库布齐沙漠油蒿灌丛土壤呼吸速率时空变异特征研究

利用Li-840红外气体分析仪和Li-6400-09土壤呼吸气室组装而成的动态密闭土壤呼吸测定系统,于2006年生长季对内蒙古库布齐沙漠油蒿(Artemisia ordosica)生态系统2种不同类型土壤的土壤呼吸速率进行了野外测定,分析了日动态、季节动态及其对环境因子的响应,并阐述了油蒿灌丛空间异质性的特征.结果表明,油蒿灌丛的土壤呼吸速率日动态呈单峰曲线,在12:00左右有最大值.在适宜的水分和温度条件下,生长季里土壤呼吸速率在7～8月份出现最大值.土壤呼吸速率的季节动态与土壤含水量有显著的相关关系,表明水分是限制生长季干旱区灌丛土壤呼吸的最重要因子,分别可以解释油蒿冠幅下土壤和裸地的土壤呼吸速率2006年主要生长季节(5～9月)变化的75%和77%.油蒿灌丛土壤呼吸速率在空间尺度上存在着显著的异质性.油蒿冠幅覆盖下的土壤呼吸速率季节平均值为(155.58±15.20) mg·(m²·h)^-1,要显著地大于灌丛间裸地的数值(110.50±6.77) mg·(m²·h)^-1.2种不同类型土壤的土壤呼吸速率是由于根生物量的差异引起的,根生物量可以解释2006年生长季库布齐油蒿灌丛土壤呼吸速率空间异质性的43%.结果表明,在植被覆盖度异质性较大的灌丛生态系统中,要准确定量生态系统碳的释放时,必须充分考虑小尺度上土壤呼吸的空间异质性.     

排桩几何参数对其隔振半径的影响试验研究

通过室外试验的方法、从二维角度入手并将排桩参数与瑞利波波长建立联系研究了几何参数变化时隔振半径的变化。结果表明:单排桩可取得整体性的隔振特点,并且隔振效果最佳的区域在桩后较近的距离;桩长增加可使其隔振效果提升且隔振半径随桩长与波长比值的增加而增加,当桩长与波长比值小于0.320时,隔振半径为0;随比值增加到0.820左右,隔振半径增加到约0.680 m。桩间距的增加可使其隔振效果变差,隔振半径随桩间距与波长比值增加而降低,当比值达到0.300~0.430时,隔振半径长度降为0。振源距离增加可使得排桩隔振效果增强,而隔振半径随振源距与波长比值增加而增加,当比值在0.165~0.305的范围内时,隔振半径为0;随比值增加到0.808左右,隔振半径的长度增加到约0.512 m。     

不同水文情景下白洋淀水体好氧反硝化菌群对水质因子的动态响应

为探究不同水文情景下白洋淀水体好氧反硝化菌群的演变规律和驱动机制,基于水质调查和高通量测序技术,进行了水体水质因子分析、好氧反硝化菌群α多样性分析、物种组成和网络分析.结果表明,白洋淀水体呈弱碱性,丰水期水体T最高,DO最低,冰封期T最低,DO最高.白洋淀水体在枯水期、丰水期、平水期和冰封期下NH₄⁺-N、NO₂^--N、NO₃ ^--N、TN、高锰酸盐指数、Fe和Mn之间均存在显著差异（P < 0.01）,其中TP在不同水文情景下不存在显著差异（P > 0.05）.不同水文情景下水体中最大的细菌门类为Proteobacteria,相对丰度较高的属为Magnetospirillum、Aeromonas、Pseudomonas、Azospirillum和Bradyrhizobium.此外,好氧反硝化菌群的α多样性均存在显著差异（P < 0.001）,冰封期菌群丰富度最高,枯水期和冰封期菌群的多样性和均匀度最高.经RDA、Mantel分析,菌群的水质驱动因子在不同水文情景下有所差异,枯水期菌群的水质驱动因子为pH、NO₃^--N、NO₂^--N和高锰酸盐指数,丰水期菌群的驱动因子为pH、T、DO、NO₂^--N和TP,平水期的驱动因子为NO₂^--N、Fe和高锰酸盐指数,冰封期菌群的驱动因子为NO₃^--N和NO₂^--N.网络分析表明与水质驱动因子相关的物种存在时间差异,枯水期与水质驱动因子相关的属为Magnetospirillum、Aeromonas和Azoarcus,与丰水期相关的属为Magnetospirillum、Pseudomonas和Aeromonas,与平水期相关的属为Magnetospirillum、Pseudomonas和Limnohabitans,与冰封期相关的属为Magnetospirillum、Azoarcus和Pseudomonas.不同水文情景关键水质因子（主要是T、DO、NO₃^--N和高锰酸盐指数）与好氧反硝化菌群之间的关联关系,随着时间演变也在逐渐发生变化.综上,通过对不同水文情景下白洋淀水体好氧反硝化菌群演变特征及环境因子驱动机制进行研究,可为认识天然环境中好氧反硝化菌群演变机制提供依据.     

基于物联网技术的滑坡监测数据自动采集系统研究∗

针对传统滑坡监测数据采集系统布线困难、自动化程度低、成本高等问题,设计了一种基于物联网技术的滑坡监测数据自动采集系统。该系统以 ZigBee 无线传感器网络、无线通信技术为核心,通过布置在滑坡体上的传感器节点采集数据。利用 ZigBee 协议和互联网将数据实时传输到监控中心,使相关工作人员及时掌握滑坡体信息。 以三峡库区八字门滑坡为例,分析了该滑坡当前监测手段的不足,建立了八字门滑坡的物联网监测系统,分别对系统的硬件组成和软件程序进行设计。针对节点能量供应和数据远程传输问题,提出将太阳能供电系统和北斗短报文模块应用到数据采集系统来弥补野外条件的不足。结合八字门滑坡的地形地质条件,优化了滑坡测点的布置方案,并开发了数据采集界面以实现监测数据的自动采集和直观显示。     

SO2衍生物对蚕豆根尖细胞不同分裂阶段的遗传损伤

研究SO2体内衍生物-亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合液[c(Na2SO3):c(NaHSO3)=3:1]对蚕豆根尖细胞不同分裂时期的遗传损伤效应；结果表明：SO2衍生物（c=0.17-15.0mmolL^-1)诱发蚕豆根尖细胞遗传损伤在细胞分裂的不同阶段有不同的表现形式。间期异常主要是微核和核芽，分裂期异常包括微核，染色体断片，粘连及滞后等，研究结果表明：SO2衍生物处理组蚕豆根尖中，间期微核细胞数，分裂期具有染色体断裂，粘连或滞后的细胞数均明显多于对照组，而且易于观察分析，可以作为环境监测指标。     

成都平原蔬菜生产中灌溉水对农药渗漏的影响研究

针对成都平原蔬菜生产中大量施用农药、大量灌水的特点,首次在国内应用欧洲官方成熟的农药评估模型——PEARL模型,研究评估了成都平原当前蔬菜生产中的灌溉方式对两种不同特性农药的渗漏的影响。杀毒矾(土壤吸附力(KOM)为0 L/kg,半衰期(DT50)为80 d)在没有灌溉条件下,其渗出土体时的最大质量浓度是190μg.L-1,而有灌溉条件下其渗出质量浓度则可达523μg.L-1,是没有灌溉条件下的2.75倍。三唑磷(KOM为200 L.kg-1,DT50为60 d)在没有灌溉条件下,其渗出土体时的最大质量浓度是0.025μg.L-1,而有灌溉条件下其渗出质量浓度为0.13μg.L-1,比没有灌溉时提高了4.2倍。不管有没有灌溉三唑磷在该地区对地下水的污染风险都很小,而杀毒矾的风险则很高。因此,农药的化学特性是影响农药渗漏的最重要的因子。在蔬菜生产中应尽量选用被土壤吸附力强、半衰期短的农药,例如:三唑磷;农药在土壤中的移动载体是土壤水,不合理的灌溉会大大地加大农药淋溶,应当多使用微喷、滴灌等节水灌溉措施,减少使用漫灌等耗水多的原始灌溉方式。     

三峡库区笋溪河流域面源污染及其与土壤可蚀性k值的关系

研究三峡库区面源污染特征及其与水土流失的关系,可为库区氮磷污染和土壤侵蚀控制提供依据.选择三峡库区库尾笋溪河流域,在流域内分园地、林地和耕地3种土地利用类型共采集126个土壤样品,并在主干和支流采集52个水质样品.根据EPIC模型计算土壤可蚀性k值,分析流域内土壤可蚀性k值对面源污染的影响.结果表明,笋溪河流域面源污染主要是氮污染,总氮均值达1.37 mg/L,氮素的主要形态为硝态氮,占总氮的71.2%;总磷浓度为0.1 mg/L.流域内土壤可蚀性k值均值为0.040,随着土层加深土壤可蚀性k值呈上升趋势;林地土壤可蚀性k值显著低于园地和耕地.笋溪河流域总氮浓度与园地和耕地0-20 cm土壤可蚀性k值有关,硝态氮浓度与耕地0-40 cm土壤可蚀性k值有关.因此,笋溪河流域面源污染严重,主要来源是耕地和园地,应实行免耕、植物篱等措施,同时减少化肥施用,增加有机肥比例,以增加土壤抗侵蚀能力,进而控制流域水土流失和面源污染.(图6参37)     

过硫酸钠氧化脱色罗丹明B——影响因素和机理

采用过硫酸钠(PDS)直接氧化和催化活化氧化脱色罗丹明B(RhB),分别考察了PDS剂量、pH、催化剂、Cl-浓度对RhB脱色的影响.结果表明,PDS在无外加催化剂下能够有效脱色RhB,pH越低,脱色率越高;当pH 2.4,PDS用量为3.5 g·L^-1,在120 min内RhB的脱色率可达92%;自由基淬灭实验表明,酸性条件下主要为PDS直接氧化脱色RhB,并存在小部分硫酸根自由基(SO₄4·-)作用.在pH 5.6、pH 8.0条件下,外加活性炭纤维(ACF)、四氧化三铁(Fe₃O₄4)、Fe₃O₄4负载型催化剂(ACF/Fe3O₄4)可促进PDS对RhB脱色;在pH 2.4条件下,外加ACF对RhB脱色的促进作用较小,Fe₃O₄4、ACF/Fe₃O₄4对RhB脱色有一定抑制作用.不同pH和催化剂处理下,低浓度Cl-(0.01、0.04 mO₄l·L^-1)对RhB脱色速率都呈现抑制作用,高浓度Cl-(0.08 mO₄l·L^-1)相对于低浓度Cl-处理都呈促进作用.不同浓度Cl-处理在反应前60 min RhB脱色速率差异较大,而反应120 min后脱色率差异较小.提出Cl-通过调控SO₄4·-脱色RhB途径来影响RhB脱色速率的机理,Cl-竞争消耗SO₄4·-降低RhB脱色速率,但经一系列反应生成的Cl2·-能与RhB快速反应而提高RhB脱色速率;Cl-对RhB的脱色反应速率的影响存在抑制-促进双重机制,且与Cl-浓度相关.研究结果为基于PDS直接氧化和催化氧化处理含盐染料废水的研究和应用提供了一定的理论依据.     

中试鸟粪石流化床反应器回收污泥强化厌氧释磷上清液中的磷及产品分析

为了探究鸟粪石结晶成粒技术在实际工程中的应用效果及回收的鸟粪石产品作为缓释肥的可能性,利用大规模中试鸟粪石流化床反应器(25 mr3·d-1)处理天津市某污泥厂污泥强化厌氧释磷上清液,探究不同培养时间下鸟粪石结晶成粒情况并系统分析收获的鸟粪石颗粒品质.结果表明,在反应周期内,磷回收率达到95％,鸟粪石颗粒平均粒径随反应...     

北京现代都市低碳农业的前景与策略

现代都市发展低碳农业是降低温室气体排放,实现国家宏观战略目标的重要组成部分.本文对低碳农业的定义、特征进行了初步阐述,认为低碳农业是通过技术改进和制度创新建立起来的一种低投、高产、低(负)碳、生态的现代农业,具有系统开放性、技术集成性、生命周期性、过程安全性四个特征.利用碳汇/源平衡方法分析北京农业现状,结果表明:目前北京农业领域的碳源与汇分别为10-20 TgCO2eq·a-1和10.23-14.16 TgCO2eq·a-1,碳源基本稳定,碳汇还有较大的发展潜力.根据北京市生态特点和未来农业的定位,发展低碳农业,在技术层面上,可以加强与种植相关的土壤碳汇建设,与养殖相关的减排和其他减排技术;在制度层面上,建立农业布局调整机制,大力发展清洁生产机制、生态补偿机制、农业准入机制和综合调节机制.预测北京低碳农业的前景,初步估算未来北京农业的碳汇潜力可以达到20-30 TgCO2eq·a-1,直接的碳源可以减少到4-5 TgCO2eq·a-1.通过发展低碳农业,不仅可以抵消农业碳源,还能抵消6%-10%总温室气体,真正起到净碳汇功能.