北京市畜禽粪便土地利用适宜性分析

以北京市为研究区域,基于GIS下采用权重线性加和模型(WLC),综合自然、环境、社会和经济等多因子.对北京市畜禽粪便土地利用的适宜性进行了定量分析.结果表明,北京市10个郊区县适合施用畜禽粪便的耕地面积为1605.3 km2,占耕地总面积的35.3%,主要分布在北京市的南部、东南部和中部地区.聚类分析将全市郊区划分为东南部、北部、西南部和中部4个区域.东南部和中部远郊平原区比较适合发展畜禽养殖业,目前的养殖量与最大承载量之间尚存在一定空间;但是由于城镇化的加快,可施用粪便的农田与居民区的安全距离成为影响粪便施用的主要因素,需要结合有效的管理措施以避免畜禽粪便土地利用的污染风险.北部和西南部远郊低山丘陵区应适度控制畜禽养殖业的发展,由于北部区县(延庆、怀柔、密云和平谷)河流密集,并分布有北京市的主要地表水源,故与水体的安全距离对该地区的耕地施用粪便有重要影响;应控制和减少土壤沙化及水土流失,同时建立滨岸缓冲带来控制畜禽粪便土地利用对水体的进一步污染,以达到经济发展和环境保护的双重目的.     

春季东、黄海溶解甲烷的分布和海气交换通量

于2011年3月17日～4月6日对东、黄海海域进行了大面调查,采集了45个站位不同深度的海水样品,对溶解甲烷(CH4)浓度进行了测定,并估算了其海-气交换通量.结果表明,东、黄海表层海水中溶解甲烷的浓度变化范围是2.39～29.67nmol.L-1,底层海水中甲烷浓度范围是2.63～30.63 nmol.L-1,底层浓度略高于表层,表明底层水体或沉积物中存在甲烷的源.春季东、黄海海域表、底层溶解甲烷的分布特征基本一致,即从近岸向远海逐渐降低,主要受长江冲淡水输入和黑潮水入侵的影响.春季东、黄海海域表层海水中CH4饱和度为93%～1 038%.利用Liss and Merlivat公式(LM86)、Wanninkhof公式(W92)和现场测定的风速估算出春季东、黄海海域CH4的海-气交换通量分别为(2.85±5.11)μmol.(m2.d)-1和(5.18±9.99)μmol.(m2.d)-1,根据本研究结果和文献数据初步估算出东海和黄海年释放甲烷量分别为7.05×10-2～12.0×10-2Tg.a-1和1.17×10-2～2.20×10-2Tg.a-1.春季东、黄海海域表层海水中CH4均呈过饱和状态,是大气中CH4的净源.     

夏季中国东海生源有机硫化物的分布及其影响因素研究

二甲基硫(DMS)、二甲巯基丙酸内盐(DMSP)和二甲亚砜(DMSO)是海洋中最重要的3种生源有机硫化物.本文系统研究了2013年6月中国东海表层海水中3种硫化物的水平分布规律及其影响因素,并估算了DMS海-气通量.结果表明,表层海水DMS、溶解态DMSPd、颗粒态DMSPp、溶解态DMSOd和颗粒态DMSOp浓度平均值分别为4.70、7.00、27.83、13.66和10.78 nmol·L-1.DMS、DMSP和DMSO与叶绿素a(Chl-a)水平分布规律相似,均呈现近岸高、远海低的趋势.相关性分析结果表明,DMS、DMSPd和DMSOp浓度与Chl-a浓度均有显著的相关性,说明浮游植物生物量是影响东海有机硫化物生产分布的重要因素.此外,研究发现DMS与DMSPd、DMSOd与DMS间分别存在一定的相关性,表明表层海水中DMS主要来源于DMSPd的微生物降解,而DMSOd的主要来源是DMS的氧化过程.此外,夏季东海DMS海-气通量在0.62~33.98μmol·(m2·d)-1之间,平均值为9.71μmol·(m2·d)-1.     

江汉平原农田土壤有机碳分布与变化特点:以潜江市为例

以地处江汉平原腹地的潜江市农田土壤(水田、旱地)为研究对象,于2011年实地采样分析表层土壤(0~20 cm)有机碳的分布现状,并对比第二次土壤普查(1983年)资料,探讨28 a来江汉平原农田土壤有机碳的分布与变化特点.结果表明,2011年潜江市农田表层土壤有机碳密度为30.50 t·hm-2,碳储量为452.82×104t,与1983年相比有明显下降,下降速率分别为0.10 t·(hm2·a)-1和1.53 t·a-1,碳储量共损失了9%.两个时期水田土壤有机碳密度均明显高于旱地土壤,分别是旱地土壤的1.6倍和1.3倍,但是经过28年的常规耕作管理,水田土壤有机碳密度呈下降趋势,下降速率为0.23 t·(hm2·a)-1,导致的有机碳损失为52.83×104t,损失比例达16%;而旱地土壤有机碳则以0.05 t·(hm2·a)-1的速率缓慢增长,碳储量共增加了8.57×104t,增加比例为5%,远不能抵消水田土壤的有机碳损失.水田土壤碳储量的损失主要来自于低产潜育型水稻土碳密度的大幅下降所致(尽管其所占面积比例较小),其碳损失量占水田碳损失量的比例达80%;其次为占水田面积比例最大的潴育型水稻土,其碳损失量占水田碳损失量的15%.旱地土壤碳储量增长缓慢,完全来自于面积占96%的灰潮土有机碳密度的增长.因此,江汉平原区水田土壤有机碳的变化决定了农田土壤有机碳的整体动向,今后需着力提升有机碳下降迅速的低产水田以及面积较大的土壤类型的有机碳积累和固持能力.     

喀斯特坡地土壤稳渗率空间分布变化特征研究

为查明高异质性背景条件下喀斯特坡地土壤稳渗率空间分布变化特征,在6类典型人为活动方式石灰岩坡地针对4类主要生境类型(土面、土石面、石沟、石缝)开展生境空间分布调查和土壤理化性质分析,并利用Guelph入渗仪进行稳渗率实验。通过对比分析各生境土壤性质和土壤稳渗率关系,结合人为作用方式探讨各生境土壤性质和稳渗率空间变化特征及其演化规律。结果表明:1)喀斯特坡地土壤稳渗率普遍高于非喀斯特地区,喀斯特坡地土壤稳渗率受土壤孔隙和岩石裂隙耦合作用影响。2)各生境条件下土壤稳渗率具有高度的空间异质性,呈现"斑块状"空间分布特征。3)坡地人为作用方式变化将改变原有生境的土壤性质,进而导致各生境土壤稳渗率随人为活动进程发生相应变化。人为踩踏作用影响较小的原生林、次生林和乔灌林坡地土面和土石面生境土壤稳渗率普遍高于石沟和石缝生境,但转变为人为踩踏作用强烈的放牧灌草地或火烧人为干扰地后,土面和土石面生境土壤退化严重,土壤容重和粘粒含量增大,稳渗率显著降低。而石沟和石缝生境土壤性质和稳渗率受影响程度明显小于土面和土石面生境,土壤稳渗率仍可维持较高水平。     

不同土地利用方式下川芎镉的累积特征及健康风险评估

为研究土地利用方式对川芎镉累积及与人体健康的关系,以彭州川芎种植区的菜-药、稻-药(翻耕)、稻-药(免耕)和旱地种植方式下土壤和川芎为研究对象,采用统计分析法和靶标危害系数法(THQ)研究了川芎地上部分和地下根茎镉累积的特征及其对人体的健康风险贡献,结果表明:四种土地利用方式下,川芎种植土壤中Cd含量平均为0.73mg/kg,超过国家二类土壤标准(GB 15618—1995);川芎植株中镉的含量由高到低依次为菜-药免耕翻耕旱地方式,均超过《川芎地理标志保护产品》标准。菜-药种植中土壤镉含量显著高于其他三种方式,在该方式下,川芎植株中地上部分镉含量是根茎的1.67倍,超过《地理标志保护产品》标准9.46倍,超过《食品污染限量标准》1.62倍,根茎中镉含量超过《绿色行标》0.11倍。本研究中,川芎地上部分与种植土壤在镉含量上呈显著线性相关,而川芎根茎与土壤在镉含量上相关性不明显;川芎地上部分对人体镉的健康风险贡献(THQ)值平均为63.18%,是根茎(11.50%)的5.49倍。     

硅砂矿土地复垦与植被恢复研究

根据彰武县阿尔乡北甸子硅砂矿地貌、自然条件及周边环境等特征,确定硅砂矿土地复垦的方向为林地和鱼塘。简要介绍硅砂矿土地复垦的开采流程及闭坑后土地复垦与植被恢复的技术要求,提出土地复垦和植被恢复过程具体措施及预防控制。通过开展硅砂矿土地复垦与植被恢复工作,把破坏的土地采取整治措施恢复为可利用的土地,缓解了矿区土地减少的趋势,改善了矿山生态环境,最终实现矿山生态环境保护、土地资源利用与地方经济可持续发展。     

珠三角地区城市土地集约利用评价研究

通过采用熵值法确定城市土地集约利用评价指标体系中各个指标的权重,进而评价珠三角地区各个城市土地集约利用程度。利用ARCGIS软件分析各市土地集约利用之间的空间差异与联系,为各市差别化土地利用规划设计与管理提供科学依据。研究发现:(1)珠三角城市土地集约利用程度总体水平不高,区域空间差异较大,呈现出区域聚集的特征,且珠三角核心区域集约度较高,外围集约度较低;(2)根据土地集约利用度的区域差异,可将株洲三角洲九个城市分为调整优化区、重点发展区和适度发展区。     

中国南海大气降水化学特征

利用中国科学院南海海洋研究所"实验3"号船南海海洋断面科学考察2012年夏季航次进行大气降水采样,测定样品pH值和主要阴阳离子浓度,结合TrajStat软件模拟后向气团轨迹,分析南海夏季大气降水离子化学特征及来源.结果表明,夏季降水pH平均值为6.3,最小值为5.6.阴阳离子浓度顺序均分别表现为Cl->SO2-4>NO-3和Na+>Mg2+>Ca2+>K+,Cl-和Na+是主要的阴离子和阳离子,浓度平均值分别为2 637.5μeq·L-1和2 095.5μeq·L-1,表现出了海洋性大气降水的特征.7种离子间均表现出良好的线性相关关系,相关系数在0.9以上,说明它们可能具有统一来源;NO-3与其他离子的相关系数相对较低,可能NO-3具有相对复杂的来源;Ca2+和K+还可能跟南海珊瑚环境有关.本研究的6个站位后向轨迹显示,水汽气团来源于正南或西南方向,未经过大陆上空,因此本研究中南海夏季大气降水的离子来源受人为影响可以忽略.     

The Grain of Spatially Referenced Economic Cost and Biodiversity Benefit Data and the Effectiveness of a Cost Targeting Strategy

Facing tight resource constraints, conservation organizations must allocate funds available for habitat protection as effectively as possible. Often, they combine spatially referenced economic and biodiversity data to prioritize land for protection. We tested how sensitive these prioritizations could be to differences in the spatial grain of these data by demonstrating how the conclusion of a classic debate in conservation planning between cost and benefit targeting was altered based on the available information. As a case study, we determined parcel‐level acquisition costs and biodiversity benefits of land transactions recently undertaken by a nonprofit conservation organization that seeks to protect forests in the eastern United States. Then, we used hypothetical conservation plans to simulate the types of ex ante priorities that an organization could use to prioritize areas for protection. We found the apparent effectiveness of cost and benefit targeting depended on the spatial grain of the data used when prioritizing parcels based on local species richness. However, when accounting for complementarity, benefit targeting consistently was more efficient than a cost targeting strategy regardless of the spatial grain of the data involved. More pertinently for other studies, we found that combining data collected over different spatial grains inflated the apparent effectiveness of a cost targeting strategy and led to overestimation of the efficiency gain offered by adopting a more integrative return‐on‐investment approach.