吉林省城市紧凑度与城市效率的时空演变及相关性

紧凑城市理念被认为可以有效提高城市经济发展效率,减少城市在开发建设、资源配置等方面的低效率。为探究我国城市紧凑度和城市效率的时空演变及两者间的相关性,本研究以吉林省地级及以上城市为研究对象,研究时间段选择为2000—2013年。研究主要分为三个部分。第一部分,运用熵值法,对吉林省地级及以上城市的紧凑度时空演变特征进行研究,研究发现,吉林省城市紧凑度平均水平较低,并且空间分布极不均衡,受区位和经济发展水平影响较大,高紧凑度城市基本位于哈大城市走廊一线。第二部分运用DEA数据包络模型,对吉林省城市效率演变特征进行研究,结果显示,吉林省城市效率在经过了长期的反复波动后于2012年步入快速增长阶段,受多种因素影响,各城市全要素生产率增长节奏迥异,但都表现出与技术进步一致的变动性,城市经济发展对新技术、新的生产要素投入的依赖较大,资源利用效率整体较低。第三部分运用R语言对吉林省城市紧凑度与城市效率的相关性进行了研究,两者间存在极弱的相关性,接着借助象限图法得出两者在不同时间段内存在一定程度的同步性,紧凑度提升时大部分城市的城市效率会出现提升,紧凑度的下降不一定有效引起城市效率同步下降。     

周年磷肥旱季集中底施对玉-稻轮作磷肥效应的影响

春玉米-晚稻水旱轮作是近年来南方稻区种植制度变化下出现的新型两熟制模式。明确两季作物间磷肥的合理分配对玉-稻轮作作物产量与磷素利用效率的影响,对玉-稻轮作养分高效与高产协同实现,及丰富对水旱轮作前后季作物养分利用关系的认识具有理论意义。采用春玉米-水稻周年轮作田间试验,根据晚稻季磷肥前移至玉米季做底肥施用的比例及周年施磷量,设置7个磷肥施用处理,分别为两季作物均不施磷(P_0)、两季作物均按常规方法施磷(P_1)、1/3晚稻季磷肥前移(P_2)、2/3晚稻季磷肥前移(P_3)、全部晚稻季磷肥前移(P_4)、全部晚稻季磷肥前移且周年总施磷量减少15%(P_5)、全部晚稻季磷肥前移且周年总施磷量减少30%(P_6),分析了不同施磷处理作物产量、磷素吸收量及磷素利用效率的变化。与P_1相比,P_3与P_4处理显著提高了晚稻花后干物质的分配比例及晚稻产量,且其周年产量分别提高了4.87%和6.74%;P_5处理晚稻产量与P_1处理差异不显著,但P_6显著降低了晚稻产量。晚稻季磷肥前移施用明显促进了玉米及晚稻对磷素的吸收,显著降低了磷素的表观盈余量。与P_1处理相比,P_2、P_3、P_4处理两季作物周年土壤磷素依存率分别减少了11.63%、26.47%与22.08%。从磷肥利用效率看,P_4处理的磷肥周年累积回收效率、农学利用效率、偏生产力及磷肥产量贡献率均显著高于P_1处理,分别提高了102.46%、194.83%、6.73%与176.16%。与P_1处理相比,P_5处理周年磷肥产量贡献率及农学利用效率差异不显著,但分别提高了其磷肥回收效率与偏生产力32.56%和58.05%。玉米季施用的磷肥对晚稻有明显的后效作用,且比晚稻季施用磷肥具有更高的磷肥利用效率。所以在春玉米免耕复种晚稻时,可将晚稻季的磷肥全部前移至玉米季施用,并可减少15%周年施磷量。     

沙地云杉生态型同工酶研究

沙地云杉是内蒙古地区特有树种,只分布于浑善达克沙地东部边缘;由于长期适应干旱生态条件,分化出3种土壤生态型,即紫果型、红果型和绿果型沙地云杉,并在很多生态、生理特征上表现出明显的差异.本文采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,分析了3种生态型沙地云杉的过氧化物同工酶和酯酶同工酶的酶谱特征.结果表明:不管是过氧化物同工酶还是酯酶同工酶,紫果型沙地云杉的酶带条数最多,红果型其次,绿果型酶带条数最少.在酶带强度方面也有类似的结果,紫果型沙地云杉具有较多的强、次强、中带,红果型其次,绿果型最少.这在一定程度上表明,在干旱条件下产生的3种不同生态型沙地云杉,以紫果型对干旱抗性最强,绿果型最弱,红果型居于二者之间,这一结论将为沙地云杉的经营管理及品种选择提供科学依据. 图2参21     

基于DNDC模型评估水位变化对滨海湿地净生态系统CO2交换的影响

水位是影响滨海湿地生态系统蓝碳功能的重要因素。气候变化引起的海平面上升以及极端气候事件的频发,可能加快水位的变化,从而改变生态系统碳交换的过程。然而,滨海湿地碳汇功能响应水位变化的机制尚不清楚。为了评估水位对滨海湿地净生态系统CO₂交换(NEE)特征的影响,以及验证DNDC(denitrification-decomposition)模型对模拟预测滨海湿地生态系统碳交换的适用性,该研究设计了野外水位控制试验(自然水位,地下20 cm水位、地表10 cm水位),并利用DNDC模型模拟和预测水位变化对滨海湿地NEE的影响。结果表明:(1)不同水位处理之间NEE差异显著,地表10 cm水位处理促进CO₂吸收,地下20 cm水位则抑制CO₂吸收;(2)经过校准和验证的DNDC模型可以准确模拟水位变化对黄河三角洲湿地NEE的影响,NEE模拟值的日动态与田间观测结果显著相关(R²>0.6);(3)通过改变气候、土壤和田间管理等输入参数对DNDC模型进行灵敏度检验,生态系统碳交换过程对日均温、降雨和水位改变的响应最为显著,其中,水位对NEE的影响主要作用于土壤呼吸(Rs)。未来气候情境下,不同水位变化下的生态系统碳交换过程随年份增长呈现不同的规律,因此未来的模拟研究应关注DNDC中水文模块和植被演替过程的完善。该研究可为预测水文变化情境下滨海湿地碳汇功能的未来发展以及政策制定提供参考。     

生物炭/铁酸镧磁性复合材料的制备及对亚甲基蓝的吸附性能

为获得吸附性能良好、便于回收利用的新型吸附剂以处理染料废水,采用超声辅助溶胶-凝胶法将铁酸镧(LaFeO_3)经过一步热解负载于生物炭制得生物炭/LaFeO_3磁性复合材料(BC/FL)。其表面形态、结构和组成分析表明:BC/FL的比表面积、总孔容及平均孔径分别为34.67m2/g、0.041cm3/g和7.82nm,磁饱和强度达到40.283A/m,表面含有C=O、C=C=N、C≡C等官能团。批量吸附实验表明,25℃下,当亚甲基蓝(MB)的初始质量浓度为30mg/L时,BC/FL的最佳投加量为1.5g/L,吸附反应在120min达到平衡,去除率可达92.3%,且吸附效果基本不受pH影响。BC/FL对MB的吸附符合准二级动力学模型,Langmuir模型可描述其等温吸附过程。化学吸附占主导地位,主要机理为静电吸附、氢键和π-π共轭作用。吸附反应为单分子层吸附且为自发的吸热过程。     

贵阳地区雨水化学与Sr同位素地球化学

对贵阳地区22个雨水样品的化学组成和Sr同位素的研究表明,贵阳地区大部分雨水样品的pH值小于56(pH=453).雨水中Ca2 是最主要的阳离子,平均值为57μmol·l-1(12—164μmol·l-1),占阳离子组成的64%—87%;Mg2 是次要的阳离子,平均值为13μmol·l-1(5—47μmol·l-1),Ca2 和Mg2 之和占了阳离子组成的78%—96%;K 平均值为11μmol·l-1(2—44μmol·l-1);Na 最少,其平均值为4μmol·l-1(1—8μmol·l-1).SO2-4是最主要的阴离子,平均值为94μmol·l-1(34—279μmol·l-1),占阴离子组成的28%—94%;NO-3是次要的阴离子,平均值为48μmol·l-1(1—252μmol·l-1),SO2-4和NO-3是决定雨水酸度最主要的离子,SO2-4和NO-3之和占阴离子组成的77%—99%;Cl-最少,平均值为20μmol·l-1(1—128μmol·l-1).贵阳地区雨水中Sr的浓度为002—033μmol·l-1,87Sr/86Sr比值较小(0707934—0709080),非海盐来源的87Sr/86Sr比值为0707820—0709078.元素比值及Sr同位素组成辨识出贵阳地区雨水溶质主要来源于人为活动,岩石/土壤化学风化次之,海相输入很小或可以忽略不计.     

贵金属催化剂活性组分分布对催化湿式氧化处理非达霉素提炼废水的影响

采用均匀型和蛋白型Ru/TiO₂催化剂为湿式氧化催化剂,应用于催化湿式氧化非达霉素提炼废水,以出水COD和TOC去除率作为指标来评价2种催化剂的催化活性差异;采用实验室连续评价装置对柱状颗粒催化剂在不同pH、不同废水流量和不同温度下处理非达霉素提炼废水进行了优化评价。结果表明：在265 ℃、pH=4.1、废水流量为10 mL·h⁻¹时,催化剂的催化活性最高,故确定此条件为该废水处理的最优条件;同时对比均匀型和蛋白型2种催化剂,蛋白型催化剂具有更高的催化效率;结合SEM及N₂-物理吸附结果,推断蛋白型催化剂活性组分集中分布在催化剂颗粒的较浅层,有利于降低反应过程中的扩散阻力,提高贵金属活性组分的利用率,进而提高催化剂的催化活性。以上结果对开发高效湿式氧化催化剂,充分利用贵金属活性组分降低催化剂成本具有十分重要的意义。     

临安区不同功能区道路降雨径流重金属污染特征及源解析

于2017—2018年对临安区不同功能区的道路进行道路降雨径流采样,分析降雨量、季节变化和街尘对临安区道路降雨径流重金属污染特征的影响,并运用主成分分析法进行重金属源解析。结果表明,临安区道路降雨径流污染较严重;降雨强度越大,重金属浓度下降更快且末期浓度更低;道路降雨径流中Cu呈现春夏季大于秋冬季,Zn、Cr呈现秋冬季大于春夏季,Pb、Ni呈现冬春季大于夏秋季的季节变化趋势;临安区街尘与道路降雨径流重金属污染存在一定的相关性;主成分分析表明重金属污染源主要为以电线电缆为主的工业活动和汽车损耗。     

剩余污泥发酵液对黏性膨胀污泥特性的影响

为了解决剩余污泥碱性发酵液作为低碳氮比生活污水外加碳源时引发的黏性污泥膨胀问题,采用序批式反应器(SBR),以剩余污泥碱性发酵液为进水碳源,对黏性膨胀污泥的沉降性能及其影响因素之间的相关性进行了系统研究。结果表明：当进水COD值为300~350 mg·L⁻¹时,随着运行时间的推移,污泥容积指数(SVI)逐渐升高,最终达到540 mL·g⁻¹,此时发生污泥黏性膨胀现象;黏性膨胀污泥表面负电荷由0.62 mV累积到29.49 mV,相对疏水性(RH)从44%下降至19%,污泥容积指数(SVI)与Zeta电位、相对疏水性(RH)呈负相关(R²分别为0.837 71和0.678 54),与污泥粒径不相关;胞外聚合物总量从31 mg·g⁻¹提高至39 mg·g⁻¹,但LB-EPS/TB-EPS的比例从0.92增加至2.92;与TB-EPS相比较,LB-EPS与污泥容积指数(SVI)、Zeta电位、相对疏水性(RH)具有显著相关性(R²分别为0.892 88、0.885 29和0.776 68)。以上结果揭示了以发酵液为碳源引发的黏性膨胀污泥特性的变化规律,可为实际工程中以发酵液为碳源的黏性污泥膨胀问题提供借鉴。     

铋膜丝网印刷电极现场快速测定工业废水中Pb2+、Cd2+

采用丝网印刷电极,通过同位镀铋膜阳极溶出伏安法对工业废水中重金属Pb2+和Cd2+进行了快速测定,考察并优化了镀铋膜及测定金属离子的实验条件.实验结果表明,Pb2+和Cd2+在铋膜电极上可得到灵敏的溶出峰,在优化的实验条件下Pb2+和Cd2+在50—500μg.L-1范围内呈现良好的线性关系,相关系数分别为0.9947、0.9969,检测限分别为4.45μg.L-1和2.98μg.L-1.测定了工业废水中的Pb2+、Cd2+,结果与ICP-MS方法一致.