民族生态学是综合民族学、生态学、环境学等知识研究民族生态系统的动态平衡特征、维持与作用机制的学科(图1)。研究和定量各种气候、环境、生产生活方式等变化对民族生态系统的潜在压力、风险和作用机制,发展和开发能够认识、消除或预防潜在压力与风险的理论、技术与方法是实现民族生态系统的可持续发展重要基础保证。
图1. 民族生态系统内涵及研究范畴
对流层臭氧既是一种重要的温室气体[1],对全球气候变化具有一定的影响,同时也是一种强氧化剂,不仅可减缓植被、森林的生长,还会造成农作物的减产,同时也可危害动物和人体健康。臭氧的来源主要有平流层输送和光化学反应生成,光化学反应前体物主要为人为活动排放的NOx和VOCs,在大尺度区域上,CO也是臭氧生成的前体物。随着人口的增长以及城市化进程的不断加快,在长三角地区、珠三角地区以及华北等地区研究表明,近地面O3浓度呈逐渐升高,以O3为主要成分的光化学污染呈上升态势。
青藏高原作为一个独特的地理单元,其干净的大气环境为研究臭氧的变化规律与环境行为等提供了理想的场所。由于海拔高,太阳紫外辐射强,青藏高原近地面臭氧背景值浓度高。随着西部大开发的深入,人口增加和经济的发展,污染物的排放量急剧增加,臭氧污染在高原城市等地区已经展现出了令人担忧的潜势,这对高原脆弱的生态系统可能会构成潜在威胁,影响着民族生态系统的可持续发展。
中央民族大学生环学院林伟立教授研究小组,联合中国气象科学研究院等科研人员在海拔相对较低、森林和植被覆盖较好的青藏高原东南部林芝地区高山站点开展为期一年多的O3和CO在线观测(图2),应用后向轨迹聚类‒浓度相关法分析方法研究了大气长距离输送来源源及其相对贡献。结果表明该地区O3月均值浓度为22.1 ~ 48.6 ppb,春季臭氧浓度高。O3的日变化规律与污染地区相似,但成因不同。O3混合比与混合层高度、风速呈显著正相关,与温度、相对湿度呈显著负相关,表明垂直空气交换较强。约50%的气团轨迹来自孟加拉湾东北部地区,O3 (CO)混合比较低,湿度较高。其他来自北印度次大陆(28%)和中东(18%),O3 (CO)相对较高,湿度较低。不同气团对地面O3和CO的平均相对贡献较小且分散,但在14:00垂直空气交换接近最强时的相对贡献较大(图3)。研究进一步印证了高原地区是对流层O3显著的汇,表明高原地区存在负温室效应。据估计,林芝的O3汇最大范围在4.5- 5.5 ppb h−1。
图2. 林芝观测站臭氧浓度的时间序列变化
图3. 14:00后向轨迹聚类结果及其对O3和CO的相对贡献
研究结果以2022年6月发表在Environmental Chemistry期刊上(图4),链接见https://www.publish.csiro.au/en/EN22015。(林伟立,陈熠)
图4. 发表页截图