快速城市化进程中海岛景观格局演变及驱动机制以大长山岛为例

城市化进程改变了区域的景观结构,引起了景观格局的变化。以大长山岛两期景观分布图为数据源,运用景观生态学的理论与方法,利用景观格局指数定量分析了1995~2006年景观格局的动态变化特征,在此基础上借助CA-Markov模型对大长山岛2017年景观格局进行了模拟与预测,并探讨了景观格局演变驱动机制。结果表明:大长山岛在快速城市化的进程中,景观格局演变的总规律为自然景观向人文景观转变。1995~2006年间,主要表现为农用地、草地、商业及工矿用地面积减少,园林地、水体及水利设施、居民点及公共服务和其它用地增加;而2006~2017年间,表现为农用地、草地、园林地面积减少,居民点及公共服务、水体及水利设施、商业及工矿用地和其它用地增加,但在此期间各景观类型的面积减少和增加的速度有所放缓。     

基于地理加权回归模型评估土地利用对地表水质的影响

针对传统线性回归模型大多忽视空间数据局部变化特征这一缺陷,引入地理加权回归模型(GWR)用于评估土地利用对地表水质的影响,分析了不同子流域内两者关系出现空间变化的规律并阐释了原因.同时,对比了GWR模型与普通最小二乘模型(OLS)的校正R2、Akaike信息准则(AICc)及残差的空间自相关指数(Moran's I),验证了GWR模型在预测精度和处理空间自相关过程中是否优于OLS模型.结果表明,同一土地利用类型对水质的影响随空间位置的改变而发生方向或大小的变化.以温瑞塘河流域总氮(TN)与农用地的关系为例,从GWR模型局部回归系数的方向分析,两者关系表现为农村正、城区负的现象,从大小分析,旧城区TN与农用地回归系数的绝对值高于其它区域;在溶解氧(DO)与人口密度所构建的GWR模型中,两者关系在整个研究区域内均表现为负值,与OLS结果吻合,从回归系数的大小分析,人口密度对DO的作用在郊区及农村更为显著.针对此类关系出现空间变化的原因分析表明,相邻子流域土地利用百分比的改变及水体主要污染源的不同,是导致土地利用对水质作用发生变化的根本因素.最后,对比所构建的80个GWR与OLS模型校正R2、AICc指标,验证了GWR作为一种局部统计模型,其预测精度优于OLS等传统全局模型且更能反映实际空间特征.     

金属铜原子氧效应研究

目的获取金属铜空间原子氧环境适应性数据,提升材料空间环境适应性设计水平。方法将金属铜样品置于射频源原子氧辐照面积内开展原子氧辐照试验,束流密度为2.5×1016/(cm2·s),最长辐照时间为300 min。研究随辐照时间增加样品表面成分、形貌以及性能的变化。结果原子氧辐照后,金属铜表面变得粗糙,300 min辐照样品出现了氧化层脱落现象;随辐照时间增加,样品质量呈增加趋势,300 min辐照样品质量增加0.035 mg;试验后样品太阳吸收比升高最大值达0.07,光谱反射系数下降;原子氧作用导致金属铜表面疏水性能提高,摩擦磨损性能下降。结论得到了金属铜原子氧环境效应数据,可为航天器空间环境效应防护设计提供技术支撑。     

超高速瞬态测试系统软硬件构架设计研究

目的研究采样频率为2~10 MHz的64通道超高速同步瞬态测试系统的设计技术,实现两类典型超高速瞬态测试系统的硬件架构设计与软件架构设计。方法一类采用PXI-Express高带宽总线和高速RAID磁盘阵列架构构建持续流盘存储的连续高速测试系统,另一类是采用大容量板载数据缓存和PXI总线事后下载传输数据的架构构造高速测试系统。在高性能测试软件设计方面,主要应用生产者/消费者结构与有限状态机相结合的软件架构进行高性能测试系统软件设计。结果目前64通道下基于持续流盘架构的测试系统受数据记录的速度限制系统最高采样频率仅达2.5 MHz,而基于板载缓存数据与PXI总线事后下载数据架构的测试系统最高采样频率可达10 MHz,测试时长可达5 s。结论当前两类架构的测试系统均可满足超高速瞬态测试需求,设计时需根据需求的最高采样频率决定使用的架构形式。     

三种微生物对铀的吸附行为研究

开展了酵母菌(真菌)、枯草芽孢杆菌(细菌)、小球藻(藻类)对水体中铀(Ⅵ)的吸附性能及机理研究.结果表明:3种微生物对铀都具有较好的吸附效果.酵母菌,小球藻,枯草芽孢杆菌对铀的最佳吸附率分别为97.19%、97.13%、98.03%;且最大吸附量分别达到341.2、356.5、512.5mgU/g(DW).3种微生物对铀的吸附过程和机理有所不同,酵母菌和小球藻符合Langmuir模型,枯草芽孢杆菌更适合Freundlich模型,吸附至12h,酵母菌表面逐渐出现铀和磷的片状结晶及含铀沉积物堆积,小球藻和枯草芽孢杆菌与铀(50mgU/L)作用后细胞出现明显变形,菌体表面未出现铀的结晶物.     

Cu~(2+)、Zn~(2+)对生物脱氮系统的影响

Cu2+和Zn2+是污水处理工艺中经常遇到的金属离子.在驯化好的活性污泥系统中,研究了金属离子Cu2+和Zn2+在0～100 mg/L浓度下对活性污泥牛物脱氮系统的影响.试验发现Cu2+＞5 mg/L、Zn2+＞30 ms/L时,对硝化过程具有明显的抑制作用,在同样浓度的试验条件下Cu2+对硝化过程的抑制作用比Zn2+大.Cu2+≤0.5 mg/L时对反硝化过程具有一定的促进作用,有助于提高TN的去除效果;Cu2+＞0.5 mg/L时,对反硝化产牛抑制作用,随着浓度的增加,TN去除率逐渐下降.Zn2+不影响反硝化过程,仅在大于30 mg/L时,对硝化过程产生抑制作用.重金属Cu2+对生物脱氮系统的影响明显强于Zn2+.     

Cu^2＋、Zn^2＋对生物脱氮系统的影响

Cu^2＋和Zn^2＋是污水处理工艺中经常遇到的金属离子。在驯化好的活性污泥系统中,研究了金属离子Cu^2＋和Zn^2＋在0～100mg／L浓度下对活性污泥生物脱氮系统的影响。试验发现Cu^2＋＞5mg／L、Zn^2＋＞30mg／L时,对硝化过程具有明显的抑制作用,在同样浓度的试验条件下cu“对硝化过程的抑制作用比Zn^2＋大。Cu^2＋≤0．5mg／L时对反硝化过程具有一定的促进作用,有助于提高TN的去除效果;Cu^2＋＞0．5mg／L时,对反硝化产生抑制作用,随着浓度的增加,TN去除率逐渐下降。Zn^2＋不影响反硝化过程,仅在大于30mg／L时,对硝化过程产生抑制作用。重金属Cu^2＋对生物脱氮系统的影响明显强于Zn^2＋。     

Comparison of homologous and heterologous formats in nanocolloidal gold-based immunoassays for parathion residue determination

The effectiveness of homologous and heterologous formats in a nanocolloidal gold-based immunoassay for pesticide residue determination was investigated. Parathion, one of the most toxic organophosphorus pesticides, was used as the target analyte. One-step homologous and heterologous test strips based on a nanocolloidal gold-labeled monoclonal antibody were developed for the rapid detection of parathion residues. The results showed that the heterologous format was more effective than the homologous format, being more sensitive, more specific to parathion and more tolerant of matrix interferences. The best competitive hapten was found to have a moderate heterology and the opposite electronic distribution to the immunizing hapten. The detection limits for parathion using the preferred heterologous strip were 1 μg/L in water samples and 5 μg/kg in soil and food samples.     

k-C*模型的人工湿地模拟研究

采用自由表面流人工湿地,对广东省中山市某小区对应段的河涌进行生态修复改造。基于k-C*模型的计算结果表明,在对现有河涌的面积的利用下,TP和NH4+-N的去除效果受到限制。采用多因素正交实验对模型的计算结果进行实验验证和分析,研究了4种植物、4种基质,分别在2、4、6和8 d水力停留时间(HRT)下对TP和NH4+-N的去除效果,得到影响TP和NH4+-N去除效果的因素主次顺序分别为基质→植物→HRT和基质→HRT→植物;各因素的最佳水平条件分别为:风车草、颗粒活性炭、4 d(HRT)。在最佳水平条件下进行实验,结果表明,TP和NH4+-N的浓度均可达到出水排放标准浓度指标。k-C*模型的计算值总是比实验值偏高,但两者之间的误差在一个数量级范围内。     

兼性厌氧菌群对湖滨带底泥有机污染物的降解效应

研究了兼性厌氧菌群不同接种量(1%(体积分数,下同)、5%、10%、20%、50%)下对太湖湖滨带底泥有机污染物的降解效果及微生物群落结构的影响。结果表明,与对照组相比,接种兼性厌氧菌群能显著提高总有机碳(TOC)、TN的降解率且降解率高,但是TP的降解率波动较大。补充实验证明接种菌液中大量的有机碳、氮源会引起样品中初始浓度升高,建议在使用接种菌液前进行3次无菌水冲洗。综合考虑接种兼性厌氧菌群对湖滨带底泥有机污染物的降解效果,确定其最佳接种量为10%。另外,接种兼性厌氧菌群后其菌群数量和菌活性都有显著提高而严格好氧菌、严格厌氧菌数量均无显著变化;第0天,微生物在接种量为10%时菌活性电子传递体系(ETS)最高。