化学工程固沙在塔里木沙漠公路沙害防治中的适宜性

由于天然材料日益紧缺 ,研制适宜于流动性沙漠地区公路沙害防治的人工替代材料势在必行 .结合塔里木沙漠公路沙害环境 ,实验室优选出 L VA、LVP、WBS和 STB 4种抗性较好的固沙剂 ,对其理化性能、粘结体力学性能和抗风蚀性能等测试结果表明 :颗粒粒径 0.2μm～ 0.5μm,粘度 12 Pa·s～ 15Pa·s;10℃～70℃温度下无沉淀 ,不燃烧 ;实验抗压强度 1.0 MPa～12.1 MPa;10℃～-20℃低温下重量损失率 0%～ 1.8%;紫外光照射 300h强度损失率 0%～ 42%;在 5m·s^-1～253m·s^-1实验风速下 ,风蚀量 0g·(106cm²·h)^-1～4.0 g·(106cm²·h)^-1 ;现场试验固结层厚度 0.2 mm～0.5mm,强度高 .化学工程固沙技术适宜于塔里木沙漠公路沙害防治 .     

持续放牧和围封对科尔沁退化沙地草地碳截存的影响

研究了科尔沁退化沙地草地持续放牧和围封恢复下土壤-植物系统的碳(C)贮存,以揭示草地管理对C动态的影响.结果表明,0～15cm土壤OC和植物系统贮存的C(包括初级生产固定的C,立枯和地表凋落物C和根系C)贮量大小为:围封10年草地(584g·m^-2和309 g·m^-2)＞围封5年草地(524g·m^-2和146g·m^-2)＞持续放牧草地(493g·m^-2和95 g·m^-2).在围封10年,围封5年和持续放牧草地中,0～15cm土壤贮存C分别占各自土壤-植物系统C的65.3%,78.2%和83.9%.在风蚀严重的科尔沁沙地,持续放牧对植被,土壤及其周围环境有极严重的恶化作用.采取围封恢复措施后,植被恢复和凋落物积累使土壤免遭风蚀,也显著增加了土壤有机质的输入,因而显著作用于大气C的截存.但排除家畜放牧的长期围封使植物C向土壤C的再循环受到限制,截存的大部分C以凋落物的形式积存在土壤表面,需进一步深入研究围封的时间尺度.研究结果表明,退化沙地草地在采取有效的保护措施后,可以由C源变为C汇.     

外源盐对盐碱土壤无机碳淋溶特征的影响

为探究干旱盐碱区高风化土壤-地下水无机碳的固存机制,利用室内土柱淋溶模拟实验结合相关与回归分析,设置5个土壤电导率（EC=0.899、10、20、40、80 mS·cm^-1）处理,依次编号为S₀、S₁、S₂、S₃、S₄,每个处理重复2次,共计10个土柱（内径7.5 cm,高120 cm）,研究无机碳在不同盐碱程度土壤及淋出液中的分布、运移转化及其影响因素.结果表明：①土壤及淋出液无机碳含量均随土壤电导率的增加呈先增后降的变化趋势,其中,淋出液溶解性无机碳（DIC）和土壤难溶性无机碳（SIC）含量在电导率为10 mS·cm^-1处理下最高（淋溶后分别可达431.58 mg·L^-1和128.91 g·kg^-1）,且该处理下淋出液DIC含量随淋溶时间延长持续增加;土壤可溶性无机碳（SDIC）含量在电导率为20 mS·cm^-1处理下高于其他处理,在表层（0~30 cm）有最高值（淋溶后可达0.66 g·kg^-1）,随深度增加而降低.电导率为0~20 mS·cm^-1处理下,表层土壤SIC含量低于深层（60~100 cm）土壤;电导率为40和80 mS·cm^-1处理下,土壤及淋出液无机碳含量均降低,土壤SIC在表层聚积,随深度增加而降低.②淋出液DIC与EC呈显著负相关（r=-0.928,p<0.01）,与pH呈显著正相关（r=0.958,p<0.01）;土壤SDIC与土壤EC呈显著负相关（r=-0.582,p<0.05）,与土壤pH呈显著正相关（r=0.899,p<0.01）;土壤SIC与土壤EC呈显著负相关（r=-0.58,p<0.05）,与土壤pH无明显相关性（r=0.236,p>0.05）.pH和EC都是影响土壤及淋出液中无机碳含量的重要因素,pH对溶解性无机碳的影响高于EC,土壤难溶性无机碳主要受EC影响.总而言之,在干旱盐碱区高风化土壤的淋溶过程中,无机碳一部分以DIC的形式随淋溶液淋出到地下水中,另一部分以SDIC和SIC的形式存在于土壤中.     

改进型气升式硝化反应器剪切特性的研究

研究了气升式硝化反应器的剪切特性及其影响因素.结果表明,该反应器的剪切率呈现一定的空间分布.当进气流量为430～2 700 L·h^-1时,反应器总体剪切率为(0.702～3.13)×10⁵s^-1,升流区剪切率为(1.07～31.3)×10⁵s^-1,气液分离区剪切率为(1.12～25.0)×10⁵s^-1,最大剪切率出现在升流区.操作条件和反应器结构对该反应器的剪切率均有重大影响.当进气流量控制在1 300～2 700 L·h^-1时,升流区和气液分离区的剪切率先降低后升高.剪切率与导流筒直径呈负相关,导流筒直径从4.0cm增大到5.5cm,升流区、气液分离区及总体剪切率分别降低85.5%、82.3%、80.6%.而与混合元件数成正相关,当导流筒直径为4.0cm时,较之普通反应器,改进型反应器升流区剪切率增大6.14(N=10)和7.97(N=39)倍,气液分离区剪切率增大7.18(N=10)和9.14(N=39)倍,总体剪切率增大6.35(N=10)和8.44(N=39)倍.该反应器的局部最大剪切率与总体剪切率之比(β)为3.68～7.66,采用较大的导流筒尺寸和适宜的静态混合元件数可促进剪切率的均匀分布.     

杭州城市内河底泥磷污染与磷释放水力模拟

在分析杭州城市内河东新河底泥磷污染的基础上,采用加长型环形水槽动态模拟水体流速（0.002～0.02 m·s^-1）、上覆水质（水体总磷本底值分别为0.18、 0.072和0.007 mg·L^-1）及上覆水深（5、 10 cm）对底泥磷释放的影响,并定量分析了不同流速下底泥磷的释放速率.结果表明,东新河底泥的pH值、含水率、磷含量等理化性质有利于磷的释放.在动态水力条件下底泥磷主要以悬浮颗粒态形式向上覆水体释放.流速对底泥磷释放的影响较为显著,模型流速为0.008 m·s^-1（原型流速为0.05 m·s^-1）时对应底泥的“少量动”,此时底泥磷释放速率趋于最大,达147.36 g·(m²·h)^-1.上覆水质影响底泥磷的释放,尤其显著影响磷的初期释放,内河水较自来水更有利于底泥磷的释放,可能是由于内河水与底泥构成了良好的磷交换关系.在浅水水体中,上覆水深对底泥磷释放影响不大.因此,可以通过调节水力学条件和水质来抑制或强化河流底泥磷的释放.     

苯并噻吩与二苯并噻吩脱硫酶功能相关性研究

苯并噻吩（BT）专一性降解菌株Gordonia sp. C-6的脱硫途径类似于二苯并噻吩（DBT）的“4S”脱硫途径,能以BT为唯一硫源生长,但不能以DBT为唯一硫源生长.目前,还没有BT专一性脱硫基因的相关报道.本研究将Rhodocossus erythropolis DS-3中DBT脱硫途径的相关基因dszA、dszB、dszC和dszABC分别转入Gordonia sp. C-6中构建工程菌株Gordonia sp. CRA、Gordonia sp. CRB、Gordonia sp. CRC和Gordonia sp. CRABC;其DBT相关脱硫酶活性(以DCW计)分别为76.8 μmol·(g·h)^-1、 51.6 μmol·(g·h)^-1和62.4 μmol·(g·h)^-1,比原始菌株Rhodocossus erythropolis DS-3的35.2 μmol·(g·h)^-1、 21.3 μmol·(g·h)^-1和25.5 μmol·(g·h)^-1提高了1.5倍左右.其中Gordonia sp. CRA和Gordonia sp. CRB在以DBT为唯一硫源的培养基中几乎不生长,无法降解DBT;而Gordonia sp. CRC同表达完整DBT脱硫酶的Gordonia sp. CRABC一样,在以DBT为唯一硫源的培养基中生长良好,亦能降解大部分DBT（84％）.这表明催化BT和DBT前两步脱硫反应的BT单加氧酶和DBT单加氧酶是负责底物识别的关键酶,催化BT和DBT后两步脱硫反应的酶功能相似,通过比较这2种单加氧酶的氨基酸序列差异,即可预测其作用的活性位点.     

膜吸收法脱除电厂模拟烟气中的CO2

以氨基乙酸钾、一乙醇胺和甲基二乙醇胺水溶液为吸收液,研究了聚丙烯膜接触器分离模拟烟气中CO₂的技术.分析了气液流速、吸收剂浓度、烟气CO₂浓度和吸收液CO₂负荷等对传质速率和脱除率的影响.结果表明:1mol·L^-1MEA在流速0.1m·s^-1,烟气流速0.211m·s^-1时,CO₂传质速率高达7.1mol·(m²·s)^-1;1mol·L^-1氨基乙酸钾在流速0.05m·s^-1,烟气流速0.211m·s^-1时,脱除率为93.2%;4mol·L^-1氨基乙酸钾在同样条件下脱除率达98%;而且在试验的较广烟气CO₂浓度范围内,氨基乙酸钾CO₂脱除率保持在90%以上.试验证明膜吸收法既适合目前最为普遍的PF和NGCC烟道气脱除CO₂,也是一种应用广泛、有良好发展前景的CO₂分离法.     

偶氮染料循环伏安行为和生物厌氧脱色相关性研究

对4种结构相似偶氮染料的循环伏安特性研究及其生物厌氧脱色速率实验,结果表明,所选结构相似染料的生物脱色速率最快的是酸性黄-Bis(E_r=-616.75 mV),速率为0.012 09 mol·(L·h)^-1,依次是酸性黄-11[E_r=-593.25 mV,0.010 40mol·(L·h)^-1],酸性黄-4[E_r=-513 mV,0.007 575 mol·(L·h)^-1],且脱色速率与其循环伏安图中的还原峰电位间存在线性关系.研究还表明,电化学方法在一定程度上可对生物体系发生生化反应进行部分模拟和预测.     

内循环式厌氧反应器启动过程中颗粒污泥的特性

研究了IC反应器的快速启动方法和启动过程中颗粒污泥性质.结果表明,由于反应器成功滞留了大量活性高、沉降性能好的颗粒污泥,反应器初次启动可在20d内完成,二次启动15d内完成,反应器负荷可达12～15kg·(m³·d)^-1,COD去除率85%以上;IC反应器启动结束后,其颗粒污泥的性质发生显著变化,平均粒径由0.88mm增大到1.25mm,平均沉降速度由接种污泥的35.4m·h^-1增加到105.17m·h^-1,最大比产甲烷活性382.98 ml·(g·d)^-1]几乎为初期的4倍,产甲烷优势菌由Methanothrix转变为产甲烷球菌和短杆菌.     

太湖水体中氮、磷空间分布特征及环境效应

研究分析了太湖水体中氮、磷空间分布规律. 结果表明,太湖水体中各种形态氮、磷的空间分布呈现出非均一性特征,梅梁湾、竺山湾、贡湖湾、西岸区和湖心区水体中总氮、总磷浓度显著高于其他湖区,溶解态氮/磷、碎屑氮/磷的空间分布规律与总氮/磷的基本一致. 总氮与溶解态氮、碎屑态氮之间存在显著的线性正相关,且相关系数分别为r_DN=0.819 2和r_DeN=0.696 9;总磷与溶解态磷、碎屑态磷也存在极显著的线性正相关,对应的相关系数为r_DP=0.747 7和r_DeP=0.926 0. 水体中叶绿素a的空间分布差异较大,最高浓度出现在太湖的西部(179.2 μg·L^-1±25.9 μg·L^-1),最低的则出现在东太湖七都水域附近(11.3 μg·L^-1±2.7 μg·L^-1). 叶绿素a与总氮、碎屑态氮、总磷、溶解态磷、碎屑态磷、高锰酸盐指数、pH值和悬浮质存在显著的线性正相关,对应相关系数为r_TN=0.662 2、r_DeN=0.873 9、r_TP=0.813 0、r_DP=0.407 7、r_DeP=0.878 1、r_COD=0.868 9、r_pH=0.517 3和r_SS=0.533 4,与溶解态氮、电导率和碱度之间相关不显著.     

基于MODIS-NDVI的2000—2018年中国北方土地沙化敏感性时空变化

选择植被覆盖度、湿润指数、大风日数、土壤表层砂粒含量和坡度5个因子作为评价指标,基于多源数据开展了中国北方14省（区）2000—2018年土地沙化敏感性空间分布格局及其动态变化研究,并按土地易起沙尘程度的高低依次划分为极易起沙尘和高度易起沙尘（高敏感等级）、中等易起沙尘（中敏感等级）、轻度易起沙尘和不易起沙尘（低敏感等级）。结果表明：2000—2018年中国北方14省（区）处于土地沙化高敏感等级的面积从48.1%下降至40.4%,处于土地沙化低敏感等级的面积从30.3%上升至38.8%,整体呈土地沙化高敏感等级向中、低敏感等级过渡的趋势。与2000年相比,2018年内蒙古科尔沁、浑善达克和毛乌素沙地及其周边区域极易起沙尘和高度易起沙尘的土地面积明显减小,植被覆盖度的增加和大风日数的减少是这种变化的重要原因。     

雅鲁藏布江源区风沙化土地演变趋势

雅鲁藏布江源区是世界上最高的江河源,其生态功能状况直接影响其水源涵养功能以及中下游地区,特别是日喀则和拉萨等地区的生态安全。源区内土壤发育程度低,气候干旱多风、植被稀疏,风沙地貌发育。论文以雅鲁藏布江源区所在的马泉河流域为研究对象,借助RS和GIS技术,解译了1990年、2000年和2008年3期近20 a遥感影像,并结合DEM数据,分析风沙化土地的分布特征及演变趋势,对准确把握源区内风沙化土地现状及发展趋势具有重要意义。研究结果表明:①2008年,源区共有风沙化土地1 376.22 km2,其中,固定沙地占风沙地总面积的36.03%,半固定沙地占28.10%,流动沙地占9.39%,裸露砂砾地和半裸露砂砾地分别占14.64%和11.84%;②源区风沙化土地呈逐年递增趋势,其中,1990年为1 281.78km2,2000年为1 359.7km2,2008年为1 376.22km2,近20 a增加了94.44 km2;③从高程上看,分布在海拔4 600~4 800 m范围内的风沙化土地占风沙地总面积的76.13%;从坡向上看,分布在平坦地区的风沙化土地占风沙地总面积的56.97%,其次为西南坡和南坡,比例分别为11.20%和8.66%。     

西藏自治区土地沙漠化防治及其工程建设问题研究

依据沙漠化普查数据,论文较为详尽地分析了西藏自治区沙漠化土地的类型、程度、面积与分布,介绍了西藏土地沙漠化的主要危害及其所造成的经济损失,简要阐述了其驱动力,并按照当前国家关于西部大开发的基本思路、政策及其优先领域,提出土地沙漠化防治工程建设应是西藏自治区的“西部大开发”中的重要生态环境保护与建设项目,分析了西藏土地沙漠化防治的对策、途径、技术手段与措施,同时探讨了西藏土地沙漠化防治工程建设的基本原则、思路、目标、任务、优先项目与重点区域。     

我国北方的土地利用与沙漠化

沙漠化已成为我国北方地区一个重大的环境和社会经济问题。土地利用的方式和程度是沙漠化发展或逆转的主导因素。人类经济活动强度的增加和范围的扩大,造成北方地区农牧交错带的逐渐北移,大面积土地利用方式的改变和地表植被覆盖的减少,使得以风沙活动为主导外营力的沙漠化过程得以发展。我国北方地区近５０年来的土地沙漠化面积不断扩展,已达近３５万ｋｍ２,其蔓延的速率呈加快的趋势。据历史资料分析、野外调查和遥感动态监测与评价,对典型沙漠化地区的土地利用与沙漠化过程的发展及其防治开展了深入的研究。     

东北平原西部沙地的气候变异与土地荒漠化

东北平原西部沙地位于欧亚大陆中纬度巨型沙带的东部边缘 ,为我国荒漠化土地的东缘。随着经济的发展 ,生态环境遭到严重破坏 ,荒漠化景观日益明显 ,前景令人堪忧。气候因素是荒漠化发展的一个基本因素 ,东北平原西部沙地是我国北方气候条件最好的沙区 ,但目前对于区域荒漠化驱动因子的气候因素影响方面的研究未开展系统的工作。论文系统分析了东北平原西部沙地影响荒漠化的现代气候因素特点 ,探讨了在较好气候条件下气候变异、人类活动与荒漠化之间的关系 ,并根据气候发展趋势预测了未来在自然因素作用下沙地的可能发展趋势。     

吉林省西部草地的时空变化及其驱动因素分析

吉林省西部草地退化严重,研究该区草地时空演变对其畜牧业及生态环境可持续发展具有重要意义。利用1980、1995、2000年三期遥感影像,在RS与GIS支持下,解译提取该区草地信息,分析其时空变化。结果表明:①20年来,草地面积减少40.70%,尤其高覆盖度草地,净减少率达51.96%;②1980至1995年,从动态度可以看出高覆盖度草地对草地整体变化影响较大;1995至2000年,总动态度和高、中覆盖度草地动态度接近,这两种草地类型对草地整体变化影响较大;③草地主要转化为耕地和盐碱地,转移面积分别达475799.43hm²和303182.06hm²;④20年来,各类型草地重心向东北方向偏移,不同阶段各类型草地重心偏移表现出无规律性、多向性。自然因素对该区草地退化起到一定的驱动作用,人类活动干扰则是主要驱动力。     

科尔沁沙地不同沙漠化阶段植物种多样性与沙地草场地上生物量关系研究

论文从植被的种丰富度和功能多样性两个方面研究不同沙漠化阶段科尔沁沙地植物种多样性与沙地草场地上生物量的关系。相关分析表明,在科尔沁沙地不同沙漠化阶段,植物种多样性和沙地草场地上生物量的关系与多样性指数计算的基本单位有关。研究结果显示:①依据一年生、多年生和灌木等生活型为划分标准的功能多样性,在固定沙丘、半流动沙丘和流动沙丘阶段与沙地草场地上生物量的关系最密切,关联系数分别为-0.534、-0.574和-0.431。以豆科植物、C₃植物和C₄植物为划分标准的功能多样性,在半固定沙丘阶段与沙地草场地上生物量的关系最密切,关联系数为0.722。②在不同的沙漠化阶段,生活型多样性与地上生物量的关系呈负相关。说明在不同沙漠化程度的草场中,植物生活型组成的不均匀,有利于提高沙地草场地上生物量。③从不同生活型在各个沙漠化阶段中的种丰富度特征来看,一年生植物最高,多年生植物次之,灌木最低,平均值分别为9(±6.0)、3(±2.6)和1.8(±1.0),说明一年生植物在沙地植被组成中占主导地位。同时,研究结果表明,在不同沙漠化阶段中,以豆科植物、C₃植物和C₄植物划分的功能类型组的平均重要值以C₄植物最高,C₃植物次之,豆科最低,分别为48(±12.3)、39.7(±3.6)和12.3(±14.3),说明C₄类植物在科尔沁沙地植     

基于GIS和RS的雅鲁藏布江中游地区荒漠化动态变化研究

选取1988年TM、2000年ETM以及2007年的ALOS影像数据为主要数据源,对雅鲁藏布江中游地区荒漠化动态变化进行了研究。结果表明:近20年沙质荒漠化经历了1988—2000年沙质荒漠化总面积呈上升趋势和2000—2007年沙质荒漠化总面积呈下降趋势两个发展阶段,但是总体上却是呈上升趋势,其中轻度、中度和重度沙质荒漠化土地增加的速度分别为1.93%、1.50%和3.20%,表现为沙质荒漠化土地总面积在较大幅度增加的同时荒漠化程度的提高速度相当快;沙质荒漠化的形成,一方面与青藏高原高寒干燥的气候和脆弱的植被生态系统有关,另一方面也受人为活动的驱动。该研究可为该地区荒漠化治理提供科学依据。     

密云水库流域2000-2005年植被覆盖度变化监测

植被是生态系统最重要的组成部分,而植被覆盖度是衡量地表植被状况的一个最重要的指标,是生态系统健康评价的前提和必要的基础。文章利用2000和2005年2个时相的Landsat 7 ETM+遥感影像为数据源,以BP神经网络法为植被覆盖度估算模型,计算了密云水库流域内不同时期的植被覆盖度,生成了该流域2个时相内的植被覆盖度图,以此分析密云水库流域植被覆盖度的时空变化。结果表明,从2000-2005年,密云水库流域内除无植被覆盖类型外(即水域部分),其余土地利用类型的植被覆盖度都呈增加趋势,其中以沙质地和耕地最为明显,分别增长了29.5%和27.3%,并且密云水库流域的平均植被覆盖度不高,尤其西部地区植被覆盖度较差,水土流失和土地沙化情况比较严重。     

陕—甘天然气管道工程对环境的影响及防治对策

陕—甘天然气输气管道工程地跨毛乌素沙地南缘和陇东黄土高原,生态环境十分脆弱。根据对管道沿线生态环境现状以及输气工程对沿线生态环境影响的分析和预测,工程施工期将造成沿线植被的破坏及大片沙质地表和黄土的裸露以及土体结构的改变,使管道沿线20 m范围内的土壤可蚀性指数上升2～4倍,施工区平均侵蚀模数将会由施工前的0.856万t/(km2.a)增加至3.424万t/(km2.a)。若不采取有效的预防和保护措施,必将引起管道沿线土地沙漠化的扩大和水土流失的加剧。