基于人类福祉视角的中部地区碳排放绩效与效应分解

碳排放绩效是当前国内外低碳经济研究的热点问题,已有研究主要针对经济发展的碳排放绩效测度展开,关注经济产出的碳排放绩效。基于人类福祉是研究碳排放绩效的新视角。首次提出碳排放绩效的概念框架及图解,据此构建了人类福祉的碳排放绩效评估模型,应用LMDI分解法建立了碳排放绩效的效应分解模型,对中部地区人类福祉的碳排放绩效及其效应进行研究发现:(1)1990年~2008年中部六省经济发展的碳排放绩效整体上先增后降;人类福祉的经济绩效与碳排放绩效整体上均呈递减趋同态势。中部地区人类福祉碳排放绩效的省际差距整体上趋向缩小;(2)1990年~2008年中部六省经济发展的碳排放绩效的总效应波动较大,驱动效应和抑制效应交替出现。经济福祉绩效效应整体递增,由抑制效应向驱动效应演进,呈现趋同趋势;(3)中部六省人类福祉的碳排放绩效主要由经济发展的碳排放绩效决定,经济发展的碳排放绩效效应是碳排放绩效总效应的决定性因素,人类福祉的碳排放绩效效应是经济发展的碳排放绩效效应和人类福祉的经济绩效效应两种效应的叠合。     

县域尺度下能源产区能源消费碳排放强度空间分异——以陕西省榆林市为例

以能源产区陕西省榆林市的12个区县为研究单元,在Geo Da和Arc GIS等软件的支持下,结合趋势分析和空间统计方法,分析2005—2010年榆林县域尺度下的能源消费碳排放强度的空间格局特征与空间分异机制。榆林各区县能源消费碳排放强度水平差异明显,总体差异呈扩大趋势,两极分化加剧。县域碳排放强度南北走向上表现出逐渐减小趋势,东西走向上具有微弱的"U"型变化态势。总体上,东北部区县碳排放强度高于西南部。各区县碳排放强度具有正的空间关联分布特征,且处于低水平非均衡空间分布状态,空间依赖性明显。结合相关性分析,榆林区县碳排放强度具有极化区、扩散区、塌陷区和传染区4个特征。"热点"主要分布在东北部三县,"冷点"主要分布于南部六县。能源资源分布不均、经济总量以及产业结构差异是造成榆林碳排放强度空间分布不均的主要原因。     

中国第26次南极考察南大洋碳通量评估

南大洋是大气CO2的重要汇区,而近几十年来这个汇出现了明显变化并成为了研究的热点。利用中国第26次南极考察期间雪龙船绕南极航行所获得的现场碳及相关参数观测数据,分析推导出海水pCO2及其主控因子(叶绿素和水温)之间的经验关系,并结合相关卫星遥感数据建立遥感外推算法,计算南大洋50°S以南海区碳通量分布,评估该海区对大气CO2的吸收能力。计算结果表明,2009年11月从90°E到90°W(顺时针方向),50°—75°S海域为CO2输送大气的弱源,平均输入大气通量为9.482 mol·m-2·month-1,碳释放量为0.001 779 5×1015gC;2009年12月从90°W—90°E(顺时针方向),50°—75°S海域为吸收大气CO2的弱汇,平均碳通量为-12.451 mol·m-2·month-1,碳吸收量为0.026 656×1015gC。将经验关系推导至该月份的50°—75°S整个南大洋的计算中发现,2009年11月南大洋为大气CO2的源,碳释放量为0.002 789 6×1015gC;在2009年12月南大洋为大气CO2的汇,碳吸收量是-0.003 503 5×1015gC。相比之前我们所观测的结果,南大洋的碳汇吸收能力呈现明显下降。     

不同雨强对杉木和米槠林地表径流和可溶性有机碳的影响

采用径流小区法,对中亚热带地区的杉木人工林和米槠次生林在不同雨强下径流量和可溶性有机碳（DOC）流失浓度进行比较研究。结果表明：在小雨、中雨、大雨和暴雨4场降雨过程中,米槠次生林和杉木人工林的地表径流量和DOC流失浓度变化趋势一致,即降雨强度增加,地表径流量也随之增加。DOC浓度均呈现了随着雨强的增加而逐渐降低的趋势。说明降雨强度对径流量和DOC浓度均产生了较为明显的影响;米槠次生林和杉木人工林的地表径流量之间差异不显著,米槠次生林和杉木人工林的DOC流失浓度除大雨外均达到显著性水平差异（P〈0.05）,说明植被类型对地表径流量影响较小,对DOC浓度具有较明显的影响。     

水下荧光光谱探测装置控制系统的设计与实现

海水中有色可溶性有机物(CDOM,Chromophoric Dissolved Organic Matter,常称之为黄色物质)是影响海洋水色的三大成分之一,海水中CDOM的研究具有重要的意义。本文针对CDOM水下原位探测激光诱导荧光光谱探测装置开发了一套控制系统,该控制系统分为水上甲板控制和水下数据采集两部分,水上甲板控制部分通过8芯电缆与水下数据采集部分实现供电及通信,水下数据采集部分以PC104嵌入式工控机为核心,控制整体采集部分的工作,甲板控制部分通过远程控制软件来操控PC104以实现水下数据的采集和存储。实验室环境测试及近海现场实验表明,该系统能够可靠完成水下荧光光谱装置的控制和数据的采集及通信需求,实现海水中有色可溶性有机物的水下原位探测。     

秋季胶州湾有色溶解有机物荧光特性研究及其来源分析

利用三维荧光光谱(EEMs)-平行因子分析(PARAFAC)技术研究了秋季胶州湾有色溶解有机物(CDOM)的荧光成分组成、分布特征及来源。PARAFAC模型解析出胶州湾CDOM由2类5个荧光组分组成,即类腐殖质成分C1(355nm/430nm)、C2(320nm/390nm)、C3(380nm/465nm)、C4(420(330)nm/505nm)及类蛋白质成分C5(280/325nm)。类腐殖质成分C1、C2、C3和C4的平面分布模式基本一致,呈现由近岸海域向湾中心海域逐渐减小的趋势,而类蛋白质成分C5则是由湾东北部近岸海域向西南部海域呈逐渐减小的趋势。分析表明,秋季胶州湾CDOM类腐殖质成分C1、C2、C3和C4的主要来源为陆源输入,而类蛋白质成分C5主要受城市排污的影响。系统聚类分析表明,以团岛南端和红岛西侧连线为界,所有采样站位被分为两类,分界线西部区域站位CDOM各荧光成分相对含量分别为C1:31.8%~35.5%,C2:30.3%~33.7%,C3:17.1%~20.2%,C4:4.5%~5.2%,C5:9.6%~12.5%;分界线东部区域站位CDOM各荧光成分相对含量分别为C1:30.6%~34.6%,C2:28.8%~32.7%,C3:17.0%~19.1%,C4:3.3%~4.8%,C5:12.1%~18.2%。西部区域CDOM具有较高的C4含量和较低的C5含量,大沽河等河流的陆源输入特征明显,而东部区域CDOM则具有较高的C5含量和较低的C4含量,反映该区域受城市排污影响显著。另外,秋季胶州湾CDOM的HIX范围为1.8~3.2之间,较小的腐殖化因子值反映了秋季胶州湾CDOM的腐殖化程度高较低,在环境中存在时间较短。     

Land use effects on soil organic carbon,microbial biomass and microbial activity in Changbai Mountains of Northeast China

Land use changes are known to alter soil organic carbon （SOC） and microbial properties, however, information about how conversion of natural forest to agricultural land use as well as plantations affects SOC and microbial properties in the Changbai Moun- tains of Northeast China is meager. Soil carbon content, microbial biomass carbon （MBC）, basal respiration and soil carbon mineraliza- tion were studied in five selected types of land use： natural old-growth broad-leaved Korean pine mixed forest （NF）; spruce plantation （SP） established following clear-cutting of NF; cropland （CL）; ginseng farmland （GF） previously under NF; and a five-year Mongolian oak young forest （YF） reforested on an abandoned GF, in the Changbai Mountains of Northeast China in 2011. Results showed that SOC content was significantly lower in SP, CL, GF, and YF than in NF. MBC ranged from 304.4 mg/kg in CL to 1350.3 mg/kg in NF, which was significantly higher in the soil of NF than any soil of the other four land use types. The SOC and MBC contents were higher in SP soil than in CL, GF, and YF soils, yielding a significant difference between SP and CL. The value of basal respiration was also higher in NF than in SP, CL, GF, and YF. Simultaneously, higher values of the metabolic quotient were detected in CL, GF, and YF soils, indicat- ing low substrate utilization of the soil microbial community compared with that in NF and SP soil. The values of cumulative mineral- ized carbon and potentially mineralized carbon （Co） in NF were significantly higher than those in CL and GF, while no significant dif- ference was observed between NF and SP. In addition, YF had higher values of Co and C mineralization rate compared with GF. The results indicate that conversion from NF into agricultural land （CL and GF） uses and plantation may lead to a reduction in soil nutrients （SOC and MBC） and substrate utilization efficiency of the microbial community. By contrast, soils below SP were more conducive to the preservation of soil organic matter, which was reflected in the comparison of microbial indicators among CL, GF, and YF land uses. This study can provide data for evaluating soils nutrients under different land use types, and serve as references for the rational land use of natural forest in the study area.     

Assimilating the LAI Data to the VEGAS Model Using the Local Ensemble Transform Kalman Filter: An Observing System Simulation Experiment

Information on the spatial and temporal pat- terns of surface carbon flux is crucial to understanding of source/sink mechanisms and projection of future atmospheric CO2 concentrations and climate. This study presents the construction and implementation of a terrestrial carbon cycle data assimilation system based on a dynamic vegetation and terrestrial carbon model Vegetation-Global-Atmosphere-Soil （VEGAS） with an advanced assimilation algorithm, the local ensemble transform Kalman filter （LETKF, hereafter LETKF-VEGAS）. An observing system simulation experiment （OSSE） framework was designed to evaluate the reliability of this system, and numerical experiments conducted by the OSSE using leaf area index （LAI） observations suggest that the LETKF -VEGAS can improve the estimations of leaf carbon pool and LAI significantly, with reduced root mean square errors and increased correlation coefficients with true values, as compared to a control run without assimilation. Furthermore, the LETKF-VEGAS has the potential to provide more accurate estimations of the net primary productivity （NPP） and carbon flux to atmosphere （CFta）.     

莱州湾沉积物有机质来源

应用C/N、δ13C、δ15N解析了莱州湾沉积物有机质来源,发现湾内有机质主要存在海洋、河口浮游植物以及陆地有机质3种来源。通过C/N、δ13C定量示踪,发现海洋浮游植物是湾内沉积物有机质的最主要来源,相对含量在41.6%—58.5%之间。河口浮游植物有机质、陆源有机质相对含量波动较大,分别在3.8%—43.8%、0—53.5%之间。海洋浮游植物有机质在整个海湾都表现出较高含量。近岸河口附近海域往往表现出高含量的河口浮游植物有机质特征,陆源有机质含量较高区域大都集中在黄河口周围海域,高河口浮游植物有机质以及高陆源有机质特征在黄河口周围海域均有出现。     

氧化多壁碳纳米管对水中钠离子的吸附研究

本文研究了强酸(体积比为3︰1的硫酸与硝酸)氧化的多壁碳纳米管对水中钠离子的吸附特性,考察了温度、初始浓度、吸附时间对钠离子吸附的影响。实验结果表明:多壁碳纳米管对钠离子的吸附能力随温度升高而下降;其吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,但是在钠离子浓度较高时多壁碳纳米管的吸附特性更符合Freundlich等温模型;在温度为274K条件下,多壁碳纳米管对钠离子的吸附能约为-5.53KJ/mol即-57.3meV;化学反应焓变约为-9.31KJ/mol,表明混酸氧化的多壁碳纳米管对钠离子的吸附过程基本为物理吸附。