景观规划导向的绿色基础设施研究进展——基于“格局—过程—服务—可持续性”研究范式

中国目前处于新型城镇化与生态文明建设的重要时期,引入绿色基础设施（Green Infrastructure,GI）规划框架对协调城市发展与生态保护具有重要意义。基于景观生态学中“格局—过程—服务—可持续性”研究范式,对近年来中国内外GI规划进行针对性综述,利用该范式对相关研究的理论来源与进展进行梳理。研究表明：GI格局研究中,景观格局指数是应用最为广泛的方法。针对于景观连接度,形态学空间格局分析等结构连接度评价方法具有计算简单、适用性广的优势,但缺乏明确的生态学含义;图论等功能连接度则针对特定的生态过程,是GI格局与生态过程的重要联系,将是下一步研究重点。GI生态过程研究借鉴生态网络的理论与方法,其规划步骤可分为核心区选取、阻力面构建、潜在廊道识别三部分。GI生态系统服务研究中,生物物理量模型与经济计量模型广泛应用于调节、供给与支持服务评价中,而文化服务评价则将问卷调查作为基础数据获取的重要途径。另外,生态系统服务需求研究涉及到生态系统服务的实际需求与使用偏好,相关定量评价方法以及成果的实际应用有待进一步探索。GI景观可持续性研究中,在明晰GI提供的生态系统服务总量的基础上,服务间权衡与协同效应已成为GI规划中的重要考量,而情景规划可以有效模拟GI生态系统服务的动态变化。最后,GI规划应将提升景观可持续性作为规划目标,据此研究提出了重视格局与过程相互影响机制的基础研究、加深GI生态系统服务需求端研究、明晰生态系统服务间协同与权衡效应、将GI与实际规划结合四项研究展望。     

城市家庭食物消费差异的实证研究——以郑州市为例

食物消费是人类最基本的消费行为。以中原地区典型城市郑州市为例,通过问卷调查和跟踪称重方法,获取了309户城市家庭的一手食物消费数据,定量分析了现阶段我国典型城市家庭食物消费的差异。研究表明：（1）郑州城市家庭人均食物消费总量为372.32 g/餐。其中,植物性食物的消费量约为动物性食物的3倍。（2）三个样本城区中,惠济区水产品和水果的人均消费量远低于金水区和二七区;收入水平较高的家庭,蔬菜、主食的人均消费量占人均食物消费总量的比例趋于减小,而水产品、奶类和水果的比例趋于增加;人口规模较小的家庭比规模较大的家庭人均食物消费量大。（3）通过与中国居民平衡膳食宝塔推荐的食物摄入量对比发现,郑州城市家庭主食类和蔬菜类消费量合理,畜禽肉和蛋类的消费量过高,粗杂粮、水果、奶类和大豆摄入不足。实证研究为进一步准确获取居民食物消费基础数据提供了参考,并为相关政策的制定提供了科学依据。     

北山地区大气降水中水化学及稳定同位素特征

为揭示甘肃北山地区大气降水的水化学及同位素特征,利用2012~2019年度采集的97件大气降水样品,采用相关性分析,富集因子,气团后向轨迹分析等多种方法对北山地区稳定同位素变化特征及其影响因素,降水中主要离子变化特征,不同离子来源及贡献,水汽来源进行了分析.结果表明,北山地区区域降水线的斜率与截距均高于张掖地区大气降水线;该区降水中稳定同位素比率明显受季节性,温度和高程效应的影响,在年尺度下,降雨量效应不明显;该区降水中氘盈余变化较大,雨季降水中氘盈余显著小于旱季降水中氘盈余值;北山地区大气降水的水化学型主要为HCO₃·SO₄-Ca和HCO₃-Ca型,降水中离子浓度具有明显的季节性变化,降雨量的增加对离子浓度具有一定的稀释作用;Na⁺受海源和陆源物质的双重影响;绝大部分的Ca²⁺,K⁺,HCO₃^-和部分Mg²⁺来源于陆源,SO₄^2-与NO₃^-的主要来自于人类活动输入;区内冬夏季水汽来源基本一致,来源于西北方向的季风源是北山地区最主要的水汽来源.研究成果可为我国高放废物地质处置库选址和性能评价以及未来地下处置库建设提供依据,也有助于丰富西北干旱区的水文循环过程研究.     

南海岛礁海洋环境中典型不锈钢浪花飞溅区腐蚀规律

目的 研究南海岛礁环境浪花飞溅区中典型不锈钢的腐蚀规律.方法 在南海岛礁进行现场腐蚀试验,利用表面微观形貌观测、腐蚀产物分析及失重测试等手段,对比分析了304、316L和2205不锈钢在浪花飞溅区中的腐蚀形貌、腐蚀速率和腐蚀深度.结果 在浪花飞溅区,304不锈钢的腐蚀速率最大,316L不锈钢次之,2205不锈钢最小;在浪花飞溅区304不锈钢和316L不锈钢局部腐蚀主要以点蚀和缝隙腐蚀为主,2205不锈钢耐腐蚀性良好,局部腐蚀不明显;三种不锈钢的腐蚀产物主要包括 α-FeOOH、γ-FeOOH、γ-Fe2O3.结论 三种不锈钢的腐蚀产物基本相同,但2205不锈钢腐蚀速率变化趋势与另外两种不锈钢明显不同.     

西沙海洋大气环境中典型材料腐蚀形貌识别

目的获得西沙海洋大气环境中典型材料的表面腐蚀形貌参数,分析其腐蚀规律。方法采用室外大气暴露试验,研究5052铝合金、304不锈钢和EH36低合金钢在西沙海洋大气环境中的腐蚀形貌及腐蚀规律,并采用图像数字处理方法识别试样表面腐蚀特征。结果 EH36钢的大气腐蚀形貌以均匀腐蚀和腐蚀坑为主,而5052铝合金以及304不锈钢以点蚀为主,EH36低合金钢的腐蚀速率明显高于5052铝合金和304不锈钢。三种典型材料腐蚀面积百分比与腐蚀坑面积百分比的变化趋势相同,5052铝合金和EH36低合金钢的腐蚀面积百分比和腐蚀坑面积百分比与二者腐蚀速率变化规律一致,而304不锈钢的腐蚀面积百分比和腐蚀坑面积百分比与其腐蚀速率变化规律相反。5052铝合金和EH36低合金钢1年周期试样的腐蚀坑数目均大于2年周期试样,而对于304不锈钢,1年周期试样的腐蚀坑数目与2年周期试样差别不大。结论西沙大气环境中,三种典型材料的腐蚀速率、腐蚀面积百分比、腐蚀坑面积百分比均有明显不同,对同一种材料,其正面的腐蚀面积百分比、腐蚀坑面积百分比、腐蚀坑数与背面也有较大差别。     

地下水DNAPLs污染修复多相流模拟的替代模型

应用克里格法、支持向量回归法、核极限学习机法建立多相流模拟模型的替代模型,并应用集对分析法建立组合替代模型,通过将多种替代模型进行对比,分析不同替代模型在地下水DNAPLs污染修复多相流模拟问题中的适用性.结果表明,3种单一替代模型中,克里格模型的精度最高,其次是核极限学习机模型,最后是支持向量回归模型;应用集对分析原理建立集对权组合替代模型,与单一替代模型相比,其模拟模型的逼近精度更高,且提升效果十分显著,平均残差和平均相对误差分别为0.4009%和0.5373%;集对权组合替代模型运行一次仅需1.5s,选择组合替代模型代替多相流模拟模型进行地下水DNAPLs污染的修复方案优选分析,能够大幅减小模拟-优化过程的计算负荷,并保持较高的计算精度.     

黄土区沟道泥沙微生物群落变化特征及其影响因素

在黄土高原沟壑区,通过16S rRNA基因片段和ITS高通量测序,研究沟道泥沙中细菌和真菌群落在上-中-下游的变化特征.结果表明：与沟头相比,把口站的细菌群落中拟杆菌门（Bacteroidetes）与厚壁菌门（Firmicutes）的相对丰度分别增加6.6%和10.5%,而变形菌门（Proteobacteria）的相对丰度降低15.1%;真菌群落中担子菌门（Basidiomycota）的相对丰度增加7.7%,而子囊菌门（Ascomycota）降低30.2%;泥沙中黏粒含量与细菌丰富度（Chao1指数）和多样性（Shannon指数）之间显著负相关（P<0.05）,与真菌的丰富度和多样性无显著相关性;细菌和真菌群落多样性和丰富度的空间差异与SOC、Olsen-P的变化有关（P<0.05）.因此,泥沙中颗粒组成物和养分含量可能是影响沟道微生物群落变化的主要因素.     

区域地下水环境演化的分子生物学特征——以太行山前平原浅层水为例

以太行山前平原大沙河流域的典型区域浅层地下水为研究对象,沿岸布点采集样本94组,采用基于16S rRNA基因的高通量测序技术,以硝酸盐、溶解氧、化学需氧量为环境因子,分析指示环境因子演化的微生物群落结构特征及功能性指示菌属.结果显示：采用累积概率分布法将样品分为背景（B）、硝酸盐污染（N）、有机污染（O）、有机硝酸盐复合污染（O_N）4组,该分类与地下水质量标准的I类、Ⅱ类水分类相近;污染使种群结构趋于一致,且有机污染可使微生物群落丰富度降低;不同污染类型导致环境演化的功能性指示菌属分别为：Micromonospora和unclassified_f_Micromonosporaceae指示有机污染,Chryseobacterium和Streptomyces指示硝酸盐污染,Pseudomonas和Microvirgula指示硝酸盐和有机复合污染.以上构建的分子生物学方法可为区域环境调查及微生物修复提供理论依据.     

胞外聚合物和信号分子对厌氧氨氧化污泥活性的影响

为了探究胞外聚合物（EPS）对厌氧氨氧化颗粒污泥活性的影响,分别向厌氧氨氧化颗粒污泥中投加30mg/L的总胞外聚合物（IN-EPS）,松散结合型胞外聚合物（LB-EPS）和紧密结合型胞外聚合物（TB-EPS）.结果表明,3种EPS均可提高厌氧氨氧化颗粒污泥的活性.对于添加了IN-EPS,LB-EPS和TB-EPS的实验组,厌氧氨氧化颗粒污泥的氨氮去除速率分别增加了6.68%,10.5%和19.29%,厌氧氨氧化菌的生长速率分别增加了18.25%,21%,16.3%.三维荧光光谱法分析发现3种EPS的组成基本相同,以芳香族蛋白质和可溶性微生物产物为主.对EPS中的高丝氨酸内酯类（AHLs）信号分子进行检测,发现EPS中含有3种信号分子,分别是C4-HSL,C6-HSL和C10-HSL,外源投加这3种AHLs到厌氧氨氧化颗粒污泥中,结果发现C4-HSL和C6-HSL可以提高厌氧氨氧化颗粒污泥的活性和生长速率,这是EPS可以提高厌氧氨氧化菌活性的原因.     

黑龙江省穆棱河流域鱼类物种多样性研究

2015年5月、7月及10月对穆棱河流域的鱼类种类和分布进行了野外调查,设置鱼类采样点28个.确定穆棱河水域共有鱼类46种,隶属于5目11科,其中鲤形目,有31种,占鱼类总种数的68.89%;其次是鲑形目,含有5种;鲶形目和鲈形目均含4种;而七鳃鳗目仅含一种.穆棱河流域的全年平均综合污染指数、鱼类物种多样性指数Shannon-Wiener、Pielou均匀度指数及Margalef丰富度指数分别为I=1.10、H'=1.97、J'=0.36、D=1.16.穆棱河水质全年整体呈现中污或重污.典范对应分析结果表明,三个季节影响鱼类物种的水环境因子各不相同,春季pH值、COD_Mn、DO、Fe³⁺、TN、ORP;夏季Fe³⁺、ORP、TN、pH值、TD;秋季WT、NO₂^--N、COND、NO₃^--N.