黑臭水体综合整治案例分析——以海口市美舍河为例

阐述了海口市的母亲河——美舍河黑臭的主要原因以及整治工程措施,总结了黑臭水体治理的成效。由于市政基础设施薄弱,美舍河沿线存在生活污水直排,雨污错接、混接,合流溢流污染等情况,导致水体常年黑臭。自2015年以来海口市以流域为单元,遵循海绵城市、生态河道的先进理念,按照控源截污、内源治理、生态修复三步走原则,对美舍河开展黑臭水体整治。在控源截污方面,新建合流制排放管、布设截污管道共7.2 km,一体化污水处理设施3个,增加污水处理量7 500 m³/d;内源治理方面,采用挖掘机和绞吸清淤船配合的清淤方式清除污染底泥;生态修复方面,采用环境修复剂对底质进行改良,种植沉水植被36万m²,建设1.0 m×22 m橡胶坝2座,全水域投放水生态修复剂等。此外,美舍河采用梯级潜流人工湿地技术,在增强处理效果的同时,营造出良好的景观。通过上述综合整治,美舍河于2017年消除黑臭。     

石漠化治理区小尺度土地利用变化及其驱动机制分析——以花江石漠化治理区为例

研究石漠化治理区小尺度土地利用变化,将有助于深入分析和研究喀斯特地区土地利用变化的时空变化规律、驱动力及资源环境效应。运用逐步多元回归方法,分析石漠化治理区小尺度土地利用变化及其驱动机制。研究表明:(1)2005~2012年,研究区石漠化面积有所减少,由2 824.23 hm2减少到2 777.60 hm2,减少了46.63 hm2,占2005年石漠化面积的1.65%;石漠化程度呈现从重变轻的趋势,无石漠化和中度石漠化面积分别增加12.68%和3.08%,潜在石漠化、轻度石漠化和强度石漠化分别减少5.11%、2.07%和5.24%。其中,稳定型石漠化区域面积最大,占喀斯特面积的95.40%;土地利用变化面积比重为1.15%,土地利用较为稳定。恢复型石漠化区域面积占喀斯特面积的3.95%;土地利用变化面积比重为40.64%,土地利用变化剧烈。退化型石漠化区域面积最小,仅占喀斯特面积的0.65%;土地利用变化面积比重为22.21%,土地利用变化较明显。(2)土地利用变化以园地减少为主要特征,其变化主要由农户的劳动力文化程度变化、劳动力比重变化、本地务工收入变化和外出务工收入变化等4个因子驱动产生。其中,园地变化与本地务工收入变化指数呈显著的正相关关系,回归系数为0.691;与劳动力文化程度变化指数、劳动力比重变化指数和外出务工收入变化指数呈显著的负相关关系,回归系数分别为-0.472、-9.735和-0.443。劳动力比重变化指数是引起园地发生变化的最主要驱动因子。(3)国家因生态文明建设需求而施行退耕还林(草)政策和工业化、城镇化战略,农户因脱贫致富需要而提高文化素质和调整从业行为,分别从宏观和微观两个层面促进石漠化治理区的劳动力转移和产业转型,进而共同驱动了石漠化治理区的土地利用变化。     

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。     

鄱阳湖典型湿地沉水植物的分布格局及其水环境影响因子

沉水植物是湖泊湿地生态系统中关键组分,调查研究沉水植物分布格局及其水环境影响因子,对于沉水植被的恢复与重建具有重要的指导意义。2013年5月初期分别对鄱阳湖典型湿地区域中有沉水植物的25个样地进行群落结构调查,采用系统取样方法对沉水植物进行调查采样并监测水环境因子,在野外调查的基础上运用GIS软件制作鄱阳湖典型区域沉水植物的生物量分布图,并采用主成分分析(PCA)和典范对应分析(CCA)方法分析其主要影响因子。结果表明:鄱阳湖湿地沉水植物以苦草(Vallisneria natans)为广布种,其中蚌湖及白沙湖以黑藻(Hydrilla verticillata)为优势种,白沙洲及乐安河龙口段以苦草为优势种,伴生种主要有金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、马来眼子菜(Potamogeton malaianus)、菹草(P.crispus)、小茨藻(Najas minor)、大茨藻(N.marina)、刺苦草(V.spinulosa)和水车前(Ottelia alismoides)等。采用双向指示种分析法将研究区沉水植物分为6个群落;5月初大部分沉水植物尚处于生长季初期,生物量相对较低,仅菹草的生物量较大;沉水植物与浮叶植物共存现象明显。主成分分析(PCA)结果显示,第一主成分中水深、总磷和溶解氧等因子的系数值较大,第二主成分中pH值、化学需氧量和水体透明度等因子的系数值较大,是影响沉水植物分布的关键因子;典范对应分析(CCA)结果显示,水深、总磷和总氮对苦草和黑藻的影响显著,水体透明度是马来眼子菜的主要影响因子。     

洪泛区林地的开发对鱼类栖息地面积的影响模拟

洪泛区的开发利用,必然会导致洪泛区林地糙率的改变。河漫滩也是河流洪泛区的一部分。洪泛区糙率的减小,会使河水流速增大,从而减小鱼类可用栖息地面积。因此,在洪水发生时,为了给鱼类提供避险场所,保护有效栖息地面积,需研究洪泛区林地的开发对鱼类的影响。利用River 2D软件模拟在一定频率的洪水条件下,不同的河漫滩糙率对应的鱼类栖息地加权可用面积(WUA),分析了糙率的改变对河流鱼类栖息地的影响。结果表明:随着河漫滩糙率的降低,加权可用面积(WUA)逐渐减小,河漫滩范围内WUA的变化幅度比较大,河漫滩的特性对鱼类栖息地面积的影响很大。洪泛区植被的砍伐,会使鱼类栖息地面积减小。因此,应防止洪泛区的过度开发,保护河流生态环境。     

上海城市污水厂污泥处理与利用系统分析

上海市城市污水处理规划的实施，将在2020年前使该市的城市污水厂污泥产生量从现状的85tDS/d增长至1300－1500tDS/d，将形成可观的污泥消纳压力。预期了该市的污水污泥产生状况，以现有污水污泥处置与利用技术为基础，测算了可行的污泥处置与利用方向及相应的容量，以及满足容量利用的前处理要求。以此为基础，推荐了适宜的容量利用方案，并建议以生物稳定化干化处理为污泥处置与利用前的改性处理步骤，且可在适当的条件下增加厌氧消化环节，提高处理体系的水平与容量宽余度。此污泥处理与利用体系可达到污泥消纳运行的柔性化和可靠性，兼具环境安全性与经济合理性。     

汉江流域土地利用/覆被变化的水文效应模拟研究

针对流域LUCC驱动因子众多、驱动因子与土地利用/覆被变化之间存在复杂的非线性动态关系的特点,以汉江上游流域LUCC模拟为例,构建基于人工神经网络（ANN）与元胞自动机（CA）的模拟土地利用/覆被变化的CA ANN耦合模型,并应用该模型预测汉江上游流域2020s年代的LUCC变化情景。结果表明：2020s汉江黄家港站上游流域水田、旱地、灌木林与建设用地面积均有不同程度的增加,其中建设用地增幅最大,与区域交通和城市化的迅猛发展趋势相符;除建设用地增幅变化较大之外,1980s～2000s与2000s～2020s两个时期其余土地利用/覆盖类型的面积变化率都比较相近,表明CA ANN耦合模型能够刻画土地利用/覆盖类型的转换规律,在流域土地利用/覆被变化的复杂非线性动态演变情景的模拟预测方面是可行的。在此基础上,应用SWAT分布式水文模型模拟汉江上游流域水文过程。研究结果表明：在1980s年代、2000s年代及预测的2020s年代LUCC情景下,汉江上游流域年平均径流量呈增加趋势,LUCC对径流量年内影响较汛期显著,多年平均蒸散发量呈增加趋势     

湖北省近期土地利用变化的遥感分析

土地利用，覆盖变化研究是全球变化研究的前沿和热点之一。采用遥感、GIS一体化技术．利用1989～1990年和1999～2000年获取的陆地资源卫星图像，建立了湖北省近10年来两个不同时期的同比例尺土地利用动态变化数据库，并对变化的时空特征进行了分析。结果表明，耕地减少了0．68％，林地减少了0．18％，各类建设用地总计增加了。7．92％．水域面积增加的幅度为3．01％。土地利用与土地覆盖变化的转型主要发生于上述4类之中．尤其是耕地与水域相互之间的转变比较频繁。动态度计算表明，土地利用变化最快的区域均处于大中城市及其周边地区；江汉平原、鄂东的大部分地区及鄂西的宜昌．土地利用变化较快；鄂西山区绝大部分、大别山区部分县及鄂东南幕阜山区的通山县，土地利用变化不大。     

两种水生昆虫头宽与基于图像分析的大小参数关系性分析

对于水生昆虫及其它生物而言,大小是一个重要的功能性状,但是头宽的测量特别耗时和受人为因素影响.随着计算机技术的发展,基于图像分析技术(一种快速测量大小的策略)可获得传统方式难以获得的大小参数,明确这些大小参数与头宽的关系,对推动这些参数的应用具有重要意义.选择两种个体大小差异较大的蜉蝣(梧州蜉和光滑细蜉)作为研究对象,对其头宽与基于数字图像获得的面积,周长,最小矩形的长和宽,最适合椭圆的长轴和短轴和粒径等个体大小参数的相关性进行研究.数字图像采用改进后的描述仪扫描获取;图像分析基于ImageJ软件完成;基于二元直线回归和多元直线回归分析各参数之间的相关性.各种层次的回归分析结果均表明:基于图像分析获得的两种蜉蝣所有个体大小参数均与头宽大小呈极其显著的正相关性,其中面积的相关性最高.并且面积与其它大小参数相关性也极其显著,对个体大小具有较好的代表性.研究结果为推动数字图像分析技术应用在水生昆虫及其它生物的生物学和生态学研究中提供了技术支持和理论依据.