基于卫星遥感的合肥城市绿色空间对热环境的影响评估

城市绿地及其格局在减轻城市热岛效应方面有重要作用。作者基于卫星遥感开展城市绿色空间改善城市热环境的定量研究,以合肥市3个典型城市功能区(Urban Functional Zone,UFZ)为研究对象,基于Landsat 8 TIRS遥感影像、资源三号高分辨率影像,综合运用RS、GIS等空间分析技术,结合地理统计分析,表征了城市用地特征及其热环境效应,定量分析了小尺度下绿色空间降温特征,探讨了基于绿色空间构建调控城市热环境效应的策略手段,为规避不合理的土地利用与开发模式对城市热岛的影响,合理规划城市绿色空间单元,实现城市的可持续发展提供科学的理论基础和重要技术参考。研究结果表明,(1)在城市功能区尺度上,水体和植被呈现出相对较低的表观辐射通量密度(Apparent Radiant Flux Density,ARFD),分别为25.92 W?m~(-2)和27.95 W?m~(-2),而移动板房、在建用地、道路、低层建筑、高层建筑和人工复合材质的ARFD相对较高,分别为35.32、33.29、31.73、31.91、31.16和31.02 W?m-2。(2)在单元地块水平上,采用单位面积净表观辐射通量进行分析以消除不同大小地块的"尺度效应"。公园和以植被为主的地块对单位面积净表观辐射通量的贡献相对较小,为4.87 k W?hm~(-2)。(3)在景观格局水平上,地块内绿色空间的景观面积比例、最大斑块指数和景观聚集度指数与单位面积净表观辐射通量呈负相关关系,综合分析表明,地块内绿色空间面积越大,分布越集中,对城市热环境的控制作用越强。     

基于mini-1D-CNN模型的TE过程故障诊断

为提升石化企业过程监测与故障诊断系统性能,满足化工过程故障诊断实时性、时效性的要求,提出一种基于过程历史数据驱动的最小一维卷积神经网络(mini-1D-CNN)的故障诊断模型。首先,通过一维卷积核学习和识别不同故障类型的数据特征,自动提取优势特征并进行故障分类;其次,通过逐步向后回归选择重要特征参数,优化模型结构。利用可实时获取的31个过程变量与操作参数,输入一维卷积神经网络(1D-CNN),监测与诊断田纳西-伊斯曼(TE)过程的主要故障。结果表明：相对于其他故障诊断模型,mini-1D-CNN模型在测试集上故障诊断率(FDR)较高,可达到96.50%;同时,mini-1D-CNN模型关注于TE过程故障诊断的重要特征参数,在降低参数量及降低训练和测试时间上具有显著优势。     

普兰店湾水体交换数值模拟研究

采用不规则三角网格和有限体积方法,建立普兰店湾附近海域的潮流数值模型,在验证良好的潮流数学模型的基础上,以溶解态的保守物质作为示踪剂,对普兰店湾水交换状况进行了数值模拟,将普兰店湾划分成6个区域,针对各区域进行了水交换能力研究。结果表明:普兰店湾内不同区域的地形和地理位置变化较大,水体交换能力平面分布不均匀。在普兰店湾的6个子区域中与湾外的水交换速度最快的为A区（湾口处）,连续潮作用10 d后,水体交换率达到45%。水交换速度最慢的为F区,100 d后水体交换速率为14%。普兰店湾内水交换控制机制的区域性差异使得湾内不同区域水交换率相差较大。     

微塑料和镉复合污染对狼尾草根际土壤微生物群落结构和功能的影响

微塑料和重金属复合污染对植物生长和根际微生物群落和功能的影响目前尚未清晰.以狼尾草为实验材料进行盆栽模拟试验,研究重金属镉（Cd）与不同种类MPs （PE、PS）、粒径（13 μm和550 μm）、质量分数（0.1%和1%）的微塑料复合污染对狼尾草生长、重金属积累和根际微生物群落功能的影响.结果表明,MPs和Cd复合污染条件下整体呈现对植物生长胁迫增加、Cd含量和积累量降低的趋势.MPs和Cd复合污染能改变细菌群落组成,降低细菌多样性,其中550 μm 0.1% PE+Cd处理组ACE指数和Chao1指数降低最显著.与单一Cd污染相比,不同MPs种类、质量分数和粒径的MPs添加能改变新陈代谢、氨基酸的转运和代谢、能量生成和转换等功能组的基因丰度,显著影响狼尾草根际土壤细菌的功能.研究采用宏基因组学的方法分析了MPs和Cd复合污染对狼尾草根际细菌群落和功能的影响,可为MPs重金属复合污染的生态毒理效应及其生物修复提供基础数据和科学依据.     

基于非现场监管的海洋倾废监督管理系统

随着我国海洋经济的快速发展,非法向海洋倾倒废弃物的行为日益频繁且愈发严重。海洋倾废活动监管作为“十四五”时期的海洋重点专项项目之一,亟需推进“互联网+”非现场监管的新模式。为了做好海洋倾废非现场监管工作,全国海洋倾废监督管理系统（以下简称系统）的设计与实现便极具必要性。系统采用多层架构体系,具有较强的延展性。功能模块包括许可证审批、监督管理、需求侧管理、船舶作业信息管理、统计分析、基础信息等。系统主要从海洋倾废主体和海洋倾倒区域两方面着手,一方面以信息化手段对疏浚物、渔业加工废料等废弃物的倾倒许可证进行审批把控;另一方面基于船舶轨迹对海洋倾废船舶进行自动判别,有效掌握海洋倾废情况,及时追踪违规作业行为,实现非现场监管的目标。     

运用BDD电极优化废水中氨氮的直接电化学检测方法

针对高氨氮条件下离子选择电极稳定性差的问题,筛选了3种市售硼掺杂金刚石(BDD)电极,以探究直接电化学检测氨氮的可行性.采用极化曲线法测试了3种BDD电极的析氧、析氢和析氯电位,以获得最佳电势窗口.采用循环伏安法研究了氨氮在3种BDD电极上的氧化还原行为,在1.6 V处发现了明显的氨氮氧化峰,可为氨氮直接检测提供定性依据.通过控制变量法优化了方波伏安法(SWV)和差分脉冲伏安法两种扫描方式的测试参数.结果表明,SWV响应电流更高.最佳测试参数为:方波频率10 Hz,阶跃电位2 mV,脉冲幅度50mV.在最佳条件下,当氨氮浓度为1～18mmol·L-1时,发现两段线性范围,最低检测限为0.283 mmol·L-1.本研究所建立的测试方法响应时间短、线性范围宽、稳定性强,并成功应用于垃圾渗滤液中氨氮的测定.     

高密度聚乙烯微塑料胁迫对棉花生长、枯萎病发生和根际细菌群落的影响

塑料地膜,尤其是聚乙烯地膜,在我国农业生产中广泛使用,而其降解形成的微塑料也逐渐在土壤中累积,带来诸多环境问题.目前,农田土壤中微塑料的环境生物学效应已有诸多报道,但微塑料对作物生长、病害发生和根际土壤细菌群落的影响研究较少.前期研究发现1%高密度聚乙烯微塑料（HDPE,500目）处理土壤会提高棉花枯萎病发病率（33.3%）,并且抑制棉花生长,而土壤灭菌处理后未发现此现象,推测HDPE通过改变土壤微生物群落,影响棉花生长和枯萎病发生.因此,拟通过高通量测序技术,结合网络分析和FAPROTAX功能分析,探究HDPE对棉花根际土壤细菌群落结构、互作网络和功能的影响,解析HDPE的作用机制.NovaSeq测序显示HDPE处理的棉花根际细菌群落由54个门,472个属组成,门与属组成数量均少于无菌水处理土壤.α、β多样性和ANOSIM/Adonis分析表明,HDPE显著降低细菌群落的丰富度,并改变群落结构组成.基于T-test分析差异物种,HDPE显著降低土壤中具有潜在生物防治、污染物降解和抗真菌药物合成功能菌属的相对丰度,如Kribbella、Massilia、Hailiangium和Ramlibacter等.细菌群落的改变导致土壤细菌功能的变化,进一步通过FAPROTAX功能分析可知,HDPE弱化棉花根际土壤细菌部分生物化学功能,如化能异养、发酵和硝酸盐还原等.属水平物种相关性网络分析表明HDPE处理减弱了根际细菌间的相互作用,减少正相关连接数,增加负相关连接数,简化网络结构,改变关键菌群.以上结果表明HDPE可通过改变棉花根际细菌群落、相互作用与功能代谢,影响棉花的生长与枯萎病发生,可为评价聚乙烯微塑料生态风险与污染土壤修复提供指导.     

基于高通量测序和代谢组学解析重金属污染对农田微生物群落组成和功能的影响

重金属污染会影响微生物组成和群落结构,其与微生物的相互关系一直是重金属污染生态学研究的热点.河南省新乡市是中国著名的电池生产城市,因电池生产废水污灌造成严重的土壤重金属污染.目前有关新乡市长期灌溉电池废水造成的重金属污染对微生物群落组成和代谢功能的影响鲜见报道.采集了新乡市某长期生产电池厂旁3个重金属污染位点,重金属含量测定表明Cd和Pb超过相关标准,分别超标34~66倍和1.5~2.32倍.采用高通量测序分析了细菌和真菌群落组成,结果表明细菌由芽孢杆菌属、节杆菌属、鞘氨醇单胞菌属和类诺卡氏菌属等优势属,真菌由油壶菌属、小不整球壳属、Gibellulopsis和被孢霉属等优势属组成,表明经过长期的重金属胁迫,新乡长期重金属污染土壤富含重金属抗性细菌和真菌.环境因子和微生物群落相关性分析表明,总量Cu、DTPA提取态Cu和水溶态Pb显著影响细菌群落组成,总量Cd、Ni、Pb、Zn、DTPA提取态Cu和水溶态Pb显著影响真菌群落组成.目前,关于重金属污染对微生物群落代谢影响的研究较少,采用非靶向代谢组学分析表明,不同位点间代谢产物具有差异.通路富集分析表明,这些差异代谢物涉及代谢过程、环境信息处理和翻译等遗传信息加工等,在微生物缓解重金属导致的胁迫和环境适应中可能起到作用.     

上海市民用建筑能耗的估算与分析

建筑能耗是重要的社会能源消耗主体。采用宏观能源统计方法,利用综合能源平衡表估算上海市1999-2009年住宅能耗和公共建筑运行能耗的变化及其特征。结果表明,上海市民用建筑总能耗由1999年的687.82万tce增加到2009年的1 774.91万tce,平均年增长率为4.68%;住宅建筑能耗呈上升趋势,而单位面积能耗逐年下降,单位面积住宅建筑能耗均值比公共建筑低35.30 kgce/(m2.a);公共建筑单位建筑面积能耗变化呈略增态势,2009年单位建筑能耗比1999年高9.64 kgce/(m2.a)。研究结果可为建筑节能减排政策的制定提供决策参考和数据支持。     

《海洋环境科学》创刊40周年发展回顾及未来展望

<正>自创刊以来，《海洋环境科学》始终以学术质量和出版规范为原则，严格遵守既定的办刊宗旨，坚持为我国的海洋环境科学研究以及海洋环境保护事业服务。历经40年发展，《海洋环境科学》从无到有、从有到优，在海洋学科出版领域取得了一定的成绩和影响力。本文总结《海洋环境科学》40年发展历程中的各项出版要素并对未来发展方向作出展望，以期增进读者了解，并为今后作者的投稿提供参考。