酸性沉降物对水域生态系统的破坏

<正> 酸性沉降物对自然生态系统的破坏已成为北美和欧洲的大问题。其原因是由于工厂、家庭暖房和汽车等向大气中大量排放SO_2和NO_2等污染物质,大气中的这些污染物质同雨水混合在一起,使水域生态系统受到危害。在瑞典90000个湖泊中,有18000个(相当于20％)湖泊发生酸化,使鱼类不能栖息,90000公里河流有5000公里由于酸化使pH值在6以下。挪威南部2000以上湖泊中,有l/3湖泊鱼类不能生存。     

陆地生态系统N_2O排放源研究进展

N2O是一种痕量气体,不仅能产生温室效应,而且对臭氧同温层有严重的破坏作用。随着人类活动的加剧,大气中N2O浓度每年以0.2%～0.3%的速度增加,N2O排放问题引起了人们的广泛关注。目前,对大气N2O排放的源与汇还缺乏全面认识,N2O在大气中增加量的40%～50%尚不知来源。综述了陆地生态系统N2O排放的自然源和人为源,分析了N2O排放的影响因素,并对今后N2O的研究提出了展望。     

全球气候变暖对农业影响的分析与评论

<正> 大气化学变化对于农业和粮食生产的可能影响引起世界范围的关注,这种关注大大地促进了探讨 CO_3、CO_2、SO_2和酸性沉淀物对农业—粮食系统各个方面直接影响的研究。一些研究测定了大气化学变化对作物生长和产量的影响,而另一些研究测定了该变化对农业生产的影响后果。这些研究均表明大气化学成分的改变对世界上许多地区的农业可能带来严重的后果。     

大气污染物质对植物及农作物的影响

一、大气污染物对植物的影响 (一)SO_2人们对SO_2的研究已有悠久的历史。试验证明,对SO_2敏感的作物有菠菜、黄瓜和燕麦,而玉米、芹菜和柑桔等则对SO_2有较高的忍耐性。关于SO_2对植物的各种影响已见有很多报导,现做如下概括介绍。     

大气污染物SO2对农作物环境的影响研究

按照某燃煤电厂扩建工程预测的大气SO_2浓度,模拟试验研究低浓度SO_2对小麦的慢性伤害和高浓度SO_2对玉米的急性伤害阈值结果表明,小麦“津85-3”和“绵阳15”减产5％的慢性伤害阈值剂量分别为8.329mg·h、20.519 mg·h,阈值浓度为0.043mg/m~3、0.122mg/m~3。高浓度SO_2对玉米三叶期幼株的急性伤害临界剂量为2.50mg/m~3×4h、4~92mg/m~3×2h和7.38mg/m~3×1h,当玉米叶片枯斑率达5％时其急性伤害阈值为5.90mg/m~3×8h、6.49mg/m~3×6h、11.80mg/m~3×4h、15.00mg/m~3×2h和17.00mg/m~3×1h。     

营林措施对森林土壤N_2O排放影响的研究进展

森林土壤是大气N_2O重要的排放源。施肥、采伐、火烧、林下植被管理等营林措施和土地利用变化改变了土壤理化性质和土壤微气候,显著影响森林土壤N_2O的产生与排放。综述了森林土壤N_2O排放对不同营林措施的响应,探讨了营林措施影响土壤N_2O排放的主要机理,并提出目前研究的不足和未来研究的重点。总体而言,森林转变为农田、草地后增加了土壤N_2O排放,而农田和草地恢复成人工林后减弱了土壤N_2O排放;天然林转换为人工林或次生林后土壤N_2O排放没有明确结论;森林生态系统"氮饱和"程度使得森林土壤N_2O排放对施肥呈非线性响应,即初期无明显响应、中期缓慢增加和后期急剧增加;火烧一般增加土壤N_2O排放;采伐改变土壤温度、含水量、有机碳的分解和利用等,从而增强森林土壤N_2O排放能力;剔除林下植被提高土壤温度,加快了表层土壤有机碳的分解矿化,促进土壤N_2O排放;种植固氮植物增加了土壤有机碳和土壤氮含量,土壤N_2O排放增强。今后的研究应更多地关注多种因素和气候变化对林地土壤N_2O排放影响的内在机理以及氨氧化细菌、硝化细菌和反硝化细菌等微生物对各种干扰因素的响应机制。     

中国农村户用沼气工程建设对减排CO2、SO2的贡献--分析与预测

农村户用沼气工程是中国可再生能源建设的重点项目,可为农村居民生活提供清洁的可再生能源,该工程的建设能减轻农村环境污染,有助于部分缓解全球气候变暖的趋势.该文根据国际通用的减排量计算方法,对中国农村户用沼气替代传统生物质能和煤炭所产生的CO2和SO2的减排量进行了计算分析,为制定农村能源发展战略和农村环境发展规划提供参考.研究结果表明,在1996～2003年间,每年可减少CO2排放39.76～419.39万t,减少SO2排放2.13～6.20万t.通过对2010、2020和2050年沼气替代农村传统能源减排CO2和SO2量的预测,证明农村户用沼气工程的建设可以有效减少CO2和SO2的排放.     

稻田甲烷排放影响因素及其研究进展

CH4是大气中仅次于CO2的最重要的温室气体之一,其温室效应贡献已达15～20%。中国稻田是CH4的重要排放源,对全球大气的CH4排放起着重要的作用。本文较为详细地介绍了近几十年来国内外关于稻田CH4排放的研究进展。对稻田CH4的排放机理、CH4的排放规律及影响稻田CH4排放的各种因素作了详细分析,并相应地提出了控制稻田CH4排放的各种措施,最后提出了今后我国稻田CH4排放研究应加强的几个方面内容。     

水稻土基底呼吸与CO2排放强度的日动态及长期不同施肥下的变化

土壤呼吸排放是陆地生态系统土气交换快速而活跃的途径之一,对大气CO2浓度的变化有显著的影响。本文对太湖地区一个代表性水稻土水稻收割后土壤基底呼吸CO2排放进行了昼夜观测和采样分析。结果表明,不同小区平均土壤呼吸与CO2排放速率在CO2-C.12.2～25.2.mg/(m2h)之间,日排放量在CO2-C.327.2～604.1mg/(m2d)之间,低于文献报道的森林和草地及旱作农田的土壤呼吸;与长期有机-无机配施处理相比,长期单施化肥CO2日排放量提高了55%～85%,并且显著提高了土壤呼吸对土壤(5.cm)温度的响应敏感性。相关分析表明,土壤呼吸CO2排放强度与土壤微生物N(Nmic)、微生物C∶N(Cmic/Nmic)和P的有效性有密切的关系;生物有效N和P的有效性显著地影响着土壤呼吸与CO2的生成和排放。本试验结果进一步支持了水稻土的固碳效应。但是,供试不同小区土壤呼吸排放强度的变异隐含着长期不同施肥处理可能使与高呼吸活性有关的微生物群落发生改变,有待于进一步研究。     

UV—B辐射增强对冬小麦生态系统呼吸速率和N2O排放日变化的影响

通过田间试验,应用静态箱-气相色谱法测定了土壤-冬小麦系统以及土壤的呼吸速率和N2O排放通量,研究了UV—B辐射增强对土壤-冬小麦系统、土壤的呼吸速率和N2O排放日变化的影响。结果表明,土壤-冬小麦系统和土壤的呼吸速率存在着明显的日变化规律,UV—B辐射增强处理并没有改变其日变化规律,但对呼吸速率有抑制作用。在日温差较大的晴天,土壤-冬小麦系统和土壤的N2O排放通量也呈规律性日变化,UV—B辐射增强处理没有改变其日变化规律。在拔节至抽穗期,UV—B辐射增强对土壤-冬小麦系统的日均呼吸速率、N2O排放通量和土壤的日均N2O排放通量均没有显著影响,但显著降低了土壤的日均呼吸速率;在开花期,UV—B辐射增强对土壤-冬小麦系统和土壤的日均呼吸速率、N2O排放通量均没有显著影响;在灌浆期,UV—B辐射增强显著降低了土壤-冬小麦系统的日均呼吸速率、N2O排放通量和土壤的日均N2O排放通量,但对土壤的日均呼吸速率没有显著影响。     

作物生长对土壤N_2O排放影响的研究进展

N2O是一种重要的温室效应气体,不仅具有很强的温室效应,而且参与大气对流层和平流层的许多光化学反应,因而在全球变化的研究中受到广泛关注。综述了作物生长对土壤N2O排放影响的研究状况,为认识植物生长与土壤N2O排放的关系,调控和减缓土壤N2O排放提供依据。作物生长下的土壤N2O排放受植物类型、生长阶段、生长状况和人为管理等方面影响,植物通过引入光合产物到土壤,吸收利用土壤养分和水分改变土壤环境而影响土壤N2O排放,适当的人为管理措施可以调控和减轻土壤N2O排放。     

燃煤锅炉掺烧生物质气运行效率及污染物排放模拟

为解决生物质直燃给锅炉带来的运行问题,以及燃煤锅炉掺烧秸秆气对运行性能以及污染物排放的影响,建立了秸秆气化及秸秆气与煤混合燃烧模型,且对模型的气化过程与燃烧过程进行了合理验证。为保证锅炉稳定运行,设置进入锅炉系统的总热值不变,在不同秸秆含水率、秸秆气掺烧比例及炉膛过量空气系数下,研究锅炉运行性能及污染物排放变化规律。结果表明:与纯煤燃烧相比,当掺烧比和含水率从10%增大到30%,混燃温度降低,最大降幅为89.3℃;在5%～30%秸秆含水率及10%～30%秸秆气掺烧比例下,空气预热器出口处排烟体积、排烟密度、排烟质量均有变化,掺烧后锅炉效率变化范围为92.72%～93.71%,系统效率变化范围为88.75%～92.62%;空气预热器出口处烟气中NO与SO_2排放浓度随掺烧比增大均减小,10%掺烧比例条件下,过量空气系数增大,NO排放浓度先增大后稍有下降,SO_2排放浓度减小。该研究为实现生物质的合理应用并减小已有燃煤电厂的污染物排放提供了理论依据。     

西北干旱区两种不同栽培管理措施下棉田CH4和N2O排放通量研究

采用静态箱-气相色谱法对西北干旱区当前普遍采用的膜下滴灌和传统的无膜漫灌两种栽培管理下土壤CH4和N2O通量日变化和季节变化特征进行了研究。结果表明,随时间的推移,无膜漫灌栽培管理措施下棉田土壤CH4日变化通量呈先降后升趋势,而膜下滴灌栽培处理CH4排放通量日变化则呈现先升后降趋势;在整个生长季节,无膜漫灌和膜下滴灌土壤CH4季节变化规律不太明显,前者吸收大气CH4 45.2～52.5 mg m-2 a-1,后者释放CH4通量为0.7～23.1 mg m-2 a-1。两种栽培管理措施下棉田土壤N2O通量的日变化和季节变化均随时间的推移均呈现先升后降趋势,但是,无膜漫灌日均排放N2O通量显著高于膜下滴灌。在整个生长季节,无膜漫灌土壤N2O释放量(N2O 99.3～320.0 mg m-2 a-1)显著高于膜下滴灌(N2O60.0～259.0 mg m-2 a-1)。以上结果说明,膜下滴灌栽培管理措施可以改变旱田传统无膜漫灌栽培土壤与大气CH4的交换方向,促进土壤CH4向大气的排放,但对N2O通量日变化和季节变化规律不产生影响,显著降低土壤N2O的排放量。     

洛阳市大气PM_(10),NO_2和SO_2浓度变化特征

洛阳是我国工业重地,长期受大气污染困扰。利用2014年1月—2016年12月的PM_(10),NO_2和SO_2监测数据,分析了洛阳市不同大气污染物的日均值变化、月均值变化、年均值以及各污染物浓度与气候因素的相关性分析。结果表明:洛阳市空气质量首要污染物为PM_(10),2014—2016年平均浓度分别为(119.4±64.5)μg/m~3,(124.4±68.1)μg/m~3和(129.0±91.2)μg/m~3,超过国家环境空气质量二级标准;NO_2次之,而SO_2并未超过国家环境空气质量二级标准。2014—2016年,三种污染物浓度的月变化趋势相同,呈现U型变化;PM_(10),NO_2及SO_2三种污染物冬季浓度最大,夏季浓度最低;PM_(10)和NO_2年均污染浓度有增加趋势,SO_2年均污染浓度逐年下降。各种气象要素与大气污染物的Pearson相关性分析显示,风速、气压、气温、水汽压的影响较为显著,而平均相对湿度的影响相对较弱。大气污染物浓度受到了各种气象因素综合影响。     

稻田CH4和N2O排放对大气CO2浓度升高响应的研究进展

大气CO₂浓度升高是全球气候变化的主要驱动力,可直接或间接影响陆地生态系统碳氮循环。阐明稻田生态系统CH₄和N₂O排放对大气CO₂浓度升高的响应及其机制,是农业生产应对全球气候变化的重要组成部分。本文综述了国内外不同大气CO₂浓度升高模拟技术平台条件下稻田CH₄和N₂O排放的响应规律,进一步讨论分析了大气CO₂浓度升高影响CH₄和N₂O排放的相关机制,并展望了今后稻田CH₄和N₂O排放对大气CO₂浓度升高响应的主要研究方向,以期为应对全球气候变化提供理论依据和技术支撑。     

中国农村能源消费的碳排放核算

中国农村能源消费的碳排放问题目前较少受到关注。该文在梳理中国农村能源与国家总体能源之间构成关系的基础上,系统核算了中国农村能源消费所引起的碳排放,分析其总量及结构的变化趋势以及在国家碳排放总量中的地位。结果显示,从1979至2007年,中国农村能源消费的CO2排放已从8.89亿t增至28.74亿t,呈现快速增长的趋势,其主要来源是农村地区的煤炭和电力等商品能源消费的增加。中国农村能源消费的CO2排放量在全国总排放中所占比重在40%～60%之间,2002年后虽有所下降,但2007年仍达40.99%。即使不考虑生物质能源的碳排放,其比重也维持在25%～48%之间,且总体上呈现倒U型的变化趋势（峰值点出现在2000年,比重为47.40%）。因此,农村地区的节能减排应成为国家节能减排工作的重要组成部分,碳减排不能忽视农村贡献。     

咸阳市生态环境与城市化交互耦合规律的实证研究

在环境污染与城市化发展变化特征分析的基础上,利用计量经济学的方法,对1984～2004年成阳市生态环境与城市化耦合特征进行了实证分析.结果显示,成阳市工业三废排放量与城市化水平呈现倒"U"型曲线.工业废水排放与城市化的耦合曲线正处于倒"U"的右侧,而工业固体废物和工业废气与城市化的耦合曲线则处于倒"U"型左侧.目前成阳市城市化水平还比较低,仍处于初级阶段.城市化进程的加快带来了人口的聚集和经济的快速发展,从而使三废的排放不断增加.在今后城市发展中,政府应加大环境保护力度,制定严格的环境保护政策,促使以煤炭为主的能源结构向清洁能源转变,以高能耗、高排放、高污染的经济结构向低能耗、低排放、低污染转变,以及以第二产业为主的产业结构向污染较少的第三产业转变,达到工业三废排放量逐渐下降,生态环境逐步改善,生态环境和城市化协调发展.     

长期大气CO2浓度升高对稻田CH4排放的影响

大气CO2浓度升高可直接或间接影响稻田CH4排放。深入研究长期大气CO2浓度升高对稻田CH4排放及其相关微生物的影响,对评估和应对未来气候背景下稻田CH4排放的响应具有重要意义。为探明长期大气CO2浓度升高对稻田CH4排放的影响及其机制,依托连续运行10年以上的中国稻田FACE（free-air CO2 enrichment）平台,观测2016—2017年正常大气条件（ACO2）和大气CO2浓度升高200 μmol?mol-1条件（ECO2）下稻田CH4排放通量、产甲烷菌和甲烷氧化菌群落丰度,并采用Meta分析方法定量研究CO2熏蒸年限对稻田CH4排放及其相关微生物群落丰度的影响。结果表明：对比ACO2处理,长期ECO2处理使稻田CH4排放降低28%（P<0.05）,产甲烷菌群落丰度降低39%（P<0.05）,同时甲烷氧化菌群落丰度增加21%（P>0.05）。Meta分析结果发现,随着CO2熏蒸年限的增加,大气CO2浓度升高对稻田CH4排放和产甲烷菌群落丰度的促进作用逐渐减弱,对甲烷氧化菌群落丰度的促进作用却逐渐增大。因此,未来气候条件下,长期大气CO2浓度升高会降低稻田CH4排放,这对缓解水稻种植带来的温室效应具有重要意义。     

生物质炉具现场测试污染物排放特征及减排效果评估

目前对于生物质成型燃料替代散煤减排效果的现场评估还非常缺乏,且均为基于短时间测试方法,无法反映炉具全天实际排放情况。该研究以黑龙江省某生物质成型燃料及配套炉具推广示范村为例,采用全天24 h实地测试的方法,研究了该地区的燃煤炉具以及推广的自动进料和手动进料生物质炉具的污染排放情况。结果表明:自动/手动进料生物质炉具相比燃煤炉具的PM_(2.5)、CO、SO_2排放因子分别降低41.2%、54.3%、40.0%和35.3%、22.1%、20.0%,NO_x的排放因子没有降低。对不同取暖方式的户均排放总量核算发现:自动/手动进料生物质炉具排放的PM_(2.5)、CO、SO_2分别减排39.79%、52.77%、41.35%和33.41%、19.38%、27.01%;NO_x分别升高46.14%和6.69%。此外,调研发现经济性和便利性是生物质炉具推广的重要影响因素。     

气候变化下基于DayCent的旱地玉米农田温室气体排放通量模拟

气候变化通过大气CO₂浓度、温度和降雨的改变,直接或间接影响农田温室气体排放,研究未来气候情景下农田温室气体排放对实现农业碳减排具有重要意义。为探究气候变化背景下农田温室气体排放特征,该研究在长期田间定位试验基础上,利用当前大气CO₂浓度与CO₂浓度升高条件下旱作玉米农田温室气体排放通量的田间观测数据,采用“试错法”对DayCent模型进行校验,并利用校验后的模型,根据第六次国际耦合模式比较计划（Coupled Model Intercomparison Project phase 6,CMIP6）气候情景数据,预测未来SSP126与SSP245气候情景下旱地玉米农田温室气体排放通量。结果表明,DayCent模型对不同大气CO₂浓度下N₂O、CH₄和CO₂排放通量的模拟值与观测值高度一致,模拟效率（modeling efficiency,EF）分别为0.58～0.87、0.45～0.65和0.25～0.62,均方根误差（root mean square error,RMSE）分别为0.83～1.33、0.67～0.82和0.58～0.80 g/(hm²·d),决定系数（coefficient of determination,R²）分别为0.80～0.91、0.53～0.80和0.53～0.85。SSP126和SSP245气候情景下,在玉米单作种植模式下旱地农田N₂O和CO₂年排放量均呈现上升趋势,以2001—2020年农田温室气体排放通量为基准,到2060年N₂O年排放量分别增加22.8%和24.9%,CO₂年排放量分别增加6.7%和8.0%;旱地农田CH₄年吸收量呈下降趋势,两个气候情景下分别减少13.6%和13.4%。未来气候情景下旱地农田仍是温室气体排放源,优化氮肥管理和农田耕作措施对实现温室气体减排具有重要意义,模拟结果可以为制定农业适应气候变化对策提供基础数据支持。