基于RS与GIS的武汉城市湖泊演化研究

以武汉市主城区为例,利用1995和2005年Landsat5两期TM影像与2000和2010年Landset7两期ETM＋影像的解译结果,基于景观分形理论与GIS的空间分析功能相结合的研究方法,分别构建湖泊变化强度指数和湖泊分形维数变化指数。从湖泊面积变化和湖泊形态变化,以及湖泊水域和其他土地利用类型的转移变化特点与影响进行综合分析。来丰富湖泊演化的分析方法,并总结高速城市化背景下湖泊的变化规律,从而更深入地了解和认识人类活动因素与湖泊水域动态变化之间的响应关系,同时提出若干城市湖泊治理与管理的方式。研究结果表明,（1）15年间的湖泊水域面积总量的变化呈现萎缩的趋势,年变化量在逐渐减小,湖泊萎缩的速度得到了一定的控制。（2）1995-2010年湖泊分形维数也呈逐期较小趋势,说明湖泊几何形状趋于简单化,人为活动对湖泊的影响加大。（3）15年来主城区28个主要湖泊的变化强度指数均为负值,呈萎缩趋势。但从2000年开始,少数湖泊变化强度指数为正值,萎缩趋势得到初步的控制。（4）1995-2010年间湖泊的水域面积主要转移成为建设用地和耕地。其转移面积占转移总面积的87．02％。围湖造田和城市化率的迅速提高对城市湖泊的演化影响深刻。（5）城市化背景下湖泊面积与形态变化的规律并非完全与城市化发展速率呈正比的关系,当城市化率上升到一定的阶段后,城市内部对生态环境的保护与要求也不断提高。为改善城市环境和城市内部的生态用地,湖泊应得到立法等强制性保护。     

林下和撂荒地生境紫茎泽兰幼苗的生长特征及其种内竞争形态反应

比较研究了林下和撂荒地生境有无竞争条件下紫茎泽兰（Ageratina adenophora（Sprengel））幼苗的生长特征、生长速率、生物量和种内竞争的形态反应。结果表明：（1）2类生境条件下紫茎泽兰植株幼苗形态特征基本一致,无竞争条件下紫茎泽兰幼苗根长和叶片数明显高于在竞争条件下对应指标值;（2）同类生境中,在无竞争条件下紫茎泽兰幼苗的生长速率、生物量积累显著比在竞争条件下的高;（3）不同生境中,撂荒地生境紫茎泽兰幼苗生物量显著高于林下生境的值,在无竞争条件下,林下生境紫茎泽兰幼苗生长速率比撂荒地生境的高,而在竞争条件下反之;（4）林下和撂荒地生境紫茎泽兰幼苗植株竞争强度差异不显著,但在林下生境其地上部分的竞争强度显著大于其在撂荒地生境的值,而根的竞争强度相反。可见,紫茎泽兰幼苗在种群建立的过程中具有不同的生态适应性和形态反应,这可能是其能成功入侵不同生境的一种重要生理生态策略。     

硫酸铵施用量和温度对红壤稻田土硝化作用及微生物特性的影响

以红壤稻田土为供试土壤,设置不同硫酸铵(简称硫铵)施用量,分别在15、25、35℃条件下培养,研究短期内土壤硝化作用、微生物生物量和微生物功能多样性的变化。结果表明,在相同硫铵施用量下,不同温度处理土壤NH4+含量差异不显著;温度变化对于对照和常规硫铵用量(折纯N 120 mg·kg-1)处理土壤NO3-含量有显著影响,但对中、高量(折纯N 600和1 200 mg·kg-1)处理无显著影响。对照和常规硫铵用量处理土壤硝化速率均随温度升高而显著增加;中、高量硫铵处理土壤硝化速率普遍较低,且不同温度之间差异不显著;相同温度条件下,硝化速率随硫铵施用量的升高而降低。中、髙量硫铵处理对土壤微生物生物量碳有显著影响,且土壤微生物生物量碳随硫铵施用量的增加而显著降低;相同硫铵施用量下,不同温度处理土壤微生物生物量碳由高到低大致为25、15和35℃。BIOLOG分析显示,中、高量硫铵处理平均吸光值和多样性指数均较低,各处理中以25℃时对照处理的平均吸光值和Shannon、Simpson、McIntosh指数最大,其次为25℃时常规硫铵用量处理。过量施用硫铵有可能造成土壤生物结构和功能衰变。     

桑园土壤微生物群落功能多样性对PAHs污染的响应

为了探明桑园土壤微生物群落功能多样性与多环芳烃(PAHs)污染的关系,采用Biolog检测法研究某路域桑园土壤微生物功能多样性对PAHs污染的响应。结果表明,不同区域PAHs污染程度由大到小依次为区域2(位于区域1和3之间)、3(离公路最远)和1(离公路最近);Biolog分析发现不同区域土壤微生物对碳源利用的平均颜色变化率(AWCD)由大到小依次为区域2、3和1;区域2的Shannon指数和Gini指数均显著高于区域1和3,而区域1的Shannon均匀度显著低于区域2和3,区域2土壤微生物活性最强且群落结构最丰富,其后依次为区域3和1。主成分分析结果显示,3个区域微生物群落的生理功能差异明显,主要表现在对糖类和氨基酸类物质的代谢上。冗余分析表明,区域2土壤微生物与PAHs含量关系最密切,说明较高的PAHs含量更能激发桑园土壤微生物的生理活性,微生物群落代谢功能因PAHs污染而有所提高。     

山西芦芽山林线附近土壤水分空间分布特征及其影响因素

于2008年植被生长季,在芦芽山荷叶坪亚高山草甸及森林-草甸过渡带内布设观测样带,应用FDR土壤剖面水分测量仪测量10～40 cm深度土壤含水量,并分析其空间分布特征和影响因素。结果表明:(1)根据所处位置及地上植被状况可将样带分为林地样带和草甸样带,林地样带土壤含水量随深度增加呈先升高后降低的变化趋势,草甸样带则恰好相反。(2)10和40 cm深度为土壤含水量稳定层,20和30 cm深度为活跃层,且林地样带10 cm深度土壤含水量小于草甸样带,20、30和40 cm深度土壤含水量则大于草甸样带。(3)降雨发生后,阴坡上部树岛样带土壤含水量增幅最大,阳坡上、中、下部草甸样带土壤含水量增幅也较大;不同土层深度比较而言,10cm深度土壤含水量增幅最大,20、30和40 cm深度土壤含水量增幅较为接近,土壤含水量对降雨的响应存在1～2d的时滞。(4)10、20和30 cm土壤含水量变化值与坡度呈显著正相关,30、40 cm土壤含水量变化值与初始土壤含水量呈显著负相关,20、30 cm土壤含水量变化值与地形湿度指数呈显著负相关。研究区内土壤含水量空间分布格局及其动态变化受植被和降雨影响显著,初始土壤含水量、坡度以及地形湿度指数对其也有一定影响。     

涉及自然保护区河道的建设项目环境准入存在的问题及对策

由于河道水体的线性特征,使得涉及自然保护区河道的建设项目难以避绕,所在区域的内河运输航道、跨河桥梁和防洪设施等建设项目都面临着不同程度的法律障碍,河道水体的保护与合理利用难以兼顾.从促进水生生物多样性保护、河道两岸经济社会建设和民生协调发展的角度出发,就当前涉及自然保护区河道的建设项目环境准入中存在的下列问题进行分析:《自然保护区条例》未考虑河道水体的特殊性,自然保护区功能区划的规定不适用于河道水体类型的自然保护区,以及与河道水体相关的法律法规缺少涉及自然保护区的规定.提出包括有条件地允许一些基础建设和民生项目进入保护区缓冲区和核心区、完善涉及自然保护区建设项目的环境准入制度以及加强涉及河道水体自然保护区建设项目的环境管理的相关对策建议.     

农药含钾废渣的热解动力学

通过XRF和XRD两种测试方法对农药含钾废渣的成分进行测定,结果显示,该废渣中含有大量的氯化钾,具有很大的资源化价值.采用热重分析法,在5、10、15、20 K.min-1线性升温速率下,研究了农药含钾废渣在空气气氛下的热解特性及热解动力学.以期为农药含钾废渣的资源化处理提供理论依据.结果表明,该废渣热解过程分为3个阶段,失重率分别为4.62%、7.69%和2.55%;且3个阶段的活化能E分别为83.53、128.48和138.17 kJ.mol-1,指前因子A分别为4.79×107、2.34×1010和6.46×107s-1.     

确定空气注射技术影响半径的现场试验——以北京某焦化厂为例

以北京某焦化厂地下水污染场地为例,设计和建立了一套由1口注射井、3口地下水监测井和5口土壤气监测井组成的现场试验系统,并进行了现场注气压力与流量测试,地下水压力响应测试,溶解氧测试,氦气示踪测试与土壤气测试,确定了试验区域的最佳注气压力与流量和影响半径.注气压力与流量测试确定了最佳注气压力与流量为0.03MPa, 23.2m3/h.在最佳注气条件下,地下水监测井G3、G5、G8中,水位分别在10,15,15min后上升到最大值0.36,0.11,0.04m,地下水溶解氧浓度分别在60,65,75min后增加到7.35、2.47、0.74mg/L,以上结果表明,G3和G5响应较明显,G8响应不明显.土壤气监测井S2、S4、S5中氦气浓度分别在10,7,6min后达到最大值83%、13%、41%,S6中氦气无检出;S2、S3、S4、S5、S6中O2浓度分别上升到19.9%、19.6%、19.2%、19.0%、16.6%,以上结果表明,S2~S5响应较明显,S6响应不明显.综合分析以上4种测试结果,确定试验区域的影响半径为5m.     

草地退化对三江源区高寒草甸生态系统CO2通量的影响及其原因

为了揭示草地退化对三江源地区高寒草甸生态系统碳通量的影响,利用涡度相关技术,于2006年12月1日~2007年11月30日对三江源地区的退化高寒草甸生态系统的碳通量及生物和环境因子进行观测.结果发现:草地退化对高寒草甸生态系统的碳通量产生了深刻影响,与未退化的高寒草甸生态系统相比,退化高寒草甸生态系统全年总初级生产力(GPP)下降了36.6%,全年生态系统呼吸(Reco)下降了7.9%,全年净生态系统CO2交换(NEE)也由退化前的负值(碳吸收)转变为正值(碳排放),二者相差132.5gC/(m2·a),生态系统由原来的碳汇转变为目前的碳源.这些变化与高寒草甸退化后,生态系统植物地上生物量锐减、植物生长期缩短(NEE<0的天数)、植物多样性下降、土壤含水量降低等因素密切相关.     

多环芳烃污染对桑园土壤微生物结构及种群多样性的影响

采用磷脂脂肪酸(PLFAs)分析法和变性梯度凝胶电泳(DGGE)考察了受多环芳烃(PAHs)污染的桑园3个区域的土壤微生物群落结构及种群多样性的变化.PLFAs分析结果表明,区域2中微生物PLFA总量最高,主要为细菌和真菌;聚类分析揭示,土壤中微生物的PLFAs主要分为3大类群;冗余分析表明,土壤PAHs污染程度对土壤微生物群落结构有一定的影响.DGGE指纹图谱分析结果显示,在PAHs污染较高区域,其电泳条带较多,且3个区域中Shannon指数和Simpson优势度差异达显著水平,区域2种群优势度较高;主成分分析表明,不同区域微生物的种群结构存在显著性差异.