干旱区绿洲城镇扩张对耕地空间影响及预测——以河西走廊区域为例

绿洲城镇是干旱地区人类活动最剧烈、人口集聚度最高、“人—地”关系矛盾最为突出的生态环境脆弱区。受全球气候变化影响及西部大开发战略推动,区域城镇与绿洲耕地之间的动态变化及利弊权衡成为当前关注的热点。基于1990—2015年多时相遥感影像数据,以典型绿洲城镇河西走廊为研究区,引入Markov和ANN-CA模型对河西走廊城镇用地与耕地的时空动态转换特征与规律展开探索,揭示了城镇扩张对耕地的影响过程与机制。研究结果表明：（1）河西走廊土地总体以未利用土地和草地为主,城镇用地与耕地仅占区域总面积的0.63%、6.35%,且城镇与耕地面积共同经历了先减少后增加的“V”型变化趋势。（2）1990—2015年河西走廊城镇面积扩张了1.53倍,其中15.67%的城镇扩张用地来自耕地占用,其他主要来源于草地,沙漠和戈壁等未利用土地。另外,区域内5个地市城镇扩张的耕地占用差异较大。（3）结合Markov与ANN-CA模型的模拟和预测结果表明,2015—2030年河西走廊79.77%的城镇扩张用地将来源于周边耕地,且城镇空间扩张方式以外延扩展为主,未来耕地被城镇侵占压力较大。研究结果将为干旱区相似区域空间规划和耕地保护提供决策支持。     

氮磷比对湖泊富营养化模型参数敏感性的影响

运用Morris方法研究了蓝藻暴发期不同氮磷比条件下,巢湖富营养化模型中蓝藻、溶解有机碳、营养物和溶解氧的参数敏感性.结果表明：蓝藻的敏感参数随氮磷比不同有显著差异;氮缺乏情况下,蓝藻对氮转化过程相关参数较敏感;磷缺乏情况下则反之.在任何氮磷比条件下,溶解有机碳、营养物和溶解氧等非生物变量都是对直接参与其自身转化过程的参数最为敏感,它们在不同氮磷比情况下的敏感参数差异较小.相比较蓝藻生长过程的参数,基础代谢过程的参数对所有变量的影响都更强.此外,各个参数的敏感性与它们的相互作用强度呈显著正相关,且这种相关性在极端氮或磷缺乏情况下尤为显著.本研究的结果有助于深入理解湖泊富营养化现象、改善富营养化模型模拟效果和精度.     

汾渭平原吸收性气溶胶时空演化及潜在源区分析

在绿色发展理念的带动下,全国多地的空气质量逐渐改善,但汾渭平原大气污染程度逐年走高,颗粒物污染尤为严重.利用OMI/Aura OMAERUV L2气溶胶数据集和PM_2.5站点数据,采用空间自相关分析及后向轨迹模型等方法,探索2005~2019年汾渭平原吸收性气溶胶的时空演化过程,揭示其高值极主导类型以及污染物传输路径和潜在源区.结果表明：①2005~2019年汾渭平原吸收性气溶胶指数（absorbing aerosol index,AAI）年均值波动上升,2006、2013和2017年为汾渭平原AAI高值转折点,年均值均大于0.63;西安和临汾AAI空间稳定性较差为高高聚集极点,在15年间高高聚集区域面积增长15.3%,空间分布更加集中,形成由西安和临汾两极相连的条带状分布区域,占区域总面积的24.2%;低低聚集区域面积锐减6.2%,转变为无特征区域.②汾渭平原AAI冬季数值最高、覆盖区域最广,在临汾极和西安极突破0.8,研究区AAI大于0.6的区域占比91.5%,其次为春季（AAI>0.4）、秋季（AAI>0.3）,夏季全境低值.汾渭平原AAI高值受大气扩散条件、气温和降水量变化影响显著.③利用后向轨迹和潜在源贡献模型得出西安极和临汾极污染物的远距离输送气团来自西北方向,近距离输送气团来自偏东和偏南方向,结合源区下垫面类型确定两个远距离沙尘传输源区（西北风源、北风源）、两个碳质源区（东风源和南风源）和一个沙尘和碳质共同作用源区（黄土高原源）.其中西北风源、黄土高原源和南风源对西安极影响显著,东风源和黄土高原源对临汾极影响显著,临汾极虽受一定程度西北风源和北风源沙尘影响,但影响较小,结合CO空间分布和其与AAI相关性系数的空间分布得出,临汾极吸收性气溶胶为碳质主导,西安极为沙尘和碳质共同作用.     

Spatiotemporal variations of ambient air pollutants and meteorological influences over typical urban agglomerations in China during the COVID-19 lockdown

To investigate the air quality change during the COVID-19 pandemic, we analyzed spatiotemporal variations of six criteria pollutants in nine typical urban agglomerations in China using ground-based data and examined meteorological influences through correlation analysis and backward trajectory analysis under different responses. Concentrations of PM_2.5, PM₁₀, NO₂, SO₂ and CO in urban agglomerations respectively decreased by 18%–45% (30%–62%), 17%–53% (22%–39%), 47%-64% (14%–41%), 9%–34% (0%–53%) and 16%-52% (23%–56%) during Lockdown (Post-lockdown) period relative to Pre-lockdown period. PM_2.5 pollution events occurred during Lockdown in Beijing-Tianjin-Hebe (BTH) and Middle and South Liaoning (MSL), and daily O₃ concentration rose to grade Ⅱ standard in Post-lockdown period. Distinct from the nationwide slump of NO₂ during Lockdown period, a rebound (～40%) in Post-lockdown period was observed in Cheng-Yu (CY), Yangtze River Middle-Reach (YRMR), Yangtze River Delta (YRD) and Pearl River Delta (PRD). With slightly higher wind speed compared with 2019, the reduction of PM_2.5 (51%–62%) in Post-lockdown period is more than 2019 (15%–46%) in HC (Harbin-Changchun), MSL, BTH, CP (Central Plain) and SP (Shandong-Peninsula), suggesting lockdown measures are effective to PM_2.5 alleviation. Although O₃ concentrations generally increased during the lockdown, its increment rate declined compared with 2019 under similar sunlight duration and temperature. Additionally, unlike HC, MSL and BTH, which suffered from additional (> 30%) air masses from surrounding areas after the lockdown, the polluted air masses reaching YRD and PRD mostly originated from the long-distance transport, highlighting the importance of joint regional governance.     

Application of FeIII-TAML/H2O2 system for treatment of fluoroquinolone antibiotics

Over the recent past, fluoroquinolone antibiotics (FQs) have raised extensive attention due to their potential to induce the formation of resistance genes and “superbugs”, thus various advanced oxidation techniques have been developed to eliminate their release into the environment. In the present study, the prototype tetraamido macrocyclic ligand (Fe^III-TAML)/hydrogen peroxide (H₂O₂) system is employed to degrade FQs (i.e., norfloxacin and ciprofloxacin) over a wide pH range (i.e., pH 6-10), and the reaction rate increases with the increase in pH level. The effect of dosage of Fe^III-TAML and H₂O₂ on the degradation of FQs is evaluated, and the reaction rate is linearly correlated with the added amount of chemicals. Moreover, the impact of natural organic matters (NOM) on the removal of FQs is investigated, and the degradation kinetics show that both NOM type and experimental concentration exhibit negligible influence on the oxidative degradation of selected antibiotics. Based on the results of liquid chromatography-high resolution mass spectrometry and theoretical calculations, the reaction sites and pathways of FQs by Fe^III-TAML/H₂O₂ system are further predicted and elucidated.     

妫水河湿地植物作用及调水水质响应模拟

本文基于湿地植物在河流湖泊中的物理、生化反应机制,应用MIKE21中EcoLab的编辑功能,建立湿地植物的水质模块,将植物的阻流、产氧、耗氧及微生物和植物吸收营养盐过程参与计算中,耦合湿地水动力实现水质模拟.在对妫水河表流湿地调研及监测基础上,建立妫水河下游与三里河的模型,考虑湿地植物类型、分布及水量变化下的植物有效面积等作用,定量研究工程尺度上河流湿地水动力及水质净化效果.计算中采用实测数据率定湿地植物对水质作用的关键参数,并对模拟结果进行验证.通过模拟,无循环系统对支流三里河及上游调水时,岸带湿地建设后相比建设前,下游出口处氨氮、磷酸盐和总氮的浓度下降了14.29%、 33.33%和20.00%;循环系统运行后,三里河和妫水河上游流量分别增加0.4 m~3·s~(-1),使得部分河段水位抬升,断面平均流速略有增加,三里河和妫水河的有效湿地覆盖率分别增加了144.44%和13.16%,出水口处水质与工程前相比,氨氮、磷酸盐和总氮分别下降了35.71%、 50.00%和46.67%,循环体系的建设加强了湿地净化功能.模型有机地将湿地植物分布融合进模型水质计算中,为河湖湿地生态修复、方案设计和水利调控等综合措施下的水质响应研究提供了模型方法和技术支撑.     

环境监测数据异常值的判定及处置

准确、可靠的环境监测数据是环境管理的重要现实依据，因此正确鉴别和处理异常数据是环境监测工作中的关键环节。简述了环境监测异常数据的类型和产生的原因，对异常监测数据的处理措施进行了分析。提出，应建立健全环境监测质量管理体系、重视现场采样的信息化管理、正确填写监测原始记录和加强监测数据的审核。     

基于SBR反应器的ANAMMOX工艺的启动运行

采用SBR反应器,接种好氧硝化污泥,在142 d内于较高负荷下成功启动了厌氧氨氧化反应器.反应器总氮容积负荷(以N计)为0.43 kg/m3·d,总氮去除率最高达到93.3%,平均为80.5%;氨氮和亚硝酸盐氮的去除率最高达到93.9%和99.8%,平均去除率为81.2%和85.7%.在稳定运行阶段,氨氮去除量、亚硝酸盐氮去除量、硝酸盐氮生成量三者之间的比值为1:1.38:0.18.反应器启动过程中,出水、进水pH差值的变化趋势由负到正,然后稳定在一定范围内;且污泥性状有较大变化,污泥中微生物所占比率有所提高,整个反应器中适应厌氧氨氧化运行方式的菌种增殖较快.     

湖泊富营养化模型的研究进展

湖泊的富营养化是全球普遍关注的环境问题之一.湖泊的富营养化模型是防治、修复和治理湖泊富营养化的重要决策工具.按研究的侧重点不同,将湖泊富营养化模型分为简单回归模型、水质模型、生态模型和生态-水动力水质模型,并分别回顾了四类模型的研究进展.最后指出湖泊富营养化模型的发展趋势,强调不确定理论、3S技术、耦合模型是今后湖泊富营养化模型研究的重点,应在此基础上建立通用的模拟、预测、评价和优化模型,为湖泊富营养化管理提供科学依据.     

次区域城市群协同发展时空演变及动态模拟研究——以宜荆荆恩城市群为例

建立"经济水平—交流服务—产业发展—生态文明—公共服务—科技创新"框架,以宜荆荆恩城市群为例,并与相似区域城市群对比,综合运用耦合协调度、BP神经网络模型、ArcGIS空间分析工具研究次区域城市群协同发展时空演变规律及发展趋势。结果表明:(1)宜荆荆恩城市群综合发展能力指标总体协调发展不均衡。(2)与苏锡常都市圈相比,宜荆荆恩城市群的综合协同发展水平较低,且处于波动状态。(3)在动态模拟方面,宜荆荆恩城市群2020—2025年协同水平差距将持续增大,其协同发展水平在南北方向呈倒"U"型,东西方向呈"两边低,中间高"的趋势。