全球海洋初级生产力与海洋环境要素时空关联模式挖掘分析

全球海洋初级生产力在海洋环境要素的驱动下呈现不同的时空分布特征,但在不同的海域两者之间的关联模式并不清晰。本文从地理时空规则挖掘的角度,利用1998年1月—2016年12月之间的序列多源遥感产品数据,探讨了全球海洋初级生产力和海洋表面温度、海面高度异常、海面降雨、混合层深度和ENSO（El Ni?o-Southern Oscillation）事件的时空关联模式。研究结果表明:1）在西赤道太平洋,海面高度异常降低、海面降雨异常降低和混合层深度异常升高会提升真光层营养盐供应,致使海洋初级生产力的异常升高。2）在中赤道太平洋,海面高度异常升高、海面降雨异常升高和混合层深度异常降低会抑制真光层营养盐供应,致使海洋初级生产力的异常降低。3）在东赤道太平洋,海面高度异常升高和海面降雨异常升高会抑制真光层营养盐供应、混合层深度异常升高降低了铁元素含量,从而导致海洋初级生产力的异常降低。4）在南太平洋,浮游植物丰度与营养盐呈负相关,海洋表面温度异常升高/异常降低会提升/抑制微生物光合作用效率、海面高度的异常升高/异常降低会抑制/提升真光层营养盐供应,致使海洋初级生产力的异常升高/异常降低。5）厄尔尼诺事件相较于拉尼娜事件更容易引起海洋初级生产力的异常变化。     

设施农业土壤磷素累积迁移转化及影响因素

为了科学合理施用磷肥,减小对设施农业环境带来的污染风险,以北京市大兴区设施农业集中区为研究对象,通过对不同种植年限设施农业剖面土壤(0～100 cm)磷素含量的测定分析,探究磷素累积与迁移转化特征.结果表明,设施农业表层土壤全磷和有效磷含量变化范围大,显著高于周边粮田土壤,主要跟不同种植年限农户的施磷量相关,随着土层深度的增加,全磷和有效磷含量逐渐减小,呈现表聚特征,其中土壤ω(全磷)范围在0.38～2.58 g·kg^-1,ω(有效磷)范围在1.60～256.00 mg·kg^-1.随着种植年限的增加,土壤全磷和有效磷含量呈现先增加后减小的趋势,在15 a左右达到峰值,随后逐渐减少,趋于稳定,总体处于较高水平.无机磷主要集中在设施农业表层土壤,其中Ca-P占无机磷的比例最大,达到了98.38%,Ca₁₀-P是最主要的Ca-P形态,含量占Ca-P的78.70%,Ca₂-P占比最小,仅占9.50%.不同形态无机磷含量呈现表层土壤富集,向下减少的垂直分布特征;不同土层深度,不同形态无机磷占全磷比例变化存在差...     

重构土壤垂直剖面重金属Cd赋存形态及影响因素

针对矿业废弃地高背景值-历史矿业源相叠加区下土壤重金属Cd污染问题,以西南地区某历史硫磺矿业废弃地重构土壤为研究对象,采集剖面土壤共30个样品,分析测试土壤样品中镉(Cd)、铬(Cr)、镍(Ni)、砷(As)和汞(Hg),利用电镜扫描-能谱分析(SEM-EDS)和重金属形态连续提取的BCR方法,分析不同土层厚度下Cd的赋存形式,运用风险评价编码法(RAC)和次生相与原生相分布比值法(RSP)对其进行有效性评价,以及对不同理化性质下Cd各形态的变化规律进行了初步探讨.结果表明,研究区5种重金属中Cd全量的富集系数最高,达4以上;通过形貌特征可以发现,样品中存在较多的次棱角状、棱角状颗粒,不同深度下的能谱特征显示结果相似,均含有Cd、Fe、S和As等元素,Cd元素是以类质同象形式存在;对Cd进行潜在风险评价,RAC结果显示为中等风险及以下,RSP结果主要为重度污染;重金属全量是影响Cd各形态含量分布的最主要因素,其次pH、有机质和CEC,对垂直深度的土壤Cd赋存形态也表现出不同程度的影响.该研究结果可为进一步了解Cd在剖面土壤的活性、迁移规律、生物毒性和赋存形式提供科学依据.     

采煤塌陷积水区时空动态变化监测研究

基于Landsat系列4个时相数据,利用谱间关系法提取NDVI、NDWI和缨帽变换指数,并采用决策树和分类后比较法研究淮南矿区采煤塌陷积水区时空变化。结果表明:1987—2015年淮南矿区塌陷积水区域面积为189.51 km~2,年均增加6.77 km~2。其中,2000—2005年塌陷积水区域面积变化较大,年均增加15.0 km~2,其水域数量变化动态度和空间变化动态度分别高达13.66%和53.61%。凤台矿区年均增加积水面积最大,为2.60 km~2,其次为新集、潘集和孔李沉陷区,9大沉陷区及其他矿区增幅较小。在"边塌陷边治理"下,除潘集和凤台矿区水域面积增加,丁集朱集矿基本持平外,其他矿区水域面积均有所减少。     

安徽北部矿区深层地下水重金属含量特征及水质评价

测试了安徽北部矿区4个典型煤矿深层地下水中5种重金属元素的含量,水样采自松散、煤系、太灰和奥灰4个含水层。在对各含水层5种重金属质量浓度特征分析的基础上,通过加附注评分法和Nemerow综合污染指数法对矿区主要含水层深层及区域整体开展了地下水重金属污染评价。结果表明:松散和太灰含水层中水样重金属质量浓度从高到低为Ni、Pb、Cu、Cd、Cr,而煤系和奥灰含水层中水样重金属质量浓度从高到低为Ni、Pb、Cu、Cr、Cd;整体地下水中重金属质量浓度从高到低为Ni、Pb、Cu、Cd、Cr;标准差显示煤系水和太灰水可能已受到采煤活动的扰动;松散层和奥灰水质为良好,太灰水质较差,煤系水质极差(F=7.52);整个矿区地下水水质分级为较差,综合污染评价结果为警戒线(NI=1.0),污染水平为尚清洁。     

高浓度悬浮液的混凝实验及机理研究

进行了高浓度悬浮液的混凝实验研究。为研究混合阶段渐变剪切速率对混凝沉降效果的影响，在混合阶段分别采用固定搅拌转速和渐变搅拌转速进行实验。在混合阶段采用固定搅拌转速，当搅拌转速为210r/min时，絮体二维分形维数最高为1.8847，悬浮液浊度最低为118NTU。采用渐变搅拌转速的方法，由210r/min开始逐渐降低搅拌转速，絮体二维分形维数最大，为1.9205，处理后悬浮液浊度最小，为107NTU。在一般混凝沉降过程的规律及模型的基础上，提出了高浓度悬浮液混凝沉降过程的物理模型。     

淮北临涣煤矿塌陷水域叶绿素a与相关因子分析

根据淮北临涣煤矿塌陷水域3个季节叶绿素a(Chl.a)及相关指标的监测数据,分析了叶绿素a含量的时空分布特征,讨论Chl.a与其他因子的相关关系.研究结果表明,临涣煤矿塌陷水域Chl.a的浓度均值特征为夏季较高21.5 mg·m-3,秋季11.8 mg·m-3,冬季10.0 mg·m-3.由于浮游植物生物量的高低、动物活动季节差异、补给水源入口、取水口位置、局部水深差异大等原因,研究水域夏季呈现西高东低、秋季四周高中间较低、冬季西高东低等空间分布差异性.相关性分析显示,Chl.a与水温、溶解氧、化学需氧量呈极显著正相关,与透明度、氨氮、硝酸盐氮、溶解性磷酸盐呈极显著负相关,与总磷显著负相关,与p H、总氮、氮磷比无显著相关关系;水温、氨氮、硝酸盐氮、总磷、溶解性磷酸盐可能是浮游植物生长的限制因子,溶解氧、化学需氧量、透明度是Chl.a的被动因子;研究水域已达到轻度富营养化水平,Chl.a浓度能够较好地反映该煤矿塌陷水域的富营养水平.