长江三角洲低层大气与生态系统相互作用研究PDF电子书下载

目录 1

序 1

绪论 1

1 长江三角洲地区大气-生态系统近期的动态分析 1

1.1 长江三角洲区域热岛特征及其变化机制 1

1.1.1 长江三角洲区域热岛特征 1

1.1.2 长江三角洲区域热岛中各要素的气候变化特征 3

1.2 上海市城市热岛效应特征及其可能形成的机制 9

1.2.1 上海市城市热岛效应特征 9

1.2.2 上海地区气候变化倾向 12

1.2.3 上海市热岛效应的可能变化机制 14

1.3 土地利用变化及其特征 16

1.3.1 基于遥感的土地利用变化信息的提取 17

1.3.2 土地利用类型变化的发现与空间模型研究 19

1.3.3 长江三角洲地区土地利用变化特征分析 20

1.3.4 长江三角洲地区地表覆盖变化及其气候响应 22

1.3.5 小结 23

1.4 地表参数的变化特征 23

1.4.1 地表特征模式的建立 24

1.4.2 地表参数的分布 28

1.5.1 研究概况 31

1.4.3 小结 31

1.5 大气污染遥感监测方法及其在长江三角洲的应用 31

1.5.2 人为气溶胶的光学特征及其数值模拟 33

1.5.3 地物的光谱组成与分解 35

1.5.4 人为气溶胶和粉尘浑浊度的遥感定量提取方法 40

1.5.5 方法检验 41

1.5.6 长江三角洲污染气溶胶分布及变化遥感监测 42

1.5.7 讨论与结论 43

参考文献 45

2 长江三角洲地区低层大气痕量气体时空变化及其机理 48

2.1.1 观测站位的选择和环境评述 49

2.1 区域空气质量监测 49

2.1.2 观测项目的设置与质量要求 51

2.1.3 现场取样，观测的质量保证与控制 52

2.1.4 大气中臭氧（O3）浓度的测量 57

2.1.5 大气中二氧化硫（SO2浓度的测量 59

2.1.6 大气中氮氧化物（NO/NO2/NOx）浓度的测量 60

2.1.7 大气中一氧化碳（CO）浓度的测量 62

2.2 区域大气痕量气体时空变化特征 65

2.2.1 观测数据概况 65

2.2.2 氮氧化物（NOx） 66

2.2.3 一氧化碳（CO） 70

2.2.4 二氧化硫（SO2） 73

2.2.5 臭氧（O3） 75

2.2.6 对气态污染物监测的总体评价 81

2.3 长江三角洲大气污染物源排放研究 85

——对1980和1995年排放的估算以及2010年排放的预测 85

2.3.1 估算方法 85

2.3.2 1995年区域Ⅱ人为源SO2,NOx,CO和HC的排放清单 86

2.3.3 1995年区域Ⅱ能源消耗网格清单 94

2.3.4 1980年区域Ⅰ固定源SO2和NOx的排放清单 95

2.3.5 天然源VOC排放清单的制作 96

2.3.6 2010年区域Ⅱ固定源能源消耗及SO2和NOx的排放预测 102

2.4 低层大气O3与碳氢化合物的汇机制 103

2.4.1 低层大气污染机制理论的发展 103

2.4.2 低层大气碳氢化合物反应的一般机制 104

2.4.3 低层大气中异戊二烯的反应 105

2.4.4 低层大气中β-蒎烯的反应 113

2.4.5 低层大气中碳氢化合物生成过氧化物的机制 121

2.5 长江三角洲光化学污染模拟研究 130

2.5.1 二维空气质量模式 130

2.5.2 长江三角洲光化学污染模拟 133

2.5.3 源排放变化对臭氧浓度的影响 138

2.5.4 臭氧生成的过程分析 140

2.5.5 长江三角洲光化学污染预测 145

2.5.6 结论 146

参考文献 151

3 稻田大气痕量气体通量及区域水热通量变化特征 156

3.1 概述 156

3.2 稻田感热、潜热通量 157

3.2.1 近地面感热、潜热湍流输送通量的计算方法 157

3.2.2 观测系统及资料概况 160

3.2.3 水稻各生长季的感热、潜热湍流通量特征 162

3.2.4 水稻各生长季湍流通量的平均日变化 163

3.2.5 感热、潜热等湍流通量变化与气象要素的关系 164

3.3 稻田大气二氧化碳通量 166

3.3.1 近地面动量和二氧化碳等物质湍流输送通量的计算方法 167

3.3.2 水稻各生长季的二氧化碳湍流通量特征 168

3.3.3 水稻各生长季各湍流通量的平均日变化 168

3.3.4 二氧化碳通量、湍流通量变化与气象要素的关系 169

3.4 稻田大气N2O通量 172

3.4.1 常用大气痕量气体通量测量方法 173

3.4.2 测量仪器及试验条件 174

3.4.3 N2O通量测量结果 176

3.5.1 实验方法 179

3.5 稻田大气VOC浓度及通量 179

3.5.2 测量结果 183

3.6 长江三角洲稻田O3,SO2,NOx,NO和NO2的通量 188

3.6.1 痕量气体通量的动力学梯度法原理 188

3.6.2 实验 188

3.6.3 各参数的测量结果 190

3.6.4 各气体的通量 192

3.6.5 小结 195

3.7 区域水、热通量及变化特征 195

3.7.1 蒸发散量估算的目的及意义 196

3.7.2 蒸发散量计算方法及其改进 197

3.7.3 蒸发散量及感热通量的分布特征 204

3.7.4 三角洲地区蒸发散量和感热通量的主要影响因子及人类活动对水文、气候环境的可能影响 208

3.6.5 小结 212

参考文献 213

4 长江三角洲农田温室效应的动力机制及对策研究 216

4.1 农田生物地球化学模型 217

4.1.1 模式描述 219

4.1.2 模式的验证 230

4.2 温室气体排放与农田生态环境因子间关系的数值分析 232

4.2.1 气象因子对稻田生态系统CH4排放影响的数值分析 233

4.2.2 气象因子对稻田生态系统N2O排放影响的数值分析 235

4.2.3 气象因子对CH4和N2O排放双重影响的数值分析 238

4.3 长江三角洲地区农田温室气体排放的人文驱动效应分析 240

4.4 长江三角洲地区农田温室气体排放的区域估算 243

4.5 长江三角洲地区农田生态系统温室效应调控对策 244

4.5.1 生长期内温室效应变化规律分析 245

4.5.2 全生长期温室效应演变规律的数值分析 246

4.5.3 气象条件对最大汇施肥量和零排放施肥量影响的数值分析 247

4.5.4 长江三角洲地区最佳施肥方案 249

参考文献 251

5.1.1 大气臭氧变化对农作物影响的实验方法及评价 253

5.1.2 OTC—1型开顶式气室的结构 253

5.1 大气臭氧变化对农作物影响的实验模拟 253

5 大气臭氧与环境变化对农业生态系统的影响机理与评估 253

5.1.3 OTC—1型开顶式气室臭氧发生、控制与测量系统 256

5.1.4 OTC—1型开顶式气室臭氧发生、控制与测量系统的物理性能及评价 259

5.1.5 大气臭氧变化对农作物影响的田间试验 261

5.2 大气臭氧变化对农作物生长发育、产量和品质的影响 263

5.2.1 实验概况 263

5.2.2 大气中O3浓度变化对作物生理过程的影响 263

5.2.3 大气中O3浓度变化对作物叶片的可见伤害 266

5.2.4 大气中O3浓度变化对作物发育进程的影响 269

5.2.5 对地上部分生物量的影响 270

5.2.6 对地下部分生物量的影响 271

5.2.7 大气中O3浓度变化对作物产量结构的影响 273

5.2.8 大气中O3浓度变化对作物籽粒品质的影响 274

5.3 大气O3浓度变化对农作物生理影响的机理分析 275

5.3.1 大气O3浓度变化对作物的生理影响 275

5.3.2 大气O3浓度变化对农作物叶片膜保护系统的影响 278

5.3.3 讨论与小结 282

5.4 区域大气环境变化对农业生态系统影响的综合评估——以长江三角洲为例 284

5.4.1 长江三角洲自然、社会、经济的概况 284

5.4.2 O3对农作物产量损失影响的估算 285

5.4.3 SO2和酸雨复合污染对农作物产量损失影响的估算 289

参考文献 292

6 区域气候-环境-地表系统耦合动力学模式与数值模拟试验 294

6.1 区域气候-环境-地表系统耦合动力学模式 294

6.1.1 三重套网格区域气候模式 294

6.1.2 三重套网格大气化学模式的改进 299

6.1.3 考虑较详细云雨物理和化学过程的大气化学模式 304

6.2 区域热岛效应与地表分布影响的数值模拟试验 311

6.2.1 地面特征对长江三角洲区域气候影响的模拟 311

6.2.2 长江三角洲城市热岛与太湖对局地环流影响的研究 317

6.3.1 1995年动力场的特征 323

6.3 区域大气环境的数值模拟实验 323

6.3.2 区域大气环境的数值模拟结果 324

参考文献 331

7 长江三角洲大气与生态系统变化趋势及调控对策 332

7.1 生态系统特征与变化趋势 332

7.1.1 森林生态系统 332

7.1.2 河流湖泊生态系统 333

7.1.3 湿地生态系统 333

7.1.4 近海海域生态系统 334

7.1.5 农田生态系统 334

7.2.1 长江三角洲能源活动及工业源痕量气体排放现状与未来情景模拟 335

7.2 区域痕量气体排放趋势预测 335

7.1.6 城市生态系统 335

7.2.2 长江三角洲农田生态系统的CH4和N2O排放量 350

7.2.3 自然生态系统异戊二烯排放 354

7.3 区域社会经济发展与大气环境变化的协调对策 364

7.3.1 加速产业结构的调整 365

7.3.2 加速能源结构的调整 365

7.3.3 加快落后技术的淘汰与乡镇企业的转型 365

7.3.4 进行长江三角洲城市群总体规划，改善交通技术，减少交通痕量气体排放 365

7.3.5 发展节能技术，提高能源利用效率 366

7.3.6 改善农业管理，减少农业痕量气体排放 366

参考文献 368