定量评估气候变化对长江中下游地区植被GPPGS变化的影响

在区域和植被类型尺度上定量厘定气候因子对长江中下游地区生长季植被GPP（GPP_GS）的直接、间接和综合影响,可为全球气候变化背景下区域植被资源管理与恢复提供科学依据.利用MODIS GPP数据、气象数据和植被类型数据,结合Theil-Sen Median趋势分析和Mann-Kendall显著性检验探究长江中下游地区植被GPP_GS时空变化特征,并通过通径分析揭示气候因子对长江中下游地区整体和不同类型植被GPP_GS变化的直接影响、间接影响和综合影响.结果表明：①2000~2021年长江中下游地区植被GPP_GS呈波动上升趋势,上升速率（以C计,下同）为2.70 g·（m²·a）^-1 （P<0.01）.不同类型植被GPP_GS均呈极显著上升趋势（P<0.01）,其中,灌丛上升速率最高,为3.31 g·（m²·a）^-1,栽培植被上升速率最低,为2.54 g·（m²·a）^-1.②长江中下游地区GPP_GS呈上升趋势的面积占比为88.11%.不同类型植被GPP_GS呈上升趋势的面积占比均大于84%.③通径分析结果表明,降水和最高气温对植被GPP_GS的直接影响呈显著正向影响（P<0.05）,而太阳辐射呈不显著正向影响（P≥0.05）.最高气温、降水和太阳辐射对植被GPP_GS的间接影响均呈非显著负向影响（P≥0.05）.在直接影响和间接影响的综合作用下,降水和最高气温对植被GPP_GS呈不显著正向影响（P≥0.05）,而太阳辐射对植被GPP_GS呈不显著负向影响（P≥0.05）;不同植被类型上,降水是影响栽培植被GPP_GS变化的主要气候因子,最高气温是影响针叶林、阔叶林、灌丛和草丛GPP_GS变化的主要气候因子.④长江中下游地区植被GPP_GS变化主要受最高气温、降水和太阳辐射的直接影响,降水的直接影响对植被GPP_GS变化的主导区域占56.72%.研究结果可为量化长江中下游地区植被固碳潜力和全球气候变化背景下制定因地制宜的生态恢复治理政策提供参考.     

基于源导向和蒙特卡洛模型的广东省某城市土壤重金属健康风险评估

以广东省某市为研究区域,通过研究其表层土壤重金属含量及空间分布特征,明确土壤重金属污染情况和优先控制因子,为该市土壤重金属污染防治提供基础数据.对该市221个土壤样品中的重金属含量特征进行分析,并通过潜在健康风险评估（HRA）模型、PMF受体模型和蒙特卡洛模型进行潜在健康风险评估、来源解析和主控因子分析.结果发现,该市土壤重金属ω（As）、ω（Hg）、ω（Cd）、ω（Pb）、ω（Cr）、ω（Cu）、ω（Ni）和ω（Zn）的平均值分别为18.16、0.43、1.46、68.57、98.34、64.19、26.53和257.32 mg·kg^-1,变异程度为中高度变异.除Ni元素以外,土壤其余重金属元素含量均已一定程度超过广东省土壤背景值,且Cd和Zn的含量已超过国家二级标准,重金属污染已较为严重;重金属来源主要为工业源,自然母质、铅蓄电池制造、交通、人为耕作和农药化肥投入也对土壤重金属累积有不可忽视的影响;土壤重金属对儿童和成人均存在一定程度的可耐受致癌健康风险,非致癌风险可以忽略不计;儿童的潜在健康风险大于成人,主要暴露途径均为经口摄入;农药化肥投入源和As应该作为该市土壤重金属影响健康风险的主控因子,其次为混合源和Cr;重金属空间分布特征及相对污染程度存在差异,应深化分区监测管控,加强土壤的污染防治,减少土壤重金属的人为输入.     

基于空间尺度效应的山东省PM2.5浓度时空变化及空间分异地理探测

基于PM_2.5遥感数据,采用Theil-Sen Median趋势分析和Mann-Kendall显著性检验,分析2000~2021年山东省PM_2.5浓度时空变化特征,结合地理探测器,在省-市-县三级空间尺度上探测影响山东省PM_2.5浓度空间分异的影响因子影响力.结果表明：①时间上,2000~2021年山东省ρ（PM_2.5）均值在38.15~88.63 μg·m^-3之间,略微高于《环境空气质量标准》中可吸入颗粒物的二级标准限值（35 μg·m^-3）.在年际尺度上,2013年是ρ（PM_2.5）变化的峰值年,其值为83.36 μg·m^-3,据此将山东省PM_2.5浓度变化趋势分为两个阶段：持续上升和快速下降阶段.在季节尺度上,PM_2.5浓度呈现“夏低冬高,春秋居中”分布特征和先降后升的“U”型变化规律.②空间上,山东省PM_2.5浓度呈现出“西高东低”的空间分布格局,PM_2.5浓度高值区分布山东省西部地区,低值区则分布在东部半岛地区.PM_2.5浓度空间变化趋势呈现显著的空间异质性,极显著下降的区域主要分布在东部半岛地区.③因子探测结果表明,气候因子是影响山东省PM_2.5浓度空间分异的重要影响因素,平均气温对山东省PM_2.5浓度空间分异的影响最高,q值为0.512.省-市-县多尺度探测结果显示,影响PM_2.5浓度空间分异的影响因子及其影响力在不同空间尺度上具有差异性.省级尺度上,平均气温、日照时数和坡度是影响PM_2.5浓度空间分异的主要影响因子;市级尺度上,降水、高程和相对湿度是影响PM_2.5空间分异的主要影响因子;县级尺度上,降水、平均气温和日照时数是影响PM_2.5浓度空间分异的主要影响因子.     

改革开放以来中国耕地利用与粮食生产安全格局变动研究

利用农业统计数据,分析自改革开放以来我国耕地集约利用水平的时空动态格局,构建“粮耕弹性系数”来反映耕地资源变化与粮食生产的互动关系。揭示出：①耕地投入的增加和质量的提升在一定程度上缓解了改革开放以来我国耕地资源严重流失给粮食生产安全带来的压力;②自改革开放以来,全国耕地集约利用水平呈现由经济快速发展带来的普遍性提升局面,并随着经济发展程度及其增长速率由东南沿海向内陆递减,耕地集约利用水平的提升速率也呈现由东南沿海向内陆梯级递减态势,同时这种提升态势将随着时间和经济发展而出现由沿海地区向内地的推移;③耕地集约利用程度的不断提升,并不一定会带来粮食产量的持续稳定增长。耕地集约利用增长的边际效用递减特性,使得在经济较发达的情况下,粮食生产安全的保障已逐步由耕地集约利用水平的提升转向了耕地面积的保护,由此导致耕地资源的数量成为了左右粮食生产安全的关键,这也为当今制定严格的耕地保护目标和战略提供了现实的科学依据。     

添加猪粪对凤眼莲中温厌氧消化过程的影响

通过中温批式厌氧消化实验研究了添加猪粪对凤眼莲(Erichhorniacrassipes Solm.) 厌氧消化过程的影响,考察了发酵过程中pH 值、VFAs、产气情况、TS、VS、TOC、固形物成分的变化情况.结果表明,添加猪粪对凤眼莲发酵产气有促进作用,凤眼莲+猪粪的处理中VS 产气量达351.14mL/g,较凤眼莲、猪粪单一处理分别提高33.80%和420.05%.各处理间pH 值、VFAs 和TOC 分解率差异不大;TS 和VS 的数据表明,添加猪粪可以促进凤眼莲中物质的分解,固形物的元素分析和红外光谱进一步证实添加猪粪有利于凤眼莲固形物中碳水化合物的分解.     

广东大宝山复合污染土壤的改良及植物复垦

选取广东省大宝山农耕废弃污染土壤及尾矿坝土壤,采用豌豆盆栽实验,研究了施用石灰石、沸石、粉煤灰对豌豆生物量、豌豆植株内Cd、Cu、Pb 和Zn 含量、土壤中各重金属的有效态及土壤pH 值的影响.结果表明,对于农耕废弃污染土壤,3 种改良剂均能显著提高豌豆的生物量,经改良处理后,豌豆生物量为对照的2.4~2.9 倍.对于尾矿坝土壤,未改良处理时豌豆不能发芽;沸石处理时豌豆发芽后1 周后萎蔫死亡;石灰石和粉煤灰有一定的改良效果.改良处理能明显降低豌豆对Cd、Cu、Zn 和Pb 的吸收.粉煤灰与石灰石混剂处理对豌豆重金属吸收降低效果最显著,Cd、Cu、Pb 和Zn 降低率分别为94.6%,69.3%,80.6%,87.3%,混剂处理优于单剂处理.豌豆重金属含量与土壤中重金属有效态含量呈极显著相关,改良剂促进植株生长的主要原因可能是提高了土壤pH 值并释放出植物营养元素(K、Ca 和Mg 等),从而改善了土壤理化性质,同时降低了复合污染土壤重金属的生物有效性.     

天然改性淀粉絮凝剂的合成与应用

以硝酸铈铵为引发剂,通过接枝共聚反应,在淀粉(Starch)骨架上引入丙烯酰胺(AM),制得St-AM接枝物.在引发剂用量为1.1 mmol·l-1,淀粉与单体质量配比为1∶ 3,25℃下反应3h,接枝物黏度可达587.83 ml·g-1,能使煤泥水中的细泥颗粒形成较大的絮团而快速沉降,固液分离效果好.用合成的絮凝剂进行了水处理试验,结果表明,当接枝物用量为50g·t-1干煤泥,辅以凝聚剂用量1.5kg·t-1干煤泥能有效解决选煤厂煤泥水中细粒含量多、压滤处理困难的问题,滤饼水分可控制在25%,滤液浓度在60g·l-1左右,与聚丙烯酰胺(PAM)对煤泥水和高岭土悬浮体絮凝作用相比,该接枝共聚物具有价廉、无毒、絮凝效果好等特点.     

磁性阳离子型壳聚糖絮凝剂去除Cr(Ⅵ)

以二氧化硅和硅烷偶联剂(KH-570)包裹的磁性Fe3O4作为磁芯,壳聚糖(CS)、丙烯酰胺(AM)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)作为接枝单体,通过低压紫外光引发合成新型磁性壳聚糖絮凝剂(FSCAD),研究该材料对Cr(Ⅵ)的去除性能.采用傅立叶变换红外、热重分析、X射线衍射图谱和振动样品磁强计对絮凝剂进行表征,...     

长江岸线生态保护的重大问题及对策建议

作为整个长江经济带生态环境的重要组成部分和核心环节,岸线资源发挥着无可替代的重要生产、生活和生态环境功能,长江岸线生态保护是长江大保护与长江生态修复的关键所在。基于对长江岸线资源的系统调查与评估,发现了长江岸线生态环境保护存在的问题,分析了生态变化与问题的主要原因,并借鉴莱茵河经验提出了对策建议,以期为长江绿色发展与生态修复提供参考借鉴。     

连云港埒子口海域潮动力特征及其变化

为研究连云港埒子口海域潮流动力特征及其对周边海岸工程的响应,以及为治理埒子口闸下淤积问题提供参考,建立了基于有限体积法离散二维浅水方程的数值模型。采用实测水文资料对模型率定和验证,应用模型分析埒子口潮流动力特征和建设徐圩港防波堤和灌河口导堤后埒子口海域潮流动力的变化。模拟结果表明,建设工程后潮流动力变化较大,埒子口海域涨急流和落急流方向改变,涨、落潮平均流速均减小,距离工程区域越近,流速变化越大。埒子口海域潮流动力减弱将会加重上游挡潮闸的闸下淤积问题,致使埒子口排水不畅,进而增加沂北地区的洪涝风险,所以,相关部门应及时采取措施,保证埒子口排涝畅通。