江苏沿江地区城市空间格局发展构想

江苏沿江地区包括拥有长江岸线的6个省辖市和15个县级市,土地面积和人口分别占全省的25.9 %和30.2 %,而GDP却占全省的48 %。沿江地区社会经济发展水平较高,但江南与江北区域差异明显,在所选择的8项社会经济城市发展指标中,除城镇密度外,其它7项指标江北均低于江南地区。沿江城市带可构建成宁通、宁苏、苏通三条城镇发展轴,宁仪、三江、泰扬三个城镇发展组团,其中宁通、宁苏二条沿江发展轴是城市带的中心轴线。各发展轴及城市组团的协调发展要以市场为纽带,以共同发展为宗旨,以可持续发展为目的,加大区域合作的力度。离岸港口城镇有港区功能较单一的发展模式及功能较全面的一种发展模式,规模较大的离岸城镇宜采取港区功能较全面的一种发展模式,小城镇则选择港区功能较单一的发展模式比较适合。     

长江中下游4个湖泊非色素颗粒物吸收系数光谱模型

利用指数模型和幂函数模型对2007年和2010年长江中下游4个湖泊58个样本 a_d(λ)(非色素颗粒物吸收系数) 光谱进行拟合,以 R2(决定系数)、RE(相对误差)和RMSE(均方根误差)等统计参数判定模型效果. 指数模型和幂函数模型 R2平均值、RE、RMSE分别为0.998、7.01%、0.015 m-1和0.994、15.90%、0.027 m-1. 统计检验显示,指数模型的 R2显著大于幂函数模型(ANOVA,P<0.001),而RE和RMSE则显著小于幂函数模型(ANOVA,P<0.001). 指数模型能更准确地拟合 a_d(λ),得到的 S_d(光谱斜率)平均值为(12.21±1.08)μm-1,400~700 nm波段内变异系数为8.85%,空间上4个湖泊之间变化不是很明显,仅傀儡湖的 S_d略低于其他3个湖泊. a_d(λ)与ρ(ISM)(无机悬浮颗粒物浓度)呈极显著正相关,通过ρ(ISM)可以得到长江中下游典型浅水湖泊 a_d(λ)光谱模型.      

水环境容量约束下的太湖流域产业集聚空间优化

以产业集聚发达、水网密集但水环境敏感性强的太湖流域为例,采用环境地理学的理念,选择地貌特征、水质目标、水体通达性、清水通道、现状水质等要素作为表征水环境容量的评价因子,运用GIS空间分析方法,对水环境容量进行分区评价;通过空间叠加分析,依据水环境容量支撑强度和产业集聚污染压力的对应关系,分别划分农业、工业集聚空间优化类型区.结果表明,太湖流域水环境容量地域差异性大,呈现从东北沿江地区向西南沿湖地区逐步递减的格局,而产业集聚引起的污染总体上以太湖、滆湖及长荡湖沿岸乡镇分布较多,与水环境容量的空间分布格局不相吻合.农业集聚空间优化要重点调整太湖一级保护区、滆湖、长荡湖沿岸区域的农业发展,优化调整太湖二级保护区及南部山丘岗地区,一般调整常州、无锡、苏州的市区的农业发展;工业集聚空间优化要重点调整常州、无锡和苏州中心城区,优化调整太湖一、二级保护区范围内以及重点调整区的外围,一般调整乡镇工业集中区.     

固城湖及上下游河道富营养化和浮游藻类现状

于2009年4月(枯水期)、7月(丰水期)在固城湖及芜申线高淳段航道选取19个调查站点采集水样,测定水体理化特征、细菌总数、浮游藻类种类、数量等指标,并采用富营养状态指数法和Shannon-Wiener多样性指数法对水质污染现状进行研究和评价.结果表明,固城湖上游水阳江和固城湖湖区水质较好,处于轻度富营养化状态,官溪河污水处理厂排污口附近和下游胥河处于中度富营养化状态,并且综合富营养化指数在下游逐渐增高.目前固城湖及其上下游河道水质主要为氮磷污染,有毒、有机污染物的影响较小.调查期间共发现浮游植物9门22科36属74种.4月份固城湖湖区蓝藻数量占优势,达56%,其次是绿藻;上下游河道以绿藻和隐藻占优势,比例在30%左右.而7月份所有采样点蓝藻数量占绝对优势,均在80%以上,湖区藻类生物多样性指数明显高于其他区域.     

台风过程中太湖藻类富集区氨基酸的变化特征

频繁的水动力扰动是大型浅水富营养化湖泊——太湖的一个重要环境特征;氨基酸作为易被生物利用的碳氮源,是湖泊生态系统重要组分之一,影响着湖泊中生源要素循环。因此,研究台风过程中藻类富集区氨基酸浓度和组分的变化,有助于更好地揭示蓝藻水华的形成机制。于2015年7月9-14日台风"灿鸿"经过太湖期间,测定了风速、风向、理化指标以及沉积物氨基酸(SAA)、水体中颗粒态氨基酸(PAA)和溶解态氨基酸(DAA)浓度及组成,分析了水体和沉积物中氨基酸浓度、组分和形态的变化规律。研究发现,SAA浓度在台风期呈现先下降后回升的趋势。DAA浓度在台风期浓度较低,在2.97-3.40μmol·L~(-1)之间,而在台风后迅速增至7.36μmol·L~(-1)。在台风期,表层和底层PAA浓度分别从7.98μmol·L~(-1)和7.03μmol·L~(-1)增加至109.00μmol·L~(-1)和66.00μmol·L~(-1);在台风后期随着蓝藻水华的爆发,表层和底层PAA浓度分别增加到588.28μmol·L~(-1)和246.63μmol·L~(-1)。台风过程氨基酸组分以GLY(甘氨酸)和ALA(丙氨酸)为主,组分变化主要受到台风后期蓝藻水华的影响。研究结果表明,台风过程中太湖藻类富集区氨基酸的变化先由沉积物再悬浮释放,随后为沉积物、其他湖区蓝藻迁入和自身降解特性等因素共同影响导致。     

1985—2010年太湖流域粮食产能隐性增减评估研究

耕地占补制度旨在缓解耕地的增减失衡,但事实导致粮食产能的隐性增减。构建耕地数量-质量关联的粮食产能隐性增减评估系数F（耕地综合隐性增减折算系数）和TR（耕地隐性增减相对显性增减的折算面积）,揭示太湖流域25 a 来粮食产能隐性增减特征及机制。1985—2000 年流域耕地增减失衡并存在粮食产能隐性流失,耕地年均递减率为0.33%,而耕地新增极少,F系数、TR系数比例分别为-1.044、7.42%;2000—2010 年耕地增减失衡加剧,但粮食产能隐性流失减缓,耕地年均流失率增至1.50%,但耕地新增显著,F 系数、TR 系数比例分别降至-0.515、2.07%。产能隐性增减特征归于耕地增减区的土壤质量等级差异,而这差异又与流域发展及耕地政策影响下耕地增减转换过程的响应特征有关：2000 年前流失耕地比新增耕地的土壤肥力略优,而2000 年后新增耕地土壤肥力显著提升,城市及开发区周边的建设用地扩展是肥力优良耕地流失的主因,而耕地占补制度提升了耕地新增数量和质量。贯彻耕地占补制度并将数量-质量挂钩,优化耕地增减质量结构以减少耕地隐性流失是提高未来太湖流域粮食生产能力的根本出路。     

沉水植被降低水体浊度的机理研究

水体浊度的变化影响着水生态系统的健康,而沉水植被对降低水体浊度具有显著效果. 为明确沉水植物对泥沙的作用机理,以苦草为试验用草,开展室内水槽试验. 结果表明,苦草斑块降低了水流的输沙能力,根据试验资料估算,斑块区水流的输沙能力仅约为无草时的10%. 利用象限分析法分析了实测的紊动流场,解释了植物对泥沙作用的物理过程. 在苦草斑块区,植物冠顶以下区域(相对高度小于1.00)为下扫流态,紊动漩涡形成的下扫流将泥沙带入水底,而近底层的喷射流抵消了下扫流的能量,抑制下扫流对泥沙的冲击起动,并使下扫流挟带的泥沙顺利淤积;在植物冠顶以上区域除高密度(172株/m2)工况为下扫流态外,中、低密度(86、43株/m2)工况均为喷射流态,不利于泥沙沉降. 由于泥沙主要存在于下层水体,因此沉水植被有利于减小水体浊度.      

太湖春季和秋季浮游植物的光合作用活性

应用Phyto-PAM浮游植物荧光仪对2012年太湖浮游植物群落光合作用活性的时空分布进行测定. 结果表明:春季蓝藻、绿藻和硅/甲藻的F_v/F_m(最大光量子产量)分别为0.35~0.49、0.34~0.68和0.09~0.56;秋季则分别为0.34~0.53、0.55~0.68和0.28~0.61. 春季蓝藻、绿藻和硅/甲藻的NPQ(非光化学淬灭)分别为0.012~0.165、0.085~0.201和0.104~0.281,秋季则分别为0.035~0.263、0.052~0.118和0.048~0.301. RLC(快速光响应曲线)的特征参数表明,太湖浮游植物群落光能利用效率和光合作用速率具有显著时空差异. 相关分析表明,绿藻和硅/甲藻的光合作用活性与环境因子没有显著相关性;而蓝藻的F_v/F_m与RLC的特征参数呈显著正相关,与ρ(Chla)呈显著正相关(P<0.05,R=0.49),与SD(透明度)呈极显著负相关(P<0.01,R=-0.56),说明太湖蓝藻的光合作用活性与富营养化水平具有一致性. 从空间分布来看,草型湖区蓝藻的光合作用活性和ρ(Chla)均显著低于藻型湖区,表明水草能抑制蓝藻的光合作用活性和生长,进而降低蓝藻水华强度.      

安徽省石塘湖过去百余年湖水总磷浓度的定量重建

湖水总磷浓度对湖泊富营养化有很好的预警作用,历史湖水总磷浓度的定量重建能揭示湖泊营养演化历史.依据安徽省石塘湖沉积物钻孔的高分辨率硅藻研究结果,结合长江中下游湖泊硅藻-总磷转换函数模型,定量重建了其过去百余年来硅藻组合演替与历史湖水总磷浓度的变化过程.结果表明:石塘湖硅藻经历了从颗粒直链藻(Aulacoseira granulate)优势组合(1867-1981年)向富营养属种高山直链藻(Aulacoseira alpigae)优势组合(1981年以来)的变化.1981年以前,水体ρ(总磷)为50～60μg.L-1,湖泊一直维持在中等营养水平;1981年之后水体ρ(总磷)呈现明显升高趋势(＞100 μg·L-l),硅藻组合以高山直链藻占绝对优势,同时伴有喜好富营养环境的属种如极微小环藻(Cyclotella atomus)、梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、谷皮菱形藻(Nitzschia palea)和汉斯冠盘藻(Stephanodiscus hantzschii)等的增加,标志着湖泊富营养化的发生.20世纪80年代以来,农业及城市生活污水排放、农业化学肥料的大量使用以及过度养殖是硅藻种群转变和富营养化发生的主要根源.增温在一定程度上也影响着硅藻群落变化和富营养化的加重.根据重建的硅藻-水体总磷浓度结果,提出石塘湖治理的营养物基准水体ρ(总磷)为60 μg·L-1,为该湖整治和修复方案的制定提供可参考的目标,也为当地大量类似湖泊的治理提供重要参考.