人类活动影响下的黄河流域水资源演化规律初探

应用分布式流域水文模型WEP-L模型初步分析了人类活动影响下的黄河水资源演化规律。通过2000年现状下垫面条件下的评价结果与历史系列条件下的评价结果比较,以及考虑与不考虑人工取用水条件下的模拟结果比较,初步发现:黄河流域在强烈的人类活动影响下,水资源量及其构成均发生了显著变化,地表水资源量衰减,而不重复地下水量增加;在狭义水资源衰减的同时,伴随着有效蒸散即降水有效利用的增加,流域广义水资源量有一定幅度增加。研究成果对黄河的治理规划和水安全战略具有参考价值。     

曝气生物滤池的生物膜及其微生物种群特征

研究了曝气生物滤池处理模拟生活污水稳态运行时反应器内生物膜的形态特征、生物量和微生物的活性变化特征,分析了生物膜及微生物种群的空间变化规律.结果表明,曝气生物滤池的生物膜形态、颜色和厚度具有沿水流方向渐变的特点,而生物膜密度则在垂直方向上分布不均匀,靠近载体表面部分空隙较大;生物量沿水流方向出现逐步递减的趋势,生物膜活性变化呈现明显的倒“V”型特点;微生物种群组成多样,食物链长且相互交叉,系统营养结构复杂,高端营养级微生物种群所占比例较高,底物利用范围大,沿水流方向可形成不同代谢类型微生物的优势群落.     

Anaerobic co-digestion of kitchen waste and fruit/vegetable waste: Lab-scale and pilot-scale studies

The anaerobic digestion performances of kitchen waste (KW) and fruit/vegetable waste (FVW) were investigated for establishing engineering digestion system. The study was conducted from lab-scale to pilot-scale, including batch, single-phase and two-phase experiments. The lab-scale experimental results showed that the ratio of FVW to KW at 5:8 presented higher methane productivity (0.725 L CH₄/g VS), and thereby was recommended. Two-phase digestion appeared to have higher treatment capacity and better buffer ability for high organic loading rate (OLR) (up to 5.0 g (VS) L^?1 d^?1), compared with the low OLR of 3.5 g (VS) L^?1 d^?1 for single-phase system. For two-phase digestion, the pilot-scale system showed similar performances to those of lab-scale one, except slightly lower maximum OLR of 4.5 g (VS) L^?1 d^?1 was allowed. The pilot-scale system proved to be profitable with a net profit of 10.173 $/ton as higher OLR (?3.0 g (VS) L^?1 d^?1) was used.     

Ca~(2+)对煤中含氮活性基团阻化效应研究

为揭示CaCl2抑制煤炭自燃发生的机理,提高阻化效果,采用Gaussian03软件包,对Ca2+与煤中含N活性基团形成的配位体的结构及分子前沿轨道、稳定化能、自然键轨道和净电荷布居、电荷转移进行系统研究。结果表明,Ca2+能够与煤中含N活性基团形成二配体、三配体及四配体配合物,形成四配体的稳定化能与前沿轨道能级能隙差较大,说明四配体配合物最为稳定,而且形成配合物后,煤含N活性结构中的-NH2基团对前沿轨道的贡献大大减少,同时轨道能级大幅增加,增加了煤活性结构的稳定性,提高了煤活性结构的抗氧化性。     

Coupling urban 3-D information and circuit theory to advance the development of urban ecological networks

Ongoing, rapid urban growth accompanied by habitat fragmentation and loss challenges biodiversity conservation and leads to decreases in ecosystem services. Application of the concept of ecological networks in the preservation and restoration of connections among isolated patches of natural areas is a powerful conservation strategy. However, previous approaches often failed to objectively consider the impacts of complex 3-D city environments on ecological niches. We used airborne lidar-derived information on the 3-D structure of the built environment and vegetation and detailed land use and cover data to characterize habitat quality, niche diversity, and human disturbance and to predict habitat connectivity among 38 identified habitat core areas (HCAs) in Nanjing, China. We used circuit theory and Linkage Mapper to create a landscape resistance layer, simulate habitat connectivity, and identify and prioritize important corridors. We mapped 64 links by using current flow centrality to evaluate each HCA's contribution and the links that facilitate intact connectivity. Values were highest for HCA links located in the west, south, and northeast of the study area, where natural forests with complex 3-D structures predominate. Two smaller HCA areas had high centrality scores relative to their extents, which means they could act as important stepping stones in connectivity planning. The mapped pinch-point regions had narrow and fragile links among the HCAs, suggesting they require special protection. The barriers with the highest impact scores were mainly located at the HCA connections to Purple Mountain and, based on these high scores, are more likely to indicate important locations that can be restored to improve potential connections. Our novel framework allowed us to sufficiently convey spatially explicit information to identify targets for habitat restoration and potential pathways for species movement and dispersal. Such information is critical for assessing existing or potential habitats and corridors and developing strategic plans to balance habitat conservation and other land uses based on scientifically informed connectivity planning and implementation.     

黄土边坡坡面冲刷的临界坡度

边坡坡面冲刷存在一个临界坡度,边坡坡度接近临界坡度,冲刷量最大。通过能量守恒原理,建立了临界坡度的计算公式,它与边坡坡长以及降雨强度和坡面的粗造程度存在一定的函数关系。通过实例分析了临界坡度和单级坡高的确定,理论分析与工程实践基本一致,说明理论分析是合理可行的。     

1980年来湖北省钉螺分布区域及其数量的消长分析

目前对钉螺分布及消长的研究主要是短期的、文字描述性的、数字和曲线图表示的,通过这些方式可以呈现出某个地域范围的钉螺消长的总体趋势。但是,若要呈现出以行政村为单位的各个地区钉螺分布及消长的长期变化,仅仅用文字和曲线图是不够的,而是需要用更复杂的方式,才能呈现各个行政村的钉螺消长时空分布情况。地理信息系统(GIS)可以通过地图清晰显示出这些复杂的动态变化。利用湖北省钉螺的螺情村级统计年报数据,以湖北省村级行政区划图为基本空间制图单元,利用ArcGIS软件的逻辑运算和统计功能,分析了各个村级行政区从1980~2009年每间隔5 a的钉螺分布的区域及面积大小,以及钉螺数量的消长情况,并用GIS软件详细制图,获得各个村级行政区的钉螺数量的消长变化情况。根据钉螺消长情况,将所有行政村分为八类,可以识别出钉螺反复出现和难以消灭的地区,并且在地图中清晰地呈现出来。针对各个钉螺消长类型,结合自然地理、人为治理途径等情况进行相关分析,总结出湖北省各地区钉螺消长类型分异的原因,这将有利于制定县市甚至细化到村级单位的钉螺防控计划,也有利于辨识过去30 a来钉螺分布及其数量消长的区域以及灭螺的效果,对今后血吸虫的防治工作有重要指导意义。     

基于地学信息图谱的合肥市城市扩展时空特征及驱动力分析

利用多时相遥感影像,借助ArcGIS平台,采用空间形态分析、等扇分析、等距分析及分形分析等方法,以城市扩展强度、紧凑度、分形维数、重心坐标、扩展弹性系数等为指标,基于地学信息图谱分析了1987~2011年合肥市城市扩展时空特征及其驱动力。结果表明：合肥市在经历了轴向放射状扩展、双核组团扩展及轴间填充后,城市形态由不规则团块状向星楔形、连体双星形转变;24 a间,城市用地面积增长了22415 km2,城市规模扩大了455倍;2000年以前基本保持中、低速扩展,进入21世纪后,开始高速扩展;城市空间主要沿交通线向西南、东南、东、东北等方向非均衡延展,城市扩展最强烈的区域约在距城区中心8 km处,城市重心不断向南偏西方向转移;扩展过程中,城市紧凑度呈“W”型波动,分形维数呈“M”型波动,扩展弹性系数呈“∧”型波动,城市形态最终向着稳定、合理化方向发展;自然环境、经济发展、人口增长、交通建设、政府行为等是合肥市城市扩展的主要驱动力量     

渝东南典型地质高背景区土壤重金属来源解析及污染评价

为了解渝东南典型地质高背景区土壤重金属的污染特点,解析其污染来源并针对性地提出风险管控建议,在重庆市酉阳县北部兴隆镇和木叶乡共采集土壤表层样品(0～20 cm)211件,分析了表层土壤8种重金属(As、 Cd、 Cr、 Cu、 Hg、 Ni、 Pb和Zn)的含量及土壤pH值,采用数理统计、污染负荷指数、潜在生态风险指数、相关性分析和正定矩阵因子分解(PMF)模型等技术,研究了表层土壤重金属的含量及空间分布特征,并开展了污染评价和重金属的来源解析.结果表明,表层土壤重金属平均含量均超过重庆市土壤背景值,呈现出不同程度的富集情况,其中Cd超《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618-2018)中筛选值的比例高达83.41%,超管制值的比例为7.58%,潜在风险较高.污染负荷指数法评价结果显示研究区整体呈轻微污染,潜在生态风险指数评价结果显示研究区整体生态风险较高,其中重金属Hg、 Cd和As的贡献率分别为50.27%、 28.63%和11.70%.PMF结果显示研究区土壤中重金属的来源主要3种,即自然母质源、农业源和工业活动及交通排放的混合源,所占比例分别为40.49%、...     

北京冬季奥运会历史同期大气PM2.5污染特征分析

基于2015~2021年的1~3月北京市大气PM_2.5浓度与化学组成长期观测数据,分析了2022年北京冬季奥林匹克运动会（冬奥会）和北京冬季残疾人奥林匹克运动会（冬季残奥会）历史同期的PM_2.5污染态势、化学组成特征以及潜在源区.2015~2018年的1~3月重污染［日均ρ（PM_2.5）>75 μg·m^-3］天数以及重污染期间PM_2.5平均值下降十分显著,之后这两者未发生明显改变.2018~2021年的1~3月每年平均发生重污染23 d,重污染天ρ（PM_2.5）平均值约为120.0 μg·m^-3.2015~2021年的1~3月超长重污染过程（连续重污染超过5 d）平均每年发生2~3次,其中2021年发生3次,且持续时间最长达到8 d.历年冬奥会历史同期发生重污染的天数为2~9 d,春节期间烟花爆竹大量燃放可能是该时期重污染发生的重要原因之一;冬季残奥会历史同期重污染天数一般为1~5 d,但2021年受频繁出现的静稳天气影响,重污染天数高达9 d.在同时段重污染期间,PM_2.5化学组成均以二次组分为主,例如在PM_2.5可测组分中,2020年NO₃^-质量分数高达46%,较同年清洁天（11%）显著增加;SO₄^2-质量分数为12%~19%,说明当前硫酸盐污染仍不容忽视.北京市1~3月PM_2.5主要贡献区域包括内蒙古自治区中西部、河北省、天津市、山西省、陕西省、山东省中西部和河南省北部.研究结果将为北京市冬季空气质量持续改善以及2022年冬奥会与冬季残奥会期间北京市环境空气质量保障提供科学依据.