南京市高温热浪特征及其对人体健康的影响

利用1951 -2009年(6—9月)气象资料、2005-2008年(6-9月)南京市逐日死亡人数、2005 -2007年(6-9月)中暑相关的逐时急诊人数,采用描述性研究、回归分析等流行病学统计方法,研究南京市高温热浪特征及其对人体健康的影响.结果表明:南京是各种级别高温和热浪频发的城市,近60年来,南京市每年平均高温日数14.5 d,危害高温日数1.1d,高温热浪1.9次,强高温热浪0.8次;高温热浪过程造成的人群超额死亡率在20％以上,其中女性超额死亡率稍大于男性,对冠心病和脑血管病患者的伤害较大,而且不存在滞后性;由于人体的适应性,发生在夏季早期的高温热浪比发生在季节中、末阶段的高温热浪危害大,但热浪持续的时间对超额死亡率的影响较小;另外,由于城市居民工作需要和出行时间的选择,导致夏季逐时高温对人体危害呈双峰型分布,2个峰值分别出现在9:00-11:00和19:00-21:00;高温热浪对人体的危害与年龄约呈三次函数关系,对0～5岁的婴幼儿和60～80岁的高龄人群危害较大.这些结果可为人体健康风险管理提供参考.     

地表臭氧浓度增加和UV-B辐射增强及其复合处理对大豆光合特性的影响

基于开顶式气室(OTC),系统开展了地表O3增加和UV-B增强及其复合处理下(自然空气,CK;10%UV-B增强,T1;100nmol/mol O3,T2;100 nmol/mol O3+10%UV-B增强,T3)大豆光合气体交换、光响应、光合色素和类黄酮含量等参数的观测与分析研究。结果表明,与对照相比,T1和T2单因子处理组的如下指标有相似变化:气孔导度、气孔限制值下降,胞间二氧化碳浓度上升,净光合速率、最大净光合速率、半饱和光强显著降低,表观量子效率和暗呼吸速率先升后降。T1的叶绿素含量降低不显著,类胡萝卜素含量先降后升,类黄酮含量上升,而T2的叶绿素和类胡萝卜素含量显著降低,类黄酮含量先降后升。复合处理下,与CK相比各指标的变化和单因子相似,影响程度均强于两单因子组。因此,100 nmol/mol O3浓度增加和10%UV-B辐射增强复合处理对大豆叶绿素含量的影响存在协同作用,且O3胁迫起了主导作用。光合作用下降的主要原因均是非气孔因素,复合处理对大豆光合作用的影响比两因子单独胁迫有所加深,是O3和UV-B共同作用的结果。     

地表臭氧浓度增加对冬小麦光合作用的影响

采用开顶式气室(OTC),在大田试验条件下系统研究了地表臭氧浓度增加对冬小麦光合作用的胁迫效应。结果表明,在(100±8)nmo.lmol-1的O3处理下,与对照相比,从抽穗期到成熟期冬小麦叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均呈先上升后降低的变化趋势,而类胡萝卜素的含量和Chla/b的比值则分别持续升高和下降,净光合速率和气孔导度在抽穗初期无明显下降,但是随着熏蒸时间的增加下降幅逐步变大。在整个试验期间冬小麦表观量子产额、单位面积叶片活性以及PSII最大光量子效率均无明显降低,而蒸腾速率、暗呼吸速率、光补偿点以及最大光合速率却受到较大程度的抑制。当采用(150±8)nmol.mol-1O3处理时,各生育期中小麦叶片类胡萝卜素含量、暗呼吸速率和光补偿点均显著高于对照组,其余参数均较对照组明显降低。以上结果表明,地表臭氧浓度增加对冬小麦光合作用的影响阈值在100 150 nmol.mol-1之间,且随着熏蒸时间的增加,叶片光合作用受抑制的程度逐步增强。     

地表太阳辐射减弱和臭氧浓度增加对冬小麦生长和产量的影响

为研究辐射减弱和O3胁迫对作物的影响,利用改进的开顶式气室(OTC)和遮荫网,开展了辐射减弱和O3胁迫的大田试验研究.实验设置4种处理:CK为野外大田组,T1为40％遮荫,T2为100 nL/LO3,T3为遮荫40％和100 nL/LO3的复合组.结果表明:T1和T3组冬小麦的生育期延长且推迟,T3组株高无明显变化;T2组株高降低,生育期缩短;单株干物质重均降低,T3降幅最大;各组灌浆速率均降低,T3组降幅最大;T1和T3产量、千粒重、穗数、穗粒数和穗重显著降低,T2组穗数无明显改变.由此可见,复合对小麦生长的影响较接近40％遮荫;粒重降低主要是因为灌浆速率的降低,灌浆时间的影响较小;产量的降低主要是千粒重、穗数、穗重的降低,降幅最大,但小于两因子单独累加.     

基于实际蒸散构建的干旱指数在黄淮海地区的适用性

基于NOAH陆面模式模拟的实际蒸散产品,分析了2002—2010年黄淮海地区实际蒸散的时空分布特征.同时,结合MOD17潜在蒸散数据和MOD13 NDVI构建了2002—2010年的农业干旱指数——干旱敏感性指数(DSI),并以2002年1—12月为例,利用帕默尔干旱指数(PDSI)、冬小麦减产率以及实际旱情资料,分析了DSI在该地区干旱监测的适用性.结果表明: 黄淮海地区年均实际蒸散从西北向东南递增,最高值出现在研究区域东南部(800~900 mm),最低值出现在西北部(<300 mm);DSI、PDSI两种干旱指数的年际变化呈正相关(R²=0.61)和变化趋势的一致性,均在2002年达到最低(-0.61和-1.33),2003年最高(0.81和0.92),DSI与冬小麦减产率的相关性(R²=0.43)明显优于PDSI(R²=0.06),且表征干旱的空间分辨率较高,对区域农业干旱程度的判断和旱情的指示比较可靠.     

冬麦田臭氧干沉降过程的观测

地表臭氧作为近地层最主要的大气污染物之一,其不断上升的浓度及其对粮食作物的影响受到越来越多的关注.本研究利用微气象学观测方法,探明自然条件下冬麦田的臭氧沉降过程,分析了影响臭氧沉降过程的环境因子.结果表明: 观测期内(小麦生长旺期)臭氧通量均值为-0.35 μg·m^-2·s^-1(负号表示沉降方向指向地面),臭氧沉降平均速率为0.55 cm·s^-1,空气动力学阻力均值为30 s·m^-1,粘性副层阻力均值为257 s·m^-1,冠层阻力均值为163 s·m^-1,且均存在明显的日变化趋势.臭氧沉降阻力大小受摩擦速度、太阳辐射强度、温度和相对湿度等因素的影响.     

O3浓度升高和太阳辐射减弱对小麦根际土壤微生物功能多样性的影响

采用开顶箱(OTC)法和遮光网技术,设置100 n L/L臭氧熏气与3个辐射减弱梯度结合,模拟臭氧浓度升高和太阳辐射减弱的复合大气背景。用BIOLOG生态测试板,采用孔平均颜色变化率法(AWCD)测定冬小麦根际土壤微生物利用不同碳源的能力,计算微生物群落多样性指数,对不同碳源的利用率进行了主成分分析。两年试验结果显示,臭氧熏气与太阳辐射减弱复合作用,降低了土壤微生物对碳源的利用速度和利用总量;除了聚合物以外其它碳源利用率显著降低;对土壤微生物多样性没有直接的影响;对碳源降解的抑制效应大于增强的O3与减弱的太阳辐射两因素各自的单独作用。太阳辐射减弱20%,一定程度上增加了对聚合物类的分解。O3熏气条件下太阳辐射减弱,糖类、胺类代谢变异度较高,受环境影响较大。     

地表太阳辐射减弱对小麦根际土壤微生物碳代谢指纹的影响

采用遮荫网设置4个太阳辐射通量梯度(20%、40%、60%、100%),对小麦生长季麦田土壤进行太阳辐射减弱的试验,用BIOLOG生态测试板(ECO MicroPlate),采用孔平均颜色变化率法(average well-color development,AWCD)测定不同太阳辐射通量处理下的冬小麦根际土壤微生物利用单一碳源的能力,计算微生物群落多样性指数,对不同碳源的利用率进行主成分分析,重复2年的试验,研究太阳辐射减弱对麦田土壤微生物多样性的影响。结果表明:1)太阳辐射减弱,土壤微生物对单一碳源的利用速度降低,碳源分解的总量降低;2)土壤微生物优势种群、群落丰富度和个体数量在群落中的分布状况未受到太阳辐射减弱的直接影响;3)微生物对大多数碳源的代谢能力减弱,糖类代谢受辐射减弱的影响最大,变异度最高。结果说明,小麦根际土壤微生物碳代谢受地表太阳辐射减弱的影响,这为了解大气环境变化对土壤微生态的影响提供了参考。     

青岛奥运帆船赛区理化、生物要素现状及富营养化诱发赤潮的围隔实验

于 2 0 0 1年 8月和 9月对青岛 2 0 0 8年奥运会帆船比赛海域进行了理化、生物等要素的综合调查 ,并利用围隔生态实验手段 ,在太平湾进行了营养盐与赤潮的关系研究。结果显示 ,本海域水质良好 ,基本符合一类海水水质标准 ,仅有个别站位出现某种污染物超标现象 ,如 8月份麦岛附近海域氨氮和无机磷超标 ,石油烃 8月份在浮山湾东侧北海船厂附近超出一类海水水质标准。该水域的叶绿素 a含量较低 ,平均 0 .4 2 m g· m- 3,总的分布状况是太平湾西侧的海域较高。初级生产力 8月高于 9月 ,分别为 179.0 mg C m- 2· d- 1和 114 .0 mg C m- 2· d- 1。浮游植物以硅藻中的中肋骨条藻、奇异菱形藻、旋链角刺藻和塔形冠盖藻为主 ,其细胞数量 8月明显高于 9月 ,分别为 4 5 7.2 6× 10 4 m- 3和 16 .38× 10 4 m- 3,数量密集中心在调查区西部。浮游动物生物量 8月比 9月高近 10倍 ,分别为 2 39.1m g· m- 3和 2 4 .7mg· m- 3,强壮箭虫在生物量中起主要作用 ,生物量和个体数量的分布与浮游植物基本相反。加营养盐的围隔实验表明 ,加硅会导致海链藻、短弯角藻、丹麦细柱藻和中肋骨条藻中的任何一种赤潮 ,硅成为该海域的主要限制因子。     

太阳辐射减弱条件下冬小麦光合作用和干物质生产的模拟

为了深入了解太阳辐射减弱对冬小麦光合作用及产量的影响,在大田试验条件下设置了自然太阳总辐射(CK)、60%CK、40%CK、20%CK和15%CK5个太阳辐射处理组,同时测定了太阳辐射变化对不同生育期冬小麦光合作用及干物质生产的影响。在此基础上,对单叶光合速率、生理年龄、温度、CO2和叶面积指数等因子的影响函数进行了修订,建立了反映太阳辐射变化对冬小麦光合作用和干物质生产影响的作物生长模型。结果表明:该模型能较好地反映太阳辐射减弱条件下冬小麦光合速率和干物质生产的变化,其中光合速率和总干物质质量的平均相对误差分别为4.1%和8.3%,在水肥充足条件下,与对照CK相比,60%～15%CK处理的冬小麦光合速率和总干物质质量分别下降了23%～48%和35%～57%。