流域污染负荷水质响应的时空数值源解析方法研究

以目前广泛应用的环境流体动力学模型EFDC为平台,构建时空数值源解析方法,理论上可以得到任意时刻任意空间点位污染物的来源构成.其原理是考虑水质模型的微分方程,直接对每个污染负荷再微分,从而将原来1个微分方程变为关于每个污染源的微分方程组,然后联立以EFDC的水动力模型求解,得到每个源对每个时空点的贡献.概化的抚仙湖模型作为数值案例用以验证方法.时空数值源解析的结果与传统扰动方法的结果几乎重合,验证了时空数值源解析方法的正确性.另一方面,数值案例中存在34个独立的污染源,扰动法则需要35次模拟,而时空数值源解析方法的结果通过单次模拟就可得到,说明时空数值源解析方法具有明显的计算效率优势.而通过对结果的进一步分析可以发现,时空数值源解析方法可以提供更精确的源贡献的动态描述.     

东南亚地区中国海外耕地投资项目的空间分布及影响因素分析

为探究中国在东南亚地区的海外耕地投资活动规律,利用文献资料法、空间分析法和灰色关联分析法,从空间分布和影响因素两方面进行分析。结果表明：（1）中国海外耕地投资项目多位于中南半岛,且有沿边分布特点;（2）中国在东南亚海外耕地投资意向项目、合同项目的空间分布相似性较高,而生产项目与前两者存在差异;（3）中国海外耕地投资受地缘经济、地缘文化、资源基础和地缘政治的影响且受影响程度依次减弱,其中年均进出口总值、年均中国对外直接投资存量等指标对中国企业的投资选择具有显著影响。东南亚地区作为当前中国海外耕地投资的重要区域,强化同东南亚国家间的经济、文化交流,对中国企业顺利开展海外耕地投资活动具有重要促进作用。     

长三角地区城市土地利用集约度区域分异研究

土地短缺逐渐成为制约长三角地区经济迅速发展的关键要素。集约利用土地,不断提高城市土地利用效率,是解决长三角地区土地资源稀缺。缓解人地关系矛盾的必然选择。从土地利用强度．产出效率、生态效益、可持续利用程度四方面阐释城市土地利用集约度内涵．以此构建适合长三角地区城市土地利用集约度评价的指标体系,同时运用GIS空间分析方法与技术对评价结果进行空间分异研究。并分析差异产生原因。结果表明：①长三角地区城市土地利用集约度水平差距较大。区位条件和经济发展水平是影响长三角地区城市土地利用集约度的重要因素。②长三角地区城市土地利用集约程度由北向南呈现明显的空间梯度差异特征。在空闾分布上具有微弱的正相关性。空间分异格局明显。③各城市土地集约利用中存在的问题不尽相同,须予以针对性改善提高。     

湘江株洲段表层水重金属含量及存在形态分布研究

以国家Ⅲ类水质限值为标准,总体来讲,湘江株洲段河水中Cu、Pb、Zn和Cd的总量均不超标,Cd的污染较重。霞湾断面的污染最重,清水塘工业区铅锌冶炼和化工企业是其污染的主要来源。采用化学分析的方法,对湘江株洲段水体中的Cu、Pb、Zn和Cd进行了形态分析,Cu、Zn溶解态在各断面均大于50%;Pb、Cd的形态在不同的断面其所占比例不一样。监测了各水质参数,pH大都在7.5左右,Eh在200~300mv之间,为氧化的环境,COD大部分断面均在15~20mg/L以下。     

干旱区绿洲城镇扩张对耕地空间影响及预测——以河西走廊区域为例

绿洲城镇是干旱地区人类活动最剧烈、人口集聚度最高、"人—地"关系矛盾最为突出的生态环境脆弱区。受全球气候变化影响及西部大开发战略推动,区域城镇与绿洲耕地之间的动态变化及利弊权衡成为当前关注的热点。基于1990—2015年多时相遥感影像数据,以典型绿洲城镇河西走廊为研究区,引入Markov和ANN-CA模型对河西走廊城镇用地与耕地的时空动态转换特征与规律展开探索,揭示了城镇扩张对耕地的影响过程与机制。研究结果表明:(1)河西走廊土地总体以未利用土地和草地为主,城镇用地与耕地仅占区域总面积的0.63%、6.35%,且城镇与耕地面积共同经历了先减少后增加的"V"型变化趋势。(2)1990—2015年河西走廊城镇面积扩张了1.53倍,其中15.67%的城镇扩张用地来自耕地占用,其他主要来源于草地,沙漠和戈壁等未利用土地。另外,区域内5个地市城镇扩张的耕地占用差异较大。(3)结合Markov与ANN-CA模型的模拟和预测结果表明,2015—2030年河西走廊79.77%的城镇扩张用地将来源于周边耕地,且城镇空间扩张方式以外延扩展为主,未来耕地被城镇侵占压力较大。研究结果将为干旱区相似区域空间规划...     

白石水库颗粒有机物及沉积物中碳、氮稳定同位素的空间分布特征

于2013年10月对辽宁省白石水库水质、颗粒有机物及底泥沉积物中δ~(13)C和δ~(15)N值的空间分布特征进行了研究.结果表明:白石水库POC的平均浓度为(1.76±0.98)mg·L~(-1);TP的平均浓度为(0.04±0.03)mg·L~(-1);TN的平均浓度为(1.80±0.08)mg·L~(-1),TP和POC从上游到下游呈现逐渐降低的趋势;TN的水平分布变化不大.小型颗粒有机物的δ~(13)C值平均为(-24.6±0.9)‰;δ~(15)N值平均为(4.8±0.4)‰.大型颗粒有机物的δ~(13)C值平均为(-22.5±0.9)‰;δ~(15)N值平均为(6.7±0.5)‰,颗粒有机物的δ~(13)C和δ~(15)N变化范围都很广,小型颗粒有机物的δ~(13)C和δ~(15)N值最大差异可达4.6‰和2.7‰,大型颗粒有机物的δ~(13)C和δ~(15)N值最大差异分别为3.3‰和1.8‰.底泥沉积物的δ~(13)C值平均为(-24.2±1.2)‰;δ~(15)N值平均为(4.1±0.7)‰.大型颗粒有机物与小型颗粒有机物之间的δ~(13)C和δ~(15)N值存在极显著正相关关系(P0.01).颗粒有机物和底泥沉积物中δ~(13)C和δ~(15)N值的水平分布具有由上游到下游逐渐增大的规律,颗粒有机物与沉积物之间的δ~(13)C和δ~(15)N值存在显著正相关关系(P0.05).垂直分布中,颗粒有机物的δ~(15)N值是表层大于底层,TN和大型颗粒有机物的δ~(15)N值呈显著正相关(P0.05),POC与颗粒有机物的δ~(15)N值呈极显著正相关关系(P0.01).白石水库水中和沉积物中的有机质主要来源于浮游生物和土壤有机质,颗粒有机物的δ~(13)C值与POC和TP呈显著负相关(P0.05).     

不同品种辣椒镉亚细胞分布和化学形态特征差异

前期试验对91个辣椒品种资源进行筛选,以高积Cd型品种(X55)、中积Cd型品种(27)和低积Cd型品种(17)各一份,采用盆栽试验研究不同镉水平(0、5和10 mg·kg-1Cd)下3个品种辣椒Cd转移和富集能力差异以及镉在果实中亚细胞分布和形态特征.结果表明,Cd胁迫下,辣椒地上部干重在种间表现为品种X55 17 27.果实Cd转移系数在同一Cd水平下均表现为品种17 27或X55.辣椒果实各亚细胞组分中Cd含量在种间表现为品种27 17 X55.辣椒根、茎、叶和果各亚细胞组分中Cd含量均表现为细胞壁(F1)细胞器(F2)细胞可溶性组分(F3),Cd被限制在细胞壁中,在辣椒Cd解毒机制和抗性中起重要作用. 3个品种辣椒果实各Cd化学形态含量随Cd处理水平的增加而增加,且大小均表现为CdNaClCdHAC CdR CdHCl CdW CdE.辣椒果实中的CdNaCl和CdHAC占比例较大可能是辣椒降低Cd生物毒性的一种防御机制.     

SPATIAL ANALYSIS AND EUTROPHICATION ASSESSMENT FOR CHLOROPHYLL a IN TAIHU LAKE

Spatial structure analysis and kriging analysis have been identified to be useful tools in illustrating the spatial patterns of variables. Taihu Lake is one of the largest fresh water lakes in China, and has suffered serious eutrophication in recent years due to the rapid economic development and growing environmental pollution in the Taihu Catchment. In this paper, spatial structural analysis, kriging interpolation and eutrophication assessment were carried out for chlorophyll a in the lake. Studies show that spherical model could be applied to fit all experimental variograms. Positive nuggets were observed for three directions except NE–SW direction. The variograms show some anisotropy with anisotropic ratio falling within 1.76. The spatial structural patterns of chlorophyll a in the lake were affected by factors such as distribution of pollution sources, water flow and wind. Two-dimensional ordinary block kriging was applied for interpolation process. An eutrophication assessment map was also made based on a water-quality evaluation standard. Results show that the content of chlorophyll a in Taihu Lake was quite high. The whole lake has suffered serious eutrophication. However, the eutrophic situation varied in space. Higher contents of chlorophyll a appeared mainly in the northern part of the lake.     

The need for spatially explicit quantification of benefits in invasive‐species management

Worldwide, invasive species are a leading driver of environmental change across terrestrial, marine, and freshwater environments and cost billions of dollars annually in ecological damages and economic losses. Resources limit invasive‐species control, and planning processes are needed to identify cost‐effective solutions. Thus, studies are increasingly considering spatially variable natural and socioeconomic assets (e.g., species persistence, recreational fishing) when planning the allocation of actions for invasive‐species management. There is a need to improve understanding of how such assets are considered in invasive‐species management. We reviewed over 1600 studies focused on management of invasive species, including flora and fauna. Eighty‐four of these studies were included in our final analysis because they focused on the prioritization of actions for invasive species management. Forty‐five percent (n = 38) of these studies were based on spatial optimization methods, and 35% (n = 13) accounted for spatially variable assets. Across all 84 optimization studies considered, 27% (n = 23) explicitly accounted for spatially variable assets. Based on our findings, we further explored the potential costs and benefits to invasive species management when spatially variable assets are explicitly considered or not. To include spatially variable assets in decision‐making processes that guide invasive‐species management there is a need to quantify environmental responses to invasive species and to enhance understanding of potential impacts of invasive species on different natural or socioeconomic assets. We suggest these gaps could be filled by systematic reviews, quantifying invasive species impacts on native species at different periods, and broadening sources and enhancing sharing of knowledge.     

土壤连续属性空间插值方法及其精度的研究进展

作为土壤变化的时空定量监测方法,土壤属性空间插值方法及其精度是计量土壤学和"数字土壤"领域的重要研究内容。文章首先介绍了土壤属性空间插值的常用方法,包括克立格插值法(Kriging)、反距离权重法(IDW)、样条插值法(Spline)、贝叶斯最大熵(BME)、地理加权回归(GWR)以及高精度曲面建模方法(HASM);其次阐述了土壤属性空间插值精度验证的方法和指标;再次总结了能够提高土壤属性插值精度的6种途径,包括合理选择插值方法、准确设定插值方法参数、合理设计采样数目和密度、注意空间自相关程度和范围的影响、科学安排实验分析顺序以及结合辅助信息进行插值;最后从插值方法的选择、验证指标的选取以及辅助信息的结合三个方面指出了土壤属性空间插值方法及其精度的未来研究方向。