东北亚酸沉降临界负荷区划研究

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东亚是世界三大酸雨区之一。酸沉降作为重要大气环境问题,其跨境传输带来的环境影响受到了各国政府的广泛关注。区域性酸沉降控制也是学者们研究的热点,最具代表性的是欧洲,对污染物跨境迁移问题展开了大量的研究。近年来东北亚地区也越来越重视。临界负荷作为定量衡量生态系统对酸沉降敏感程度的科学手段,在欧洲和北美区域酸沉降控制研究中得到了广泛的使用。在此背景下,展开东北亚地区酸沉降临界负荷区划工作,获取该地区生态系统敏感性分布规律,可为我国同周边国家间的酸沉降跨境影响分析及后续酸沉降联合减排控制协商提供基础支持。本研究在系统研究土壤参数、植被参数和沉降参数的基础上,采用稳态法(SMB)计算了0.1°×0.1°(经纬度)分辨率下东北亚地区(中国东三省、日本、韩国和朝鲜)的酸沉降临界负荷(包括硫沉降和氮沉降临界负荷)。论文着重对各个国家土壤风化速率和植被对盐基阳离子和氮的吸收速率进行了确定方法和基础数据的统一化,土壤风化速率主要参考中国的研究结果,结合各国土壤类型的比较加以确定,而吸收速率则是在充分调研各国植被资料基础上,通过获取各主要植被类型的生产力及优势植物元素含量上计算得到。此外,使用NAQPMS模式区域化模拟结果代替沉降观测结果,获得了更为准确的盐基阳离子沉降分布信息。最终得到东北亚地区酸度临界负荷图、硫沉降临界负荷图和氮沉降临界负荷图,结果表明,酸度临界负荷最低的区域在中国东北大兴安岭北部及日本本州西南部地区(小于0.5keqha-1yr-1),前者以低风化速率的漂灰土为主,后者则与植被具有较高的盐基阳离子吸收速率有关;其次是东北大小兴安岭、长白山一带及朝鲜半岛东南沿海地区(0.5-1.0keqha-1yr-1);而日本火山带、东北三江平原及西部内蒙古交界处具有较高的酸沉降临界负荷(大于2.0keqha-1yr-1),这与土壤风化速率很高是一致的。硫沉降临界负荷分布与酸度临界负荷类似,只是在中国东北及朝鲜北部地区有较大的增加,这与该地区具有较高的盐基阳离子沉降有关。东北亚地区普遍氮临界负荷在1.0keqha-1yr-1(1.4gm-2yr-1)以上,且呈现西低东高的趋势,日本植被氮临界负荷则普遍在2.0keqha-1yr-1,这与该地区具有良好的植被生长水热条件,从而植被对氮的吸收速率较高有关。
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