Minimizing opportunity costs to aquatic connectivity restoration while controlling an invasive species

Controlling invasive species is critical for conservation but can have unintended consequences for native species and divert resources away from other efforts. This dilemma occurs on a grand scale in the North American Great Lakes, where dams and culverts block tributary access to habitat of desirable fish species and are a lynchpin of long‐standing efforts to limit ecological damage inflicted by the invasive, parasitic sea lamprey (Petromyzon marinus). Habitat restoration and sea‐lamprey control create conflicting goals for managing aging infrastructure. We used optimization to minimize opportunity costs of habitat gains for 37 desirable migratory fishes that arose from restricting sea lamprey access (0–25% increase) when selecting barriers for removal under a limited budget (US$1–105 million). Imposing limits on sea lamprey habitat reduced gains in tributary access for desirable species by 15–50% relative to an unconstrained scenario. Additional investment to offset the effect of limiting sea‐lamprey access resulted in high opportunity costs for 30 of 37 species (e.g., an additional US$20–80 million for lake sturgeon [Acipenser fulvescens]) and often required ≥5% increase in sea‐lamprey access to identify barrier‐removal solutions adhering to the budget and limiting access. Narrowly distributed species exhibited the highest opportunity costs but benefited more at less cost when small increases in sea‐lamprey access were allowed. Our results illustrate the value of optimization in limiting opportunity costs when balancing invasion control against restoration benefits for diverse desirable species. Such trade‐off analyses are essential to the restoration of connectivity within fragmented rivers without unleashing invaders.     

考虑齐口裂腹鱼产卵需求的山区河流生态基流过程确定

在原型观测的基础上,应用生态水力学法与生境模拟法,建立对考虑齐口裂腹鱼产卵需求的山区河流水电工程生态基流过程的确定方法,并以四川中型山区河流杂谷脑河薛城电站为背景,对所构建方法进行应用分析。通过原型观测,对生态水力学的齐口裂腹鱼生境水力参数标准在杂谷脑河应用的适宜性进行分析;应用生态水力学方法,对不同河道流量下薛城电站减水河段的齐口裂腹鱼生境水力参数进行数值模拟,根据模拟结果,结合齐口裂腹鱼生境水力参数标准,分析得到薛城电站满足其生存的最小下泄流量;应用生境模拟法,对齐口裂腹鱼产卵期不同河道流量下薛城电站减水河段集中产卵场的可利用生境面积进行计算,得到最大可利用生境面积对应的下泄流量。综合最小下泄流量值与最大可利用生境面积所对应的下泄流量值,考虑齐口裂腹鱼产卵对水文情势的要求,建立薛城电站考虑齐口裂腹鱼产卵需求的生态基流过程。采用所构建方法得到的考虑鱼类产卵需求的水电工程生态基流过程,由于考虑了鱼类生存对最低流量以及产卵对水文情势的要求,能更好地满足鱼类产卵需求,可作为电站运行调度的约束。     

中亚热带马尾松林凋落物分解过程中的微生物与酶活性动态

采用凋落物原位分解法,研究了中亚热带马尾松林中马尾松、槲栎凋落叶单独及混合(自然质量比8∶2)分解过程中的微生物数量与酶活性动态.结果表明:①3类凋落物的年分解常数K的大小为:混合凋落物(0.94)>槲栎凋落物(0.86)>马尾松凋落物(0.67);②3类凋落物真菌数量和微生物数量均在夏季(135 d时)达到最大值,而此时细菌和放线菌数量最低;③3类凋落物纤维素酶活性、酸性磷酸酶活性均与凋落物干重剩余率呈显著正相关(P<0.05),而马尾松与混合型凋落物中的多酚氧化酶活性同凋落物干重剩余率呈极显著负相关(P<0.01);④微生物数量和多酚氧化酶活性均总体表现为槲栎凋落物>混合凋落物>马尾松凋落物,酸性磷酸酶活性多表现为槲栎凋落物最低,与分解常数K排列有一定的差异,说明凋落物分解是微生物和多种酶共同作用的结果.整体研究表明,凋落物质量和季节气候的差异显著影响微生物群落及其调控的生态过程,与纯马尾松凋落叶相比,针阔混合使微生物数量和多酚氧化酶活性显著提高,这可能是导致分解加快的重要原因.     

水和废水中化学需氧量测定方法的改进研究

在水的CODcr测定中,将30 ml回流量确定为常规检测回流量,可节省浓硫酸和硫酸银用量50%;将消解回流时间从120 min缩短为30 min,已满足对地表水和各类废水中CODcr的准确测定,可节省水电费用75%以上,含氯水样中Cl-的掩蔽研究表明:按国标法用10倍Cl-重量的HgSO4 掩蔽Cl-,加标(CODcr =100 mg/L)回收率为110%~120%左右,用30~40倍Cl -重量的HgSO4 掩蔽Cl-,加标回收率为100%左右,对HgSO4 掩蔽Cl-的条件和机理作了适当探讨.另外,采用加入H2 SO4-后加入HgSO4 的方法可减少HgSO4 的耗用量70%以上.     

臭氧+曝气生物滤池深度处理工艺试验研究

针对某污水厂出水不达标的情况,本研究采用臭氧(O3)和曝气生物滤池(BAF)组合工艺对其进行深度处理.结果表明,当采用两级臭氧+曝气生物滤池工艺时,出水COD在31～46 mg/L,色度在13～29倍,均达到一级A排放标准.在最佳运行条件下,臭氧氧化使相对分子质量大于50 000的有机物含量减少10％,小于1 000的有机物含量增加14％.曝气生物滤池工艺使相对分子质量小于1 000的有机物含量降低了24％.     

ICP-MS法测定不同类型水体可滤态与总量结果比对分析

本文运用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法对不用类型水体(地下水、地表水、水库水和污水)中的10种重金属元素进行了测定和比对分析。结果显示地下水除钴元素可滤态与总量测定结果相当之外总量均大于可滤态、地表水总量均大于可滤态、水库水除锰元素和镍元素可滤态与总量测定值有较差别外其它8种元素总量与可滤态测定值均无明显差异、污水除钛元素外其余9种元素总量与可滤态测定值均无明显差异。其中,地表水与污水钛元素可滤态均未检出,总量测定值为检出限的1倍至3倍,结果可信。此结果证明对于本次用于检测的样品中的钛元素,全部来源于悬浮于水中的直径大于0.45μm的微粒上,其它元素无此特性。     

浙江省工业烟粉尘总量控制研究

通过对浙江省工业烟粉尘排放总量和排放源现状进行分析,提出工业烟粉尘减排治理对策,对工业烟粉尘4个重点行业(水泥制造行业、火力发电行业、钢铁行业(包括炼钢、钢压延加工和黑色金属铸造行业)、纺织染整行业(包括棉印染精加工、化纤织物染整精加工和棉织造加工行业)排放源的烟粉尘减排途径和潜力进行分析测算,研究提出工业烟粉尘总量控制措施和建议。     

矿井避难硐室防护系统研究

根据避难硐室的防护功能,确定防护系统由防火防爆、密闭、供氧、制冷除湿、监测监控、动力、通讯、定位、照明、医疗、食品、水、卫生几大系统组成;通过理论分析,确定防火防爆密闭系统抗爆压力影响因素为反射压力、入射压力、静压载荷、门体材料及安全系数;通过计算,可得100人避难硐室压风供氧系统总供风量不得低于36m3/min,其他供氧方式的最小供氧量不得低于60L/min。为避难硐室防护系统研究提供了科学依据及可靠数据,为矿井紧急避险系统的研究奠定了基础。     

长距离掘巷局部通风计算风筒中风量风压的一种新方法

长距离掘进巷道通风时风筒进风口和出风口会有大的风量差和风压差。为了选择合理的风机通风,需要研究风筒中风量、风压的变化规律。常规方法是利用经验或实验得到风筒接头平均漏风量,从而计算进风口的风量和风压。但对于长距离通风且每段风筒较小时该方法所计算的参数偏小,会对风机选型造成误差。本文另辟蹊径,根据风量、风压平衡定律,按照非连续性通风网络模型推导出了进风口的风量、风压与出风口处的关系,并给出了简化的近似关系,作为风筒通风参数计算的新方法。结合具体实例,发现参数近似值与精确值高度相似,说明可以利用近似关系进行计算,简单方便;同时比较了按新方法和常规方法计算的风筒进风风量和通风阻力的差异,结果表明长距离掘进巷道的风量风压按新方法计算更为科学。     

铀在土壤中的吸附动力学

以四川盆地红层丘陵区涪江河谷两岸广泛分布的第四系中更新统亚粘土为对象,用动态法测定了铀在该土壤中的平衡吸附量,为极低放废物的处置提供一些理论依据。研究了流速、土壤粒度及铀溶液初始浓度对土壤吸附铀的影响,并用常用的吸附动力学方程对实验数据进行了拟合。结果表明：土壤粒度小的平衡吸附量较大;流速越小、平衡吸附量越大;铀溶液的初始浓度越大,平衡吸附量越大;在用动力学方程拟合时,E lovich方程的拟合度最好;该土壤对铀的最大吸附率为61.1%,吸附性能较差。