气候变化背景下鄱阳湖流域历史水旱灾害变化特征

收集了鄱阳湖流域公元381~1949年共435 a水旱灾害历史记录。结合历史气候变化的现有研究成果,划分了干旱、湿润历史周期及其起讫时间,根据历史记录承载的信息对水旱灾情严重程度进行科学分级并赋予相应湿润指数值。通过改进水文统计中的P-Ⅲ型频率曲线适线法,分别率定了公元960~1949年期间各湿润、干旱时期湿润指数的均值、方差和离差系数,研究了鄱阳湖流域历史水旱灾害的变化特征。结果表明:公元960~1698年鄱阳湖流域经历了湿润—干旱相间的3个周期,1699~1949年遭遇长达250 a以上的湿润多雨气候。湿润期遭受洪灾年份比旱灾年份多,且大洪灾年数远比于大旱灾年数多;干旱期遭受旱灾年数略多于洪灾年数,但大旱灾年数比大洪灾年数多一些。研究结果对探索鄱阳湖演变、湖区资源开发利用和湿地生态系统演进的历史过程可以提供比较可靠的气候变化依据。     

淹水条件下蚕沙复配材料对酸性水稻土中镉铅钝化的影响

通过室内淹水土培实验,研究蚕沙配施蚕沙炭、膨润土、腐殖质钾和泥炭对酸性水稻土中镉(Cd)、铅(Pb)的钝化效果,从土壤pH、有机质、有效态Fe、Mn含量变化初步探析蚕沙复配材料对镉、铅的钝化机制。结果表明,蚕沙复配材料均不同程度地提高了土壤pH和有机质含量,有效态Cd、Pb的含量随着淹水时间的延长都有不同程度的降低。培养28d后,与对照相比,添加了蚕沙+蚕沙炭(CB)、蚕沙+腐殖质钾(CF)、蚕沙+蚕沙炭+腐殖质钾(CBF)、蚕沙+泥炭(CN)处理的土壤有效态Cd分别降低了16.07%、15.51%、11.08%、7.76%,有效态Pb则降低了32.54%、27.12%、37.72%、42.31%。其中蚕沙+蚕沙炭(CB)对镉的钝化效果最好,蚕沙+泥炭(CN)处理对铅的钝化效果最好,综合来看,CB和CN处理同时对镉铅有很好的钝化效果,可以作为镉铅复合污染土壤的修复材料。相关分析结果显示,土壤的pH、有机质与有效态Cd、Pb含量均呈显著负相关关系,表明蚕沙复配材料对土壤中镉、铅的钝化作用可以通过提高土壤的pH、有机质含量来实现。     

不同粒径生物炭和泥鳅对人工湿地植物根系形态及基质硝化与反硝化能力的影响

向人工湿地中加入2种粒径(粒径1~2 mm和粒径1 mm)生物炭和泥鳅,研究了不同粒径生物炭和泥鳅对湿地植物根系形态和基质硝化与反硝化强度的影响。结果表明,向人工湿地中加入泥鳅和生物炭,降低了基质的氨态氮含量,增加基质的硝态氮含量、硝化强度和反硝化强度;与粒径小(1 mm)的生物炭相比,添加粒径大(1~2 mm)的生物炭后,湿地基质的氨态氮含量、硝态氮含量和反硝化强度分别降低了46.6%、51.1%和35.4%。加入生物炭和泥鳅均增加了湿地植物总根长和总根体积,然而与粒径小的生物炭相比,添加粒径大的生物炭后,人工湿地中植物总根长和总根体积分别降低了15.1%和6.8%。基质硝态氮含量与人工湿地中植物总根长和总根体积分别呈显著相关关系(α=0.01)。结果表明,生物炭提高了人工湿地基质硝化强度,有利于硝态氮的生成,促进人工湿地中植物根的生长,增加了总根长和总根体积。     

新疆玛纳斯河径流过程的非线性特征

结合玛纳斯河肯斯瓦特水文站1954-2007年的逐月径流及流域内气候资料,利用小波多尺度分析、混沌理论与周期性叠加趋势模型研究了玛纳斯河径流的非线性特征及影响因素。结论如下:①玛纳斯河径流变化的周期分别在15、18和22 a,并在18 a处最为显著;②玛纳斯河径流变化呈现复杂的非线性特征,其关联维为3.317 8,是非整数,这意味着其径流变化具有分形和混沌特性;③根据周期性叠加趋势模型,2007年后的7 a内玛纳斯河径流仍将保持上升趋势;④玛纳斯河径流与NAO关系密切,在夏季表现为负相关且相关性最强,其次在冬季为较强的正相关,在全年关联性最差,并且两者存在多尺度的复杂相关性;⑤NAO通过气流循环影响该流域的气候变化进而作用于径流。     

放射性核素60Co在土壤中的淋溶和迁移分布

采用模拟土柱法及同位素示踪技术研究了60Co在2种淹水土壤(小粉土、黄红壤)中的淋溶和垂直迁移.结果表明,淋溶后收集到的全部淋溶水中60Co的含量较少,小粉土及黄红壤淋溶水中60Co分别为总活度的5.61%和5.25%;滞留于土壤中的60Co绝大部分分布在土壤表层0~1.0cm范围内,小粉土及黄红壤中分别有69.74%~78.63%和75.77%~86.84%的60Co 滞留于0~1.0cm土层范围内;土壤中60Co 比活度与距土壤表层深度分布呈单项指数规律.     

有机酸对污染底泥中Zn和Pb浸出的影响

采用2种污染底泥,比较研究3种低分子有机酸及pH值对底泥中重金属Zn和Pb浸出的影响.结果表明,3种低分子有机酸对供试底泥中Zn和Pb都具有浸出作用,有机酸对Zn的浸出能力大小为:柠檬酸>苹果酸>酒石酸;对Pb浸出能力大小为:柠檬酸>酒石酸>苹果酸.Zn、Pb的浸出浓度随有机酸浓度的升高和pH值的降低而增加,有机酸对重金属的浸出能力大于无机盐.在有机酸条件下,底泥中重金属的浸出能力为:Zn>Pb.     

基质对人工湿地污水蒸发量及净化能力的影响

选择5种常见的人工湿地基质(土、沙、沙+土、有机质+沙和有机质+沙+土),研究了不同基质对污水蒸发量及净化能力的影响.结果表明,不同基质对污水的蒸发量存在差异,其大小顺序为:(有机质+沙+土)>(有机质+沙)>沙>土>(沙+土);有机质+沙+土和有机质+沙2种基质的污水蒸发量显著高于其他基质(P<0.05)并与其温度比较高有关.5种基质的温度存在差异,有机质+沙+土的温度显著高于土和沙两种基质的温度(P<0.05),有机质+沙+土的温度比土的温度高2.2℃;相关分析显示,基质的污水蒸发量与高锰酸钾指数去除率和氨氮去除率呈正相关,其中与氨氮去除率呈显著正相关(P<0.05).基质加入有机质可增加基质的温度,提高基质的污水蒸发量,有利于提高基质对有机物和氮的去除效率.     

高速铁路声屏障对居民环境影响的试验研究

以3种结构的高速铁路声屏障为研究对象,测量了高速列车通过有声、无声屏障两种状态下8个测点的声压值,并计算各测点等效连续A计权声压和声屏障的隔声量,结合GB 3096—2008《声环境质量标准》中规定的环境噪声限值进行声屏障结构对高速铁路周边居民的声环境影响评价。试验分析结果表明:声屏障不同程度改善了居民的声环境;由于试验所用的3种结构的声屏障隔声量离一般设计要求(20～25dB)相差太远,使得高速铁路周边环境噪声高于国家标准规定限值;声屏障结构改进应着力提高中低频噪声的隔声量。     

浑太河流域氮磷空间异质性及其对土地利用结构的响应

利用2009年8月和2010年6月浑太河流域河流水体采样数据,结合GIS技术和地统计学方法,分析了汛期TN(总氮)、NH₄+-N(氨氮)、NO₃--N(硝酸盐氮)、TP(总磷)和PO₄3-(磷酸盐)在地表水体中的空间变异特征,并探讨了流域尺度上土地利用对氮磷营养物质的影响. 结果表明:NH₄+-N、PO₄3-和TN均受到结构性因素的影响,表现出一定空间相关性变异特征;NO₃--N和TP主要受到随机性因素的影响,表现出极弱的空间相关性变异特征. 汛期流域林地、农田和居民用地比例与氮素呈显著相关,农田和草地用地比例与氮磷均呈显著相关.可以初步推测,林地、农田和居民用地是控制氮素空间分异特征的结构性因素,农田和草地是控制磷素空间分异特征的结构性因素.      

辽河河流水体污染源解析

利用2009~2010年的地表水体理化监测数据,采用因子分析(PCA)和绝对主成分多元线性回归分析(APCS-MLR)方法,在分区基础上分析了辽河流域9种理化因子的空间分布和污染源特征.通过主成分分析,根据变量的因子载荷与采样点的因子得分,识别出了污染地表水体的天然和人为污染源信息;其中,I区87.11%污染来源于点源、有机物和营养物质,其次为土壤风化、侵蚀,Ⅲ区72.10%来源于农业面源的农业营养物质,其次为矿物质污染和生物化学影响,IV区77.83%的污染来源于点源有机物,其次为点源的营养物质.通过主成分多元线性回归分析,获得了每种水质指标对污染类型的贡献率,较好地估计了主要因子对水质的污染程度,可以为科学合理的河流水质管理提供技术支持.