基于遥感的石河子绿洲冷岛效应时空变化特征及其影响因子分析

论文基于1989、2000和2013年Landsat TM/ETM+和Land 8 TIRS 遥感数据、植被指数（NDVI）、土地利用/土地覆被变化（LUCC）及年均气温等资料分析了石河子绿洲冷岛效应时空变化特征及其影响因子。结果表明：近25 a来,石河子绿洲冷岛效应总体呈先增强后减弱趋势,且市区南部和中东部存在两个高温中心,城市南北向扩展快于东西向。NDVI和地表温度（T_S）负相关性显著（R=-0.912）,且极高温区和高温区植被指数低,反之亦然。1989—2000年极低温区和低温区所占范围扩大,增幅为1.1倍,主要是水域面积增加显著,并由林地、草地、耕地转入,绿洲冷岛效应增强;2000—2013年耕地与草地面积均减小,而极高温区和高温区面积比例从19.64%增加到26.75%,增幅达36.20%,主要是建设用地扩大,致使绿洲冷岛效应减弱,表明T_S与NDVI和LUCC关系密切。此外,城市化指数和气温也是影响绿洲冷岛效应的因子。石河子绿洲气温上升与全球变暖相一致,在未来城市发展中,充分发挥绿洲冷岛效应就显得尤为重要。     

北运河沉积物中氨氧化微生物的群落特征

采用T-RFLP、RT-qPCR和克隆测序等分子生物学技术,以氨单加氧酶基因(amoA)为分子标记,研究了北运河表层沉积物中氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)的群落多样性、丰度、系统发育及其与环境因子的响应关系.结果表明,沉积物中AOB的群落多样性和丰度均高于AOA,是北运河沉积物中氨氧化过程的主要功能微生物.沉积物中氨氧化微生物群落结构沿干流和支流存在明显的空间分异,而AOA的种类组成空间差异较小;沉积物的氨氮(NH4+)和硝态氮(NO3﹣+NO2﹣)是影响氨氧化微生物群落特征的主要因子,AOB对环境变化的敏感性更高;AOA和AOB的amoA基因拷贝数分别为1.32×105~1.91×106copies/g、5.39×105~8.3×106copies/g.闸坝下游沉积物的氨氧化微生物丰度最高.系统发育分析表明,amoA基因序列多属于土壤/沉积物分支,较多AOB的克隆序列与土壤亚硝化螺菌属(Nitrosospira)的类群相似性可达98%.受污水处理厂退水的影响,部分amoA基因序列与污水处理厂废水和活性污泥中发现的类群同源性高.污染物质来源、支流汇入和闸坝拦截对河流沉积物氨氧化微生物的群落特征影响显著.     

固定床中好氧颗粒污泥动态吸附结晶紫染料

针对印染废水色度高,脱色难度大的问题,通过固定床工艺利用灭活的好氧颗粒污泥(AGS)对水中结晶紫(CV)进行动态吸附.通过对固定床高度、CV初始浓度和和流速对穿透曲线的影响进行探讨,采用Thomas模型和BDST模型对动态吸附试验所得数据拟合并获得了相应参数.试验结果表明,随着固定床高度的增加,穿透时间和饱和吸附时间延长;当CV初始浓度和流速增加时,穿透时间和饱和吸附时间急剧缩短.Thomas模型能够很好地描述AGS对CV的动态吸附动力学.当CV浓度为100mg/L,流速为8.3mL/min,固定床高度为20cm时AGS对CV的吸附动力学与Thomas模型拟合程度最好,相关系数为0.9813.BDST模型能准确预测穿透时间,平均误差小于10%.吸附CV染料后AGS可用无水乙醇进行再生.     

基于公平与效率双重视角的中国农业碳减排潜力分析

科学估算减排潜力是实施减排责任分摊的基础。论文将环境因素纳入到经济生产体系,构建含有期望产出与非期望产出的农业经济核算框架,借助方向距离函数方法,对2000-2011 年中国31 个省(市、区)的农业碳边际减排成本进行估算。在此基础上,利用人均农业碳排放、人均农业生产总值、农业碳排放强度与农业碳排放影子价格4 个指标,构建农业碳减排潜力指数,基于公平与效率双重视角,对各省区农业碳减排潜力水平进行评估与分析。结果显示:① 农业减排成本地区差异较大。其中,海南、福建、山东、辽宁、广东、北京、天津等省区减排成本较高,其年均农业碳排放影子价格居于全国前列,最高值达2.542×10⁸元/10⁴ t;而西藏、青海两地农业碳排放影子价格最低,分别为0.105×10⁸元/10⁴ t 和0.542×10⁸元/10⁴ t,农业减排成本较低。② 基于农业碳减排的公平性与效率性差异,将中国大陆31 个省级行政区域划分为四大类:西藏等1 省2 区属于“高效较公平”型地区;甘肃1 省1 区属于“高效欠公平”型地区;辽宁等8省2 区属于“低效较公平”型地区;北京等12 省4 市属于“低效欠公平”型地区。③ 西藏、海南、青海、内蒙古四地农业碳减排潜力指数在三种情景下均排名前四,北京、黑龙江、山西三地均排名最后。④ 决策者对于公平原则与效率原则的不同偏好会导致各省区减排责任分摊机制不同。     

渤海无机氮水质稳定性预测

近年来,渤海水环境污染日趋严重,无机氮是主要的污染因子,对无机氮水质稳定性的预测可为渤海水质站位优化和污染治理提供依据。本文以2002~2013年夏季无机氮趋势性监测数据为基础,用IDW和回归分析方法对无机氮各类水质发生概率进行预测,并计算2014~2016年无机氮水质稳定性概率,将渤海无机氮水质稳定性划分为高稳定性区域、中稳定性区域和低稳定性区域,为渤海无机氮监测站位布设和污染控制提供依据。     

近20 a来我国海岸线曲折度变化分析

曲折是海岸线的基本属性,也是影响海洋自然环境和经济发展的重要影响因素.本文借助SuperMap的线数据集重采样功能,构建了基于海岸线轮廓基线的一种新的海岸线曲折度计算方法.选取1990年、2000年、2007年和2012年4期遥感影像,提取4期海岸线基础数据,计算海岸线曲折度,根据结果分析了近20 a来的我国海岸线曲折度的变化趋势和变化特征,得出以下结论:采用构建轮廓基线计算海岸线曲折度是一种有效的方法;近20 a来,我国大陆海岸线曲折度呈波动趋势,按照变化趋势可分为上升型、下降型和波动型3种;我国海岸线曲折度空间分布差异明显,整体上北方曲折度小于南方.     

金州湾表层沉积物污染物时空分布特征及生态风险评价

利用金州湾海域2013年的沉积物调查数据,对金州湾沉积物中主要污染物含量的分布特征进行分析,并结合2009年和2011年的调查数据分析了2009~2013年主要污染物含量的变化趋势,在此基础上采用标准指数法和潜在生态风险指数法对沉积物污染程度以及潜在生态风险进行评价。结果表明,金州湾表层沉积物典型污染物含量都呈现出南岸高于北岸,湾底高于湾口的特点。2013年Cu、Pb、Cd、Zn、As、有机碳以及硫化物的含量均明显高于2009年和2011年。重金属中Cd、Hg潜在生态风险等级为中等至较高,Cu、Pb、Zn以及As潜在生态风险等级较低。     

昌黎黄金海岸国家级自然保护区海上范围与功能调整研究

为缓解昌黎黄金海岸国家级自然保护区与北戴河新区开发建设的矛盾,实现自然保护与区域经济协调发展,本文以近12 a来昌黎保护区内生境和生物多样性变动状况,以及主要保护对象文昌鱼种群的变动和分布特征为调整依据;以适度扩大文昌鱼栖息地保护范围,逐渐恢复文昌鱼种群及其栖息环境,加强生物多样性保护,维持海洋生态系统健康为调整目标;以实事求是、依法执行和利于管理兼顾开发为调整原则,开展了保护区海洋环境与资源调查及海域范围调整论证研究工作。调整后的海域保护区总面积为224 km2,比调整前增加了7%。其中,海域核心区面积为95 km2,较调整前扩大了36%;海域缓冲区面积为129 km2,相比调整前减少了7%。保护区海上范围调整后,将进一步提升保护区管理效能,有助于区内生态系统和保护对象的保护与恢复。     

四川省水资源生态足迹与生态承载力的时空分析

根据水资源生态足迹的基本原理和计算模型,对四川省2001-2009年水资源生态足迹、生态承载力进行分析。结果表明,在2001-2009年间四川省人均水资源生态足迹总体上呈上升趋势,万元GDP生态足迹呈下降趋势,水资源利用率在逐步提高;干旱灾害对水资源生态承载力影响较大,四川省历年水资源生态承载力均大于生态足迹,存在一定的生态盈余,水资源可持续开发利用情况较好。四川省水资源存在严重分布不均的现象,经济较为落后,对水资源需求量较小的西部高原地区水资源丰富,水资源生态盈余较大;经济较为发达,对水资源的需求量大的东部盆地地区水资源量小,生态盈余较低,在绵阳、遂宁、内江、自贡等地出现生态赤字,水资源利用呈现不安全状态。水资源生态足迹的变化与社会经济发展密切相关,应该充分考虑四川省水资源的时空分布情况,调整产业结构,合理调度、利用水资源,促进四川省整个社会经济的持续发展。     

Anaerobic digestion of chicken feather with swine manure or slaughterhouse sludge for biogas production

Biogas production from anaerobic digestion of chicken feathers with swine manure or slaughterhouse sludge was assessed in two separate experiments. Ground feathers without any pre-treatment were added to 42-L digesters inoculated with swine manure or slaughterhouse sludge, representing 37% and 23% of total solids, respectively and incubated at 25 °C in batch mode. Compared to the control without feather addition, total CH₄ production increased by 130% (P < 0.001) and 110% (P = 0.09) in the swine manure and the slaughterhouse sludge digesters, respectively. Mixed liquor NH₄N concentration increased (P < 0.001) from 4.8 and 3.1 g/L at the beginning of the digestion to 6.9 and 3.5 g/L at the end of digestion in the swine manure and the slaughterhouse sludge digesters, respectively. The fraction of proteolytic microorganisms increased (P < 0.001) during the digestion from 12.5% to 14.5% and 11.3% to 13.0% in the swine manure and the slaughterhouse sludge digesters with feather addition, respectively, but decreased in the controls. These results are reflective of feather digestion. Feather addition did not affect CH₄ yields of the swine manure digesters (P = 0.082) and the slaughterhouse sludge digesters (P = 0.21), indicating that feathers can be digested together with swine manure or slaughterhouse sludge without negatively affecting the digestion of swine manure and slaughterhouse sludge.