交换通量存在明显的季节差异,夏季汞排放量为35.3 ng·(m2·d)-1,而其他季节很小,甚至在冬春两季土壤转为大气的汞汇.汞交换通量除了受辐射强度和大气/土壤温度的影响较大之外,还与大气汞浓度呈线性负相关,白天的平衡点为5.61 ng·m-3.重庆铁山坪马尾松林土壤的汞排放量为2.65μg·(m2·a)-1,较高的大气汞浓度是该值远低于较清洁地区同类森林的重要原因.

浙江省台州市电子垃圾拆解地多溴联苯醚浓度水平分布特征和迁移趋势

本研究分析了浙江省台州市电子垃圾拆解地及其周边表层土壤和大气中多溴联苯醚(PBDEs)的浓度水平.结果表明,台州市峰江和滨海的拆解园区、农田和居住区土壤中∑12PBDEs含量(以dw计)范围分别为21.8~1310 ng·g^-1和6.19~220 ng·g^-1,PBDEs单体分布没有显著差异.峰江和滨海两地大气中∑12PBDEs质量浓度范围分别为262~3240 pg·m^-3和840~2990 pg·m^-3,浓度中值分别为1410 pg·m^-3和840 pg·m^-3(冬季)、1590 pg·m^-3和1960 pg·m^-3(夏季),除去BDE209外的11种PBDEs单体分布在冬夏两季呈现显著性差异.通过土-气交换逸度分析发现峰江和滨海PBDEs在土-气分布迁移趋势上呈现一定的差异性.峰江PBDEs的迁移趋势主要以土壤挥发为主,土壤是大气中3~5溴代BDEs的排放源,温度的升高可以促进这一过程,这说明峰江土壤中PBDEs已成为污染释放源,建议应对峰江电子垃圾拆解园区土壤和附近农田开展土壤修复.滨海PBDEs的迁移趋势则主要以大气沉降为主,土壤是PBDEs主要的汇,说明滨海的拆解园成为PBDEs的新排放源.