基于GIS与QuickBird影像的小流域土壤侵蚀定量评价

基于GIS技术和QuickBird遥感影像,采用修正的通用土壤流失方程RUSLE作为评价模型,计算了清水沟小流域土壤侵蚀量,并结合土壤侵蚀强度分级标准,生成流域土壤侵蚀强度等级图;利用GIS的叠置分析功能,定量分析了土壤侵蚀与坡度和土地利用之间的关系,并针对不同水保措施预测了水土保持治理效果.结果表明清水沟小流域土壤侵蚀模数为75.02 t·hm-2·a-1,属强度侵蚀区,年水土流失量2.6×104 t;流域64.5%的泥沙来自于占流域面积仅28%的极强度和剧烈侵蚀区域;经分析,流域土壤侵蚀模数与坡度呈显著正相关,不同土地利用类型的土壤侵蚀模数大小排序依次为难利用地＞建设用地＞坡耕地＞园地＞草地＞林地;退耕还林是降低土壤侵蚀强度与减少水土流失量的主要途径.     

模拟降雨下土壤前期含水量对土壤可蚀性的影响

土壤前期含水量是导致土壤可蚀性动态变化一个重要因素.利用人工模拟降雨试验,以我国亚热带地区的14种典型土壤为研究对象,在各试验小区上分别设定3种不同的土壤前期含水量水平,研究土壤前期含水量对不同土壤可蚀性的影响.结果表明,14种土壤类型在3种不同土壤前期含水量水平下土壤可蚀性K值都存在动态变化,但不同土壤类型其可蚀性K值随土壤前期含水量变化的变动幅度不同,同一土壤可蚀性K值在土壤前期含水量变化范围内最高和最低值之间最高相差达到16倍;不同土壤类型可蚀性K值随土壤前期含水量变化的变动趋势也不同,其中绝大多数土壤可蚀性K值随前期土壤含水量的升高而增大,根据土壤可蚀性K值的变动趋势可以分为三类,首先,9种土壤的可蚀性K值随前期土壤含水量的升高而增大;其次,4种土壤可蚀性K值随前期土壤含水量升高先升高后降低,变化趋势大致呈倒"U"型;第三,仅有1种土壤的可蚀性K值随土壤前期含水量的升高而减小.     

尖山河小流域土壤可蚀性K值空间变异研究

小流域尺度的土壤可蚀性 K 值空间分异特征及其与土地利用、植被类型、土壤理化性质等相关关系的研究,可以为小流域土壤侵蚀定量研究及综合治理决策提供科学依据。以云南省抚仙湖库区尖山河小流域为研究区,在大密度土壤采样和土壤理化性质测试分析的基础上,采用EPIC模型K值计算方法、地统计学方法和Kriging空间插值方法,计算分析了尖山河小流域土壤可蚀性K值的空间变异特征及土地利用/植被覆盖对K值的影响作用。结果表明,（1）研究区K值变化范围为0.1628-0.3836,均值为0.2824,中值为0.2885,均值与中值相近似,表明K值分布较均匀;变异系数为17.98%, K值存在中等程度的空间变异性。（2）不同土壤质地类型的K值存在一定差异,研究区主要土壤质地类型K值从大到小依次为粉壤〉壤土〉粘壤〉砂壤。（3）研究区以中可侵蚀性（0.25-0.30）、中高可侵蚀性（0.30-0.35）和中低可侵蚀性（0.20-0.25）土壤为主,面积分别为1797.88 hm2、1185.51 hm2和542.32 hm2,分别占小流域总面积的50.76%、33.47%和15.31%,而高可侵蚀性（〉0.35）土壤和较低可侵蚀性（0.15-0.20）土壤分布面积较少,无低可侵蚀性（〈0.15）土壤;在空间分布上,北部高山区土壤具有中低可侵蚀性,中、南部的低海拔区土壤具有中高可侵蚀性,中、南部其余区域土壤具有中可侵蚀性,这种空间分布与海拔存在较强的相关关系。（4）土地利用/植被覆盖对K值具有明显的影响作用,研究区主要土地利用/植被覆盖类型 K 值从小到大依次为林地〈灌草地〈荒草地〈旱平地〈园地〈旱坡地〈水田,需频繁松土、除草、耕作和扰动的土地利用/植被覆盖类型（园地、旱坡地、旱平地和水田）其K值较大,而无需耕作、扰动小的土地利用/植被覆盖类型（林地、荒草地和灌草地）其K值较小,这表?     

黄土区陡坡侵蚀过程试验研究

通过室内放水冲刷试验,结果表明,陡坡单宽径流能耗与单宽径流产沙率之间存在以下线性关系:Dr=18.672(ΔE - 0.751),说明土壤的可蚀性参数为18.672 g/J,发生坡面细沟侵蚀的临界径流能耗为0.751 J/(ms)。坡面单宽径流能耗随流量增大而增加,随坡度变化呈抛物线趋势,临界坡度出现在21和24之间。坡面上各段面单宽径流能耗均随流量的增大而增加,随着坡度逐渐增加,坡面上部段面能耗渐增,中部段面渐减,下部较稳定。坡面各段面侵蚀产沙也有类似特征。此研究对于深入了解黄土高原陡坡土壤侵蚀过程和机理具有重要意义。     

粤西典型崩岗侵蚀剖面可蚀性因子初步分析

广东崩岗侵蚀区土壤可蚀性研究是认识崩岗侵蚀机制的重要环节,而不同粒级土壤颗粒组成、有机质含量与可蚀性因子K又是评价土壤可蚀性的重要参数.针对粤西典型红壤侵蚀区的两种不同侵蚀强度的花岗岩风化壳侵蚀土壤剖面,从垂向上研究了两种剖面中土壤颗粒组成特性、有机质空间变化,并利用USLE模型中的土壤可蚀性K因子修正方程计算了两种不同侵蚀程度剖面的可蚀性K因子,分析了三个指标与土壤侵蚀的关系,发现典型花岗岩区土壤侵蚀剖面的土壤颗粒组成、有机质和可蚀性K因子呈现较好的规律性,表现为:自剖面上部至下部,土壤颗粒组成逐渐变粗,土壤有机质质量分数递减,可蚀性K因子逐渐升高,三个指标在红土层与砂土层过渡区(剖面2～3 m深度范围)分界明显,界面上下含量相差悬殊;相同层位对比研究发现,强侵蚀剖面相对于弱侵蚀剖面,土壤的黏粒与土壤有机质质量分数更低,可蚀性K因子值更大;两剖面中三个指标的相关性研究表明,土壤黏粒、粉粒、有机质质量分数与土壤可蚀性K因子具有显著相关性.综合分析认为,在广东崩岗侵蚀区,不同粒级土壤颗粒组成、有机质含量及可蚀性K因子的空间变化均可有效地反映来源于花岗岩风化壳的土壤之可蚀性.     

植被-侵蚀动力学模型参数的确定及在黄土高原的应用

植被-侵蚀动力学是研究流域植被与侵蚀在人类活动影响下演变规律的一门新的边缘学科。由植被-侵蚀动力学模型可绘制植被-侵蚀状态图,以预测停止人为干扰后植被及侵蚀变化趋势,评价水土保持措施成效,提出小流域优化治理方略。植被-侵蚀动力学模型4个参数a、c、b、f是流域重要特征参数,其值的确定是进行植被-侵蚀动力学模拟及绘制植被-侵蚀状态图的前提和基础。它们依赖于流域气候、土壤和地形地貌。本文以黄土高原典型小流域为例,采用试算法确定了它们的取值,通过相关分析发现参数a与P、T,参数c、b、f与D50、S之间存在明显的相关关系,并得到了相关关系式。将其用于吕二沟小流域植被-侵蚀动力学模拟,结果与实际情况符合较好。绘制了各参数的取值分布图。最后以燕儿沟小流域为例,将以上相关关系式用于植被-侵蚀状态图的绘制,及小流域自然状况、植被-侵蚀状态及水土保持效果的评价。     

贵州省煤矿区植被指数变化及其影响因子分析

基于遥感和空间分析技术,利用MODIS数据对2000—2014年贵州省煤炭资源开采对植被的影响进行监测分析。采用最大值合成、平均值和一元线性回归分析等方法研究贵州省煤矿区植被变化特征,并运用地理探测器分析高程、坡度、坡向、土壤、多年平均降水量、多年平均气温和煤炭年产量对矿区植被变化的影响。结果表明,贵州省煤矿区NDVI值均大于0.77,整体生长状况较好,但低于全省平均水平,其中大型煤矿植被指数均值明显低于中、小型煤矿;在全省NDVI值处于上升趋势的情况下,大多数矿区(79.22%)植被也处于改善趋势,依然有部分矿区(13.42%)植被呈现退化趋势;全省总体而言,煤炭产量对矿区植被变化的解释力在7个因子中处于第3位,在遵义、毕节和六盘水市,其解释力分别排第4、5和5位,对植被变化解释力最大的是自然环境因子中的降水、土壤和坡度。     

基于RS-GIS的湖北丹江库区土壤水力侵蚀定量分析

湖北丹江库区是南水北调中线工程的主要淹没区和水源区,土壤水力侵蚀是影响水质安全和工程实施的重要因素。以1998年和2003年的TM遥感影像为主要信息源,建立了以植被覆盖度、坡度和土地利用为指标的水力侵蚀遥感分析方法,将水力侵蚀强度分为六级,并结合GIS的空间分析功能对1998年和2003年库区水力侵蚀强度变化及空间分布进行了划分。结果表明五年间库区微度侵蚀、中度侵蚀和强度侵蚀面积呈增加趋势,而轻度侵蚀和极强度侵蚀面积呈减少趋势;并将库区水力侵蚀空间分布划分为北部中低山丘陵中强度侵蚀区和中部河谷城区轻度流失区。分析结果对库区土壤侵蚀的治理和生态环境的改善具有指导意义。     

黄土高原植被破坏与重建过程中土壤侵蚀强度变化

运用137Cs示踪方法,通过采集不同利用方式的坡面土壤,研究了黄土高原典型丘陵区流域植被破坏与重建过程中土壤侵蚀强度的变化情况.研究结果表明:植被破坏耕垦后使137Cs遭受了大量流失,坡耕地耕垦时间越长,土壤侵蚀愈严重;植被恢复重建有效地减轻了侵蚀强度;通过比较刺槐林、果园及封禁自然恢复的撂荒地三种植被建造方式的土壤侵蚀模数,发现以封禁自然恢复的撂荒地土壤保持效果最好,其次是刺槐林,最差的是果园,其原因与果园的管理方式有关.立地条件不同的同种植被建造方式.土壤侵蚀强度差异较大,表现为峁坡阳坡此槐林地侵蚀模数远远大于谷坡阴坡刺槐林地.根据退耕时间不同的坡地土壤侵蚀强度的变化及流域土地利用类型的变化等方面对燕沟流域土壤侵蚀变化趋势作了进一步预测.     

武夷山国家自然保护区NDVI对坡度的响应

武夷山国家自然保护区是全球同纬度带保存最为完整、面积最大的典型中亚热带原生性森林生态系统,地势起伏剧烈,研究此区域归一化植被指数(NDVI)对坡度的响应可为保护区生态建设提供科学参考。文章基于Landsat ETM+/OLI遥感数据、DEM数据和气象资料,提取2004—2018年武夷山国家自然保护区NDVI和坡度,分析研究了2004—2018年保护区6种坡度类型下植被覆盖的变化特征,以及不同坡度下植被的改善和退化情况,指出影响不同坡度NDVI的主要气象因子。结果表明:(1)2004年以来武夷山国家自然保护区植被呈改善趋势,生态环境保护工作取得良好成效,但保护区仍存有耕地、居民点和生产经营活动,中部和北部低坡度地区植被呈变差趋势;(2)在所有坡度范围内,保护区植被变化类型均以轻微改善为主(面积比超过50%),在0°—25°范围内利于植被退化,而在35°范围内利于植被改善;(3)NDVI变化趋势与坡度呈二次函数关系,以17°为界,当坡度小于17°时,植被改善随着坡度的增加而缓慢减弱;当坡度大于17°时,植被改善随着坡度的增加而增强;(4)在保护区内,影响植被生长的主要气象因子为降水。研究结果可为保护区制定生态保护规划、实施针对性地保护和应对气候变化影响提供决策依据。     

Typical urban gully nitrogen migration in Changchun City, China

In this study, Yitong River, which is located in Changchun, a representative city in northeastern China, was selected as the research area. Using position monitoring and field measurements, we quantitatively investigated the migration path and flux of nitrogen in a gully region in Changchun City undergoing rapid urbanization. The results showed that at the Yitong River subwatershed, the total nitrogen input flux was 188 kg/hm², the degree of which can be ranked in descending order as fertilizer input > biological immobilization > feed > atmospheric deposition. The total nitrogen output flux was 102.5 kg/hm², ranked in descending degree as products > waste output > denitrification > surface runoff. The net nitrogen storage was 85.5 kg/hm². The migration path and flux of nitrogen were markedly impacted by human activities, showing an imbalance between input and output, as well as a tendency toward nitrogen accumulation and pollution. The nitrogen budget for the Yitong River subwatershed suggested that more than 50 % of the net anthropogenic nitrogen input was lost to the environment, and about 14.5 % was discharged in rivers, indicating that agricultural and human activities in the basin substantially impact the river water quality and thus alter the nitrogen environmental geochemistry. Reducing the application and improving the efficiency of nitrogenous fertilizer use as well as reclaiming human life waste are efficient approaches to decreasing the nitrogen input flux and environmental accumulation and to promoting the balance between nitrogen input and output. These practices are also effective approaches to reducing non-point source pollution.     

Induction of metamorphosis of two species of sea urchin from Sea of Japan

The induction of metamorphosis in mature larvae by selected chemical compounds and natural substrata was investigated in two species of sea urchins from the Sea of Japan, Strongylocentrotus intermedius and Scaphechinus mirabilis. Glutamine in crystalline form was added directly to water containing mature larvae, and this compound, at a final concentration of 10 g ml^-1, was an inducer of metamorphosis in S. intermedius (100% activity) and S. mirabilis (50% activity). Gutamine, or its natural mimetic molecules, may be an active component of the exogenous cue that induces metamorphosis of S. intermedius larvae. This exogenous cue was produced by the epiphytic calcareous algae, Melobesia spp. that colonized the older sea grass Zostera marina. Glutamic acid was also used as an inducer of metamorphosis for S. intermedius and S. mirabilis larvae (50 to 60% activity), but it was toxic to the larvae.     

1株微小杆菌对4种蓝藻的生长影响

利用过滤的天然珍珠养殖水参照BG11配制加富培养液,将1株能促进鱼害微囊藻生长的微小杆菌属菌株(Exiguobacterium sp.013,简写为E.sp.013)进行纯化扩大培养后与铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、水华微囊藻(Microcystis flosaquae)、平裂藻(Merismopedia sp.)和惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii)按一定菌、藻密度比例同时接种后进行为期24 d的培养试验,利用特定生长率和细胞密度等指标观察并检验E.sp.013菌株对4种蓝藻生长的影响,同时检测培养液中优势菌群的数量变化趋势.结果表明:E.sp.013菌对铜绿微囊藻、水华微囊藻和惠氏微囊藻具有显著促生长和延长稳定生长期作用,对平裂藻不具有显著促生长作用,但对延长其稳定生长期具有显著效果;试验培养过程中E.sp.013菌落数量占所有菌落总数的比例始终高于46％,处于绝对优势地位,表明E.sp.013菌具有调控其他菌群的能力.     

《生态毒理学报》主编简介

<正>王子健,男,1953年10月出生,博士,研究员,博士生导师．1976年中国科技大学毕业后到中科院生态环境研究中心工作．1983-1985年在瑞士留学,从事水质污染化学规律研究;1987年在日本从事生物样品生理活性物质分析方法研究． 1992-2000年担任中科院生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室副主任、主任,兼环境模拟与污染控制国家重点联合实验室学术委员会委员,国家863计划污染控制技术主题专家组副组长,国家自然科学基金委员会地球科学部第二届咨询专家委员会委员,国际环境地球化学与健康学会亚太分会理事,全球环境基金专家库成员等．同时担任环境科学学报(副主编)、过程工程学报、环境化学、湿地研究、地球与环境、美国Environmental Science and Health(A)等杂志的编委．王子健领导的研究小组主要研究天然水体和水处理过程中的水质转化、相关毒性和毒理变化以及健康和生态风险．内容包括发展新的环境监测技术,离体和活体生物毒性测试方法,污染物水体多介质过程,水质安全性评价以及水污染的健康和生态风险的指标和方法．在开发新型生物模拟采样技术和生物毒性测试方法体系、生活饮用水和再生水的安全性评价、持久性有毒污染物污染及其生态与健康影响等方面取得了丰硕的成果,相当一部分成果得到推广应用．     

南京城市西部遗产廊道规划

南京城市西部历史时期是城市的重要边界,现在逐渐演变成老城与新区之间的核心地带,成为公共活动的重要地区,保护其自然、文化遗产和生态环境具有非常重要的意义。在对其现状调查分析的基础上,梳理遗产点的历史概况、现状及其分布情况,提出规划遗产廊道的意义,探讨规划的具体思路,为南京遗产保护提供了新的视角。     

Evaluation of adsorption potential of adsorbents: a case of uptake of cationic dyes

Adsorption potential of a commercial activated carbon (FS300) has been evaluated for the uptake of cationic dyes namely methylene blue (MB) and rhodamine B (RB). Though, there are numerous studies in literature which report the sorption of MB (more than 40 studies) and RB (more than 10), however none of these use a common parameter to report the capacity of the sorbent. A protocol, based on the equilibrium dye concentration has been proposed to measure the sorption potential of a sorbent. The Langmuir model can very well describe the experimental equilibrium data for both dyes (coefficient of correlation > 0.999). MB (Qm = 312.5 mg g(-1)) is more adsorbable than the RB (Qm = 144.9 mg g(-1)). Molecular weight and chemical structure of dye molecules seem to affect the dye uptake. The effect of pH on dye uptake has also been evaluated by varyingpH from 3 to 11. Uptake of MB increases with pH, wherein RB removal decreases with pH. Dyes could not be desorbed either by distilled water (0.06 and 0.11% for MB and RB respectively), or by 0.1 NHCl (0.136 and 3.0% for MB and RB respectively) indicating, chemical adsorption type of adsorbent-adsorbate interactions.     

利用回归分析确定降水入渗补给量

目前常用降水量乘以降水入渗补给系数的方法计算降水入渗补给量,此法不能表现降水特征、蒸发等因素对降水入渗补给的影响．为解决不同时间尺度、不同降水特征和蒸发情况下的降水入渗补给量,在分析郑州地下水均衡试验场地中渗透仪实测入渗量、降水和蒸发资料的基础上,利用均匀设计法选取最优的与降水入渗补给量关系密切的前期降水量和蒸发量的期次,然后利用回归分析建立各岩性和埋深的年、月和日尺度上的降水入渗函数,可以比较准确的计算降水入渗补给量．表3,参9．     

洞庭湖生态环境承载力分析

洞庭湖湖内冬枯水季节，有芦苇面积530km^2，草地面积800余km^2，泥滩地面积367km^2，天然水域面积约993km^2。湖洲之间隔水相望，河沟水系纵横交错，具“水浸皆湖，水落为洲”的地貌特征，呈现出支离破碎的形态面貌和典型的自然湿地景观。文章在大量调查的基础上，从自然和人文两个方面对洞庭湖的生态环境承载力或环境压力进行分析。     

接种污泥源对厌氧氨氧化启动效能的影响

厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,ANAMMOX)菌生长缓慢是影响其实际应用的主要问题之一,选取合适的接种污泥十分重要.本研究采用好氧污泥、厌氧颗粒污泥和厌氧消化污泥3种接种污泥,分别经过61、70和85 d的运行均实现了厌氧氨氧化过程,氨氮去除率分别为82%、92%和91%,总氮去除率达76%、82%和80%.分别接种3种污泥源的厌氧序批式反应器(ASBR)R1、R2、1t3出水pH值最终稳定在8.4、8.5、8.5.好氧污泥呈絮状,但沉降性比接种前好,厌氧颗粒污泥解体后最终形成粒径集中在0.5～1.0 mm的污泥,厌氧消化污泥则呈沙化状态,有细小颗粒出现.根据厌氧氨氧化细胞产率系数及NH4+-N、NO2--N去除量和NO3--N生成量之间的计量学关系,估算出厌氧氨氧化菌产率系数(以1 mol NH4+产生的CH2O0.5N0.15量计)分别为0.080、0.105和0.114 mol·mol-1,说明反应器内厌氧氨氧化菌有不同程度的衰减.总体而言,厌氧颗粒污泥是富集厌氧氨氧化菌的最适污泥源.     

Effects of contrasting modes of larval development on the genetic structures of populations of three species of prosobranch gastropods

 In south-eastern Australia, the prosobranch gastropods Morula marginalba (Blainville), Cominella lineolata (Lamarck) and Bedeva hanleyi (Angas) have similar fine-scale distributions, but appear to possess very different dispersal capabilities due to contrasting modes of larval development. M.marginalba produce planktonic larvae, whereas C. lineolata and B. hanleyi undergo direct development in benthic egg capsules and emerge as crawling juveniles. To test for possible effects of contrasting life histories on levels of genetic variation within and among populations, a survey was conducted of allozyme variation at six polymorphic loci in 8 to 9 local populations of each species. Collections of snails were made between June 1992 and November 1993. Sampling ranges spanned between 162 and 180 km of coast. Regardless of larval type, proportions of single-locus genotypes in each collection were consistent with the recruitment of offspring which had been generated through random mating. However, genotypic diversity was lower in those species that undergo direct development. Loci surveyed in C. lineolata and B. hanleyi were polymorphic (i.e. frequency of most common allele <95%) in fewer populations than those examined for M.␣marginalba (P <0.001) and, where polymorphisms occurred, also possessed significantly fewer alleles (P <0.001). Consequently, average levels of expected heterozygosity were greater in populations of M. marginalba than in those of either of the other species (P <0.001). Genetic variation among populations, expressed as the standardised variance in allele frequencies (F _ST ), was inversely related to expected larval dispersal capability. The nine collections of M. marginalba showed little overall differentiation (F _ST  = 0.017; P <0.001), reflecting the ability of planktonic larvae to interconnect local populations, and so limit divergence due to drift and natural selection. In contrast, there were high levels of allelic heterogeneity among the nine collections of C. lineolata (F _ST  = 0.523; P <0.001) and eight collections of B. hanleyi (F _ST  = 0.140; P <0.001). These data imply that for species which undergo direct development, local populations are effectively closed and evolve largely independent of one another. Received: 3 May 1996 / Accepted: 12 July 1996