九龙江流域大气氮干沉降-陈能汪(完整版)实用资料

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1、九龙江流域大气氮干沉降_陈能汪（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑 完整版实用资料，欢迎下载）第26卷第8期2006年8月生态学报ACTA EC OLOGI CA SI NICAVol .26,No .8Aug .,2006九龙江流域大气氮干沉降陈能汪1,洪华生1,*,肖健2,张珞平1,王吉苹1(1.近海海洋环境科学国家重点实验室,厦门大学环境科学研究中心,厦门361005;2.漳州市环境监测站,漳州363000基金项目:福建省“十五”重大科技资助项目(2002H009收稿日期:2005-06-30;修订日期:2005-11-24作者简介:陈能汪(1976,男,福建德化人,博士生,主要从事

2、流域环境管理研究.E -mail :tommy xmu .edu *通讯作者Corresponding author .E _mail :hs hong xmu .edu 致谢:感谢龙岩市环境监测站、漳州市环境监测站在采样上的支持与协助,感谢杨德敏、曾悦、徐玉裕、李大朋、黄一山在实验分析上的帮助;特别感谢澳大利亚David Klumpp 博士对英文摘要的润色Foundation item :The project was supported by Depart ment of Science and Technology of Fuj ian Province (No .2002H009Rec

3、eived date :2005-06-30;Accepted date :2005-11-24Biography :CHEN Neng -Wang ,Ph .D .candidate ,mainl y engaged in watershed environmental management .E -mail :tommy xmu .edu 摘要:对九龙江流域10个站位的大气氮干沉降量进行为期1a 的连续观测。利用专用降尘缸湿法收集大气沉降氮,在获取各月氮组分浓度和相应水样体积后,求得各月氮沉降速率,再将各月数值相加得到全年的大气氮干沉降量。结果表明,九龙江流域大气氮干沉降表现出一定的时空差

4、异性,总氮沉降量为3.417.63kg N (hm 2a ,铵氮为1.023.00kg N (hm 2a ,硝氮为0.761.76kg N (h m 2a 。干沉降中氮的3种主要形态铵氮、硝氮与有机氮分别占总沉降量的31%、24%和45%。中游漳州地区的大气氮干沉降总量较大。上游龙岩地区与中游漳州地区具有较高的铵氮沉降量,硝态氮在上下游间无明显变化,而有机氮沉降量在中下游地区较高。在时间尺度上,大气氮干沉降呈现出夏秋两季比春冬两季略高的总体趋势,季节性差异显著(p 春冬夏。造成夏季沉降量较低的原因可能是处于海边的厦门地区受东南主导风向影响,大气氮主要来自于氮含量较低的海面。不同形态氮的季节性变

5、化情况不尽相同(图2。相比而言,硝氮沉降量相对稳定,铵氮与有机氮波动较大,上游与中游地区的冬季氮沉降量最低。中游漳州地区铵氮沉降量比上游龙岩地区略高,且季节性波动较大。下游地区厦门大学站位的铵氮沉降量也是夏秋两季较高。图2还显示,大气氮月均干沉降量标准偏差均较大,尤其是中游的漳州地区,表明其沉降量波动较大。影响大气沉降的因素很多,除大气氮排放量大小与气温、气压、风速等气象条件外,站位周边环境条件如地表覆盖、冠层高度、高程、坡向等也是影响大气氮沉降量波动的原因17。2.3大气氮干沉降化学形态特征从全流域平均值来看,干沉降中氮的3种主要形态铵氮、硝氮与有机氮分别占总沉降量的31%、24%和45%(

6、表1。铵氮所占比例从高到低依次为:上游龙岩地区(33%中游漳州地区(32%下游厦门地区(20%,这与龙岩、漳州两地市农业发达,化肥施用与畜禽养殖引起的氨挥发量较大有关。研究表明,大气2604生态学报26卷NH 3主要来源于自然界土壤、畜禽养殖、化肥施用与生物量燃烧18。九龙江流域经济作物占主要比例,化肥施用量较高;近年来迅猛发展的畜禽养殖业产生大量畜禽粪污未经处理随意排放,由此引起的高NH 3挥发是大气氨态氮干沉降的重要来源。研究表明,大气NO x 的自然源是大气闪电和生物固定,人为源包括化石燃烧与汽车尾气排放19。下游站位厦门大学处于工业相对发达的经济特区,干沉降中硝氮占总氮的比例高达35%

7、,而上游与中游地区的硝氮所占比例均较低,分别为26%与21%。有机氮沉降量在全流域所有站位中均较大,占总沉降量的30%51%。上、中、下游平均都在40%以上,如此高比例的有机氮沉降量值得引起注意。目前,大气有机氮来源尚不清楚,可能来源于海水水汽、植物花粉和人为排放的无机氮与有机质的结合物18,20,煤烟和其他燃烧过程产生的含碳气溶胶中也含有有机氮21。表12004年九龙江流域大气干沉降量(kg N (hm 2a Table 1Dry depos ition flux of atmos pheric nitrogen in Jiulong River waters hed (2004,kg N

8、(hm 2a 序号#No .站位代码Site code 站位类型Site type总氮Total N 铵态氮Ammonium N 占总氮Percent (%硝态氮Nitrate N 占总氮Percent (%有机氮Organic N占总氮Percent (%YSD乡村R ural4.732.0643上游平均标准差Average SD for sites 14WCD乡村R ural5.110.88X DD城区Urban4.991.023181.160.362472.190.67456SD :s tandard deviation表2世界各地大气氮干沉降对比(kg N (hm 2a Table 2

9、Comparison of dry depos ition flux of atmos pheric nitrogen i n different regions (kg N (hm 2a 国家 地区Country R egion铵态氮A mmonium N 硝态氮Nitrate N 无机氮Inorganic N 总氮Total N 数据源Data s ource 九龙江流域Jiul ong R iver watershed ,China1.023.00.761.763.417.63本研究This s tudy瑞典针叶林Sweden coniferous fores t 2.232.734.9

10、6110.5612美国切萨皮克湾流域Chesapeake Bay Waters hed 3.04.83.0413美国特拉华Inland 湾Dela ware Inland Bay 14欧洲北海湾North Sea0.880.861.83.53.869.7816图3表明了流域上中下游地区在不同季节大气干沉降中不同形态氮组成的变化情况。上游与下游地区铵态氮所在比例春夏秋冬呈递减趋势,硝态氮则相反。下游地区夏秋两季的硝态氮比例高于春冬两季,而铵态氮则在冬季占有较高比例,这可能是因为下游地区的厦门及周边沿海城市工业较发达、汽车尾气排放量大,从而造成NO x 排放量相对较大。2.4大气氮干沉降影响因素分

11、析不同形态氮排放后沉降前在大气中具有不同的迁移距离。NH 3与NH +4等水溶性氮主要在对流层进行扩散,其移动距离取决于风速和沉降速度。NH 3的迁移距离较小,一般0.05。再将逐月大气氮干沉降量与降尘量进行回归分析,大气氮干沉降量与降尘量无显著相关性(p 0.05,但图4表明,大气氮干沉降量总体上随降尘量的增加而增加。导致降尘量对大气氮干沉降的影响无统计学意义的原因可能有二,一是统计样本数偏少,统计结论不一定能反映真实情况;二是本研究采用湿法采集的大气氮干沉降,除吸附在气溶胶及大气颗粒物后下降部分,还包括一部分水气交换,同时还可能存在飞禽粪尿的污染现象。影响大气氮干沉降量的因素很多。大气氮沉

12、降是一个受大气物理、化学、生物、生态等综合影响的过程。但综合以上分析认为,大气氮干沉降主要与氮排放量大小和气象条件有关。受经费及条件限制,本文仅选择福建省龙岩、漳州和厦门3地市城区及周边农村地区的有限站位进行监测,站位代表性不甚理想,在探讨大气氮干沉降空间分布特征时受到一定限制,对于造成大气氮干沉降时空差异的影响因素尚缺乏可靠的定量描述。但仍可为流域氮污染控制提供宝贵的基础数据,并为进一步深入开展大气氮沉降及其生态环境效应研究奠定基础。2606生态学报26卷8期 陈能汪 等 : 九龙江流域大气氮干沉降 2607 3 结论 九龙江流域大气氮干沉降表现出一定的时空差异性 。 总氮沉降量为 3. 4

13、1 7. 63 kg N ( hm a , 铵氮为 1. 02 3. 00 kg N ( hm a , 硝氮为 0. 76 1. 76 kg N ( hm a 。 干沉降中氮的 3 种主要形态铵氮 、 硝氮与有机氮 分别占总沉降量的 31 %、24 %和 45 %。 中游漳州地区的大气氮干沉降总量较大 。 上游龙岩地区与中游漳州 地区具有较高的铵氮沉降量 , 硝态氮在上下游间无明显变化 , 而有机氮沉降量在中下游地区较高 。 在时间尺 度上 , 大气氮干沉降呈现出夏秋两季比春冬两季高的总体趋势 , 季节性差异显著( p 0. 05 。 尽管大气氮干沉 降受大气物理 、化学 、 生物 、 生态等

14、过程的综合影响 , 但造成大气氮干沉降时空差异主要与氮排放量和气象条 件有关 。 References : 1 Vitousek P M , Aber J D , Howarth R W , et al . Human alteration of the global nitrogen cycle : sources and consequences . Ecological A pplications , 1997 , 7( 3 : 737 750 . 2 Siroi s A , Barrie L A . A n estimate of the importance of dry depos

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31、地球化学循环 . 氮素沉降动态 . 应用与环境 生物学报 , 2000 , 6( 2 : 133 四川农业大学硕士学位论文开题报告流域跨区水生态补偿机制研究院 系: 专 业: 年 级: 姓 名: 学 号: 指导教师: 开题时间: 目录1 研究背景及意义.22 研究综述.32.1 国内外研究现状.3 国外跨区水生态补偿机制研究与实践.3 国内跨区水生态补偿机制研究与实践.42.2 文献评述.73 研究方案.73.1 研究目标及内容.8 研究目标.8 研究内容.83.2 研究方法与技术路线.8 拟采取的研究方法.8 技术路线.93.3 研究的重点与难点.9 研究重点.9 研究难点.94 研究的可行

32、性与创新.94.1 研究的可行性.94.2 研究可能的创新之处.105 预期研究成果.106 时间安排.10参考文献.111.研究背景及意义1.1研究背景随着科学技术的发展，人们利用自然资源的能力越来越强，地球上的自然资源日益减少，在全球范围内，人类社会存在和发展的基础生态环境也在不断恶化。人们生存的环境基础受到前所未有的冲击。这种变化影响着人类的生活质量和国际经济的稳定。尤其是近年来，我国经济在飞速发展，人们将大量的工业、农业和生活废弃物排入水体中，使水受到污染。目前，我国每年有500多亿吨的污水直接排入水体中，污染了5000多亿立方米的淡水。排入水体的污水一般只能是沿着岸边走，不可能在干流

33、全断面均匀混合。城市的取水多在岸边，岸边水污染对人民的生产、生活有着非常大的影响1，对水资源安全构成极大威胁。据环境部门监测及2007年中国环境状况公报，全国城镇每天有将近1亿吨污水未经处理直接排入水体。全国七大水系中一半以上河段水质受到污染，全国1/3的水体不适于鱼类生存，1/4的水体不适于灌溉，90%的城市水域污染严重，50%的城镇水源不符合饮用水标准，40%的水源已不能饮用，南方城市总缺水量的60%70%是由于水源污染造成的。如何保护流域生态环境，实现社会经济可持续发展，成为我国目前的主要关注的问题。在这样的社会背景下，流域的生态补偿提上议事日程。尤其是在我国是一个发展中社会主义国家的特

34、定条件下，如何实现流域生态环境保护和经济发展齐头并进，流域生态补偿是一个有效的解决途径，同时也是我国面临的一个重大问题。而在流域生态保护中，流域跨区水生态保护成为了一个难点。多年来，为了保持各条流域的水生态安全、保证流域水资源的可持续利用，大多数流域上游地区都投入了大量的人力、物力和财力进行生态建设和环境保护。而我国大多数流域的上游行政区往往是经济相对贫困、生态相对脆弱的区域，很难独自承担建设和保护流域生态环境的重任，同时这些地区摆脱贫困的需求又十分强烈，因而导致流域上游行政区发展经济与保护流域生态环境的矛盾十分突出，要协调好这种关系，就需要下游受益区和中央政府帮助流域上游行政区分担生态建设的

35、重任。因此，建立流域跨区水生态补偿机制，实施中央及下游受益区对上游地区的补偿机制，可以理顺流域上下游行政区间的生态关系和利益关系，加快上游行政区经济社会发展，并有效保护流域上游的生态环境，从而促进全流域的社会经济可持续发展。1.2研究意义在流域内构建并实施流域跨区水生态补偿机制，可以理顺流域上下游行政区间的生态关系和利益关系，加速流域上游行政区经济社会发展的同时并有效的保护流域上游的生态环境，从而促进全流域的社会、经济、生态可持续发展。因此，流域跨区水生态补偿作为促使整个流域系统利益趋于一致的制度安排，它不仅能对受损的生态环境进行维护以恢复其生态功能和价值，满足可持续发展的要求，更是实现人与自

36、然的和谐的重要组成部分。2.研究综述2.1国内外研究现状国外流域跨区水生态补偿机制研究与实践哥斯达黎加通过森林环境服务计划(EFSP)建立了国家森林基金(FONAFIFO)，对上游提供森林环境服务的土地所有者进行补偿，其中森林环境服务的范围包括减少温室气体、保护水供给、保护生物多样性、保护生态系统、保护生活方式和自然景观。该基金主要通过征收5%的燃油税筹集，另外还计划从与国外合作者的碳服务市场上筹集资金。在巴西巴拉那州流域实行生态价值增值税和公共再分配机制，用于为那些靠政府自身的力量、或与土地私有者联合采取流域保护措施的城市筹集资金。所筹集资金的分配采取竞争机制，保护的流域面积越大、森林流域管

37、理越好，可以得到的资金越多(吴水荣，2003)2。另外在哥斯达黎加的森林环境服务计划(FESP) 中，FONAFIFO的补偿标准为每公顷30美元，有的流域水电公司还按照每公顷18美元的标准支付额外补偿费。补偿费总额不是以水文服务的价值为基础，而是以放弃土地利用的机会成本为基础。一项估计哥斯达黎加水资源货币价值的研究认为水价应该提高120%，以反映经济与生态价值。在哥伦比亚考卡谷流域，成立了12个哥伦比亚考卡谷的水资源用户协会。根据特定协会及其成员对保护流域的支付意愿的不同，补偿费在每公升1.52美元左右，另加0.5美元的水获得许可费，按季度进行支付。法国的Perrier Vittel公司为获良

38、好的水质，投资约90万美元购买了水源区150公顷农业土地，用于开展重新造林活动和改善农业生产实践。澳大利亚通过联邦政府的经济补贴，来推进各省的流域综合管理工作；南非则将流域生态保护与恢复行动与扶贫有机地结合起来，每年投入约1.7亿美元雇用弱势群体来进行流域生态保护，改善水质，增加水资源供给。美国流域水生态补偿则是由政府承担大部分资金投入，为加大流域上游地区农民对水土保持工作的积极性，采取了水土保持补偿机制，即由流域下游水土保持受益区的政府和居民向上游地区做出环境贡献的居民进行货币补偿。德国易北河流域的生态补偿机制也给我们很好的启示。易北河贯穿两个国家，上游在捷克，中下游在德国。1980年前从未开展流域整治，水质日益下降。1990年后，德国和杰克达成采取措施共同整治易北河的双边协议，成立双边合作组织，目的是改良农用水灌溉质量，保持流域生物多样，减少流域两岸排放污染物。易北河流域整治的经费来源，一是：排污费；二是财政贷款；三是研究津贴；四是下游对上游经济补偿。现在，易北河水质已大大改善。从以上分析及案例看，流域跨区水生态