云贵高原湖区湖泊营养物生态分区技术方法研究

提出一种基于主成分分析、聚类分析、判别分析和空间自相关的分区模型,用于对云贵高原湖区湖泊营养物生态分区的研究.首先运用主成分分析方法对众多指标进行了降维综合处理,产生彼此互补相关又能综合反映湖区情况的4个新指标,累计贡献率达到93.69%,具有充分的代表性,构建了云贵高原湖区湖泊营养物生态分区指标体系.在此基础上,根据各区域新指标值,结合聚类模型初步将湖泊流域分为5类,再利用判别分析完成非湖泊流域的类别判别,最后运用空间自相关分析方法,按聚类结果进行全局自相关分析,Moran’sI为0.320,且检验值Z值为68.2,远大于临界值(显著水平1%所对应的临界值2.58),表明聚类结果与空间位置具有显著相关性,之后运用局部自相关对区域各因素的主成分综合得分的空间分布格局进行了量化分析,揭示了零散分类区块在空间地域分布上的关联和差异,根据关联结果完成最终的分区.结果表明,利用此分区模型可以尽量避免人为因素,得到更为客观的分区结果,具有良好的适应性和可行性,可为探索适合我国湖泊营养物生态分区的指标体系和分区技术方法,完成全国湖泊营养物生态分区和科学地制定我国湖泊营养物基准和富营养化控制标准提供技术支持.     

湖北省土壤侵蚀量模拟及其在吸附态氮、磷量匡算中的应用

采用美国通用USLE(土壤流失方程)作为建立侵蚀模型的基本理论,使用GIS等空间信息技术作为研究的技术平台,对湖北省进行了多年(1989—2008年)平均土壤侵蚀量的模拟,并对模拟结果进行验证. 利用土壤普查资料获得氮、磷营养物含量,进行多年平均吸附态氮、磷量模拟.结果: ①研究并建立了湖北省多年平均状况土壤侵蚀模型. 利用USLE和栅格计算方法得到的土壤侵蚀强度等级大体上可以与水利部土壤侵蚀遥感数据相当,存在显著相关关系,由此验证了所建立的湖北省土壤侵蚀模型的可行性. ②对湖北省吸附态氮、磷负荷进行的模拟结果显示,土壤吸附态氮、磷负荷整体结构与土壤侵蚀量分布规律相似,以长江、江汉盆地为输沙沉积中心,分别从南、北向中部,由西向东依次下降.      

水环境中PFOA和PFOS的质量浓度分布及其生态毒性

全氟辛酸类物质（PFOA）以及全氟辛烷磺酸类物质（PFOS）是不易降解、具有持久性的污染物,环境中存在的这些痕量物质对水生生物和人体造成潜在威胁.根据目前国内外已有的研究结果,系统论述了水环境中PFOA和PFOS的来源、毒性及其在部分国家和地区的污水处理厂、湖泊、河流、海岸带以及自来水中的污染现状.根据德国对污水处理厂...     

我国湖泊水质恶化趋势及富营养化控制阶段划分

自20世纪70年代末至今30年间,我国的湖泊在人类活动的强烈干扰下,由贫-中营养状态为主逐步向富营养状态转变,富营养化湖泊的数量和面积呈现逐年增加的趋势,尤其是在东部平原湖区和云贵高原湖区,以太湖、巢湖和滇池等三湖为主的富营养化问题,更是引起了广泛的关注.伴随着湖泊富营养化的发展,我国在湖泊富营养化的防治上进行了不懈的...     

北京地区农田生态系统磷养分平衡研究——以密云县和房山区为例

采用农田生态系统磷平衡计算方法,对北京地区密云县和房山区农田土壤磷养分平衡状况进行了研究。结果表明,2006年密云和房山的磷盈余总量分别为4084.11t和10851.19t,磷盈余强度分别为110.81kg/hm2和386.48kg/hm2。磷肥是密云和房山磷素投入的最主要来源,化肥磷的施用量是造成农田土壤磷平衡空间差异的直接因素,两者呈极显著相关关系。不同乡镇化肥投入差异较大,导致磷平衡总量和强度分布严重不平衡,房山县的磷平衡量由西北向东南递增。密云县磷盈余强度表现为西部少,东部多,房山区磷盈余强度较大的地区多在南部地区。通过对比研究,分析磷素养分损失态和盈余态负荷基本趋势,找到污染潜势产生原因,提出了促进农田磷素平衡与降低磷养分负荷相应调控对策和措施。     

永定河怀来段水质污染特征及污染源解析

通过对永定河怀来段枯水期支干流进行4次采样,对11个指标进行监测,采用单因子水质标识指数和综合水质标识指数评价法对水质污染特征进行了综合评价,运用主成分分析法和聚类分析法,确定了流域主要污染因子及区域水质空间变化特征,对不同支干流污染源进行解析。结果表明:永定河怀来段12个监测断面均未达到Ⅲ类水体标准限值,仅p H、DO指标达标,且氮磷超标最为严重,干流综合水质标识指数最高为5.554,支流ZL8最高为7.254。COD、TN和NO_3~--N为第一主成分,TP、PO_4~(3-)-P和NO_2~--N为第二主成分,DO和TOC为第三主成分。永定河干流水质优于东沙河水质。对各监测断面聚类分析后,将永定河怀来段水域根据水质大致划分为2个区域,其中干流监测断面都在同一类,湿地水质与干流水质有明显差异。在二级支流中,冬季农田退水依次进入鱼塘湿地、芦苇湿地和芦苇沟后,TN、NO_3~--N和NO_2~--N的去除效率分别为51.11%、42.27%和72.88%,而NH_3-N、TP有所增加。永定河流域污染主要来自于农业面源污染、污水处理厂出水点源污染和农村生活污水排放等。     

湖北省湖泊营养物生态分区技术方法研究

提出一种基于主成分分析、聚类分析、判别分析和空间自相关的分区模型,用于对湖北省湖泊营养物生态分区的尝试. 运用主成分分析法对众多指标进行降维处理,产生彼此互补又能综合反映湖区情况的新指标,构建了湖北省湖泊营养物生态分区指标体系. 在此基础上,根据各区域新指标值结合聚类模型进行湖泊流域的初步分类,利用判别分析完成非湖泊流域的类别归属判别,运用空间自相关分析方法对区域各因素的空间分布格局进行量化分析,以揭示零散分类区块在空间地域分布上的关联和差异,最后根据关联结果确定边界完成分区并进行特征描述. 结果表明,利用该分区技术方法体系可以尽量避免人为因素干扰,得到更为客观的分区结果,具有良好的适应性和可行性.      

北京市房山区农田表观磷平衡分析

农田土壤养分的积累使潜在农业非点源污染负荷增加,为对农田磷素优化管理、水环境质量改善及环境政策制定提供科学依据,通过OECD土壤表观磷素平衡模型,以2001、2003、2005和2007年北京市房山区农田的磷素平衡核算框架和数据库为基础,结合GIS技术对该区域磷素平衡强度进行了分析.结果表明,化肥是房山区农田养分中磷素投入最重要的来源,化肥平均磷投入量随着时间的增加而增大,从2001年的111.34 kg·hm~(-2)增加到2007年的407.42 kg·hm~(-2),局部地区已远超过华北地区和全国平均水平.房山地区农田磷素输入总量和土壤表观磷平衡总量在2001-2007年表现为先降低后增加,而磷的输出量一直呈下降趋势;平均磷素投入量和平衡强度以较大速率逐年递增.区域表观磷素平衡量具有明显的空间变异特征,2001-2007年房山地区农田磷素盈余趋势表现为南高北低,中部和南部的磷素平衡强度一直在持续增加,特别是东南部和西南部地区增加速度较快.磷素平衡的驱动力的变化是造成磷素平衡空间差异得直接原因,总体表现为种植业驱动型盈余>双驱动型盈余>养殖业驱动型盈余.