围垦后南汇东滩海三棱藨草的空间分布及其影响因子研究

2015年9月~10月期间对2012年底围垦后南汇嘴区域的海三棱藨草(Scirpus mariqueter)湿地系统进行了调研,运用主成分分析、典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)方法,基于101个样地土壤的有机碳、总磷、总氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、正磷酸盐、pH、含水率、粒径、盐度、滩涂高程等12个环境因子数据,探讨了围垦后海三棱藨草空间分布的关键影响因子。结果表明:海三棱藨草的分布与滩涂高程具有显著正相关(P0.05),海三棱藨草群落主要分布在南汇滩涂2.5~3.4 m高程范围内;海三棱藨草的密度、盖度与盐度呈显著正相关(P0.05)。结论认为滩涂高程和土壤盐度是影响海三棱藨草分布的主要环境因子。未来需要结合围垦后的水动力变化过程数值模拟,对海三棱藨草生态系统高时空分辨率的响应过程及机制进行研究,以进一步确立海三棱藨草对围垦工程响应的关键阈值。研究对围垦工程后的滨海湿地植被恢复及滩涂生态修复具有参考意义。     

Characteristics of PM<Subscript>2.5</Subscript>, CO<Subscript>2</Subscript> and particle-number concentration in mass transit railway carriages in Hong Kong

Fine particulate matter (PM_2.5) levels, carbon dioxide (CO₂) levels and particle-number concentrations (PNC) were monitored in train carriages on seven routes of the mass transit railway in Hong Kong between March and May 2014, using real-time monitoring instruments. The 8-h average PM_2.5 levels in carriages on the seven routes ranged from 24.1 to 49.8 µg/m³, higher than levels in Finland and similar to those in New York, and in most cases exceeding the standard set by the World Health Organisation (25 µg/m³). The CO₂ concentration ranged from 714 to 1801 ppm on four of the routes, generally exceeding indoor air quality guidelines (1000 ppm over 8 h) and reaching levels as high as those in Beijing. PNC ranged from 1506 to 11,570 particles/cm³, lower than readings in Sydney and higher than readings in Taipei. Correlation analysis indicated that the number of passengers in a given carriage did not affect the PM_2.5 concentration or PNC in the carriage. However, a significant positive correlation (p < 0.001, R ² = 0.834) was observed between passenger numbers and CO₂ levels, with each passenger contributing approximately 7.7–9.8 ppm of CO₂. The real-time measurements of PM_2.5 and PNC varied considerably, rising when carriage doors opened on arrival at a station and when passengers inside the carriage were more active. This suggests that air pollutants outside the train and passenger movements may contribute to PM_2.5 levels and PNC. Assessment of the risk associated with PM_2.5 exposure revealed that children are most severely affected by PM_2.5 pollution, followed in order by juveniles, adults and the elderly. In addition, females were found to be more vulnerable to PM_2.5 pollution than males (p < 0.001), and different subway lines were associated with different levels of risk.     

农作物病虫害专业化防治服务对农药施用强度的影响

农药过量施用已造成严重的负外部性。推行农作物病虫害专业化统防统治服务可以实现安全、科学、合理用药,有效缓解农业面源污染问题和提升食品的质量安全水平。为了探究病虫害专业化统防统治服务在缓解农业面源污染方面的效果,文章利用全国七省水稻病虫害专业化防治服务调查数据,基于倾向得分匹配方法(PSM),剔除样本自选择内生性问题的影响,分析农户将水稻病虫害防治环节外包给植保专业化服务组织("统防统治")与"自防自治"户相比使用农药的种类和施用次数的差异,即植保专业化防治是否取得了较好的环境效应。研究结果表明,植保专业化服务显著减少了农药施用强度,提高了无公害低毒农药的采用比例;并且其效果在小农户和规模种植大户之间存在明显差异,与采纳病虫害统防统治服务的规模种植大户相比,小规模种植户在采纳病虫害统防统治服务后在降低农药施用强度,提高无公害低毒农药的应用比例方面效果更显著。基于此,文章建议强化对植保专业化防治项目的财政扶持力度,提高病虫害专业化防治覆盖率;重点鼓励小规模种植户采纳病虫害统防统治服务;鼓励农户土地流转,促进农业生产规模化经营,加强对种植专业户的病虫害防治方面的培训和引导,并着力发挥专业大户的示范带头作用,提高统防统治的效率,从而促进食品质量安全水平的提升和农业生态环境的保护。     

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。     

中国耕地非农化压力时空格局的演变分析

社会经济和资源禀赋的区域差异导致耕地非农化压力表现出明显的空间异质性。开展耕地非农化压力测算并揭示其时空格局演变,是实现土地资源优化配置的基础。从经济因素、社会因素、产业结构和资源禀赋4个方面构建耕地非农化压力指数评价指标体系,采用熵值法计算各指标权重,继而计算1990~2014年中国31省的耕地非农化压力指数,并在此基础上开展了耕地非农化压力的时空格局分析。结果表明:(1)从空间格局分布来看,中国耕地非农化压力空间分布呈现明显的地理梯度,总体上呈现从东到西依次递减的态势。(2)从时间变化趋势来看,不同地区各省份之间的耕地非农化压力指数变化呈现多元化趋势。东部沿海地区,山东、浙江、江苏的耕地非农化压力指数处于上升阶段,上海、福建的压力指数变化趋势逐渐趋稳,广东的压力指数呈现下降趋势。中部地区,河南、河北、山西、江西的耕地非农化压力指数趋稳,陕西、湖北以及四川、重庆等西南地区省份的压力指数呈上升趋势。西部沿边3省(云南、西藏、新疆)的耕地非农化压力呈现了一致的下降趋势。(3)从时空格局结合来看,耕地非农化压力不同的省份其变化趋势呈现出截然不同的走向。在耕地非农化压力较大的地区,耕地非农化经历了从制度驱动向发展推动的阶段,经济增长的倒"U"型轨迹明显,经济增长与耕地非农化之间的关系逐渐脱钩。在耕地非农化压力居中或较小的地区,产业发展滞后,土地比较收益较低,耕地的社会保障作用、生态作用对耕地非农化的影响较大,从而增加了部分省份的耕地非农化压力。     

产业园区碳排放核算方法研究

产业园区是一个协同实现经济效益和环境效益的重要单元,同时也是重点碳排放源,其转型和发展对实现国家和地区的低碳战略起到关键作用。碳排放核算方法影响园区碳排放水平的评估,是制定有效碳减排策略的基础。产业园区碳排放核算需要明确核算对象、核算结果表征和核算范围。本研究首先界定核算对象,辨析"二氧化碳量"与"二氧化碳当量"两种表征方式,认为二氧化碳量可以反映产业园区能源结构,而二氧化碳当量则能够量化园区的不同排放过程和环境效应。同时,从价值链角度出发,将园区碳排放核算划分为三个Scope,分别反映园区直接排放和上下游关联企业的间接排放。然后,从排放活动和部门关联出发,分析三种典型碳排放核算方法(清单分析法、投入产出分析和生态网络分析),进一步划分为流量分析模式和结构分析模式。流量分析模式主要从排放量角度对园区内部及其上下游产业链相关的碳排放活动进行核算;结构分析模式则聚焦园区相关碳排放部门和价值链的组织形式,从投入产出或者网络关联角度开展分析。研究发现清单分析法可以自下而上量化产业园区碳排放活动的流量,投入产出法则自上而下揭示碳排放单元的直接和间接流量以及平行结构,而生态网络分析则采用混合式核算模式刻画碳排放单元之间的网状关联结构。最后,本研究初步提出了产业园区碳排放核算方法的研究框架,力求提高排放因子精度,改进核算模式和建立动态核算模型,对碳排放总量和结构进行预测,从而实现产业园区的低碳发展。     

原铝生产流程温室气体排放主要影响因素的关联度分析

铝是国民经济建设和发展的关键基础材料,然而由其生产过程所产生的大量温室气体排放也逐渐成为政府关注的焦点。本研究计算了我国原铝生产不同年度的生命周期能耗和温室气体排放量,并分析了资源消耗和生产工序能耗等影响因素与温室气体排放的关联性。结果表明,在各年原铝生产的温室气体排放总量中,电力和阳极效应导致的排放所占比重分别为68.5%和7.9%,其他影响因素所占比重均低于6%;与温室气体排放关联度最高的3个影响因素依次是电耗、煤气燃烧和石灰石煅烧,其值分别为0.937、0.899和0.893;在目前铝电耗和阳极效应控制水平提升空间有限的情况下,降低煤气的消耗,提高石灰石的使用效率,是实现原铝生产温室气体减排的有效途径。     

DO浓度对间歇曝气单级自养脱氮系统N2O排放的影响

以单级自养脱氮系统为研究对象,采用有效容积为15 L的SBBR反应器,系统进水NH+4-N浓度约为360 mg/L,控制温度为(30±2)℃,采用间歇曝气方式运行,曝气段DO浓度从2.4~2.6 mg/L逐渐下降到0.9~1.1 mg/L,研究了单级自养脱氮系统的脱氮性能与N2O排放情况。结果表明,反应器曝气段DO浓度从2.4~2.6 mg/L下降到0.9~1.1mg/L,系统TN去除率均达到80%,但在相同运行时间内的TN去除率依次降低,NH+4-N平均反应速率从0.19 mg/(L·min)降低至0.05 mg/(L·min),NO-3-N累计产生量稳定于14.9~16.5 mg/L,NO-2-N浓度在反应器内未产生明显的积累。随着曝气段DO浓度的下降,最大N2O释放速率逐渐降低,N2O累计释放量从73.8 mg下降到61.0 mg,N2O转化率介于2.4%~2.9%。     

兰坪铅锌矿区不同污染梯度下优势植物的重金属累积特征

对兰坪铅锌矿区污染程度不同的3个样地(云南松林、魁蒿群落和马桑灌丛)进行植被调查,选择其中9种共有的自然生长的优势草本植物为研究对象,测定了土壤及植物体的重金属含量。结果显示,3个样地土壤Cu、Cd、Pb和Zn等4种重金属含量均表现为马桑灌丛>魁蒿群落>云南松林;植物体内重金属积累呈现出随着土壤污染程度增加而增加的趋势;所选择的9种植物均不符合超富集植物的标准,依据不同的耐性机制将9种植物分为3类,野棉花能较强吸收土壤中重金属,并转移到地上部分,属于富集型植物;西南金丝梅、倒提壶、长籽柳叶菜、魁蒿、翻白叶和四脉金茅吸收的重金属主要积累在根部,属于根部囤积型植物;尼泊尔蓼和中华山蓼体内重金属含量较低,属于规避型植物。讨论了利用这些植物进行矿山治理。     

RPB-O3/H2O2法处理硝基苯模拟废水

在超重力场中,研究了硝基苯模拟废水的臭氧/双氧水(O3/H2O2)法处理效果,考察了超重力因子β、H2O2浓度、初始p H、液体流量及处理时间等因素对硝基苯去除率的影响。结果表明,硝基苯去除率随超重力因子β和处理时间的增加而增大,而随H2O2浓度、初始p H和液体流量的增加呈先增大后降低的趋势。当硝基苯初始浓度300 mg/L,工艺条件β=80、p H=10.0、臭氧质量浓度约为40 mg/L、H2O2浓度为4.9 mmol/L、液体流量为120 L/h时,循环处理35 min硝基苯去除率可达96.7%。处理时间60 min后,废水中硝基苯含量1.4 mg/L,COD为39 mg/L,达国家一级排放标准(GB 8978-1996)。在此条件下,硝基苯的降解过程符合准一级反应动力学。