基于MIKE21和灰色模式识别模型的洪湖水质模拟与评价

认识自然和人为因素驱动下湖泊水环境质量的响应和变化规律，有利于更精确地进行湖泊水质模拟和评价。运用二维水质模型和灰色模式识别模型评价了不同污染源削减方案对洪湖水质的影响。基于2012年实测地形、水文、气象、水质和污染源定量输入，建立了洪湖二维水动力和水质耦合模型。模拟结果显示：水位率定和验证的均方根误差分别为0.10和0.08 m，总氮、总磷、铵态氮和高锰酸盐指数的率定误差分别为0.171、0.009、0.110和0.627 mg/L，验证误差分别为0.191、0.020、0.079和0.689 mg/L，水动力模型和水质模型的模拟结果满足精度要求。不同管理措施方案下洪湖水质的恢复效果比较显示，洪湖蓝田和下新河入水口各污染物指标浓度减少50%方案下，水质的恢复效果最好，全湖总氮、总磷、铵态氮和高锰酸盐指数均值减少率分别为37.2%、35.1%、37.3%和21.3%，全湖Ⅴ类水质水域基本不存在，全湖90%的区域水体水质综合等级达到Ⅲ类。影响洪湖水质恶化的驱动因子中，关键因素是径流入湖所携带的四湖流域上游地区的非点源污染物。应大力控制上游地区的非点源污染，积极开展洪湖东北部和西北部的湿地水生植被生态修复工程，恢复水体的截污和自净能力。     

蟒蛇河水域浮游植物调查与水生态评价

2012—2013年春(3月)、秋(9月)两季,从蟒蛇河上游大纵湖至下游新洋港大桥,共设置6个监测点位,调查浮游植物种类组成及群落结构,并利用群落结构指数等方法评价其水生态状况,结果表明:蟒蛇河水域共监测到浮游植物64种,以硅藻门、绿藻门和蓝藻门为主要门类;各监测点位浮游植物密度呈现秋季显著高于春季的季节性变化趋势;春、秋季节浮游植物优势种存在交叉演替的现象;蟒蛇河浮游植物多样性较好,指征水体污染程度为尚清洁;Shannon-wiener多样性指数、Margalef物种丰富度指数和Pielou均匀度指数数值均表现为春季高于秋季,且上、下游点位间差异不明显。     

基于层次分析法的库岸高速滑坡危险度评价

高速滑坡的判定是滑坡治理工作中的一项重要内容,但由于目前尚没有统一规范的滑速计算方法,因而给高速滑坡的预测带来了一定的困难。层次分析法是一种定性与定量相结合的多目标决策分析方法,针对库岸高速滑坡发生的各影响因子,采用层次分析法对鹅公带古滑坡体的高速滑坡体危险度进行了分析评价,为库岸高速滑坡的预测提供了一条新思路。     

基于不同接种污泥复合型厌氧氨氧化反应器的快速启动特征

为获得快速启动厌氧氨氧化的最佳污泥源及厌氧氨氧化颗粒污泥的快速形成工艺,采用本实验室自主研发复合型CAMBR反应器(厌氧折流板反应器(ABR)+膜生物反应器(MBR),分别接种厌氧颗粒污泥(R1)和絮状反硝化污泥(R2),考察不同接种污泥的厌氧氨氧化启动特征和颗粒化程度.结果表明,R1与R2反应器分别耗时45 d和60 d均成功快速启动厌氧氨氧化,其启动过程均可分为活性停滞期、活性提高期、活性稳定期3个阶段,但每个阶段氮素的去除规律略有不同,稳定运行期内,R1和R2反应器内NH_4~+-N和NO-2-N的平均去除率均高达95%以上;此外,R1反应器中形成了直径0.8~1.6mm为主的厌氧氨氧化红色颗粒污泥,R2反应器则以不规则块状和絮状为主,颗粒化程度较低,两个反应器内均可观察到红色颗粒污泥上浮现象;稳定运行期内NH_4~+-N、NO-2-N和NO_3~--N之间的定量关系分析表明:R1反应器内可能存在着硝酸盐型厌氧氨氧化,致使NH_4~+-N过量转化,R2反应器内则为典型亚硝酸盐型厌氧氨氧化.     

我国南方两个典型森林生态系统的硫、氮和汞沉降量

利用混合降水采样器,对江西千烟洲和湖南会同两个森林生态站的大气硫、氮和汞的湿沉降和穿透水沉降进行了为期1 a的观测.在2013-12~2014-11的观测期间,千烟洲站降水中的SO_4~(2-)-S、NO_3~--N、NH_4~+-N和Hg的体积加权平均质量浓度分别为1.89 mg·L~(-1)、0.957 mg·L~(-1)、0.401 mg·L~(-1)和12.5 ng·L-1,而穿透水中的平均浓度分别为2.39 mg·L~(-1)、1.18 mg·L~(-1)、0.897 mg·L~(-1)和22.2 ng·L-1,穿透水浓度较降水有不同比例的增加.会同站穿透水中的元素平均浓度则分别为2.93mg·L~(-1)、1.60 mg·L~(-1)、0.502 mg·L~(-1)和22.0 ng·L-1.基于穿透水的千烟洲站大气硫、氮和汞的沉降量分别为3.56g·(m2·a)-1、3.02 g·(m2·a)-1和30.6μg·(m2·a)-1,会同站分别为6.18 g·(m2·a)-1、4.48 g·(m2·a)-1和37.3μg·(m2·a)-1,三者均在夏季达到最高.汞的干湿沉降量相当,而硫和氮的湿沉降量在总沉降量中占主导地位.与硫沉降和氮沉降主要来自人为源不同,自然源对汞沉降的贡献较明显,特别是在会同站.     

生物质炭和秸秆配合施用对土壤有机碳转化的影响

为探讨生物质炭和秸秆碳输入对土壤碳构成和转化的影响,通过室内培养试验,研究了单施生物质炭、秸秆及两者配合施入下土壤二氧化碳的释放特征以及土壤微生物碳和有机碳的变化.结果表明,秸秆有机碳在土壤中的矿化率为21.50%(2%添加水平),远大于等量生物质炭的矿化率(8.09%);施用等量(占4%土重)生物质炭和秸秆,培养200 d后土壤有机碳含量分别为24.40 g·kg~(-1)、17.40 g·kg~(-1),表明生物质炭对有机碳的提升作用大于秸秆的.施用生物质炭对土壤固有有机碳有一定的保护作用,生物质炭与秸秆配合施用促进了秸秆的矿化,对有机碳矿化影响的交互效应为正值.施用秸秆能大幅度增加土壤微生物碳,而生物质炭对土壤微生物碳影响小;秸秆和生物质炭配合也增加了土壤微生物碳,但其交互效应与培养时间、施用量等有关,可正可负.     

纳米Y沸石对堆肥中氨气的吸附作用及其机理研究

利用自制的堆肥装置,研究了纳米Y沸石对生活垃圾堆肥中氨气吸附的规律,同时采用红外光谱技术分析了吸附氨气前后纳米Y沸石的变化,探讨了其对氨气吸附机理。试验结果表明:纳米Y沸石对氨气具有较好的吸附效果,最大吸附量可达到3.21×10-6mol/g,对氨气的最大去除率也可达到93.3%,并最终稳定在81%左右。纳米Y沸石对氨气的吸附作用机理属于物理吸附,可以通过一定方法解吸复原,解吸后的纳米Y沸石对氨气同样具有很好的吸附能力,去除率也能达到93%。     

城乡视听景观的变化及其对认知评价的影响

景观评价是国外环境质量评价和管理的重要组成部分。在快速城市化背景下,我国城乡的视觉景观和声景观质量正面临深刻变化。选取具有明显城市-乡村梯度的代表性景观,通过景观现场调查和室内评价测试,剖析了城市-乡村梯度下景观的视、听属性和人群的景观视、听及综合认知评价的变化,并探讨景观属性变化对认知评价的影响,以及视觉景观认知评价、声景观认知评价与景观视听综合评价之间的相互关系。结果表明:(1)沿城市-乡村梯度,视觉景观由人工景观逐渐过渡到自然景观,声景观由人工声为主逐渐过渡到以生物声和地质声为主,声级水平随之降低。(2)景观视听评价结果总体上随人工影响程度大小的下降而上升。(3)景观视听综合评价受视觉景观认知评价和声景观认知评价的共同影响,其中声景观认知评价对景观视听综合评价的贡献明显高于视觉景观认知评价。     

冬季采暖期气象条件对PM2.5等空气质量要素的影响——以咸阳市为例

以汾渭平原典型城市——咸阳为研究区域,利用地面空气质量监测数据和欧洲中期天气预报中心（ECMWF）发布的第五代全球气候再分析资料数据集（ERA5）,分析了咸阳市2018—2020年3 a采暖期污染物浓度变化特征和不同污染程度下的气象条件,采用统计学方法分析各项污染物浓度与气象因素间的相关性,使用多元线性回归模型评价各气象因素对PM_2.5浓度的影响程度,使用二元Logistic回归分析气象因素对PM_2.5超标风险的影响。咸阳市采暖期首要污染物以细颗粒物（PM_2.5）和可吸入颗粒物（PM₁₀）为主,采暖期超标最多的污染物为PM_2.5,超标天数逐年递减;PM₁₀的日变化呈“双峰双谷”型,PM_2.5的谷值出现在17∶00且夜晚浓度较高。颗粒物浓度与相对湿度呈正相关,与风速、边界层高度、温度、气压呈负相关。多元线性回归预测模型显示PM_2.5浓度预测值与实测值变化趋势保持一致,预测值的波动频率比实测值大,预测准确率为51.54%;二元Logistic回归模型显示：除相对湿度外,其他气象因素对PM_2.5超标情况都是保护因素,边界层高度每增高1 m,日均浓度超标风险降低0.7%;相对湿度每升高1%,日均浓度超标风险升高5.3%;温度每升高1℃,日均浓度超标风险降低19.8%;气压每升高1 hPa,日均浓度超标风险降低9.7%。以上研究结果揭示了咸阳市采暖期主要气象因素对空气污染的影响程度,为我国北方城市今后的空气污染治理提供科学依据,为相关政策制定提供理论参考。     

陆地生态系统碳水通量特征研究进展

CO₂/H₂O通量特征对于揭示微尺度生态系统的区域碳循环规律及机制具有重要意义。陆地生态系统作为全球生态系统重要组成部分,其CO₂/H₂O通量变化深刻影响着全球碳循环和水循环平衡。本文综述了碳通量、水汽通量的研究方法,归纳了各类研究方法的研究进展,评述了各类方法的优势与不足。总结了我国包括森林、草地、农田、荒漠等不同陆地生态系统碳通量和水汽通量的最新研究进展,对碳通量和水汽通量的影响环境因子进行了总结分析,最后从模拟尺度以及影响因子角度,分析了目前碳水通量研究存在的问题难点及未来发展趋势。