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作为SO2控制区,京津冀地区一直是SO2排放的高值区,近年来NOx污染开始凸显,成渝地区作为典型的酸雨控制区,是我国酸沉降的重污染区,近年来酸沉降中NO3-的贡献呈现增大的趋势。面对新的污染情况,为全面了解京津冀和成渝地区生态系统承受酸沉降的能力并为硫和氮沉降控制政策的制定提供理论依据,本研究通过实地采样和文献调研的方式确定了京津冀和成渝地区主要土壤参数、植被参数和沉降参数,应用稳定状态质量平衡法(SMB)完成了京津冀和成渝地区硫和氮沉降临界负荷和超临界负荷区划。 京津冀地区最大硫临界负荷整体呈现出西南高、东北低的分布趋势,西南高值区临界负荷值在8.0~10.0 keq·hm-2· a-1之间,低值区CLmax(S)基本在4.0~6.0keq· hm-2·a-1之间;大部分地区氮沉降临界负荷CL(N)小于2.0 keq· hm-2·a-1,在唐山经天津到北京大兴区有一片狭长的高值区,CL(N)在2.0~3.0 keq·hm-2·a-1之间。成渝大部分地区CLmax(S)小于10.0 keq·hm-2·a-1,在四川盆地中部地区和重庆南部分布有两片高值区,临界负荷值分别高达20.0 keq· hm-2·a-1和10.0~15.0keq·hm-2·a-1;成渝地区CL(N)高值区主要在四川盆地的边缘地区,临界负荷值在4.0~10.0 keq· hm-2·a-1之间,除了四川盆地中部、阿坝和甘孜西南部CL(N)在2.0~4.0 keq·hm-2·a-1之间外,其他大部分地区CL(N)要小于2.0 keq· hm-2·a-1。两地区均呈现出CL(N)的值远小于CLmax(S)的特点。超临界负荷的结果显示,两地硫沉降污染均较轻,而氮沉降污染较重。京津冀地区几乎没有出现硫超临界负荷的区域,成渝地区硫超临界负荷零星分布于四川西部的雅安、阿坝、凉山和甘孜的部分地区;与之相反,两地大部分地区均已出现了氮沉降超临界负荷的情形,且EX(N)值较高,京津冀超临界负荷值在1.0~3.0 keq·hm-2·a-1之间,成渝地区在1.0~4.0 keq·hm-2·a-1之间。结果表明京津冀和成渝地区氮沉降污染均已非常严重,需要格外重视氮沉降的控制。 基于当前两地盐基阳离子沉降BCdep量较高的情况,探讨了京津冀和成渝地区未来BCd印削减情景下的临界负荷和超临界负荷。BCdep削减情景下的最大硫临界负荷要明显低于未削减前的临界负荷值,京津冀地区BCdep削减60%情景下硫沉降超临界负荷稍有增加,但尚未构成大面积威胁;而成渝地区BCdep削减情景下的EX(S)要明显增多,尤其是重庆南部地区新增大片超临界负荷区,表明在未来削减颗粒物污染的同时,成渝地区要同时注意硫沉降的控制。BCdep削减对CL(N)影响较小,削减前后两地CL(N)几乎未发生变化。 为将临界负荷更好的应用于沉降的实际控制中,基于累积分布函数理论,引入“生态保护率”的概念,计算得到了0.2°×0.2°分辨率下的京津冀和成渝地区不同生态保护率下的临界负荷和超临界负荷。相比于1km×1km情景,0.2°×0.2°分辨率下的临界负荷值有所降低,80%生态保护率下的临界负荷值要大于95%生态保护率下的值,相应的前者硫和氮的超临界负荷值也要小于后者。在实际控制中可以根据当地的经济和技术情况把不同生态保护率的临界负荷作为阶段性的控制目标。 进一步计算了京津冀和成渝地区各个市100%和80%生态保护率下的硫和氮的临界负荷和超临界负荷,其结果可作为各市制定阶段性控制目标的依据。另外,结合行政区域面积得到了100%和80%生态保护率下京津冀和成渝地区各市每年允许的硫和氮沉降总量,可将此作为总量控制的参考依据。 基于临界负荷函数得到了京津冀和成渝地区沉降控制选择分区,结果显示京津冀和成渝地区大部分地区都处于氮沉降控制区,随着生态保护率的提高以及未来BCdep的削减,硫和氮沉降同时控制的区域有所增加,尤其是重庆南部地区由原来的氮沉降控制区变为硫和氮沉降同时控制区。因此,未来京津冀和成渝地区进行硫和氮沉降控制时,在临界负荷的基础上,应同时结合颗粒物的沉降情况、不同的控制目标等进行沉降控制的选择。