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煤炭产业园区土壤重金属污染对真菌群落特征的影响

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生态学杂志 2024年

作者：刘娣苏超解榕刘勇山西大学黄土高原研究所/黄土高原生态恢复山西省重点实验室

煤炭产业聚集活动可导致重金属元素在周边土壤积累，进而影响土壤微生物群落的结构和功能。本文选取山西省长治市某典型煤炭产业园区为研究区，以不同类型煤炭产业（采煤厂、选煤厂、化工厂和燃煤电厂）周边土壤为研究对象，以园区外的... 详细信息

煤炭产业聚集活动可导致重金属元素在周边土壤积累，进而影响土壤微生物群落的结构和功能。本文选取山西省长治市某典型煤炭产业园区为研究区，以不同类型煤炭产业（采煤厂、选煤厂、化工厂和燃煤电厂）周边土壤为研究对象，以园区外的村庄和公园土壤作为对照，比较分析不同样地土壤重金属含量、理化性质和酶活性的差异特征；基于高通量测序技术解析不同样地土壤真菌群落的组成结构，并探究土壤真菌群落的分布特征及其主要影响因素。结果表明，研究区土壤均为碱性，Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Hg等8种重金属的含量均大于山西省土壤元素背景值，且选煤厂周边土壤中Cd和Pb的污染最严重。土壤纤维素酶和土壤碱性磷酸酶在不同样地之间存在显著差异，其中化工厂周边土壤纤维素酶的活性最强。子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）是研究区相对丰度最大的优势菌群，且优势菌群在不同样地间存在明显差异，其中子囊菌门在化工厂周边的相对丰度最大，为79.30%。Spearman相关分析、冗余分析和方差分解分析的结果表明，土壤真菌群落结构与Cd、总氮、碱性磷酸酶呈显著正相关（P<0.05），其中Cd对土壤真菌群落的影响最大。

关键词：煤炭产业重金属真菌群落冗余分析环境因子

秦岭北麓地区CO_(2)和水汽湍流输送实验研究

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中国环境科学 2024年第5期44卷 2407-2417页

作者：彭艳赵奎锋张璐张宏昇李星敏陕西省气象科学研究所秦岭和黄土高原生态环境气象重点实验室陕西西安710016 陕西省气象局秦岭和黄土高原生态环境气象重点实验室陕西西安710016 北京大学物理学院大气与海洋科学系气候与海-气实验室北京100871

利用中国气象局秦岭气溶胶与云微物理野外科学试验基地长安站2021年4月~2022年3月涡动相关系统观测资料,结合气象观测资料,研究了秦岭北麓城郊过渡带近地面大气CO_(2)、H_(2)O浓度、蒸发量以及湍流通量演变特征,并讨论了气象要素对碳通... 详细信息

利用中国气象局秦岭气溶胶与云微物理野外科学试验基地长安站2021年4月~2022年3月涡动相关系统观测资料,结合气象观测资料,研究了秦岭北麓城郊过渡带近地面大气CO_(2)、H_(2)O浓度、蒸发量以及湍流通量演变特征,并讨论了气象要素对碳通量的影响.结果表明:观测时段内CO_(2)小时浓度年均值为(404.4±27.9)×10^(-6),与瓦里关大气背景观测站和全球背景观测站CO_(2)年均值浓度水平相当,水汽小时浓度年均值为9.44g/m^(3),年总蒸发量为1321.5mm;CO_(2)、水汽浓度和蒸发量均存在显著的月、季节变化特征;CO_(2)和水汽通量存在明显的日、月和季节变化,全年白天均表现为较强的碳吸收,观测时段内CO_(2)总吸收量约为-3047g/m^(2);夜间表现为碳排放,观测时段内总排放量约为2631g/m^(2);气温、土壤温度、相对湿度和风速的变化均会对区域内CO_(2)通量产生影响,温度升高会增加区域内植被的固碳能力;白天CO_(2)通量负值多出现在西风条件下,农田和植被覆盖率较大的区域为CO_(2)通量的主要贡献区域;夜间CO_(2)通量正值主要来自于植被、土壤呼吸作用和人类活动排放的贡献.总体而言,秦岭北麓城郊过渡带呈现较为明显的碳汇属性,实验时段内CO_(2)的净吸收量约为-416g/m^(2).

关键词： CO_(2)通量秦岭北麓城郊过渡带涡动相关气象因子

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邻域法在天气预报中的应用研究进展

大气科学学报 2024年

作者：潘留杰代刊张宏芳梁绵刘嘉慧敏祁春娟戴昌明李培荣沈娇娇陕西省气象台陕西省气象服务中心秦岭和黄土高原生态气象环境重点实验室国家气象中心

邻域法在天气预报中有着广泛的应用，其关键应用领域包括两个方面，一是基于邻域法的高分辨率数值模式检验；二是邻域概率或者集合预报的邻域概率。首先回顾了邻域法“一对多”和“多对多”的两种邻域法检验框架，归纳了邻域法数据处理... 详细信息

邻域法在天气预报中有着广泛的应用，其关键应用领域包括两个方面，一是基于邻域法的高分辨率数值模式检验；二是邻域概率或者集合预报的邻域概率。首先回顾了邻域法“一对多”和“多对多”的两种邻域法检验框架，归纳了邻域法数据处理方法、常用评分指数的物理意义。其次总结了网格尺度上的邻域概率和大于网格尺度邻域概率的基本思想和统计意义，重点阐述了与集合预报相结合产生的邻域集合概率预报NEP（Neighborhood Ensemble Probability）、邻域最大集合概率预报NMEP（Neighborhood Maximum Ensemble Probability）的算法流程和内在含义。第三进一步结合典型应用个例，分析了邻域法检验和集合邻域概率的优缺点和适用性。总体来说，邻域法检验可以在不同的时空尺度上比较预报产品的性能，具有独特的优势。虽然NEP和NMEP两种邻域概率都可以提高降水的预报评分，但NEP更适合于大尺度、系统性降水预报，NMEP则对于对流性、极端性降水来说有更好的应用效果。最后给出了使用邻域法应该注意的问题以及未来研究应用的发展方向。

关键词：邻域检验 FSS评分邻域概率集合预报的邻域概率

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煤炭工业园区多环芳烃多介质污染特征和风险

环境科学与技术 2024年第1期47卷 83-92页

作者：解榕苏超刘勇山西大学黄土高原研究所黄土高原生态恢复山西省重点实验室山西太原030006

以煤炭为中心的工业活动过程中会向环境中排放大量多环芳烃(PAHs),污染土壤、水体和农作物,对人体健康造成潜在威胁。该文以山西省长治市某典型煤炭工业园区为研究区,分别在园区中心及其上下风向2、5、8km处采集饮用水、室内外灰尘和谷... 详细信息

以煤炭为中心的工业活动过程中会向环境中排放大量多环芳烃(PAHs),污染土壤、水体和农作物,对人体健康造成潜在威胁。该文以山西省长治市某典型煤炭工业园区为研究区,分别在园区中心及其上下风向2、5、8km处采集饮用水、室内外灰尘和谷物样品,采用色谱-质谱仪(GS-MS)测定样品中PAHs的浓度,分析PAHs的多介质污染特征并进行健康风险评价。结果表明:研究区7个样点饮用水中∑PAHs的检出范围为233.57~337.05ng/L,符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2022)中多环芳烃(总量)在2×10^(3)ng/L的限值,随着距园区中心距离的增加,上风向和下风向饮用水中∑PAHs都呈现先上升后下降的趋势;小米和面粉中∑PAHs的检出范围分别为113.70~2318.57 ng/g和108.42~512.30 ng/g,且随着距离增加,上风向和下风向谷物(小米和面粉)中∑PAHs都呈现“N”趋势;室内灰尘中∑PAHs的浓度高于室外灰尘,随着距离增加,室外灰尘中∑PAHs在上风向和下风向都呈先下降后上升的趋势。健康风险评估显示,研究区饮用水中PAHs的致癌风险指数处于10^(-6)~10^(-4)范围内,具有潜在致癌风险,且成人的致癌风险高于儿童;灰尘中PAHs对人体具有强致癌风险,且室内外灰尘对儿童、成人的致癌风险均呈现出室内>室外、成人>儿童的特征;小米和面粉对人体的致癌风险均属于高致癌风险。

关键词：煤炭产业多环芳烃不同介质污染特征健康风险

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MODE检验在天气预报中的应用研究进展

地球科学进展 2024年第2期39卷 193-206页

作者：潘留杰张宏芳刘嘉慧敏祁春娟梁绵马丹萌李培荣戴昌明高星星陕西省气象台陕西西安710014 秦岭和黄土高原生态气象环境重点实验室陕西西安710014 陕西省气象服务中心陕西西安710014

客观评价高分辨率中小尺度变量的预报表现是数值天气预报模式应用和发展的重要环节。传统点对点的检验在高分辨率数值预报模式评估中存在显著不足。空间面向对象或目标法MODE检验方法利用卷积函数和给定的阈值在预报和观测场中识别目标... 详细信息

客观评价高分辨率中小尺度变量的预报表现是数值天气预报模式应用和发展的重要环节。传统点对点的检验在高分辨率数值预报模式评估中存在显著不足。空间面向对象或目标法MODE检验方法利用卷积函数和给定的阈值在预报和观测场中识别目标对象、诊断模式的预报表现,在天气预报中有着广泛应用。首先系统回顾了MODE检验方法的学术思想、技术架构、算法流程和检验指标;详细归纳了MODE检验在降水预报、天气雷达、卫星云图、集合预报以及其他不同要素或物理量场中的典型应用,阐述了检验结果在数值模式预报质量评价中的意义和对天气预报结果主客观订正的影响;介绍了近年来MODE检验方法的更新发展,主要包括考虑不匹配目标对象属性的综合评价指数MCS,以椭球体为目标的三维时域空间对象追踪和MODE扩展的时域检验方法MODE-TD;最后总结和讨论了MODE检验方法的适用性、优势和不足,同时对MODE检验方法未来的发展方向和应用前景进行了展望。旨在为更好地应用MODE检验方法诊断数值模式的预报性能提供参考。

关键词：数值天气预报空间检验目标对象 MODE

丛枝菌根真菌对白茅枯落物养分特征及酶活性的影响

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山西大学学报(自然科学版) 2024年

作者：张越姚玉珊郑梦瑶贾彤山西大学黄土高原研究所山西省黄河实验室山西省黄土高原生态恢复重点实验室

在受损生态系统中，枯落物作为土壤有机质的主要来源，对改善矿区土壤肥力具有重要作用。本研究模拟铜尾矿贫瘠土壤环境，研究不同氮素水平下接种近明球囊霉（GC）、幼套球囊霉（GE）、根内球囊霉（RI）和摩西管柄囊霉（FM）四种AMF对... 详细信息

在受损生态系统中，枯落物作为土壤有机质的主要来源，对改善矿区土壤肥力具有重要作用。本研究模拟铜尾矿贫瘠土壤环境，研究不同氮素水平下接种近明球囊霉（GC）、幼套球囊霉（GE）、根内球囊霉（RI）和摩西管柄囊霉（FM）四种AMF对白茅枯落物属性及其酶活性的影响。研究结果表明，矿砂中接种GE可显著提高白茅枯落物总氮含量。低氮处理下，接种GC和GE提高了白茅枯落物纤维素酶活性，RI可提高蔗糖酶活性。非矿砂高氮处理下，枯落物pH与多酚氧化酶和脲酶活性均显著负相关，低氮处理下，枯落物pH与脲酶和过氧化氢酶显著正相关。矿砂低氮条件下，枯落物蔗糖酶活性均与枯落物总碳和pH显著正相关，多酚氧化酶活性与枯落物硝态氮含量、枯落物p H呈显著正相关。该研究对铜尾矿受损生态系统枯落物分解机制的研究有一定意义，对筛选有益的微生物菌种资源，提高矿区生态系统物种循环和营养转化效率有正向作用。

关键词：矿区生态系统丛枝菌根真菌氮素水平枯落物酶活性

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青藏高原冬季降雪特征及相关环流分析

高原气象 2024年

作者：申红艳乔少博封国林龚志强温婷婷冯晓莉中国气象局陕西省气象科学研究所陕西省气象局秦岭和黄土高原生态环境气象重点实验室中山大学大气科学学院青海省气候中心

利用1961-2020年青藏高原降雪观测资料和大气再分析数据，分析了高原冬季降雪特征及其关键环流系统。结果表明：高原冬季降雪空间分布不均，表现为西北少、东南多，同时降雪年际振荡和年代际变化特征明显，1988年发生由偏少向偏多的转... 详细信息

利用1961-2020年青藏高原降雪观测资料和大气再分析数据，分析了高原冬季降雪特征及其关键环流系统。结果表明：高原冬季降雪空间分布不均，表现为西北少、东南多，同时降雪年际振荡和年代际变化特征明显，1988年发生由偏少向偏多的转折。青藏高原冬季降雪一致偏多时，中高纬呈现类似欧亚南部型（Southern Eurasian, SEA）遥相关的正位相特征，即欧洲西南部、阿拉伯海、东北亚上空位势高度场为显著正异常，中东地区、青藏高原上空为显著负异常，经分析发现，SEA正位相时中东急流增强，高原南部上升运动明显，高原东北部和西南侧出现水汽显著辐合区，为青藏高原冬季降雪异常偏多提供有利条件。与此同时，北大西洋涛动（North Atlantic Oscillation, NAO）正（负）位相时有利于青藏高原降雪偏多（少），NAO主要通过SEA型遥相关和中东急流等环流系统来调控高原冬季降雪。

关键词：青藏高原降雪年际变化环流异常

1961-2021年陕西省区域性暴雨过程特征及其变化

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陕西气象 2024年第4期 20-25页

作者：蔡新玲程肖侠张丽君陕西省气象局秦岭和黄土高原生态环境气象重点实验室西安710016 陕西省气候中心西安710014

利用1961—2021年陕西省99个国家级气象观测站逐日降水数据,给出了陕西省区域性暴雨过程识别方法;以暴雨过程平均强度、平均影响范围和持续时间为指标,建立了区域性暴雨过程综合强度评估模型,在此基础上分析了陕西省区域性暴雨过程特征... 详细信息

利用1961—2021年陕西省99个国家级气象观测站逐日降水数据,给出了陕西省区域性暴雨过程识别方法;以暴雨过程平均强度、平均影响范围和持续时间为指标,建立了区域性暴雨过程综合强度评估模型,在此基础上分析了陕西省区域性暴雨过程特征及其变化。结果表明:(1)陕西区域性暴雨在4—11月均有出现,主要在6—9月;区域性暴雨一般持续1~2 d,平均1.2 d。(2)陕西区域性暴雨过程年均7.8次,年际变化较大;从长期变化来看,一般等级的暴雨过程趋于减少,而偏强等级的暴雨过程在明显增多。(3)首次区域性暴雨出现日期平均为5月31日,末次出现日期平均为9月20日;首次和末次出现日期的年际变化较大,且首次过程出现日期呈提前趋势,特别是近20 a明显提前,而末次过程出现日期没有明显的趋势变化。(4)陕西区域性暴雨可分为东南部型、中南部型、偏西型和偏北型4种空间型,其中中南部型的降水强度较其他分布型更强,强降水范围也更大。

关键词：区域性暴雨综合评估变化趋势陕西

西北干旱区夏季水汽收支特征及对气温异常的响应

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陕西气象 2024年第1期 15-23页

作者：刘菊菊屈丽玮井宇黄少妮陕西省气象台西安710014 陕西省气象局秦岭和黄土高原生态环境气象重点实验室西安710016

利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的1979—2016年ERA-Interim再分析资料分析了西北干旱区(35°N~48°N,80°E~106°E)夏季水汽收支特征,并通过环流合成分析进一步揭示了气温异常对西北干旱区水汽收支的影响。结果表明:西北干旱区夏... 详细信息

利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的1979—2016年ERA-Interim再分析资料分析了西北干旱区(35°N~48°N,80°E~106°E)夏季水汽收支特征,并通过环流合成分析进一步揭示了气温异常对西北干旱区水汽收支的影响。结果表明:西北干旱区夏季大气水汽含量和水汽净收入均为增加趋势。气温和东边界、北边界以及南边界的水汽通量均在20世纪90年代后期发生显著调整。升温主要使西北干旱区东、南边界的水汽支出减少,进而导致水汽含量增加。气温异常调整环流异常,从而使对流层中下层风速变化,进一步影响西北干旱区各边界的水汽输送。其可能影响机制为气温偏高时,印度西南季风加强,使南边界偏北风减弱,导致水汽支出减少;蒙古异常反气旋加强使东边界、南边界东部和北边界的中低层风速减小,导致东边界、南边界东部水汽支出和北边界水汽收入减少。

关键词：西北干旱区水汽收支气温环流合成