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模拟紫外辐射对菹草表型特征的影响

核农学报 2025年

作者：王锦旗宋玉芝南京信息工程大学生态与应用气象学院/中国气象局生态系统碳源汇重点开放实验室

为评估强光照中光合有效辐射（PAR）、UV-A(320～400 nm)和UV-B(280～320 nm)辐射对菹草生长的影响，利用人工诱导光源将菹草植株暴露于4种不同的辐射条件下，分别为PAR处理组、PAR+UV-A辐射处理组、PAR+UV-B辐射处理组，及PAR+UV-A辐射... 详细信息

为评估强光照中光合有效辐射（PAR）、UV-A(320～400 nm)和UV-B(280～320 nm)辐射对菹草生长的影响，利用人工诱导光源将菹草植株暴露于4种不同的辐射条件下，分别为PAR处理组、PAR+UV-A辐射处理组、PAR+UV-B辐射处理组，及PAR+UV-A辐射+UV-B辐射处理组，观测植株形态、克隆分枝数及生物量变化。结果表明：在暴露28 d后，菹草株高、节间距、叶面积、叶片数、生物量等指标在UV-B作用下显著下降，在UV-A辐射作用下略有下降，在两者联合作用下，上述指标极显著降低，但两者协同作用较弱。在UV-A辐射作用下，植株出现少量分枝；在UV-B辐射作用下，植株出现较多分枝；在两者联合作用下，产生的分枝数最多；仅PAR作用下，植株不产生分枝。随辐射时间延长，植株各项指标的总变异系数及表型可塑性指数均逐渐增大。因此，紫外线在促进菹草分枝及表型改变方面起重要作用。本研究结果为了解菹草在春末夏季大批衰亡原因提供了理论依据。

关键词：表型可塑性分枝数株高叶面积觅食行为

基于WRF-STILT模式反演长三角大气CO2排放

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中国环境科学 2025年

作者：杨樱马心怡黄文晶胡诚胡凝张弥曹畅柳艺博肖薇南京信息工程大学中国气象局生态系统碳源汇重点开放实验室大气环境中心南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估省部共建协同创新中心航天新气象科技有限公司南京林业大学生态与环境学院

城市是温室气体排放的热点区域，其碳排放和能源消耗占全球总量的67%～76%，准确估算区域尺度特别是大城市群的CO2排放对温室气体减排工作至关重要。研究利用WRF-STILT模式结合三种先验人为CO2排放清单（EDGAR v6.0、EDGAR v6.0与GCG v... 详细信息

城市是温室气体排放的热点区域，其碳排放和能源消耗占全球总量的67%～76%，准确估算区域尺度特别是大城市群的CO2排放对温室气体减排工作至关重要。研究利用WRF-STILT模式结合三种先验人为CO2排放清单（EDGAR v6.0、EDGAR v6.0与GCG v1.0相结合的改进清单、ODIAC清单）模拟2018年冬季长三角地区大气CO2浓度，并以安徽全椒70m高塔的大气CO2浓度观测数据作为参考值，通过比例因子贝叶斯反演的方法对模拟结果进行优化，实现了长三角区域人为CO2排放通量的估算。结果表明：①WRF-STILT模式模拟的CO2浓度能够较好地显示长三角的CO2排放特征。冬季，改进清单模拟的CO2浓度值较仅使用EDGAR v6.0模拟的CO2浓度值更接近于观测值；②基于EDGAR清单和改进清单估算的后验CO2排放通量分别为0.199±0.005和0.200±0.007 mg/(m2·s)，相较于这两个清单的先验CO2排放通量，后验排放通量分别下降了0.02和0.01 mg/(m2·s)，比例因子贝叶斯反演法对基于EDGAR清单先验排放的优化幅度较大，用改进清单计算长三角CO2排放总量时电力与工业排放是不确定性的最大来源；③夜晚边界层高度较低，模型在模拟时将边界层外的排放计算进来导致模拟值的高估。在未来进行模拟时首先应确保WRF模型模拟的夜晚小时边界层高度是准确的，其次排放清单产品在制作过程中还应考虑垂直方向上不同排放源的高度信息。

关键词：温室气体 WRF-STILT模式长三角区域

河南省典型农区近地表大气氨时空分布特征及主要影响因素

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中国农业科学 2025年第1期58卷 127-140页

作者：吕金岭尤克王小非肖强李文峰马进杨清张金平孔海江常运华河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所河南省农业生态环境重点实验室河南省生态环境监测和安全中心北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所许昌市气象局洛阳市气象局安阳市气象局新乡市气象局中国气象局河南省农业气象保障重点实验室南京信息工程大学大气环境中心

【目的】农田氨挥发是大气颗粒物中铵盐的主要来源之一，对城市和农村空气质量有密切影响。对河南省典型农区近地表大气氨浓度时空变化特征及关键影响因素进行系统研究，为农田区域大气颗粒污染物的针对性治理提供科学依据。【方法】选... 详细信息

【目的】农田氨挥发是大气颗粒物中铵盐的主要来源之一，对城市和农村空气质量有密切影响。对河南省典型农区近地表大气氨浓度时空变化特征及关键影响因素进行系统研究，为农田区域大气颗粒污染物的针对性治理提供科学依据。【方法】选取河南省10个代表性农田区域（小麦-玉米轮作区），利用被动法，开展为期两年的近地表大气氨浓度监测与驱动因素研究。【结果】从时间上（季节性）来看，不同季节近地表大气氨浓度差异较大，其中夏季近地表大气氨平均浓度最高，为12.0μg N·m-3，其次为春季和秋季，均值分别为10.8和8.9μg N·m-3，冬季最低，均值仅为6.7μg N·m-3。从空间上来看，豫东开封农田区域氨浓度最高，其年平均氨浓度可达14.7μg N·m-3，其次为豫北新乡和安阳，其年均大气氨浓度分别为12.5和11.0μg N·m-3，再次为豫中郑州和豫北的焦作，其近地表大气氨浓度分别为10.9和10.6μg N·m-3，而豫西的洛阳、平顶山、豫南许昌、漯河和黄泛区（周口）的近地表大气氨浓度较低，其数值介于7.9—9.6μg N·m-3之间。从土壤类型来看，不同土壤类型近地表大气氨浓度存在明显不同，其中潮土近地表大气氨浓度最高，为11.0—14.7μg N·m-3，褐土和黄褐土区其氨浓度介于9.0—9.6μg N·m-3之间，砂姜黑土和黄棕壤农田区域氨浓度较低，为8.06—8.11μg N·m-3。不同区域的近地表大气氨浓度高低是多重因素共同作用的结果，其中氮肥施用量和土壤p H与近地表大气氨浓度存在显著的正相关关系，降雨量与近地表大气氨浓度存在显著的负相关关系，几种因素的交互作用导致河南省农田系统近地表大气氨浓度差异较大。【结论】基于以上研究结果，降低施氮量有助于系统性降低河南省农田区域近地表氨浓度；豫北和豫东农田区是重点关注区域。

关键词：小麦-玉米轮作区大气氨浓度时空分布被动采样线性相关性分析反距离法河南省

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模拟紫外辐射对菹草表型特征的影响

核农学报 2025年第4期39卷 669-677页

作者：王锦旗宋玉芝南京信息工程大学生态与应用气象学院/中国气象局生态系统碳源汇重点开放实验室江苏南京210044

为评估强光照中光合有效辐射(PAR)、紫外线-A(UV-A,320~400 nm)和紫外线-B(UV-B,280~320 nm)辐射对菹草生长的影响,利用人工诱导光源将菹草植株暴露于4种不同的辐射条件下,分别为PAR处理组、PAR+UV-A辐射处理组、PAR+UV-B辐射处理组、PA... 详细信息

为评估强光照中光合有效辐射(PAR)、紫外线-A(UV-A,320~400 nm)和紫外线-B(UV-B,280~320 nm)辐射对菹草生长的影响,利用人工诱导光源将菹草植株暴露于4种不同的辐射条件下,分别为PAR处理组、PAR+UV-A辐射处理组、PAR+UV-B辐射处理组、PAR+UV-A辐射+UV-B辐射处理组,观测植株形态、克隆分枝数及生物量变化。结果表明,在暴露28 d后,相较于PAR,菹草株高、节间距、叶面积、叶片数、生物量等指标在UV-B作用下显著下降,在UV-A辐射作用下略有下降,在两者联合作用下,上述指标极显著降低,但两者协同作用较弱。在UV-A辐射作用下,植株出现少量分枝;在UV-B辐射作用下,植株出现较多分枝;在两者联合作用下,产生的分枝数最多;仅PAR作用下,植株不产生分枝。随辐射时间延长,植株各项指标的总变异系数及表型可塑性指数均逐渐增大。因此,紫外线在促进菹草分枝及表型改变方面起重要作用。本研究结果为了解菹草在春末夏季大批衰亡的原因提供了理论依据。

关键词：表型可塑性分枝数株高叶面积觅食行为

基于多层感知机模型的长三角水稻种植区净生态系统碳通量模拟

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高原气象 2025年第1期44卷 191-200页

作者：席闻阳何建军王智麟郭立峰李亚荣中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室/中国气象局大气化学重点开放实验室北京200081 海南大学海洋科学与工程学院海南海口570228 南京信息工程大学计算机与软件学院江苏南京210044 兰州大学大气科学学院甘肃兰州730000

中国长江三角洲地区(以下简称长三角地区)是典型的水稻种植区,其碳源汇对区域气候和环境具有重要影响。本文系统地分析了长三角地区净生态系统碳交换量(net ecosystem exchange,NEE)与各个气象因子之间的关系,发现NEE与太阳短波辐射的... 详细信息

中国长江三角洲地区(以下简称长三角地区)是典型的水稻种植区,其碳源汇对区域气候和环境具有重要影响。本文系统地分析了长三角地区净生态系统碳交换量(net ecosystem exchange,NEE)与各个气象因子之间的关系,发现NEE与太阳短波辐射的相关性最强,其次与湿度相关参量(饱和水汽压差、相对湿度)等呈现较强的相关性。同时,NEE与太阳辐射、气温、湿度因子、风速和摩擦速度的相关性呈现明显的昼夜变化。基于上述分析,本文利用NEE和气象观测数据构建了长三角水稻下垫面多层感知机(Multilayer perceptron,MLP)NEE模拟模型,评估了模型的模拟效果及其时空稳定性。构建的MLP模型能较好地拟合NEE,训练集模拟的NEE与观测值的相关系数达到0.88,均方根误差为5.34μmol·m^(-2)·s^(-1);MLP模型在模拟长三角水稻季NEE时表现良好,在东台和寿县站点的模拟NEE结果与观测值的相关系数均高于0.78,模型具有较好的时空稳定性;MLP模型模拟白天平均NEE的效果好于夜间平均NEE的效果。研究结果揭示了影响水稻碳循环的主要气象因子,为认识长三角水稻种植区碳循环时空分布特征提供支撑,对准确评估全球和区域碳通量具有重要意义。

关键词：机器学习 MLP模型 NEE 长江三角洲地区水稻种植区

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基于遥感的华北区域性农业干旱事件识别及特征分析

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中国农业资源与区划 2025年第01期 211-220页

作者：黄少锋朱军张琪俞昕刘忠贤南京信息工程大学生态与应用气象学院

[目的]气候变暖背景下，全球范围内干旱灾害频率进一步加剧，中国是世界上干旱灾害最严重的国家之一，严重威胁农业生产和粮食安全。[方法]文章基于MODIS数据计算作物缺水指数（Crop Water Stress Index,CWSI）表征农业干旱，考虑时空... 详细信息

[目的]气候变暖背景下，全球范围内干旱灾害频率进一步加剧，中国是世界上干旱灾害最严重的国家之一，严重威胁农业生产和粮食安全。[方法]文章基于MODIS数据计算作物缺水指数（Crop Water Stress Index,CWSI）表征农业干旱，考虑时空连通性，对2001—2020年华北地区区域性农业干旱事件进行三维识别，提取事件的历时、影响范围、强度、烈度以及空间重心5个特征变量来分析其时空演替特征。[结果]（1） 2001—2020年华北共发生35场区域性农业干旱事件，历时不超过5个月的事件占80%，且随着历时增加事件的影响范围明显增加，40%的事件影响了全区90%以上的耕地；干旱历时是影响干旱综合特征烈度的更主要因素。（2） 20年间事件发生频率有所增加，但事件的历时、影响范围、强度以及烈度均有所下降，每年的3—6月和9—11月为区域性农业干旱事件的频发时段，且春旱强度整体高于秋旱；（3）区域性农业干旱事件更频繁地发生于华北中部和西北部，且空间重心在20年间存在东移趋势。[结论]研究结果系统展示了华北地区区域性农业干旱事件的发生特征，可为区域农业生产、干旱风险管理以及防灾减灾决策提供科学支撑。

关键词：农业干旱事件时空连通性 CWSI 华北地区时空特征

净零排放对中国大气二氧化碳浓度的影响——基于GEOS-Chem模型的理想模拟

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中国科学:地球科学 2025年第3期55卷 892-907页

作者：谭景烨王军毛慧琴王恒茂刘志强王美蓉阎然王训梅江飞南京大学地球关键物质循环前沿科学中心国际地球系统科学研究所南京大学地理与海洋科学学院江苏省地理信息科学与技术重点实验室自然资源部陆地卫星遥感应用重点实验室生态环境部卫星环境应用中心重庆市气象科学研究所中国气象局气候资源经济转化重点开放实验室南京信息工程大学气候系统预测与变化应对全国重点实验室气象灾害教育部重点实验室气象灾害预报预警与评估协同创新中心西藏自治区气象局墨脱大气水分循环西藏自治区野外科学观测研究站日喀则和墨脱国家气象观测台

大气中二氧化碳（CO2）浓度的升高已引起全球气候变化,例如全球变暖及更频繁的极端气候事件.为控制CO2浓度的持续上升,各国相继提出“碳中和”目标.为了研究中国“碳中和”目标对大气中CO2浓度的影响,本文利用三维化学传输模型GEOS-Che... 详细信息

大气中二氧化碳（CO2）浓度的升高已引起全球气候变化,例如全球变暖及更频繁的极端气候事件.为控制CO2浓度的持续上升,各国相继提出“碳中和”目标.为了研究中国“碳中和”目标对大气中CO2浓度的影响,本文利用三维化学传输模型GEOS-Chem进行了2015～2019年的一系列理想模拟.与碳观测卫星（OCO-2）的CO2柱浓度（XCO2）及ObsPack地面CO测量数据对比发现,GEOS-Chem模型能有效再现CO2的时空变化,模型在中国区域内对OCO-2 XCO2的均方根误差（RMSE）为1.51ppm（R2=0.89）,对WLG站地面CO2浓度的RMSE为2.65ppm（R2=0.75）此外,与中国XCO2在正常排放情况下2.83ppm a-1的上升趋势相比,中国的净零CO2排放使XCO2的上升趋势减缓至1.81ppm a-1,下降幅度约为35.89%.同时,XCO2的季节循环振幅（SCA）从（7.39±0.81）ppm降至（6.75±0.70）ppm,相对下降9.91%.从空间分布上,净零CO2排放在华北和华南地区引起了XCO2趋势的显著下降,而对SCA的影响则主要在华北和东北地区.此外,理想试验显示,化石燃料CO2零排放使XCO2的线性趋势降低了40.81%,而缺少陆地CO2汇则使SCA显著减少16.61%.地面CO2浓度的趋势和SCA对净零CO2排放的响应与XCO2相似,但表现出更高的敏感性.总体而言,本研究强调了中国“碳中和”目标在缓解全球变暖中的潜力,并指出全球各国需加强合作,共同应对气候变化.

关键词： XCO2 GEOS-Chem 碳中和净零排放地表CO2浓度

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机载通量观测系统在芦苇湿地CO2通量观测中的应用

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应用生态学报 2025年

作者：蒋晓雯周广胜宋兴阳中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室/河北固城农业气象国家野外科学观测研究站南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象科学研究院-郑州大学生态气象联合实验室

生态系统碳通量的准确观测是科学评估陆地固碳的关键。目前现有塔基涡度相关观测难以覆盖区域不同类型的生态系统，本研究介绍了一种可移动的机载通量观测系统，并基于2023年7月27—29日辽河三角洲芦苇湿地机载通量观测系统与塔基涡度... 详细信息

生态系统碳通量的准确观测是科学评估陆地固碳的关键。目前现有塔基涡度相关观测难以覆盖区域不同类型的生态系统，本研究介绍了一种可移动的机载通量观测系统，并基于2023年7月27—29日辽河三角洲芦苇湿地机载通量观测系统与塔基涡度相关系统的碳通量对比观测结果，评估了该系统的观测准确性。结果表明：机载通量观测系统能够很好地监测生态系统碳通量，其观测的碳通量源区与涡度相关系统基本一致，半小时生态系统碳通量与涡度相关系统的观测结果显著相关，相关系数达到 0.889，均方根误差为0.881。研究结果为机载通量观测系统观测不同类型生态系统-大气通量交换提供了科学依据。

关键词：机载通量通量观测机载通量观测系统芦苇湿地净生态系统CO 交换

城市尺度温室气体排放反演研究进展及发展趋势

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中国环境科学 2024年第12期44卷 7036-7045页

作者：胡诚张俊清刘慧丽史雪静孙帆肖薇南京林业大学生态与环境学院江苏南京210018 南京信息工程大学中国气象局生态系统碳源汇重点开放实验室大气环境中心江苏南京210044

城市是二氧化碳(CO_(2))和甲烷(CH_(4))排放的热点区域,占全球人为源总排放量的40%~50%,因此对其排放量的准确量化,直接影响着各国气候变化政策的制定与实施.虽然排放清单方法是当前核算排放量的最主要手段,但大量对比研究表明,温室气... 详细信息

城市是二氧化碳(CO_(2))和甲烷(CH_(4))排放的热点区域,占全球人为源总排放量的40%~50%,因此对其排放量的准确量化,直接影响着各国气候变化政策的制定与实施.虽然排放清单方法是当前核算排放量的最主要手段,但大量对比研究表明,温室气体排放量在城市尺度上估算的不确定性依旧大于50%,因此亟需开展城市尺度上温室气体排放量的准确核算,进而降低排放清单的不确定性.而基于浓度观测和大气传输模型的反演方法,从2010年起逐渐被用于城市尺度温室气体排放量的反演研究,但对浓度观测站点选取和排放量反演方法依旧存在认识的不统一与偏差.在我国制定“双碳”政策的战略背景下,本文系统梳理和综述了当前城市尺度温室气体排放量反演的研究进展,重点分析该方法面临的困难和挑战,并指出相较于国外已开展的研究,我国当前城市尺度的温室气体浓度观测网络依旧欠缺,限制了温室气体排放量时空格局和组分的有效拆分.而结合中精度浓度观测网络,并同时发展1km及以下空间分辨率的排放清单和气象驱动场,是未来准确解析城市尺度温室气体排放总量及其时空格局的重要发展方向.通过系统总结当前城市尺度温室气体排放量的研究现状、进展及问题,以及未来潜在发展趋势,预计可为我国“双碳”战略的实施提供方法参考和理论借鉴.

关键词：温室气体排放量反演高塔大气传输模型

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