A GIS-based moving window analysis of landscape pattern in the Beijing metropolitan area,China

Quantifying landscape pattern and its change is essential for monitoring and assessment of ecological consequences of urbanization. Using the GIS-based land-use data for 2002, we combined moving window analysis along an urban-rural gradient and around the urban centre with landscape metrics to quantify the spatial pattern of urbanization in Beijing. The results of moving window analysis along the urban-rural gradient indicated that, for class-level metrics, the spatial pattern of urbanization could be quantified using landscape metrics, different land-use types exhibited distinctive spatial signatures, and, for landscape-level metrics, the increase in urbanization in the metropolitan Beijing region has resulted in dramatic increases in patch density (PD), edge density (ED), and patch and landscape shape complexity, and sharp decreases in the largest and mean patch size (MPS), agriculture land-use type, and landscape connectivity. The results of moving window analysis around the urban centre showed that the direction of urbanization could be quantified using the class-level metrics, and landscape-level metrics indicated similar results to gradient analysis. In general, moving window analysis showed that the increasingly urbanized landscape became compositionally more diverse, geometrically more complex, and ecologically more fragmented.     

Emission factors of gaseous carbonaceous species from residential combustion of coal and crop residue briquettes

Experiments were performed to measure the emission factors (EFs) of gaseous carbonaceous species, such as CO₂, CO, CH₄, and non-methane volatile organic compounds (NMVOCs), from the combustion of five types of coal of varying organic maturity and two types of biomass briquettes under residential burning conditions. Samples were collected in stainless steel canisters and 2,4-dinitrophenylhydrazine (DNPH) cartridges and were analyzed by GC-FID/MS and HPLC, respectively. The EFs from crop residue briquette burning were generally higher than those from coals, with the exception of CO₂. The dominant NMVOC species identified in coal smoke were carbonyls (41.7%), followed by C2 unsaturated hydrocarbons (29.1%) and aromatics (12.1%), while C2 unsaturated hydrocarbons were the dominant species (68.9%) emitted from the combustion of crop residue briquettes, followed by aromatics (14.4%). A comparison of burning normal crop residues in stoves and the open field indicated that briquettes emitted a larger proportion of ethene and acetylene. Both combustion efficiency and coal organic maturity had a significant impact on NMVOC EFs from burning coal: NMVOC emissions increased with increasing coal organic maturity but decreased as the combustion efficiency improved. Emissions from the combustion of crop residue briquettes from stoves occurred mainly during the smoldering process, with low combustion efficiency. Therefore, an improved stove design to allow higher combustion efficiency would be beneficial for reducing emissions of carbonaceous air pollutants.     

3种克藻物质对蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidose）的组合抑制效应

通过世界经合组织推荐的藻类生长抑制实验方法,对气相色谱一质谱联机鉴定出的3种克藻物质进行对蛋白核小球藻的克藻效应的组合实验,得出棕榈酸＋琥珀酸、棕榈酸＋琥珀酸＋乙酸丁酯,这两种组合对蛋白核小球藻的克藻效应为协同作用;棕榈酸＋乙酸丁酯、琥珀酸＋乙酸丁酯组合出现拮抗作用。光学显微镜照片显示,克藻物质组合作用后,蛋白核小球藻...     

丹江口水库生态系统健康综合评价

2007年7月～2008年5月按季度对丹江口水库4个库区(丹江库区、汉江库区、取水口和五青入库区)的水环境和浮游生物进行了调查,采用生态系统健康指数(EHI)法和营养状态指数(TSI)法对该水库的生态系统健康状态进行定量的综合评价.结果表明:2007年7月～2008年5月,丹江口水库整体处于中营养状态,健康状态中等,健康状态总趋势是丹江库区>取水口>汉江库区>五青入库区;各库区生态系统健康状态存在季节性差异,丹江库区、取水口两库区全年为中等,汉江库区在夏季为较差,其它季节中等,五青入库区在冬季最差,其它季节较差.此外,对两种评价方法进行了比较,表明丹江口水库属于响应型生态系统,生态系统健康指数(EHI)适用于丹江口水库生态系统健康的评价.     

灰色聚类法综合评价滴水湖水系环境质量

将滴水湖水系看作一个灰色系统进行研究,利用灰色聚类理论,以地表水环境标准和富营养化分级标准为基础建立灰类评价体系,确定聚类指标的隶属度和标准灰类的权重,得到各聚类指标对标准灰类的聚类系数,最大聚类系数关联的等级即水体质量等级。2010年,每2周1次对滴水湖水系11个监测点的溶解氧（DO）、化学需氧量（CODMn）、五日生化需氧量（BOD5）、总磷（TP）、总氮（TN）、氨氮（NH3-N）、透明度（SD）及叶绿素a（Chl.a）进行监测,取各指标的年均值,建立灰类评价系统。结果表明：滴水湖水源大治河及引水干道随塘河处水质属于Ⅳ类～Ⅴ类,呈富营养化和极度富营养化状态;闸外引水河芦潮引河段水质类型为Ⅲ类,为富营养化水平;闸内引水河道水质总体呈现富营养化状态,水质类型为Ⅲ类;滴水湖湖区水体质量良好,水质类型为Ⅲ类,呈中营养水平。     

白光散斑法原理及其发展

白光散斑法——一种较新的用于力学实验分析的方法,从其发展历程出发,简述其在40多年里的发展历史和其目前在中国国内的发展研究现状,并就其基本原理,位移信息提取的两种方法即逐点分析法和全场分析法,做了简要叙述.简单的介绍了白光散斑法的实际测量过程,并简要总结其自身独特的优势、适用的领域和其今后大体发展的趋势.图1,参27.     

陕北黄土区陡坡土壤水分变异规律研究

土壤水分是制约陕北黄土区陡坡林草植被建设主要限制因素,深入系统的研究陡坡土壤水分变异规律是科学开展林草植被建设的重要前提。目前,陡坡不同季节、不同坡向、不同坡度的土壤水分变异规律尚未见系统的研究。为此,本研究通过观测陕北黄土区坡面尺度的自然恢复流域陡坡土壤含水量,研究分析了陡坡土壤水分季节变化规律、陡坡土壤水分垂直变化规律,结果表明：（1）陕北黄土区陡坡的土壤水分消耗期、土壤水分积累期、土壤水分消退期和土壤水分稳定期分别对应3-6、7-9、10-11和12月-次年2月;（2）0~120 cm土层中0~60 cm土层土壤含水量变化活跃。土壤水分随着土层深度的增加而增加,且各层间的差异也越来越显著;（3）基于土壤水分的垂直变化规律,陡坡的土壤水分弱利用层、土壤水分利用层、土壤水分调节层分别为0~40、40~60和60~100 cm。（4）在垂直于陡坡坡面方向上,深度大于40~50 cm的土壤层能为植被生长提供良好的土壤水分环境,有利于人工植被建设在陡坡开展。     

仿生植物附着微生物膜对污染水体氮素迁移转化效能分析

通过室外及室内控制试验,研究5种常见填料作为原材料制成的仿生植物对污染水体氮素的去除性能,结果表明,仿生植物原材料的差异将直接影响其附着生物膜特性,其附着生物膜量、硝化强度、反硝化强度以及硝化细菌、反硝化细菌均表现为：软性填料﹥组合填料﹥悬浮填料﹥立体弹性填料﹥半软性填料。水深对仿生植物附着生物膜亦有不同程度的影响,其中生物膜量随水深的增加并未表现出明显的分层效应,而生物膜硝化作用强度、硝化细菌随水深的增加逐渐降低,但生物膜反硝化作用强度、反硝化细菌则随水深的增加则呈现出逐渐增加的趋势。5种不同材质的仿生植物对水体TN、NH4＋-N、NO3--N具有较好的去除效果,去除率表现为：软性填料﹥组合填料﹥悬浮填料﹥立体弹性填料﹥半软性填料﹥对照系统。同时,仿生植物种植密度也影响其对水体氮素的去除效果,表现为CK〈7株·m-3〈13株·m-3〈20株·m-3,研究结果将为仿生植物的野外实际应用及我国城市重污染河道水质原位修复提供技术支持。     

典型全氟辛烷磺酸盐(PFOS)替代品对土壤跳虫的生态毒性

利用土壤模式动物白符跳(Folsomia candida),评价4种PFOS替代产品,包括50%的全氟丁基有机铵盐阳离子表面活性剂(简称表面活性剂)、用调聚法合成的三防织物整理剂(含固率23.7%,简称织物三防整理剂)、用电解氟化法合成的C4织物及C6织物三防整理剂的生态毒性,目的是为筛选安全高效的PFOS替代品提供科学依据。研究表明,表面活性剂与三防织物整理剂对跳虫急性毒性的LC50(7d)分别为4959和1007mg·kg-1,而C4与C6整理剂对跳虫急性毒性的LC50(7d)均大于5000mg·kg-1;表面活性剂、织物三防整理剂与C4整理剂对跳虫慢性毒性的EC50(28d)分别为0.15、0.12和0.18mg·kg-1,而C6织物三防整理剂对跳虫慢性毒性的EC50(28d)大于1mg·kg-1;4种替代品生态毒性顺序为织物三防整理剂>表面活性剂>C4>C6织物三防整理剂。通过与本实验室PFOS生态毒性的研究结果比较发现,除织物三防整理剂,其余3种替代品对跳虫的生态毒性作用均小于PFOS,其中C6整理剂对跳虫的毒性最小,有望成为替代PFOS的环保型织物整理剂。     

涉及自然保护区河道的建设项目环境准入存在的问题及对策

由于河道水体的线性特征,使得涉及自然保护区河道的建设项目难以避绕,所在区域的内河运输航道、跨河桥梁和防洪设施等建设项目都面临着不同程度的法律障碍,河道水体的保护与合理利用难以兼顾.从促进水生生物多样性保护、河道两岸经济社会建设和民生协调发展的角度出发,就当前涉及自然保护区河道的建设项目环境准入中存在的下列问题进行分析:《自然保护区条例》未考虑河道水体的特殊性,自然保护区功能区划的规定不适用于河道水体类型的自然保护区,以及与河道水体相关的法律法规缺少涉及自然保护区的规定.提出包括有条件地允许一些基础建设和民生项目进入保护区缓冲区和核心区、完善涉及自然保护区建设项目的环境准入制度以及加强涉及河道水体自然保护区建设项目的环境管理的相关对策建议.