Temporal trends in agricultural water use and the relationships to hydroclimatic factors in the High Plains aquifer region

The High Plains aquifer (HPA) is the primary water source for agricultural irrigation in the US Great Plains. The water levels in many locations of the aquifer have declined steadily over the past several decades because the rate of water withdrawals exceeds recharge, which has been a serious concern to the water resources management in the region. We evaluated temporal trends and variations in agricultural water use and hydroclimatic variables including precipitation, air temperature, reference evapotranspiration, runoff, groundwater level, and terrestrial water storage across the HPA region for different periods from 1985 to 2020 at the grid, county, or region scale. The results showed that water withdrawals decreased from 21.3 km³/year in 1985 to 18.2 km³/year in 2015, while irrigated croplands increased from 71,928 km² in 1985 to 78,464 km² in 2015 in the entire HPA. The hydroclimatic time-series showed wetting trends in most of the northern HPA, but drying and warming trends in the southern region from 1985 to 2020. The groundwater level time-series indicated flat trends in the north, but significant declining in the central and southern HPA. Trends in irrigation water withdrawals and irrigation area across the HPA were controlled by the advancement of irrigation systems and technologies and the management of sustainable water use, but also were affected by dynamical changes in the hydroclimatic conditions.     

湿热沿海海上风电机组环境适应性测试评价分析

海上风资源丰富,同时存在高温、高湿、盐雾、台风等恶劣环境因素。本文对福建沿海地区某海上风电机组进行为期一年的环境适应性测试,分别从温湿度监测、海盐粒子浓度监测、大气腐蚀等级测试、电器设备腐蚀环境监测及结构件防腐措施现场测试这几个方面进行评价分析,为服役于湿热沿海的风电机组在设计、制造、运行和维护方面提供一定的参考。     

Health risk assessment of heavy metals in Cyprinus carpio (Cyprinidae) from the upper Mekong River

The purposes of this research are to quantify the concentration of heavy metals (Zn, Cu, As, Pb, Cd, and Hg) in the water and fish tissues of common carp (Cyprinus carpio) in the upper Mekong River and to thereby elucidate the potential dietary health risks from fish consumption of local residents. Surface water and fish tissues (gill, muscle, liver, and intestine) from four representative sample areas (influence by a cascade of four dams) along the river were analyzed for heavy metal concentrations. Results revealed that the levels of heavy metals in fish were tissue-dependent. The highest Cu and As levels were found in the liver; the highest Zn and Pb levels occurred in the intestine, and the highest Hg level was found in the muscle. The total target hazard quotient (THQ) value for residents is > 1 for long-term fish consumption, and local residents are, therefore, exposed to a significant health risk. Results from the current study provide an overall understanding of the spatial and tissue distribution of heavy metals in water and fish body along the upper Mekong River under the influence of cascade dams and highlight the potential health risk of As for the local residents of long-term fish consumption.

     

Characteristics analysis of near-field and far-field aerodynamic noise around high-speed railway bridge

Environmental Science and Pollution Research - The aerodynamic noise around the high-speed railway bridge is studied by the train-bridge-flow field numerical model and theory analysis. With the...     

有机肥处理对旱地红壤细菌群落及玉米生产力的影响

为探明旱地红壤细菌群落特征及玉米生产力对不同有机肥处理的响应，基于自2002年设置在中国科学院鹰潭红壤生态实验站的有机培肥长期定位试验，采用Illumina高通量测序，研究不同有机肥（不施肥，M0；低量有机肥，M1；高量有机肥，M2；高量有机肥加石灰，M3）处理下土壤细菌群落多样性和结构以及玉米生产力的变化.结果发现，与M0相比，土壤pH、有机质（SOM）、全氮（TN）、全磷（TP）含量和玉米生产力在不同有机肥（M1、M2和M3）处理下均显著增加，其中M3处理的提升效果最佳.施用有机肥显著提高了土壤细菌群落的Shannon、Evenness、Chao1与ACE指数，重塑了细菌群落结构.基于随机森林模型分析，土壤性质中的pH和TP显著影响土壤细菌多样性，而pH、SOM、TP和TN对土壤细菌群落结构影响显著.相关性分析和结构方程模型分析表明，土壤TP和SOM可以通过改变土壤细菌多样性和群落组成间接影响玉米生产力.研究结果从指导我国南方红壤区农田合理施肥的角度，为农田土壤质量提高及耕地产能提升提供科学依据.     

固相萃取-气相色谱法测定水中硝基氯苯类化合物

建立固相萃取-气相色谱法测定水中15种硝基氯苯类化合物的方法。选用HLB柱为固相萃取柱,选用环己烷∶丙酮(3∶1,V∶V)混合溶剂作洗脱剂,得到方法检出限为0.011～0.040μg/L。空白水样加标回收率为73.6%～119%,相对标准偏差为6.1%～13.9%,精密度和准确度良好。对成分不复杂的实际水样进行测定,加标回收率为64.1%～118%,相对标准偏差为5.8%～15.6%,该方法能够基本满足成分不复杂的环境水体中痕量硝基氯苯类化合物的测定。     

长江三角洲城市群土地利用及其生态系统服务价值时空演变研究

采用1990、2000、2010和2015年四期长江三角洲城市群土地利用数据，利用土地利用转移概率矩阵等方法，描述了长江三角洲城市群的土地利用方式和转移方向，采用谢高地等修正Costanza价值量评价法定量计算了区域内的生态系统服务价值，并借助地理探测器对其空间分布格局进行了归因解释。研究表明：长江三角洲城市群土地利用类型以耕地为主，呈现逐年减少的趋势，林地变化相对稳定，水域变化先增后减，建设用地持续增长且保留率最高，耕地为其主要转化来源，草地主要转化为耕地和林地，水域主要转出为建设用地。1990、2000、2010和2015年长江三角洲城市群的生态系统服务价值分别为 2 644.26、2 639.53、2 615.49 和 2 569.88 亿元，总体呈逐渐下降趋势，其中农田生态系统价值下降最多，森林生态系统对整个区域的贡献率最大，Ⅲ、Ⅳ等级的城市的生态系统服务价值高于Ⅰ、Ⅱ等级，且城市规模越大，经济价值越占主导地位。空间分布格局形成以太湖和巢湖为中心的高值集聚区、东南地区高于西北地区的特征，其受到坡度、高程、土壤类型、人口等因子的影响。     

地铁多线换乘车站火灾模型实验研究—(1)模型装置设计

为研究地铁网络化运营枢纽车站火灾烟气扩散特征和防排烟技术，根据工程资料和标准规范对典型多线换乘车站进行1∶10火灾实验模型设计，并依据设计方案完成车站模型主体结构和通风排烟系统的搭建，同时在各个防烟分区设计安装温度、流速、烟气浓度和热辐射测量装置，可实现对“T”形、“十”形和“L”形换乘等不同换乘形式车站的火灾场景模拟和危险参数测量。研究结果表明:该模型装置能够开展一系列针对不同换乘形式和通风模式的火灾实验，对于全面揭示大型换乘车站火灾烟气运动规律、验证并优化火灾防排烟设计方法、支撑复杂结构枢纽车站火灾烟气控制技术具有重要意义。     

汽车道路试验安全管理体系建设研究

为了保障汽车道路试验安全、提高安全管理水平,设计提出汽车道路试验安全管理体系(SMS)总方案。根据OHSAS 18001和安全标准化规范的特点分析,论证了融合两种体系建立道路试验SMS的适用性。并从政策与目标、风险管理、安全保证和安全促进四个模块阐述了该体系的搭建思路、框架内容和搭建步骤。最后,以某自主品牌车企研发中心道路试验的应用情况为例进行效果评估,结果表明:汽车道路试验SMS能有效防控风险、提升试验安全管理水平。     

基于DMSP-OLS夜间灯光数据的长江经济带城镇体系空间格局演变（1992～2013）

研究长江经济带城镇体系空间格局演变，对于透视长江经济带城镇体系空间格局演变特征和规律以及促进长江经济带城镇体系空间格局优化发展有着重要意义。利用多时相同期Landsat卫星数据以及运用聚类分析方法对长江经济带夜间灯光数据进行校正，并采用其他辅助数据法对比分析获取城镇建成区面积的阈值，在此阈值基础之上选取景观总面积、总斑块数量和聚集度指数等总共8个典型景观格局指标, 继而使用FRAG-STATS 4.2 软件对1992~2013年间长江经济带城镇发展的空间格局变化进行计算分析。研究结果表明：(1）1992~2013年间，长江经济带城镇化快速扩展，城镇建成区面积增加了9.68倍，斑块数量增加了2.39倍，斑块密度也得到较大的增加，反映出长江经济带城镇数量不断增加和城镇建成区面积不断扩大；（2）景观斑块形状复杂度逐渐上升，中小城市不断壮大，同时出现了较多的新兴小城镇，总边界长度和平均边界密度的年均增长速度分别为21.56%和21.58%，体现了长江经济带城镇间聚集度越来越高，相互影响也越来越大；(3）最大斑块指数和聚集度指数两个指标在整体上呈现出逐年下降的态势，但是景观总面积、总斑块数量和斑块密度等8个指标在演变过程中均存在一定的波动和无序化，反映出长江经济带在城镇化过程中呈现出不规则和无序化的特征。