北京市秋季大气边界层结构与特征分析

利用2000年9～10月北京市西部城、郊3个站点的探空资料，分析该地区秋季边界层高度的平均变化规律，探讨边界层内温度、风向、风速的廓线性质和结构特征，了解其时空变化和差异。结果表明，北京市秋季白天边界层最大高度平均约1km，夜间稳定层高度在200～400m之间。晴朗天气里，白天城区边界层温度高于郊区，反映出城市热岛的作用，夜间热岛现象不明显。较低的边界层高度和其顶部经常维持的强稳定层（强逆位温层）阻断上下层流动的关联，有利于近地面大气维持静稳状态和该季节雾、氟天气的出现。夜问约400m以下气层的流动大体分为3种形态，即整层小风型、低空急流型和贴地风速极大型。温度层结与夜间流动结构有密切对应关系。

北京地区大气PM10和SO_2的背景浓度分析

用 2 0 0 0年 1、 4、 7、 1 0月北京地区 5个测站的逐时环境监测资料 ,同期 2 0个测点的逐时气象观测数据 ,结合风场诊断和随机游走扩散模拟方法 ,分析北京城区污染物的输送扩散作用对郊外清洁对照点 (定陵站 )浓度监测结果的影响 ,并初步推断这一地区大气可吸入颗粒物 (PM1 0 )和二氧化硫 (SO2 )的背景浓度。结果表明 ,清洁对照点定陵站受北京城区大气污染物的影响显著。去除这种影响并经进一步的概率分析 ,获得本地区SO2 的背景浓度估计值在冬季 ( 1月 )约为 0 0 4 4mgm- 3 以下 ,其他各季约为 0 0 0 8mgm- 3;PM1 0在冬春夏季 ( 1、 4、 7月 )的背景浓度估计值约为 0 0 3～ 0 0 4mgm- 3,秋季( 1 0月 )约为 0 0 1～ 0 0 2mgm- 3。

基于管理目标的湖泊生态系统动力学

基于生态系统管理的目标,在对相关研究分析的基础上,依据生态系统生态学、淡水生态学的理论,提出了湖泊生态系统动力学研究的2个理论基础:生态系统管理和生态系统特征。在此基础上,分析得到湖泊生态系统动力学的研究方法体系,主要包括研究内容与技术路线、关键问题识别和动力学模拟、湖泊生态系统的适应性管理决策等部分。其中,湖泊生态系统结构和过程、湖泊中食物网营养动力学研究、生源要素循环、湖泊中关键过程的生态作用以及湖泊生态系统动力学模拟是研究的核心问题。此后,以P为主要的生源要素,将生态系统分为3个子过程:入流、出流和内部反馈,并以此建立了湖泊生态系统动力学的模型框架,以辅助于湖泊的生态系统管理。

应用EQC模型评估灭蚁灵和十氯酮的环境归趋

应用EQC模型评估了灭蚁灵和十氯酮在多介质环境中的行为和归趋.结果表明,在稳定平衡状态下,灭蚁灵和十氯酮在土壤相中的残留率分别达95.6%和94.5%;在稳定非平衡状态下,灭蚁灵除直接排放到大气相、十氯酮除直接排放到水体相中外,还分别约有38%残留在排放相外,它们在大气相和水体相中的浓度水平和质量分布均很低,在沉积物相中则来自于水体相向沉积物相的沉降.灭蚁灵主要通过大气相的水平迁移以及大气相和土壤相中的化学反应降解输出;十氯酮则主要通过水体相的水平迁移和土壤相的厌氧反应降解输出.灭蚁灵的主要界面迁移过程是水体相向沉积物相的沉降,其次是沉积物相向水体相的扩散;十氯酮则是大气相向土壤相的迁移,其次是水体相向沉积物相的沉降和大气相向水体相的迁移.

杀虫剂十氯酮的多介质环境行为模拟

应用EQC模型模拟十氯酮在多介质环境中的归宿和迁移通量。结果表明:土壤是十氯酮最大的贮存库,在稳态平衡条件下,残留率达到95.0%;在稳态非平衡条件下,十氯酮单独排放到水体,有37.5%残留在于排放的水体中,其在大气的浓度水平和质量分布均很低,在沉积物中的质量则来自于水体向沉积物的沉降迁移;十氯酮主要通过水体的水平迁移和土壤的厌氧降解输出;十氯酮的主要界面迁移过程是大气向土壤的迁移,其次是水体向沉积物的沉降和大气向水体的迁移。

北京地区冬季SO_2浓度的时空分布和年际变化特征研究

用统计分析方法，对1984-1988年和1999-2000年间北京市冬季SO2的时空分布及多年变化特征进行分析，得到以下结果：（1）1984—1988年间，除定陵点位（清洁对照点）为单峰分布外，北京市SO2的城区日变化特征基本呈双峰双谷型特征分布。而在1999-2000年间，城区峰值开始降低，定陵点位峰值相对升高；（2）就多年变化特征而言，定陵点位SO2浓度呈升高趋势，且浓度高于0．03mg／m^3的事件出现频率增高；城区的SO2浓度降低．浓度高于0．3mg／m^3的事件出现频率减低。在此基础上，对影响北京市SO2的日间变化、年内变化、年际变化的污染源因子进行具体解析，发现改善燃煤质量是减少SO2排放量的有效途径。研究结论证明了城区SO2浓度水平与燃煤品质的紧密关系，对于我国各地区的SO2减排具有重要参考意义。

有机气溶胶的来源与形成研究现状

介绍了有机气溶胶来源与形成的研究现状,从有机气溶胶的化学组成特征、一次有机气溶胶的来源和二次有机气溶胶的形成机制论述其研究进展.一次有机气溶胶主要来源于烹调油烟、机动车排放、生物质燃烧、工业或民用燃油锅炉释放出的有机物,还有道路扬尘、沥青、刹车尘、轮胎屑、室外香烟烟雾、以及高等植物蜡、细菌活动和草本植物等.大气中的半挥发性有机物可通过物理和化学吸附形成二次有机气溶胶,一些挥发性有机物可通过气相化学反应转化为低挥发性的物质并形成二次有机气溶胶,其主要前体物是芳香族化合物,如苯、甲苯、二甲苯,以及烯烃、烷烃、环烷烃、萜烯和生物排放的非饱和氧化物.

外生菌根真菌对重金属铜镉污染土壤中油松生长和元素积累分布的影响

该实验选取处于生长期的油松(Pinus tabulaeformis)幼苗,研究土壤Cu、Cd胁迫条件下,美味牛肝菌(Boletusedulis)单独接种、红绒盖牛肝菌(Xerocomus chrysenteron)与美味牛肝菌混合接种处理,对油松幼苗的生长和重金属积累分布状况的影响,探讨不同接种对油松抗性的影响。研究发现,菌根接种不仅促进寄主油松的生长发育和生物量积累,而且显著降低油松体内的重金属积累浓度,减少重金属由根部向植物茎叶部分的转运。与单一接种相比,混合接种可以更加有效地缓解重金属对寄主的生物毒性,减少土壤中重金属元素向油松体内的转运。这种优势在高浓度的重金属胁迫环境下尤为明显。该实验中,在3 mg.kg-1Cd胁迫下,混合菌根油松的茎叶和根部Cd浓度仅为未接种对照的59.1%和70.7%,比单一菌根降低了11.3%和18.1%,而混合菌根植物的茎叶和根部生物量干重则分别为未接种对照的1.14和1.20倍,单一菌根为未接种对照的1.18和1.17倍。在400 mg.kg-1Cu胁迫下,混合菌根植物茎叶和根部的干重分别是未接种植株的1.01和1.09倍,而混合菌根植物茎叶和根部的Cu浓度仅为未接种植株的61.8%和79.6%,比Boletus edulis菌根植物的Cu积累浓度下降了0.7%和3.8%。

涡动相关仪和大孔径闪烁仪观测通量的空间代表性

在对涡动相关仪和大孔径闪烁仪足迹模型进行敏感性分析的基础上,利用北京密云站2006年8月至2007年12月期间的观测资料,应用足迹模型对观测通量的空间代表性做了初步的分析。结果表明:涡动相关仪和大孔径闪烁仪的源区对风向、Monin-Obukhov长度,空气动力学粗糙度和观测高度/有效高度等因子比较敏感。密云站涡动相关仪的源区白天主要分布在仪器的西南与南面,而夜间则在东北与北面。大孔径闪烁仪的源区为西南—东北向分布。涡动相关仪各月源区形状不同,但大致分布在南北长1000 m、东西宽850 m的范围内,而LAS各月源区为西南—东北向分布,长约2060 m,最宽处约为620 m。对涡动相关仪通量有贡献的下垫面主要为园地(67%)和耕地(19%)。其中园地的通量贡献比例在夏、秋季比较大,冬、春季稍小,而耕地则相反。大孔径闪烁仪的主要通量贡献源区为园地、耕地和居民地,通量贡献比例分别为49%,28%和11%。其中园地和耕地通量贡献率的变化趋势与涡动相关仪的观测结果一致,但没有涡动相关仪的变化明显。

京津地区夏季大气局地环流背景研究

用非静力平衡的中尺度模式ARPS5.0IHOP5,模拟京津地区夏季边界层大气的背景流场,同时用风场诊断模式和实际观测资料获取该地区2004年夏季1个月(8月)的逐时低层大气流场,作为模拟结果的比对。通过对模拟流场的分析,得出以下结论:京津地区夏季受昼夜循环的山谷风、海陆风影响明显,山谷风的最大影响范围可以覆盖区域内的平原地区,海陆风的影响可以伸展入陆地100km左右。在这两个环流的影响下,区域内主导风向出现更替,下午至上半夜主导风向为偏南风,下半夜至上午为偏北风。凌晨风向更替过程中可以在山前出现一条汇聚带。

非均匀下垫面湍流通量观测的印痕分析

利用2005年在北京昌平区小汤山开展的非均匀下垫面观测实验的观测数据,分别处理了涡旋相关法和大孔径闪烁仪LAS测得的感热通量,并运用印痕模型对数据进行"源区"分析。分析结果表明:在复杂地表上,涡旋相关的测量值由于混杂了其他下垫面的通量信息,不能真实地反映其观测区域的湍流特征,存在着观测误差。而LAS观测出现的低估问题则与掺混高度和"源区"有关。通过用印痕方法进行数据订正后,以上问题均得到很好的改善,订正结果与LAS观测通量的线性关系良好,两者的相关系数达到0.9。实验结果验证了印痕模型在非均匀下垫面的适用性。

土壤微生物群落多样性解析法:从培养到非培养

土壤微生物群落多样性是土壤微生物生态学和环境科学的重点研究内容之一。传统的土壤微生物群落多样性解析技术是指纯培养分离法(平板分离和形态分析法以及群落水平生理学指纹法)。后来,研究者们建立了多样性评价较为客观的生物标记法(磷脂脂肪酸法和呼吸醌指纹法)。随着土壤基因组提取技术和基因片段扩增(PCR)技术的发展,大量的现代分子生物学技术不断地涌现并极大地推动了土壤微生物群落多样性的研究进程。这些技术主要包括:G+C%含量、DNA复性动力学、核酸杂交法(FISH和DNA芯片技术)、土壤宏基因组学以及DNA指纹图谱技术等。综述了这些技术的基本原理、比较了各种技术的优缺点并且介绍了他们在土壤微生物群落多样性研究中的应用,展望了这些技术的发展方向。

4种外生菌根真菌对滴滴涕的耐受性及生理响应

在纯培养条件下,研究了外生菌根真菌———美味牛肝菌(Boletus edulis)、铆钉菇(Gomphidius viscidus)、双色蜡蘑(Laccaria bicolor)、褐疣柄牛肝菌(Leccinum scabrum)在不同质量浓度DDT处理下的生长效应、耐受性和生理响应.结果表明:DDT没有影响外生菌根真菌的生长模式,只是改变了其生长速度和生物量积累.在5.0 mg/L的DDT处理下,美味牛肝菌、铆钉菇和双色蜡蘑的生长没有受到显著影响.在25.0 mg/L的DDT处理下,美味牛肝菌的生长没有受到显著影响,显示出了较好的耐受性.在高ρ(DDT)处理下,铆钉菇的多酚氧化酶、漆酶和过氧化物酶活性显著增强,液体培养基pH下降幅度较大.美味牛肝菌和铆钉菇通过不同的方式来响应DDT的胁迫,它们均具有较好地降解DDT的潜力.

盐胁迫下外生菌根真菌对油松生长及生理的影响

采用2种不同的外生菌根真菌Boletusedulis和Xerocomuschrysenteron,在施钠盐量分别为0、0.06、0.12和0.24mol.L-1的盆栽条件下,研究了外生菌根真菌对油松生长发育、细胞质膜透性、根系活力、水分利用等方面的影响。结果表明,在不同的钠处理水平下,与未接种相比,菌根促进了油松幼苗的生长,提高了油松的生物量干重,增长率分别为25.55%、30.96%、61.86%和15.62%、3.06%、17.04%;不同钠盐水平下菌根油松幼苗细胞质膜透性没有发生明显变化,但是接种B.edulis和X.chrysenteron2种菌根真菌对植物细胞质膜透性的影响方式存在差异,随着盐处理浓度的升高,B.edulis菌根植物细胞质膜透性比逐渐增加,而X.chrysenteron菌根植物细胞质膜透性比几乎没有变化;菌根油松幼苗对水分吸收及利用的能力有增强的趋势,相对缺水率有所降低;菌根油松幼苗根系伤流量较非菌根幼苗明显增加,并达到显著水平,其中B.edulis菌根植物分别是非菌根植物的1.10、1.24和1.23倍,X.chrysenteron菌根植物分别比非菌根植物增加了2.85%、10.48%和7.48%。由此认为,接种外生菌根真菌后,菌根通过增强油松苗木细胞质膜的稳定性,提高植物根系的活力,增强植物对水分的利用能力,提高了油松幼苗的耐盐能力。

外生菌根真菌对油松幼苗根际土壤重金属赋存的影响

油松幼苗接种菌根盆栽试验表明,外生菌根真菌对油松根际土壤重金属铜、镉的赋存形态产生显著影响。与普通根际相比,菌根际土壤中交换态铜、镉含量显著下降,而有机结合态含量则显著增加。菌根际土壤重金属形态呈现出由疏松结合态向紧密结合态转化的趋势。接种菌根显著降低根际重金属的生物有效性,缓解重金属对寄主植物的毒害作用。

大孔径闪烁仪湍流通量印痕模型的建立与应用

针对近年兴起的适用于大范围区域平均通量观测的大孔径闪烁仪(LAS),建立了一个基于欧拉分析方法的LAS印痕模型,用于对LAS测量数据的印痕分析和质量控制。作者介绍模式的建立方法并对模式的输入参数进行了讨论。另外,应用LAS印痕模式来分析2005年小汤山非均匀下垫面的观测实验数据,并与涡动相关数据进行线性回归分析,获得较好的相关性。结果显示该LAS印痕模型在观测数据的分析中有很大的实用价值,适用于非均匀下垫面的研究。

天津市突发事故条件下大气污染的应急模拟

基于数值天气预报模式和自动气象站观测资料,采用随机游走粒子-烟团模式对天津市突发事故条件进行应急示踪模拟试验.结果表明,模式能在10min内给出计算结果,并能较好地模拟大气突发事故的大气扩散过程,粒子的散布和积分浓度的分布均能反映出大气突发事故污染物扩散路径和影响范围的变化,可以作为事故应急决策系统的大气扩散模块,为早期应急和后果评价提供更接近实际的信息.

不同磷水平下外生菌根真菌对铅的耐性反应

采用液体离体培养的方法,研究了不同磷和铅水平对3个外生菌根真菌生物量、ZC1菌丝含磷量和含铅量的影响.结果表明,不同水平的磷和铅胁迫下,菌种ZC1和ZC2的生物量显著高于菌种GV(Gomphidiusviscidus);低磷时(0·16mmol·L-1),3个菌种的生物量随着铅浓度的增加都受到了抑制,在较高的磷水平下(0·81和2·42mmol·L-1),铅浓度的增加显著的抑制了菌种GV的生物量,但对菌种ZC1和ZC2的生物量没有显著抑制.GV的菌丝含铅量在各处理水平下都显著高于ZC1和ZC2.同一铅水平下,GV的菌丝含磷量在低磷时高于ZC1和ZC2,在较高磷浓度时却低于ZC1和ZC2;铅浓度的增加降低了菌种ZC2和GV的菌丝含磷量,但菌种ZC1的菌丝含磷量没有受到显著的抑制.与无污染地采集的菌种GV相比,污染地采集的菌种ZC1和ZC2表现出快速生长、低铅积累以及高磷吸收的特点,显示出较高的抗环境胁迫能力.

料堆风蚀扬尘排放量的一个估算方法

以美国环境保护局(EPA)推荐的计算料堆风蚀扬尘排放因子的方法为基础,探讨料堆风蚀扬尘排放量的估算,包括计算所需参数及其估算方法和计算过程.并估算了北京市石景山地区圆锥或椭圆形煤堆和平坦形煤灰料堆的扬尘排放量。结果表明,北京石景山地区1999年12月,1个高度7.8m、底面直径21.3m的圆锥形煤堆可排放817g PM10,1个平坦的直径15.6m的圆形煤灰料堆可排放1612g PM10.

珠江三角洲东部低层大气流动与中尺度扩散特性

采用拉格朗日随机粒子扩散模式和三维风场诊断模式及实际气象观测资料,模拟分析以大亚湾核电厂厂址为中心的珠江三角洲东部地区低层大气流动和气载污染物的中尺度扩散情况.结果表明:(1) 该区域低层大气流动受盛行风背景、天气系统、海陆风局地环流以及当地地形扰动的共同作用,季节变化明显.(2) 冬-春-秋季,核电厂扩散的可能影响区域总体分布在偏北内陆方向和西南方的珠江出海口及外海地区,夏季总体分布于北方内陆地区.(3) 污染物扩散输送出200 km(200 km模拟区域的平均时间约12～20 h;污染物在模拟区域内滞留24 h以上的情况,冬-春-秋季三季的出现频率为1/5左右,夏季出现较少,约占1/20的比例.