吃饱和吃好语境对我国耕地保护的启示

人民日益增长的美好生活需要已然对粮食产出提出更高要求,综合辨析吃饱和吃好理念,运用理论分析、GM模型对耕地保护目标进行数理预判,为面向2035年美丽中国背景下耕地保护与粮食安全战略提供决策依据.结果表明:(1)在理论假设的完全理想状态下,仅解决吃饱需要的耕地数量为1.18亿hm2,实现全面吃好需要的耕地数量为1.43亿hm2,现有的耕地存量还难以满足该需求;兼顾"吃饱+吃好"双重情境下新时期耕地保有量区间为1.25×108～1.38×108hm2.(2)吃饱和吃好作为中国语境下粮食安全的核心问题,是对国民需求、社会发展、耕地资源形成的自组织系统在时空跃迁过程中的整体性把握.(3)从粮食质量需求视角,到2030年我国人口高峰年,耕地需求仍有不足风险.实施最严格的耕地保护制度仍是我国必须坚守的基本国策,确保耕地质量的"纯洁性"将成为耕地保护转型的重要方向.     

Boosting freshwater fish conservation with high-resolution distribution mapping across a large territory

The lack of high-resolution distribution maps for freshwater species across large extents fundamentally challenges biodiversity conservation worldwide. We devised a simple framework to delineate the distributions of freshwater fishes in a high-resolution drainage map based on stacked species distribution models and expert information. We applied this framework to the entire Chinese freshwater fish fauna (>1600 species) to examine high-resolution biodiversity patterns and reveal potential conflicts between freshwater biodiversity and anthropogenic disturbances. The correlations between spatial patterns of biodiversity facets (species richness, endemicity, and phylogenetic diversity) were all significant (r = 0.43–0.98, p < 0.001). Areas with high values of different biodiversity facets overlapped with anthropogenic disturbances. Existing protected areas (PAs), covering 22% of China's territory, protected 25–29% of fish habitats, 16–23% of species, and 30–31% of priority conservation areas. Moreover, 6–21% of the species were completely unprotected. These results suggest the need for extending the network of PAs to ensure the conservation of China's freshwater fishes and the goods and services they provide. Specifically, middle to low reaches of large rivers and their associated lakes from northeast to southwest China hosted the most diverse species assemblages and thus should be the target of future expansions of the network of PAs. More generally, our framework, which can be used to draw high-resolution freshwater biodiversity maps combining species occurrence data and expert knowledge on species distribution, provides an efficient way to design PAs regardless of the ecosystem, taxonomic group, or region considered.     

高效率颗粒物微物理模型简介与重污染过程应用分析

中国细颗粒物(PM2.5)导致的空气污染和雾霾天气问题越来越突出,在低层对流层中很多地方都有显著的二次颗粒物生成过程,因此对颗粒物物理化学转化过程的研究具有重要意义,其转化过程对空气质量模式模拟和预报的准确性有重要影响。高效率颗粒物微物理(APM)模型经过近20多年的研究和发展,在全球化学传输模型(GEOS-Chem)、区域性气象和化学预报模型(WRF-Chem)通用地球系统模型(CESM-CAM5)等气象及环境空气质量预报模型中取得了很好的应用验证,能够在全球/区域等不同尺度对粒子生成、长大、凝聚、消除等微物理过程以及气溶胶光学厚度(AOD)、直接/间接辐射强迫等进行模拟。应用GEOS-Chem-APM模式模拟了2014年2月京津冀区域的重污染过程。结果显示,湿度模拟的准确性对其他物理和污染物浓度等模拟结果有重要作用;2月20—26日的重污染过程模拟结果与实际观测较为吻合,主要污染特点是较高的湿度(90%以上),同时,二次颗粒物和包裹了二次物种的一次颗粒物(黑碳/有机碳)是低能见度的最大贡献者。     

液液萃取-气相色谱法测定水质可萃取性石油烃C10~C40

建立了以环己烷为萃取剂、气相色谱法(氢火焰离子化检测器,FID)测定水质样品中可萃取性石油烃(C_(10)～C_(40))的分析方法。以正构烷烃混合标准溶液为定性和定量校准标准,以色谱峰面积总和与混合标准溶液总浓度建立校准曲线进行外标法定量。方法检出限为0.01 mg/L,经验证方法精密度和准确度良好。同时,分别以气相色谱法和红外光度法测定了地表水、污水处理厂出水、海水和化工废水等实际样品,对比实验结果表明,在可萃取性石油烃C_(10)～C_(40)的碳数范围内,气相色谱法的测试结果与红外光度法无明显差异,有较好的可比性。     

基于微型无人机遥感数据的城市水环境信息提取初探

近年来,黑臭水体整治已经成为各级政府的重要工作内容。为更好地开展黑臭水体筛查和监管工作,提出基于多旋翼无人机搭载多光谱相机的遥感监测方案,尝试采用影像特征变换结合面向对象分类方法提取黑臭水体的遥感信息。结果表明:(1)无人机影像上地物具有更加丰富的色彩和纹理;(2)与主成分变换和纹理分析方法相比,光谱指数对典型地物具有较好的判别能力;(3)采用标准最邻近分类法提取城市水环境信息,能够获得较高分类精度。     

洪涝灾害条件下疏散交通生成预测方法

为有助于有关部门更准确预测洪涝灾害受灾民众的疏散量,结合非集计数据和集计数据的优点,提出分区集计数据的概念,设计了受灾区域分区方法,并通过意向偏好(SP)调查法对我国居民在洪涝条件下疏散交通需求数据进行调查。在此基础上,引入BP神经网络建立基于分区集计数据的疏散交通生成预测模型。利用调查数据进行实证分析发现,所设计方法取得了较好的预测效果,鲁棒性较好,平均相对预测误差仅为1.8%,其预测效果明显优于现有的非集计和整集计模型。     

高瓦斯工作面隅角柔性气囊安全封堵研究

为解决高瓦斯工作面隅角封堵工人劳动强度大、效率低,封堵效果不佳易造成隅角瓦斯浓度超限等安全问题,研发设计了矿用阻燃内外胆组合结构的轻型柔性隅角封堵气囊,并相应提出了单体液压支柱配合轻型柔性气囊的隅角封堵新方法。通过实验室测试实验和现场工业性试验表明:选用PVC材料和双抗涂覆布材料的气囊质量小、轻便实用,大幅降低了工人的劳动强度,提高了工作效率,减小了传统封堵方式编织袋装碎煤造成的遗煤浪费;该气囊可适应大变形(变形率可达42.5%)、耐冲击(2×104J的冲击能量不破坏),抗撕扯能力强,且具有阻燃特性,重复使用率高,大大节约了隅角封堵的成本;使用气囊封堵后,采空区内瓦斯浓度显著增大,说明气囊封堵的密闭性增加,安全封堵效果十分明显。     

松花江野生鱼类重金属残留分析与评价

以松花江流域的野生鱼类为研究对象,在松花江流域选取松林、大顶子山、佳木斯3个具有代表性的点位,在2014—2016年的每年5月底6月初采集鲤鱼和鲫鱼样品,3年内共制备45个鲤鱼单样,44个鲤鱼混样,30个鲫鱼混样,共计119个。采用电感耦合等离子体-质谱法对鱼类肌肉组织中残留的As、Cd、Cr、Pb、Hg 5种重金属进行检测。检测结果显示,As、Cd、Cr、Pb、Hg 5种重金属全部检出,检测结果全部达标,达标率为100%。根据检测结果采用单因子指数法和金属污染指数法等评价了松花江流域鱼体重金属残留状况及食用安全性,评价结果为松花江流域鱼类重金属残留量相对较少,鱼体健康,食用安全。     

厌氧膜生物反应器的现状、挑战和前景

厌氧膜生物反应器(AnMBRs)不仅可以高效去除污染物,改善出水水质,而且可以实现生物能源回收,对保护环境和缓解能源危机具有重大意义。膜污染作为制约AnMBRs应用与推广的限制因素得到了大量关注,各种缓解和控制膜污染的方法和技术不断涌现。因此,对AnMBRs的运行机理、多元化应用、膜污染情况进行综述,并分析和评估了微生物电催化系统(BES)-AnMBRs组合工艺的可行性和发展潜力,以期为AnMBRs工程应用和未来发展提供理论和技术参考。     

高氯酸盐还原颗粒污泥的快速培养及其特性分析

为实现高氯酸盐还原颗粒污泥的快速培养,以反硝化颗粒污泥为接种污泥,对高氯酸盐还原颗粒污泥的快速培养进行了研究。在降低进水硝酸盐(NO_3~-)浓度的同时,采用逐步升高进水高氯酸盐(ClO_4~-)浓度的方法,考察了高氯酸盐还原颗粒污泥培养过程中ClO_4~-的去除以及颗粒污泥的特性。结果表明:以反硝化颗粒污泥为接种污泥,经过50 d快速培养出高氯酸盐还原颗粒污泥,ClO_4~-去除速率达96%以上;其混合液悬浮固体浓度(MLSS)为50.68 g·L~(-1),混合液挥发性固体浓度(MLVSS)为40.58 g·L~(-1),主要粒径分布在0.60 mm和1.00～2.00 mm。NO_3~-浓度逐步降低的培养方式可缓解ClO_4~-对颗粒污泥中各类微生物的毒性,为高氯酸盐颗粒污泥的快速培养提供了新的方法,具有重要的理论和实践意义。