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地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典

作者：李鹏飞赵昕奕北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室

火山喷发在平流层形成气溶胶,散射和吸收太阳辐射,减少到达对流层和地表的太阳辐射,造成对流层和地表持续数年的降温等气候异常现象。在几年到百年尺度的气候变化中,火山活动至少是和太阳常数变化、温室效应等同量级的强迫因子。关于火... 详细信息

火山喷发在平流层形成气溶胶,散射和吸收太阳辐射,减少到达对流层和地表的太阳辐射,造成对流层和地表持续数年的降温等气候异常现象。在几年到百年尺度的气候变化中,火山活动至少是和太阳常数变化、温室效应等同量级的强迫因子。关于火山喷发气候效应的研究已经有很多。本文选择全球历史上18次强火山喷发,在中国历史文献资料中查找火山喷发后五年内的气候变化记录,讨论火山喷发对中国气候的影响,找出火山喷发后中国各气候要素变化的规律,研究结果表明:火山喷发后五年内中国温度一般会有明显的降低,喷发后不同年份温度变化不相同,最大程度的降温出现在火山喷发后第三年,火山喷发对温度的影响是滞后的。不同地区火山喷发后中国温度的响应时间和响应程度不同。火山喷发后五年内中国降水一般会出现显著的异常,不同年份降水变化规律不同。火山喷发后第一年中国降水有明显的增加,火山喷发对降水的影响比较迅速,持续时间较短。不同地区火山喷发后中国降水响应有很大区别,北半球火山喷发后第二年到第五年中国降水减少,南半球火山喷发后第三年开始中国降水明显增加。本研究将丰富火山与气候变化领域研究,为火山活动及气溶胶的气候变化效应的数值模拟提供支持。

关键词：火山喷发气候变化历史文献气溶胶

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甲基汞在食物链中的生物放大效应研究

甲基汞在食物链中的生物放大效应研究

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地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典

作者：童银栋张巍胡丹欧浪波王学军北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室

汞是一种高毒性非必需元素,对人体的危害主要取决于其化学形态,有机形态的汞对人体的危害远大于无机形态的汞,能够对人体神经系统产生严重的毒性。在汞的各种形态化合物中,甲基汞(MeHg)具有生物富集并能在水生食物链中生物放大的特性。... 详细信息

汞是一种高毒性非必需元素,对人体的危害主要取决于其化学形态,有机形态的汞对人体的危害远大于无机形态的汞,能够对人体神经系统产生严重的毒性。在汞的各种形态化合物中,甲基汞(MeHg)具有生物富集并能在水生食物链中生物放大的特性。甲基汞能够沿着细菌、浮游生物、大型无脊椎动物、草食性鱼类、肉食性鱼类的食物链富集,最终反馈给食用者。通过生物放大作用,鱼体内甲基汞的浓度可达水体中浓度的10～4-10～6倍,因此研究甲基汞在食物链中的生物放大效应对于保护人体健康具有重要意义。本研究以渤海湾中的典型食物网为研究对象,利用甲苯二次萃取-直接测汞法,测定渤海湾食物网中13个营养层次物种的甲基汞浓度。研究结果表明:底栖动物物,如螺类、扇贝、蛤类肌肉中的甲基汞浓度较低,分别为30.8ng/g、14.1ng/g和25.9ng/g;甲壳类动物,如螃蟹和皮皮虾肌肉中的甲基汞浓度稍高,分别为73.4ng/g和64.5ng/g;杂食性鱼类如梭鱼和青鳞鱼,分别为59.06ng/g和56.82ng/g;肉食性鱼类,如鲬鱼,狼鱼,绵鳚和海鲈鱼,分别为148.15ng/g,127.70ng/g,96.55ng/g和157.95ng/g;食鱼鸟类,如银鸥肌肉中的甲基汞含量远远高于其他营养级的生物,达到552.53 ng/g。将实验结果与已有的渤海湾食物网中的氮和碳同位素营养级定位结合分析表明:渤海湾食物网各营养层次生物肌肉中甲基汞的浓度随着食物链的层级而增加,体现出生物放大的特性。

关键词：甲基汞食物链生物放大

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基于集中度与集中期的黄河上游径流年内分配特征

基于集中度与集中期的黄河上游径流年内分配特征

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黄河流域资源环境与生态文明建设学术研讨会

作者：马宗文许学工北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室

径流在年内分配是不均匀的,探讨径流年内分配规律具有重要的意义。选取黄河上游贵德与头道拐两个典型水文站50多年的天然月径流量数据,计算逐年的集中度与集中期,并对集中度进行时间序列分析与小波分析。结果表明,黄河上游径流年内分配... 详细信息

径流在年内分配是不均匀的,探讨径流年内分配规律具有重要的意义。选取黄河上游贵德与头道拐两个典型水文站50多年的天然月径流量数据,计算逐年的集中度与集中期,并对集中度进行时间序列分析与小波分析。结果表明,黄河上游径流年内分配存在较大的不均匀性。主要结论有:1)20世纪50-60年代与80年代是径流分配不均的高峰期,并预测2010年前后径流年内分配也会出现较大的不均;2)在长时间尺度上,黄河上游径流年内分配趋于缓和,根本原因是人类活动和气候变化;3)径流年内分配存在多时间尺度振荡特征,有3-4a、7-8a以及20多年的变化周期;4)黄河上游年内最大径流出现在7月下旬,长期看有提前趋势。

关键词：径流年内分配集中度集中期黄河上游

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大气汞的被动采样方法及城乡污染梯度研究

大气汞的被动采样方法及城乡污染梯度研究

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地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典

作者：张巍童银栋胡丹欧浪波王学军北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室

汞是环境中比较重要的一类污染物,气态汞可进行长距离传输(几万公里),参与全球汞循环,对生态系统和人体健康都有重要危害。大气中汞的浓度很低,常规主动采样的方式依靠气泵在短时间内采集大量气体,将其中的汞富集浓缩进行测定。主动采... 详细信息

汞是环境中比较重要的一类污染物,气态汞可进行长距离传输(几万公里),参与全球汞循环,对生态系统和人体健康都有重要危害。大气中汞的浓度很低,常规主动采样的方式依靠气泵在短时间内采集大量气体,将其中的汞富集浓缩进行测定。主动采样方式需要电源,监测的时间尺度很短,需要人员值守操作,成本昂贵。主动采样不适用于偏远地区,在无电源和无人值守情况下的监测,也不适用于大时间尺度的长期趋势性监测。对于室内汞污染的长期人体暴露监测和评价,主动采样也不适合。本研究设计了一种气态汞的被动采样装置,应用大气扩散和表面风速阻滞的原理,有效减小外界风速和大气颗粒物对采样的影响,可全天候放置于野外进行样品采集,被动采样装置无需电源,妥善放置后无需人员值守,可监测中长期(星期或月)时间尺度内的平均情况,适用于中长期时间尺度的污染趋势和大规模区域性监测。被动采样技术在采样点的布设方面具有更大的灵活性,相关成本也更低。在被动采样的校准实验中,与同期主动采样数值比较,被动采样的采样效率为0.13±0.03 m3/day,采样时间30天的检出限为0.1 ng/m3。应用该装置研究了京-津地区采暖期和非采暖期城、乡大气汞的污染差异,发现采暖期和非采暖期内,大气汞的浓度梯度为城市>郊区>村庄聚居区>农田区。

关键词：大气汞被动采样城乡梯度

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甲苯二次萃取-直接测汞法快速测定环境样品中的甲基汞

甲苯二次萃取-直接测汞法快速测定环境样品中的甲基汞

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地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典

作者：张巍童银栋胡丹欧浪波王学军北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室

建立了甲苯二次萃取-直接测汞方法,对生物和沉积物样品中的甲基汞含量进行了分析测定。样品经氢溴酸水解、甲苯萃取、L-半胱氨酸反萃取等前处理,应用DMA-80直接测汞仪,经过高温分解和汞齐化捕集,由原子吸收光谱法检测其甲基汞和总汞的... 详细信息

建立了甲苯二次萃取-直接测汞方法,对生物和沉积物样品中的甲基汞含量进行了分析测定。样品经氢溴酸水解、甲苯萃取、L-半胱氨酸反萃取等前处理,应用DMA-80直接测汞仪,经过高温分解和汞齐化捕集,由原子吸收光谱法检测其甲基汞和总汞的含量。对河口沉积物(ERM-CC580)和生物标准物质(金枪鱼肉标准物质GBW 10029和贻贝标准物质SRM 2976)的实测结果显示,甲基汞测定结果与标准参考值的相对误差为沉积物样品16%,生物样品4%。测定值的相对标准偏差为沉积物样品1%,生物样品2%。甲基汞的检出限为沉积物样0.0257ng/g,生物样品0.6446 ng/g。实验结果表明,该方法前处理简单快速,需要的样品量少,有较高的准确度和精密度,结果稳定准确,适用于水、沉积物、生物等环境介质中甲基汞含量的测定。应用快速检测方法对市场上常见食用水产品中总汞和甲基汞含量的测定结果显示,甲基汞的含量(湿重)排序为:鱿鱼<虾<三文鱼<鲳鱼<大黄鱼<扇贝<小黄鱼<带鱼<银鳕鱼。分析结果显示,同种海产品间,生长年限越长,甲基汞含量越高;不同种海产品间,在食物链中的位置越靠近高端,甲基汞含量越高。海鱼中甲基汞的含量大于淡水鱼中甲基汞含量。鱼肌肉组织中甲基汞占总汞比例最高(约85%),其他组织中甲基汞的含量大大低于肌肉组织。

关键词：甲基汞甲苯萃取直接测汞法生物沉积物

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鄂尔多斯土地利用生态安全格局构建

鄂尔多斯土地利用生态安全格局构建

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地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典

作者：蒙吉军朱利凯北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室

合理构建区域土地利用生态安全格局来实施管理对策和改善区域生态安全水平,已经成为区域生态环境保护的新需求。本文以位于中国北方农牧交错区的鄂尔多斯市为研究区,基于自然数据、社会经济统计数据、土地利用/覆被数据等,借助多目标优... 详细信息

合理构建区域土地利用生态安全格局来实施管理对策和改善区域生态安全水平,已经成为区域生态环境保护的新需求。本文以位于中国北方农牧交错区的鄂尔多斯市为研究区,基于自然数据、社会经济统计数据、土地利用/覆被数据等,借助多目标优化模型和GIS空间分析技术,构建了鄂尔多斯市土地利用生态安全格局。结果表明:(1)基于多目标优化模型获取的土地利用数量结构,耕地、林地、水域和建设用地面积呈现增加的趋势;草地面积基本保持不变;未利用地面积大幅度下降。与2008年相比,在经济和生态安全方面均有所改善,水资源利用和土壤侵蚀均控制在可接受水平之内。(2)依据土地适宜性评价结果、土地生态安全评价结果、城市和矿产资源总体规划,构建了鄂尔多斯市土地利用生态安全格局,耕地面积增加,主要分布在水分条件较好的河流、湖泊和水库等的周边地区以及城镇和乡村居民点周围;林地面积大幅度增加,主要分布在达拉特旗北部和准格尔旗东部;草地略有增加,是主要的土地覆被类型,广泛分布于库布齐沙漠和毛乌素沙地(零星分布)以外的地区;未利用地大幅度减少,主要集中在杭锦旗境内的库布齐沙漠以及乌审旗和鄂托克旗境内的毛乌素沙地;建设用地增加面积主要来自于重点发展城镇的扩展和规划的重点矿产资源开采区。(3)不同土地利用类型安全格局实施和管理的途径存在差异。保护适宜性耕地,合理开发后备耕地资源,调整不适宜耕地的用途;保护现状林地,通过各种造林工程,增加林地面积;农牧业生产条件优越、环境承载力强的地区,发展现代农牧业;草地退化严重的地区,要实行退牧还草政策和生态移民以减轻人类活动对草地的压力;城镇建设用地和采矿区用地布局要协调好经济发展与环境安全之间的关系。本研究对鄂尔多斯市土地资源管理和生态安全建设具有重要意义。

关键词：土地利用变化区域生态安全格局鄂尔多斯

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中国县级汞排放清单研究

中国县级汞排放清单研究

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地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典

作者：胡丹张巍童银栋王学军北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室

汞是一种全球性污染物,大气中的汞能够通过大气循环进行远距离迁移。汞具有高毒性,通过各种人为源和天然源排放至环境中,对生态环境质量和人体健康造成危害。建立汞排放清单对于了解汞的污染成因和污染过程,跟踪和评价环境中汞的污染趋... 详细信息

汞是一种全球性污染物,大气中的汞能够通过大气循环进行远距离迁移。汞具有高毒性,通过各种人为源和天然源排放至环境中,对生态环境质量和人体健康造成危害。建立汞排放清单对于了解汞的污染成因和污染过程,跟踪和评价环境中汞的污染趋势,制定汞的相关环境政策有着重要的科学意义。本研究在统计数据、文献及实测的排放因子的基础上,对导致大气汞排放的能源消耗、工业生产、农业生产等活动数据进行调查汇总,建立了中国县级尺度的汞排放清单。本研究中确定的汞排放源主要类型有:燃煤、燃油、天然气、生物燃料、垃圾残渣焚烧、汞矿开采、钢铁生产及其他初级金属产品、水泥产品、制浆和造纸生产、电池等含汞产品、天然源等;其中,各种能源消耗划分为不同类型,包括生活消费、电力及其他行业。点源排放(如大型燃煤电厂等)直接定位至县级区域;面源排放(如民用燃煤等)则根据汞排放量与社会、经济等统计数据之间的数量关系,建立回归模型,由省级排放量估算县级排放量。以2009年燃煤源的汞排放为例:生活燃煤汞排放量最多的县级地域依次为山西省洪洞县、内蒙古赤峰市宁城县和内蒙古赤峰市敖汉旗;电力行业汞排放量最多的县级地域依次为江苏省江阴市、内蒙古呼和浩特市托克托县和山东省邹城市;其他行业燃煤的汞排放以江苏昆山市为首,其后依次为江苏江阴市和河北迁安市。在汞排放清单的基础上,研究完成了汞在特定时间和空间的排放特征、排放总量和分布范围的估算。

关键词：汞排放清单县域数据库

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基于GIS与SOFM网络的中国综合自然区划

基于GIS与SOFM网络的中国综合自然区划

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地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典

作者：黄姣北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室

综合自然区划一直是中国地理学界的研究核心和热点之一,已有大量的区划方案应用于指导社会生产实践或教学活动中。已有的区划工作主要是基于传统地域划分研究范式,大多采用专家经验集成方法和技术。不可否认,专家经验与知识的主观性和... 详细信息

综合自然区划一直是中国地理学界的研究核心和热点之一,已有大量的区划方案应用于指导社会生产实践或教学活动中。已有的区划工作主要是基于传统地域划分研究范式,大多采用专家经验集成方法和技术。不可否认,专家经验与知识的主观性和个体差异性对区划方案科学性和客观性产生影响。为了弥补传统区划范式的不足,丰富区划的方法与途径,本文探讨了自组织映射网络(SOFM)在综合自然区划研究中的应用。在GIS技术支撑下,秉承传统区划的研究成果,采用温度带、干湿地区和自然区的三级单位系统,分别选取相应的温度指标、水分指标和地形、植被指标,构建和运行不同层次的SOFM网络,将中国陆地区域划分为8个温度带,17个干湿地区和43个自然区,并将区划方案与传统区划方案进行了对比和检验。结果表明,使用基于GIS平台的SOFM网络进行综合自然区划具有划分层次明显、区域分割清晰、客观性强等优点,是对传统区划方法的有力补充和拓展。

关键词：综合自然区划 GIS SOFM网络中国古环境

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珠三角地区土地利用类型与地表温度关系研究

珠三角地区土地利用类型与地表温度关系研究

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地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典

作者：牟雪洁赵昕奕北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室

随着城市化进程的加快,城市环境问题日益显现,尤以城市热岛效应最为突出。本文通过监督分类方法对TM遥感影像进行了分类,并运用TM热红外波段进行地表亮温标定,分析不同土地利用类型与地表温度的关系。同时运用地面自动观测站气温数据分... 详细信息

随着城市化进程的加快,城市环境问题日益显现,尤以城市热岛效应最为突出。本文通过监督分类方法对TM遥感影像进行了分类,并运用TM热红外波段进行地表亮温标定,分析不同土地利用类型与地表温度的关系。同时运用地面自动观测站气温数据分析地表温度分布,与热红外遥感反演的地表亮温进行比较。结果表明,珠三角地区地表温度与土地利用类型紧密相关,不同土地利用类型具有不同的温度分布。植被和水体附近温度较低,对城市有着明显的降温作用。而城市建设区则因为地表比热较大,建筑物阻碍空气流通,形成高温中心,即热岛。此外,热红外遥感反演的地表亮温与地面观测气温分布有一定差别,但总体趋势基本一致。

关键词：地表亮温城市热岛土地利用类型

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汉江中下游非点源磷负荷对水质的影响

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武汉大学学报（工学版） 2011年第1期44卷 26-31页

作者：沈虹张万顺彭虹彭建北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871 北京大学深圳研究生院城市人居环境科学与技术重点实验室广东深圳518055 武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 武汉大学水利水电学院湖北武汉430072

非点源污染是河流水体富营养化的主要来源之一,也是当前流域水质管理的重要难题,然而目前关于非点源磷负荷对水质的影响研究尚少.选取汉江中下游流域作为研究区,基于Landsat TM影像、DEM、土壤、水文、气象等环境监测和社会经济统计数据... 详细信息

非点源污染是河流水体富营养化的主要来源之一,也是当前流域水质管理的重要难题,然而目前关于非点源磷负荷对水质的影响研究尚少.选取汉江中下游流域作为研究区,基于Landsat TM影像、DEM、土壤、水文、气象等环境监测和社会经济统计数据,运用SCS模型和负荷输出经验方程,估算了研究区内非点源磷负荷,结合2007年点源排放的调查结果,在分析污染物迁移转化规律的基础上,建立了汉江中下游的一维水质模型,并利用2007年研究区内16个水质断面监测数据进行了验证.结果表明:2007年汉江中下游平均非点源磷负荷量达5 381.30t,迁移进入河道后对水质污染的贡献率在60%左右,其中农业非点源和城市非点源影响尤其突出,已成为汉江中下游最主要的污染类型.

关键词：汉江中下游非点源磷负荷一维水质模型非点源贡献率

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