2020年度《生态环境学报》“领跑者5000”论文

来源：生态环境学报

领跑者5000(简称F5000),是中国科学技术信息研究所自2000年开始立项开发的国家级研究课题，旨在将中国精品科技期刊上发表的部分优秀论文推向国内外的高端平台，在更大范围内向世界展示和推广我国最重要的科研成果，以扩大期刊和作者的学术影响力，引领我国高水平科技期刊事业的发展和成长。

行业视野: F5000
类别; 25个
关键词; 24位
专家; 6篇
论文; 1498IP
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近10年中国空气质量时空分布特征

作者(Author)：肖悦, 田永中 , 许文轩, 吴晶晶, 田林, 刘瑾

摘要：空气污染是建设健康中国过程中函待解决的难题。利用2005-2015年全国86个重点城市空气质量日报数据，综合运用全局自相关法、层次聚类法、空间插值法以及重心迁移模型，从年度、季节和月份3个时间尺度上探讨了近10年来中国空气质量的时空分布特征。结果表明，(1)全国空气质量表现出显著的时间变化规律。从年际变化上看，空气质量逐年好转趋势明显;从季节变化上看，夏季空气质量最好，春秋次之，冬季最差;从月份变化上看，空气质量呈现出显著的先降后升的“U"型变化规律。(2)全国空气质量呈现出显著的空间集聚和分异规律，表现为“北重南轻、东重西轻”的空间格局。其中，京津冀地区、西北地区以及山东、河南属于长期高污染区;以珠三角为核心的南部沿海地区、云贵高原和青藏高地区属于常年优良区。近10年全国空气质量整体虽得到有效改善，但部分地区(河北、山东、河南和江苏)污染仍在加重，期间污染范围从整个华北地区、中部地区和西北地区向京津冀地区集中，空气污染分布模式从集中连片分布变成零星分布。(3)近10年全国空气质量重心以向东北方向移动为主，表明东部和北部地区部分省份的空气污染程度较全国其他省份严重。(4)研究结果揭示了近10年中国空气质量的时空分异规律，可为寻求污染治理办法提供理论参考。

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基于MOD17A3的中国陆地植被NPP变化特征分析

作者(Author)：李登科, 王钊

摘要：植被净初级生产力(Net Primary Productivity，NPP)是指植物群落在自然条件下，通过光合作用在单位面积、单位时间内所积累的有机干物质的数量，是光合作用所产生的有机质总量减去呼吸消耗后剩余的部分(Lieth et al.，1975)。作为陆地生态过程的关键参数，NPP不仅反映了植被在自然条件下的生产能力，用以估算地球支持能力和评价陆地生态系统的可持续发展，而且是全球碳循环的重要组成部分和关键环节，在全球碳平衡中扮演重要角色(Ruimy et al.，1994; Piao et al.，2003 )。目前，区域和全球尺度陆地生态系统碳循环过程模拟和碳收支评估的研究方法主要是模型模拟(何勇等，2007; Yuan et al. , 2014 )。以美国为主的众多气候、生态和遥感实验室开发了大量的陆面过程模式(BATS、LSM、CLM、SSiB、BEST、CAPS、ISBA, BASE, CLASS等)、生态模式(TEM , DOLY、CENTURY、BIOME-BGC,BEPS, DNDC等)和遥感光合效率模式(CASA, GLOPEM等)来模拟全球、区域和景观尺度上的碳通量和碳储量(高志强等，2008 )。随着卫星遥感技术的发展，从多时相、多波段、长时间序列的遥感信息中可以提取地表覆盖状况、植被吸收的光合有效辐射等植被参数和环境变量，为遥感反演陆地植被NPP的分布及其变化提供了强有力的手段。

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多金属矿区土壤重金属垂向污染特征及风险评估

作者(Author)：苏耀明, 陈志良, 雷国建, 方晓航

摘要：重金属在土壤中向下迁移可能会对地下水造成污染，了解重金属在剖面上的迁移特征对污染控制与防范有重要意义。为深人了解多金属矿区尾矿库土壤重金属垂直迁移与生态风险问题，分层采集了某多金属矿区尾矿库坝下附近0-100 cm深度的土壤样品，分析检测了不同深度土壤中Cr, Cd, Pb, Cu, Zn, Ni总量及有效态含量。综合考虑多元素协同作用、毒性水平、污染浓度以及环境对重金属污染敏感性等因素，采用Hakanson潜在生态风险指数法对土壤污染状况及生态环风险进行了评价，并对土壤中铅、锌重金属的形态垂向分布特征及其迁移能力进行了分析研究。结果表明，研究区域土壤重金属污染严重，垂向污染也达到了一定的深度，上层土壤、中层土壤综合污染指数均达到重度污染级别，下层土壤综合污染指数达到中度污染级别。供试土壤的污染程度最重的指标为Pb和Zn，污染最重的土层为0-30 cm上层土壤。从生态风险来看，单项潜在生态风险指数在3.07-77.1之间，上层土壤单项潜在生态风险Cd>Cu>Pb>Ni>As>Zn，矿区场地土壤修复过程中应重点关注Cd\Cu的生态风险影响;此外，由于As在土壤中具有较强的垂向迁移能力，也应予以重点关注。

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不同生物炭添加量对土壤中氮磷淋溶损失的影响

作者(Author)：李卓瑞, 韦高玲

摘要：蔬菜生产中普遍存在过量施肥等不合理施肥现象，氮磷养分大量累积于表层土壤。在降雨或灌溉作用下，氮磷养分容易发生淋溶损失，造成地下水硝酸盐污染。因此，研究菜地土壤中氮磷养分的淋溶损失及其控制措施对保护地下水资源有重要意义。作为一种新兴的功能材料，生物炭具有比表面积大、吸附性能好、稳定性强等特点，常被用作土壤改良剂来改善土壤性质和减少氮磷养分的淋溶损失。该研究采用室内模拟土柱淋溶试验，测定淋溶液中，急氮(TN)和总磷(TP)含量，探讨不同生物炭添加量(质量分数分别为0% , 2% , 4% , 6%和8%)对菜地土壤中氮磷养分淋溶损失的影响。结果表明，土壤中添加生物炭能够有效减少TN和TP的淋失，添加量为2% , 4% , 6%和8%与不添加生物炭的对照相比，TN的淋失量分别显著减少17.6%、24.7%、30.6%和37.7% ( P<0.05)，TP的淋失量分别显著降低26.0%、12.0%、15.7%和19.7% ( P<0.05);该试验中对土壤TN和TP淋失抑制效果最佳的生物炭添加量分别为8%和2%;施用生物炭能够有效降低土壤中TN和TP的淋失风险，是控制菜地土壤中氮磷养分淋溶损失的有效措施。

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不同品种蔬菜重金属污染评价和富集特征研究

作者(Author)：邹素敏, 杜瑞英, 文典, 王富华, 张卫杰 , 管颐雯

摘要：《中国居民膳食指南(2016》指出蔬菜水果是平衡膳食的重要组成部分，推荐餐餐有蔬菜，保证每天摄入300500 g蔬菜，深色蔬菜应占二分之一。随着人们生活质量的提高以及对膳食营养的重视，每年蔬菜的消费量都在逐年增加(中华人民共和国国家发展改革委员会，2012 )。众所周知，土壤环境质量与蔬菜安全生产密切相关，然而随着中国工业化、城市化进程的不断加快，目前的土壤环境状况并不乐观，尤其是耕地土壤重金属污染问题日益突出(樊霆等，2013;宋伟等2013)，因此蔬菜安全生产也越来越受到人们的重视。如何充分利用有限的耕地资源，在重金属含量达到国家相关土壤环境质量标准的临界值或者是处于超标状态的农田土壤上，选择性种植对重金属富集能力低的蔬菜种类，对保障蔬菜安全生产、扩大蔬菜的种植面积具有重要意义。

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2013-2014年北京地区PM2.5时空分布规律及其与植被覆盖度关系的研究

作者(Author)：王嫣然, 张学霞, 赵静瑶, 姜群鸥

摘要：北京市近年来面临着严重的空气污染问题，严重威胁到人类健康，引起人们的广泛关注。目前，关于北京市PM2.5的研究存在观测点位较少、时间尺度短等缺点。通过统计2013年1月一2014年12月北京市35个自动空气质量监测子站的PM2.5:质量浓度数据的月平均值和季度平均值，结合空间信息，可以获得更具代表性的北京市PM2.5时空分布特征。基于2013年1月一2014年12月2920景北京市MODIS/NDVI时间序列数据，采用最大滤波算法LMF、植被覆盖度VC的计算等方法，对植被指数NDVI数据进行处理、计算。在此基础上，对PM2.5质量浓度月均值数据和植被覆盖度数据进行回归分析，并且比对2013-2014年的北京及周边区域植被覆盖度图和统计北京市植被覆盖变化的面积，旨在说明PM2.5质量浓度与植被覆盖度之间的关系。结果显示，(1)从PM2.5质量浓度时间变化特征来看，PM2.5质量浓度月均值呈波浪型分布，而季均值的分析结果显示冬季浓度水平最高，夏季最低，PM2.5质量浓度随季节有规律地变化。(2)从PM2.5质量浓度空间分布规律来看，东南部最为严重，西北部最轻，污染程度由南向北依次递减。(3)从PM2.5质量浓度的时空分布特征分析发现，PM2.5质量浓度越高的季节区域之间的差异越大，质量浓度越高的区域随时间演变的幅度也越大。(4)得到了二者关系的回归方程，发现二者相关性极高。(5)植被面积增加对PM2.5质量浓度下降有着积极的影响。研究结论可为北京市大气污染治理和环境保护提供重要的科学依据。

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