DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 沥青VOCs控制剂研究 现在沥青烟气的治理技术主要适用于特定场合的沥青烟后期处理，对沥青生产和储运阶段比较合适，但是对于铺路、压实等开放环境下释放的沥青烟气并不适用，并且现有治理技术无法在产品源头处防止烟气的释放，不能将污染消灭在源头。因此，寻找一种能在源头处抑制沥青烟气产生的方法显得尤为重要，很多研究者针对这一问题进行了大量研究，试图通过沥青改性、改进铺路工艺等手段抑制烟气的生成 [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]。 沥青各组分本身内部组成复杂，各成分性质也有一定差异。这一性质造成了微观上沥青的不均匀，结构类似、性质相近的组分会重新聚集，而结构、性质差异较大的组分溶胶于其中 [ 17 ] [ 18 ]。因此，沥青内部存在胶体平衡、扩散平衡、溶解平衡等。当遭遇温度变化、外加剂参与等外界因素影响时，原有的平衡将会被打破，原有状态也随之发生改变。沥青改性剂改变了沥青的内部结构，比如沥青内部各部分的交联作用、小分子的位置以及官能团的分布情况等，从而导致沥青性能的变化。改性剂对沥青主要起溶胀和吸收的作用。溶胀作用指高分子聚合物改性剂。聚合物在沥青内形成网状结构，吸收沥青某些组分进入，导致改性沥青中的各组分配合比例与原有沥青相比有了较大变化。若改性剂比例适当，会使沥青的各项物理指标得到大大优化，从而对沥青产生了良好的改性效果。即使原有沥青各部分配合比例不适当、各项指标交叉，改性剂也能对其进行改变，对沥青性能进行优化。然而，改性剂和沥青具有双向选择作用：沥青在一种改性剂的作用下各项指标能够得到改善，但改换另一种改性剂可能效果不明显甚至出现相反的结果，这是沥青对改性剂的选择性；而同一改性剂加入到不同沥青中，也可能出现完全相反的转化结果，这是改性剂对沥青的选择性 [ 19 ]。因此，在改性剂的选择上要针对不同沥青的性质来进行。通过向沥青中添加抑烟剂等添加剂对基质沥青进行改性，达到抑制沥青烟气的目的，这种改性沥青通常被称作净味沥青。但是，目前对于净味沥青的研究较少，国内还没有开发出真正环保型的净味沥青。国际上壳牌公司开发的净味沥青最为出名，壳牌自行开发的Bitufresh沥青净味剂可以与沥青烟气中的小分子物质，特别是硫化物进行反应，生成大分子不挥发性物质，进而抑制了沥青气味。 常用的净味沥青添加剂主要有聚合物改性剂类、吸附剂类、阻燃剂类等。聚合物改性剂类包括SBS改性剂、聚氯乙烯等，将小分子物质固定，从而达到抑烟的目的。吸附剂通过物理作用将小分子物质吸附在孔结构中防止其挥发；化学吸附剂主要是一些活性较强的小分子有机物，能与沥青中小分子发生反应将其除去，但这种吸附剂往往具有较强的选择性，不如物理吸附剂实用性强。阻燃剂类改性剂包括中断热交换阻燃类和凝聚相阻燃类 [ 20 ]。 如图1，聚合物改性剂则是通过聚合物在沥青中形成某种稳定结构，以减少沥青中VOCs的释放 [ 21 ]。聚合物改性主要是通过在沥青中形成网状结构从而可以阻止沥青烟的挥发，具有代表性的是SBS改性剂。SBS之所以能够减少沥青烟气的释放，主要是因为SBS对沥青组分具有溶胀、束缚、吸附以及交联作用，这样就可以固定沥青中的轻组分从而阻止轻组分的挥发，达到减少沥青烟气的效果。聚合物中还有一类应用比较广泛的改性剂是塑料，最具有代表性的是聚氯乙烯，主要是控制聚氯乙烯的热解产物不参与成环聚合，不产生一些像乙炔这样的中间产物，从而减少挥发量，降低沥青烟气的挥发。 图1. 聚合物改性剂抑制剂原理简图 吸附剂利用某些多孔物质对小分子物质的吸附能力降低VOCs的排放。活性炭是应用最广泛的吸附剂。吸附剂的多孔结构提供了巨大的表面积，这些材料颗粒小吸附剂的孔壁上有很大的分子键作用应力，容易将沥青烟气吸附到吸附剂的孔径中，从而达到减少烟气的作用。化学吸附主要是利用吸附剂和沥青烟气发生化学反应而去除烟气 [ 22 ]。
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user: 4. 沥青VOCs复合抑制剂研究 有研究表明，将2.0%的SBS、0.4%的氢氧化镁、0.2%的除味剂复配使用时，能将沥青烟的排放量从0.60 g/kg降到0.31 g/kg，臭味等级由4级降到0级。而将SBS与纳米CaCO 3 复配使用，当达到最佳复配比例时，烟气减少效率能达到30%左右 [ 23 ]。大部分添加剂的加入不仅会响沥青使用性能，还难以与沥青相容，极易出现相分离，不利于长期储存 [ 24 ]。为了提高SBS与沥青的相容性，往往需要加入稳定剂，而稳定剂的加入引入了硫元素，加热时又会生成SO 2 、H 2 S等有毒有害成分。用抑烟剂对沥青进行改性虽然可以一定程度上减少烟气释放量，但是加入的大部分添加剂都会影响沥青的使用性能 [ 25 ]，尤其会使得低温延展性降低，以牺牲沥青质量来降低烟气排放不值得推广。 崔培强 [ 26 ] 研发了三种单体抑制剂和两种复合抑制剂。选用三种不同类型的单体抑制剂，包括SBS、活性炭和LDHs，分析证实了SBS和活性炭作为抑制剂对沥青VOCs的抑制作用明显，但是对沥青官能团种类影响不大。在确定了单体抑制剂最佳掺量的基础上，研发了两种复合抑制剂，复合抑制剂1 (4% SBS + 4%活性炭)和复合抑制剂2 (5% SBS + 4%活性炭)，通过实验证实了复合抑制剂无论是在沥青高温融化、储运过程，还是在沥青混合料拌合、摊铺过程中，对沥青VOCs的抑制效果更佳。沥青中掺入复合抑制剂后，通过PM微颗粒物测试仪的检测，改性沥青混合料微颗粒物的释放量也有大幅度降低。通过开发的收集沥青混合料VOCs的两种装置，一种是收集沥青混合料在拌合状态下VOCs的挥发装置，另一种是收集沥青混合料从高温到冷却状态下挥发的沥青VOCs装置，结合称量法和紫外分光计，研究复合抑剂对沥青混合料拌合过程和高温到冷却过程中沥青VOCs释放的抑制情况。几种复合抑制剂对沥青VOCs中各种气体均有抑制作用，抑制效果由弱到强的顺序依次为复合抑制剂1 (4% SBS + 3% C) < 复合抑制剂2 (5% SBS + 3% C) < 复合抑制剂3 (4% SBS + 4% C) < 复合抑制剂4 (5% SBS + 4% C) < 复合抑制剂5 (4% SBS + 5% C) < 复合抑制剂6 (5% SBS + 5% C)，且4% SBS + 4% C、4% SBS + 5% C和5% SBS + 4% C这三种复合抑制剂对VOCs气体的抑制作用十分接近，结合工程实际，复合抑制剂3 (4% SBS + 4% C)和复合抑制剂4 (5% SBS + 4% C)这两种复合抑制剂的抑制效率最佳。多环芳烃气体和其他烷烃类、卤代烃类气体的挥发速度并不是随着温度的上升呈上升趋势或是稳定趋势，挥发速率曲线随着温度的变化出现了波动 [ 27 ]。4% SBS + 4% C和5% SBS + 4% C两种抑制剂的抑制效果处于中间位置，并且出现了多次交叉，4% SBS + 5% C和5% SBS + 5% C两种抑制剂的抑制效果是最佳的，可是相对于4% SBS + 4% C和5% SBS + 4% C两种抑制剂，其针对多环芳烃的抑制作用并没有提高很多。PJ90 − 4% SBS + 4% C沥青和PJ90 − 5% SBS + 4% C沥青的残留稳定度和融循环强度比提高。复合抑制剂对沥路面施工过程VOCs抑制效果显著。在沥青混合料拌合和保温过程中，复合抑制剂对沥青混合料VOCs的抑制作用明显 [ 28 ]，并对由此拌生的粉尘有一定的抑制作用，对于PM2.5和PM5两个评价指标，无论在拌合过程还是保温过程中，均大幅度超过国际和国家标准。复合抑制剂一定程度上减少了PM2.5和PM5两种微颗粒的排放，在保温过程中尤为明显。 张红华 [ 29 ] 的研究表明，活性炭的加入对沥青性能的影响比较大，尤其是延度的影响，为了综合考虑改性沥青的基本性能和抑制效果，后期的研究可以考虑将活性炭和SBS作为复合改性剂研究以确定最佳掺量。通过质谱分析，由于不同的裂解重排导致分子量相对较小的离子强度明显得大于分子量较大的离子，通过抑制剂对沥青挥发物中的小分子量的变化、多环芳烃的变化以及其他有机化和物的变化可以看出，这三种抑制剂对沥青烟的绝大多数气体均可起到抑制作用，不同的质量比例对不同的有机化合物的抑制效果并不完全相同，有的抑制剂对很少数的挥发化合物不但没有抑制效果反而具有一定的促进作用，这说明抑制剂对沥青的挥发有机化合物具有一定的选择性。同时归纳得出，对于PJ90，LDHs的最佳比例在3 wt%和4 wt%之间，而相对于活性炭，最佳比例是5 wt%。
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user: 5. 结论 抑制效果更好、适用面更广泛的复合抑制剂的开发是抑制剂研究方向。应进一步研究复合抑制剂对沥青性能的影响。通过沥青VOCs抑制效果的研究，选出掺配比例最佳的复合抑制剂，引入高科技手段如TG-MS联用技术进行精准评价。亦应研究复合抑制剂对沥青基本性能、流变性能、组成成分等方面的影响规律。评价复合抑制剂对沥青混合料成型过程VOCs的抑制效果也是研究方向之一。
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user: 摘要 本文利用NCEP/NCAR近70年(1948~2020年)的海平面气压、气温、位势高度等再分析资料和GPCP近50年(1979~2020年)全球月平均降水资料，讨论了北大西洋涛动及其正负相位转换过程的基本特征，研究表明：NAO全年均存在但在冬季最强，且NAO正负相位的转换对东亚大气环流形式有着显著影响。采用相关分析和合成分析方法，对冬夏两季的NAO与东亚地区的环流形势、冬季气温和夏季降水进行研究，发现北大西洋涛动与东亚地区的气候有着明显的相关性，且因季节不同，对冬夏两季东亚地区的气候影响也不同。当北大西洋涛动表现较强时，东亚冬季风偏弱，夏季风偏强，东亚地区冬季气温整体偏高，夏季东亚北部地区降水偏多，南部及西南部降水偏少；反之，当北大西洋涛动较弱时，东亚冬季风偏强，夏季风偏弱，东亚冬季气温偏低，夏季东亚北部地区降水偏少，南部偏多。
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user: 1. 引言 近年来，越来越多的人们开始关注NAO对各个国家及地区气候要素的影响，特别是2000年以后，北大西洋洋面和其东部邻近地区的温度上升趋势逐渐加强。北大西洋及其邻近的北美洲、欧洲以及北非的气温和降水规模也表现出了非常显著的年际和年代际变化特征。一般来讲，当NAO表现得偏强时，会使得格陵兰岛西部、北美洲东北部、北非和地中海地区的气温异常偏低，欧洲北部和美国东部地区温度则相对常年平均来说略微偏高，同时会使欧洲北部降水量偏多，南部的降水偏少；反之亦然。此外北极附近洋面的海冰分布也会受NAO的影响，如波罗的海和格陵兰海洋上的海冰分布情况就会随着NAO的强度变化而改变。 NAO作为三大涛动之一，是大气与海洋相互作用的产物，同时它也是北大西洋地域最显著的大气环流变化模态。它的局部影响效应能从北美东海岸扩展至西伯利亚，从极地扩展至北大西洋副高一带。此外，它还能通过大气行星尺度波的传播，将其影响效应扩展到更远的地区去。NAO的主要影响区域是北大西洋及其相邻地区，如北美洲和西欧，但也会对其它稍远一些的地区如亚洲的气候产生一定影响。 关于NAO对中国区域气候及气候变化的影响等方面的研究，前人已经取得了丰富的研究成果。根据以往研究的大量成果发现，NAO与我国冬季大气环流形势、气温、降水等有着密切的联系。Wu and Wang (2002)分析了NAO和西伯利亚高压地区的季节变化之间的作用机制，发现冬季西伯利亚高压之所以能够维持是因为对流层中存在的下沉气流，而这种下沉气流是由北大西洋海域上空传送过来的，从而能将西伯利亚高压与北大西洋涛动联系起来。当冬季NAO处于正相位时，气流的下沉运动受到抑制，从而冬季西伯利亚高压也会受到影响。武炳义和黄荣辉 [ 1 ] 研究了冬季NAO指数与西伯利亚高压之间的反向变化关系，发现在NAO指数异常偏高的年份，对应的亚洲大陆中部为一显著的负变压区，从而使得西伯利亚高压减弱，东亚冬季风也将随之相应减弱 [ 2 ] [ 3 ]，最终导致亚洲北部冬季气温明显偏高。Li [ 4 ] 发现冬季NAO能够影响我国高原东侧区域的纬向风强弱，使得该区域的总云量发生改变，从而能够通过云辐射的强迫作用对我国西南地区的地表气温产生影响，所以NAO也是影响我国西部地区冬季降水的关键性要素 [ 5 ]。 就NAO对于东亚地区气候变化的影响而言，此前国内外学者的研究也得出了一些结论。在冬半年，NAO与北半球大部分地区的气温有着密切联系，北极、非洲、欧亚大陆以及大西洋等地区的地表气温和海表温度都与NAO变率显著相关。梅笑冬 [ 6 ] [ 7 ] 在研究北大西洋海温异常对大气环流形势的影响中提到，自20世纪80年代早期到2000年间，NAO主要表现为中高纬度低压偏低、副热带区域高压加强，与之相对应的欧亚大部分地区气温比往年平均气温高1℃~2℃，而北半球的海表温度则普遍偏低 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]。而在夏半年，Dugam等 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] 研究了NAO和印度地区夏季风雨之间的关系，他发现大西洋上西风带的强弱变化能够通过高、低环流指数的交替变化来表现，NAO通过影响亚洲阻塞高压的强度和位置，从而影响印度夏季风强弱最终对我国夏季降水产生影响。 综上，目前各国对于NAO的特征的研究方向主要集中通过其指数变化趋势来研究其年际变化和年代际变化关系上，前人还未结合其正负相位转变一起讨论，也没有人对相位转换过程中大气环流形式加以研究。而就研究范围上来看，对于NAO对东亚地区的影响在空间上主要集中在中国这一地区，此外主要讨论的是冬夏季的极端天气异常与NAO的关系。本文将首先分析NAO指数变化特征、正负相位转换过程中大气环流形式变化特征，其次将对比分析冬夏两季NAO的特征及其对东亚地区气候的影响。最后结合前人从NAO的季节和年际变化率出发得出的结果，从而能对NAO影响全球气候变化有一个更系统的概念，且有助于认识东亚地区气候变化的形成机制。综上，本文的主要内容是利用海平面气压、气温、降水等再分析资料，结合NAO时间和空间两方面来研究北大西洋涛动的特征及其对东亚地区的影响 [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]。
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user: 2. 数据与方法 本文所使用的主要资料为：1) 美国国家环境预报中心(NCEP)和美国国家大气科学研究中心(NCAR)联合开发提供的NCEP/NCAR逐日的再分析资料和1948-2020年全球的月平均海平面气压场资料、海平面月平均风场资料、17层月平均位势高度场、月平均气温和降水等资料，分辨率2.5˚ × 2.5˚。2) 美国气候预报中心(CPC)提供的1950年1月1日至2019年12月31日的逐日NAO指数数据。3) GPCP (Global Precipitation Climatology Project)提供的1979年1月至2020年3月的月平均降水资料。4) 季风数据来自于施能定义的冬季风指数和李建平教授提供的东亚夏季风指数(http://ljp.gcess.cn/dct/page/65591)。 使用相关分析和合成分析法都对数据进行处理：运用Pearson相关分析法求得NAO与冬夏季风相关系数并进行双尾检验(t = 0.05)。计算公式如下： r = N ∑ x i y i − ∑ x i ∑ y i N ∑ x i 2 − ( ∑ x i ) 2 N ∑ y i 2 − ( ∑ y i ) 2 (1) (公式(1)出自于武炳义和黄荣辉(1999)，其中r为各相应季节的NAO指数和季风指数的相关系数，N为选取各季节NAO指数和季风指数的总数量， x i 为各年相应季节的NAO指数， y i 为各年相应季节的季风指数) 运用合成分析法处理数据，并进行t统计量检验，公式为： t = x ¯ − μ σ x n (2) (公式(2)出自于梅笑冬(2015)，式中t为统计检验值，x为选取的各5个强NAO和弱NAO年的NAO指数均值，µ为强NAO年和弱NAO年的NAO指数总体平均值， σ x 为选取的各年NAO指数的标准差，n为选取的NAO指数的总数量) 本文在研究过程中，能对结果产生影响的主要因素有以下几种： 1) NAO与东亚地区距离较远，存在干扰因素：北大西洋涛动现象发生在大西洋上35~65˚N，20~35˚W之间的洋面上空，在对流层上层表现得最为显著。而东亚地区(4˚N ~53˚N， 73˚E~150˚E)主要包括东北亚和东南亚地区，东北亚地区位于亚洲东部，太平洋西侧，主要包括中国，蒙古，朝鲜，韩国，日本这5个国家。两者之间的距离较远，在行星尺度传播过程中容易受到其他因素的干扰，所以NAO对东亚地区的影响存在一定的滞后效应，且在研究过程中得考虑传播途中的其他影响因素，将其排除。 2) 东亚地区地形、气候复杂多变：东亚地区地形西高东低，有典型的季风气候，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥。东亚大陆边缘，地质条件复杂，多火山、地震，夏秋季常受台风侵袭。西部远离海洋，降水较少，地形多为高原、山地，所以为温带大陆性气候和高原气候，冬季严寒，夏季炎热，气温年较差大，降水受地形影响，多大风、雷暴和冰雹等天气。东亚地区气候复杂多变，所以研究过程中得考虑东亚地区的地形以及各季节的气候因素。 3) 选取的数据质量：由于本次研究过程选取的数据为近70年的各类气象数据，其年代跨度较大，样本数量也多，所以可能存在有个别数据缺测的现象。在研究之前要对选取的数据进行检查和标准化，然后对得到的结果进行检验，从而提高准确性可可靠性。
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user: 3. NAO正负相位转换过程对大气环流形式的影响 北大西洋涛动与北半球环流异常和东亚地区的气候变化之间存在密切联系，NAO正负相位转换过程是使大气环流形式产生异常的主要系统。因为NAO的周期约为两周左右(Feldstein， 2003)，所以我们要想研究NAO转相过程对大气环流形式的影响，还是得使用相应的逐日数据进行个例分析。我们将选取典型个例进行环流形势特征分析，虽然NAO指数是针对500 hPa进行REOF分析得到的，但是因为NAO近似为正压结构，且在对流层上层表现最为明显，故我们分别选取1996年1月1日至2月6日和2003年1月1日至21日的300 hPa位势高度分布图来研究NAO相位转换对东亚地区的高空形式和大气环流场的作用及其对东亚地区天气现象的影响 [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]。 从图1可以看出，在NAO+到NAO−相位转换事件之前，极涡中心位置偏北，位于新地岛附近，东亚地区大陆上空存在一明显的浅槽区，亚洲地区盛行西风环流。而此时在欧洲西部上空存在有一较强的天气尺度高压脊，并在不断向上游大西洋北部地区伸展(1月4日)，在加拿大北部还存在一个大尺度的低压槽，整个系统都在不断东移。随着低压槽的东移和发展，北大西洋上冰岛地区气压降低，南部受副高影响，气压升高，南北气压梯度增大，于是NAO+相位就出现了。1月9日，极涡中心南移至欧洲北部，东亚大槽在我国东部沿海建立起来，其低压中心与泰米尔半岛的低压中心两向对立。到1月14日，极涡中心东南移至北美大陆，欧洲北部低压减弱，东亚大槽东移至太平洋洋面上稳定。随着中高纬度长波系统的东移，低压槽对下游乌山高脊产生挤压作用，使得高脊成为闭合高压中心东移至西西伯利亚稳定，且阻塞环流出现严重变形(1月14~19日)。1996年1月19日之后，NAO+相位事件开始减弱，下游的阻高西退并与北大西洋上的高脊合并，阻塞环流范围扩大，北大西洋和欧洲大部分地区都处在高压脊控制之下(1月22日至1月30日)。正是由于下游阻高的西退，大西洋上高脊建立起来，冷暖空气南北分流，导致大西洋上南北之间位势梯度减小，从而NAO−相位就出现了，此后负相位将继续加强。NAO+到NAO−的相位转换已完成。转相结束以后，亚欧地区主要受从西伯利亚南伸至青藏高原上的高压脊和我国东北地区上空的低压槽控制，中低纬度还存在着多个小波动。综上，这一转相发生的直接原因是阻高西退并与大西洋上的高脊合并，NAO+相位事件发生衰退，而阻塞环流形势增强并西退，北大西洋上就会有NAO−相位事件发生，所以NAO+相位事件就转变为了NAO−相位事件，这个转换过程的时间尺度约为30天。 图1. NAO+到NAO−转换事件的300 hPa位势高度图(单位：gpm) 图2给出了2002年冬季的NAO−转NAO+转换个例的相应流场。在2003年1月1日的图上，极涡中心偏向于北美洲，乌拉尔山以西有一低压中心，西伯利亚高压脊位于中西伯利亚上空，且尺度较大，东亚大槽稳定于太平洋洋面上。大西洋东部有一弱高脊存在，随后这个高压脊缓慢地向东移动并且不断增强。1月5日，极涡中心偏向亚欧大陆东北部，西西伯利亚上空存在一低压中心，青藏高原上有一浅脊存在，东亚大槽在我国东北地区重建。同时由于大西洋上的高压脊的发展东移，大西洋上空出现了暖空气向北流动、冷空气向南流动现象。这个过程就导致了北大西洋地区流场呈现出类似阻塞的形式，NAO−相位事件就此发生。此外我们也发现随着阻塞流场的发展，欧洲大陆西部有西伸并增强的大尺度低压槽建立起来。阻塞流场在2003年1月5日之后开始衰退，这时位于下游的低压槽或低压中心已经移到西欧上空了，我们可以将下游低压槽的西退当做是NAO−相位事件开始衰退的征兆(1月5~9日)。此后随着NAO−相位的衰退，青藏高原高压脊也开始减弱，东亚大槽在我国东部沿海建立起来，中低纬度的环流形势逐渐演变为纬向型运动，相应的东亚地区西风环流增强，这样也就完成了NAO−向NAO+相位事件的转换(2003年1月1~13日)。而转换后的NAO+相位则在2003年1月17日达到了它的最大振幅。此后欧洲西部的浅脊也移到了青藏高原之上，东亚大槽稳定于鄂霍次克海上。综上，NAO−到NAO+相位事件转换完成了，时间尺度约为21天。 图2. NAO−到NAO+转换事件的300 hPa位势高度分布图(单位：gpm)
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user: 4. NAO对东亚地区夏季季风的影响 因为北大西洋涛动在冬季最强，夏季次之，在春秋季都比较表现得比较弱。所以我们接下来要分别讨论冬季和夏季的NAO强度变化对东亚地区气候的影响。冬季NAO是通过东亚冬季风来影响东亚地区气候的，冬季风控制下，东亚地区的降水量很少，且各年的变化不大，而东亚地区的气温的变化比较明显，再结合前人对NAO与我国气候的研究结果(王晓腾等，2010)，我们发现，冬季NAOI与冬季气温的相关性要远大于与降水的相关性，所以在冬季我们只研究NAO对东亚地区气温的影响。而在夏季，东亚地区基本温度都比较高，受夏季风影响，东亚地区的降水量比较多且分布范围较广。结合王永波和施能(2001)的研究结果发现，夏季NAO对夏季亚洲地区降水量显著相关，所以在这里我们不考虑夏季气温，只讨论夏季NAO对东亚地区夏季降水的影响。最后综合对两季东亚地区环流形势，东亚季风强弱，冬季气温和夏季降水等的研究结果得出最终结论。 东亚冬季风是北半球表现最为活跃的环流系统之一，对东亚地区的天气、气候有着显著影响，东亚冬季风是起源于西伯利亚高压，当高压离开源地向南爆发时，在其东侧和南侧的强北风和东北风，前人已对东亚冬季风进行了多方面的研究分析，在此我们主要讨论冬季NAO与东亚冬季风指数的相关关系(图3)。 从以上两者的变化曲线可以看出，当NAO指数增大时，冬季风指数减弱；当NAO指数减小时，冬季风指数就会增大；且两者的波峰波谷之间是互相对应的，它们之间呈现出明显的反向变化趋势。此外就两者的最大最小值来看，冬季风指数的变化幅度明显大于NAO指数的变化幅度，表明东亚冬季风对所受影响表现得非常显著，容易产生波动。结合冬季NAO指数与东亚冬季风指数的相关系数可以看出，冬季NAO指数与东亚冬季风指数呈现出弱的负相关关系，两者的相关系数达到−0.268，且通过了置信检验。说明当NAO指数偏高(低)时，冬季西伯利亚高压偏弱(强)，所以东亚冬季风也偏弱(强)。 图3. 1950~2018年夏季NAO指数与东亚东季风强度指数的变化曲线 为了更清楚地展示夏季NAO和东亚夏季风气候的影响，我们将对强NAO指数年和弱NAO指数年的夏季进行分别讨论，选取出5个NAO指数异常偏大的夏季和5个指数偏小的夏季，选取的5个大值的年份为1983，1953，1961，1973，1972；5个小值得年份为1987，1958，1995，1957，1963；根据选出的几年夏季，对其海平面气压进行合成分析并进行t检验，以此来讨论夏季NAO对东亚环流形势的影响。 根据图4左可以看出，在NAOI偏强的夏季，北半球亚欧北部高纬地区为正变压区，而美洲北部则相反，为负变压区。在北半球中高纬度，有两个最大负距平中心，一个位于亚欧大陆上的蒙古–西伯利亚地区，另一个位于格陵兰岛–冰岛一带。最大正距平中心位于大西洋的亚速尔群岛附近。此外，鄂霍次克海–贝加尔湖–青藏高原–印度地区为显著的负距平区域，t检验结果为负值，北太平洋160˚E以东则为正距平区，t检验值普遍为较大的正值。亚洲大陆上的热低压减弱，太平洋副高加强，两者之间的气压梯度增大了，说明此时的夏季风偏强。 从图4右分析发现，夏季NAO指数偏小的几年，其北半球夏季海平面气压的累计距平分布则与图4左相反。北极附近高纬地区为正距平区，在30˚N以北的中高纬地区，除格陵兰–冰岛地区和巴尔科什湖北部这两地区以外，全为负距平区域，最大负距平中心依旧位于亚洲高压区。大西洋160˚以东全为负距平区，说明此处副高减弱，它与亚洲大陆之间的气压梯度减小，相应的夏季风就会减弱。 综合以上分析，得出结论：夏季NAOI的强度变化对北半球的海平面气压有着显著影响，且夏季NAO能通过对大陆热低压和太平洋副高产生影响从而来影响夏季风的强弱：当夏季NAOI偏强时，大陆热低压加深，太平洋副高北伸北抬，北太平洋气压升高，海陆气压差增大，相应的夏季风就会偏强；反之，当夏季NAOI较弱时，夏季风也会偏弱。 图4. (a) 夏季强NAO年的海平面气压累计距平分布及t检验结果；(b) 弱NAO年的降水累计距平分布及t检验结果(单位：gpm) 本文使用的降水数据是来源于GPCP提供的全球月平均降水资料，记录的是1979年1月至2020年3月的全球降水数据，所以要对NAO指数重新选择年份进行分析，在1979~2019年夏季中选取的5个NAO指数偏大的夏季年份为1979，1994，1996，1983，2018；5个夏季NAO指数偏小的年份为2008，2011，2012，2015，2016。根据选出的几年夏季，对全球夏季降水量进行合成分析，并做t检验。 从图5左可以看出，在30˚N以北的中高纬地区存在有4个最大正距平中心，分别位于格陵兰岛、东欧平原、日本以东洋面以及我国的黄土高原–华北平原一带，最大负距平中心位于欧洲西部、西西伯利亚、太平洋中部等地。而在北半球30˚N以南地区，最大正距平中心位于太平洋海面，最大负距平中心位于大西洋南部。此外在印度半岛西北部以及我国的华南地区到中南半岛一带也存在明显的正距平，但在青藏高原区有一负距平区存在。但就东亚地区而言，韩国、朝鲜及日本南部降水都表现为负距平，中国和蒙古主要表现为正距平。 从图5右可以看出，30˚N以北的中高纬地区以正距平为主，最大正距平中心位于新地岛附近，但地中海至乌拉尔山、西伯利亚的中东部、鄂霍茨克海以及加拿大等地都是负距平区。而在北半球30˚N以南地区，存在大片正距平区，最大正距平中心位于东海、南海以及东海以东的太平洋海面上，印度半岛北部也存在一正距平区，但在日本、朝鲜半岛以及我国的黄河流域至中南半岛一带为负距平区。 从以上结果分析，由于降水量南多北少，所以降水量场的距平在35˚N以南地区及东部沿海比较大；在西部及西北部距平较小。夏季NAOI的强弱变化会对东亚地区的夏季降水产生明显影响。当夏季NAOI指数处于高值时，西伯利亚中东部、印度半岛西北部以及我国黄河流域和华南地区的降水较常年均值会偏大；当夏季NAOI处于低值时，这些地区的降水量也会比常年有所偏小。当夏季NAOI处于高值时，在孟加拉国、中南半岛、朝鲜半岛、日本中部以及我国的新疆至青藏高原西部、淮河流域附近地区，这些地区的降水量会比常年有所偏少；相反的，当夏季NAOI处于偏低值时，这些地区的降水量也会比常年有所偏多。 图5. (a) 夏季强NAO年的海平面气压累计距平分布及t检验结果；(b) 弱NAO年的降水累计距平分布及t检验结果(单位：gpm)
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user: 5. 结论 本文利用NCEP/NCAR提供的月平均海平面气压、位势高度和气温等再分析资料，结合CPC提供的NAO指数和GPCP提供的全球月降水量数据，采用了合成分析方法，对北大西洋涛动的特征及其对东亚地区的影响进行分析，得出以下结论： NAO相位转换的时间都控制在月季时间尺度内。但NAO正负相位及其转换过程的分布情况在1985年后发生了改变，在1985年之前，大西洋上主要发生的是NAO+转NAO−过程，但在1985年之后，则是以NAO−转NAO+过程为主。从而就导致了NAO指数在1985年之前呈下降趋势，之后呈现为上升趋势。 NAO相位转换过程对东亚地区的环流形式存在较大影响，可以将欧亚大陆上的一些活动中心的西退作为NAO相位开始转换的征兆。 夏季NAO对东亚大气环流形式及夏季气候有着显著影响，夏季NAO与东亚夏季风强弱成正比，当夏季NAO指数较大时，东亚夏季风偏强，西伯利亚中东部、印度半岛西北部以及我国黄河流域和华南地区的降水量偏多，而在孟加拉国、中南半岛、朝鲜半岛、日本中部以及我国的新疆至青藏高原西部、淮河流域附近地区，这些地区的降水量会比常年有所偏少；当夏季NAO指数偏小时，东亚夏季风偏弱，相应的东亚地区降水量分布则与NAO偏强时相反。
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user: 摘要 在氧气充足的情况下，葡萄糖可以通过糖酵解和线粒体柠檬酸(TCA)循环为细胞提供能源和碳源。低氧会使TCA循环和电子传递链(ECT)受到抑制，葡萄糖无法被完全氧化，细胞缺乏能源和碳源。为了补充碳源和能源，低氧细胞促进谷氨酰胺代谢途径合成的柠檬酸参与TCA循环，为细胞提供必要的能源和碳源，低氧诱导因子(HIF-1)参与了这一调控。本文主要介绍了低氧环境下的谷氨酰胺代谢，分析了HIF-1与谷氨酰胺代谢之间的相互作用，为低氧糖代谢的调控机制提供理论依据。
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user: 1. 引言 低氧诱导因子-1 (hypoxia inducible factor-1， HIF-1)是低氧条件下广泛存在于哺乳动物和人体内的一种转录因子 [ 1 ]，它通过调控一系列与适应低氧相关的基因(如糖代谢 [ 2 ] )，对维持机体内的氧稳态平衡发挥着重要的生理学作用。巴斯德效应(Pasteur effect)首次描述了低氧细胞中葡萄糖向乳酸转化增加的现象。由于缺少氧气，细胞中的三羧酸循环(TCA循环)和电子传递链被抑制，葡萄糖转化成丙酮酸后，无法被丙酮酸脱氢酶(PDH)催化合成柠檬酸参与TCA循环，而是与NH 3 结合生成乳酸，排出体外。葡萄糖无法被利用，细胞缺乏生长所必需的碳源和能源。最近的研究发现，低氧下细胞能够通过增加谷氨酰胺(Gln)的摄取，为低氧细胞提供能源和碳源。而HIF-1能够通过促进谷氨酰胺代谢，为细胞提供碳源，帮助细胞适应低氧环境。本文对低氧下谷氨酰胺的代谢过程以及HIF-1与谷氨酰胺代谢之间的相互作用进行了综述，为低氧细胞的代谢适应提供理论基础。
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user: 2. HIF-1概述 上世纪90年代初，Semenza [ 1 ] 和Wang [ 3 ] 在低氧条件下培养的哺乳动物细胞中，发现了一种能够与红细胞生成素EPO基因上的低氧反应元件(HRE)特异性结合的蛋白质，后来发现它广泛存在于低氧细胞内，将它命名为低氧诱导因子(HIFs)。HIFs是异二聚体，由一个氧敏感性α亚单位(HIF-1α、HIF-2α、HIF-3α)和氧不敏感的HIF-1β亚单位组成。低氧诱导因子-1 (HIF-1)由HIF-1α (如图1)和HIF-1β两个亚基组成，都属于bHLH-PAS转录因子家族 [ 4 ]。HIF-1α由位于N端和C端的两个转录激活域，以及PAS结构域、bHLH结构域和氧依赖性降解域(ODDD)组成 [ 4 ]。 图1. HIF-1α的结构图 HIF-1的转录活性主要取决于α亚基的活性 [ 5 ]，β亚基对氧不敏感，在常氧或低氧状态下均持续性表达，α亚基对氧浓度敏感，受氧浓度严格调控，其ODDD区域的保守脯氨酸残基的共价修饰对HIF-1α蛋白的稳定性起决定性作用。常氧下，HIF-1α亚基半衰期很短，在细胞中不断地被合成又被快速降解，这是由于α亚基ODDD结构域中的两个脯氨酸残基(pro402和pro564)能够被脯氨酰羟化酶(PHDs)羟基化，羟基化的脯氨酸残基与肿瘤抑制基因蛋白(pVHL)发生相互作用，并通过泛素–蛋白酶体途径降解 [ 5 ] [ 6 ]。PHDs的活性取决于氧、抗坏血酸和辅酶Fe 2+ 的含量 [ 7 ]，低氧下，PHDs活性丧失，HIF-1α不被降解并向细胞核内转移，与HIF-1β亚基形成HIF-1二聚体，再与靶基因表达调控区域的HRE结合，参与调节靶基因的表达。 受HIF-1调控的靶基因的启动子或增强子内含有一个或多个低氧反应元件(HRE)，通过对HRE的鉴定，迄今发现的能够与HIF-1直接作用的基因有60多个，这些靶基因与细胞内的多种生理活动密切相关，包括血管生成 [ 8 ]、血管舒张 [ 9 ] 和糖代谢 [ 2 ] 等。
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user: 3. 谷氨酰胺代谢 3.1. 谷氨酰胺 大多数细胞在增殖过程中都会消耗大量的葡萄糖和谷氨酰胺 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]。葡萄糖和谷氨酰胺分别作为碳源和氮源，能够促进肿瘤细胞的生长 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]。Gln在生物体内被认为是一种非必需氨基酸，肌肉和其他器官能够合成谷氨酰胺并可通过其他氨基酸代谢来清除多余的氨。肾脏通过释放谷氨酰胺中的氨来维持酸碱平衡 [ 10 ]，肝脏和肾脏通过尿素循环消除谷氨酰胺中以尿素形式存在的过量氮。根据细胞代谢状态的不同，Gln可以作为蛋白质、核苷酸、谷胱甘肽生物合成的前体或产生ATP为驱动线粒体提供动力 [ 14 ]。由于这种双重功能，Gln对许多细胞的增殖是必不可少的，如肠粘膜细胞、活化淋巴细胞、肾小管细胞和癌细胞等。谷氨酰胺可通过转运蛋白(如SLC1A5)进入细胞 [ 15 ] [ 16 ]，也可利用L型氨基酸转运体1 (LAT1，SLC7A5和SLC3A2的异质二聚体) [ 17 ] 将其他氨基酸(如亮氨酸)交换到细胞外的。除了转运外，癌细胞还能在营养缺乏的情况下通过大分子的分解获得谷氨酰胺 [ 18 ] [ 19 ]。 3.2. 谷氨酰胺的胞内代谢 Glu进入细胞后，可促进核苷酸的生物合成 [ 20 ]；也能促进尿苷二磷酸N-乙酰葡萄糖胺(UDP-GlcNAc)合成，促进蛋白质折叠和运输；还能通过谷氨酰胺酶转化成谷氨酸，被转运蛋白转入线粒体中。进入线粒体的谷氨酸可通过氧化或还原途径 [ 21 ] (图2)被利用：谷氨酸脱氢酶(GLUD)或转氨酶将谷氨酸转化为α-酮戊二酸(α-KG)，α-KG可以被α-酮戊二酸脱氢酶(αKGDH)氧化为琥珀酸，参与TCA循环，为细胞提供能量；TCA循环衍生的草酰乙酸(OAA)或苹果酸被输出到细胞质中，苹果酸通过苹果酸酶产生NADPH和丙酮酸，OAA可以转化为天冬氨酸，以支持核苷酸的合成；α-KG也可以被异柠檬酸脱氢酶(IDH2)还原羧化为柠檬酸。谷氨酸衍生的柠檬酸可被运输到细胞质中，以生成乙酰辅酶A (Ac-CoA)，用于脂肪酸合成等 [ 22 ] [ 23 ]。因此，谷氨酰胺可以作为仅次于葡萄糖的碳源。 谷氨酰胺还能够作为氮源，谷氨酰胺-氮对细胞的生存是必不可少的，细胞对谷氨酰胺–氮的利用主要从以下几个方面。谷氨酸通过GLUD或转氨酶转化为α-KG，GLUD反应的副产物是 NH 4 + /NH 3 ，对细胞有毒性，而转氨酶反应的副产物是其他氨基酸(如脯氨酸、天冬氨酸等) [ 24 ]，不产生 NH 4 + /NH 3 。示踪实验证明，体外培养的癌细胞中至少50%用于蛋白质合成的非必需氨基酸可以直接通过谷氨酰胺代谢获取 [ 15 ] [ 25 ]。例如谷氨酸作为氨基转移反应的氮供体，通过谷氨酸草酰乙酸转氨酶(GOT)、谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT) [ 26 ] 和磷酸丝氨酸转氨酶1 (PSAT1)的作用，参与合成丙氨酸、天冬氨酸和丝氨酸 [ 27 ]；TCA循环中衍生的天冬氨酸还可通过一系列的酶将氮转移到嘧啶前体；同时，谷氨酰胺还可以直接提供酰胺氮和间接提供胺氮以进行核苷酸生物合成。缺乏谷氨酰胺的癌细胞会发生细胞周期停滞，但这种停滞可以被外源核苷酸挽救(但不能被草酰乙酸等TCA循环中间产物挽救) [ 20 ] [ 28 ]。事实上，在体外培养的人类原发性肺癌细胞中，人们已经观察到外源性谷氨酰胺合成核苷酸的现象 [ 29 ]。 图2. 谷氨酰胺代谢过程及其产物
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user: 4. 低氧与HIF-1对谷氨酰胺代谢的影响 4.1. 低氧促进谷氨酰胺–碳的利用 氧气在细胞呼吸中承担着重要的角色，一方面，氧气是线粒体电子传递链中电子的最终受体，低氧导致电子传递异常；另一方面，缺乏氧气还会导致烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD + )被破坏，影响柠檬酸循环。低氧细胞虽然增加了对葡萄糖的摄取，但低氧导致TCA循环被抑制，葡萄糖无法通过有氧呼吸为细胞提供足够的能源和碳源，只能转化成乳酸，排出细胞外 [ 30 ] [ 31 ]。导致细胞缺乏碳源，特别是细胞增殖所必需的脂质。 Gln可通过氧化途径参与TCA循环，也可以通过还原途径生成柠檬酸，合成脂肪酸前体Ac-CoA [ 22 ] [ 32 ]，为细胞提供碳源。还原途径在HIF-1α稳定的细胞中更受青睐 [ 33 ] [ 34 ]。研究发现，在低氧的肿瘤细胞中，谷氨酰胺被用作的主要的碳源，尤其是用于脂质生物合成 [ 34 ] [ 35 ]。Ac-CoA是合成脂质的前体，柠檬酸又是Ac-CoA的前体物质。在常氧下，葡萄糖和谷氨酰胺都对细胞柠檬酸库有贡献，谷氨酰胺是草酰乙酸的主要来源 [ 13 ]，葡萄糖是Ac-CoA [ 36 ] 的主要来源，柠檬酸合成酶将Ac-CoA的乙基与草酰乙酸的酮基缩合生成柠檬酸。丙酮酸脱氢酶(PDH)将葡萄糖衍生的丙酮酸转化为Ac-CoA，以及通过TCA循环将谷氨酰胺转化为草酰乙酸都依赖于NAD + ，然而，NAD + 在低氧条件下可被破坏，柠檬酸的合成受到抑制。谷氨酰胺成为低氧细胞柠檬酸盐的主要来源已被证实 [ 35 ]。谷氨酰胺衍生的α-酮戊二酸能够被线粒体异柠檬酸脱氢酶(IDH2)还原羧化形成异柠檬酸，然后异构化为柠檬酸。最近的研究发现，低氧条件下的肺癌细胞中异柠檬酸脱氢酶IDH2的依赖性羧化增加 [ 11 ]，谷氨酰胺成为柠檬酸盐的主要来源，当缺少谷氨酰胺或RNAi使IDH2沉默时，低氧细胞将无法增殖。低氧条件下谷氨酰胺衍生的Ac-CoA比例也显著提高 [ 37 ]。此外，低氧下葡萄糖产生的乳酸也可以诱导谷氨酰胺摄取和代谢 [ 38 ]。 4.2. 低氧促进谷氨酰胺–氮的排泄 低氧细胞在摄取和利用谷氨酰胺时，如果谷氨酰胺–氮代谢同化不能与谷氨酰胺–碳同步，细胞就需要清除多余的氨基氮，因为游离的氨对细胞有毒性 [ 39 ] [ 40 ]。游离的氨可在谷氨酰胺合成酶的作用下与谷氨酸逆合成谷氨酰胺，但这一过程可以看作谷氨酰胺脱氨的逆转，对谷氨酰胺衍生氨的清除并没有实际上的作用。常氧下，氨在氨甲酰磷酸合成酶I (CPSI)的作用下合成尿素，或者被GLUD催化将α-酮戊二酸和氨转化成谷氨酸，并转移胺基使其他氨基酸(如脯氨酸和天冬氨酸)直接获得氨中的氮，还能与丙酮酸结合生成丙氨酸排出体外。然而，Wang等人 [ 37 ] 发现低氧下体外培养的肿瘤细胞中尿素和丙氨酸等的合成并未增加。低氧实质上导致了细胞核苷酸前体特别是嘧啶前体的积累，包括氨甲酰天冬氨酸、二氢乳清酸和乳清酸，其中二氢乳清酸是细胞主要的分泌产物 [ 37 ]。游离的氨可以被二氢乳清酸酶(CAD)转化成氨基甲酰磷酸或者被谷草转氨酶1 (GOD1)将氨并入天冬氨酸中，氨基甲酰磷酸和天冬氨酸在CAD的作用下生成氨甲酰天冬氨酸，最后生成二氢乳清酸，分泌到细胞外。 总的来说，低氧下谷氨酰胺转化为Ac-CoA，用于低氧条件下的脂肪生成，同时通过TCA循环和GOT1将谷氨酰胺和谷氨酰胺基团并入分泌型二氢乳清酸中，从而为细胞增殖提供碳源，并排出细胞中多余的氮。 4.3. HIF-1对谷氨酰胺代谢的调控 HIF-1是低氧调控的关键因子，近20% (12/65)的HIF-1靶基因(如GLUT-1、丙酮酸激酶(PKM)、乳酸脱氢酶(LDHA)、己糖激酶1和2 (HK1和HK2)或葡萄糖激酶(GCK))直接或间接参与葡萄糖代谢。低氧促进谷氨酰胺代谢，主要是通过激活HIF-1调控糖代谢和TCA循环相关的酶，来抑制葡萄糖源柠檬酸的合成，促进谷氨酰胺源柠檬酸参与TCA循环和脂质的合成，补偿低氧细胞的能量需求，为细胞提供碳源。 已知的HIF-1对谷氨酰胺代谢的调控，主要是通过激活几种关键酶(如图3所示)来进行的。首先，HIF-1能够直接激活其靶基因丙酮酸脱氢酶激酶1 (PDK1)基因，使得TCA循环酶—丙酮酸脱氢酶(PDH)失活 [ 40 ]。由于PDH的作用是将丙酮酸转化为Ac-CoA，这会导致丙酮酸不再进入TCA循环，而是被还原成乳酸排出细胞外，造成葡萄糖源柠檬酸盐的缺乏。同时，HIF-1的激活促进α-KG脱氢酶(αKGDH)复合物(OGDH2) E1亚单位48kDa剪接变异体的SIAH2靶向泛素化和蛋白水解 [ 35 ]。aKGDH由E1 (oxogluterate dehydrogase， OGDH)、E2 (dihydrelopamide S-琥珀酰转移酶，DLST)和E3 (dihydrelopamide dehydrogase， DLD)组成，它们共同将aKG转化为琥珀酰辅酶a和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 [ 41 ]。SIAH2的泛素化和蛋白水解使得αKGDH活性降低，α-KG水平升高，推动了异柠檬酸脱氢酶的逆反应，谷氨酰胺类柠檬酸盐增加，促进谷氨酰胺类脂质的合成。除此之外，在肺癌细胞中 [ 42 ]，HIF-1还能够通过上调谷氨酸脱氢酶(GDH)的表达，增加了肺癌细胞对谷氨酸的吸收、谷氨酸到酮戊二酸的代谢通量和ATP的生成。HIF1a结合GDH的启动子，促进肺癌细胞中GDH基因的转录。 图3. HIF-1对谷氨酰胺代谢的影响
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user: 5. 总结与展望 综上所述，谷氨酰胺对低氧细胞的增殖是必不可少的，低氧下的谷氨酰胺承担了重要的生理作用，如合成核苷酸、氨基酸和脂质，代替葡萄糖成为低氧细胞中主要的碳源。而低氧诱导因子HIF-1对谷氨酰胺代谢中的许多重要基因都有调节作用。如，HIF-1能够激活丙酮酸脱氢酶激酶1 (PDK1)基因的表达，使TCA循环酶—丙酮酸脱氢酶(PDH)失活，造成葡萄糖源柠檬酸盐的缺乏。还能促进α-酮戊二酸脱氢酶(α-KGDH)泛素化和蛋白水解，使得α-KGDH活性降低，α-KG水平升高，推动了异柠檬酸脱氢酶的逆反应，为细胞的生长和增殖提供脂质。谷氨酰胺代谢过程中产生的游离的氨，通过GOD1被并入分泌型二氢乳清酸中，排出细胞外。 大多数肿瘤生活在低氧环境中，HIF-1通过促进肿瘤细胞的谷氨酰胺代谢、促进细胞能量代谢对肿瘤发生、转移及肿瘤抗药性等方面发挥了重要作用，因此，HIF-1是肿瘤治疗的靶点。目前已有抑制HIF-1的药物进入临床试验，但还应考虑HIF-1与谷氨酰胺代谢之间的作用。通过控制谷氨酰胺及其代谢产物的含量以及相关酶的表达，从而达到抗肿瘤的效果，具有重要的应用前景。
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user: 摘要 随着《长三角生态绿色一体化发展示范区总体方案》的发布，一体化示范区的体制，即“理事会 + 执委会 + 发展公司”的三层次管理架构随之公布，其后，基于体制阐述了一体化示范区的级别范围以及示范区内的执委会的性质界定。在对执委会应转为一级政府的现实分析中，为不使行政区划违背宪法及法律的相关规定，需要将示范区转为一级行政区域。然而，随着执委会的转变，会冲击现下的行政区划，难以实现两省一市合作共赢的最终目的，并且与原有区域内的其他行政机关的职责形成冲突。对于上述阻碍情形的造成，要想建设好长三角一体化示范区，必然不可支持由执委会到一级政府之间的转变，同时还应建立必要的派出机构来应对今后发展中可能会出现的问题，未雨绸缪。
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user: 1. 引言 在首届中国国际进口博览会开幕式上，习近平主席指出将支持长江三角洲区域一体化发展，并要将其上升为国家战略。紧接着的是一系列规定的制定，如《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》(以下简称《规划纲要》)，《长三角生态绿色一体化发展示范区总体方案》(以下简称《总体方案》)。这些规定为长三角一体化发展示范区的设立做了一路的铺垫，然而对于发展示范区应如何建立他们的管理机关这一关键点，围绕着发展示范区的执委会是否应转变为一级政府的问题，以下问题仍然值得深入研究：首先，一体化发展示范区的执委会转变为一级政府，对于我们现有的行政区划有何影响？其次，一级政府的设立对于两省一市的合作是否会产生共赢的目的？最后，在一体化发展示范区内是否可以建立法院、人民代表大会等机关？
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user: 2. 一体化示范区的初步认知 前述问题多围绕着一体化示范区的执委会的内容展开，对此，笔者认为想要解开上述困惑，首先需要初步了解一下一体化示范区的机制以及执委会的性质。 2.1. 一体化示范区的体制机制 自1982年起，国务院就决定建立上海经济区，其后期间一直在发展中。直至2018年初，长三角区域一体化才被上升为了国家战略。且于今年，中央和国务院才相继印发了《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》(以下简称《规划纲要》)和《长三角生态绿色一体化发展示范区总体方案》(以下简称《总体方案》)，以达到高水平地建设一体化示范区、带动整个长江经济带发展的目的。在《总体方案》中，明确了一体化示范区的体制机制，即建立“理事会 + 执委会 + 发展公司”的三层次架构，来形成“业界共治 + 机构法定 + 市场运作”的治理格局。其中，一体化示范区的理事会作为示范区建设重要事项的决策平台，由两省一市相关政府部门和示范区属地政府组成，理事长由两省一市常务副省(市)长轮值。执委会作为示范区的开发建设管理机构，负责重要项目和事项的具体实施；发展公司则是受执委会委托而作为先行启动区的建设主体 [ 1 ]。该体制机制体现了两省一市三地联合治理，轮流决策的特色之处，能保障一体化示范区的有序推进。但是，同时又难以避免三地出现决策矛盾的争端。 2.2. 一体化示范区执委会的性质界定 对于示范区执委会的性质应归于何处的问题，笔者认为首先应该思考的是如何界定一体化示范区的级别。一体化示范区是为了推动长江三角洲区域一体化的发展而建立的，它包括了上海青浦、江苏吴江和浙江嘉善三个地区。虽然该示范区打破了行政边界，但是从建设上可以看出并未改变现行的行政隶属关系。根据我国《宪法》第30条的规定，我国的行政区域的划分只有三类：全国分为省、自治区、直辖市；省、自治区分为自治州、县、自治县、市；县、自治县分为乡、民族乡、镇。并且于1983年，行政区划在省级之下、县级之上增加了一级地级市，但是却没有写入《宪法》之中。从中我们可以看出，一体化示范区目前并不在我国《宪法》规定的行政区划的范围之内。而是游离于我国行政区划之外，等同于我国市、县等级别的一个特殊区域 [ 2 ]。 当对一体示范区有了一定的了解之后，我们再来考虑示范区执委会的性质认定问题。从《总体方案》中，我们可以得知，示范区执委会在其中是一个具体实施的组织。那么，这个模式的执委会是一个派出机关，亦或是一个派出机构？根据《中华人民共和国地方各级人民代表大会和地方各级人民政府组织法》(以下简称《地方组织法》)第68条规定，可以看出派出机关已经列举完整，只有以下三类：省、自治区人民政府经国务院批准，可设立行政公署；县、自治县人民政府经省级政府批准，可设立区公所；市辖区、不设区的市人民政府经上一级政府批准，可设立街道办事处。如此一来，一体化示范区的执委会的性质必然应认定为派出机构。
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user: 3. 执委会应转为一级政府的现实分析 许多学者认为执委会转变为一级政府，对于前文三个问题并不会造成太大的影响。并且，随着其转变，上述问题也可以得到解决 [ 3 ]。 虽然现下一体化示范区才刚刚建立，但是，随着一体化示范区的开展，势必会出现民商事的纠纷，而理事会仅是作为重要事项的决策平台而存在，对于一般的民商事纠纷便不能有效地解决。如若该纠纷只处于一个区域内尚可解决，可一旦纠纷涉及两个或者三个区域的范围，而理事会无暇处理，且执委会不敢决定由哪个法院进行管辖时，势必会产生争端。如此一来，便不利于一体化示范区的具体发展。此时，这些学者便提议，可以学习开发区，在一体化示范区之内设立一个示范区法院。可根据《宪法》第124条第1款规定：中华人民共和国设立最高人民法院、地方各级人民法院和军事法院等专门人民法院。由此可以推断出，示范区要是设立法院，则只能设立成地方各级人民法院。可紧接着《中华人民共和国人民法院组织法》第2条第2款、第17、22和25条规定，地方各级人民法院分为：基层人民法院、中级人民法院、高级人民法院；基层人民法院包括县人民法院和市人民法院、自治县人民法院和市辖区人民法院；中级人民法院包括省、自治区、直辖市内设立的中院、省和自治区辖市的中院和自治州的中院；高级人民法院包括省高院、自治区高院和直辖市高院。如此一来，一体化示范区内便不可设立法院，因为其并不属于我国宪法和法律规定范围内的人民法院组织体系，其设立就是一种违法兼违宪行为 [ 4 ]。 对于上述法院管辖的纠纷问题以及前文所列的几个问题，学者们认为，可根据国务院于2019年1月1日施行的《行政区划管理条例》第2条：“行政区划应当保持总体稳定，必须变更时，应当本着有利于社会主义现代化建设、有利于推进国家治理体系和治理能力现代化、有利于行政管理、有利于民族团结、有利于巩固国防的原则，坚持与国家发展战略和经济社会发展水平相适应、注重城乡统筹和区域协调、推进城乡发展一体化、促进人与自然和谐发展的方针，制订变更方案，逐级上报审批”的规定。基于经济发展和区域协调的要求，将一体化示范区的执委会转变为一级政府、示范区升为一级行政区域，如此便对我国的行政区划不会产生不良的影响。其次，随着执委会升级为一级政府之后，在该行政区域内设立法院也就有据可循，而非违法违宪的行为了。且根据《地方组织法》第1条规定：省、自治区、直辖市、自治州、县、自治县、市、市辖区、乡、民族乡、镇设立人民代表大会和人民政府。在一体化示范区成为一级行政区域后，该区域内的人民代表大会也将会合法存在。
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user: 4. 执委会转变为一级政府后存在的阻碍 笔者认为，虽然将执委会升为一级政府，可以解决掉因执委会级别不够而难以处理的问题。但同时，将一体化示范区的执委会升为一级政府，随之会带来更大的阻碍。针对前述所提出的三个问题，笔者从现实层面出发，对此进行了具体的分析： 4.1. 冲击了我国现下行政区域的划分 首先，依据《宪法》的规定，我国的行政区划只有三类(虽然现实生活中有四类)，虽然依据我前文的阐述，将示范区类似于市、县级别的行政区域。但是因其“不改变现行行政隶属关系”的特色，导致其并不能真正地被划分进我国的行政区域范围内。其次，因为行政区划是国家结构形式的重要内容，对行政区域的划分需要考虑人民参加国家管理、经济发展以及自然条件和历史状况等诸多重要和复杂的因素，必须十分慎重。并不能仅仅由国务院的《行政区划管理条例》就决定将其转变 [ 4 ]。如果按照前文学者所说，将其强行划分为我国的一级行政区域，势必会冲击我国现今的行政区域的划分，会造成我国行政区划的混乱现象。此外，从《规划纲要》和《总体方案》中均可以看出，国家设立一体化示范区的目的主要在于发展经济、推动长三角地区的发展，与行政区划并没有因果联系。 4.2. 难以实现两省一市合作共赢的目的 [ 5 ] 假使不考虑上述第一个阻碍，在一体化示范区发展到一定的程度上，即经济已经达到发达的程度。此时，我们将执委会升级为一个一级政府。那么，随之而来的一个问题就是，这个政府应该在哪个省(直辖市)的管辖之下？基于其经济发达的优势，想必两省一市都不会放弃这个行政区域。如此一来，就会与现在建立这个一体化示范区的目标相违背，不能达到合作共赢的目的，反而会形成争相抢占的局面。而在最后，很大的可能性是将此行政区域划分在上海市之下，这将对浙江省和江苏省造成巨大的损失：在投入巨大的精力之后，本属于自己的区域范围转眼为他人做了嫁衣。一体化示范区的设立目的，就是示范引领长三角地区更高质量地一体化发展。如若到发展的后期，出现示范区被其中一个省(直辖市)吸收的局面，那么这种模式绝对做不到推广和复制。 4.3. 与其他行政机关的职责发生冲突 基于现实分析的结论，即当一体化示范区的执委会可以转为一级政府时，除了上文中所论述的不利于合作共赢的目的之外，还有一点弊端，就是新设立的行政机关会与之前该区所属的行政机关之间出现职责冲突，不利于更好地管理。因为，如今的一体化示范区遵循的是“不打破原有行政隶属关系”的原则 [ 6 ]，而当其成为一级行政区域后，必然要打破原有的行政隶属，再进行重建。以环保局为例，在《规划纲要》内，生态环境的治理被重点突出。本在两省一市的环保机关的治理下，一体化示范区的环境治理问题就可以解决。如今由于新产生了一级行政区域，随之就需要再设立一个环保机关。这样，既会产生冗员的问题，又会出现争抢功劳的局面。此问题矛盾点就在于，前期的治理的功劳与最后结果之间的因果关系，到底应该如何看待 [ 7 ]。
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user: 5. 执委会不应转变为一级政府的完善建议 基于前文对于执委会转变为一级政府之后，所产生的诸多阻碍问题的分析，以及结合应转变中的现状分析情形。笔者认为，执委会不应转变为一级政府，且在研究执委会不应转变为一级政府的同时，对于现状中存在的一些细微问题，提供了一些实践上的规范性建议： 5.1. 制定相应的政府规章 在建立该区域层级之后，基于其特殊性，对该区域内产生的行政问题不能适用一般化的应对措施。因此，国务院和中央需要不断地通过制定相关的规章来应对 [ 8 ]。如此一来，便给国务院和中央造成了沉重的负担。其次，我们在明确《总体方案》时，对这个一体化示范区的定位是：通过加强一体化示范区与周边区域联动发展，以推动形成面上更大发展带动效应，从而推动长三角区域的发展。但倘若支持执委会转变为一级政府，该一体化发展示范区极有可能成为上海市的一个行政区域。随之，带动发展的仅有上海这一个市，无疑这对江苏和浙江两省有着极大的不公平，而且也不符合《规划纲要》的制定目的。所以，笔者并不支持将示范区转变为一级行政区域，将执委会转为一级政府的发展方向，而保持现状才是对两省一市的发展，对长三角区域的发展有着优势之处。而通过不断地制定相应的规章制度，相对应来说，既不会影响到行政区划的划分，又可以及时地防止出现只带动其中一个省市发展的尴尬局面。 5.2. 增加一些派出机构 建立派出法庭等有必要设置的机构 [ 4 ]，从立法上来看，设立示范区法院属于全国人大常委会的专属立法权限，其他的议案提出主体可以就设立示范区法院向全国人大常委会提出立法议案。但我们不得不承认，随着示范区的不断发展，人口不和案件数量势必不断上升。而由示范区所在行政区划内的人民法院直接受理案件，困难将会越来越多。在此情况下，示范区法院的设立又不符合宪法和法律的规定，那么我们只能可以根据《人民法院组织法》第20条规定：基层人民法院根据地区、人口和案件情况可以设立若干人民法庭。人民法庭是基层人民法院的组成部分，它的判决和裁定就是基层人民法院的判决和裁定。在开示范区内设立人民法庭，并充实其内的审判人员和其他工作人员来解决跨行政区域等困难的案件。同理可得知，其他有必要设置的机关，限于一体化示范区的级别不够的劣势，可以从实践出发，设置成现有机关之下的派出机构，来解决将来发展中要面临的困境 [ 9 ]。派出机构的设立，已经可以解决在执委会不转变为一级政府时，出现的大多数问题了。所以执委会无需转变为一级政府，而是只需要不断地进行修正即可。
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user: 6. 结语 对于在长三角一体化发展示范区中，执委会是否应转变为一级政府的问题，目前并未有太多的学者关注。但是对于开发区的执委会是否应转变为一级政府的问题，学者们的观点可谓是百花齐放 [ 10 ]。以厦门市海沧区为先驱的转变，其将“碎片化”问题变为了“整体化”的治理结构，但是，随着时代的发展，如何维持现有的高层次的社会创新和服务平台仍然是一个需要深思的问题。所以，笔者认为，在将来，围绕发展示范区的执委会是否应转变为一级政府的问题，前述所涉及的三个问题势必会成为一大焦点。而在笔者看来，正是为了防止以上三个问题向恶性发展，发展示范区的执委会更加不应转变为一级政府，最主要的原因是示范区的执委会并不享有开发区执委会的那般地位。所以对于发展示范区来说，未来将其转变为一级政府并不是最好的选择，而保持着现状，并且在一些细小的方面，如管理治理的冲突上不断地进行修补与提升，这样才能使示范区被推广至更大的区域，并且能够长久地维持下去。
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user: 摘要 本文恰当地利用了二元[7， 4， 3]汉明码的校验矩阵构造了[10， 3， 5]二元线性码，并论述这一方法可以推广到其他元码的构造中。