生物炭对黄绵土中NO3--N运移过程影响及模拟

为探究不同施加量生物炭对黄绵土NO₃^--N运移过程及特征的影响,以生物炭与黄绵土质量比分别为0%（T0）、1%（T1）、2%（T2）、3%（T3）、4%（T4）和5%（T5）的6组混合土样为研究对象,以NO₃^--N为示踪物质,通过室内土柱溶质运移模拟试验,研究了不同生物炭施加量对黄绵土中NO₃^--N运移过程影响并进行模型模拟.结果表明,NO₃^--N在黄绵土中的穿透曲线随生物炭施加量增加明显右移,峰值逐渐降低.初始穿透时间、完全穿透时间及穿透总历时均随生物炭施加量增大而增加,T1、T2、T3、T4和T5处理NO₃^-穿透总历时分别是T0的1.26、2.31、2.72、3.22和3.57倍.两区模型（TRM）的R²>0.997,RMSE<2.083,相较于对流-弥散方程（CDE）,TRM模型拟合精度更高,能较好地模拟不同含量生物炭施加后的黄绵土中NO₃^--N运移过程.对TRM模型拟合参数进行分析发现,随生物炭施加量增加,平均孔隙流速、水动力弥散系数和可动区含水比率均逐渐减小,而弥散度和质量交换系数呈现增加的趋势.研究显示,生物炭有效增强了黄绵土对NO₃^--N的固持能力,减少了NO₃^--N向地下水体的渗漏,对保持土壤肥力与防止地下水污染具有重要作用.     

岩溶槽谷区山坡-槽坝土地利用变化的对比研究

揭示当前多因素驱动下岩溶槽谷区典型地貌单元土地利用变化的一般规律,对山坡-槽坝土地利用变化的差异性和耦合作用具有重要的意义。以2005、2010、2014、2017年高清影像为数据源并结合实地调研对解译数据进行对比验证,通过对土地利用变化的土地动态度相关指标计算,揭示了岩溶槽谷区山坡-槽坝的土地利用变化的幅度、动态度以及空间分布的共同特征与差异。结果表明：(1)随着时间的发展,在3个连续阶段岩溶槽谷区山坡-槽坝土地利用变化的幅度与动态度为：2014~2017年>2010~2014年>2005~2010年,且西部槽谷>东部槽谷>中部槽谷,槽坝的土地利用变化动态度较山坡快且稳定。(2)岩溶槽谷区山坡-槽坝的土地利用空间分布的共同特征是：城镇用地、居民用地、水田主要分布于槽坝;灌木林地、有林地、草地、山地旱地等主要分布于山坡上。由于山坡-槽坝自然环境的不同与社会经济的影响,从而形成了西中东部槽谷变化出现各自差异以及土地利用受到局限性。     

贵州水城典型铅锌矿区土壤和蔬菜中重金属累积特征及风险评价

以贵州水城茨冲永昌、仁活洞杉树林和凉山玉兰3个典型铅锌矿区为研究对象,采集了白菜、辣椒、玉米、马铃薯、黄豆、四季豆6种蔬菜样品及其对应的根际土壤样品。分析了蔬菜与土壤中Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、As、Hg、Cu 8种重金属的含量及蔬菜对根际土壤重金属的累积特征,同时采用内梅罗综合污染指数法、目标危险系数法及综合质量影响指数法对土壤及蔬菜重金属污染进行评价。结果表明:根际土壤中Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、As、Hg、Cu总平均值分别为1 198.2、2 378.8、53.0、7.0、122.6、56.9、0.37、107.5mg/kg,分别是贵州土壤环境背景值的34.0、23.9、1.4、10.0、1.3、2.8、3.4、3.4倍;不同蔬菜对土壤中不同重金属的富集能力有较大差异;内梅罗综合污染指数表明,研究区土壤中8种重金属均属于重污染;蔬菜中重金属对当地儿童、青壮年、中老年的总健康风险指数均大于1,存在健康风险;综合质量影响指数也表明,研究区的综合质量属于重度污染。     

南方某铅锌锰冶炼区周边大气降尘重金属污染水平及风险评价

于2016年8月至2017年1月分别对南方某铅锌锰冶炼区周边(污染区)及大新村(对照区)进行大气降尘干法采集,测定了大气降尘中Cd、Zn、Pb、Mn、Cu、As、Ni、Cr含量,采用富集因子法、潜在生态风险指数法和健康风险评价对大气降尘重金属污染进行源解析与风险评价。结果表明,污染区大气降尘中Cd、Cr、Mn、Ni、Pb、As、Zn、Cu均值分别为166.6、104.5、6 109.0、80.9、635.9、53.6、8 838.5、180.3mg/kg,分别为背景值的691.3、2.1、11.6、2.4、24.5、2.9、106.6、6.9倍。富集因子法分析得出,污染区大气降尘中Cd、Zn和Pb主要来源于铅锌冶炼以及电解锰企业;Mn、Cu、As和Ni在大气降尘中富集程度次之,既受自然源,也受人为源影响。生态风险评价表明,污染区大气降尘中Cd为极强生态危害,Pb、Zn属于强生态危害,Cu、As、Ni、Cr均为轻微生态危害,综合潜在生态风险达到很强生态危害等级。健康风险评价表明,污染区大气降尘中重金属主要健康风险来源于非致癌风险,致癌风险可忽略。大气降尘中Pb、As、Cd经手-口摄入途径对儿童存在非致癌风险,应采取措施降低污染区大气降尘中Pb、As、Cd含量,控制手-口摄入途径对儿童的非致癌风险。     

大城市边缘区土地利用变化对生境质量的影响评价——基于生态网络视角

大城市边缘区土地利用变化迅速,从生态网络与物种角度分析土地利用变化对生境质量的影响更具有生态学意义。选取位于大城市边缘区的鄂州市为研究区,以具有经济、科学研究价值的普通翠鸟、棕背伯劳、池鹭为目标物种,依据目标物种栖息地条件划定生境斑块,以鸟类的最大迁移距离为连接阈值构建生态网络,从生境斑块景观格局与生态网络连通性变化两个层次入手,分析2004～2014年期间土地利用变化对生境质量的影响作用。结果表明:鄂州市建设用地与林地面积增加、水体面积减少,2004～2009年林地面积增长更加显著,2009～2014年水体面积下降较为明显,土地利用景观格局不断破碎化。从斑块角度分析,鄂州市生境质量呈下降趋势,林地生境质量先上升后下降,水体生境质量下降比林地更为明显;从连通性角度分析,生境质量表现为先上升后降低的倒"U"结构。斑块面积对维持网络连通性与生境质量具有重要作用,新城区开发、基础设施建设对林地与水体的分割、占用是典型斑块周边生境质量变化的主要原因。因此,鄂州市发展中应注重大型生境斑块的保护,将其设为禁止或限制开发区,同时也应保护"垫脚石"斑块以维持网络的连通性,提高大都市边缘地区的生态环境质量。     

基于OP-FTIR的化工区空气特征污染实测方法研究

应用开放式傅里叶变换红外光谱分析仪(OP-FTIR)对华东地区某化工区周边空气特征污染进行了180 d连续在线监测,建立了污染特征分析、预警评估和污染溯源等体系化监测应用方法,匹配形成了近10项日常数据监控指标的质保质控体系和基于最小二乘法人机结合的谱图解析和数据生成体系,数据误差控制在20%以内。结果表明,通过180 d外场稳定监测,实现了超过40种区域特征污染因子库的建立和实时监控,掌握了乙烯和甲醇等10余种特征污染物的排放规律和主要来源。     

三江源区径流退水过程演变规律

利用三江源区1960~2009年间的月径流数据,使用数字滤波法进行基流分割并使用Depuit-Boussinesq方程进行退水系数计算,同时对径流量、基流量、退水系数分别进行Mann-Kendall趋势检验。结果显示:(1)过去50 a间黄河与澜沧江年内径流量显著减少,而长江源区径流变化趋势不明显;(2)三江源区冬季枯水期径流量主要受基流控制,基流占冬季径流的比值最高可达100%,黄河源区与澜沧江源区过去50 a来基流在不断减少基流的变化趋势和突变点与径流呈现出高度一致;(3)在过去50 a,长江源区的年径流退水过程正在减缓,气候变化影响下,降雨是三江源区径流退水过程的主要影响因素,降雨量的增加会导致退水系数的减小,而温度对三江源区的退水过程影响存在着不确定性。研究为揭示气候变化下三江源区径流退水过程的演变过程提供了理论参考。     

岷江流域三江交汇区景观格局变化研究

本文以生态景观理论为基础,地理信息与遥感技术为支撑,对岷江流域三江交汇区三期遥感数据,1990年TM、2002年TM、2014年ETM+数据进行图像分类、景观指数提取、空间分析,同时采用面积转移矩阵统计各景观面积的转移情况,分析景观格局变化的影响因素,研究结果表明:(1)1990—2014年三江交汇区景观类型面积排序为:农田林地草地水域居民地裸地。优势景观为耕地,所占比例由72.83%下降到63.32%,面积减少了3480hm2。草地所占比例呈现波动变化,总体增加了2.81%。林地比例由15.98%上升到18.79%,增加了700hm2。居民地所占比例升高了4.1%;(2)1990年研究区内草地景观易受到外部干扰,其分布形状复杂。林地景观整体聚合度较高同时具有较低的异质性,分布通透性好、规模连续。农田分布较为分散且斑块较小。2002年农田斑块分布复杂化,同时具有聚集度高的特点。2014年研究区内农田优势地位下降。此时农田分布比较破碎并且呈现集中的态势。草地分布规模性较好、分布较为完整,但是内部存在一定的破碎性;(3)三江交汇区景观类型相互转化的主要原因:一是,退耕还林、还草政策实施,海拔超过500m的丘陵山地区域,建立生态保护区。二是,成绵乐铁路和高速路网的完善,使得三江交汇区的土地类型向建设用地转化加快,主要集中在乐山市中区和周围城镇。     

太湖平原武澄锡虞区水系结构及水文连通性变化分析

河网水系在太湖平原地区水源供给、洪涝排泄、水质净化过程中发挥着重要作用,但近几十年来该地区城镇化迅速,土地利用改变、水资源过度开发等人类活动导致河网水系衰减,水文连通受阻,并引发一系列洪涝与水环境问题.为此,以太湖平原武澄锡虞区为例,构建水系结构与连通性评价指标,分析该地区1960s～2010s水系结构和水文连通性变化特征.研究表明该地区:(1)1960s～2010s水系不断衰减,武澄锡虞区河网密度、水面率、河网发育系数分别降低了22.94％、25.09％和22.35％,河网复杂度急剧下降,其中武澄锡区河网衰减程度大于澄锡虞区.(2)水文连通性存在先下降后上升发展趋势,1960～1980年,该地区的平均水文连通性为0.89,1980～2000年平均水文连通性降至0.82,2000～2016年平均水文连通性恢复到0.91.(3)城镇化发展导致水系结构大幅度衰减,水系结构主干化以及水利工程建设使得水文连通性下降,而疏浚、拓宽河道在一定程度上可提高区域水文连通性.本研究将为平原区水系利用与保护提供一定的支持与参考.     

黄河三门峡-花园口河段有机农药的污染现状研究

黄河三门峡-花园口河段位于中下游,全长242km。汇流区大部分位于河南省境内,面积约4000km~2,是重要的粮棉产地。近年来,随着农业现代化的进展,有机农药的使用日益广泛,在防治病虫害的同时,也对环境造成了一定程度的污染。汇流区内使用的农药,可随地表径流或农田灌溉网水排入河流。污染该水体,而黄河三花段(三门峡-花园口河段的简称)又是郑州和新乡两市供水的主要源地。因此,本研究工作的开展,对于保护黄河水资源、生态环境和人体健康,都有十分重要的意义。