基于DFA法的江苏省极端降水时空分布特征研究

为进一步掌握江苏省极端降水的时空分布特征,基于该省1961-2010年均一性较好的逐日降水数据,利用去趋势波动分析法确定了全省13个站点的极端降水阈值,并通过Morlet小波及Mann-Kendall法分析了江苏省极端降水频数的振荡周期及其突变。结果表明,江苏省极端降水年频数和夏季极端降水均呈现8～10 a的变化周期,且1998年和2006年分别为其突变增加年,而秋季极端降水主要呈2～3 a与5～7 a的变化周期;极端降水与降水总量的空间分布具有较好的一致性,均呈南部大、北部小的特征。     

吉林省城市紧凑度与城市效率的时空演变及相关性

紧凑城市理念被认为可以有效提高城市经济发展效率,减少城市在开发建设、资源配置等方面的低效率。为探究我国城市紧凑度和城市效率的时空演变及两者间的相关性,本研究以吉林省地级及以上城市为研究对象,研究时间段选择为2000—2013年。研究主要分为三个部分。第一部分,运用熵值法,对吉林省地级及以上城市的紧凑度时空演变特征进行研究,研究发现,吉林省城市紧凑度平均水平较低,并且空间分布极不均衡,受区位和经济发展水平影响较大,高紧凑度城市基本位于哈大城市走廊一线。第二部分运用DEA数据包络模型,对吉林省城市效率演变特征进行研究,结果显示,吉林省城市效率在经过了长期的反复波动后于2012年步入快速增长阶段,受多种因素影响,各城市全要素生产率增长节奏迥异,但都表现出与技术进步一致的变动性,城市经济发展对新技术、新的生产要素投入的依赖较大,资源利用效率整体较低。第三部分运用R语言对吉林省城市紧凑度与城市效率的相关性进行了研究,两者间存在极弱的相关性,接着借助象限图法得出两者在不同时间段内存在一定程度的同步性,紧凑度提升时大部分城市的城市效率会出现提升,紧凑度的下降不一定有效引起城市效率同步下降。     

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。     

长江经济带城市扩张的时空特征与生态响应

量化识别城市扩张在不同发展阶段的时空特征,有助于从宏观上认知城市扩张态势,理解城市化的生态响应。以Landsat TM/OLI影像为数据源,分析了近30a（1986~2016年)长江经济带3个省级城市和4个地级市的城市扩张,包括建设用地的时空变化和扩张模式,以及扩张的生态效应。结果表明：(1)建设用地扩张量在过去30a呈线性递增过程,平均扩张速率在2006~2016年降低,表明建设用地由增量扩张向存量开发转型,但地级市的转型滞后于省级城市;(2)蔓延式扩张比例下降而填充式扩张和飞地式扩张不断增加,说明城市扩张模式由粗放蔓延型向紧凑集约型转换;(3)建设用地从快速扩张到稳定扩张的过程与植被覆盖从退化到管控的过程一致,印证了建设用地扩张与植被覆盖度的时空关联性。同时,建设用地扩张导致的生态系服务价值负值不断增加,较大幅度的降低了生态系统服务总价值。面临城市扩张进程中出现的植被覆盖退化和建设用地生态系统服务负值过大的问题,合理而有力的规划政策实施在未来城市发展中尤为重要。     

中国主要电子废物产生量估算

在分析了电子废物类型及其可能造成的主要环境问题的基础上。根据电子电器产品的销量、社会保有量以及产品寿命期等因子建立模型对我国2000-2010年间的电脑、电视机、冰箱、洗衣机、空调等5大类电子电器产品的年度废弃量进行估算。结果显示到2003年电脑年度废弃量达到447万台，总体呈增长趋势；电视机、冰箱的废弃量在2003年分别达到4229万台和976万台；洗衣机年度废弃量有一定波动。大约在2005年达到一个高峰，废弃量为1521万台；空调废弃量相对于其他家电较少，但一直处于稳步增长期。并在此基础估算了我国2003年主要电子废物中的可回收资源含量。量大而且增长较快的电子废物的处置和资源再生化将是我国电子废物管理面临的一个难题。     

我国"三废"排放的库兹涅茨曲线特征及其成因的灰色关联度分析

选取我国1985-2003年经济与环境数据。在SAS统计软件的支持下，建立我国经济发展水平与“三废”排放状况的计量模型。并对二者的关系进行曲线模拟；分析“三废”排放的库兹涅茨曲线特征。并通过计算环境状况及其影响因子之间的灰色关联度。定量剖析了我国“三废”排放的库兹涅茨曲线成因。通过以上模拟、分析、计算，结果表明：我国“三废”排放的库兹涅茨曲线并不都是标准环境库兹涅茨的倒“U”型，而是呈现倒“U”、正“U”和“三次曲线”三种类型。     

鄱阳湖典型湿地沉水植物的分布格局及其水环境影响因子

沉水植物是湖泊湿地生态系统中关键组分,调查研究沉水植物分布格局及其水环境影响因子,对于沉水植被的恢复与重建具有重要的指导意义。2013年5月初期分别对鄱阳湖典型湿地区域中有沉水植物的25个样地进行群落结构调查,采用系统取样方法对沉水植物进行调查采样并监测水环境因子,在野外调查的基础上运用GIS软件制作鄱阳湖典型区域沉水植物的生物量分布图,并采用主成分分析(PCA)和典范对应分析(CCA)方法分析其主要影响因子。结果表明:鄱阳湖湿地沉水植物以苦草(Vallisneria natans)为广布种,其中蚌湖及白沙湖以黑藻(Hydrilla verticillata)为优势种,白沙洲及乐安河龙口段以苦草为优势种,伴生种主要有金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、马来眼子菜(Potamogeton malaianus)、菹草(P.crispus)、小茨藻(Najas minor)、大茨藻(N.marina)、刺苦草(V.spinulosa)和水车前(Ottelia alismoides)等。采用双向指示种分析法将研究区沉水植物分为6个群落;5月初大部分沉水植物尚处于生长季初期,生物量相对较低,仅菹草的生物量较大;沉水植物与浮叶植物共存现象明显。主成分分析(PCA)结果显示,第一主成分中水深、总磷和溶解氧等因子的系数值较大,第二主成分中pH值、化学需氧量和水体透明度等因子的系数值较大,是影响沉水植物分布的关键因子;典范对应分析(CCA)结果显示,水深、总磷和总氮对苦草和黑藻的影响显著,水体透明度是马来眼子菜的主要影响因子。     

水培芹菜净化不同浓度沼液的试验研究

沼液是畜禽粪尿经厌氧发酵产生的发酵液,随意排放将对环境产生一定危害,有效利用将带来一定的经济效益。用沼液水培芹菜,不仅可以为芹菜提供丰富的营养物质,还能达到废物资源化利用的目的。通过生物浮床工艺,将芹菜水培于不同浓度沼液中,研究其生长特性及其对污染物的去除能力,得出用沼液水培芹菜的最佳稀释倍数。结果表明:经过80 d的种植,稀释30倍的沼液水培的芹菜生物增长量最大;随着沼液稀释倍数的增加,芹菜的茎叶部分与根部中N的质量分数越小。芹菜对稀释100倍沼液中TN的去除率最高,为94.6%;对稀释10倍沼液中TP的去除率最高,为90.6%。沼液经稀释20~50倍之后水培芹菜的TN、TP去除率都较高;稀释30~40倍沼液水培芹菜所取得的环境效益和经济效益较高。     

南通地区冰后期泥沙沉积量和环境变化的初步研究

南通地区位于长江三角洲北翼,其冰后期的环境变化以最大海侵时期为界,之前为海侵期,表现为海水入侵,陆地面积减少。之后海面趋于稳定,长江泥沙在河口地区持续沉积的作用下,表现为南通地区的逐渐成陆过程。利用收集的84个分布于南通地区及附近的钻孔剖面资料,将其按不同厚度的沉积相进行整理,结合前人研究成果,根据不同的数据基础运用IDW（Inverse Distance Weighted）插值对南通地区冰后期沉积厚度分布和环境变化过程分别进行了初步研究。结果表明：南通地区古河谷区是冰后期主要的泥沙沉积区,沉积物厚度、体积和重量大于北翼地区,北翼前缘沉积要大于后缘。冰后期古河谷区沉积泥沙4 8922×108 t,北翼地区沉积泥沙1 0453×108 t,二者之比约为47〖DK〗∶10,泥沙沉积强度之比约2〖DK〗∶1。从冰后期海侵初期到最大海侵时期,再到南通成陆的晚期,南通地区水域面积比例先由622%上升到95%,再缩减到331%,陆地面积比例先由378%缩减到5%,而后又上升至669%。尽管钻孔资料可以为南通地区有历史记载之前的时期提供宏观的环境变化框架,但由于钻孔资料在测年数据及沉积相的划分方面分辨率较低,在表现南通地区历史时期的环境变化方面存在不足,需要结合考古、文物等历史资料和土壤分布等自然地理信息进行更为详细的研究     

基于WRF模式热带气旋对西南低涡暴雨作用数值试验研究

基于WRF模式,利用发生在远距离“天鹅”台风作用下的西南低涡暴雨个例,通过修改台风动力风场,分析了不同数值试验中西南低涡降水系统对台风系统的响应。结果表明：在“天鹅”台风作用下,增强了水汽和不稳定能量的输送,导致了长时间强降水的发生;不同的台风动力风场作用下,西南低涡的移动路径具有明显的不同,降水也具有明显的区域性局地差异;在增强（减弱）台风倒槽动力风场环流作用下,低涡系统中心偏西（东）偏北（南）,相应地,低空急流输送带偏东（西）,进而导致中低层水汽和不稳定能量输送偏东（西）,以及中低层辐合带空间位置偏东（西）,进而对区域性降水空间位置产生影响,导致了降水区域局地性差异,表明远距离台风对西南低涡环流系统具有重要影响