南昌市中心城区主要大气污染物分布模拟及土地利用对其影响

随着我国城市化、工业化的快速推进,城市大气污染问题日益突出,研究城市大气污染物的分布情况及其土地利用影响对解决城市大气污染问题具有重要意义.本研究以南昌市中心城区为研究区,基于土地利用回归模型(LUR)模拟了PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、CO、O₃等6种主要大气污染物浓度,并分析其时空分布特征;基于主导土地利用类型,选择南昌市中心城区内居住、商业、教育和工业用地各15个样本区,为了减少气象因子的影响,分四季统计各样本区6类大气污染物浓度,运用双因素方差分析和多重比较,定量分析土地利用(样本区)对6类大气污染物的影响.结果表明: 采用LUR模型模拟研究区PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、CO、O₃浓度的平均绝对误差率分别为11.9%、13.4%、12.5%、12.0%、12.7%和13.5%,模型误差较小,方法可行.研究区6类污染物浓度具有明显的时空分布特征,PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂和CO浓度在冬季最高,春季和秋季次之,夏季最低;O₃浓度则为夏季高,春季和秋季次之,冬季低.PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、CO浓度整体呈现从城区中心到郊区递减的趋势,而O₃浓度则反之.不同季节与不同土地利用样本区间6种大气污染物浓度差异显著,表明在中心城区尺度上,气象条件和土地利用都对大气污染物有显著影响.不同土地利用对主要大气污染物浓度分布有不同程度的影响,其中,对PM_2.5、NO₂和O₃的影响较大,对CO的影响较小.     

二氧化硫在烤烟密集烤房群周围的空间分布

为实现 “节能减排、省工降耗”,同时为建设环境友好型现代烟草农业提供理论依据,以烤烟密集烤房群为监测对象,利用ecom-J2KN烟气分析仪和大气采样器对烤烟烘烤过程中密集烤房烟囱气体成分和烤房群周围空间环境SO₂浓度变化进行研究.结果表明: 烤烟烘烤过程烟囱烟气中CO₂和SO₂均在38 ℃稳温时最大,氮氧化物在42 ℃稳温时最大;SO₂排放浓度范围为1327.60～2218.40 mg·m^-3;通过添加4.0%的固硫剂,平均SO₂排放可减少49.7%.对烤房群下风向SO₂扩散的测算表明,SO₂地面浓度最大值出现在变黄期;水平方向43～80 m范围内,SO₂质量浓度超出0.5 mg·m^-3,其中50 m处的空气中SO₂浓度值最高,为0.57 mg·m^-3;在距离烤房群50 m的垂直方向上,距离地面0.9～1.8 m高处的SO₂质量浓度均超出0.5 mg·m^-3,其中1.6 m高处的SO₂浓度达到最高,为0.65 mg·m^-3;通过添加固硫剂,可使SO₂质量浓度平均降低0.43 mg·m^-3.密集烤房群下风向水平距离120 m范围内属于大气环境防护距离.     

红壤典型地区大气硫输入的干沉降通量研究——以江西红壤站为例

在江西(鹰潭)红壤典型地区农田下垫面上进行大气SO₂、硫酸盐(SO₄^2-)的浓度采样,利用阻力模式计算SO₂和SO₄^2-的干沉降速度,估算大气S输入农田生态系统的干沉降通量.结果表明,农田下垫面上SO₂和SO₄^2-干沉降速度的平均值分别是0.3、0.23cm·s^-1.干沉降速度具有明显的日变化特征,一般白天大于夜间,午后出现最大值.大气S输入农田生态系统的半年干沉降通量为6.7g·m^-2.     

广州市城乡梯度森林公园雨季空气PM2.5浓度及水溶性离子特征

2012年雨季（4-9月）,收集广州市城市区、近郊区和远郊区森林公园的PM_2.5样品,测定PM_2.5质量浓度,分析了其中SO₄^2-、NO₃^-、NO₂^-、Cl^-、F^-、Na⁺、NH₄⁺、Ca²⁺、K⁺、Mg²⁺ 共10种水溶性无机离子含量.结果表明：帽峰山（远郊）、大夫山（近郊）、火炉山（城区）PM_2.5质量浓度的日变化分别为17.2～66.5、19.4～156.3、21.8～161.7 μg·m^-3,平均值分别为44.4、49.8、55.9 μg·m^-3.SO₄^2-、Na⁺和NH₄⁺为水溶性无机离子主要组分,其中,SO₄^2-含量最大,并从城区至郊区呈递减趋势.固定源对3个森林公园空气中SO₂和NO_x的贡献大于移动源,从城区至远郊呈递减趋势,说明机动车对城区空气中SO₂和NO_x的贡献大于近郊和远郊森林公园.采样期间,海盐对大夫山空气PM_2.5中水溶性组分的贡献最大,其中K⁺受海盐的影响超过其他元素.NH₄⁺当量浓度远小于SO₄^2-和NO₃^-的当量浓度,中和度远小于1,反映PM_2.5酸性较强,且从远郊至城区PM_2.5粒子酸性呈增强趋势.     

深圳市园林植物叶片含硫量的特点

对深圳不同地点,116种园林植物叶片含硫量进行了测定,以期为科学地选择抗污、吸污绿化树种提供理论依据。结果表明,叶片含硫量在10mg·m^-3的植物有5种,叶片含硫量在5～10mg·m^-3的植物有12种,说明深圳市园林植物具有吸收硫污染的能力。通过植物叶片含硫量与大气中SO₂关系的比较发现,大红花和簕杜鹃的叶片硫含量与大气SO₂含量呈正相关;九里香的叶片硫含量与大气SO₂含量呈负相关,其它植物叶片中的含硫量与空气中的SO₂含量相关性不明显。植物叶片内含硫量随季节变化而变化,秋季叶片含硫量高于春季。     

广州市城乡梯度森林公园雨季空气PM2.5浓度及水溶性离子特征

2012年雨季（4—9月）,收集广州市城市区、近郊区和远郊区森林公园的PM_2.5样品,测定PM_2.5质量浓度,分析了其中SO₄^2-、NO₃^-、NO₂^-、Cl^-、F^-、Na⁺、NH₄⁺、Ca²⁺、K⁺、Mg²⁺ 共10种水溶性无机离子含量.结果表明：帽峰山（远郊）、大夫山（近郊）、火炉山（城区）PM_2.5质量浓度的日变化分别为17.2～66.5、19.4～156.3、21.8～161.7 μg·m^-3,平均值分别为44.4、49.8、55.9 μg·m^-3.SO₄^2-、Na⁺和NH₄⁺为水溶性无机离子主要组分,其中,SO₄^2-含量最大,并从城区至郊区呈递减趋势.固定源对3个森林公园空气中SO₂和NO_x的贡献大于移动源,从城区至远郊呈递减趋势,说明机动车对城区空气中SO₂和NO_x的贡献大于近郊和远郊森林公园.采样期间,海盐对大夫山空气PM_2.5中水溶性组分的贡献最大,其中K⁺受海盐的影响超过其他元素.NH₄⁺当量浓度远小于SO₄^2-和NO₃^-的当量浓度,中和度远小于1,反映PM_2.5酸性较强,且从远郊至城区PM_2.5粒子酸性呈增强趋势.     

二氧化硫衍生物对蚕豆幼苗生长和细胞周期的影响

研究SO₂体内衍生物NaHSO₃与Na₂SO₃(1:3,mmol/L)对蚕豆幼苗生长和细胞分裂的影响。结果表明:SO₂衍生物(浓度在0~30mmol/L)对幼苗生长的抑制作用具有剂量效应和时间效应关系,短时间处理效应不明显,处理48h后蚕豆幼根生长抑制,168h后幼苗根上部分长度(芽长)表现生长抑制,根长和芽长与处理浓度间呈负线性相关。SO₂衍生物处理12~36h,导致根尖细胞分裂指数下降,根尖中前期细胞减少,间期、后期和末期细胞增多,表明SO₂衍生物能够阻止细胞进入分裂态,延长分裂过程,这可能是SO₂衍生物处理组根尖细胞分裂指数降低,幼苗生长抑制的主要原因。     

大气CO2浓度升高对香蕉光合作用及光合碳循环过程中叶氮分配的影响

生长在高CO₂浓度(700±5μl·L^-1)1周的香蕉叶片,其光合速率(Pn,μmol·m^-2·s^-1)为5.14±0.32,较生长在大气CO₂浓度(356±301μl·L^-1)的高22.1%,而生长在较高CO₂浓度下8周,叶片Pn较生长在大气CO₂浓度的低18.1%,表现香蕉叶片对较长期高CO₂浓度的驯化和光合作用抑制.生长在高CO₂浓度的香蕉叶片有较低光下呼吸速率(R_d),而不包括光下呼吸的CO₂补偿点则变幅较小.最大羧化速率(Vcmax)和电子传递速率(J)分别较生长在大气CO₂浓度的低30.5%和14.8%,根据气体交换速率计算的表观量子产率(α,mol CO₂·mol^-1光量子),生长在较高CO₂浓度下8周的叶片为0.014±0.01,而生长在大气CO₂浓度下的为0.025±0.005.较高CO₂浓度下叶片的表观量子产率降低44%.光能转换效率electrons·quanta^-1)亦从0.203降低至0.136.生长在较高CO₂浓度下香蕉叶片的叶氮在Rubicos分配系数(PR)、叶氮在生物力能学组分分配系数(P_B)和叶氮在光捕组分的分配系数(P_L)均较生长在大气CO₂浓度低,表明在高CO₂浓度下较长期生长(8周)的香蕉叶片多个光合过程受抑制,光合活性明显降低.     

氮素对高大气CO2浓度下小麦叶片光合作用的影响

通过测定小麦拔节期叶片的光合气体交换参数和光强-光合速率（P_n）响应曲线,研究了氮素对长期高大气CO₂浓度（760 μmol·mol^-1）下小麦叶片光合作用的影响.结果表明：在长期高大气CO₂浓度下,增施氮肥能提高小麦叶片P_n、蒸腾速率（T_r）和瞬时水分利用效率（WUE_i）;与正常大气CO₂浓度相比,高大气CO₂浓度下小麦叶片的P_n和WUE_i增加,气孔导度（G_s）和胞间CO₂浓度(C_i）降低.随光合有效辐射的增强,高大气CO₂浓度下小麦叶片的P_n和WUE_i均高于正常大气CO₂浓度处理,G_s则较低,而C_i和T_r无显著变化.高氮水平下小麦叶片G_s与P_n、T_r、WUE_i呈线性正相关,G_s与C_i在正常大气CO₂浓度下呈线性负相关,但高大气CO₂浓度下二者无相关性;低氮水平下小麦叶片的G_s与P_n、WUE_i无相关性,而与C_i和T_r呈线性正相关,表明高大气CO₂浓度下低氮水平的小麦叶片P_n由非气孔因素限制.     

氮素对高大气CO2浓度下小麦叶片光合作用的影响

通过测定小麦拔节期叶片的光合气体交换参数和光强-光合速率（P_n）响应曲线,研究了氮素对长期高大气CO₂浓度（760 μmol·mol^-1）下小麦叶片光合作用的影响.结果表明：在长期高大气CO₂浓度下,增施氮肥能提高小麦叶片P_n、蒸腾速率（T_r）和瞬时水分利用效率（WUE_i）;与正常大气CO₂浓度相比,高大气CO₂浓度下小麦叶片的P_n和WUE_i增加,气孔导度（G_s）和胞间CO₂浓度(C_i）降低.随光合有效辐射的增强,高大气CO₂浓度下小麦叶片的P_n和WUE_i均高于正常大气CO₂浓度处理,G_s则较低,而C_i和T_r无显著变化.高氮水平下小麦叶片G_s与P_n、T_r、WUE_i呈线性正相关,G_s与C_i在正常大气CO₂浓度下呈线性负相关,但高大气CO₂浓度下二者无相关性;低氮水平下小麦叶片的G_s与P_n、WUE_i无相关性,而与C_i和T_r呈线性正相关,表明高大气CO₂浓度下低氮水平的小麦叶片P_n由非气孔因素限制.     

山坡退化林地林木生长对微地形人工干预的响应

为探究水土保持微地形人工干预措施(等高反坡阶)对坡面退化林地林木生长的影响,在昆明市松华坝水源区内选取典型山坡退化林地,通过动态观测和对比分析不同样地林木胸径、树高、新枝生长量及样地叶面积指数(LAI)的变化差异,再结合土壤水分有效性分析以探讨差异原因.结果表明:等高反坡阶样地云南松胸径和树高的最大值和均值均大于对照样地(CK),退化林群落中小径阶和低矮的植株占更大比例,表明等高反坡阶样地中优势木新生植株和退化严重植株的生长潜力得到激发,不同样地云南松植株新枝平均枝长和枝径的年变化差异率达到了72.4%和39.1%.等高反坡阶样地云南松植株新枝生长量和样地LAI的变化及新枝生长的速度大于CK.土壤含水率和新枝生长量与LAI均呈显著相关,对水分有效性分析后得到等高反坡阶样地易效水比例(64.2%)整体高于CK(54.7%),5月至9月雨季中,等高反坡阶样地易效水存在时间更长,这有利于林木的生长,进而改变退化林地植物群落结构.     

北方设施栽培条件下氮素水平对辣木幼苗生长的影响

为了明确辣木幼苗速生期氮素需求规律,在北方设施条件下,通过设置5个氮素水平处理,研究施氮对辣木幼苗株高、地径生长及其叶片N、P、K养分含量、色素含量及光合特性等方面的变化特征。结果显示,随着氮素水平增加,辣木株高、地径、叶片N、P、chla、类胡萝卜素、总色素含量及光量子效率（Q）呈先上升后下降的变化趋势,光补偿点（Lcp）呈先下降后上升趋势;株高生长与叶片P及chla显著相关,地径与暗呼吸速率（RD）及叶片K含量显著相关;当氮素水平在30 g·株^-1（N₃）时,辣木生长速度最快,植株养分状况较好、光能利用率最佳。     

马尾松三代选择群体生长性状变异及选择研究

以浙江省淳安县姥山林场的6×6半双列遗传交配设计的三代测定幼林为对象,分析幼林期（2、3和5 a）的生长性状的遗传参数和育种值,及2 a生时生物量的累积与分配。结果表明,马尾松幼林期不同杂交组合间的树高、地径、冠幅和活枝数均存在显著的遗传差异,且生物量在2 a生亦存在显著的遗传差异。杂交组合2 a生的地上生物量占植株总生物量的87.17%。幼林期生长性状以树高的增长量最大,5 a生较2 a生增长了4.23倍。采用综合育种值法,依据预测的树高（H）育种值为主,结合地径（D₀）和2 a生茎干生物量（B_s）指标的配合选择方式,以入选率20%优选出杂交组合分别为22×44、33×22、40×44。以5 a生时树高、地径的单株育种值为依据,2%的入选率优选出16个单株,其树高、地径、冠幅及活枝数平均增益分别为1.07 m、1.58 cm、0.32 m和4.67个。     

边缘效应带促进红松生长的光合生理生态学研究

以一个经过12a边缘效应带处理的14年生红松幼林生态系统为研究对象,通过对3种宽度(4m,6m,8m)边缘效应带及保留带内红松幼树的光合日进程、碳素日积累量及相关生理生态学因子(光照、气孔导度、小枝木质部水势、叶片温度、叶面饱和蒸气压亏缺)的研究,探讨了造成不同效应带和保留带内红松生长差异的光合生理生态学原因。结果：4m效应带光照不足引起的碳素日积累量过低导致红松生长较差,8m效应带气孔导度过低引起的光合午休现象导致了碳素日积累量低、红松生长较差。8m效应带引起气孔导度下降的因素主要是过强光照引起叶片温度较高、叶面饱和蒸气压亏缺较大以及小枝木质部水势过低。研究认为,太宽的8m带和太窄的4m带都在一定程度上引起了光合生理生态学的不适应,导致生长水平下降,6m宽度的边缘效应带是人工促进红松生长的最佳边缘效应带。     

不同修剪措施对薄壳山核桃枝条生长及枝条和叶片碳氮代谢物积累的影响

以薄壳山核桃品种‘马罕’（Caryaillinoensis‘Mahan’）的5年生嫁接苗为实验材料,研究枝条短截（1/4、1/3和1/2短截）以及枝条和主干的环剥和环割对其枝条生长及枝条和叶片中碳氮代谢物积累的影响。结果显示：经不同程度短截处理后,枝条萌芽率均显著高于对照（未经任何修剪）,新枝的数量、长度和直径也均不同程度高于对照,而比叶质量及叶绿素含量总体上与对照无显著差异;经1/2和1/3短截处理后,长度0-10cm和30cm以上的新枝比例明显提高;枝条和叶片中可溶性糖含量和C/N比均高于对照、全N含量均低于对照,枝条中淀粉含量低于对照而叶片中淀粉含量高于对照。经枝条环剥和环割处理后,枝条萌芽率和比叶质量均高于对照但无显著差异,枝条平均长度增长量和叶绿素含量均显著低于对照、枝条平均直径增长量均显著高于对照;枝条和叶片中可溶性糖和淀粉含量以及C/N比均高于对照,全N含量均低于对照。经主干环剥和环割处理后,枝条的萌芽率和平均直径增长量以及比叶质量均显著高于对照,枝条平均长度增长量和叶绿素含量均显著低于对照;枝条和叶片中可溶性糖和淀粉含量以及C/N比均高于对照,枝条中全N含量高于对照而叶片中全N含量则低于对照。此外,品种‘马罕’的结果枝长度为0-30cm,其中长度0-10cm的结果枝数量最多。研究结果表明：不同短截措施均能提高薄壳山核桃的萌芽率、促进新枝伸长和增粗;而枝条和主干的环剥和环割处理对枝条萌芽率无明显促进作用,但有利于枝条增粗;不同修剪措施总体上有利于其叶片及枝条中碳水化合物的合成和积累。总体上,1/3短截及枝条和主干的适度环剥可促进品种‘马罕’结果枝的形成。     

沿海基干林带结构调控对林分冠层结构参数及林地土壤的影响

以上海浦东沿海水杉基干林带为研究对象,分析水杉林分间伐以及间伐后林下套种其他树种构建复层林2种结构调控措施下林分冠层及林地土壤的变化。结果表明:间伐和复层林构建可显著促进上层乔木树高和胸径的生长,也有助于林下乔灌木和草本植物的发育;未间伐水杉林带LAI最高,其次为复层林带,间伐林分最低。各林分林隙分数的分布特征与LAI相反;3种林分土壤全N、全P和速效K含量差异不显著,而间伐林和复层林土壤速效P、水解N和有机质含量比未间伐林有进一步改善,但间伐林分和复层林带之间土壤养分状况没有显著差异;林分结构调控增加了0～50cm土壤有机碳储量,其中以0～15cm土层有机碳密度最高。复层林带和间伐林土壤呼吸速率比未间伐林分别提高了42%和33%。     

闽楠容器苗各器官生物量的分配格局及水分特征研究

以1.5年生闽楠(Phoebe bournei)容器苗为研究对象,揭示其在不同高度阶段各器官的含水率及生物量的分配格局,为闽楠的培育及利用提供理论依据。研究表明：①随着高度的增加,闽楠容器苗的生物量及各器官生物量也随之增加,各器官生物量分配大小表现为根生物量＞叶生物量＞茎生物量＞枝生物量;其中茎生物量分配随着高度的增加而增加,叶生物量分配则是随着高度的增加呈现先增加后减少的变化曲线,根生物量分配随着高度增加而先减少后增加。苗高与基径,树高、基径与叶、干、根、茎（干+枝）生物量以及地上、地下和单株生物量都具有极显著相关关系;树高、基径与枝生物量相关关系不显著;②高度为20~25 cm的闽楠幼苗其茎、叶的含水率达到最大峰值50%,其变化曲线相对比较平稳,而幼苗高度处于35~45 cm时根部含水率的最大峰值是61%,变化曲线振幅相对较大;③植株根含水率与茎、叶、地上生物量积累呈显著正相关,而叶含水率则与植物各器官生物量呈显著负相关。     

金沙江干热河谷土壤含水量对台湾青枣生长和产量的影响

比较了4个水分梯度3年生台湾青枣(Zizyphus mauritiana Lam.)的树高生长动态、地径生长动态、新梢生下量、枝粗生长量、叶面积、叶面积指数、座果率、平均株产量、叶片含水率和根系含水率等,通过主成分分析法和R型因子综合分析法确定了适合台湾青枣生长的最优土壤含水率。结果表明第3种水分处理(土壤含水率为田间持水量的70%~85%)的台湾青枣对水分的响应最好,对水分的响应排序值是56.147;其次是第4种水分处理(土壤含水率为田间持水量的85%~100%),其值为41.506;最后是第1种水分处理(土壤含水率为田间持水量的40%~55%),其值为34.545。由此可以得出,在金沙江干热河谷地区种植台湾青枣的最佳土壤水分是土壤含水率达到田间持水量的70%~85%。     

细菌肥料Agr、PfPt和Mic对曼地亚红豆杉幼苗生长和次生代谢物含量的影响

运用单因素随机区组设计,在田间栽培条件下,对曼地亚红豆杉(Taxus media Rehder)1年生幼苗施用3种细菌肥料﹝放射性土壤杆菌肥料(Agr)、荧光假单胞菌肥料(PfPt)和微球菌肥料(Mic),浓度为2×107 CFU·mL-1,施肥2次﹞,对翌年生长期幼苗株高和冠幅的增长量变化以及枝叶中4种次生代谢物﹝紫杉醇、三尖杉宁碱、10-去乙酰紫杉醇和10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ(10-DAB Ⅲ)﹞含量进行比较分析。结果表明：施用Agr、Mic和PfPt后的翌年11月份,曼地亚红豆杉幼苗株高和冠幅的增长量均大于CK(不施肥,对照)组,其中,施用PfPt后幼苗株高增长量最大,且显著高于CK组(P<0.05);施用Mic后幼苗的冠幅增长量最大,但与CK组间无显著差异(P>0.05)。施用Agr、Mic和PfPt后枝叶中紫杉醇、三尖杉宁碱和10-DABⅢ含量均显著高于CK组,其中,施用Mic后紫杉醇含量最高,施用PfPt后三尖杉宁碱和10-DAB Ⅲ含量最高,且总体上显著高于其他处理组;施用Mic后10-去乙酰紫杉醇含量最高,且显著高于CK组及其他处理组,而施用Agr和PfPt后10-去乙酰紫杉醇含量与CK组无显著差异。研究结果显示：施用Agr、Mic和PfPt均对曼地亚红豆杉幼苗生长以及枝叶中次生代谢物积累有一定的促进作用,但不同细菌肥料的促进效应存在差异,因此,在曼地亚红豆杉的栽培过程中应根据不同需求选择适宜的细菌肥料。