近60a长三角地区极端高温事件变化特征及其对城市化的响应

基于长三角地区1951~2014年56个国家级气象站点逐日气温记录资料,通过计算极端高温事件相关指标(极端最高温TXx,极端最低温TNn,高温日数Htd和低温日数Ltd),利用GIS空间分析技术和Mann-Kendall时间趋势分析方法分析了长三角地区近60 a极端高温事件的空间分异特征和时间变化趋势,并探讨了城市化发展对区域极端高温事件时空变异的影响。结果表明:(1)长三角地区极端高温事件指标均表现为一定的上升趋势,极端低温指标(TNn和Ltd)线性变化趋势比极端高温指标(TXx和Htd)更为显著,变化趋势最显著的地区集中在经济和城市化水平较高的城市及周边地区(如上海、杭州等)。(2)极端高温指标(TXx和Htd)多年平均总体表现为南高北低,西高东低的趋势,而极端低温指标中TNn多年平均为由中部向南北两侧降低,Ltd多年平均呈现自中部向南北南侧增多的趋势。(3)从1990~2000到2000~2010年,城市化对极端高温事件的影响增强,快速城市化对北部城市极端高温事件的影响高于南部城市。     

间歇通电和电极反转对MEC-CSTR反应器污泥餐厨垃圾协同厌氧消化的影响

城镇化快速发展导致大量污水污泥(Sewage Sludge, SS)和餐厨垃圾(Food Waste, FW)等有机固废的排放和产生。将微生物电解池(Microbial Electrolysis Cell, MEC)引入到厌氧消化(Anerobic Digestion, AD)过程可实现其高效的甲烷转化。本研究探究了间歇通电和电极反转对MEC-连续搅拌式反应器(Continuous Stirred Tank Reactor, CSTR)的影响。结果表明，在1.2 V的外加电压和15 d的污泥停留时间(Sludge Retention Time, SRT)的条件下，MEC-CSTR运行良好，甲烷产率达到(741.9±99.2) mL/L_-reactor/d。短暂断电(2 d)未对系统各项性能造成不良影响，而过长断电(7 d)则会降低反应器的有机物水解效果和甲烷产量；同时，连续电极反转会引起甲烷产量((541.7±32.0) mL/L_-reactor/d)的下降；然而，无论间歇通电亦或电极反转均未对消化液的理化性质和系统稳定性造成不良影响。本研究...     

大金山岛常绿阔叶林和落叶阔叶林中小型土壤动物群落特征

于2017年秋季(10月)和冬季(12月)及2018年春季(3月)和夏季(6月)分别对大金山岛8个植物群落中小型土壤动物群落进行调查,共捕获5门14纲23个类群土壤动物8 506只,优势类群分别为线虫纲(66.06%)、蜱螨亚纲(17.95%)和弹尾纲(11.15%),其余为稀有类群(4.84%)。常绿阔叶林中小型土壤动物4季平均密度和类群数均高于落叶阔叶林,且2种林型间类群数差异显著(P0.05),而这2种植被类型夏季中小型土壤动物密度均显著高于其他3季(P0.05);常绿阔叶林秋季中小型土壤动物类群数显著高于春、冬2季(P0.05),而落叶阔叶林表现为秋季显著高于其他3季(P0.05)。在垂直分布上,2种植被类型中小型土壤动物密度均表现出明显的表聚型,其0～5 cm土层密度分别占0～20 cm土层总密度的68.68%和66.94%。常绿阔叶林Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数均高于落叶阔叶林,且常绿阔叶林秋季这2个指数均显著高于其他3季(P0.05);落叶阔叶林秋季中小型土壤动物Margalef丰富度指数显著高于其他3季(P0.05)。由Pearson相关性分析可知,中小型土壤动物总密度以及线虫纲、蜱螨亚纲和弹尾纲密度均与土壤有机质含量呈正相关,与土壤pH呈负相关。     

厌氧膜生物反应器的现状、挑战和前景

厌氧膜生物反应器(AnMBRs)不仅可以高效去除污染物,改善出水水质,而且可以实现生物能源回收,对保护环境和缓解能源危机具有重大意义。膜污染作为制约AnMBRs应用与推广的限制因素得到了大量关注,各种缓解和控制膜污染的方法和技术不断涌现。因此,对AnMBRs的运行机理、多元化应用、膜污染情况进行综述,并分析和评估了微生物电催化系统(BES)-AnMBRs组合工艺的可行性和发展潜力,以期为AnMBRs工程应用和未来发展提供理论和技术参考。     

基于SD和CLUE-S模型的区域土地利用变化对土壤有机碳储量影响研究

土地利用/土地覆被变化改变土壤呼吸条件,进而对土壤有机碳储量变化产生影响,而土壤有机碳储量则是影响农业可持续发展和全球碳平衡领域的重要因素。以上海市崇明岛为例,运用系统动力学模型(System Dynamics Model)预测2020、2030年土地利用需求变化,结合CLUE-S模型(Conversion of Land Use and its Effects at Small region extent Model)得出各种用地类型的空间分布,并引用碳密度法估算三种发展幕景下土地利用变化对土壤有机碳储量的影响。结果表明:2030年三种发展幕景土壤有机碳储量分别为:低速发展幕景为3 093.03×106kg,惯性发展幕景为3 079.47×106kg,高速发展幕景为3 059.81×106kg;研究期内土壤有机碳储量呈现缓慢下降趋势,但人类活动对其扰动较小;SD和CLUE-S耦合模型可以从时间和空间两方面对土壤有机碳储量进行模拟,具有可行性;建议通过加强城镇用地集约利用、农田保护、林地建设来减少人为活动对土壤有机碳储量的影响。     

基于移动监测和土地利用回归模型的上海市近地面黑碳浓度空间模拟

黑碳(BC)是大气污染物的重要组成部分,对空气质量与人类生活健康产生重要的影响.本研究采用移动样带手段开展上海市近地面BC浓度监测,分析其基本统计特征和空间分异性.在此基础上,利用土地利用回归模型(LUR),探讨人口密度、经济产值和交通道路网密度等因素对上海市近地面BC浓度空间分异的影响.结果表明上海市近地面BC平均浓度为(9.86±8.68)μg·m~(-3),空间差异明显,郊区[(10.47±2.04)μg·m~(-3)]比市中心地区[(7.93±2.79)μg·m~(-3)]高32.03%(2.54μg·m~(-3)).气象要素(风速和相对湿度)和交通道路变量(路网长度、省道距离、高速距离等)显著影响上海市近地面BC浓度(r为0.5~0.7,P0.01).基于气象和交通道路变量的LUR模型能较好模拟上海近地面BC浓度(调整后R2为0.62~0.75,交叉验证R2为0.54~0.69,RMSE为0.15~0.20μg·m~(-3)),其中100 m和5 km缓冲距离的LUR模型相对较优,在一定程度上表明上海市近地面BC浓度主要受气象要素和交通源的影响.本研究有利于加深对上海市BC浓度空间分布格局及其影响因素的客观认识,可为模拟和预测BC对人类活动和自然环境的响应机制提供科学依据和理论支撑.     

滴水湖及其环湖水系沉积物、土壤中多氯联苯的空间分布特征及风险评价

为了解城市人工湖泊中多氯联苯(PCBs)的污染状况,利用GC/MS技术测定了滴水湖及其环湖水系沉积物、土壤中14种PCBs的含量,并对其分布特征、来源和生态风险进行了探讨与分析.结果表明,滴水湖及其环湖水系沉积物、周边农田土壤中Σ_(14)PCBs含量分别为0.65~16.41 ng·g~(-1)(以干重计)和0.47~1.27 ng·g~(-1),总体处于较低污染水平.但环湖水系表层沉积物高于湖区表层及柱样沉积物中PCBs含量,引水过程可能会对湖区造成污染.湖区沉积物中PCBs随深度增加而降低,表明自成湖以来湖区沉积物中PCBs有污染加剧的趋势.研究区沉积物、土壤中PCBs均以四氯联苯(Tetra-CBs)和五氯联苯(Penta-CBs)为主,分别占Σ_(14)PCBs的20.65%和67.12%,主要特征单体为PCB105、PCB118和PCB77.主成分分析(PCA)结果表明,PCBs主要来源于国产2号、1号PCB产品的使用残留、城市固废焚烧及煤、木材的燃烧排放.研究区沉积物及土壤中12种类二噁英类多氯联苯(DL-PCBs)的毒性当量浓度(TEQs)为0.01~79.40 pg·g~(-1),其中环湖水系及湖区表层沉积物有7个样点中DL-PCBs-TEQs超过了美国EPA沉积物质量指导值(ISQGs),可能对水生生物产生毒性影响,应当引起重视.     

崇明东滩围垦芦苇生长、繁殖和生物量分配对大气温度升高的响应

应用开顶式生长室(OTCs)模拟增温试验，研究了上海市崇明岛东滩湿地围垦区芦苇的生长、繁殖和生物量分配对温度升高的响应。结果表明：温度升高使株高显著增加，但对茎粗的影响不明显。与对照相比，升温显著增加了叶长、叶宽、叶面积；但却显著减少了叶面积比率(LAR)和比叶面积(SLA)，对叶长/叶宽，叶质比(LMR)无显著影响。研究发现，升温使开花个体数、开花率、花序高、花颈长、花数以及种子数量均显著减少，对芦苇的繁殖起到抑制作用。此外，升温时地上部分各层生物量显著增加，而且从下到上增加程度逐渐增大；根、茎、叶的生物量显著增加；花的生物量显著减少。升温对根各层生物量影响不同，上层生物量显著增加，中层显著减少，下层变化不明显。进一步研究表明，升温使根和花生物量占总生物量的比例显著下降，茎和叶生物量所占比例显著升高。     

长江徐六泾黑碳的季节变化及环境意义

2009年8月~2010年7月，每月在长江口徐六泾对水中悬浮颗粒物进行了采样，分析悬浮颗粒物中有机碳及黑碳含量，研究它们的季节变化特征，并计算出相应的输送通量。结果显示，水体中颗粒有机碳（Particulate organic carbon，POC）含量在034~092 mg/L，黑碳（Black carbon，BC）含量在0035~0096 mg/L；POC含量与水中总悬浮颗粒物（Total suspended material，TSM）含量有显著的正相关，但POC％随着TSM浓度的增加而减小；此外，水体中BC含量与人类的燃烧活动密切相关。观测期间长江的POC通量为234×106 t/yr，BC通量为277×105 t/yr，且BC通量占到颗粒有机碳通量的129%