气候环境

气溶胶在大气边界层中的火炉、穹顶与阳伞效应

中国科学院大气物理研究所辛金元研究员团队与哈佛大学Scot T.Martin教授团队合作，基于北京地区大气污染边界层物理与化学耦合观测，联合构建了气溶胶在大气边界层中的火炉、穹顶与阳伞效应模型。研究论文发表于Geophysical Research Letters。论文探究了区域大气污染成因与控制策略与气溶胶与边界层相互作用的机制。研究揭示大气中存在一个转换高度h，在h之上吸收型气溶胶对边界层抑制作用强于散射型气溶胶（即，“穹顶”效应＞天空“阳伞”效应），在h之下散射型气溶胶对边界层抑制作用强于吸收型气溶胶（即，地面“阳伞”效应＞“火炉”效应）。该转换高度h与早晨残留层高度密切相关。

华北平原雾霾形成机制概念图。（a）为南风传输污染物累积在华北平原上空；（b）气溶胶吸收散射太阳辐射，基于“穹顶”和“阳伞”效应对边界层产生双重抑制效果，促进污染累积爆发（图片来源于中国科学院大气物理研究所网站）

不同高度气溶胶层作用下边界层高度日变化特征（图片来源于中国科学院大气物理研究所网站）

揭示树木叶片衰老响应全球变暖的机制

四川大学生命科学学院刘建全等人与中山大学、浙江农林大学、加拿大魁北克大学、美国佛罗里达州立大学等单位的研究人员合作，揭示了在全球变暖的大背景下，秋季物候变化——叶片衰老的响应机制。研究论文发表于Nature Climate Change。基于过去60余年的50多万条秋季物候数据，研究人员发现与“冷秋”相比较，“暖秋”时叶片衰老表现出更强的气候响应、更高的物候可塑性，揭示了秋季物候对气候响应的非线性模式。另外，“暖秋”时叶片衰老时间的推迟，主要是夜间温度升高导致的。但是，白天温度升高，尤其是在“暖秋”，会引起干旱胁迫，从而导致秋季叶衰老提前。

三峡水库消落区植被—土壤系统恢复特征研究

中国科学院水生植物与流域生态重点实验室叶琛、张全发等研究人员和格里菲斯大学河流研究所Chengrong Chen教授研究团队，联合研究了三峡水库消落区在经历10年水淹干扰后其植被-土壤系统的动态变化及恢复机制。研究论文发表于Geoderma。长期周期性水淹使得消落区土壤中总氮和总磷的含量平均减少了17%。消落区中淹没频率高的海拔区间拥有较低的植被物种多样性和丰富度，消落区水文变化会对消落区的植被和土壤元素含量产生重要的影响。消落区植物群落即使在连续10年的周期性淹水之后，也可以经过一个生长季从先前的淹水中部分恢复过来，其恢复主要受到同一时期土壤化学性质的影响。

大尺度土壤粒径空间插值和土壤质地分类研究

中国科学院地理资源研究所史文娇等使用5种机器学习模型和等距对数比3种对数比转换数据方法，对黑河流域进行土壤粒径插值和土壤质地分类的系统比较。研究结果发表于Hydrology and Earth System Sciences。结果表明，对数比转换方法降低了土壤粒径数据的偏度。在土壤质地分类方面，RF和XGB，具有较高的总体精度和Kappa系数。使用对数比转换方法（尤其是CLR和ILR）可以改善STRESS。直接分类法和间接分类法的空间预测图在黑河流域上游和中游的细节表现较为类似，而利用对数比转换方法的间接分类图在下游具有更多的细节信息。土壤质地的间接分类法与直接分类法相比，Kappa系数提高了21.3%。

潮间带多环芳烃分布影响机制研究

中国科学院烟台海岸带研究所陈令新研究员等利用其在复杂环境基质样品分析方面的技术优势，研究人为因素对中国潮间带多环芳烃分布的影响。研究论文发表于Nature Sustainability。潮间带是地球表面资源最丰富、物质和能量交换最激烈的区域。人类活动产生的污染物通过地表径流等途径进入到潮间带区域，对其生态系统产生了强烈的影响。多环芳烃（PAHs）具有高毒性、持久性、生物累积性，能够远距离迁移，在环境中广泛存在。研究结果揭示了潮间带沉积物中PAHs污染特征，可在一定程度上反映区域工业化和城市化水平，同时为其他潮间带区域PAHs水平的预测与评估提供指导。

采样区域及PAHs分布图。a-c分别代表潮间带分布图、PAHs在枯季、雨季的分布及对应GDP水平（图片来源于中国科学院烟台海岸带研究所网站）

沉积物TOC、气候因素和经济社会因素对PAHs分布的影响示意图（图片来源于中国科学院烟台海岸带研究所网站）

三江平原湿地保护工程成效评估

中国科学院东北地理与农业生态研究所王宗明研究员等在三江平原湿地保护工程成效评估中取得研究进展。研究论文发表于Journal of Environmental Management。研究团队以三江平原这一国家湿地保护工程实施的重点区域作为研究区，经过研究发现：国家湿地保护工程在减缓湿地损失和提升区域生态系统服务方面扮演了重要的角色。工程实施后，三江平原的湿地损失率明显下降。2000-2015年相比于1990-2000年，区域生境适宜性良好的面积和生态系统碳储量减少率明显下降，区域水源涵养能力和食物生产能力明显提升。9个国家级湿地保护区起到了重要作用。

绘制全球在中国的碳足迹

北京理工大学管理与经济学院王兆华教授等与生态环境部环境规划院、北京师范大学、密西根大学安娜堡分校、密西根大学等单位的科学家合作，绘制全球在中国的碳足迹。研究论文发表于Nature Communications。我国出口驱动的碳足迹热点主要集中在一些制造业中心地区，包括长三角（如上海）、珠三角（如东莞）和华北平原（如天津）等，这些城市均拥有接近世界级的海运港口，而大约1%的国土面积可容纳75%的出口驱动碳排放。文章中所绘制的碳足迹地图为指导基于消费的减排政策制定提供了参考，为中国的城市层面等减排个体识别出了碳减排的靶向热点。

过去2500年自然和人为变化对泸沽湖有壳虫群落的影响

中国科学院城市环境研究所水生态健康研究组（杨军团队）和中国科学院南京地理与湖泊研究所羊向东团队选择泸沽湖为研究对象，以有壳虫群落分析为切入点，结合地球化学指标和年代分析研究过去2500年以来群落演变特征，分析驱动有壳虫群落变化的生态因子和生态过程。研究论文发表于Science of the Total Environment。研究发现泸沽湖生态系统演化可以划分为三个阶段，分别对应了不同的自然变化和人类活动。第一阶段（公元前500年—公元800年）；第二阶段（公元800年—公元1920年）；第三阶段（公元1920年—公元2010年）。有壳虫可以作为环境变化的敏感指示生物，用于监测和模拟湖泊生态系统的演变过程。