洪水淹没对矿区下游农用地土壤重金属污染特征的影响

为评估洪水淹没对西南某有色金属矿区下游农用地土壤重金属污染状况及土壤质量的影响,采用单因子指数法、内梅罗指数法、潜在生态风险指数法,对矿区下游淹没区及非淹没区农用地进行评价.结果表明,研究区域内主要重金属污染物为Cd、Sb、Pb、As、Zn,淹没区6种重金属As、Cr、Pb、Zn、Cd、Sb的平均含量分别为36.66、63.48、82.54、128.21、0.61、39.46 mg·kg~(-1),非淹没区6种重金属As、Cr、Pb、Zn、Cd、Sb的平均含量分别为7.38、71.44、13.27、35.27、0.16、5.62 mg·kg~(-1),除重金属Cr外,淹没区与非淹没区重金属平均含量存在显著性差异(p0.05).淹没区As、Pb、Zn、Cd、Sb的超标率分别为52.23%、44.54%、48.14%、72.03%、88.25%,非淹没区As、Pb、Zn、Cd、Sb的超标率分别为4.12%、3.23%、2.16%、15.03%、22.00%,淹没区土壤环境质量类别为安全利用,综合潜在环境风险为很强生态风险(RI=600.3),非淹没区土壤环境质量呈现优先保护状态,综合潜在环境风险为轻微生态风险(RI=69.1).有色金属矿区下游农用地被洪水长期淹没导致As、Pb、Zn、Cd、Sb的污染加重,由于研究区域特殊的地质背景,土壤中大量存在的铁锰氧化物胶膜对重金属具有强吸附作用,当洪水中存在大量重金属,随着水位上升洪水浸没土壤,铁锰氧化物胶膜把大量重金属截留在中下层土壤中,从而导致污染更为严重.     

海平面上升对山东沿渤海湾地区百年一遇风暴潮淹没范围的影响预测

为了预防和减轻未来海平面上升所造成的淹没对山东沿渤海湾地区的影响,本文采用IPCC全球平均海平面上升数据、沿渤海湾地区地壳垂直运动数据、东风港潮位数据预测2100年100 a一遇的潮位线数据,并借助数字高程模型(DEM)、地理信息系统(GIS)预测海平面上升对潮位线位置的影响。研究结果为:(1)表达2100年潮位线位置的数据;(2)与2000年相比,2100年100 a一遇风暴潮增加的淹没区的空间分布图;(3)与2000年相比,2100年100 a一遇风暴潮增加的淹没区面积和向陆推进距离。预测结果表明:(1)2100年淹没范围随海平面上升幅度增加而增加;(2)相对于2000年,2100年新增的淹没区主要分布于研究区的中西部地区;(3)新增淹没地区人口、工业、农、林、牧、渔业将受到严重影响。     

强壮前沟藻生消过程中水体的散射特性

基于2011年7月藻类培养实验期间的实测数据,研究了强壮前沟藻生消过程中水体的散射特性.结果表明,强壮前沟藻本次培养周期共21d,前15 d为生长期,之后进入消亡期;生消过程中水体散射光谱变化明显,叶绿素浓度较低时,散射系数随波长增加近似呈幂函数衰减,而叶绿素浓度较高时,蓝绿光波段散射系数随波长增加呈现近似线性增大趋势,红光波段叶绿素强吸收造成的散射谷更明显;生长期和消亡期时,散射系数与叶绿素浓度幂函数回归的可决系数均随波长增加逐渐增大,750 nm波段达到最大值,R2分别为0.95、0.97;生长期时,蓝光波段散射占总散射量的比例逐渐减小,而红光波段逐渐增大,绿光波段变化较小,但基本呈现增大趋势,水色由蓝绿色逐渐变为红褐色,消亡期时,恰恰相反;生长期和消亡期的绿蓝、红蓝、红绿波段散射比与叶绿素浓度均存在正相关关系,说明随叶绿素浓度增加水色逐渐趋近于长波颜色.     

基于卫星雷达数据的鄱阳湖湿地水面检测与淹露分析

以鄱阳湖自然保护区湿地为例,对多时相、多极化的合成孔径雷达(ENVISAT ASAR)数据作主成分分析,得到主成分分量影像,其中次要分量波段包含大部分的局部变异信息,使用主成分分量波段和log算子提取了ASAR影像中湿地淹没变化信息.结果表明,鄱阳湖自然保护区湿地对外湖水位变化有滞后效应,但总体上,其淹没变化仍显著地受到鄱阳湖外湖洪水的影响.与分类后检测法、分类前变化探测法等方法相比,所采用的变化检测方法可得到更为理想的ASAR影像湿地淹没变化信息提取的精度.使用同极化/交叉极化组合模式的ASAR数据对水面变化检测的精度明显优于同极化波段(HH/VV)组合的数据.     

基于PlanetScope影像的广西钦州市黑臭水体识别方法研究

城市黑臭水体实质上是由环境保护和城市建设两者发展不平衡产生的,也是我国当下生态环境保护工作的重点之一。针对城市黑臭水体监测评价这一热点难点展开研究,以钦州市主城区为研究区域,以高频次重访的高空间分辨PlanetScope遥感影像为数据源,结合两期的实地采样数据,分析黑臭水体表观光学特性,利用黑臭水体与一般水体光谱曲线差异特征,提出近红外(NIR)单波段阈值法、HI指数法、EHI指数法和NDBWI指数法以及基于色度法的饱和度识别算法。城市黑臭水体与一般水体在蓝、绿和红波段(455～670 nm)的相同点是反射率偏低,不同点在于一般水体在455～670 nm处的光谱曲线斜率高于黑臭水体,在红波段处反射率达到极大值,在红波段和近红外波段开始下降,而黑臭水体此波段范围内反射率开始大幅升高。识别结果表明,NIR单波段阈值法识别准确率较低,存在较大偏差;HI指数识别准确率为57. 14%; EHI指数和饱和度法对黑臭水体的识别准确率均为78. 57%; NDBWI指数的识别准确率最高,达90%以上。     

塔里木河干流生态闸洪水漫溢过程分布式水文模拟——以灿木里克生态闸为例

随着人类活动对塔里木河流域水-生态环境的干扰范围不断扩大,闸、堰及堤防等水利工程在流域水资源管理与调控中的作用也日益增强。生态放水是塔里木河特有的一种水资源调配和生态恢复手段,其运行机制需要以生态控制区域水资源运移及空间分布为依据。论文选取塔里木河中游灿木里克生态闸为研究区,利用区域气象、水文及高分辨率地形数据,实现了生态洪水漫溢过程的分布式水文模拟,并通过统计回归分析得到淹没时间与淹没面积、生态放水量与淹没面积之间的定量关系。结果表明,将GIS与现代水文学相结合,建立塔里木河干流小尺度分布式水文模型,模拟生态闸的洪水漫溢过程是可行的;模拟结果与实测淹没范围在空间分布和面积上都实现了较好的拟合,为合理调配生态区域内水资源及制定科学的生态闸运行机制提供了理论基础。     

水库淹没带土壤有机氯农药分布特征及风险评价

采用GC-MS气相色谱与质谱联用仪,分析了密云水库南水北调来水前高程130～150 m之间的淹没带表层土壤样品中17种有机氯农药(OCPs)的含量、残留特征,讨论了有机氯农药的可能来源,并对OCPs的潜在风险进行了评价.结果表明:①密云水库淹没带土壤有机氯农药残留以六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)为主,含量均值分别为1. 74 ng·g-1和1. 01ng·g-1,与国内其他湖库区相比,ΣHCHs含量相近,ΣDDTs含量较低.②水库淹没带土壤有机氯农药残留具有一定的空间分布特征.水陆域交错处土壤OCPs含量普遍高于水域、陆域土壤中含量,且存在显著性差异性.水库东部及潮河入库区、独立小流域淹没区,OCPs残留以DDTs为主;库北山前平原淹没带及库西中部淹没区OCPs则以γ-HCH残留为主;白河入库处河滩淹没区HCHs及DDTs残留均有较高占比,这与其污染来源有关.③源解析结果表明,淹没带土壤HCHs来源主要与林丹类农药的输入有关,而DDTs主要来自于早期农药使用的残留.④生态风险评价表明,水库淹没带土壤中大部分样点OCPs生态风险低,白河入库区及库西中部淹没带滴滴涕有潜在风险性.     

生物滞留系统设置内部淹没区对径流污染物去除的影响

生物滞留系统是一种能有效控制雨水径流污染的低影响开发技术。在基质中添加铝污泥能保证系统对磷的高效稳定去除,设置内部淹没区可以提高除氮能力,但有研究表明设置淹没区却降低了对磷的滞留效果。为了明确设置淹没区对铝污泥改良基质生物滞留系统去除污染物的影响,采用按一定质量比例配制的砂土铝污泥(15%铝污泥+85%砂土)作为滞留系统填料,并设置不同淹没高度和滞留时间的淹没区,对比污染物在无淹没区及不同淹没高度和滞留时间下的去除率。结果显示,在铝污泥改良基质生物滞留系统中,淹没区的设置对NH+4-N、TP、重金属的去除影响甚微,但能提高对COD和NO-3-N的去除。600 mm淹没高度下NO-3-N的去除效果较200 mm淹没高度下去除效果更加稳定且高效,滞留时间对COD、NO-3-N的去除影响较小。     

采煤驱动下潘谢矿区水体演变及其景观生态效应

基于Landsat数据利用水体指数、波段运算和阈值法提取了淮南潘谢矿区1979、1987、2000及2006年水体信息,结合矿井采掘工程布置识别了塌陷水体与自然水体.面积统计结果表明1979年自然水体、塌陷水体面积最小,1980年后农田水利工程、开挖鱼塘、取土烧砖等人为活动导致后期自然水体面积增大;矿区内井工采煤导致塌...     

近30年来高邮湖(含邵伯湖)自然水域面积变化及其影响因素

湖泊水域面积变化特征反映气候与人类活动对湖泊生态系统结构与功能的影响,对湖泊健康评价与水生态修复有重要指导价值.以1988-2015年8期Landsat TM/ETM+遥感影像为数据源,综合运用目视解译法与比值阈值法提取了研究区高邮湖（含邵伯湖）及其围网养殖区的边界信息,分析了研究区水域面积变化特征及其影响因素.结果表明:①1988-2015年研究区自然水域面积呈现前期持续缩小、近期部分恢复的阶段性变化趋势.其中,1988-2000年自然水域面积缓慢缩减,平均减小速率为4.08 km2/a;2000-2011年迅速缩减,平均减小速率为12 km2/a;2011-2015年迅速增长,自然水域面积增加108 km2;1988年自然水域面积最大（716 km2）,2011年最小（535 km2）,2015年部分恢复（643 km2）.②1988-2015年流域内年均降水量先减后增,年均气温逐渐升高.年均气温升高与自然水域面积变化具有相关性（R2=0.472）;年均降水量则与自然水域面积变化无明显关联（R2=0.118）.③1988年和1992年研究区内未见明显的围网养殖,2000年围网养殖区面积仅为45 km2,2011年最大,达199 km2.2000-2009年和2009-2015年围网养殖区面积平均增长速率分别为15.56和9.00 km2/a;北部湖区围网养殖集中,自然水域面积变化最为显著,东西湖区次之.研究显示,1988年以来,年均气温和围网养殖对高邮湖自然水域产生了显著影响,湖区北部湿地侵占严重,湿地生态屏障功能下降.      

白洋淀潜在新增淹没区土壤重金属赋存形态及生态风险评价

随着白洋淀水位的持续增高,水域周围低洼田地将被淹没,各种污染物将释放至水环境中,评估潜在新增淹没区土壤重金属污染情况对白洋淀的水生态安全至关重要.根据陆地高程情况,采集白洋淀6.5～7.5 m(85高程)内潜在新增淹没区表层土壤,采用改进的BCR连续化学提取法对土壤中Cd、Cr、Ni、Cu、Pb、Zn 6种重金属元素进行形态分析,并运用地累积指数法、潜在生态风险指数法、毒性风险指数法、风险评估编码法等多种方法进行污染评估与生态风险评价.结果表明,Cd、Cr、Ni、Cu、Pb、Zn元素含量均值分别为河北省土壤背景值的2.20、1.10、1.20、1.47、1.27和1.03倍.Cd元素酸可提取（F1）态质量分数最高,达到54.18%,其次为可还原态（F2）的34.43%;Pb主要以F2态存在,占比达到58.73%,;Ni以可氧化态（F3）为主,导致其次生相与原生相比值（RSP值）偏高;Cu、Zn、Cr元素主要以残渣态为主,迁移能力较低.风险评价结果来看,研究区域土壤重金属生态风险整体处于中等或偏低水平,但Cd具有较高的可迁移性和释放风险,表明白洋淀新增淹没区土壤重金属污染的治理工作重点关...     

丹江口水库新增淹没区农田土壤潜在风险评估

通过野外调查与室内模拟实验,采用综合评价指数法对丹江口水库新增淹没区农田土壤进行了潜在风险评估,结果表明:新增淹没区土壤背景总氮为0.3~3.8g/kg,平均值1.1g/kg;总磷为0.2~2.4g/kg,平均值0.8g/kg,入库支流区域土壤背景氮磷含量较高,新增淹没区的含量较低;土壤模拟淹水浸泡的溶出总氮为0.2~11.8mg/L、总磷为0.006~2.2mg/L,平均值分别为4.1,0.3mg/L.空间分布上,土壤溶出氮磷与新增淹没区土壤氮磷背景值变化相似.新增淹没区潜在风险评估等级由低到高的面积分别占整个新增淹没区总面积的3.3%、21.2%、56.9%、15.9%、2.7%,表明大部分新增淹没区处于中低风险等级,其中高风险区域主要集中在入库支流区域.     

天津市洪沥水资源化存储研究

阐述了天津市水资源现状和20世纪以来湿地萎缩的趋势和成因,论述了该地区进行汛期洪水资源存储的必要性。基于ArcG IS开发了蓄滞洪区蓄洪过程的三维演示模块,实现对蓄水量和淹没面积实时计算。建立了考虑蓄滞洪区的淹没损失、防洪效益、供水效益和生态效益等指标的评价体系,引入模糊理论优选蓄水方案,为实施洪水资源化方案提供量化依据。基于N ewtonR-aphson方法和松弛算法建立一维河网非恒定流水动力学模型,构建了集河渠、闸门、分洪口门和蓄滞洪区于一体的水系联合调度系统。提出了天津市洪水资源存储总体实施思路,对于缓解当地水资源危机、改善水生态环境有积极意义。     

黄河口悬浮物浓度Landsat8 OLI多波段反演研究

黄河口海域悬浮物浓度,是研究黄河输沙和近岸水体生态环境的重要水质参数.之前的浓度反演模型主要采用一元二次函数或幂函数等单参数形式,利用2011年夏冬两季同步观测的遥感反射率和悬浮物浓度,本文给出了一种针对Landsat8 OLI传感器的两参数线性模型.该模型需两个输入参数,每个参数都是两个波段的光谱比值.结果表明:OLI传感器的近红外(波段5)光谱、以及它与蓝绿波段(波段1,2或3)的光谱比值,是黄河口海域悬浮物浓度反演的敏感波段,可用于建立单参数经验模型;除了敏感波段外,本研究的模型还用到红绿波段的光谱比值(波段4与波段3的比值),因而能够更好地表征光谱随悬浮物浓度的变化关系;其决定系数,均方根误差和平均相对误差分别为0.98,43.53mg·L~(-1)和20.97%,优于单参数经验模型,而且受误差影响小,因而更适合黄河口海域悬浮物浓度反演.     

大渡河上游种植制度变化及其影响因素——基于2006与2011年的跟踪研究

论文以青藏高原东部大渡河上游农牧交错区为例,采用农户问卷调查方法,在2006和2011年进行的农户和地块调查基础上,分析了研究区种植制度"双改单"现象,并运用多元线性回归模型探究影响种植制度"双改单"变化的因素。研究表明:1在2006—2011年间,研究区玉米的播种面积保持稳定,小麦的播种面积大幅度下降,土豆的播种面积快速上升,经济作物的播种面积缓慢增加;复种指数明显降低,两熟制作物种植面积下降,一熟制作物种植面积增加,"双改单"现象明显。2非农收入变化、畜牧业收入变化、地块均面积和区位变量是影响种植制度"双改单"的主要原因。研究种植制度变化并揭示其影响因素,有利于为政府制定有的放矢的粮食生产激励政策提供依据。     

英国:全球变暖比恐怖主义更危险

据英国《卫报》报道,英国政府日前发表报告说,洪水威胁正在达到"不可接受的水平",由于气候变迁,400万英国人正面临住宅被洪水淹没的威胁。英国政府科技办公室的报告对全球性气候变暖在今后50年对英国人的影响给出了到目前为止最悲观的描述,认为很多城镇面临海平面上涨、河流发洪水的威胁。因此,报告建议应该制定长期决策,防止未来出现灾难。科技办公室负责人大卫爵士今年年初警告说,全球气候变暖是比恐怖主义更大的威胁。报告指出,在城市里应该建立新的“绿色通道”,以协助排洪,有些情况下,政府要买下一些城市地产,建立容纳洪水的空地。报告…     

基于无人机可见光影像的绿色植被提取

在分析健康绿色植被光谱特性及无人机可见光影像典型地物各波段像元值差异的基础上,提出一种综合利用红、绿、蓝3个可见光波段信息的新型绿色植被指数——差异增强植被指数（DEVI）.利用该指数及其他8种常见可见光植被指数结合不同阈值方法提取研究区域绿色植被信息,并采用地表真实感兴趣区和基于SVM的监督分类方法进行精度量化评价.结果表明：由DEVI计算的植被指数灰度影像直方图具有良好双峰形态,可利用双峰直方图阈值法快速确定阈值,且阈值一般位于0.9~1之间;同时,DEVI提取精度明显优于其余8种植被指数,且采用双峰直方图阈值法时,总体精度为98.98%,Kappa系数为0.9791,相对误差为1/83.为验证DEVI是否具有良好的可适用性及可靠性,选取3种典型植被覆盖区域进行可行性验证,结果表明：利用DEVI可高精度提取建筑密集区域和植被零散分布区域的绿色植被信息,总体精度分别为98.42%和98.56%,Kappa系数分别为0.9610和0.9635,相对误差分别为1/125和1/91;而植被集中分布区域提取精度略低于上述2种典型区域,总体精度为97.40%,Kappa系数为0.9371,相对误差为1/53.因此,提出的差异增强植被指数——DEVI可以有效、高精度、低成本提取不同植被覆盖典型区域无人机可见光影像中的绿色植被信息,为陆地生态系统中的绿色植被监测研究提供一种可行性方法.     

庄河临时海洋倾倒区海洋生态环境评价研究

为了解庄河临时海洋倾倒区的海洋生态环境现状以及疏浚物倾倒对该海域海洋生态环境的影响情况,本文结合2011~2013年间的监测资料,通过单因子标准指数法以及水质综合污染指数法对倾倒区海水水质进行了评价;采用单因子标准指数法和地质累积指数法,结合2012年和2013年的监测资料对沉积物进行了分析;通过香农-韦佛指数方程,综合2012年和2013年的监测资料,对监测海域的浮游植物、浮游动物和大型底栖生物进行了评价。同时选取倾倒活动影响范围外一点与倾倒区监测同步进行。采用不同方法得到的评价方法均表明,监测海域海水水质基本符合《海水水质标准》中的二类标准;沉积物符合《沉积物质量标准》中的一类标准;海洋生物未受到倾倒物的明显污染。这说明,目前庄河倾倒区海洋生态环境质量良好,疏浚物倾倒未对监控海域生态环境造成明显影响。     

胶东半岛湖泊面积对气候变化的响应

湖泊是陆地水圈的重要组成部分,不仅参与自然界水循环,而且具有提供水源、调节洪水、维持生态环境健康等功能,研究湖泊面积的动态变化特征,探讨湖泊面积动态对气候变化的响应对水资源的合理利用及生态环境保护具有重要的现实意义。以胶东半岛为研究区,基于1985—2017年的Landsat遥感影像数据为数据源,提取了胶东半岛近33年的湖泊面积和数量信息,揭示了胶东半岛湖泊水体面积变化特征及其对气候变化的响应关系。结果显示：1985—2017年,胶东半岛湖泊面积和湖泊数量均呈波动减少趋势,分别减少100.02 km²和79个。[0.01, 0.1) km²等级的湖泊面积表现为波动增加趋势,其他等级的湖泊面积均表现为波动减少趋势,≥10 km²等级的湖泊面积下降最明显。胶东半岛湖泊面积与降水呈正相关,显著水平均在0.05以上;湖泊面积与气温呈负相关,未达显著水平。胶东半岛影响湖泊面积突变的降水量阈值为626.9 mm左右。低于626.9 mm,湖泊面积随降水量减少而急剧下降;高于626.9 mm,湖泊面积随降水量增加而稳定增长。“引黄济青”工程对大型湖泊面积变化具有重要影响,且极大地缓解了烟威地区的旱情,对胶东半岛自然生态环境和社会经济的可持续发展发挥了重要作用。     

基于葵花影像中国地区夜间云识别方法研究

目的实现适用于中国地区的夜间云识别。方法根据红外波段云与非云的亮温差异,采用亮温阈值法研究适用于中国地区的夜间云识别算法。中国地形高程差异明显,其地表辐射能量也存在较大差异,影响云检测结果精度,因而提出基于三个高程阶梯的云识别方法。由于云检测结果验证缺少可见光波段,使用MODIS云数据产品和雷达数据CALIPSO分别做定性和定量验证。结果云检测区域与MODIS的MYD06云产品基本一致,CALIPSO雷达数据四个月的平均验证结果为:非云区域的提取精度约77.86%,云区域的提取精度为79.67%,将有云区域错提为非云的误差率为2.76%,而将非云区域误提取为有云区域的错误率为12.31%。结论利用日本静止气象卫星Himawari-8影像数据,根据阈值法提出的基于三个高程阶梯的云检测算法,较好地实现了适用于中国地区的夜间云识别。