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生态环境部南京环境科学研究所
生态环境部
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期刊信息
月刊,创刊于1985年
主管:生态环境部
主办:生态环境部南京环境科学研究所
主编:蔡道基
编辑出版:《生态与农村环境学报》编辑部
地址:江苏省南京市蒋王庙街8号
邮编:210042
电话:025-85287092,85287036,85287053
E-mail:ere@vip.163.com
国内邮发代号:28-114
国外发行代号:Q5688
当期目录
2020年 第36卷 第4期
刊出日期:2020-04-25
专论与综述
区域环境与发展
自然保护与生态
污染控制与修复
研究方法
目录
目录
封面目录
生态与农村环境学报. 2020, 36(4): 0-0.
摘要
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多维度评价
专论与综述
茶园氧化亚氮排放机制及减排措施研究进展
张珂彬, 王毅, 刘新亮, 康曼, 沈健林, 李勇
生态与农村环境学报. 2020, 36(4): 413-424. doi:
10.19741/j.issn.1673-4831.2019.0709
摘要
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参考文献
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多维度评价
茶园因氧化亚氮(N
2
O)排放系数大、氮肥施用量高及种植面积逐年增加,成为我国农业重要的N
2
O排放源,因此迫切需要研究茶园N
2
O排放机理及有效的减排措施。目前,关于不同农学措施对茶园N
2
O排放特征的影响研究较多,但其N
2
O减排效果尚无定论,该研究综合分析不同农学措施对茶园N
2
O排放的影响及其机制,希望为进一步开展茶园N
2
O减排研究提供理论和实践参考。通过综述发现:茶园排放的N
2
O主要源于土壤硝化和反硝化过程,其中反硝化作用引起的N
2
O排放更多;影响茶园N
2
O排放的因素主要有气象因子(温度、降雨)和土壤条件(pH、含水量、质地、温度、底物浓度);茶园有效的N
2
O减排措施主要为施用铵态氮肥、控释氮肥和石灰氮以及氮肥深施;施用有机肥、施用生物硝化抑制剂、添加碱性材料、添加生物质炭、间种豆科植物及施用生物肥料的N
2
O减排效果尚存在分歧,需开展进一步研究。
基于文献定量法的农业面源污染风险评估研究动态
朱康文, 陈玉成, 杨志敏, 黄磊, 张晟, 雷波
生态与农村环境学报. 2020, 36(4): 425-432. doi:
10.19741/j.issn.1673-4831.2019.0497
摘要
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参考文献
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多维度评价
为客观分析农业面源污染研究进展、研究热点和研究趋势,以CNKI数据库和Web of Science数据库为基础,采用文献定量法从发文时间、研究主题、研究区域、评估方法等方面进行统计分析,并结合GIS技术进行相关分析。结果表明:(1)2个数据库的发文量总体均呈上升趋势,截至2019年6月15日,发文总量分别为147和541篇,2000年以前、2001-2005年、2006-2010年、2011-2015年、2016-2019年5个时段CNKI和Web of Science数据库年均发文量分别为0、0.50、3.80、13.6、19.5和3.22、10.2、21.6、30.6、52.25篇;(2)2个数据库研究主题主要围绕农业面源污染、风险评估、输出系数模型、水文模型、GIS空间分析等方面,但相比中国,国际研究在毒理学领域优势明显;(3)热点分析发现,中国研究文献存在京津冀片区、东北三省片区、长三角片区、山东片区、渝贵川片区5个集聚区,全球研究文献存在中国区域、美国-加拿大区域、英法德区域、巴西区域4个集聚区,2个数据库分别以安徽省13篇文献成果和中国165篇文献成果居首位;(4)风险评估方法分析发现,不同尺度研究在方法上存在一定的差异,GIS技术在不同尺度均能发挥较好的作用。在文献分析基础上,从基础数据观测与获取、机理研究、模型自主开发、标准制定等方面对中国农业面源污染风险研究目前存在的问题进行分析并提出相应的建议,供该领域研究者参考。
固定化微生物技术在富营养化水体修复中的应用
孙霞, 刘扬, 王芳, 谭岚, 张虎
生态与农村环境学报. 2020, 36(4): 433-441. doi:
10.19741/j.issn.1673-4831.2019.0795
摘要
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多维度评价
富营养化不仅影响水环境质量,而且破坏水生态平衡,对环境和人类健康造成危害。固定化微生物技术是利用物理或化学方法将游离微生物细胞限制在一定空间区域内,既能免受流水冲刷流失,可重复循环利用,又能保持生物活性,有效去除水体中的污染物,因此该技术被认为是控制水体富营养化的有效方法。该研究介绍了固定化微生物技术的特点及其在富营养化水体处理中的应用现状,综述了传统及新型固定化载体的选择及发展、降解和去除氮磷污染物的微生物种类以及常用固定化方法(吸附、包埋、共价结合、交联等)的优缺点。最后,针对当前微生物固定化技术面临的挑战,对今后的研究和发展方向提出了建议。该综述可为固定化微生物技术应用于各类废水处理提供参考。
区域环境与发展
喀斯特地区不同地貌下农户生计脆弱性影响因子评估:以贵州花江、撒拉溪研究区为例
任威, 熊康宁, 盈斌, 肖杰
生态与农村环境学报. 2020, 36(4): 442-449. doi:
10.19741/j.issn.1673-4831.2019.0713
摘要
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多维度评价
基于558份农户调查问卷和可持续生计框架,运用多指标综合评价法和脆弱性评估模型,识别不同喀斯特地貌背景下的农户生计脆弱性影响因素。结果表明:(1)不同喀斯特地貌背景下农户生计脆弱性的影响因素具有一定的趋同性。(2)从不同喀斯特地貌区看,农户的生计脆弱性表现出显著差异性和逆向海拔梯度性,花江高原峡谷区的生计脆弱性明显高于撒拉溪高原山地区,花江高原峡谷区农户受自然资本和金融资本风险影响,具有极弱的风险抵御能力。(3)花江高原峡谷区农户的人力资本、物质资本、社会资本与撒拉溪高原山地区农户的金融资本都具有减轻农户生计脆弱性的作用,而自然和社会的资本风险增加了花江高原峡谷区农户的生计脆弱性,人力与物质的资本风险则增加了撒拉溪高原山地区农户的生计脆弱性。在日益严峻的生态退化环境和生计胁迫下,保障金融资本、提高教育水平、扶持生计多样化经营活动和完善社会网络结构是这2类区域精准扶贫的主要方向。
兰州-西宁城市群城乡建设用地开发强度空间格局变化及影响因素分析
李再艳, 石培基
生态与农村环境学报. 2020, 36(4): 450-458. doi:
10.19741/j.issn.1673-4831.2019.0644
摘要
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多维度评价
明确土地开发强度空间格局特征和演变规律,对城市发展边界、生态安全红线和耕地保护红线划定具有重要的指导意义。以1995、2005、2015和2018年兰州-西宁(兰西)城市群39个县级单元为研究区,运用趋势面分析、空间自相关和地理探测器等方法,分析兰西城市群城乡建设用地开发强度空间格局特征及其影响因素。结果表明:(1)兰西城市群城乡建设用地开发强度均值总体呈增长态势,由1995年的2.74%增长到2018年的4.45%,在空间上呈现兰州-西宁2个中心高、外围地区依次降低的"核心-外围"空间分布格局。(2)东西方向和南北方向空间差异较大,且呈现出扁平的倒"U"型曲线分布态势。(3)城乡建设用地开发强度空间上存在显著正相关性且集聚特征明显,冷热点区的空间分布具有相对稳定性。(4)1995-2018年城乡建设用地开发强度受人口集聚水平、经济发展水平、产业结构水平和海拔等要素综合影响。研究结果可为兰西城市群以及同类型地区城乡建设用地管控和高质量发展提供决策参考。
1961-2016年松嫩平原月尺度下水分盈亏态势时空分异特征
路中, 雷国平, 张露洋
生态与农村环境学报. 2020, 36(4): 459-469. doi:
10.19741/j.issn.1673-4831.2019.0889
摘要
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多维度评价
气候变暖背景下,如何精确分析农业生态系统水分盈亏态势是当前我国面临的一个非常现实和重要的问题。为掌握月尺度下松嫩平原水分盈亏情况,以遥感数据、长时间序列气象数据和土壤数据等为基础,运用水分盈亏模型,采用趋势分析和小波分析等方法,探析了松嫩平原1961-2016年作物生长周期(5-9月)内各月的水分盈亏态势时空分异特征。结果表明:(1)1961-2016年松嫩平原作物生长周期内的平均潜在蒸散量为432.8~605.8 mm,其总体变化趋势为-0.51 mm·a
-1
,5-9月的变化趋势分别为-0.27、-0.16、-0.09、-0.03和0.02 mm·a
-1
;(2)研究区域5-6月水分亏缺情况最严重,高值区域主要位于松嫩平原的中西部,发生频率在30%~50%之间,其次为9月,高值区位于北部偏东区域,发生频率在20%~30%之间,7-8月水分亏缺态势最轻微;(3)从水分盈亏态势周期规律和变化趋势来看,各月在15 a的时间尺度上呈现明显的周期性变化,其中5-7月水分盈亏态势呈现周期振荡下降趋势,8-9月水分盈亏态势呈上升趋势。
自然保护与生态
基于一年期物候监测的珠穆朗玛峰国家级自然保护区河谷阶地青稞地块生态利用研究
蔡葵, 石运杰, 拱子凌
生态与农村环境学报. 2020, 36(4): 470-479. doi:
10.19741/j.issn.1673-4831.2019.0762
摘要
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多维度评价
在当前生态文明建设和乡村振兴战略大背景下,村域土地的生态利用显得格外重要。以珠穆朗玛峰自然保护区西部吉隆县境内Z村感兴趣区(ROI)青稞地块为研究区,通过Brinno TLC 200物候相机以人工选点、定角安放的方式记录研究区2017年8月至2018年8月的一年期土地利用变化信息,计算绿叶指数,分析研究区土地利用规律、土地利用程度、植被覆盖变化及经济效益。结果表明,2017年8月至2018年8月研究区土地利用分为5个月的耕种期和7个月的放牧期。其中,耕种活动集中在4-9月,牧牛期为9、12月和次年1月,牧羊期为12月-次年4月。研究区土地利用程度的高、中、低级别分别对应耕种期、放牧期和休耕期。全年不同时期植被覆盖变化较大,绿叶指数呈现出平缓波动-上升-下降-平缓波动的规律,与青稞地块利用时间历的耕种和放牧期变化相吻合。绿叶指数在0值附近波动时,牛、野生动物和羊出现,降水频繁;绿叶指数为正值时,劳动力投入量大。青稞地块的经济效益为98.15元·(667 m
2
)
-1
,以粮食收益为主,劳动力投入费用较高,总体经济效益偏低。
山东省典型地区村庄绿化供需关系研究
余玉磊, 崔义, 陈家齐, 黄丽莎, 曹然, 徐程扬
生态与农村环境学报. 2020, 36(4): 480-487. doi:
10.19741/j.issn.1673-4831.2019.0876
摘要
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多维度评价
为了探索村民对村庄绿化的需求特征及其影响因素,揭示村庄绿化的供需关系,以期为美丽宜居的生态乡村建设提供科学依据,该研究运用典型抽样法,在山东潍坊市、临沂市抽取40个代表性村庄,实地调查绿化供给水平,并通过对村民进行随机访问获得有效问卷325份。研究表明:(1)大多数村民倾向于构建休闲游憩性游园和有益于观光旅游的绿化景观,对加强道路绿化、庭院绿化、乡村绿道及游园建设的需求较高。(2)有超过八成的村民对村庄绿化供给水平表示满意;缺乏政府部门的造林绿化资金补贴、缺少绿化规划等技术指导是制约村庄绿化的主要因素。(3)处于不同地形地貌、城镇距离、建设类型、经济发展模式的村庄以及不同年龄的村民对村庄绿化的认知需求存在显著差异。建议加强道路、庭院、水岸绿化,普及农田林网的益处及保护古树名木的重要性;重点构建休闲游憩型游园与有益于观光旅游的绿化景观;着重解决造林资金短缺及缺乏总体规划的困难,特别是要解决沿海村庄的绿化资金问题,并重点向山地区、工业型村庄提供绿化规划指导。
淹水胁迫对菖蒲生理特性及其根际细菌群落特征的影响
顾诗云, 杨飞, 张毅敏, 张志伟, 谢科夫, 管祥洋
生态与农村环境学报. 2020, 36(4): 488-498. doi:
10.19741/j.issn.1673-4831.2019.0731
摘要
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多维度评价
选取典型挺水植物菖蒲(
Acorus calamus
)为研究对象,通过在滆湖的原位模拟试验探究正常水位(T0)、半淹水深约40 cm(T1)和全淹水深约80 cm(T2)及淹水持续时间(试验周期42 d)对菖蒲生理特性及其根际细菌群落特征的影响。结果表明:(1)菖蒲能够适应28 d半淹环境,但半淹水35 d或全淹水21 d以上均会加剧菖蒲叶片的膜脂过氧化程度,促使丙二醛(MDA)含量增高,显著抑制菖蒲叶片的超氧化物歧化酶(SOD)活性及光合作用能力(
P
<0.05)。(2)对比淹水前(0 d)和淹水结束后(42 d)菖蒲根际细菌群落特征发现,淹水导致菖蒲根际细菌群落结构发生改变,与淹水前相似度较低,但不同淹水深度之间相似度较高;淹水结束后菖蒲根际细菌群落多样性和丰富度均有所增加且特有细菌种类增多;淹水前后细菌群落组成在门、纲、目、科、属类水平上优势种群相近,但是数量不同:淹水结束后在门水平上蓝藻门和厚壁菌门丰度上升,变形菌门丰度下降;在属水平上,假单胞菌属、硫杆菌属和硫曲菌属等好氧菌群丰度下降,普氏菌属等厌氧菌群丰度上升,这与淹水易造成植物根际低氧环境有关。
基于MaxEnt模型的褐马鸡西部种群适宜栖息地研究
李宏群, 牛常会, 韩培士, 刘晓莉, 符勇耀
生态与农村环境学报. 2020, 36(4): 499-504. doi:
10.19741/j.issn.1673-4831.2019.0474
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多维度评价
基于褐马鸡(
Crossoptilon mantchuricum
)西部种群的126个分布数据及25个环境变量,利用MaxEnt模型对其适宜生境及主要影响因子进行定量分析。结果显示,模型的预测结果达优秀水平。最干季平均温度、最干月降水量、最冷季平均降水量、最热月极高温度和距道路的距离是主要影响因子,其阈值分别为-6.0~-4.3 ℃、4.90~5.75 mm、15.3~16.8 mm、23.0~26.3 ℃和0~54 m。褐马鸡西部种群适宜栖息地集中在陕西省黄龙县、宜川县、洛川县和韩城市。从各县(市)不同适宜等级面积而言,适宜栖息地面积由大到小依次为黄龙县>韩城市>宜川县>洛川县。目前在陕西省黄龙山建立了2个与褐马鸡有关的国家级自然保护区,但褐马鸡最适宜栖息地和中等适宜栖息地已超出保护区范围,建议当地政府或林业管理部门调整保护区的规划或者加强这些超出区域的监测力度。
污染控制与修复
广西水生蔬菜和陆生蔬菜多环芳烃污染特征
赵体跃, 龙明华, 乔双雨, 孙俏建, 何刚健, 梁勇生
生态与农村环境学报. 2020, 36(4): 505-514. doi:
10.19741/j.issn.1673-4831.2019.0590
摘要
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多维度评价
为了研究水生蔬菜和陆生蔬菜产品器官(可食用部分)中16种优先控制的多环芳烃(PAHs)污染特征,采集广西4个水生蔬菜主产区的水生蔬菜与相邻地块的陆生蔬菜,分析不同蔬菜种类PAHs的含量和组成差异,并对人体摄食蔬菜暴露PAHs的健康风险进行评估。结果表明:4个蔬菜产区水生蔬菜土壤中16种PAHs的总量(
G
16PAHs
)为1 235.24 μg·kg
-1
,高于陆生蔬菜土壤(1 006.22 μg·kg
-1
),且水生蔬菜土壤中5~6环PAHs和7种致癌性PAHs的含量(
G
c7PAHs
)显著高于陆生蔬菜土壤。水生蔬菜6环PAHs及
G
c7PAHs
含量(除贺州市外)显著高于陆生蔬菜,2~3环PAHs含量显著低于陆生蔬菜。蔬菜产品器官低中环PAHs含量大于高环PAHs。水生蔬菜5~6环PAHs及
G
16PAHs
与土壤PAHs含量呈正相关性,陆生蔬菜5环及
G
c7PAHs
含量与土壤PAHs含量呈正相关性,但两者均未达显著水平(
P
> 0.05)。人体摄食蔬菜终身致癌风险值(
R
ILC
)表现为儿童 > 成年人 > 老人 > 青少年,成年人和老人
R
ILC
值表现为男性>女性;人群摄食不同蔬菜的
R
ILC
值表现为叶菜类 > 果菜类 > 水生蔬菜。
施用石灰对镉胁迫下三七皂苷产量及相关酶活性的影响
李娜, 梅馨月, 李琦, 祖艳群
生态与农村环境学报. 2020, 36(4): 515-521. doi:
10.19741/j.issn.1673-4831.2019.0696
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通过大田实验,研究不同石灰施用量对Cd胁迫〔
w
(Cd)为6 mg·kg
-1
〕下三七的生物量、皂苷含量以及合成皂苷相关酶〔鲨烯环氧酶(SE)、达玛烯二醇合成酶(DS)、细胞色素P450单加氧酶、糖基转移酶(GT)〕活性的影响。结果表明,随着石灰施用量的增加,三七生物量也不断增加,三七Cd含量降低。在镉胁迫下,施用3 750 kg·hm
-2
石灰,三七各部位生物量、皂苷含量最高,SE和DS活性最强,Cd含量最低,细胞色素P450单加氧酶和GT活性最小,三七各部位Cd含量依次为须根 > 剪口 > 茎叶 > 主根。镉胁迫下,施加750、2 250和3 750 kg·hm
-2
石灰,单体皂苷R1(三七皂苷)、Rg1(人参皂苷)、Rb1(人参皂苷)含量较对照有所提高,主根细胞色素P450单加氧酶活性较对照分别显著降低11%、21%、28%,GT活性分别显著降低13%、33%、40%,三七主根SE活性分别显著增加18%、42%、61%,DS活性分别显著增加7%、28%、54%。因此,在Cd胁迫下施加石灰能够缓解Cd对三七的毒害,减轻Cd胁迫对皂苷含量以及皂苷合成相关酶活性的抑制作用。
复合芽孢杆菌对鲫鱼养殖水体水质及细菌群落结构的影响
李雪, 刘述凤, 鄢雨朦, 张润洁, 王天杰, 付保荣
生态与农村环境学报. 2020, 36(4): 522-530. doi:
10.19741/j.issn.1673-4831.2019.0573
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多维度评价
为寻找对养殖水体降解效果更好的菌株,以巨大芽孢杆菌(
Bacillus megaterium
,简称A0)、凝结芽孢杆菌(
Bacillus coagulans
,简称BC)、枯草芽孢杆菌(
Bacillus subtilis
,简称BS)为研究对象,探究了复合芽孢杆菌A0+BC、A0+BS对鲫鱼(
Carassius aumtus
)养殖水体营养盐N、P的改善效果,并采用高通量测序分析细菌群落结构变化,结果显示:复合芽孢杆菌A0+BS对NH
4
+
-N、NO
2
-
-N、NO
3
-
-N、TP降解效果最显著,降解率分别达46.3%、76.3%、35.6%、80.3%;复合芽孢杆菌A0+BC对TP没有降解效果。7 d水样的高通量测序结果与对照(CK)相比,处理组微生物多样性增加,且A0+BS组微生物多样性最高;处理组厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)减少,变形菌门(Proteobacteria)、放线细菌门(Actinobacteria)增加,且A0+BS组放线细菌门相对丰度最高。对照组优势菌主要为赖氨酸芽孢杆菌属(
Lysinibacillus
)、土壤芽孢杆菌属(
Solibacillus
)、血液杆菌属(
Haematobacter
);处理组优势菌丛毛单胞菌属(
Comamonas
)为异养硝化-好氧反硝化菌;A0+BC组其他优势菌不动杆菌属(
Acinetobacter
)、假单胞菌属(
Pseudomonas
)均为致病菌;A0+BS组其他优势菌硝化杆菌属(
Bosea
)、
Dokdonella
属均为脱氮菌。复合芽孢杆菌A0+BS脱氮除磷效果最佳,且水体TP、NH
4
+
-N浓度符合GB 3838-2002《地表水环境质量标准》的Ⅲ级标准;投加芽孢杆菌对养殖水体微生物群落结构进行调控,养殖水体水质得到改善。
改性石墨烯电吸附去除水中砷离子
徐斌, 吴文倩, 皋海岭, 张毅敏, 张书陵
生态与农村环境学报. 2020, 36(4): 531-541. doi:
10.19741/j.issn.1673-4831.2019.0863
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多维度评价
采用水热法制备得到改性石墨烯材料:石墨烯/TiO
2
(GA/TiO
2
)复合材料。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、氮气吸附-脱附、拉曼光谱、电化学等手段对石墨烯(GA)和GA/TiO
2
材料的外观形貌、孔隙结构、电化学性能等进行了表征;将GA和GA/TiO
2
材料组装成电极,应用于电容去离子(CDI)去除砷离子,分析电压、循环流速、温度和初始浓度对砷离子去除效果的影响。结果表明:GA/TiO
2
材料具有三维孔状结构,比表面积为416.99 m
2
·g
-1
,比电容为320.75 F·g
-1
,优于GA材料。GA/TiO
2
电极CDI除砷性能优于GA电极。随着电压的升高,砷离子去除率和吸附量均增大;随着温度的升高,砷离子去除率和吸附量均减少;随着初始离子质量浓度的增大,砷离子吸附量增加,去除率减小;而循环流速对砷离子去除率没有明显影响。GA /TiO
2
电极对砷离子吸附过程符合准一级动力学模型和Freundlich等温模型。
研究方法
成都秋冬季气溶胶散射吸湿增长模型研究
尹单丹, 倪长健, 邓也, 张智察, 杨寅山
生态与农村环境学报. 2020, 36(4): 542-548. doi:
10.19741/j.issn.1673-4831.2019.0374
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参考文献
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多维度评价
气溶胶散射吸湿增长对大气环境有重要影响,而相关研究在川西地区尚不多见。利用成都市2017年10-12月浊度仪和黑碳仪的逐时观测资料以及同时次的环境气象监测数据〔大气能见度、相对湿度(RH)和NO
2
质量浓度〕,计算了该区域秋冬季气溶胶散射吸湿增长因子
f
(RH),进而分析该因子随相对湿度的变化特征。主要结论如下:通过多模型对比,确定了二次多项式是表征研究区秋冬季气溶胶散射吸湿增长的最优模型。基于该最优模型的诊断发现,
f
(RH)随RH的增加而增大,陡增点出现在RH值为86%~87%时。成都地区
f
(RH)低于珠三角地区,但总体高于京津冀、长三角地区、巴西和葡萄牙的计算值。