基于Landsat 8影像估算新安江水库总悬浮物浓度

总悬浮物(total suspended matter,TSM)直接决定着水下光场分布,进而影响水体的初级生产力,其浓度也是水质和水环境评价的重要参数之一.本研究构建了基于Landsat 8影像数据的较为清洁的新安江水库TSM的遥感估算模型,并给出了该水体TSM浓度的空间分布特征.结果表明,对该水体TSM浓度较为敏感波段为Landsat 8第二、三和八波段,线性相关的决定系数分别为0.37、0.51和0.42.然而,以上任何一个波段都无法单独用于准确地提取该区TSM浓度,而利用以上3个波段构建的多元回归模型能够给出较为准确的估算结果,模型决定系数为0.92,平均相对误差为11%,均方根误差为0.16mg·L-1.新安江水库TSM浓度整体较低,变化范围为0.04~24.54 mg·L-1,平均浓度为2.19 mg·L-1.高浓度部分位于湖的边缘区以及一些湖湾枝杈,如:枫树岭水域、汾口水域、威坪水域、安阳水域、大墅水域、临岐水域等,主要是受入湖河流以及邻近水域采砂活动的影响.因此研究认为利用Landsat 8数据的3个波段,采用多元回归模型能够较好地估算较清洁水体的TSM浓度.     

生物绳野外原位修复干旱-半干旱地区农业面源污水——以博斯腾湖流域农排污水为例

农业面源污染带来的咸化、富营养化是干旱-半干旱地区湖泊流域亟需解决的问题。为探讨生物绳修复技术对此类农业面源污水修复效果,选取了具有代表性的博斯腾湖流域农排污水,对其进行了为期5个月(2015年6—10月)的野外原位修复实验。结果表明,生物绳在此环境下可在2周内达到较高附着生物量,并在温度适宜的情况下维持稳定的营养盐去除效果。生物绳对TN、TP和PO3-4的平均去除率分别达到(25.86±19.09)%、(32.65±23.79)%和(24.42±35.73)%,出水水质达GB 3838—2002《地表水环境质量标准》湖泊类水质的Ⅲ类水平。但是生物绳原位修复技术对污水中的氨氮和盐度并无明显效果,在干旱-半干旱地区的应用具有一定局限性。     

新型POPs全氟烷基化合物污染毒理学评述

全氟烷基化合物(Perfluorinated Compounds,PFCs)是近年来持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants,POPs)研究领域一大新的热点。该文概述了PFCs的结构和来源,分析了PFCs的迁移转化、污染机理以及生物毒性效应,介绍了检测和处理方法以及PFCs的风险评价,指出PFCs为新型POPs,具有环境内分泌干扰物和温室效应的潜在活性。此外,该文还提出了现阶段PFCs研究的薄弱环节以及未来的研究方向和重点,为相关领域研究者提供参考。     

南黄海辐射沙脊群潮汐通道水流输运示踪模拟

将三维水动力模型MIKE3耦合粒子追踪模型,模拟辐射沙脊群海域西洋、陈家坞槽、苦水洋、黄沙洋四个主要潮汐通道和沙脊群顶点处的粒子运动轨迹,探讨潮汐通道间的水流运动、物质输运及交换特性。结果表明:潮汐通道内涨潮期表层粒子净位移大于落潮期;小潮期间,表、底层粒子运动轨迹相似,主要为潮汐通道内的往复运动;大潮期间,各通道粒子轨迹主要为往复运动和顺时针螺旋状横向运动两种形式,不同通道或同一通道的表、底层轨迹均不同,且不同的释放时刻粒子越出通道的程度也不同,表层粒子的运动范围更大,而底层相对集中。粒子运动轨迹由西洋通道的往复流和其余区域不同程度的旋转流所控制。与小潮相比,大潮期间潮汐通道的水体垂向环流及水体交换更为明显。通道内的水流横向输运能力主要取决于横向环流流速与纵向主流流速的相对强弱,同时也受局部地形影响。辐射沙脊群顶点处粒子大多数向岸,少量向南、北沿岸运动,表明近岸水流和物质迁移的主要向岸趋势。本研究结果可为辐射沙脊群海域水环境的管理提供理论支撑。     

试从地理学视角探讨区域综合竞争力的指标体系

区域综合竞争力是当今各国政府与学术界普遍关注的发展问题之一，它源于20世纪70年代西方发达资本主义对国家竞争力的研究，并盛行于欧美发达国家。直至今天，发展中国家纷纷参与到全球竞争力的评价体系中来。大多数学者基于经济学和管理学角度对其作了深入的研究。受学科限制和全球经济一体化的影响，从经济学角度研究竞争力，一般较少考虑地区资源、环境等区域发展的承载基础，忽略了地理要素是构成区域综合竞争力的重要部分，并对竞争力发挥持续作用。从地理学视角，探讨地理环境要素对综合竞争力形成与发展的影响作用，在此基础上构建评价指标体系，认为区域综合竞争力是由区域资源禀赋、区域整体实力、区域发展潜力和区域创新环境4个部分支撑，48个具体指标构成。该指标体系的构建是为了能给地区经济社会的发展、国际竞争力的提高提供新的思路。     

南通市城镇建设用地扩展时空特征分析及模拟

随着工业化与城市化步伐的加快，城镇建设用地高速扩张，建设与粮食生产的矛盾日益突出，如何合理有效使用土地成为城市快速发展过程中迫切需要解决的问题。通过多时相遥感卫星影像，结合相关模型，分析和模拟建设用地扩展的时空特征，可以为城市土地合理配置与投放提供依据。利用 1987、1990、1997、2001、2006年的TM卫星遥感影像解译获得的建设用地数据，分析了南通近 20年来城镇建设用地变化和城区扩展特征，并且模拟了其扩展趋势。结果表明：南通市城镇建设用地扩展呈现明显的阶段性特征；其扩展的热点主要集中在沿江区域，沿海地区城镇建设用地扩展的热度逐步升温；城镇建设用地扩展显示出城镇组团化发展的趋势，尤其使南通大都市区的轮廓日益明晰。     

千岛湖建库以来浮游植物变化过程及其影响因素

千岛湖是浙江省第一大水库，近二十年来藻类异常增殖现象频发，正面临着生态脆弱性增加的风险.目前，针对千岛湖初级生产力和藻类群落长期演替缺乏研究，为水库生态环境保护及区域饮用水安全管理带来了一定困难.本研究基于千岛湖东南部沉积物短岩芯，综合分析沉积物年代学、色素及营养盐等地球化学指标，并结合流域社会经济和气候数据，重建了千岛湖建库以来的浮游植物变化历史，并探讨其主要影响因素.结果表明，千岛湖浮游植物色素生产量总体经历了3个主要阶段：1960—1975年的低生产量阶段，1976—2002年的缓慢增长阶段，2003—2021年的快速增长阶段.尽管该水库初级生产力在2003年达到峰值后出现下降趋势，但仍维持在偏离自然基线的较高水平.多元统计分析显示人类活动导致的水体营养富集，以及增温为代表的气候变化，是影响千岛湖初级生产力长期变化的主要因素.水体营养盐的年际及年代际尺度变化对千岛湖浮游植物丰度能够产生显著影响，蓝藻色素生产量主要响应于温度的年代际、年际和季节尺度变化.此外，降水量对浮游植物丰度的季节性变化影响显著，但对长期变化的影响很小.2000年以来基于鲢、鳙鱼的生物操纵技术对千岛湖浮游植物生...     

富营养化水体中光学活性物质的垂向分布及其对遥感反射光谱的影响

富营养化水体中光学活性物质的垂向分布对水下光场分布具有重要影响,决定了水色参数定量遥感反演的精度.基于2011年8月和11月在太湖进行的垂直分层采样,分析了水体中光学活性物质含量的垂向分布特征,并探讨了其影响因素及其对水体遥感反射光谱的影响.结果表明,风速是影响富营养化水体中光学活性物质垂向分布的重要因子之一.风速较小(小于3.0 m·s~(-1))或无风时,表层叶绿素a浓度急剧增加,易形成水华;而风速大于5.0 m·s~(-1)时,水体发生垂直混合,底层叶绿素a浓度最大;其它风速条件下,叶绿素a浓度在某一水深处出现极大值.在风速小于5.0 m·s~(-1)的情况下,悬浮物浓度和有色溶解有机物(CDOM)的垂向分布相对均一;当风速超过5.0 m·s~(-1)时,底泥再悬浮过程对两者的贡献较大.在未发生藻华情况下,0~0.5 m水深范围内的叶绿素a浓度均值与波段比值的相关系数最大(r=0.86),对水体遥感反射比的影响较大;而表层悬浮物浓度对水体遥感反射比的影响最大,研究结论可为水色参数含量的精确估算提供方法论支持.     

基于MEA情景的长江流域氮平衡及溶解态无机氮通量:流域-河口/海湾氮综合管理

以长江流域氮循环为研究对象,基于千年生态系统评估框架下的4种情景,预测了2050年长江流域的氮循环在不同驱动因子作用下的未来变化趋势,并提出长江流域生态系统的优化管理的建议.研究结果表明,在1970—2010年期间,长江流域氮输入量增加了5倍,长江向河口输出的溶解态无机氮(DIN)通量增加了8倍,流域土壤中的氮已经达到饱和并且氮过剩量持续增加,流域对氮的截留率下降,水体输送的DIN通量增加,区域氮循环失衡问题日益严重.在千年生态系统评估框架下,预测在2050年,在采取积极措施的预测情境下,河流向河口和近海输送的溶解态无机氮通量将会比2000年有所下降,而在消极应对的预测情境下,河流向河口和近海输送的溶解态无机氮通量将会继续增加,从而加剧河口和近海地区水体的污染程度.非点源氮输入将是长江溶解态无机氮输出通量的主要来源,其中以化肥氮输入为主,其次为禽畜粪便氮输入,贡献率最低的是点源污水氮输入.情景预测及源解析研究表明,2050年长江流域-河口/海湾氮污染控制的重点在于减少长江下游-太湖流域、沅江-湘江-洞庭湖流域、赣江-鄱阳湖流域及岷江流域的化肥及畜禽粪便排放,2050年要实现长江水系水质全面达标,长江流域的氮输入量需要削减29%,其中长江下游-太湖流域削减40%,汉江流域削减43%,沅江-湘江-洞庭湖流域削减31%.从子流域尺度制定氮污染管理策略更适用于流域-河口/海湾系统框架下的综合管理.     

电化学氧化技术对藻源性湖泛的降解效果

为探索电化学氧化技术降解藻源性湖泛的可行性和实施效果,选取太湖藻华发生水域的浓缩藻类在室内稀释后,于高温黑暗条件下腐烂形成湖泛水样. 用钛基阴阳极板于24 V额定电压、100 W额定功率的变压器下在室内进行降解,并分别设置3个试验组和1个对照组. 结果表明:反应51 h后ρ(Chla)从初始的2 909.87 μg/L降至72.02 μg/L,降解率达97.6%;悬浮物〔OSM(有机悬浮物)、ISM(无机悬浮物)、TSM(总悬浮物)〕、含氮污染物〔TN、TDN(溶解性总氮)〕、COD_Mn、DOC(溶解性有机碳)的降解率分别为40.8~94.7%、37.4~58.9%、78.8%、40.1%;电化学氧化法对水体有机物的降解效果好,而短期内水体藻类污染物的自降解能力较为微弱. 电化学氧化法能有效去除湖泊水体中的藻类污染物,并且极板功率较小、反应时间短.