生物脱氮工艺研究进展

通过对传统生物脱氮运行机理,运行参数的研究,分析了短程硝化-反硝化、同时硝化反硝化、好氧反硝化、厌氧氨氧化等几种生物脱氮新工艺的基本原理及最新研究现状.另外,分析了厌氧氨氧化所存在的缺点及应用前景.     

新疆干旱区气溶胶间接效应区域性分析

利用MODIS气溶胶和云资料以及实测的降水数据,可从宏观角度分析新疆区域气溶胶时空分布特征,研究气溶胶与云和降水之间的相互影响关系.结果表明：近十年来受区域暖-干趋势的转变影响,新疆地区气溶胶光学厚度空间分布呈现显著的区域性和季节性差异;南疆地区气溶胶光学厚度整体高于北疆地区,春、夏高,秋、冬低,整体呈现增加趋势,其中,北疆地区气溶胶光学厚度变化程度相对较为显著;受气候变化和颗粒粒径差异影响,新疆干旱区云光学厚度与气溶胶光学厚度呈负相关变化趋势,相关系数北疆地区高于南疆地区;云水路径受温度、湿度影响较大,对气溶胶光学厚度的变化的敏感程度北疆大于南疆,夏季最高,冬季最低;气溶胶光学厚度与云滴粒子有效半径关系复杂,受水汽影响较大,在云层含水量较低的情况下,云滴粒子有效半径与气溶胶光学厚度呈负相关,说明在干燥地区或季节,气溶胶的增加,抑制云滴粒子的增长;整体来看,新疆干旱区气溶胶的增加抑制了区域降水的形成.     

干旱区典型湖泊湿地主要植物生态种组分析

根据2007年7-9月新疆艾比湖湿地25种主要植被在47个调查样地的存在．缺失数据,应用非度量多维标度（NMDS）方法研究了干旱区典型湖泊湿地内植物群落生态种组的划分,并与系统聚类分析结果做了比较分析。研究显示：艾比湖湿地的主要植物种划分为5个生态种组,各生态种组内的植物种之间具有相似的生境和生态位;NMDS是基于高维数据非线性迭代的降维排序方法,与传统的生态种组分析方法相比较,NMDS充分抽取了植被在样地内非线性集聚分布的信息,因而其种组划分结论更符合实际调查结果,也更为可靠、有效。研究结果从生态种组的视角为艾比湖湿地生态恢复和保护植物多样性提供更具有实践价值的参考依据。     

塔里木河下游生态输水过程中荒漠河岸林活力恢复监测

根据近5年来对塔里木河下游荒漠河岸林植被的监测数据,分析了生态输水后植物活力的恢复状况.结果显示:应急生态输水增加了塔里木河下游的生物多样性,使原本面临死亡的荒漠河岸植被重新复活,而且不同程度上促进了胡杨群落的自然更新;在近河道50 m的范围内均出现了少量的胡杨、柽柳实生苗,并且在离河道150 m的范围内已经有相当数量的胡杨次生苗,在离河道400 m范围内大约有25%的胡杨均有不同程度的基部新枝萌蘖.通过生态输水后地下水位的逐步抬升,河道两岸的低阶地发育着一定面积的草甸植被,形成了由胡杨、柽柳和草本植物所组成的干旱区非地带性河岸稀疏植被群落,说明应急生态输水对于胡杨为建群种的荒漠河岸林植被的恢复和自然更新产生了积极的影响.     

塔里木盆地南缘绿洲土壤酶活性与理化因子相关性

基于塔里木盆地南缘于田绿洲土壤酶活性与水盐、养分等理化因子数据,利用冗余分析技术(RDA)全面分析了土壤酶活性与理化因子间的关系. 结果显示:①于田绿洲土壤酶活性总体水平较低,过氧化氢酶(以KMnO₄计)、转化酶(以Na₂S₂O₃计)、脲酶(以NH₃-N计)和碱性磷酸酶(以C₆H₆O计)活性平均值分别为9.37、2.04、0.27和0.18 mg/g;研究区土壤水分含量(15.46%,以w计)较少且盐渍化严重〔w(全盐)平均值为19.39 g/kg〕. ②w(有机质)、土壤水分含量、地下水埋深和w(有效磷)是影响土壤酶活性的主要因素,w(有机质)、土壤水分含量、w(有效磷)与土壤酶活性呈正相关,地下水埋深与土壤酶活性呈负相关. ③各理化因子对土壤酶活性影响的重要性排序为w(有机质)、土壤水分含量、地下水埋深、w(有效磷)、pH、w(全盐)、电导率、w(速效钾). 综合分析表明,研究区强盐渍化的土壤性质对土壤酶活性的抑制并不显著,土壤碳、磷等养分与水分状况才是限制土壤酶活性的关键因素.      

稳定塘工艺改良与试验研究

笔者从稳定塘结构与净化机理研究,结合厌氧生物膜法、吸附过滤法和稳定塘技术,提出稳定塘工艺改良技术—生物滤塘。本文通过对生物滤塘与传统稳定塘进行对比试验分析,结果表明：当水力停留时间相同时,生物滤塘较传统稳定塘具有较高的COD、NH3-N和TP去除效率,有机负荷调试试验中,当COD浓度达800mg/L时,生物滤塘仍然保持较好的运行状态,COD平均去除率较稳定塘提高了28.8%。     

干旱内流区绿洲乡村聚落空间格局及影响因素分析——以塔里木河流域为例

把握干旱区绿洲群乡村聚落空间规律，揭示其驱动因素，以期为新疆乡村振兴战略实施中的聚落规划和管理提供依据。基于GIS空间分析技术、景观韵律指数及计量统计方法，研究塔里木河流域绿洲乡村聚落的空间格局及其影响机制，结果表明：(1）塔里木河流域绿洲乡村聚落规模差异悬殊、微小型聚落数量居多、整体呈小规模—低密度—多核破碎化分布；(2）流域上游至下游，乡村聚落密度、规模、形状、破碎化程度分异明显，空间上呈现逐次递减态势，且大小绿洲、兵地聚落差异明显；(3）聚落主要分布在海拔767~1 746 m、坡度0° ~ 4°、距河流2 km以内。交通、经济、政策、兵地体制等人文因素是推动聚落空间演变及发展的重要驱动因素，但在塔里木河流域复杂的地势地貌及河流典型的内陆性质影响下，聚落的格局发展演变受自然因素制约较强。     

艾比湖流域地表水水质指标与水体指数关系研究

传统的水域水质监测手段不仅成本高,而且空间信息有限,难以对相关水域进行全面的监测与评价.利用遥感技术进行水域水质监测可克服这些局限.本文以新疆艾比湖流域为研究对象,结合2015年5月实测水质数据和从准同步Landsat OLI数据上提取的水体指数值,利用空间分析和多元统计方法进行分析.结果发现,水体指数EWI、AWEIsh、Vegetation index(VI)、NDWI、NWI、NEW与水质指标之间的相关性显著(0.55≤r≤0.88).因此,选用以上6种水体指数与水质指标进行回归分析并建立数学关系估算模型,发现模型均方根误差均较低.利用同期实测数据对估算模型进行精度验证,发现验证判定系数高,验证点的相对平均误差偏低,均方根误差偏小.与此同时,利用2015年10月的40个采样点对模型进行二次验证,发现验证的判定系数满足0.22R20.81,模型的均方根误差较低.在估算模型中,总磷(TP)、五日生化需氧量(BOD5)、悬浮物(SS)、pH、色度和浊度两期数据的验证判定系数R2在0.5以上,均方根误差较小.因此,利用艾比湖流域水体指数建立的TP、BOD5、SS、pH、色度和浊度估算模型具有较好的普适性.该研究不仅可以为干旱区湖泊的遥感识别奠定基础,而且可为遥感技术应用于地表水水质指标值的提取提供一定的科学依据.     

艾比湖湿地土地利用/覆被-景观格局和气候变化的生态环境效应研究

借助Arc GIS与ENVI软件,以1998年、2006年和2014年遥感影像Landsat TM/OLI为数据源,得到3期艾比湖湿地自然保护区土地利用/覆被类型图.在空间尺度上将研究区分为3个特定研究单元来分析土地利用/覆被变化特征,并从景观格局和气候变化两个方面来进行生态环境效应研究.通过计算土地利用/覆被类型生态风险指数,从而获得研究区生态安全指数,最终建立艾比湖湿地自然保护区土地利用/覆被类型与生态环境之间的数量关系,并对整体及局部地区进行生态环境质量动态分析.结果表明,水域和其他(裸地和戈壁)是研究区内的优势景观类型.水域的平均斑块面积最大,水域和其他(裸地和戈壁)的最大斑块指数较高,盐碱地和其他(裸地和戈壁)的分维度指数较高,水域和其他(裸地和戈壁)的聚集度指数较大,林草地空间分布离散,破碎化程度高,连通性差.1998—2014年期间多样性指数增加,说明各景观类型所占比例趋于均衡化,作为优势景观类型的湿地对整个景观的控制作用减小,景观异质性增加.1998—2014年间,艾比湖湿地自然保护区总体生态环境指数呈逐步升高趋势,但生态环境质量的改善与恶化同时存在,并在特定研究单元上出现明显的区域分异特征.盐碱地、其他(裸地和戈壁)向湿地及荒漠向其他(裸地和戈壁)的转化是环境改善的主导因素.湿地向水域和其他(裸地和戈壁)的转变是环境恶化的主导因素.据1998—2014年的气象资料,降水量呈下降趋势,降水减少使植物存活率降低,导致植被覆盖率下降,从而影响生态环境的健康发展.另外,在分析驱动机制的基础上,建立了优选多元线性回归方程,结果表明,在景观指数和年径流量中,艾比湖湿地自然保护区生态环境指数的变化与平均斑块面积和分维度指数均呈显著相关.该研究对艾比湖湿地自然保护区土地利用合理规划管理、生态恢复和经济发展政策的制定有着非常重要的意义.     

南疆环境违法行为的时空分布特征分析

以南疆2011年以来的环境违法行为作为研究对象,借助ArcGIS、AutoCAD等软件,运用GIS分析法处理空间数据、Ripley’s K函数分析违法行为时空分布模式。结果表明,南疆环境违法行为总体上呈现多中心分布格局,在城市化发展水平较高、工业相对发达地带存在明显的高发区;各种环境违法类型的空间格局大体相同,略有差异;环境违法行为的分布存在季节差异特点,但同一地州的违法行为趋势具有一定的稳定性;环境违法主要行业有化工、污水处理厂、造纸、建材、煤矿业、火电行业、石油行业、钢铁。