《不同时间尺度气象要素与空气污染关系的KZ滤波研究》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2018-11-20
  • 空气污染状况受气象要素和污染源排放的共同影响,为了评估大气污染控制措施的效果,需将由污染源排放的浓度数据分离出来.本文利用KZ滤波方法将天津市6个监测站点2015~2017年逐日的O3、PM2.5和PM10浓度资料和6个同期气象数据分解为长期分量、短期分量和季节分量,计算各分量对原始时间序列方差的贡献.采用逐步回归法建立O3及颗粒物3种分量与相应尺度气象要素的线性模型.结果表明,上述3种污染物浓度数据经分解后,季节分量对总方差贡献最大,其次为短期分量;气温和相对湿度是影响O3季节和短期分量的主要气象因素,其中温度占主导地位,且呈现正相关,与相对湿度呈负相关;风速、气压、降水与颗粒物的短期及季节浓度变化呈负相关,相对湿度与之呈正相关,温度与短期分量呈正相关、与季节分量的变化呈负相关;经逐步回归消除气象影响的PM10的长期分量有波动下降的趋势,PM2.5浓度在2017年年初有所上升,其余部分有下降趋势,O3长期分量浓度有所上升;这几年间颗粒物污染控制措施的效果较为显著,O3污染有所加重.

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  • 《不同时间尺度下华北平原干湿气候时空变化及成因分析》

    • 来源专题:气象农业
    • 编译者:金慧敏
    • 发布时间:2017-05-27
    • 华北平原是最重要的粮棉主产区之一,然而由于地处东亚大陆性季风带,该地区成为中国气候敏感区之一,水资源短缺制约了农业发展,也影响农业生态环境。明确该地区干湿分布和变化趋势对科学估算作物需水量,指导节水灌溉具有十分重要的现实意义。 中国农业大学资源与环境学院与农业部武川农业环境科学观测实验站研究团队利用华北平原62个气象站点1961-2014年逐日地面观测资料以及同期降水量资料,基于Penman-Monteith方法计算的参考作物蒸散量(ET0)研究近54a研究区干湿气候时空变化特征,并利用敏感性和贡献率法分析气候变化背景下主要气象因子对ET0的影响,对干湿气候变化的成因进行探讨。 该研究认为:华北平原在3个时间段(时段1:1961-1980;时段2:1981-2000;时段3:2001-2014)半干旱区和半湿润区的分界线呈东扩和南移,半干旱区面积不断扩大,湿润区面积变化不明显;研究区1961-2014年ET0呈显著下降趋势,空间差异大,河南和山东部分地区由于ET0下降趋势大于降水量减少趋势,气候变湿润;鲁东、天津、河北东部地区降水量减少且ET0增加,干旱化趋势明显。就月尺度而言,降水量在7月和8月减少幅度最大,夏季ET0减少幅度较大,5月和6月气候呈变湿趋势。ET0对相对湿度的变化最敏感,各月导致ET0变化的主要贡献因子不一,11月-翌年1月风速起主导作用,2月温度为主导因子,6-9月日照时数为主导因子,其它月份为相对湿度、风速等综合作用的结果。 该研究亦表明华北平原气温的升高并没有导致ET0升高,而研究区风速和日照时数显著下降对ET0 的负贡献率是引起区域ET0变化的主要原因。
  • 《研究揭示对环境高度敏感的鼠兔类群在不同时间尺度杂交事件的基因组学效应和进化响应》

    • 来源专题:转基因生物新品种培育
    • 编译者:姜丽华
    • 发布时间:2023-01-07
    • 在当今保护生物学领域,如何保育栖息地片段化不断加剧的濒危物种和地理小种群受到了学者的高度关注。人为辅助为地理隔离的种群提供与同种异域种群甚至是姐妹种杂交的机会,能够促进基因流动,即遗传拯救(genetic rescue),被认为是颇具潜力的有效物种保育手段。已有研究表明,杂交能够提高遗传多样性,促进新物种的分化和形成;同时,杂交也可能通过引入受体种群不兼容的遗传成分造成近交衰退和远交衰退,对受体种群在经历瓶颈效应以后的种群大小恢复产生负面影响。近交衰退在杂交后短期内出现不育、生殖力下降等现象能够被观测到,但远交衰退则可能会在杂种优势、超亲本进化等事件发生以后,经过很多代的持续繁衍才能展现出来。杂交事件究竟给基因组带来怎样的影响?杂交后不同的时间可能在基因组上留下怎样的印记?何种环境会造成受体种群大小的急剧下降?探明这些重要科学问题亟待自然种群的研究证据。 鼠兔类群在中新世早期至中期高度繁荣,但从中新世晚期以来经历了大量物种的灭绝和大范围的栖息地丧失,目前仅剩一个孑遗属,即鼠兔属(Ochotona spp.)。鼠兔现生种主要分布在青藏高原及周边高海拔的森林和草甸,仅有少数种类存活于中亚和北美的高山环境。前期基于基因片段的研究显示,该属中的鼠兔亚属核基因树和线粒体基因树存在明显的冲突,暗示不同种间可能存在广泛的基因流动。因此,鼠兔属动物成为探究上述科学问题的理想材料。 最近一项研究对鼠兔亚属六个近缘种进行群体水平的全基因组测序(n=142)和分析,揭示了古基因渗透、谱系置换和双向渗透等近缘种间杂交的几个不同阶段同时存在于这一类群中(图1)。总体来看,由高原中心优势种高原鼠兔(O. curzoniae)向周边物种的基因流强度最大。贯穿整个更新世的基因渐渗历史显示,杂交导致受体种群一开始遗传变异增加,但随后总体遗传变异逐渐减少,仅有少量关键基因区段在受体种群中得以固定下来。此外,杂交信号强烈的种群遗传载荷显著高于杂交信号弱的种群。外缘基因渗入可能促进了三个青藏高原周边物种藏鼠兔(O. thibetana),间颅鼠兔(O. cansus)和奴布拉鼠兔(O. nubrica)和高原中心物种高原鼠兔的种群大小恢复,这些种在气候波动后经历了物种分布范围变化。然而,杂交事件未能推动分布于青藏高原东北缘至蒙古和俄罗斯南部的达乌尔鼠兔(O. dauurica)和青藏高原东南缘锡金鼠兔(O. sikimaria)在经历瓶颈效应以后的种群恢复(图2)。前者的栖息地受到显著的人为影响并遭受剧烈的环境变迁,而后者则是受到地理限制被高度隔离的物种,仅在中印边境狭小的区域中生存,但同样受到环境变化的强烈影响。该研究强调了杂交产生的基因组学效应在不同时间尺度和环境背景下的差异,突显了青藏高原在保护天空岛物种关键进化过程中所发挥的重要作用;揭示了只有在环境相对稳定的情况下杂交才利于种群的恢复,而在扰动强烈的区域杂交甚至可能加速物种的灭绝。此外,研究鉴定出的杂交域同时承载了其他生物类群杂交事件发生,这些区域因此具有重要的保护生物学潜在价值。 相关研究成果在线发表在Molecular Biology and Evolution上。这一研究由中国科学院动物研究所动物进化与系统学院重点实验室兽类学研究组、北京大学、俄罗斯科学院生态与进化研究所、英国帝国理工学院、中国科学院成都生物研究所、中国疾病预防控制研究中心等合作完成。研究工作得到第二次青藏高原科学考察综合研究、国家自然科学基金等的支持。