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福建省4种乔木树种凋落物燃烧释放的烟气颗粒物主要成分分析

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福建农林大学学报（自然科学版） 2020年第1期49卷 115-123页

作者：马远帆郭林飞郭新彬郑文霞郭福涛福建农林大学林学院海峡两岸红壤区水土保持协同创新中心福建福州350002

林火燃烧产生的大量烟气及颗粒物对大气环境、生态系统及人类健康有重要影响,揭示森林可燃物在不同燃烧状态下释放烟气颗粒物的主要成分对评价林火对生态环境影响具有重要意义.本研究以福建4种主要乔木树种(杉木、马尾松、大叶桉和樟树... 详细信息

林火燃烧产生的大量烟气及颗粒物对大气环境、生态系统及人类健康有重要影响,揭示森林可燃物在不同燃烧状态下释放烟气颗粒物的主要成分对评价林火对生态环境影响具有重要意义.本研究以福建4种主要乔木树种(杉木、马尾松、大叶桉和樟树)凋落物(枝、叶)为样本,采用自主设计的生物质燃烧模拟系统,结合烟气、颗粒物分析仪,离子色谱仪和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分别测定燃烧烟气的主要成分(CO、CO2、NOx、Cx Hy)及其排放因子,测定颗粒物中水溶性离子(K^+、Ca^2+、F^-、Cl^-等10种)及主要元素(Al、As、B等11种)的排放因子.结果表明:(1)不同树木凋落物在阴燃状态下CO、Cx Hy、PM2.5排放强度及水溶性离子均高于明燃,而CO2和NOx排放强度则在明燃状态下较高;(2)4种林木凋落物阴燃与明燃状态下产生PM2.5排放因子范围分别为12.41~35.84、6.86~30.15 g·kg^-1;(3)颗粒物中不同离子含量均为阴燃高于明燃,其中K^+和Cl^-以KCl的形式析出,是水溶性离子的主要成分,分别占总水溶性离子的28.6%和17.6%.凋落物燃烧产生Zn、As和Ba是PM2.5中无机元素的主要组分,分别占总元素含量的50.86%、14.63%和6.86%.

关键词：凋落物排放因子水溶性离子元素成分

不同燃烧状态下大兴安岭主要乔灌树种碳排放分析

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福建农林大学学报（自然科学版） 2020年第4期49卷 524-531页

作者：郭林飞马远帆郭新彬郑文霞郭福涛福建农林大学林学院海峡两岸红壤区水土保持协同创新中心福建福州350002

运用自主设计的生物质燃烧烟气分析系统,结合烟气分析仪、颗粒物分析仪和元素分析仪模拟分析大兴安岭9种主要乔灌树种在不同燃烧状态下释放含碳气体及颗粒物(PM2.5)中元素碳(EC)、有机碳(OC)的排放因子.结果表明,在明燃状态下不同树种枝... 详细信息

运用自主设计的生物质燃烧烟气分析系统,结合烟气分析仪、颗粒物分析仪和元素分析仪模拟分析大兴安岭9种主要乔灌树种在不同燃烧状态下释放含碳气体及颗粒物(PM2.5)中元素碳(EC)、有机碳(OC)的排放因子.结果表明,在明燃状态下不同树种枝(叶)燃烧CO、CO2、CxHy、PM2.5以及OC、EC的平均排放因子分别为181.51(180.17)、1509.25(1496.59)、36.96(28.84)、6.25(3.79)、3.01(2.09)、0.52(0.27)g·kg^-1,阴燃状态下不同树种枝(叶)燃烧CO、CO2、CxHy、PM2.5以及OC、EC的平均排放因子分别为184.29(228.95)、1122.98(1402.57)、53.52(53.97)、5.58(5.98)、2.89(3.15)、1.03(0.88)g·kg^-1;两种燃烧状态下苕条与榛子的CO排放因子均显著高于其他树种;明燃状态下CO2排放因子在树种间差异不显著,而阴燃状态下灌木的CO2排放因子普遍大于乔木;明燃状态下兴安杜鹃的CxHy排放因子最高,阴燃状态下白桦最高.此外,阴燃状态下乔木的CxHy排放因子普遍高于灌木;在两种燃烧状态下乔木PM2.5排放因子均大于灌木,且5种乔木间PM2.5排放因子差异显著而4种灌木PM2.5排放因子差异较小;CO、CxHy、PM2.5以及OC、EC排放因子表现为阴燃大于明燃;在两种燃烧状态下PM2.5及其OC、EC的排放因子规律性相似,均表现为乔木大于灌木,但灌木之间没有显著差异.

关键词：大兴安岭乔灌树种阴燃明燃排放因子

不同燃烧状态下农作物秸秆PM_(2.5)排放因子及主要成分分析

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环境科学学报 2018年第1期38卷 92-100页

作者：鞠园华杨夏捷靳全锋蔡奇均郭福涛福建农林大学林学院福州350002 海峡两岸红壤区水土保持协同创新中心福州350002

运用自主设计的生物质燃烧系统,对水稻、小麦、大豆、玉米、花生和油菜6种农作物秸秆采用不同燃烧状态(阴燃和明燃)进行实验室模拟燃烧,分析PM_(2.5)的排放因子及其碳质组分和水溶性离子之间的差异.研究结果表明,不同燃烧状态对秸秆PM_(... 详细信息

运用自主设计的生物质燃烧系统,对水稻、小麦、大豆、玉米、花生和油菜6种农作物秸秆采用不同燃烧状态(阴燃和明燃)进行实验室模拟燃烧,分析PM_(2.5)的排放因子及其碳质组分和水溶性离子之间的差异.研究结果表明,不同燃烧状态对秸秆PM_(2.5)的排放因子、碳质组分和水溶性离子的排放均具有显著影响.不同农作物秸秆PM_(2.5)排放因子范围在阴燃和明燃时分别是11.45~23.84 g·kg^(-1)和4.51~12.15 g·kg^(-1).有机碳(OC)、元素碳(EC)的排放因子范围阴燃时分别是5.03~11.04 g·kg^(-1)和0.94~2.70 g·kg^(-1),明燃时分别是1.55~6.02 g·kg^(-1)·kg^(-1)和1.04~2.11 g·kg^(-1),阴明燃具有显著差异且阴燃高于明燃.此外,OC/EC、OC/PM_(2.5)和EC/PM_(2.5)在不同燃烧状态均具有显著差别,可作为区分阴明燃的指标.PM_(2.5)中水溶性离子的主要组分阴燃时为K+(1.011 g·kg^(-1))、Cl^-(0.712 g·kg^(-1))、F^-(0.182 g·kg^(-1)g)和SO_4^(2-)(0.166 g·kg^(-1)),明燃时为K+(0.457 g·kg^(-1))、Cl^-(0.271 g·kg^(-1))、SO_4^(2-)(0.086 g·kg^(-1))和F^-(0.048 g·kg^(-1)),且阴燃条件更有利于离子的排放.此外,水溶性离子的相关性也因燃烧状态的不同而有较大的差异.

关键词：秸秆燃烧 PM2.5 排放因子有机碳元素碳水溶性离子

华东地区2000—2014年间秸秆燃烧排放PM_(2.5)时空动态变化

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环境科学学报 2017年第2期37卷 460-468页

作者：靳全锋马祥庆王文辉杨淑妍郭福涛福建农林大学林学院福州350002 福建农林大学海峡两岸水土保持协同创新中心福州350002

秸秆燃烧释放大量细小颗粒物(Fine Particulate Matter),对大气环境、生态系统和人类健康有重要影响.该研究基于2000—2014年中国华东地区农作物产量统计数据,估算各区域秸秆产量及室内外农作物秸秆燃烧总量.并运用排放因子法,估算15年... 详细信息

秸秆燃烧释放大量细小颗粒物(Fine Particulate Matter),对大气环境、生态系统和人类健康有重要影响.该研究基于2000—2014年中国华东地区农作物产量统计数据,估算各区域秸秆产量及室内外农作物秸秆燃烧总量.并运用排放因子法,估算15年间华东地区农作物秸秆燃烧PM_(2.5)排放总量.研究结果表明,华东地区秸秆产量及燃烧总量分别为:2033.2 Mt和32678.59 Wt,PM_(2.5)的排放总量为851.95 Wt.此外,PM_(2.5)排放在时间和空间上不均衡.卫星火点监测数据显示,农田秸秆燃烧密集区域主要分布在山东南部、安徽北部、江苏和浙江东北部及上海市大部分地区;单位网格PM_(2.5)最大的排放量多集中在山东、安徽北部、江苏中部和北部、浙江东北部和上海区域.时间序列上,山东、江苏和安徽呈显著增长趋势,上海、福建和浙江呈显著降低趋势.稻谷、小麦、玉米、豆类和油菜秸秆燃烧对污染物PM_(2.5)的贡献率分别为32.45%、30.18%、18.95%、3.77%和14.65%.农作物秸秆燃烧释放PM_(2.5)与工业粉尘的排放比变化趋势表明山东、安徽和江苏总体呈上升趋势;上海、福建和浙江总体保持平稳趋势.通过对华东地区农作物秸秆燃烧释放PM_(2.5)的时空变化研究,为更好的揭示秸秆燃烧对区域环境的影响提供数据支持.

关键词：华东地区秸秆燃烧时空变化

应用地理加权逻辑斯蒂回归模型分析浙江区域野火的相关因子

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东北林业大学学报 2021年第3期49卷 57-66页

作者：彭徐剑靳全锋詹庆斌郭福涛南京森林警察学院南京210023 丽水职业技术学院福建农林大学

野火是森林生态系统重要干扰因子,维持生物多样性和生态系统结构关键因子,也是对森林资源、大气环境和人类生命财产安全造成威胁主要因子。以2001—2018年浙江区域MODIS野火数据为研究基础,运用地理加权逻辑斯蒂回归方法,结合气象、植... 详细信息

野火是森林生态系统重要干扰因子,维持生物多样性和生态系统结构关键因子,也是对森林资源、大气环境和人类生命财产安全造成威胁主要因子。以2001—2018年浙江区域MODIS野火数据为研究基础,运用地理加权逻辑斯蒂回归方法,结合气象、植被和地形等自然因素,分析浙江野火时间变化特征及相关因子。结果表明:浙江区域野火时间变化不均匀,导致防火期提前,当年10月至次年4月野火发生占全年总火点的95.28%,其它月份仅占4.72%。防火期对野火的发生影响显著的因子主要有日最高地表气温、日平均风速、日降水量、日平均气压、日最低温度、日最小相对湿度、年平均降水量、海拔、坡度和植被覆盖度;非防火期对野火发生影响显著的因子主要有日最高地表气温、日降水量、日照时间、年平均降水量、年平均气温、海拔、坡向指数和前一年植被覆盖度。防火期和非防火期的高火险区域主要集中在温州中部和东部、温州与丽水市交汇区域、绍兴市与宁波市交汇区域,说明不同时期、不同区域可以采取不同的野火管理政策。

关键词：浙江地理加权逻辑斯蒂回归模型野火气象因子地形因子

中国亚热带地区2000—2014年林火排放颗粒物时空动态变化

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环境科学学报 2017年第6期37卷 2238-2247页

作者：靳全锋马祥庆王文辉杨夏捷郭福涛福建农林大学林学院福州350002 海峡两岸红壤区水土保持协同创新中心福州350002

林火是森林生态系统重要干扰因子并对大气环境和人类健康有显著影响.该研究基于2000—2014年中国亚热带地区卫星火点数据,结合林业统计年鉴,估算各区域林火燃烧生物量,运用排放因子法,估算15年间中国亚热带地区林火排放颗粒物总量.研究... 详细信息

林火是森林生态系统重要干扰因子并对大气环境和人类健康有显著影响.该研究基于2000—2014年中国亚热带地区卫星火点数据,结合林业统计年鉴,估算各区域林火燃烧生物量,运用排放因子法,估算15年间中国亚热带地区林火排放颗粒物总量.研究结果表明,亚热带地区林火存在季节性差异,福建、广东、广西、湖南和江西林火主要集中在春、秋两季;贵州和云南林火主要集中在春季;浙江林火集中在春、夏两季.亚热带地区森林可燃物总燃烧量为333.92 Mt,污染物PM2.5、OC、EC和TC总量分别为:698.33、338.18、40.04和378.22 kt,此外,各污染物排放在时间和空间上不均衡,各污染物排放量多集中在云南南部和东南部,湖南、贵州和广东交汇处,广东东南部和福建中部等区域;PM2.5、OC、EC和TC在浙江、云南、贵州、湖南和江西呈显著增长趋势.林火释放PM2.5与工业粉尘的排放比变化趋势总体呈上升趋势,说明森林火灾导致的颗粒物排放对大气环境影响力呈逐年增长趋势.该文通过对中国亚热带地区林火释放污染物的时空变化研究,为深入揭示林火对区域环境的影响提供数据支持.

关键词：亚热带森林林火颗粒物时空变化

基于不同立地质量评价指标的杉木大径材林分树高-胸径模型

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中南林业科技大学学报 2023年第10期43卷 80-88页

作者：夏洪涛郭晓斌张珍田相林郭福涛孙帅超福建农林大学林学院福建福州350002 国家林业和草原局杉木工程技术研究中心福建福州350002 福建省上杭白砂国有林场福建龙岩364205 西北农林科技大学林学院陕西杨凌712100

【目的】基于不同立地质量评价指标,构建杉木大径材林分的树高-胸径模型,评价包含不同立地质量评价指标模型的拟合及预测效果,为大径材林分下的杉木生长预测和经营措施制定提供参考。【方法】以福建省上杭白砂国有林场的大径材杉木人工... 详细信息

【目的】基于不同立地质量评价指标,构建杉木大径材林分的树高-胸径模型,评价包含不同立地质量评价指标模型的拟合及预测效果,为大径材林分下的杉木生长预测和经营措施制定提供参考。【方法】以福建省上杭白砂国有林场的大径材杉木人工林为研究对象,选取7个具有代表性的树高-胸径模型,从中筛选出拟合效果最优的模型作为树高-胸径基础模型,在基础模型中分别加入优势高、地位级、地位指数和立地形4个不同立地质量评价指标,并引入样地效应构建非线性混合效应模型,通过交叉检验对不同模型的预测效果进行评价。【结果】在7个树高-胸径候选模型中,选定Richards模型作为杉木大径材林分的树高-胸径基础模型,在基础模型中引入不同立地质量评价指标均可有效提高模型的拟合及检验精度,其中加入优势高的模型表现效果最好。添加样地随机效应后,所有模型的拟合和检验精度均获得了提升,且包含不同立地质量评价指标模型的排序没有变化。其中,以优势高为立地质量评价指标的混合效应模型预测精度最高。最优模型各径级的残差比基础模型更小、更稳定,无偏性更好。【结论】与传统回归方法建立的基础模型相比,加入立地变量和随机效应的树高-胸径模型能更好地描述大径材杉木树高与胸径之间的关系。优势高的表现优于其他立地质量评价指标,立地形与地位指数的效果接近,二者均可以作为杉木大径材林分中地位指数的替代指标。

关键词：混合效应优势高立地形地位指数大径材

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浆混花岗岩专题填图方法初探——以东昆仑加鲁河地区为例

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地质通报 2017年第11期36卷 2061-2076页

作者：王连训马昌前熊富浩王富康郭富涛刘敬中国地质大学(武汉)地球科学学院湖北武汉430074 地质过程与矿产资源国家重点实验室湖北武汉430074 成都理工大学地球科学学院四川成都610059

东昆仑造山带花岗岩中广泛发育暗色微粒包体,含有丰富的壳幔岩浆混合作用的证据,被认为是研究岩浆混合作用的天然场所。适逢近阶段同源花岗岩谱系填图方案在造山带岩浆混合(浆混)花岗岩图区实践时深受质疑,本研究以东昆仑加鲁河地区浆... 详细信息

东昆仑造山带花岗岩中广泛发育暗色微粒包体,含有丰富的壳幔岩浆混合作用的证据,被认为是研究岩浆混合作用的天然场所。适逢近阶段同源花岗岩谱系填图方案在造山带岩浆混合(浆混)花岗岩图区实践时深受质疑,本研究以东昆仑加鲁河地区浆混花岗岩为例,开展浆混花岗岩区专题填图试点工作,旨在探索一套适合浆混花岗岩填图的岩石单位划分方案。从野外地质、岩相学、岩石和矿物化学等不同角度论证了加鲁河花岗闪长岩及其内部包体形成于开放体系下的壳幔岩浆混合作用。在填图工作中,将图区内的岩浆岩划分为浆混花岗岩和非浆混花岗岩2个超单元。以岩浆混合作用为理论依据,将浆混花岗岩超单元划分为基性端元、酸性端元和浆混产物3个二级单位,对于2个端元岩石单位按照其矿物组成、结构构造等方面的差异(岩浆演化导致)再次划分最基本岩石单位——侵入体,对于浆混产物单位,建议可按照岩浆混合程度差异或者内部包体变化规律灵活划分基本岩石单位——浆混体。由此建立了一套可与同源花岗岩谱系单位相兼容的浆混花岗岩谱系单位划分方案,为岩浆混合花岗岩区开展填图工作提供了初步探索方案。

关键词：岩浆混合作用浆混花岗岩填图方法包体东昆仑

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基于树轮化学元素分析的林火历史信号初探

西北农林科技大学学报（自然科学版） 2022年第5期50卷 36-47页

作者：魏帽张广迎邴晓瑾曾爱聪郭新彬郭福涛福建农林大学林学院福建福州350002 福建农林大学海峡两岸红壤区水土保持协同创新中心福建福州350002 福建师范大学地理科学学院福建福州350007 福建师范大学湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地福建福州350007

【目的】分析森林火灾对柳杉(Cryptomeria fortunei)树轮中化学元素含量的影响,揭示林火发生与树轮中化学元素含量变化的相关规律,为林火历史的研究探索新方法。【方法】以福建周宁县2015年发生林火的过火区域、距离火场1500 m区域柳杉2... 详细信息

【目的】分析森林火灾对柳杉(Cryptomeria fortunei)树轮中化学元素含量的影响,揭示林火发生与树轮中化学元素含量变化的相关规律,为林火历史的研究探索新方法。【方法】以福建周宁县2015年发生林火的过火区域、距离火场1500 m区域柳杉2010-2019年树轮为研究对象,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)检测树轮中P、K、Ca、Mg、B、Cu、Fe、Mn、Zn、Na、Al、Ni共12种化学元素的含量,分析其在林火发生前后的变化与相关性。【结果】大部分元素(B、Mn、Ca、Cu、Zn和Ni)含量最大值出现在火灾发生后第1年,或最小值出现在火灾发生后第2年。过火区域中林火对于B和Mn元素影响较为明显,主要表现在:B和Mn含量在林火前后具有显著差异性;Mn含量在火灾发生前与火灾发生当年呈负相关,但与火灾发生后第1年呈正相关;B与Mn元素间含量在火灾发生当年呈强相关性。此外,采样点距离火场区域的距离对Ca、Fe、Ni、Cu和Zn元素含量有显著影响,主要表现在:距离火场区域越远,Fe、Ni、Cu、Zn元素含量在林火前后的差异性越显著,Cu和Zn元素含量在火灾发生前与火灾发生当年的相关性越高,Fe、Ni、Cu和Zn元素间含量在火灾发生前与火灾发生后第2年的相关性越高。【结论】树木年轮中的化学元素含量变化可作为林火历史信号示踪器。

关键词：森林火灾林火历史树轮化学元素柳杉