西部水资源开发利用风险现状评价

我国实施西部大开发战略后,西部水资源开发利用问题变得越来越突出.为了弄清楚西部水资源开发利用存在的风险现状,本文在风险概念的基础上探讨了水资源开发利用风险概念和影响因素,并构建了西部水资源开发利用风险评价指标体系.根据水资源系统表现出多模态、突跳和发散的基本突变特征,论述了运用突变理论评价水资源开发利用风险具有一定的可行性,将突变理论引入到水资源开发利用风险评价中,对西部水资源开发利用风险进行评价.首先对各项风险评价指标按照重要性排序,并对各指标值进行无量纲化;然后利用突变模型的归一公式和突变模型的评价准则进行递归运算,最后求出各层指标相对风险值(突变隶属度),将评价结果与风险等级对照,综合判断和分析各层各项指标相对风险状况.计算结果表明:在西部12个省份中,各层指标的风险值差异显著,但是水资源开发利用综合风险值分布在0 66-0.92之间,总体上属于中高度风险水平,12省份风险从小到大排序为:西藏→陕西→重庆→四川→青海→云南→贵州→广西→内蒙→甘肃→新疆→宁夏,这一结果与西部12省份水资源开发利用实际状况相符,可以为西部大开发过程水资源合理有效利用和管理提供风险决策参考依据.     

长江经济带数字产业化与产业数字化的耦合协调分析

数字产业化与产业数字化是数字经济的"双重向度",其耦合协调程度对于优化数字经济发展结构具有重要意义.揭示与阐述数字产业化与产业数字化的耦合机理,建立评价两者耦合协调度的理论模型,设计评价两者耦合协调状况及趋势的指标体系,运用长江经济带11省市2013～2018年的面板数据,实证分析长江经济带数字产业化与产业数字化的耦合协调度.结果表明:长江经济带数字产业化水平和产业数字化水平稳步提升,总体耦合协调度区域差异明显,存在数字产业化滞后产业数字化的趋势.从加快推进新型数字产业发展、以"新基建"助力传统产业数字化转型、为区域间数字经济协调发展和区域内数字化转型构建更好制度体系、加强数字人才培养和激励等方面,提出促进我国数字产业化与产业数字化融合发展的政策建议.     

基于加权叠加模型的高原湖泊流域重要生态用地识别——以星云湖流域为例

生态用地在维持区域生态平衡和保障区域生态安全具有重要意义。以云南星云湖流域为研究区,运用层次分析法和GIS技术,从水土保持、地质灾害规避与防护、生物多样性保护和水资源安全4个方面,构建了流域重要生态用地识别指标及其识别方法,并识别出流域重要生态用地空间分布。结果表明:(1)加权叠加模型更适用于高原湖泊流域重要生态用地识别;(2)根据生态用地重要性分为核心型、辅助型、过渡型和非重要生态用地,面积分别为75.98 km~2、105.05 km~2、89.47 km~2和65.11 km~2,分别占流域生态用地总面积的22.64%、31.30%、26.66%和19.40%。识别结果能较好地反映重要生态用地维护流域的生态安全。以星云湖流域作为高原湖泊流域的典型,为高原湖泊生态保护提供科学方向,以期协调流域经济发展与生态保护的矛盾,促进可持续发展。     

农地流转背景下地块规模对农户种粮投入影响分析

近年来粮食安全受到国家和社会的广泛关注,农地投入作为粮食生产的重要要素,是保障粮食稳定产出的前提。学者就农地规模对农户种粮投入的影响已进行了较多研究,但受农地流转的影响,土地要素更具多样化,土地规模与农户种粮投入的关系发生变化。随着农地流转在我国的快速发展,探析农地流转影响下土地规模对农户种粮投入影响的变化成为一个亟待研究的问题,对保障国家粮食安全具有重要意义。考虑到地块的异质性,本文基于山东、河南、安徽三个粮食主产省622户农户1 284个地块的粮食生产数据从村庄和农户两个层次控制了生产要素市场价格、地块要素等非主观因素,进行多层模型回归分析。结果表明,农地流转特征及地块特征对农户粮食生产单位面积投入有显著影响。地块规模和转入地占比对农地投入影响为负,转入地占比越大,地权稳定性越低,农户投入积极性受到挫伤越明显,在转入地上的投入减少。随着转入土地面积的增加,农户从事粮食生产的机会成本增大,使其有更强的动力增加种粮投入,地块规模的负向影响程度降低。基于分析结果,本文得出以下3点结论:(1)规模化经营有利于降低单位面积种粮成本;(2)农地流转发生时,地块规模对种粮投入的影响发生改变,成片规模化经营将成为我国粮食生产的必然趋势;(3)提高土地综合条件可以降低投入成本,并提高农户投入积极性。要保障国家粮食安全,需从降低种粮成本、提高农户收益着手,建议鼓励农村土地流转,推动粮食规模化生产,同时也要注重增加财政拨款,建设高标准粮田,强化高标准粮田的农业基础设施建设,完善田间配套工程。     

灌溉和降雨条件下生态沟渠氮、磷输出特征研究

为了研究长沙县金井河流域农业源头生态沟渠氮和磷的输出特征,对灌溉和降雨条件下及不同季节生态沟渠水体氮、磷的变化特征进行监测研究。研究结果表明：灌溉和降雨期间,生态沟渠中总氮的输出最大值为270 mg/L,其输出的主要形态为氨态氮和硝态氮,总磷的最大值达032 mg/L。灌溉后,生态沟渠氮、磷的输出均呈单调递减变化,在灌溉初期均最高。降雨后,总氮、总磷沿程变化趋势均呈递减变化;生态沟渠对水体总氮、总磷去除率分别达64%、70%;各断面氮、磷的输出随着时间的增加呈先增加后降低的趋势,其中总氮、氨态氮含量在雨后第3 d达到最高,总磷含量在雨后第2 d达到最高。在不同季节中水体氮、磷的变化以冬季总氮、氨态氮和磷浓度最高     

干旱对生态系统脆弱性的影响研究——以长江中下游地区为例

将干旱作为定性事件,以长江中下游地区为研究对象,基于生态系统过程模型的动态模拟,根据IPCC有关脆弱性的概念,以生态系统功能特征量偏离多年平均状况的程度及其变化趋势分别定义生态系统对降水变化的敏感性和适应性,在生态系统的尺度上评估其对干旱的脆弱性。结果表明,长江中下游区域生态系统对降水脆弱性的空间分布有较为明显的区域差异。轻度脆弱及以下的生态系统占区域总面积的65%,主要分布在区域的中南部。重度脆弱和高度脆弱区域约占20%,主要分布在长江中下游的西北部。区域内生态系统对降水变率的平均脆弱度为轻度脆弱。干旱会显著增加研究区生态系统的脆弱性,具体表现为干旱导致原本不脆弱的生态系统脆弱度增加,而对脆弱度较高的生态系统的脆弱性影响不大。不同类型生态系统对干旱的响应稍有差异,干旱导致森林生态系统和农业生态系统的脆弱性均有所增加,但农业生态系统对干旱的脆弱性更高于森林生态系统。在研究区内,干旱对生态系统的影响会持续一段时间,但在干旱过后一年,不论是农业生态系统还是森林生态系统的脆弱性均有进一步上升,但相对多年平均水平没有显著差异     

苏北浅滩腰沙围填海控制线研究

围填海控制线是在工程可行的前提下,不显著改变区域海洋动力格局和岸滩演变趋势的最大围填外包络线,能够最大限度地协调围填海与海洋资源环境保护之间的关系。以苏北浅滩腰沙为例,在对围填海控制性因素进行筛选、识别与分析的基础上,根据各控制性因素的控制要求,设计了围填海控制性指标。应用潮流数值模拟和泥沙回淤预测技术,采用分层次筛选和迭代逼近的方法,构建围填海控制线迭代优选模型,分析不同围填海方案对海洋动力格局演变的影响,计算得到腰沙的围填海控制线为理论基面+28 m。提出的研究方法和迭代优选模型可为沿海省市围填海控制线的制定提供参考和方法借鉴,为制定围填海规模总量控制指标提供科学依据     

不同阳离子和碳氮比对反硝化性能及亚硝酸盐氮积累的影响

在序批式反应器(SBR)中,采用乙酸钠为碳源,通过硝酸钠和硝酸钙的交替投加、微量元素的投加以及碳氮比(COD/NO₃⁻-N)的改变,探究了不同控制条件对反硝化性能及NO₂⁻-N积累的影响,并分析了反应器中微生物种群演替特征。结果表明,在以乙酸钠为碳源的SBR中,Ca²⁺浓度过高会抑制反硝化。以NaNO₃为NO₃⁻-N来源时,硝酸盐氮还原率维持在50%左右;相同条件下,以Ca(NO₃)₂为NO₃⁻-N来源时,硝酸盐氮还原率仅有20%。反应器中补充适量磷元素后,硝酸盐氮还原率提高至62%,同时有少量的亚硝酸盐氮积累。当C/N比提高为4后,硝酸盐氮还原率大于98%,长期运行下亚硝酸盐氮积累率平均为83.8%。高通量测序分析结果表明,变形菌门和拟杆菌门在系统中占主导地位。NO₂⁻-N积累的关键功能菌属是Thauera菌属,其最高占比为17.25%。以Ca(NO₃)₂为NO₃⁻-N来源时,Thauera菌属占比仅为0.14%。以上研究结果为短程反硝化的快速启动和稳定运行提供参考。     

基于碳数分段法的石油烃污染土壤异位热脱附工艺的优化

针对石油烃污染土壤成分复杂、污染严重、修复难度高的问题,采用适用性广、效率高且去除彻底的异位热脱附技术修复石油烃污染土壤。利用碳数分段法及室内模拟实验,探究在热脱附过程中的土壤粒径、含水率和有机质对石油烃及各组分热解吸效率的影响;另外,还采用响应面法对各影响因素进行了优化,以获得异位热脱附修复石油烃污染土壤的最优工艺参数。结果表明,当污染土壤粒径高于1 mm时,石油烃脱附效率均可达90%以上,且粒径越大土壤颗粒中石油烃去除率越高。其中,润滑油段(ORO, C28~C40)组分的脱附效率随粒径变化最为明显。当土壤含水率为15%、脱附时间为50 min时,石油烃脱附效率最大为52.63%。另外,土壤中有机质含量越低,越利于石油烃的脱除,且高温(400~500 ℃)条件下可基本消除土壤中高含量有机质(3.82%)对石油烃脱除的阻碍作用。响应面优化实验得到的最佳工艺参数条件为,粒径2 mm、有机质含量1.44%、含水率为17.68%,在此条件下的石油烃脱附去除效率可达65.32%。该研究结果可为热脱附技术在石油烃污染场地的实际应用提供参考。     

基于SNADPR作用的复合式人工快速渗滤系统的运行性能及微生物学特征

将基于亚硝化的全程自养脱氮(CANON)作用的人工快速渗滤(CRI)装置与反硝化除磷(DPR)型CRI装置耦合为基于同步短程硝化、厌氧氨氧化、反硝化和反硝化除磷(SNADPR)作用的复合式人工快速渗滤(H-CRI)系统,探究了其运行性能及微生物学特征。当H-CRI系统按照内循环潮汐流模式连续运行时,反应装置在水力负荷为0.18 m3·(m2·d)−1的条件下对生活污水中有机物、TN、$ {\rm{N}}{{\rm{H}}_4^ +} $-N和TP的去除率分别可达(94.39±1.32)%、(97.87±0.43)%、(99.00±0.32)%和(95.96±2.79)%。其中,CANON反应与生物蓄磷作用分别是系统脱氮除磷的主要途径,两者去除的氮磷量分别占H-CRI系统脱氮除磷总量的(72.13±6.12)%和(82.29±5.58)%。结合分子生物学实验结果可知,适宜的耦合模式有助于实现H-CRI系统中好氧氨氧化微生物、厌氧氨氧化菌、反硝化菌和聚磷菌群的有效协作,进而可促进SNADPR反应体系在其中形成并强化,实现对生活污水中有机物及氮磷元素的高效同步去除。