藻华聚集的环境效应:对漂浮植物水葫芦光合作用的影响

利用适应性强、生物量大的水生植物来净化污染水体,已成为目前水体生态修复的一种快捷有效的方法.然而,在夏季蓝藻水华严重聚集的水体,藻华聚集后对水生植物的生理生态影响及其环境效应,尚缺乏系统研究.本研究以水葫芦为代表,模拟在高温阶段(水温WT25℃)、水华严重聚集时,对水葫芦的光合作用的影响进行研究,以揭示蓝藻水华聚集后造成的浅水生态系统中水生植物消亡的深层机制,并为减轻藻华聚集对水生植物的不良影响、充分发挥水生植物的水体净化功能提供理论依据.结果表明,藻华聚集会很快消耗掉水生植物根区内的溶氧,呈现缺氧状态(DO0.2 mg·L-1);植物根区内ORP出现明显下降现象,实验进行1 d后低于-100 m V,实验结束时达-200 m V,水体呈现强还原环境.与对照相比,根区内p H值低0.7个单位.藻华细胞在死亡、分解后释放大量的无机营养盐于水体中,植物根区内的NH+4-N含量比对照实验中高102倍;较高的NH+4-N含量(平均为45.6 mg·L-1)加之缺氧的协迫作用,导致植物机体受到破坏,植物的光合作用能力严重下降.叶片的平均净光合速率仅为对照的0.6倍,实验结束时其光合速率Pn为3.96μmol·(m2·s)-1,而同期对照实验的叶片净光合速率Pn为22.0μmol·(m2·s)-1;叶片蒸腾速率仅为对照的0.55倍,至实验结束时其蒸腾速率为1.38 mmol·(m2·s)-1,同期对照实验的叶片蒸腾速率为7.61 mmol·(m2·s)-1,表明藻华长期的聚集对植物产生了不可逆的伤害作用.在实际生产中,要避免蓝藻的严重堆积和快速消亡,以减轻藻华暴发对植物的伤害,充分发挥植物的水体净化功能.     

雷管壳体安全检测过程的模拟与检测时间的确定

采用数值模拟与现场试验相结合的方法,分析了带缺陷雷管在气压检测过程中气体的泄漏过程,确定了最佳的检测时间。采用Fluent建立了缺陷雷管正气压检测模型,分析了缺陷在不同位置处的气体泄漏过程,研究了气体泄漏过程中,雷管内部气压的分布及其随时间变化过程,结果表明:距雷管顶端的缺陷因尺寸较大,所以该泄漏点的压强要大于侧壁处,而气体泄漏流速小于侧壁处,综合分析缺陷处和雷管内部的气体压降过程及试验,可确定4s为最佳的充气时间,5s作为最佳的雷管质量诊断时间。     

岸线码头密度对河道水动力和污染物输移影响分析——以武汉河段为例

为研究岸线码头密度对河流水动力变化及污染物输移的影响,以武汉河段为例,基于Mike21模型建立了适用于该河段的平面二维水动力-水质模型,计算了长为9.6 km的岸线范围内布置不同密度码头群后引起的附近区域内水位、流速变化以及突发水污染事故后的自净能力变化,从空间差异性、最大变幅等角度对比了三者的差异,并归纳了码头密度与水动力条件、污染物浓度变幅之间的关系.结果 表明:(1)随着码头密度增加,工程区上游水位变化较流速更敏感,工程区及下游局部位置水位变幅较小,而流速变化较为敏感,表现为前沿主流区流速增大,近岸区流速减小;当码头密度大于1.25～2.5座/km的临界范围后,水动力条件随码头密度的变幅逐渐减缓.(2)修建码头后,受水动力变化影响,工程区河段上游污染物浓度变化呈"峰前减、峰后增",但工程区下游呈"峰前增、峰后减"的特征;工程区间内表现为主流区浓度增大、近岸带浓度减小、高浓度滞留时间总体增加的变化特点.(3)受码头工程群影响,无论是区间整体上,还是局部范围内,污染物浓度相对水动力条件变幅更大,对河段内水源地的取水可能造成不利影响.以上认识对于河流岸线开发利用规模选取和效应评估具有参考意义.     

逆流萃取+臭氧氧化联合工艺处理油基岩屑的效果

为解决页岩气开采过程中产生的油基岩屑的资源化、无害化处理问题,采用逆流萃取+臭氧氧化联合的方法对其进行处理,并分别对逆流萃取、臭氧氧化环节的工艺参数进行了优化。结果表明,在最优条件下,经过处理后的油基岩屑的含油率可由原始的39.42%降低到0.18%,达到了GB 4284-2018中规定的处置要求,处理过程中回收的油分可重新用于配制钻井液。通过对油基岩屑固相的表征,发现其具备臭氧催化氧化催化剂的明显特征,是一种天然的臭氧催化氧化催化剂,并从反应动力学角度对臭氧氧化环节的反应特性进行了定量分析。结果表明,其满足一级反应动力学特征,反应活化能为6.194 kJ·mol~(-1)。以逆流萃取+臭氧氧化为核心的联合工艺为油基岩屑的资源化、无害化处理提供了参考。     

砒砂岩区不同留茬高度及坡向下沙棘根系分形特征

为提高内蒙古砒砂岩区沙棘(Hippophae rhamnoides)人工林根系的生长能力,对东(E)、南(S)、西(W)、北(N)不同坡向沙棘植株进行了距地表0、10、15、20 cm(即a、b、c、d)留茬高度处理,而根系分形特征是植物根系构型应对环境异质性的表型可塑性,为反映沙棘根系对不同坡向不同留茬生长环境的适应...     

小尺度上蜜蜂传粉服务与耕地利用集约水平之间权衡关系研究

传粉作为重要的生态系统服务之一,对维持野生植物群落和粮食生产至关重要。近年来随着全球农业投入迅速增加,耕地利用集约化程度大幅提高,昆虫传粉能力受到严重影响。由于全世界约2/3的主要粮食作物依赖传粉服务,因此传粉服务的下降将威胁着全球粮食安全。然而,传粉服务与耕地利用集约水平的相互关系有待在全球各地区进行进一步验证,尤其在中国这种农业大国。以鄱阳湖滨湖区典型村落为研究对象,基于高精度土地利用数据、传粉蜜蜂生物物理数据、区域社会经济以及实地调研数据,采用InVEST模型、GIS分析工具、数理统计和回归分析方法。定量揭示小尺度上耕地集约利用与蜜蜂传粉服务之间的权衡关系。结果显示:(1)研究村落2000年和2013年蜜蜂传粉服务丰度平均值分别为0. 127和0. 108,期间下降幅度为15. 50%。总体上,研究村落蜜蜂传粉服务有较明显的削弱。(2)受退耕还林、退田还湖以及耕地撂荒等因素的综合影响,研究村落耕地利用区域减少了37. 66 hm~2,约占村落土地总面积的13. 55%。但由于农药、化肥、机械以及劳动力等投入的增加,该村各耕地利用类型的集约度分值均有大幅度提高,增幅均高达2倍以上。(3)耕地利用集约度变化与蜜蜂传粉服务变化回归系数为-0. 164,两者呈负相关关系,也即两者之间存在此消彼长的权衡关系。研究村落耕地利用集约度的提高削弱了蜜蜂传粉服务功能。     

盾构隧道施工对邻近建筑物差异沉降与扭曲变形影响分析∗

针对盾构隧道施工侧穿既有建筑物问题,结合南京地铁一号线北延段工程,以盾构隧道侧穿某浅基础建筑物为研究对象,通过对建筑物沉降实测数据进行分析,并利用Plaxis 3D 软件建立数值模型,研究了隧道距建筑物不同水平距离和盾构以不同角度穿越对建筑物差异沉降与扭曲变形特征的影响。结果表明：随着盾构开挖面逐渐接近建筑物,建筑物差异沉降及扭曲变形逐渐增大;差异沉降量在盾构机通过时达到最大值,之后趋于稳定,而扭曲变形峰值出现在盾构开挖面到达建筑物中点截面位置时,随后逐渐减小;当建筑物中心至隧道轴线的水平距离与隧道外径之比L/D=0.5~2 时,建筑物差异沉降量较大,在L/D=1.5 时达到峰值;当盾构穿越夹角从θ=0°增大至θ=90°时,建筑物最大差异沉降量不断增加,而最终扭曲变形值则先增大后减小,在θ=45°时扭曲变形达到峰值。研究结果可为盾构隧道侧穿浅基础建筑物时相关类似工程提供参考。     

鄱阳湖湿地现状问题与未来趋势

近年来鄱阳湖秋冬季水文呈干枯态势,湿地生态系统及其关键因子也发生了变化。如何合理保护和利用鄱阳湖湿地引起各方关注。系统综述了鄱阳湖湿地生态系统在水文、江湖关系、水质、水鸟栖息地、渔业资源等方面存在的问题,梳理了引起这些问题的外部和内部因素。针对"一切照常"和"水位调控"两种情景,预测了湿地未来的变化趋势,并指出了当前研究中的不确定性问题。研究认为:鄱阳湖秋冬季的低枯水位,对水质、湿地植被、水鸟栖息地以及鱼类食物资源和"三场"(即:产卵场、洄游通道、索饵场)产生了一定不利影响。建议通过模型模拟和情景预测来分析不同调控方案的影响效果,优化调控方案、将生态系统的负面影响降到最低。     

长江集装箱港口岸线利用空间格局及其对资源环境的影响

长江岸线资源是沿江地区社会经济发展的重要支撑,同时其处于水陆交界地带有着无法替代的生态价值.通过遥感影像解译和相关数据资料汇总分析现代化航运组成之一的集装箱港口岸线利用格局,探究其对生态保护岸段的影响及成因,讨论如何合理组织港口岸线以实现绿色发展.长江集装箱港口岸线规模研究时段内大幅提升,上中下游分别形成各自较为密集的分布区域,集装箱港口更替以小型减量为主并将增量重心向大中型倾斜;港口岸线利用持续增长加速对保护岸段侵占,中小型港口为最主要占用类型,部分既有港口因所在城市大部分可利用岸段位于保护区内而留存;集装箱港口开发利用与保护间关系演变存在阶段性,岸线资源管理缺乏统筹协调,两者间冲突不可避免并已大量发生,但研究时段内港口扩张逐渐放缓、矛盾出现缓和,今后需更细致进行港口开发与岸线保护工作,提升综合管理能力.