Bison and cattle grazing management,bare ground coverage,and links to suspended sediment concentrations in grassland streams

This study quantified the impact of bison and cattle grazing management practices on bare ground coverage at the watershed, riparian, and forested riparian scales within the Flint Hills ecoregion in Kansas. We tested for correlations between bare ground coverage and fluvial suspended sediment concentrations during base‐flow and storm‐flow events. We used remotely sensed imagery combined with field surveys to classify ground cover and quantify the presence of bare ground. Base‐flow water samples were collected bi‐monthly during rain‐free periods and 24 h following precipitation events. Storm‐flow water samples were collected on the rising limb of the hydrograph, using single‐stage automatic samplers. Ungrazed treatments contained the lowest coverage of bare ground at the watershed, riparian, and forested riparian scales. Bison treatments contained the highest coverage of bare ground at the watershed scale, while high‐density cattle treatments contained the highest coverage of bare ground at the riparian and forested riparian scales. In bison and cattle‐grazed treatments, a majority of bare ground was located near fence lines, watershed boundaries, and third‐ and fourth‐order stream segments. Inorganic sediment concentrations at base flow were best predicted by riparian bare ground coverage, while storm‐flow sediment concentrations were best predicted by watershed scale bare ground coverage.     

东北地区典型农区土地利用变化对农业扩张和气候变化的响应研究

大规模的农业扩张和全球气候变化导致东北地区发生剧烈的土地利用/土地覆盖变化。本研究分析了研究区1976—2008年的土地利用变化和生长季各月气温的变化趋势,并结合农业扩张程度,探究LUCC对农业扩张和气候变化的响应,为指导农业发展规划和保障国家粮食安全提供理论依据。结果表明,1976—2008年农田面积逐步增加,生长季气温一直呈上升趋势。1976—2001年生长季气温的上升趋势不稳定,气温变化程度较大;2001—2008年,农业扩张放缓,生长季气温上升趋势显著,且上升趋势一直增加,气温变化比上一时期更稳定;且这两个时期农业扩张和气候变化对土地利用强度的影响在南北和东西方向上均存在明显差异。     

Recent Changes in Stream Flashiness and Flooding,and Effects of Flood Management in North Carolina and Virginia

The southeastern United States has undergone anthropogenic changes in landscape structure, with the potential to increase (e.g., urbanization) and decrease (e.g., reservoir construction) stream flashiness and flooding. Assessment of the outcome of such change can provide insight into the efficacy of current strategies and policies to manage water resources. We (1) examined trends in precipitation, floods, and stream flashiness and (2) assessed the relative influence of land cover and flow‐regulating features (e.g., best management practices and artificial water bodies) on stream flashiness from 1991 to 2013. We found mean annual precipitation decreased, which coincided with decreasing trends in floods. In contrast, stream flashiness, overall, showed an increasing trend during the period of study. However, upon closer examination, 20 watersheds showed stable stream flashiness, whereas 5 increased and 6 decreased in flashiness. Urban watersheds were among those that increased or decreased in flashiness. Watersheds that increased in stream flashiness gained more urban cover, lost more forested cover and had fewer best management practices installed than urban watersheds that decreased in stream flashiness. We found best management practices are more effective than artificial water bodies in regulating flashy floods. Flashiness index is a valuable and straightforward metric to characterize changes in streamflow and help to assess the efficacy of management interventions.     

地表水环境质量综合评价方法研究与应用进展

水质评价是目前水环境质量管理的重要支撑,水质综合评价方法已经逐渐由断面评价向流域综合评价进行转变与突破。该文对目前的断面水质评价方法进行了归类综述,并且对流域水质综合评价方法及其在各个国家流域的应用进行了重点评述。分析认为中国在流域评价中所使用的"断面比例法"不够准确,缺乏污染物时空分析以及生物评价等问题,并据此提出了未来的研究方向,为未来地表水质评价方法的提升以及水环境管理的完善提供科学的参考依据和建议。     

中国农业现代化发展水平的空间非均衡及动态演进

研究中国农业现代化发展水平的地区差距以及内部动态分布特征对于制定农业现代化发展的相关政策具有重要意义。本文利用1997-2013年中国31个省、市(自治区)的面板数据,构建了农业现代化发展水平的指标体系,进而采用熵权综合指数法测算出中国农业现代化发展水平的综合指数,同时借助Dagum基尼系数和Markov链估计方法对中国农业现代化发展水平的地区差距及其分布动态进行了实证研究,得到如下结论:1Dagum基尼系数及分解结果表明,中国农业现代化发展水平的总体差距在样本考察期内呈现出先上升、后下降的演变趋势。从三大地区来看,东部地区内差距呈现出上升趋势,而中部和西部地区内差距则呈现出下降趋势。地区间差距是造成中国农业现代化发展水平空间非均衡的首要原因,并且其对总体差距的贡献率呈波动上升趋势;地区内差距对总体差距的贡献率变化较小,而超变密度对总体差距的贡献率呈现出先上升、再下降的演变趋势。2Markov链分析表明,中国农业现代化发展水平状态流动性较低。从整体来看,中国农业现代化发展水平存在较为明显的上升趋势,并且农业现代化发展的低水平省份将逐步减少,总体向中等以上水平发展。针对本文实证结果,由此得到如下政策建议:首先,加大国家对西部地区农业基础设施建设的投入,引导农业科技人才回归;其次,加强区域间农业现代化发展全方位的交流与合作,发挥省区之间的协同效应;最后,因地制宜,充分利用资源禀赋,推动农业现代化发展。     

电絮凝—超滤组合工艺处理设施农业营养废液的试验研究

设施农业营养废液具有氮和磷营养元素含量高、碳元素少、病原菌多的特点,直接排放会污染环境、影响生态平衡,因此排放前需经过适当净化处理。为此,采用电絮凝—超滤组合工艺对设施农业营养废液进行处理,重点研究了电絮凝—超滤组合工艺对营养废液中污染物的去除效果,同时考察了电流密度和电解时间对处理效果的影响。结果表明,电絮凝—超滤组合工艺对大肠杆菌、总磷、总氮和总有机碳(TOC)都有一定的去除效果,在电流密度为1.78mA/cm2、电解时间为30min、超滤压力为0.16 MPa的条件下,其去除率分别为99.88%、99.76%、47.59%、28.72%。因此,电絮凝—超滤组合工艺对设施农业营养废液有较好的处理效果。     

江苏省太湖流域水功能区纳污能力及限制排污总量研究

水功能区纳污能力及限制排污总量研究是制定区域水污染控制规划的基础。依据《江苏省地表水(环境)功能区划》,结合江苏省太湖流域现状水质和污染概况,针对河网区和湖库区分别采用一维、二维非稳态模型,计算江苏省太湖流域水功能区纳污能力,在此基础上,引入最大污染物入河量,核定50%、75%和90%水文保证率下的最大污染物入河量分别为2015年、2020年和2030年限排总量。结果表明:(1)CODMn和氨氮纳污能力分别为284 803 t/a和22 448 t/a;(2)2015年CODMn和氨氮限排总量分别为221 867 t/a和20 520 t/a,2020年和2030年限排总量递减,均小于纳污能力;(3)CODMn和氨氮入河量削减率分别为21.8%和46.3%,与水质超标率相差均在25%以内,基本相符。江苏省太湖流域纳污能力、限排总量、污染物入河量削减率和水质超标率之间关系合理,计算结果合理。研究成果为太湖流域水环境控制规划提供决策依据。     

不同玉米品种对新鲜城市污泥处理效果的初步研究

寻求城市污泥安全农用的方法是当前城市污泥处理处置的重要研究课题之一.采用小区试验,研究了8个玉米品种对新鲜城市污泥处理效果.结果表明:所选择的8个玉米品种均可以在污泥上生长,大丰5品种对锌的累积量最低,04杂1品种对镉累积量最低,会单4品种对铜和铅累积量最低;玉米种植可显著降低城市污泥中的含水率,比不种玉米的对照处理(69.43%)水分去除率提高9.05%~17.50%,有利于城市污泥的干化及后续利用;各玉米品种植株中的总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)均高于有机肥标准(NY525—2012)的总养分要求,而重金属镉和铅的质量浓度除赛田3品种外其他品种均低于农用有机肥标准(NY525—2012)的限量值;玉米种植后城市污泥中的总养分和锌、镉、铜、铅4种重金属质量浓度变化很小.可见,利用玉米处理新鲜的城市污泥既可降低城市污泥中的水分,又可以产生一定量优质的有机肥原料,为城市污泥的资源化利用提供新思路.     

亚热带流域氮磷排放与养殖业环境承载力实例研究

畜禽养殖业粪便排放已经成为我国农村地区主要的农业面源污染源之一,也是制约养殖业良性发展的主要瓶颈.本文以湖南省长沙县典型亚热带流域为研究单元,基于流域水环境定位观测、耕地氮(N)磷(P)消纳能力以及养殖业调查和土壤分析资料,初步分析了亚热带丘陵区的面源污染现状及畜禽养殖业的环境承载力.结果表明,研究区金井河流域134.4 km2范围内N、P年负荷分别为N 2.72 t·km-2和P0.11t·km-2,其中养殖粪便对水体总氮(TN)、总磷(TP)负荷的贡献率分别约为42.2％和62.0％.区内平均畜禽养殖密度为3.46 AU·hm-2(相当于流域内年出栏生猪24.39万头),显著高于现有化肥用量条件下流域的实际承载力1.13 AU·hm-2(相当于流域内年出栏生猪6.35万头),因此养殖密度过高是导致研究区水体NP负荷较高的主要原因.区内N、P盈余量分别为N 35.8 kg·hm-2、P 18.61 kg·hm-2.研究区基本不施用化肥条件下畜禽养殖业的最大环境承载力为7.26 AU·hm-2,在有机肥占合理施肥量30％条件下,当地畜禽养殖业的环境承载力为2.74AU·hm-2(相当于流域内年出栏生猪19.50万头).降低养殖密度、调整养殖业空间布局以及提高养殖废弃物的资源化利用率是防治当前面源污染的有效途径.