青藏农村生活能源结构及一次PM2.5排放估算

在我国农村地区,生物质和煤炭等固体燃料被广泛地用于居民生活炊事和取暖等活动,对区域空气质量、室内空气和居民健康产生危害.本研究基于在青藏农村地区开展的能源消耗实地调研,分析了两地农村居民生活能源消费结构,测算了农村生活燃烧源一次细颗粒物的排放量.研究表明,在西藏和青海农村家庭的炊事活动中,27%和8%的时间用气或电,而大部分时间仍使用固体燃料.西藏地区农村生活能源消费中,薪柴和畜粪消耗量分别占44%和53%.在青海省农村地区,薪柴和畜粪的消耗量占比分别是17%和37%.西藏和青海农村居民生活能源消费总量388.22万t(380.41万t～396.11万t)和428.27万t(327.86万t～530.60万t).炊事和取暖消耗燃料总量几乎相当.在市级层面,就某一种燃料而言,其消耗量与人口并没有显著的相关关系(P0.05),但是居民生活燃料总消耗量与人口数之间有非常显著的正相关关系(r=0.993, P0.001),反映出户均能源消费量基本相近.根据调查的能源消耗量,初步测算的青海和西藏地区农村居民生活源排放的一次PM_(2.5)分别是3.21万t(四分位区间为3.19万t～3.34万t)和4.27万t(3.31万t～5.37万t).     

湿地碳计量方法及中国湿地有机碳库初步估计

湿地碳计量是湿地资源保护和增汇技术实施的前提条件. 在全面整理碳计量方法和探讨湿地碳计量的困难性后, 认为清单法是在国家尺度上估算中国湿地有机碳库的一种现实可行的方法. 为了弄清楚我国湿地到底固了多少有机碳? 在先前的研究基础之上, 利用改进后的清单法进行了研究. 主要结果如下: (1) 中国湿地有机碳库总计达5.39~7.25 Pg, 约占全球湿地碳储量(154~550 Pg)的1.3%~3.5%. (2) 中国湿地土壤有机碳库(5.04~6.19 Pg)>中国水体有机碳库(0.22~0.56 Pg)>中国湿地植被碳库(0.13~0.50 Pg), 分别占中国湿地有机碳库的85.4%~93.5%, 4.1%~7.7%和2.4%~6.9%. 本文估算的中国湿地土壤有机碳库要高于先前的研究结果3.67 Pg, 但低于前人的研究结果12.20和8~10 Pg. 在讨论和不确定性分析的基础上, 对今后深入研究的方向进行了展望.     

1978～2008年中国湿地类型变化

分别基于美国陆地卫星(Landsat MSS/TM/ETM+)和中巴资源卫星(CBERS-02B)影像数据,以人工目视解译为主,完成了中国1978～2008年4期(基准年分别为1978,1990,2000和2008年)湿地遥感制图,并进行了大量的室内外验证.在此基础上,对我国湿地现状及近30年来湿地变化进行了初步分析,得到以下主要结论:(ⅰ)截止2008年,中国湿地面积约为324097km2,其中以内陆沼泽(35%)和湖泊湿地(26%)为主.(ⅱ)1978～2008年,中国湿地面积减少了约33%,而人工湿地增加了约122%.过去30年里湿地减少的速度大幅降低,由最初5523km2/a(1978～1990年)降为831km2/a(2000～2008年).(ⅲ)减少的自然湿地(包括滨海湿地和内陆湿地),其类型变化由湿地向非湿地转化的比例逐渐降低.初期(1978～1990年)几乎全部(98%)转换为非湿地;在1990～2000年间减少的自然湿地约有86%转化为非湿地,而在2000～2008年,这一比例下降为77%.(ⅳ)气候变化和农业活动是中国湿地变化的主要驱动因素,湿地变化在中国分为三大不同特征区域,即西部三省/自治区(西藏、新疆和青海)、北部两省/自治区(黑龙江和内蒙古)和其他省市区.其中西部区域尤其是青藏高原,湿地变化的驱动因子以气候增温为主;新疆湿地由于气候增温和农业活动共同作用造成变化不大.北部省/自治区的湿地变化则主要由农业活动引起;而其他省市区的湿地变化几乎完全受控于人类的农业经济活动.     

中东呼吸综合征疫情由韩国传入中国不同城市风险的回顾性评估与探讨

2015年5月20日,韩国报告了首例实验室确诊的中东呼吸综合征(MERS)病例,并发生了中东地区之外最大规模的MERS暴发疫情,导致中国出现了由韩国传入的首例MERS病例.为了解中国不同城市的MERS疫情传入风险,本研究分析了全球和韩国的MERS疫情流行情况,并基于2014年6月韩国民用航空客运数据,回顾性评估了韩国来华旅客的目的地城市和可能出现输入性疫情的相对概率.截至2015年9月2日,全球26个国家共报告了1542例实验室确诊的MERS病例,其中韩国报告185例.2014年6月从韩国离境的民航旅客为1978647人次,其中697992人(35.3%)抵达中国内地和香港、澳门特别行政区.入境主要机场分布在上海、香港、北京和青岛等城市.假设韩国MERS疫情发生期间的人群出行模式与2014年6月相同且来自疫区的民航旅客人数与MERS疫情从韩国传入中国的可能性存在关联,则韩国MERS暴发期间有1例MERS病毒感染者乘民航班机来华,其出现在中国珠三角地区城市(香港、广州、深圳和澳门)的概率最高(23.2%),其次为长三角地区(21.6%)以及北京周边(15.5%)和山东境内(12.2%)的城市.研究表明,中国不同地区出现通过民航客运传入的MERS疫情的风险有所不同,中国可有针对性地在重点入境口岸和主要目的地城市加强监测,以尽早发现病例.     

基于潮位校正的中国潮间带遥感监测及变化

潮间带位于海洋和陆地的过渡地带,在生物多样性保护、社会经济发展以及全球环境变化等方面具有重要价值.由于潮汐的动态性,潮间带的卫星遥感监测存在很大挑战,迄今为止还没有完整的全国滨海潮间带的相应数据.本文综合遥感与地理信息系统方法,利用1995和2015年覆盖全国滨海的156景LandsatTM/OLI卫星影像,反演了中国滨海潮间带的时空分布,并基于高分辨率影像,目视解译了潮间带开发的土地利用类型.在此基础上分析了中国潮间带变化的时空特征和潮间带变化的驱动力因素.结果表明:(1)2015年中国潮间带总面积约为14070 km~2,其中潮间带分布面积最多的为福建省(18%),其次是辽宁省(15%)、山东省(14%)、江苏省(12%)和广东省(11%);面积最小的是海南省(2%).(2)1995～2015年全国潮间带面积净减少了1375km~2,减少约8.9%.全国不同省市潮间带面积表现了增加与减少不同的趋势,其中潮间带面积减少最多的是浙江省,面积减少为1189km~2;江苏省潮间带面积由1995年的全国第1缩减为第4.而福建省潮间带增加最多,达453km~2.(3)潮间带被开发利用的趋势持续增强. 1995年中国沿海潮间带被开发占用的面积为3490 km~2,到2015年达到4581 km~2.潮间带开发利用类型由农业用海为主(41.8%)转变为围海养殖;城镇建设占用比例也达13%.同时围垦中(在建/未知用途)的潮间带面积持续增长,由1995年的18.1%增长为29%.(4)人为和自然两种因素叠加的"挤压效应"造成了我国潮间带面积的减少.经济发展和滨海生态环境保护的矛盾依然表现突出.     

热泵与节能

在工业发达国家中,全部能量最后消耗的各种物理形式,以热消耗量为最大,其中小于100℃的热耗量约占用能总量的三分之一以上。如何供应低温(小于100℃)热用户热量的问题,常常为人们所忽视,我国当前几乎全部是使用小型锅炉(或炉灶)燃烧有机矿物燃料(在农村则烧秸秆)来提     

哨兵5号欧洲业务二氧化硫产品在中国的准确性评估

2017年11月欧洲空间局发射的哨兵5号搭载了新一代光谱仪(对流层大气监测仪, TROPOMI),可实现包括二氧化硫(SO_2)在内的对流层大气成分高空间分辨率全球监测.欧洲空间局提供的SO_2数据(TROPOMI欧洲业务SO_2产品)对中国大气污染监测有重要支撑作用,然而数据有效性尚需验证.通过对比地基多轴差分吸收光谱仪数据(MAX-DOAS)和生态环境部中国环境监测总站(国控站点)数据,发现该数据明显高估中国北方SO_2浓度.相对于地基MAX-DOAS站点高估61%～140%,且相关性小于0.5,相对于国控站点平均高估约54.6%.进一步研究表明,反演算法是造成显著性差异的原因.为了检验TROPOMI高光谱数据的适用性,自主研发的最优化估计方法也用于处理光谱数据,反演得到的SO_2柱总量(中国科学技术大学(中国科大)SO_2产品)与地基MAX-DOAS的偏差大幅降低(-4.8%～22%),相关性显著提高(0.72～0.89).与国控站点数据的平均偏差更小,为-25.8%.TROPOMI欧洲业务SO_2产品相对于中国科大SO_2产品偏高41.3%,并且标示了更大范围的重污染区域,与中国SO_2大幅减排的事实相悖.而中国科大SO_2产品大大提高TROPOMI结果在中国应用的准确性和价值.     

中国21世纪气候变化的RegCM4多模拟集合预估

基于一套RegCM4区域气候模式动力降尺度试验结果,进行了中国及不同分区在21世纪不同时期, RCP(典型浓度路径)4.5和8.5两种排放路径下的气候变化集合预估.试验中RegCM4在5个不同的CMIP5(耦合模式比较计划第五阶段)全球气候模式分别驱动下运行,水平分辨率为25 km×25 km.分析表明:未来中国范围内平均地面气温将普遍升高,其中冬季(12～2月)的青藏高原和夏季(6～8月)的西北干旱区升温幅度最大;相应的气温极端气候事件指数TXx(日最高气温最大值)和TNn(日最低气温最小值)升高.中国大部分地区冬季降水将增加,西北干旱区增加幅度最大,仅在云贵高原部分地区出现一定减少,模拟间一致性在中国北方较好;夏季降水在中国西部大部分地区、东北北部和黄淮增加,其他地区变化较小或略微减少;集合预估的日最大降水量(RX1day)在全国将普遍增加;连续无降水日数(CDD)在中国北方以一致缩短为主,南方则有所延长.相对于当代参照时段(1986～2005年), 21世纪中期RCP4.5和8.5下全国年平均气温分别上升1.6和2.2°C,降水分别增加4%和5%.各要素变化均随时间推移而增大, 21世纪末期两种排放情景下全国年平均气温分别上升2.4和4.6°C,降水分别增加5%和12%.     

七种有效的节能新方法

最近,欧盟公布一份能源计划,预计到2020年将煤、石油、天然气等一次性能源的消耗量减少20%。美国总统布什也提出了一项节能计划,美国将执行更严格的车辆燃油效率标准,在10年内把汽油消耗量减少20%。在能源紧缺的今天,我们除了要继续号召     

鸡蛋中全氟辛烷磺酸以及相关全氟化合物的污染现状

目前环境中全氟有机化合物(PFCs)的污染引起了人们的广泛关注. 近期的研究发现, 中国人血中全氟辛烷磺酸(PFOS)的浓度明显高于其他国家. 本研究的目的是: (1) 检测中国市场鸡蛋中PFCs的浓度和组成; (2) 对人类健康进行初步的风险评价. 采集于中国8个地区的鸡蛋样品用来检测11个全氟有机化合物. 结果显示蛋黄几乎100%含有PFOS, 而蛋白里未检测到(<0.08 ng/g(湿重)). 在全氟烷基磺酸盐(perfluoroalkylsulfonates)中, 只有PFOS在所有鸡蛋中被检测出. 而在全氟烷基羧酸(perfluoroalkycarboxylates)中, 全氟十一酸(perfluoroundecanoic acid, PFUnDA)在所有鸡蛋中被检测出, 全氟辛酸(perfluorooctanoic acid, PFOA)和全氟癸酸(perfluorodecanoic acid, PFDA)分别在75%和50%的鸡蛋样品中被检测出. 鸡蛋中PFOS的浓度范围是45.0～86.9 ng/g(湿重). 风险评价结果显示, 目前中国鸡蛋中PFOS的浓度不会对人类产生即时危害.     

我国人群高氯酸盐暴露途径及贡献率分析

由于高氯酸盐干扰甲状腺对碘的吸收,抑制人体甲状腺激素的分泌而导致碘缺乏症,近年来引起了环境学家和卫生部门的广泛关注.为研究高氯酸盐在我国人群中多途径暴露情况,通过对"十一五"和"十二五"期间全国重点城市饮用水水质监测数据统计,结合中国居民膳食摄入量,计算出全国14个城市居民在摄入、呼吸、皮肤接触3种暴露途径下高氯酸盐的贡献率,并分析不同流域地区高氯酸盐贡献率的差异.结果显示:(1)我国自来水中高氯酸盐浓度在0.149～152μg/L之间.各省份污染水平存在显著差异,武汉、上海、成都污染最为严重.(2)呼吸和皮肤接触途径下高氯酸盐的贡献率很小,分别为0.88%和0.27%,主要为经口摄入途径,其中饮用水、谷物、蔬菜约占总摄入量的92%,具体为蔬菜(32.05%)饮用水(32.02%)谷物(28.12%)肉类(2.51%)水果(2.30%)薯类(1.85%)乳类(1.31%)蛋类(0.87%)水产品(0.86%)豆类(0.16%)食糖(0.02%).(3)长江流域地区人群高氯酸盐暴露途径主要为饮用水,其他流域地区的主要暴露途径为植物类食物.     

中国及其屏障区柯本气候分类的RegCM4集合预估

区域气候模式RegCM4分别在CSIRO-Mk3-6-0、EC-EARTH、HadGEM2-ES、MPI-ESM-MR和NorESM1-M五个全球气候模式驱动下,进行了水平分辨率为25 km的东亚区域气候变化试验.基于该试验的集合结果,在对结果进行误差订正的基础上,本文预估了RCP4.5温室气体排放路径下21世纪末期(2069～2098年)中国及其国家生态安全屏障区的柯本-特里瓦沙气候分类的变化.结果表明,相比当代(1981～2010年), 21世纪末期中国的气候型发生变化的面积比例为22%,其中青藏高原和秦岭-淮河一带变化明显,青藏高原地区苔原气候(FT)的范围大幅度收缩,中国半干旱(BS)和冬干温暖气候(Cw)的范围扩展,其中BS面积较当代扩张近20%;国家生态安全屏障区的气候型变化更明显一些,总面积的24%将发生改变,其中以青藏高原和川滇-黄土高原的变化最大(40%左右),东北森林带次之,气候变化将导致这些地区的生态脆弱性加大.     

青藏高原南部冰川变化及其对湖泊的影响

以青藏高原为中心的冰川群是整个中低纬度最大的冰川群. 根据最新中国冰川目录资料, 青藏高原中国境内有现代冰川36793条, 冰川面积49873.44 km², 占中国冰川总条数的79.5%和冰川总面积的84%. 青藏高原的冰川可大致分为海洋型冰川(或温冰川)、亚大陆型(或亚极地型冰川)、极大陆型(或极地型冰川等类型).......     

基于遥感观测的21世纪初中国区域地表土壤水及其变化趋势分析

综合利用3组最先进的AMSR-E地表土壤水反演产品,通过集合分析的方法,生成中国区域内2003～2010年月平均地表含水量集合数据.在此基础上,分析了21世纪初中国区域内地表土壤水的时空分布格局及变化趋势.发现:(1)集合分析数据能在一定程度上克服单一反演产品中的系统偏差,弥补了单一反演产品的局限性,得到更加客观的中国区域内遥感地表土壤水时空分布信息;(2)在这期间,中国区域内干旱区以变湿为主导,半干旱区以变干为主导,总体上变干的面积大于变湿的面积;(3)三套反演数据年和季的变化趋势各自不同,但它们都一致显示在夏季变干为主导,而且这些变干的区域主要分布在我国主要粮食产区;(4)结合GPCP降水变化趋势,发现气候变化可能是导致干旱区变湿以及半干旱区变干的因素之一;(5)结合MODIS地表温度变化趋势,发现过去8年中降湿增温区面积最大(33.2%),依次为降湿降温区(27.4%),增湿增温区(21.1%)和增湿降温区(18.1%).其中降湿增温区和降湿降温区主要分布在我国的重要粮食产区,而增湿增温区则主要分布在西北部和西藏等非农业区.这样的变化趋势对我国的农业可持续发展和生态维护是十分不利的.     

中国国家级湿地自然保护区保护成效初步评估

国内外实践证明,建立自然保护区是保护典型生态系统和生物多样性、拯救珍稀濒危野生动植物的有效措施.中国政府圈地式抢救了大批湿地,目前基本形成了以湿地自然保护区为主体,国际重要湿地、湿地公园等相结合的湿地保护网络体系.但是至今还没有在国家水平上评估中国湿地自然保护区保护成效以及保护区布局的合理性.本文利用最新完成的中国湿地自然保护区保护价值评价数据库和按照同一分类体系提取的4期(1978～2008年)中国湿地遥感制图数据,辅以相关保护区、环境等数据,对30年来91个中国国家级湿地自然保护区的保护成效进行初步评估.主要结果如下:(ⅰ)30年来,湿地自然保护区内湿地面积总体呈现下降趋势,总净减少面积8152.47km2,占全国湿地总净减少量的9%;(ⅱ)虽然在国家级湿地自然保护区中湿地大幅减少的势头得到有效控制,但仍然有79%(面积)的保护区保护效果较差,主要分布在长江湿地区、滨海湿地区、三江源湿地区和西南诸河湿地区;保护效果优良的面积只占15%,主要分布在松花江湿地区;(ⅲ)在全部湿地自然保护区中,52个是自然原始的,面积占88%,远高于个数所占的比例(57%),但有相当比例的保护区达到预警等级,亟待引起重视;(ⅳ)根据保护成效和生态压力的评估结果,列出中国国家级湿地自然保护区的"优先关注排行榜",并提出了一些建议.     

拖运冰山缓干渴

你是否感受到人类正越来越干渴。根据联合国统计,全球淡水消耗量自20世纪初以来增加了6～7倍,比人口增长速度高2倍,全球目前有14亿人缺乏安全清洁的饮用水,其中约3亿人生活在极度缺水状态中。估计到2025年,全世界将有近1/3的人口(23亿)缺水,波及的国家     

面向可持续发展目标的中国红树林近50年变化分析

红树林作为独特的海陆过渡湿地,具有极高的生态系统服务价值.红树林的保护、管理和恢复与多项联合国可持续发展目标(Sustainable Development Goals, SDGs)密切相关.然而,迄今还没有面向SDGs的中国红树林时空变化分析.本研究利用Landsat系列卫星数据和面向对象分析方法解译1973～2020年中国红树林生长区的土地覆被,得出近50年红树林及其与周边土地覆被类型的时空变化和相互转化.结合红树林的保护和恢复等政策,探讨SDGs在中国红树林方面的实施进展.结果表明:由于农田和养殖池扩张等因素, 1973～2000年中国红树林面积减少30199ha(1 ha=1×104m2)(约占1973年的62%); 2000～2020年,由于中国政府的大力保护和造林,全国新增红树林9408 ha,红树林总面积基本恢复到1980年的水平; 1973～2020年,中国滨海一直生长有红树林的陆表面积为8657 ha,仅占1973年红树林总面积的18%.从SDGs元年(2015年)到目标完成年(2020年),中国沿海新增25%的红树林;截至2020年9月,中国红树林保护区面积占生长区的16%, 77%的红树林得到良好的保护,国家级经济特区中实施基于生态系统管理措施的比例达80%.近年来,中国政府颁布了一系列的法律、法规和行动计划以达到停止毁林、恢复红树林的目的,中国红树林的保护和恢复已基本达到了相关SDGs的规定.本工作的研究方法、数据集和结论可为监测和评估中国乃至全球落实可持续发展议程提供方法借鉴和数据基础.     

我们身边的"数字获得感"

正第二届数字中国建设峰会举办期间,国家互联网信息办公室发布了《数字中国建设发展报告(2018年)》。报告显示,2018年中国数字经济规模达31.3万亿元,占GDP的比重达到34.8%。一系列新数字的背后,是数字中国建设蓬勃发展及其在政务处理、经济发展和日常生活中的新变化和新趋势。进入快车道的数字中国建设,正深刻改变着中国人的生产方式和生活方式。     

近20年来中国大陆农田表土有机碳含量的变化趋势

调研并分析了中国大陆1993年以来关于区域农田土壤有机碳变化的文献200余篇. 为了客观评价中国大陆农田有机碳的变化, 从中选出132篇具有代表性的文献, 这些文献涵盖了不同地区60000余个土壤样品的测定结果. 分析结果表明, 近20年来占中国大陆农田面积53%~59%的土壤有机碳含量呈增长趋势, 30%~31%呈下降趋势, 4%~6%基本持平. 进一步分析结果指出, 中国大陆农田表土有机碳贮量总体增加了311.3~401.4 Tg. 其中, 华东和华北地区增加明显, 但东北地区呈下降趋势. 有机碳含量增加明显的土壤类型为水稻土和潮土, 黑土下降显著. 有机碳含量增加主要归因于秸秆还田与有机肥施用、化肥投入增加与合理的养分配比以及少(免)耕技术的推广; 黑土区有机碳含量下降的主要原因是水土流失和投入不足. 为了有效地促进农田土壤碳固定, 最大限度地遏制东北地区土壤有机碳下降的趋势, 未来应通过配套技术的研究、农户培训和政府补贴等措施, 进一步推广秸秆还田、平衡施肥、少(免)耕等保护性耕作措施, 加大水土流失的综合治理力度. 与此同时, 为了应对后《京都议定书》时代对中国可能产生的减排压力, 未来需加强4个方面的研究: (1)第二次土壤普查期间及目前中国农田土壤有机碳贮量, (2)由自然因素和人为因素控制的农田土壤有机碳变化机理, (3)增加土壤碳固定及减少碳损失的有效途径, (4)农田土壤的固碳潜力及未来演变趋势.     

气候变化对中国陆地植被净初级生产力的影响分析

近来的气候变化对陆地植被净初级生产力(NPP)产生了综合影响. 通过对1982~1999年的中国陆地植被NPP及相应的气候数据进行系统分析, 结果表明: (ⅰ) 中国近20 a来的气候变化使温度、降水、光照均朝着有利于植物生长的方向发展, 其胁迫作用有所减弱: 受水分限制的西北地区, 其NPP的增长趋势平均为1.42%·a^-1; 受温度制约的东北、华北和青藏高原地区, NPP增长趋势平均为1.46%·a^-1; 华中、华东、华南受光照制约的地方, NPP增长趋势平均为0.99%·a^-1. (ⅱ) 18 a来, 中国陆地植被NPP总量增加了0.76 Pg C (24.2%), 其中由气候变化约导致NPP增加0.36 Pg C (11.5%), 其他因素(气候-植被相互作用、土地利用变化、造林等)约导致NPP增加0.40 Pg C (12.4%). (ⅲ) 与全球情况相比, 中国陆地植被NPP对气候变化的响应存在区域差异, 在20世纪80年代后期的几次厄尔尼诺事件中, 全球NPP均明显下降, 而中国的NPP因受季风影响, 情况复杂.