上海青浦地区大气降水的化学特征

利用上海青浦地区2003—2014年观测的大气降水监测资料,分析该区域12 a以来大气降水的酸化程度、化学组成特征,探讨降水中化学成分的不同来源及相对贡献。结果表明:降水pH年均值为4.43~6.33,酸雨频率为2.6%~86.8%,降水酸化程度大致经历了明显恶化和波动变化2个阶段。降水电导率年均值为1.77~4.01 m S/m,呈下降趋势。降水中各离子雨量加权平均当量浓度顺序为SO_4~(2-)NH_4~+Ca~(2+)NO_3~-Cl~-Na~+Mg~(2+)F-K~+,SO_4~(2-)、NH+4、Ca~(2+)和NO_3~-是降水中的主要离子,占离子总量的83.0%;降水类型由硫酸型向硫酸和硝酸混合型转变。降水离子中的二次组分SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+绝大部分来源于人为源,Ca~(2+)、Mg~(2+)和K+主要来自于土壤源和人为源的贡献,Cl~-主要来自海洋源,同时人为源的影响也不可忽视。     

基于机器视觉的鱼类行为特征提取与分析

近年来,水污染问题备受关注。生物式水质监测成为目前国家环境保护工作的重要任务之一。为准确监测水质污染情况,本文以青鳉鱼(Oryzias latipes)为研究对象,采用非接触式的机器视觉监测技术,提取青鳉鱼的生理特征(呼吸频率)和运动特征(胸鳍和尾鳍的摆动频率),并分析这些特征与水质之间的关系。本文采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)准确提取鱼鳃,并根据鱼鳃呼吸面积大小变化计算出鱼的呼吸频率。基于形态学细化算法提取青鳉鱼骨架,求出胸鳍和尾鳍的摆动频率。结果显示:不同浓度铜离子暴露实验测得的青鳉鱼生理特征和运动特征与实际情况一致;通过对不同铜离子浓度下的毒性实验数据对比,发现了青鳉鱼的生理特征和运动特征会随不同的铜离子浓度发生相应变化,可以作为水质监测的评价标准。     

巢湖水及沉积物中总磷的分布变化特征

磷是导致巢湖水体富营养化的主要营养物质。采集大量巢湖表层水和沉积物样品,通过检测上覆水和沉积物中总磷含量,分析巢湖水体中磷的时空变化及赋存特征。结果显示:巢湖南淝河和裕溪河河口的上覆水中总磷含量值时间变化特征为8月5月3月12月;且南淝河口总磷含量年均值超过地表水Ⅴ类水质标准,明显高于裕溪河口值;表层水和沉积物中总磷含量在空间分布上呈西高东低趋势,最高值均出现在靠近合肥市河口处。巢湖周边土壤及湖区磷的等值线分布表明:杭埠河流域农业污染、东巢湖东南部水土流失可能是巢湖磷面源污染的主要来源。巢湖上覆水和沉积物中总磷的相关系数为0.515,蓝藻爆发期全湖表层沉积物中总磷含量显著减少,揭示目前内源磷释放已是巢湖富营养化的主要因素。结果将对巢湖流域的污染综合防治及蓝藻治理工作提供科学依据。     

陕西省油松混交林木质残体储量与腐烂特征

木质残体是油松针阔混交林的重要组成部分,具有多种的生态功能,对生态系统的稳定和发展有着不可忽视的作用。以陕西省黄龙山林区为研究区域,设置1 hm2(100 m×100 m)的固定样地,研究典型油松针阔混交林木质残体的储量组成、优势树种的空间关系、腐烂特征及密度与含水量,研究结果表明:(1)研究区油松针阔混交林内木质残体的总储量为10.73 t·hm–2,倒木是林分内木质残体的主要来源。在径级组成结构上,径级20 cm以上的木质残体储量占总储量的绝大部分。腐烂等级中,以腐烂等级Ⅱ与腐烂等级Ⅲ的木质残体贮量最多;(2)利用线性模型模拟该林分木质残体的分解密度与含水量,其拟合结果显示木质残体的密度随着腐烂等级的增加而呈现下降趋势,而含水量则随着腐烂等级的增加而呈现升高的趋势;(3)林分内主要研究树种(油松、白桦和山杨)之间在小空间尺度上呈负关联,大尺度下呈正关联,顶级树种与先锋树种间达到互利共生,群落具有较大稳定性。林分内种间竞争的结果将为地带性顶级树种油松代替白桦与山杨等先锋树种。天然油松针阔混交林木质残体的贮量组成及腐烂特征反映了该区森林群落演替后期阶段木质残体的结构特征,本文的研究结果为我国黄土高原针阔混交林生态系统的管理和保护以及可持续经营提供科学依据。     

分段变速加载对含瓦斯突出煤力学特性影响试验研究

为探究采动应力变化对含瓦斯突出煤力学特性的影响，利用RLW-500G煤岩三轴蠕变-渗流试验系统，对新景矿含瓦斯突出煤进行了不同围压和瓦斯压力下的常规三轴和分段变速加载力学试验。结果表明:煤样在2种应力路径下的全应力应变曲线均可分为压密、线弹性、塑性变形、应力跌落和残余应力5个阶段；随着围压的升高或者瓦斯压力的降低，煤体在2种应力路径下的强度和弹性模量均增大；相较于常规三轴，煤体在分段变速加载路径下的强度普遍增大，峰值轴向应变、峰值环向应变绝对值和峰值体积应变绝对值也普遍增大，失稳破坏瞬间应力跌落和能量释放更加剧烈。Mohr-Coulomb强度准则仍然适用于分段变速加载条件下的含瓦斯突出煤，该研究对于认识煤与瓦斯突出的发生机制具有一定的指导意义。     

桂林市城区大气VOCs污染特征及对O3和SOA的生成潜势

对桂林市城区大气中挥发性有机物(VOCs)的污染特征,以及VOCs对臭氧(O3)和二次有机气溶胶(SOA)的生成潜势进行了研究。结果显示,研究期间,共检出VOCs物种78种,平均体积分数为21.32×10-9,表现为芳香烃(67.82%)烷烃(19.56%)卤代烃(7.50%)烯烃(2.86%)含氧挥发性有机物(1.41%)。VOCs体积分数空间分布呈现市中心和下风向郊区两个高值区。通过苯与甲苯的浓度比值发现,林科所VOCs主要来自交通源和生物源,师专甲山校区VOCs主要是来自交通源,其余测点VOCs主要来自交通源、工业源和外来传输源。分析乙苯和间/对二甲苯的浓度比值发现,电子科大尧山校区气团光化学年龄较大,光化学反应活性相对较强烈;旅游学院、华侨旅游经开区、大埠中心校气团光化学年龄较小,光化学反应活性相对较弱。VOCs对O3生成潜势最大的为芳香烃(93.81%),其次是烷烃(7.22%)和烯烃(4.75%);对SOA生成潜势最大的为芳香烃(97.45%),其次是烷烃(2.55%)。     

CO2浓度升高对半干旱区春小麦光合作用及水分生理生态特性的影响

大气CO₂浓度升高已成为世界范围内重要环境问题。为了解大气CO₂浓度升高对春小麦光合作用及水分生理生态特性的影响,在典型半干旱区定西利用开顶式气室(OTC)试验平台,以春小麦“定西24号”为供试品种,开展了CO₂浓度增加模拟试验。试验设对照(390μmol·mol^?1)、480μmol·mol^?1和570μmol·mol^?1等3个CO₂浓度(摩尔分数)梯度。结果表明:在对照和增加CO₂浓度条件下,春小麦叶片净光合速率和蒸腾速率日变化均呈“双峰型”分布,出现明显的“午休”现象;胞间CO₂浓度的日变化表现为斜“V”字型曲线;叶水势日变化呈现反抛物线曲线走向,在中午后出现水势曲线拐点。在不同生育时期内,净光合速率、气孔导度和胞间CO₂浓度均表现为开花期最大,乳熟期最小。而蒸腾速率表现为开花期最大,拔节期最小,叶片水平水分利用效率表现为孕穗期最大,乳熟期最小。随着CO₂浓度升高,春小麦叶片净光合速率、胞间CO₂浓度、水分利用效率和水势提高,气孔导度和蒸腾速率降低。与对照大气CO₂浓度相比,在480μmol·mol^?1浓度和570μmol·mol^?1浓度下,整个生育期净光合速率平均分别提高了14.68%和28.20%,气孔导度平均降低了15.29%和24.83%,胞间CO₂浓度平均提高了10.38%和26.15%,蒸腾速率平均减小了6.63%和12.41%,WUE平均增加了22.9%和46.9%。随着CO₂浓度升高,蒸腾失水减少,叶片水势不断增加,从而增强了春小麦对干旱胁迫的抵御能力。研究结果为我国半干旱区春小麦对全球气候变化下的敏感性及适应性提供理论参考。     

庐山不同森林植被类型土壤特性及其健康评价

土壤作为森林生态系统的一个重要因子,评价森林土壤健康状况对森林健康的维护经营以及森林系统功能的发挥具有重要意义。在系统调查和分析庐山8种森林植被类型土壤特性的基础上,评价指标分别从物种多样性以及不同的森林土壤特性中进行筛选,包括物种多样性系数、枯落物层厚度、腐殖质层厚度、土层厚度、容重、粘粒含量、有机质、p H值、阳离子交换量、全氮、水解氮、有效磷、速效钾、磷酸酶活性等指标,基于SPSS19.0软件对所获得数据进行差异性检验和相关分析,确定各项指标的权重,应用合适的土壤健康评分函数,将测得的指标值转换为对应指标的分值,最后通过加权综合法,计算其土壤健康指数,并对不同森林植被类型土壤健康状况进行评价。结果表明,8种森林植被类型下最终的土壤健康指数大小排序为:针阔混交林(0.78)常-落混交林(0.72)灌丛(0.69)常绿阔叶林(0.67)落叶阔叶林(0.64)竹林(0.59)马尾松林(0.53)黄山松林(0.46)。     

明清苏浙沿海台风风暴潮灾害序列重建与特征分析

在系统搜集、整理明清苏浙沿海潮灾记录基础上,建立风暴潮频率辨识方法,复原台风风暴潮灾害750次,据此建立逐年风暴潮频率序列。分析显示,1460~1480年、1570~1595年、1715~1745年、1785~1810年、1880~1890年为风暴潮活跃期。明清苏浙沿海风暴潮存在45 a、25 a、14 a三种时间尺度周期,其中45 a周期最为显著。气候跃变分析表明,1402年、1457年、1566年、1624年、1652年、1711年、1846年、1880年风暴潮活动趋于活跃;1444年、1477年、1543年、1634年、1799年、1856年风暴潮趋于平静。与1470年以来温度距平曲线对比显示,气候冷暖与风暴潮发生频率有一定正相关性,全球变暖背景下苏浙沿海可能面临更为严重的风暴潮威胁。苏浙地区明清时期风暴潮灾害空间分布差异明显,大部分风暴潮记载集中于长三角、杭州湾地区,苏北地区风暴潮数量少但影响范围广,浙东地区受地形和经济发展程度影响,风暴潮记载数量少且集中于滨海。     

大连市臭氧污染特征及典型污染日成因

通过对大连市区10个空气监测子站的监测数据进行分析,探讨了大连市臭氧污染的时空分布、气象条件对臭氧污染的影响,对臭氧污染日进行了归类分析。结果表明,大连市臭氧污染主要出现在4—10月。在强紫外辐射、高温、低湿、低压和低风速的气象条件下,监测点位的臭氧浓度较高。臭氧污染日的日变化分为单峰型、双峰型和夜间持续升高型3种类型。通过对2015年的一次高浓度臭氧污染过程的气象条件、污染物浓度和污染气团轨迹进行分析,发现臭氧浓度在夜间持续升高现象与区域输送密切相关。